Hintergrund
der Erfindung
Abdeckfolien
schützen
Flächen,
indem sie als physikalische Sperrschichten dienen, um eine Verunreinigung,
ein Verkratzen, Fressschäden
und eine Beschädigung
der Oberfläche
zu verhindern. Der durch Abdeckfolien verliehene Schutz ist besonders
nützlich,
während
diese Flächen
transportiert oder vor der Verwendung gehandhabt werden. Abdeckfolien
werden bei zahlreichen Anwendungen als Schutzabdeckungen für Flächen, insbesondere
relativ glatte Flächen
wie Acryle, Polycarbonate, Glas, polierte oder lackierte Metalle und
glasierte Keramiken verwendet. Strukturierte Flächen stellen normalerweise
höhere
Anforderungen, weil für
sie entweder ein größerer Klebstofffluss
oder eine aggressivere Klebschicht erforderlich ist. Um einen größeren Klebstofffluss
zu erhalten, ist eine höhere
Klebschichtmenge oder ein Klebstoff mit niedrigerer Viskosität zum Füllen und
Verbrücken
von Spalten erforderlich. Diese Klebschichten sind gegenüber einem
Herausdrücken
und einem Versagen des Klebstoffs viel empfindlicher. Durch die
Verwendung eines aggressiveren Klebstoffs können jedoch Kontaktflächen bei
der Entfernung beschädigt
werden, oder ein unerwünschter
Rückstand
kann verbleiben.
Herkömmlicherweise
ist ein Oberflächenschutz
durch koronabehandelte Folien oder klebstoffbeschichtetes Papier
und klebstoffbeschichtete Folie erzeugt worden. Koronabehandelte
Folien sind einer elektrostatischen Entladung zur Oxidation der
Folienoberfläche
ausgesetzt worden. Durch diese Oxidation wird die Oberflächenspannung
der Folie und ihre Anziehung an polare Flächen erhöht. Solche koronabehandelten
Folien sind normalerweise ungeprägt
und beruhen auf einem sehr schmalen Fenster der Koronabehandlung
zur Erleichterung der Haftung. Die fehlende Prägung führt zu harten Falten und zum
Steifwerden der Folie. Darüber
hinaus geht die Koronabehandlung im Laufe der Zeit verloren. Insgesamt
ist der Haftungsgrad von koronabehandelten Folien zu niedrig, um
eine Haftung an strukturierten Flächen zu ergeben.
Bisher
ist eine Klebschicht erforderlich gewesen, um eine Haftung an texturierten
Flächen
zu erreichen. Unglücklicherweise
weist klebstoffbeschichtetes Papier eine Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit
sowohl aus Luftfeuchtigkeit als auch aus Flüssigkeiten auf, die das Papier
durchdringt und das Abdeckmaterial von der zu schützenden
Fläche
teilweise löst
oder vollständig
trennt. Klebstoffbeschichtete Folien sind nicht so feuchtigkeitsempfindlich
und können
für eine
Sichtprüfung
transparent gemacht werden. Um entfernbar zu sein, weisen diese
Folien normalerweise Haftungswerte einer Abschälhaftung von weniger als 2
lbs./in (357 g/cm) auf. Haftkleber sind definitionsgemäß permanent
klebrig und behalten die Eigenschaften eines Fließens, einer
hohen Viskosität
und einer Elastizität über ihre
Gebrauchsfähigkeitsdauer
bei. Obwohl Haftkleberbeschichtungen erfolgreich verwendet worden
sind, kann eine Einwirkung von Wärme
oder ein ausgedehntes Altern während
des Transports und der Lagerung zu einer Erhöhung der Haftung führen. Zur
Kompensation dieser Erhöhung
können
Regler verwendet werden, wobei diese Regler aber migrieren und die
geschützten
Flächen
verunreinigen können.
Wärme und
eine Alterung können
auch zur Migration von Klebrigmachern, Tensiden, Antischaummitteln,
Weichmachern und restlichem Lösungsmittel
führen,
wodurch die Fläche
verunreinigt werden kann. Ähnlich
wie bei der Abdeckung mit einer Koronabehandlung neigen die ungeprägten, klebstoffbeschichteten
Abdeckfolien ebenfalls zu harten Falten und einem Steifwerden. Schließlich bedingen
Klebschichten die zusätzlichen,
im Zusammenhang mit dem Auftragen der Klebschicht auf die vorgeformte
Folie anfallenden Schritte (z.B. Compoundieren, Beschichten, Härten, Vernetzen,
Trocknen etc.).
