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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Releasebeschichtungen, wie sie insbesondere auf Releaselinern von Klebebändern verwendet werden. Konkreter wird ein Verfahren zur Behandlung von Silikon-Releaseschichten vorgeschlagen, mit dem die Eigenschaften, insbesondere die Trennkraft, derartiger Beschichtungen gezielt eingestellt werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Substrate mit einer Releaseschicht, die nach dem hierin beschriebenen Verfahren erhältlich sind, sowie Klebebänder, die das hierin beschriebene Substrat mit Releaseschicht und eine Klebmasse umfassen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Klebebänder werden am Ende des Herstellungsprozesses häufig zu einer Rolle in Form einer archimedischen Spirale aufgewickelt. Hierzu wird die Klebmasse vor dem Wickeln des Klebebandes mit einem Release-Liner (auch als Trenn- oder Abdeckmaterial bezeichnet) eingedeckt. Release-Liner kommen ferner zur Eindeckung von flacher Ware wie Etiketten zum Einsatz. Im Falle doppelseitiger Klebebänder können Release-Liner so eingestellt werden, dass beim Abrollen des Bandes gezielt zunächst eine Seite des Klebebands freigelegt wird. Dies ist möglich, wenn sich die Trennwerte zwischen der jeweiligen Release-Schicht und der Klebmasse auf den einzelnen Seiten des doppelseitigen Klebebandes voneinander unterscheiden.
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Als Release-Liner werden Papier- oder Folienträger verwendet, die mit einer Release-Schicht ausgerüstet sind, um die Adhäsionsneigung von adhärierenden Produkten gegenüber diesen Oberflächen zu verringern (trennwirksame Funktion). Als Trennmittel kommen verschiedene Stoffe zum Einsatz wie Silikone, fluorierte Silikone, fluorierte Alkane und Polyolefine, Silikon-Copolymere, Carbamate, Wachse oder Mischungen hiervon. Silikone haben sich hierbei aufgrund ihrer guten Prozessierbarkeit und ihrer vorteilhaften Trenneigenschaften über die letzten Jahre weitgehend durchgesetzt. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Zusammensetzungen können mit Silikonen auch die Trennwerte von Release-Linern gezielt eingestellt werden. Das Niveau der jeweiligen Abzugskraft einer Haftklebemasse von einem Silikon-basierten Release-Liner wird üblicherweise durch Silikonharze und insbesondere durch sogenannte MQ-Harze eingestellt. Eine gute Übersicht über Silikonharze und insbesondere MQ-Harze bietet D. Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 3rd Edition, S. 664. Die unterschiedlichen Abzugskräfte der einzelnen Release-Schichten gegenüber einer Klebmasse sind das Resultat verschiedener MQ-Harzanteile in der jeweiligen Release-Zusammensetzung.
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Obwohl mit den MQ-Harzen die Möglichkeit besteht, die Abzugskräfte eines Release-Liners und insbesondere die Abzugskräfte des Release-Liners von den einzelnen Seiten eines doppelseitigen Klebebandes gezielt einzustellen, muss für jede gewünschte Abzugskraft eine ganz bestimmte Silikon-Zusammensetzung ausgewählt werden, die anschließend auf einen Träger beschichtet und gehärtet wird. Dies macht es erforderlich, mehrere Release-Liner mit verschiedenen MQ-Harzgehalten zu verwenden und diese auch zu bevorraten, wenn ein Bedarf an unterschiedlichen Trenneigenschaften besteht. Aufgrund der großen Vielfalt unterschiedlicher Klebmassezusammensetzungen ist eine solche Bevorratung kaum realisierbar. Ferner kann es durch den Einsatz vieler verschiedener Beschichtungszusammensetzungen vermehrt zu Abfallmaterial kommen, da sich die einzelnen Beschichtungszusammensetzungen nicht dauerhaft lagern lassen. Stattdessen muss die jeweilige Beschichtungszusammensetzung direkt vor dem Auftragen hergestellt werden.
