DE102006040846A1 - Ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolie mit Release-Eigenschaften - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolie mit Release-Eigenschaften. Die Folie oder zumindest eine Folienschicht besteht aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate oder Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen. An den Carbamatfunktionen des als Trennmittel verwendeten Polymers sind Siloxanpolymerfragmente gebunden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolie mit Release-Eigenschaften, wobei die Folie oder zumindest eine Folienschicht aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate oder Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen besteht. Die Polymerzusammensetzung zeichnet sich durch eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe aus.
- Eine solche Folie ist aus WO 94/16885 A1 bekannt. Die beschriebene Folie weist eine Relase-Schicht auf, die aus einer Polymermischung aus Polyolefin als Trägersubstanz und Polyvinyl-Octadecyl-Carbamaten als polymeres Trennmittel besteht.
- Aus WO 2004/061034 A1 sind Polymerzusammensetzungen für Releaseschichten von Extrusionsfolien bekannt, die eine polyolefinische Trägersubstanz, ein polymeres Trennmittel aus der Gruppe der Polyvinyl N-Alkyl-Carbamate, Polyvinyl N-Alkyl-Carbamide, Polyalkyl(meth)acrylat Copolymere, Siloxan-Acrylat-Blockcopolymere oder Siloxan Polyurethan-Copolymere aufweisen. Ähnliche Zusammensetzungen für Release-Schichten von Extrusionsfolien sind in US 2005/0142370 A1 beschrieben.
- Die bekannten Zusammensetzungen für Release-Schichten von Extrusionsfolien sind noch verbesserungsbedürftig. Zum einen muss die Folie bzw. Folienschicht eine gute Trennwirkung gegenüber Haftklebstoffen aufweisen. Des Weiteren muss sichergestellt sein, dass das polymere Trennmittel in der Release-Schicht dauerhaft und fest verankert ist, dass die Trennwirkung der Release-Schicht bei einer langen Lagerung nicht abnimmt und dass der Haftklebstoff nicht durch Auslösen von Teilen des polymeren Trennmittels verunreinigt wird.
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Folie mit einer dauerhaften und guten Release-Wirkung anzugeben, die auf einfache Weise durch Extrusion herstellbar ist.
- Ausgehend von einer Folie mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an den Carbamat-Funktionen des als Trennmittel verwendeten Polymers Siloxanpolymerfragmente gebunden sind. Erfindungsgemäß wird als polymeres Trennmittel ein carbamatfunktionelles Polymer mit hohem Molekulargewicht verwendet, welches sich in die polymere Trägersubstanz gut einbinden lässt. Das Molekulargewicht liegt zweckmäßig im Bereich von 1000 bis 30000 g/mol, vorzugsweise 2000 bis 20000 g/mol. An die Carbamatfunktionen sind Siloxanpolymerfragmente angebunden, die eine wirksame Release-Oberfläche bilden. Durch ihre Verbindung mit den Carbamatfunktionen sind sie fest im Polymergerüst verankert.
- Als polymeres Trennmittel eignet sich insbesondere ein Reaktionsprodukt aus einer Reaktion von Polyisocyanat mit einem dihydroxylfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure. Der Anteil des polymeren Trennmittels in der Mischung, die im Folgenden auch als Release-Zusammensetzung bezeichnet wird, beträgt 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise bis 5 Gew.-%.
- Die polymere Trägersubstanz der Release-Zusammensetzung besteht vorzugsweise aus einem Polyethylen oder einem Ethylen-Copolymer, insbesondere einem Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer. Dabei kann das Polyethylen insbesondere aus der Gruppe der Polyethylene niedriger Dichte (PE-LD), der linearen Polyethylene niedriger Dichte (PE, LLD) oder einem Polyethylen sehr niedriger Dichte (PE-VLD), einschließlich der in einem Metallocen-Katalysator hergestellten Typen, ausgewählt werden. Die großen Moleküle des carbamatfunktionellen Polymers zeigen eine deutliche Abhängigkeit ihrer Verträglichkeit mit der Dichte des Polyethylens. Die Wahl des geeigneten Polyethylens ist von den gewünschten Release-Eigenschaften abhängig. Einerseits wird bei einer geringeren Dichte des Polyethylens eine Erhöhung der Release-Wirkung beobachtet; andererseits können dann jedoch auch die Carbamatgruppen leichter aus dem Polymer entfernt werden, und es besteht, abhängig von der angrenzenden Schicht, die Gefahr, dass auf der Release-Schicht aufliegende Polymere das Trennmittel teilweise aufnehmen. Ebenso ist eine Abhängigkeit der Release-Wirkung sowie der Bindung des carbamatfunktionellen Polymers in der Trägersubstanz in Abhängigkeit des Gehaltes an Vinylacetat zu beobachten, wenn ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer als Trägersubstanz verwendet wird. Die optimale Auswahl der Trägersubstanz ist anhand orientierender Versuche möglich. Vorzugsweise werden als Trägersubstanz Ethylen-Vinylacetat-Copolymere mit einem Vinylacetatgehalt von mehr als 15 Gew.-% verwendet.