Bei
der entfernbaren Abdeckung sollte die Haftung zwischen der geschützten Fläche und
dem Klebstoff mit einer gewünschten
Abschälkraft
sauber versagen (Adhäsivversagen).
Ein erhöhter
Haftungsgrad kann zur Zerstörung
von empfindlichen Substraten oder Beschichtungen (Substratversagen)
führen
oder die Entfernung der Abdeckfolie unmöglich machen. Der Klebstoff
selbst kann sich aufspalten (Kohäsivversagen) und
die Verwendung eines Lösungsmittels
zur Entfernung von restlichem Klebstoff erforderlich machen. Dieser restliche
Klebstoff ist ein besonderes Problem, wenn die geschützte Fläche in der
Elektronik-, Optik- oder Nahrungsmittelindustrie verwendet wird.
Fortschritte
bei der Abdeckfolien-Technologie haben zur Herstellung von Abdeckfolien
geführt,
die ohne eine Koronabehandlung oder die Verwendung von Klebschichten
gebildet werden; diese schließen
die auf einer Seite mattierten ("OSM"-)Abdeckfolien ein.
Solche OSM-Folien werden in den U.S.- Patenten Nr. 4 895 760 und 5 100 709,
beide an Tredegar Industries, Inc., Richmond, VA, wobei auf diese
Offenbarungen in ihrer Gesamtheit ausdrücklich Bezug genommen wird,
umfassender beschrieben. Diese Abdeckfolien beruhen auf der Tendenz
sehr glatter Flächen,
aneinander zu haften. Somit haften diese Folien nicht an strukturierten Flächen.
Mehrschichtige
Abdeckfolien sind auch mit einem Haftkleber coextrudiert worden,
wie in den U.S.-Patenten Nr. 5 286 781 und 5 427 850 an die Sekisui
Chemical Co., Osaka, Japan, offenbart ist, wobei auf diese Offenbarungen
in ihrer Gesamtheit hier ausdrücklich
Bezug genommen wird. Bei diesen Folien werden Styrol-Butadien-Styrol-
(SBS-), Styrol-Isopren-Styrol- (SIS-), Styrol-Butadien- (SB-) und Styrol-Isopren- (SI-)Block-Copolymere
verwendet. Diese Block-Copolymere weisen teilweise aufgrund des
Vorhandenseins von Doppelbindungen eine schlechte Wärme- und
Alterungsbeständigkeit
auf. Diese Folien enthalten auch Antiblockiermittel (Extenderöl, Polyethylenimin),
um eine gute Fähigkeit
zum Abwickeln zu erzeugen, eine Erhöhung der Klebrigkeit zu vermindern
und ein Laminieren der Folie an sich selbst, während sie in Rollenform gelagert
ist, zu verhindern. Das Antiblockiermittel kann unter Temperatureinfluss
und im Laufe der Zeit migrieren (ausbluten), wodurch die Substratoberfläche schließlich verunreinigt
wird. Variierende Konzentrationen an Antiblockiermittel bewirken
auch variierende Maße
an Klebkraft auf dem Substrat.
Jüngste Fortschritte
bei der Abdeckfolien-Technologie haben zur Herstellung von coextrudierten, mehrschichtigen
Abdeckfolien mit einer geringeren Temperaturabhängigkeit geführt. Diese
OSM-Folien sind in den U.S.-Patenten Nr. 5 693 405, 6 040 046 und
6 326 801, alle an Tredegar Industries, Inc., Richmond, VA, auf
die hier ausdrücklich
Bezug genommen wird, vollständiger
beschrieben. Diese Folien benötigen
jedoch eine relativ glatte Oberfläche (0 bis 3,8 Ra (150 μinch)) und
können
nicht an strukturierten Flächen
haften, die im Gegensatz zu glatten Flächen normalerweise Werte der
Oberflächenrauheit
von etwa 3,8 Ra (150 μinch) bis
etwa 25,4 Ra (1000 μinch)
aufweisen. Zum Beispiel sind Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS)
und Styrol-Ethylen- Propylen
(SEP) und Blends davon nicht in der Lage, an einer strukturierten
Fläche
zu haften. Darüber
hinaus sind Blends aus Bynel/SEES oder Bynel/SEP (Bynel ist ein
von Du Pont erhältliches
säuremodifiziertes
Ethylenacrylat) mit einer Einwirkung von Zeit und Temperatur unverträglich und
führen
zu einem unerwünschten
Rückstand
auf dem Substrat.