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Darüber hinaus ist bekannt, dass der Einsatz von MQ-Harzen das Trennkraftprofil Silikon-beschichteter Release-Liner verändern kann. Als Trennkraftprofil wird die Abhängigkeit der Trennkraft von der Abzugsgeschwindigkeit des Release-Liners von der Klebmasse bezeichnet. Typischerweise steigt oder sinkt die zum Abziehen eines Release-Liners von einer Klebmasse benötigte Kraft (Trennkraft) im Bereich niedriger Abzugsgeschwindigkeiten (von 0 bis beispielsweise 20 m/min) mit steigender Abzugsgeschwindigkeit, bevor sich eine Trennkraft einstellt, die nur noch gering von der Abzugsgeschwindigkeit abhängt. Ob die Trennkraft im Bereich geringer Abzugsgeschwindigkeiten steigt (ansteigendes Profil) oder sinkt (abfallendes Profil), hängt vom Gehalt an MQ-Harz in der Formulierung ab. Für hohe Harzgehalte werden häufig abfallende Profile beobachtet und für niedrige Harzgehalte häufig ansteigende Profile.
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Wird nun der Anteil der MQ-Harze in der Silikon-Zusammensetzung der ReleaseBeschichtung erhöht, um die Trennkräfte des Release-Liners gegenüber einer bestimmten Klebmasse zu erhöhen, kann es im Trennkraftprofil zu einer Umkehr des Trennkraftverlaufs kommen. Damit wird der Verlauf des Trennkraftprofils bei silikonharzhaltigen Formulierungen gerade im Bereich niedriger Abzugsgeschwindigkeiten schwer vorhersagbar. So wurde beobachtet, dass im Bereich niedriger Abzugsgeschwindigkeiten von 0-20 m/min die Trennwerte im Falle einer hohen MQ-Harzkonzentration hoch sind und mit steigender Abzugsgeschwindigkeit abfallen, obwohl die Trennwerte im Falle niedriger MQ-Harzkonzentrationen oder harzfreier Formulierungen bei geringen Abzugsgeschwindigkeiten niedrig sind und mit steigender Abzugsgeschwindigkeit gewöhnlich leicht zunehmen.
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Der Einsatz von MQ-Harzen in Silikon-basierten Release-Schichten ist für die gezielte Einstellung bestimmter Trennkräfte also nicht immer ideal.
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Aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt ist die Vernetzung von Polymerformulierungen mittels Elektronenbestrahlung bekannt. So beschreibt z.B.
EP 2 350 195 A1 ein Verfahren zur Vernetzung hochviskoser, unfunktionalisierter Polysiloxane durch Elektronenbestrahlung.
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Ferner wird im Stand der Technik die Korona-Behandlung Silikon-beschichteter Träger beschrieben. Bei den Korona-behandelten Materialien des Standes der Technik handelt es sich allerdings nicht um Release-Liner, die auch für stark haftklebrige Klebmassen eingesetzt werden könnten. Der durch eine Korona-Behandlung erzielte Effekt führt zu einer derart starken Wechselwirkung zwischen den Klebmassen und der behandelten Oberfläche, dass sich ein derart behandeltes Substrat nicht mehr als Release-Material eignet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Trennwerte von Release-Linern auch für stark haftklebrige Produkte auf einfache Art und Weise gezielt eingestellt werden können, ohne dass es dazu einer aufwändigen chemischen Modifikation der Releasebeschichtung bedarf und ohne dass es zu einer zu starken Wechselwirkung zwischen der behandelten Oberfläche und der Klebmasse durch Überbehandlung kommt.