- Für die erfindungsgemäße Folie ergeben sich eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten. Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Folie eine mehrschichtige Coextrusionsfolie ist, welche neben der Release-Schicht mindestens eine weitere Schicht aus einem thermoplastischen Polymer oder einem thermoplastischen Elastomer aufweist. Thermoplastische Elastomere weisen neben ihren elastischen Eigenschaften typischerweise eine hohe Klebrigkeit auf. Besonders bei elastischen Folien, die auf einer Außenseite eine Schicht aus einem thermoplatischen Elastomer und auf der anderen Seite eine erfindungsgemäß ausgebildete Release-Schicht aufweisen, kann bei einem Aufrollen der Folie eine Verblockung dauerhaft und zuverlässig verhindert werden. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Folie auch als Oberflächenschutzfolie oder Klebeband, wobei die Release-Schicht als eine außen liegende Schicht der Folie angeordnet ist und auf der anderen Seite ein Haftklebstoff, z. B. ein Dispersionsklebstoff oder ein Lösemittelklebstoff vorgesehen ist. Die Release-Schicht wirkt als Trennsystem und gewährleistet ein Abrollen der aufgerollten Folie nach einer längeren Lagerzeit und nach der Einwirkung eines mechanischen Druckes oder einer erhöhten Temperatur während der Lagerung.
- Unter die Erfindung fällt auch eine Folie, bei der die Release-Schicht beidseitig von mindestens einer weiteren Folienschicht umgeben ist, so dass die mehrschichtige Extrusionsfolie entlang der Release-Schicht in zwei dünnere Folien trennbar ist. Die Materialien der angrenzenden Folienschichten werden vorzugsweise derart gewählt, dass bei einer Trennung der Folie die Release-Schicht nicht zerreißt, sondern auf einer der zwei voneinander getrennten Folien verbleiben.
- Die Erfindung schließt nicht aus, dass die beschriebene Release-Zusammensetzung noch weitere Zusätze zur Modifizierung der Release-Eigenschaften zugegeben werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass der Polymermischung Polyamidwachse, z. B. in Mengen von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, zugegeben werden.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
-
1 eine mit einem Haftklebstoff versehene Klebefolie, -
2 eine elastische Folie, -
3 eine Coextrusionsfolie, die eine entlang einer Release-Schicht abtrennbare Folienschicht aufweist, -
4 eine Monofolie, -
5 eine heiß kaschierfähige Folie. - Die in den
1 bis5 dargestellten Folien sind ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolien mit Release-Eigenschaften. Die Folie oder zumindest eine als Release-Schicht1 bezeichnete Folienschicht besteht aus einer Mischung aus einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate und Polyolefin-Copolymere und einem polymeren Trennmittel und weist eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe auf. Als polymeres Trennmittel werden Polymere mit Carbamatfunktionen verwendet, an die Siloxanpolymerfragmente angelagert sind. Als polymeres Trennmittel sind beispielsweise Reaktionsprodukte aus einer Reaktion von Polyisocyanat mit einem dihydroxilfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure einsetzbar. Das Molekulargewicht des polymeren Trennmittels liegt im Bereich von 1000 bis 30000 g/mol, vorzugsweise 2000 bis 20000 g/mol. - Die
1 zeigt eine mit einem Klebstoff versehene Folie, die als Oberflächenschutzfolie oder als Klebeband eingesetzt werden kann. Der Klebstoff ist ein Haftklebstoff (PSA: pressure sensitive adhesive), der durch Aufdrücken klebt. Die zweilagige Folie, die aus einer Release-Schicht1 und einer Trägerschicht2 aufgebaut ist und an der Außenseite der Trägerschicht2 mit einer Schicht3 aus PSA-Klebstoff versehen ist, wurde in einem Coextrusionsvefahren gefertigt. Die polymere Trägersubstanz der Release-Schicht1 ist ein Polyethylen aus der Gruppe der Polyethylene niedriger Dichte (PE-LD), der linearen Polyethylene niedriger Dichte (PE-LLD) oder Polyethylene sehr niedriger Dichte (PE-VLD), einschließlich der in einem Metallocen-Katalysator hergestellten Typen. Bevorzugt ist ein Polyethylen mit einer Dichte zwischen 0,900 g/cm3 und 0,9200 g/cm3. Das polymere Trennmittel besteht aus einem polymeren Gerüst mit Carbamatfunktionen, an denen Siloxanpolymerfragmente angelagert sind. Die Siloxanpolymerfragmente bilden eine wirksame Release-Fläche und sind über die Carbamatgruppen fest mit dem polymeren Gerüst der Release-Schicht verankert. Die Folie kann auf- und abgerollt werden, ohne dass ein Abklatsch oder eine starke Verringerung der Haftkraft der PSA-Klebstoffschicht3 beobachtet wird. - In