Die
vorliegende Erfindung könnte
auch Unterbrechungen oder ungeprägte
Flächen
aufweisen, die auf der Abdeckfolie gewünschte Muster bilden, wie im
U.S.-Patent Nr. 5 693 405, an Tredegar Industries, Inc., Richmond,
VA, beschrieben ist. Das gemusterte, geprägte Material kann brauchbare
geschriebene Informationen oder künstlerische Muster umfassen.
Es
bleibt ein Bedarf an einer Abdeckfolie, die dazu fähig ist,
strukturierten Flächen
ein ausreichendes Maß an
Schutz zu verleihen, indem sie ein funktionelles, einstellbares
und geregeltes Maß an
Klebkraft erzeugt. Dies wird ohne eine Klebschicht und die damit
im Zusammenhang stehenden Nachteile bewerkstelligt.
Die
hier aufgeführte
Beschreibung von bestimmten Vorteilen und Nachteilen bekannter Abdeckfolien und
von Verfahren zur Herstellung davon soll den Rahmen der vorliegenden
Erfindung nicht einschränken.
Tatsächlich
kann die vorliegende Erfindung einige oder alle der oben beschriebenen
Verfahren und Chemikalien einschließen, ohne an denselben Nachteilen
zu leiden.
Zusammenfassung
der Erfindung
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abdeckfolie bereitgestellt, die an strukturierten
Flächen haftet
und diesen Schutz verleiht, ohne dass eine Klebschicht erforderlich
ist. Darüber
hinaus ist die verbesserte Folie vorzugsweise vom OSM-Typ, sodass
ein Blockieren und Knittern der Folie im Wesentlichen minimiert,
wenn nicht vollständig
eliminiert ist. Das von der verbesserten Folie erzeugte Maß an Klebkraft
ist so einstellbar, dass eine Vielzahl von Substratchemien und -Topografien
erfasst wird. Zum Beispiel kann die verbesserte Abdeckfolie der
vorliegenden Erfindung strukturiertem Polycarbonat, Acryl, Polyvinylchlorid,
Nylon und Polyester (PET, PETG, PEN) bei Raum- oder Umgebungstemperatur
ein funktionelles Maß an
Haftung verleihen. Demgemäß kann die
verbesserte Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung praktisch für jede gegebene
Verarbeitungsumgebung einschließlich
der Temperatur und der Konstruktion der Vorrichtungen der Fertigungsstraße und der
erwünschten
Anwendung der Fläche
von Interesse ein ausreichendes Maß an Haftung verleihen. Die
verbesserte Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung bleibt auch nach
einem Altern und/oder Erwärmen
ablösbar
angebracht.
Die
verbesserte Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung umfasst eine
Folie, die vorzugsweise eine erste Seite mit einer glatten, keine
Klebschicht aufweisenden Fläche,
eine zweite Seite mit einer rauen Fläche und gegebenenfalls eine
oder mehrere, sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite
befindende Kernschichten aufweist. Die glatte Seite umfasst wenigstens
eine Schicht aus einer thermoplastischen Folie und besteht aus thermoplastischen
Elastomeren mit gesättigten
Kautschuk-Mittelblöcken,
die ausgewählt
sind aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol, Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol,
Styrol-Ethylen/Propylen, Styrol-Ethylen/Butylen, radialem (Styrol-Butadien)n und radialem (Styrol-Isopren)n als
Hauptkomponente, wobei n eine ganze Zahl von etwa 1 bis etwa 2000
ist. Bei der Verwendung wird die glatte Seite auf die zu schützende Fläche aufgetragen. Die
raue Seite besteht auch aus wenigstens einer Schicht aus einer thermoplastischen
Folie.
Nach
einem anderen Merkmal einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Folie mit
einer ersten Seite mit einer glatten, keine Klebschicht aufweisenden
Fläche,
einer zweite Seite mit einer rauen Fläche und gegebenenfalls einer
oder mehreren, sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite
befindende Kernschichten bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die
Auswahl von Hauptkomponenten, die zur Bildung der ersten Seite mit
einer glatten Fläche
zu verwenden sind. Diese glatte Fläche dieser ersten Seite berührt die
raue Fläche
des zu schützenden
Substrats und haftet an dieser. Nachdem die Komponenten ausgewählt sind,
wird der relative Prozentwert davon bestimmt, um ein funktionelles
und geregeltes Maß der
Haftkraft für
ein gegebenes Substrat mit rauer Oberfläche zu erzeugen.