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Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung adressiert diese Aufgabe und die Probleme des Standes der Technik, indem ein Verfahren zur Behandlung einer Silikon-Releaseschicht zur Verfügung gestellt wird, das die Schritte:
- - Bereitstellen eines Substrates mit einer Silikon-Releaseschicht;
- - Führen des Substrates mit der Silikon-Releaseschicht entlang eines Elektronenstrahlers bzw. entlang der Austrittsöffnung eines Elektronenstrahlers, wobei die Silikon-Releaseschicht dem Elektronenstrahler zugewandt ist; und simultan damit
- - Behandlung der Silikon-Releaseschicht mit Elektronenbestrahlung
umfasst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Substrats mit einer Silikon-Releaseschicht. Unabhängig davon, dass eine „Releaseschicht“ eine weitgehend vernetzte Silikonformulierung voraussetzt, ist die Silikon-Releaseschicht bevorzugt vor Beginn der Elektronenbestrahlung bereits zu mindestens 70 % vernetzt. Dies bedeutet, dass mindestens 70 % der auf Basis der vorhandenen Silikonformulierung maximal möglichen, zur Vernetzung führenden chemischen Bindungen auch tatsächlich ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist die Silikon-Releaseschicht vor Beginn der Elektronenbestrahlung bereits zu mindestens 80 %, insbesondere zu mindestens 85 %, beispielsweise zu mindestens 90 %, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 95 % vernetzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren adressiert somit zumindest weitgehend vernetzte Silikon-Releaseschichten und ist zumindest nicht wesentlich auf die Vernetzung der Silikon-Releaseschicht gerichtet. Vielmehr gelingt es durch das Verfahren, insbesondere die Trennkraft der Releasebeschichtungen zu modifizieren, was vermutlich auf Änderungen in der Polarität der Oberflächen der Releaseschichten, beispielsweise durch Oxidationsprozesse, zurückzuführen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit insbesondere ein Verfahren zur Einstellung der Trennkraft eines Substrats mit einer Silikon-Releaseschicht gegenüber einer definierten, mit der Silikon-Releaseschicht in unmittelbarem Kontakt befindlichen Haftklebmasse.
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Ein Elektronenstrahler basiert grundsätzlich auf dem Prinzip der Braun'schen Röhre. In einem beispielhaften Aufbau weist er einen sogenannten Wehnelt-Zylinder auf, in dem durch das Anlegen einer Hochspannung an einer Wolframglühelektrode Elektronen in Richtung Anode beschleunigt werden. Der Elektronenstrahl wird durch Fokussierelektroden gebündelt, gelangt durch eine Öffnung in der Anode in den sogenannten Scanner und wird durch Elektromagneten abgelenkt. Durch eine Titanfolie, die durch ein Metallgitter gestützt wird, kann der Elektronenstrahl nach außen auf das Substrat gelangen, welches, beispielsweise über eine Walze, entlang des Elektronenstrahlers geführt wird. Der Bereich zwischen austretendem Elektronenstrahl und zu behandelndem Substrat kann Luft oder ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, enthalten.
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Es hat sich gezeigt, dass die Geschwindigkeit, mit der das Substrat mit der Silikon-Releaseschicht entlang des Elektronenstrahlers bzw. entlang dessen Austrittsöffnung geführt wird, einen gewissen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Trennkrafteinstellung ausübt. Bevorzugt erfolgt das Führen des Substrates mit der Silikon-Releaseschicht entlang des Elektronenstrahlers bzw. entlang dessen Austrittsöffnung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 m/min, stärker bevorzugt von mindestens 70 m/min, insbesondere von mindestens 75 m/min. Bei diesen Geschwindigkeiten wurde generell eine weitestgehende Konstanz hinsichtlich der Einstellbarkeit der Trennkräfte beobachtet.
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Insbesondere werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mehrere gleichartige Silikon-Releaseschichten in einer Versuchsreihe unter variierenden Bedingungen mit Elektronenbestrahlung behandelt und hinsichtlich ihrer Trennkraft gegenüber einer gegebenen Haftklebmasse bewertet. Auf diese Weise lässt sich für eine gegebene Kleb-, insbesondere Haftklebmasse sehr komfortabel eine passende Trennbeschichtung für den zu verwendenden Releaseliner ermitteln.