2 ist eine elastische Folie dargestellt, die eine Trägerschicht4 aus einem thermoplastischen Elastomer aufweist. Neben den elastischen Eigenschaften weisen thermoplastische Elastomere typischerweise eine große Klebrigkeit auf, so dass aus thermoplastischen Elastomeren bestehende Folien beim Aufrollen zur Verblockung neigen. Um eine Verblockung der Folienlagen in einer solchen Folienrolle zu verhindern, ist die aus einem thermoplastischem Elastomer bestehende Trägerschicht4 mit einer Release-Schicht1 coextrudiert worden. - Bei der in
3 dargestellten dreilagigen Coextrusionsfolie ist eine Release-Schicht1 zwischen einer oberen Schicht5 und einer unteren Schicht6 angeordnet. Die obere Schicht5 und die untere Schicht6 bestehen aus unterschiedlichen Materialien, z. B. aus Polypropylen und Polyethylen. Durch die innen liegende Release-Schicht1 kann die obere Schicht5 von der unteren Schicht6 getrennt werden, wobei sich die Release-Schicht1 von der unteren Schicht6 trennt und an der oberen Schicht5 verbleibt, die eine bessere Affinität zu der polymeren Trägersubstanz der Release-Schicht aufweist. Die Folie kann vollständig in zwei dünnere Folien5 ,6 getrennt werden. Die polymere Trägersubstanz der Release-Schicht1 besteht aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVAC). Das polymere Trennmittel ist ein hochmolekulares Polymer mit Carbamatfunktionen, an denen Siloxanpolymerfragmente angelagert sind. - In
4 ist eine aus der Release-Zusammensetzung bestehende Monofolie dargestellt. Die Folie weist auf beiden Seiten gute Release-Eigenschaften auf und ist insbesondere als dünne Trennfolie einsetzbar, welche beispielsweise mit einer Folie aus einem thermoplastischen Elastomer aufgerollt wird, um die Elastomerfolie vor einer Verblockung zu schützen. - Die guten Release-Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folien erlauben vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. So zeichnet sich die erfindungsgemäße Release-Zusammensetzung durch eine geringe Haftung gegenüber Lackfarben auf und kann auch als Graffitischutz verwendet werden.
- Die
5 zeigt eine zweilagige coextrudierte Folie, die mit ihrer heiß kaschierfähigen Trägerschicht7 auf einer Metalloberfläche8 , beispielsweise auf einem Garagentor oder einem Fahrzeug, aufgebracht ist. Die außen liegende Release-Schicht1 dient beispielsweise als Graffiti-Schutz. - Beispiel 1
- Es wurde eine Monofolie aus Polyethylen (Dichte 0,915 g/cm) mit einem Zusatz (5 Gew.-%) eines polymeren Trennmittels hergestellt und die Release-Eigenschaften der Folie untersucht. Das polymere Trennmittel bestand aus einem carbamatfunktionellen Polymer (Molekulargewicht 1000 bis 30000 g/mol), wobei an dessen Carbamatfunktionen Siloxanpolymerfragmente gebunden sind. Die Release-Wirkung wurde mittels einer handelsüblichen Klebefolie (Tesa® 7475) gemessen. In einem Referenzversuch wurde zunächst die Haftung der Klebefolie an einer Glasplatte ermittelt. Es wurde eine Peelkraft von 11 N/cm gemessen. Peelkraft bezeichnet die Kraft, welche bezogen auf die Breite des Prüfbandes notwendig ist, um die Klebefolie von der Glasplatte zu lösen. Bei einem zweiten Versuch wurde ein Teststreifen der Klebefolie auf die Monofolie aufgebracht und wieder von dieser abgezogen. Der Teststreifen konnte rückstandsfrei von der Monofolie entfernt werden. Die Peelkraft zum Lösen des Klebstoffstreifens von der Monofolie betrug lediglich 3,4 N/cm. In einem dritten Versuch wurde der von der Monofolie abgelöste Klebstoffstreifen auf die Glasplatte aufgebracht und die Peelkraft zum Ablösen des Teststreifens erneut bestimmt. Es wurde eine nahezu unveränderte Peelkraft von 10,5 N/cm gemessen.