Die
verbleibende raue Fläche
der zweiten Seite und der Kernschichten, falls vorhanden, bestehen
aus geeigneten thermoplastischen Komponenten, die auf der Grundlage
der erwünschten
Steifigkeit, Polarität, Oberflächenspannung,
Wärmebeständigkeit
und Chemikalienbeständigkeit
ausgewählt
sind. Die jeweiligen Komponenten werden dann vorzugsweise coextrudiert,
wodurch die Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
Aufgrund der Auswahl der Komponenten und ihren relativen Mengen
ist die resultierende Abdeckfolie maßgeschneidert, wodurch sie
in den gegebenen Produktionsumgebungen unter den gegebenen Bedingungen
funktioniert.
Kurzbeschreibung
der Figuren
1: Diagramm, in dem die
Abschälhaftung
einer Folie dargestellt ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung
auf Samt-Polycarbonat hergestellt ist.
2: Diagramm, in dem die
Abschälhaftung
eines herkömmlichen
Haftkleber-Materials auf Samt-Polycarbonat dargestellt ist.
3: Diagramm, in dem die
Abschälhaftung
einer gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Folie auf Velour-Polycarbonat dargestellt
ist.
4: Diagramm, in dem die
Abschälhaftung
eines herkömmlichen
Haftkleber-Materials auf Velour-Polycarbonat dargestellt ist.
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend
sind Definitionen einiger hier verwendeter Begriffe und Ausdrücke aufgeführt.
Die
Begriffe "im Wesentlichen" und "etwa" bedeuten, dass eine
gegebene Eigenschaft oder ein gegebener Parameter (wie die Oberflächen-Rauheit)
um 30 % vom aufgeführten
Wert und vorzugsweise um 20 % vom aufgeführten Wert variieren kann.
Die
in der gesamten Offenbarung verwendeten Singularformen "ein", "einer", "eine", "eines" und "der", "die", "das" umfassen Bezüge auf den
Plural, sofern im Zusammenhang nichts anderes deutlich aufgeführt ist. Somit
umfasst zum Beispiel ein Bezug auf "eine Verbindung" eine Mehrzahl solcher Verbindungen,
und ein Bezug auf "einen
Bestandteil" oder "ein Additiv" ist ein Bezug auf
einen oder mehrere Bestandteile oder ein oder mehrere Additive und
deren den Fachleuten bekannten Äquivalente
und so weiter.
Sofern
nichts anderes definiert ist, haben alle hier verwendeten technischen
und wissenschaftlichen Begriffe dieselben Bedeutungen, wie sie üblicherweise
von einem Fachmann desjenigen Fachgebiets, zu dem diese Erfindung
gehört,
verstanden werden. Obwohl andere Methoden und Materialien, die zu
den hier beschriebenen ähnlich
oder äquivalent
sind, in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können, werden
die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien jetzt beschrieben.
Alle hier erwähnten
Veröffentlichungen
sind zum Zweck der Beschreibung und Offenbarung der verschiedenen
Folien, Verbindungen, Zusammensetzungen, Verfahren etc., die in
den Veröffentlichungen
aufgeführt
sind und die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden
könnten,
aufgeführt.
Hier ist nichts als Zugeständnis
auszulegen, dass die Erfindung nicht dazu berechtigt ist, solche
Offenbarungen aufgrund einer älteren
Erfindung vorwegzunehmen.
Der
Begriff "Folie" bezieht sich auf
eine Bahn, die durch das Extrudieren eines geschmolzenen flächigen Materials
aus einem polymeren Material durch ein Gieß- oder Blas-Extrusionsverfahren
und dann das Abkühlen
des flächigen
Materials unter Bildung einer festen, polymeren Bahn hergestellt
wird. Folien können
Monoschicht-Folien, coextrudierte Folien, beschichtete Folien und
Verbundfolien sein. Beschichtete Folien sind Folien, die eine Monoschicht
oder eine coextrudierte Folie umfassen, die anschließend mit
einer dünnen Schicht
desselben oder eines anderen Materials, mit dem sie verbunden werden
und von dem sie nach der Verbindung nicht mehr getrennt werden können, beschichtet
(durch Extrudieren oder Aufdrucken beschichtet, bedruckt) werden.
Verbundfolien sind Folien, die mehr als eine Folie umfassen, wobei
die wenigstens zwei Folien in einem Verbindungsverfahren miteinander
verbunden werden. Verbindungsverfahren können Klebstoffschichten zwischen
den Folienschichten einschließen.
