DE102006040846B4 - Extrusionsfolie sowie deren Verwendung - Google Patents

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Abstract

Extrusionsfolie aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate und Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen, wobei die Mischung eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel ein Reaktionsprodukt aus einer Reaktion von Palyisocyanat mit einem dihydroxylfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure ist und an den Carbamatfunktionen gebundene Siloxanpolymerfragmente aufweist.

Description

  • Die Erindung betrifft eine Extrusionsfolie aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate oder Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen, Die Polymerzusammensetzung zeichnet sich durch eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe aus, so dass die Extrusionsfolie Release-Eigenschaften aufweist.
  • Eine aus WO 94/16885 A1 bekannte 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-Blockoopolymere 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 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.
  • Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist eine Extrusionsfolie nach Anspruch 1.
  • An den Carbamatfunktionen des als Trennmittel verwendeten Polymers sind Siloxanpolymerfragmente gebunden. Erfindungsgemäß wird als polymeres Trennmittel ein carbamatfunktionelles Polymer mit hohem Molekulargewicht verwendet, welches sich in die polymere Trägersubstanz gut einbinden lässt. Das Molekulargewicht legt 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.
  • Das polymere Trennmittel ist 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, LID) 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.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der beschriebenen Polymermischung nach Anspruch 5 zur Herstellung einer mehrschichtigen Coextrusionsfolie, die eine Release-Schicht aus der beschriebenen Polymermischung und eine weitere coextrudierte 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 Polymermischung auch zur Herstellung einer mehrschichtigen Coextrusionsfolie, die als Oberflächenschutzfolie oder Klebeband verwendet wird und eine Releaseschicht aus der beschriebenen Polymermischer aufweist. Die Release-Schicht bildet eine außen liegende Schicht der Coestrusionsfolie. Auf der der Release-Schicht gegenüberliegenden Seite der Coextrusionsfolie ist eine Schicht aus Haftklebstoff, z. B. ein Dispersionsklebstoff oder ein Lösemittelklebstoff, vorgesehen. 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 die Verwendung der beschriebenen Polymermischung zur Herstellung einer mehrschichtigen Coextrusionsfolie mit einer aus der beschriebenen Polymermischung bestehenden Release-Schicht, die 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 bis 5 dargestellten Folien sind ein- oder mehrschichtige Extrusionsfolien mit Release-Eigenschaften. Die Folie oder zumindest eine als Release-Schicht 1 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 Oberflächen schutzfolie 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-Schicht 1 und einer Trägerschicht 2 aufgebaut ist und an der Außenseite der Trägerschicht 2 mit einer Schicht 3 aus PSA-Klebstoff versehen ist, wurde in einem Coextrusionsvefahren gefertigt. Die polymere Trägersubstanz der Release-Schicht 1 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-Klebstoffschicht 3 beobachtet wird.
  • In 2 ist eine elastische Folie dargestellt, die eine Trägerschicht 4 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 Trägerschicht 4 mit einer Release-Schicht 1 coextrudiert worden.
  • Bei der in 3 dargestellten dreilagigen Coextrusionsfolie ist eine Release-Schicht 1 zwischen einer oberen Schicht 5 und einer unteren Schicht 6 angeordnet. Die obere Schicht 5 und die untere Schicht 6 bestehen aus unterschiedlichen Materialien, z. B. aus Polypropylen und Polyethylen. Durch die innen liegende Release-Schicht 1 kann die obere Schicht 5 von der unteren Schicht 6 getrennt werden, wobei sich die Release-Schicht 1 von der unteren Schicht 6 trennt und an der oberen Schicht 5 verbleibt, die eine bessere Affinität zu der polymeren Trägersubstanz der Release-Schicht aufweist. Die Folie kann voll ständig in zwei dünnere Folien 5, 6 getrennt werden, Die polymere Trägersubstanz der Release-Schicht 1 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 vielfaltige 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 Falle, die mit ihrer heiß kaschierfähigen Trägerschicht 7 auf einer Metalloberfläche 8, beispielsweise auf einem Garagentor oder einem Fahrzeug, aufgebracht ist. Die außen liegende Release-Schicht 1 dient beispielsweise als Graffiti-Schutz.
  • Beispiel 1
  • Es wurde eine Monofolie aus Polyethylen (Dichte 0,915 g/cm) mit einem Zusatz (5 Gew.-%) eines polymerem 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 einen 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
    Polyethylen Dichte (g/cm3) F1 F2
    0,870 2,0 N/cm 5,5 N/cm
    0,902 2,0 N/cm 6,5 N/cm
    0,918 3,5 N/cm 9,0 N/cm
  • 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
    Gehalt an Vinylacetat F1 F2
    8 Gew.-% 1,0 N/cm 3,6 N/cm
    12 Gew.-% 1,1 N/cm 3,5 N/cm
    17,5 Gew.-% 2,3 N/cm 5,8 N/cm
    25 Gew.-% 2,8 N/cm 6,8 N/cm
    28 Gew.-% 2,7 N/cm 6,3 N/cm

Claims (7)

  1. Extrusionsfolie aus einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyolefine, Polyolefinderivate und Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen, wobei die Mischung eine Trennwirkung gegen Haftklebstoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel ein Reaktionsprodukt aus einer Reaktion von Palyisocyanat mit einem dihydroxylfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure ist und an den Carbamatfunktionen gebundene Siloxanpolymerfragmente aufweist.
  2. Extrusionsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägersubstanz ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm3 ist.
  3. Extrusionsfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägersubstanz ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer ist.
  4. Extrusionsfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vinylacetatgehalt der polymeren Trägersubstanz größer als 15 Gew.-% ist.
  5. Verwendung einer Mischung aus (a) einer polymeren Trägersubstanz aus der Gruppe der Polyoleine, Polyolefinderivate oder Polyolefin-Copolymere und (b) einem polymeren Trennmittel mit Carbamatfunktionen, welches ein Reaktionsprodukt aus einer Reaktion von Polyisocyanat und einem dihydroxylfunktionalen Poly-Di-Methyl-Siloxan in Anwesenheit einer Aminosäure ist und an den Carbamatfunktionen gebundene Siloxanpolymerfragmente aufweist, zur Herstellung einer mehrschichtigen Coextrusionsfolie, die eine Release-Schicht (1) aus der vorgenannten Mischung und mindestens eine weitere coextrudierte Schicht (4 bis 7) aus einem thermoplastischen Polymer oder einem thermoplastischen Elastomer aufweist.
  6. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Release-Schicht (1) beidseitig von mindestens einer weiteren durch Coextrusion gebildeten Folienschicht (5, 6) umgeben ist, so dass die mehrschichtige Coextrusionsfolie entlang der Release-Schicht (1) in zwei dünnere Folien trennbar ist.
  7. Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Release-Schicht (1) eine außen liegende Schicht der Coextrusionsfolie ist und wobei auf der der Release-Schicht (1) gegenüberliegenden Seite der Coextrusionsfolie eine Schicht aus Haftklebstoff (3) angeordnet ist.
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