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Als zu variierende Parameter kommen beispielsweise die im Wehnelt-Zylinder anliegende Spannung, die Dosis der Elektronenbestrahlung und das Gas im Bereich zwischen austretendem Elektronenstrahl und Releasebeschichtung in Frage.
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Bevorzugt wird die Dosis der Elektronenbestrahlung variiert. Wie sich jedoch gezeigt hat, beruht die Trennkrafteinstellung nicht nur auf der absoluten Dosis, vielmehr sind auch die Parameter, über welche die auf der Releasebeschichtung auftreffende Elektronenstrahldosis eingestellt wird, zu berücksichtigen. Dies sind insbesondere die Stromstärke und die Geschwindigkeit, mit der das Substrat mit der Silikon-Releaseschicht entlang der Austrittsöffnung des Elektronenstrahlers geführt wird. Bevorzugt wird die Dosis nur über die Variation der Stromstärke variiert. Stärker bevorzugt wird die Dosis nur über die Variation der Stromstärke bei einer Geschwindigkeit des Führens des Substrates mit der Silikon-Releaseschicht entlang des Elektronenstrahlers von ≥ 75 m/min variiert. Bei dieser Vorgehensweise ist zum einen die Trennkraft am gleichmäßigsten über die Releaseschicht verteilt, zum anderen ist das Verhältnis der erreichten Trennkräfte zu den angewandten Elektronenstrahl-Dosen weitestgehend linear. Letzteres bedeutet, dass die Trennkräfte optimal und sehr gut vorhersagbar eingestellt werden können.
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Durch Variation der Parameter der Elektronenbestrahlung im vorstehend beschriebenen Sinne lässt sich das Trennverhalten der hierin beschriebenen Silikon-Releaseschichten gezielt einstellen. Zur Behandlung kann die beispielsweise auf einen Träger aufgebrachte Releaseschicht über eine Walze geführt werden, sodass die dem Elektronenstrahler zugewandte Seite der Releaseschicht behandelt wird.
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Bevorzugt bedeckt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Silikon-Releaseschicht das Substrat vollflächig, d.h. deckend und nicht lediglich punktuell. Die Dicke der Silikon-Releaseschicht liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,05 - 5 µm. Das Substrat ist bevorzugt ein bahnförmiger Träger ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat, Polybutylen, Polypropylen, Polyethylen, monoaxial verstrecktem Polypropylen, biaxial verstrecktem Polypropylen, PVC, Cast PP und Papier.
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Silikon-Releaseschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Releaseschicht wenigstens ein Polymer auf Silikonbasis (im Folgenden auch „Basispolymer“) enthält. Als Basispolymere werden Polysiloxane, bevorzugt funktionalisierte und unfunktionalisierte Polydimethylsiloxane, verwendet.
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Bevorzugt enthält die der Silikon-Releaseschicht zugrundeliegende Zusammensetzung bis zu 80 Gewichtsteile, besonders bevorzugt bis zu 40 Gewichtsteile eines Silikonharzes, bezogen auf 100 Gewichtsteile Silikonharz und Polymer auf Silikonbasis. Als Silikonharz kommen bekannte Harze, bevorzugt MQ-Harze in Frage. Geeignete Harze beschreibt D. Satas in: Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 3rd Edition, Seite 664. Kommerziell erhältliche Beispiele besonders bevorzugter Harze sind RCA 395 von Bluestar Silicones, Syl-Off® SL 40 von Dow Corning sowie CRA® 17 von Wacker Silicones. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die der Silikon-Releaseschicht zugrunde liegende Zusammensetzung frei von Silikonharzen.
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Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu behandelnde Silikon-Releaseschicht kann auf lösungsmittelhaltigen und/oder lösungsmittelfreien Systemen beruhen. Ein „lösungsmittelhaltiges System“ bedeutet, dass das betreffende System als tatsächlich lösungsmittelhaltiges System aufgetragen wird, nach der in der Regel thermisch initiierten Trocknung und Vernetzung jedoch nur noch maximal Spuren des Lösemittels in der Releaseschicht vorliegen. Der Fachmann spricht dennoch von einem „lösungsmittelhaltigen System“ und kennzeichnet damit die speziellen Eigenschaften einer solchen Lösungsmittel-basiert erhaltenen Release-Schicht.