Die
Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung umfasst eine Folie mit einer
ersten Seite mit einer glatten, keine Klebschicht aufweisenden Fläche, eine
zweite Seite mit einer rauen Oberfläche und gegebenenfalls eine oder
mehrere, zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite angeordnete
Kernschichten. Die glatte Seite umfasst wenigstens eine Schicht
aus einer thermoplastischen Folie und besteht aus thermoplastischen
Elastomeren mit gesättigten
Kautschuk-Mittelblöcken,
die aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol, Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol, Styrol-Ethylen/Propylen,
Styrol-Ethylen/Butylen, radialem (Styrol-Butadien)n und
radialem (Styrol-Isopren)n als Hauptkomponente
ausgewählt
sind. In den obigen Elastomeren ist n eine ganze Zahl und vorzugsweise
eine ganze Zahl von etwa 1 bis etwa 2000. Bei der Verwendung wird
die glatte Seite auf die zu schützende
Fläche
aufgetragen, bei der es sich vorzugsweise um eine raue Fläche mit
einer Oberflächenrauheit
von mehr als etwa 3,8 Ra (150 μinch)
handelt. Die raue Seite besteht auch aus wenigstens einer Schicht aus
einer thermoplastischen Folie. Wenn nur eine Schicht verwendet wird,
ist die eine Schicht mit einer glatten und einer rauen Seite vorzugsweise
extrudiert, während
die Schichten, wenn mehrere Schichten verwendet werden, vorzugsweise
coextrudiert sind.
Die
raue Seite ist vorzugsweise matt geprägt, kann aber auch durch jedes
geeignete Mittel aufgeraut sein. Es wird angenommen, dass die raue
Seite verhindert, dass die Folie zu viel Oberfläche von sich selbst oder von
einer anderen Oberfläche
berührt,
wodurch ein Blocken und Knittern der Folie verhindert wird. Wenigstens
eine Kernschicht kann sich zwischen der glatten Seite und der rauen
Seite der verbesserten Abdeckfolie befinden, und wenn sie vorhanden
ist, kann sie auch aus einer thermoplastischen Folie bestehen. Bei
der einschichtigen Ausführungsform
sind die glatte Seite und die raue Seite gegenüberliegende Seiten einer einzigen
Schicht der Folie.
Das
Maß der
Haftung zwischen der glatten Seite der Abdeckfolie der vorliegenden
Erfindung und der zu schützenden
strukturierten Fläche
ist mittels der Einführung
bestimmter, mit der glatten Seite der Folie assoziierten Polymere
und Copolymere einstellbar. Die geregelte Kombination solcher Polymere
und Copolymere hat die Wirkung, das Maß der zwischen der glatten
Seite der Abdeckfolie und der zu schützenden Fläche erzeugten Haftung einzustellen.
Die Oberflächenchemie
und -Topografie des Substrats diktiert die Beschaffenheit und die
Mengen dieser Polymere. Die Fachleute sind unter Verwendung der
hier aufgeführten
Richtlinien dazu in der Lage, den Typ und die Menge der Polymere
so zu variieren, dass die gewünschte
Haftung erreicht wird.
In
bestimmten Ausführungsformen
der Erfindung kann eine ein-, zwei- oder mehrschichtige Abdeckfolie
einschließlich
geeigneter Polymer- und Copolymer-Additive, die dazu fähig sind,
das Maß der
von der Folie erzeugten Haftung einzustellen, hergestellt werden.
Diese Folien können
geblasen oder gegossen werden. Darüber hinaus kann bei der mehrschichtigen
Ausführungsform
die die glatte Seite der verbesserten Abdeckfolie der vorliegenden
Erfindung einschließende
Schicht bei Bedarf auf die die raue Seite einschließende Schicht
laminiert werden. Zur Erzeugung der gewünschten Haftung der resultierenden
Abdeckfolie kann das Zumischen von Polymer- und Copolymer-Additiven zur glatten
Seite der Abdeckfolie geregelt werden. Wiederum sind die Fachleute
dazu in der Lage, die zweckmäßige Additive,
ihre jeweiligen Konzentrationen und Mechanismen für ihre Einarbeitung
in die Folie unter Anwendung der hier aufgeführten Richtlinien auszuwählen.
Vorzugsweise
wird die einschichtige, einseitig matt geprägte Abdeckfolie auf eine strukturierte
Fläche mit
einer Rauheit im Bereich von 3,8 Ra (150 μinch) bis 25,4 Ra (1000 μinch) aufgetragen.
In dieser Beschreibung sind "Glattheit" und "Rauheit" als arithmetischer
Mittelwert der Höhe
der Mikropeaks und Mikrotäler
einer Fläche
in Bezug auf die Mittellinie einer solchen Fläche, gemessen mittels eines
Oberflächenmessgeräts, definiert.