- Beispiel 2
- Aus einer Polymermischung aus Polyethylen und 4 Gew.-% eines polymeren Trennmittels wurden Monofolien extrudiert. Das polymere Trennmittel bestand aus einem carbamatfunktionellen Polymer (Molekulargewicht 1000 bis 30000 g/mol), wobei an den Carbamatfunktionen des Polymergerüstes Siloxanpolymerfragmente gebunden sind. Für die Polymermischungen wurden Polyethylene unterschiedlicher Dichte verwendet. Wie im Beispiel 1 wurden die Release-Eigenschaften mit einem Teststreifen einer Klebefolie (Tesa® 7475) gemessen, wobei vor der Peelmessung die mit dem Teststreifen beklebte Release-Schicht 72 Stunden bei einer Umgebungstemperatur von 40°C und mit einer Belastung von 10 kg gelagert wurde.
- In der nachfolgenden Tabelle 1 ist die Peelkraft F1 angegeben, die nach der Lagerung notwendig war, um den Teststreifen von der Release-Schicht abzuziehen. Ferner wurde die nach der Lagerung noch vorhandene Klebrigkeit des abgezogenen Testreifens ermittelt. Dazu wurde der Teststreifen auf eine Glasplatte aufgeklebt und die Peelkraft F2 zum Ablösen des Teststreifens von der Glasplatte gemessen. Tabelle 1
- Auch nach einer Lagerung unter extremen Bedingungen ist die Release-Wirkung der Monofolie hoch und die Klebkraftabnahme des Teststreifens noch akzeptabel.
- Beispiel 3
- Unter den gleichen Prüfbedingungen wie im Beispiel 2 wurden die Peelkräfte für eine Monofolie aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVAC) ermittelt. Die Polymerfolie enthält 4 Gew.-% des im Beispiel 2 verwendeten polymeren Trennmittels. Der Vinylacetat-Gehalt des polymeren Trägers wurde verändert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
Claims (8)
- Ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolie mit Release-Eigenschaften, wobei die Folie oder zumindest eine Folienschicht aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate oder Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen besteht, welche Mischung eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Carbamatfunktionen des als Trennmittel verwendeten Polymers Siloxanpolymerfragmente gebunden sind.
- Extrusionsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Trennmittel ein Reaktionsprodukt aus einer Reaktion von Polyisocyanat mit einem dihydroxylfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure ist.
- Extrusionsfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägersubstanz ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm3 ist.
- Extrusionsfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägersubstanz ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer ist.
- Extrusionsfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vinylacetatgehalt der polymeren Trägersubstanz größer als 15 Gew.-% ist.
- Mehrschichtige Extrusionsfolie mit einer Release-Schicht (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mindestens eine weitere durch Coextrusion hergestellte Schicht (4 bis7 ) aus einem thermoplastischen Polymer oder einem thermoplastischen Elastomer aufweist. - Folie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Release-Schicht (
1 ) beidseitig von mindestens einer weiteren Folienschicht (5 ,6 ) umgeben ist, so dass die mehrschichtige Coextrusionsfolie entlang der Release-Schicht (1 ) in zwei dünnere Folien trennbar ist. - Coextrusionsfolie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Release-Schicht (
1 ) eine außen liegende Schicht der Coextrusionsfolie ist und dass auf der der Release-Schicht (1 ) gegenüberliegenden Seite der Coextrusionsfolie eine Schicht aus Haftklebstoff (3 ) angeordnet ist.
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