Die auf diese Weise definierte Glattheit und Rauheit werden normalerweise
in Einheiten von Mikrometer (10–6 m)
(Ra) ausgedrückt.
Alle Tests von Oberflächenstrukturen
(relative Glattheit und Rauheit) wurden nach dem ANSI/ASME-Testverfahren
B46.1-1985 durchgeführt
und in μinch
gemessen. Bevorzugte strukturierte Flächen umfassen – nur zur
Veranschaulichung – Polycarbonat,
Polyurethan, Polyester, Acryl, Polyvinylchlorid, Nylon, PET, PETG,
PEN, Glas, Keramik, Metall und verschiedene Beschichtungen. Zum
Beispiel kann es sich bei strukturierter Polycarbonatfolie um Samt
(etwa 3,8 Ra (150 μinch))
und Velours (12,7–17,8
Ra (500–700 μinch)) handeln.
Prismatischer Polyester kann eine Rauheit im Bereich von etwa 5,1
bis etwa 7,6 Ra (200 bis etwa 300 μinch) aufweisen. Vinyl-Bodenplatten
können
eine Rauheit im Bereich von etwa 3,8 bis etwa 10,2 Ra (150 bis etwa
400 μinch)
aufweisen.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die erste Schicht eine Fläche mit einem Glattheitsmaß zwischen
0 Ra und 1,5 Ra (60 μinch)
und noch mehr bevorzugt zwischen 0 Ra und 0,8 Ra (30 μinch). Die
relativ raue Oberfläche
der zweiten Schicht umfasst ein Glattheitsmaß zwischen 0,5 und 15,2 Ra
(20 bis 600 μinch)
und noch mehr bevorzugt zwischen 1,0 und 5,1 Ra (40 und 200 μinch). Obwohl
Glattheitsmaße
zwischen 0 Ra und 0,8 Ra (30 μinch)
für die
glatte Fläche
und Glattheitsmaße
zwischen 1,0 und 5,1 Ra (40 und 200 μinch) für die raue Fläche bevorzugt
sind, sei darauf hingewiesen, dass die verbesserte Abdeckfolie praktisch
jeden Grad an relativer Glattheit oder Rauheit aufweisen kann und
dennoch das meiste mit herkömmlichen
Abdeckfolien zusammenhängende
Blockieren und Knittern verhindern kann.
Das
Mattieren durch Prägen
(z.B. durch das Extrudieren in ein Paar Presswalzen, wobei es sich
bei einer Walze um eine polierte Chrom-Gießwalze handelt und die andere
Walze gummiert ist) ist eine bevorzugte Technik, um der zweiten
Schicht einen ausreichenden Rauheitsgrad zu verleihen. Es sei darauf hingewiesen, dass
das Aufrauen der Oberfläche
der zweiten Schicht durch jedes geeignete Verfahren einschließlich – ohne Einschränkung – Aufblasen
von Luft, Luftdüsen,
Wasserdüsen
und Kombinationen davon bewerkstelligt werden kann. Die raue Oberfläche verhindert
ein Blockieren, indem sie einen solchen innigen Kontakt zwischen der
Oberfläche
der Abdeckfolie und einer anderen Oberfläche verhindert, sodass die
Abdeckfolie von einer anderen glatten Oberfläche leicht abgerollt und/oder
abgezogen werden kann. Diese Eigenschaft verhindert auch das Knittern,
das so oft mit herkömmlichen
Abdeckfolien im Zusammenhang steht. Die mehrschichtige, matt geprägte Folienschicht
kann auch einen mechanischen differenziellen Schlupf im Gegensatz
zu einem chemisch (Antiblockiermittel) induzierten differenziellen
Schlupf umfassen.
Darüber hinaus
können,
obwohl die bevorzugte Ausführungsform
wenigstens eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, die
relativ glatte Seite und die relativ raue Seite der verbesserten
Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung bei Bedarf auf gegenüberliegenden
Seiten einer einzigen Schicht aus thermoplastischem Material ausgebildet
sein. In einer solchen Ausführungsform
wären keine
Kernschichten vorhanden. Ein- und mehrschichtige Abdeckfolien können auch
ohne eine raue Seite hergestellt werden, indem Antiblockmittel eingearbeitet
werden. In dieser Hinsicht würden
geringfügige
Mengen (bis zu etwa 800 ppm) Antiblockmittel verwendet.
Die
Einstellung des in der vorliegenden Erfindung erzeugten Maßes der
Klebkraft kann durch die Einführung
von bestimmten Polymeren und Copolymeren auf der glatten Seite der
thermoplastischen Folie und deren Prozentwert bewerkstelligt werden.
Das bevorzugte, mit der glatten Seite der ersten Schicht zur Bewerkstelligung
des Maßes
der erzeugten Klebkraft assoziierte Hauptpolymer ist ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- (SEBS-)Block-Copolymer, ein Styrol-Ethylen/Butylen-
(SEB-)Block-Copolymer, ein Styrol-Etyhlen/Propylen-Styrol- (SEPS-)Block-Copolymer,
ein Styrol-Ethylen/Propylen- (SEP-)Block-Copolymer oder Blends davon,
wie Kraton-G® und
funktionalisiertes Kraton-G®, das von Kraton Polymers,
Houston, TX, kommerziell erhältlich
ist. Der Prozentwertbereich der Block-Copolymer-Hauptkomponente würde von 30 % bis 85 % reichen, wobei
ein noch mehr bevorzugter Bereich 35 % bis 60 % betrüge. Alle
obigen Polymere enthalten gesättigte Mittelblöcke, die
eine erhöhte
Oxidationsbeständigkeit,
höhere
Betriebstemperaturen und eine erhöhte Verarbeitungsbeständigkeit
ermöglichen.
Die bevorzugten Hauptpolymere sind Styrol-Ethylen/Propylen- (SEP-)Block-Copolymer
und Styrol-Ethylen/Butylen- (SEB-)Block-Copolymer, die über einen
weiten Temperaturbereich ausgeglichenere Kleb- und Kohäsivfestigkeiten
ergeben. Die elastomeren Hauptpolymere werden entweder vom Zulieferer
oder während
der Extrusion typischerweise mit einem klebrigmachenden Harz vermischt.
Das klebrigmachende Harz ergibt den anfänglichen Oberflächenkontakt
zu strukturierten Flächen,
wobei die thermoplastischen Elastomere die Kohäsivfestigkeit ergeben. Das
klebrigmachende Harz sollte in einer Menge innerhalb des Bereichs
von etwa 10–60
Gew.-% der fertigen Formulierung, vorzugsweise von 20–40 Gew.-%,
vorhanden sein. Unterhalb von 10 Gew.-% ist ohne eine Wärmezufuhr
zur Erweichung der Folie und zur Erzeugung einer Anschmiegsamkeit
an die strukturierte Fläche
keine Anfangshaftung vorhanden. Oberhalb von 60 Gew.-% kann die
Folie während
der Extrusion an den Verarbeitungswalzen kleben bleiben. Unter Verwendung
der hier aufgeführten
Richtlinien sind die Fachleute dazu in der Lage, ein geeignetes
Polymer oder eine geeignete Polymermischung zur Verwendung bei der
Bildung der Abdeckfolie der Erfindung zu entwerfen.
Nebenpolymere
wie Polyolefine (Homopolymere oder Copolymere), Polyvinylalkohol,
Polyvinylchlorid, Nylon, Polyester, Styrole, Butylene, Polymethylpenten
und Polyoximethylen und Mischungen davon können mit dem Hauptpolymer (z.B.
SEBS) in variierenden Verhältnissen
vermischt werden, wodurch das erwünschte Maß der Haftung der Folie erhalten
wird. Säuremodifizierte
Copolymere, anhydridmodifizierte Copolymere und säure-/acrylatmodifizierte
Copolymere sind ebenfalls brauchbar. Folien aus Polyethylen sind
besonders geeignet und daher bevorzugt. Folien aus Polyethylen-Homopolymeren
niedriger Dichte sind sogar noch mehr geeignet und aufgrund ihres
relativ niedrigen Biegemoduls, durch den sie die Neigung aufweisen,
sich besser an Oberflächen
anzuschmiegen, daher noch mehr bevorzugt.
Das
Verhältnis
der thermoplastischen, klebstofffreien Schicht zur geprägten Schicht
in der mehrschichtigen Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung variiert
in Abhängigkeit
von den erwünschten
Merkmalen der mehrschichtigen Abdeckfolie. Die Variation der Verhältnisse
zur Erfüllung
der Anforderungen an die Abriebbeständigkeit, Steifigkeit, Zugfestigkeit,
Abschälkraft
und dergleichen liegt im vorgesehenen Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Die zweischichtige Abdeckfolie der vorliegenden Erfindung ist in
Endgebrauchs-Anwendungen,
bei denen erwünscht
ist, dass die klebstofffreie Abdeckfolie relativ biegsam ist, besonders
brauchbar.
Es
liegt auch im vorgesehenen Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass
wenigstens eine Kernfolienschicht zwischen der thermoplastischen,
klebstofffreien Folienschicht (glatte Fläche) und der rauen Folienschicht
(z.B. eine geprägte
Folie) angeordnet werden kann. Diese Kernschicht kann die Ausbildung
der gewünschten
Undurchsichtigkeit und/oder Farbe, Steifigkeit und Zähigkeit
der mehrschichtigen Abdeckfolie unterstützen. Bei der gemäß dieser
Erfindung verwendeten Kernschicht kann es sich um eine beliebige
aus einer weiten Vielzahl von thermoplastischen polymeren oder elastomeren
Materialien wie Folien aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid,
Nylon, Polyester und dergleichen handeln.
Zur
Kern- und zur rauen Schicht gegebene Füllstoffe können bestimmte erwünschte Merkmale
verleihen, die – nur
zu veranschaulichenden Zwecken – Rauheit,
antistatische Eigenschaft, Abriebbeständigkeit, Bedruckbarkeit, Beschreibbarkeit,
Undurchsichtigkeit und Farbe einschließen. Solche Füllstoffe
sind in der Industrie wohlbekannt und umfassen zum Beispiel Calciumcarbonat
(Abriebbeständigkeit),
Glimmer (Bedruckbarkeit), Titandioxid (Farbe und Undurchsichtigkeit)
und Siliciumdioxid (Rauheit).
In
einer bevorzugten Ausführungsform,
wenn in der Erfindung eine Folie mit mehreren Schichten verwendet
wird, werden die mehreren Schichten der Abdeckfolie unter Verwendung
eines beliebigen im Fachgebiet bekannten Coextrusionsverfahrens
coextrudiert. Der Einsatz der Coextrusion ermöglicht die relativ einfache
und leichte Herstellung einer mehrschichtigen Abdeckfolie, die aus
verschiedenen Schichten besteht, von denen jede spezielle Funktionen
erfüllt.
Obwohl die Coextrusion der verbesserten mehrschichtigen Abdeckfolie
der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, sei wiederum darauf hingewiesen,
dass die Abdeckfolie einschichtig oder mehrschichtig sein kann und
dass die Abdeckfolie unabhängig
von der Form bei Bedarf unter Verwendung jedes anderen geeigneten
Verfahrens hergestellt werden kann.
Jedes
aus einer Vielzahl von herkömmlichen
Verfahren kann zum Auftragen der mehrschichtigen (oder einschichtigen)
Abdeckfolie auf die strukturierte Fläche des zu schützenden
Substrats verwendet werden. Vorzugsweise wird die mehrschichtige
Folie von einer Rolle abgenommen und mittels eines Presswalzen- oder
eines ähnlichen
Systems direkt auf die Fläche
aufgetragen. Auf diese Weise wird die glatte Seite der mehrschichtigen
Folie in einem Arbeitsgang auf das strukturierte Substrat aufgetragen
und an dieses gepresst. Bei Bedarf kann die resultierende Laminierung
zur Weiterverarbeitung durch Kompressionswalzen oder dergleichen
geleitet werden. Andere geeignete Techniken zur Bildung der Laminierungen
dieser Erfindung sind für
die Fachleute beim Lesen dieser Beschreibung leicht ersichtlich.
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
das Auftragen einer mehrschichtigen (oder einschichtigen) Abdeckfolie
auf eine strukturierte Fläche,
ohne auf eine Klebschicht angewiesen zu sein. Darüber hinaus
sind Verarbeitungsöle,
Antiblockmittel oder temperaturbeständige Substrate in der vorliegenden
Erfindung nicht erforderlich. Die Anfangshaftung an der strukturierten
Fläche
wird vorzugsweise durch die Anschmiegsamkeit der Folie und den Prozentwert
des Klebrigmachers geregelt. Die mehrschichtige Abdeckfolie ist
sogar dann, wenn sie Feuchtigkeit, Wärme und Ultraviolettstrahlung
ausgesetzt wird, über
längere
Zeiträume
stabil.
Viele
andere Variationen, Modifikationen und alternative Ausführungsformen
können
am beschriebenen Gegenstand und den beschriebenen Techniken vom
Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Demgemäß gilt selbstverständlich,
dass der Gegenstand und die Verfahren, auf die sich in der obigen
Beschreibung und in den folgenden Beispielen bezogen wird, nur veranschaulichend
sind und nicht als Einschränkungen
des Rahmens dieser Erfindung aufzufassen sind.