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Die der Releaseschicht zugrunde liegende Zusammensetzung ist bevorzugt ein vernetzbares Silikonsystem. Dazu zählen Mischungen aus Vernetzungskatalysatoren, so genannten thermisch härtbaren kondensations- oder additionsvernetzenden Polysiloxanen und Vernetzerkomponente. Für kondensationsvernetzende Silikonsysteme sind als Vernetzungskatalysatoren häufig Zinnverbindungen wie Dibutylzinndiacetat in der Zusammensetzung enthalten.
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Die der Silikon-Releaseschicht zugrunde liegende Zusammensetzung kann grundsätzlich strahlungsvernetzend (UV- oder Elektronenstrahl-), kondensations- oder additionsvernetzend sein. Bevorzugt ist die Zusammensetzung, die die zu behandelnde Releaseschicht bildet, additionsvernetzend. Silikonbasierende Release-Schichten auf additionsvernetzender Basis lassen sich durch Hydrosilylierung härten. Diese Trennmittel umfassen üblicherweise die folgenden Bestandteile:
- • ein alkenyliertes Polydiorganosiloxan (insbesondere lineare und verzweigte Polymere mit endständigen und nichtendständigen Alkenylgruppen),
- • ein Polyorganowasserstoffsiloxan-Vernetzungsmittel sowie
- • einen Hydrosilylierungskatalysator.
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Als Katalysatoren für additionsvernetzende Silikonsysteme (Hydrosilylierungskatalysatoren) haben sich beispielsweise Platin oder Platinverbindungen wie zum Beispiel der Karstedt-Katalysator (eine Pt(0)-Komplexverbindung) durchgesetzt. Alternativ hierzu können auch Rhodiumverbindungen eingesetzt werden.
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Weiterhin können auch photoaktive Katalysatoren, so genannte Photoinitiatoren, in Kombination mit UV-härtbaren kationisch vernetzenden Siloxanen auf Epoxid- und/oder Vinyletherbasis beziehungsweise UV-härtbaren radikalisch vernetzenden Siloxanen wie etwa acrylatmodifizierten Siloxanen verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung von elektronenstrahlhärtbaren Silikonen (z.B. Silikonacrylaten) möglich. Entsprechende Systeme können je nach Verwendungszweck auch weitere Zusätze wie Stabilisatoren oder Verlaufshilfsmittel enthalten.
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Ebenfalls verwendbar sind Massen, bei denen die Vernetzungsreaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit Mercaptogruppen substituierten Kohlenwasserstoff direkt an den Siliciumatomen gebunden aufweisen, und Organopolysiloxanen mit direkt an die Siliciumatome gebundenen Vinylgruppen in Gegenwart eines Photosensibilisators erfolgt. Solche Massen werden beispielsweise in der
US 4,725,630 A1 beschrieben.
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Beim Einsatz der zum Beispiel in der
DE 33 16 166 C1 beschriebenen Organopolysiloxanmassen, die mit Epoxygruppen substituierte, direkt an die Siliciumatome gebundene Kohlenwasserstoffreste aufweisen, wird die Vernetzungsreaktion durch Freisetzung einer katalytischen Säuremenge induziert, die durch Photozersetzung zugesetzter Oniumsalzkatalysatoren erhalten wird. Andere durch einen kationischen Mechanismus härtbare Organopolysiloxanmassen sind Materialien, welche zum Beispiel Propenyloxysiloxanendgruppen aufweisen.
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Zusätzlich zu dem Basispolymer und einem möglichen Silikonharz können in der Zusammensetzung, die der erfindungsgemäß zu behandelnden Silikon-Releaseschicht zugrunde liegt, weitere Bestandteile wie Verankerungshilfen; organische und/oder anorganische Pigmente; Füllstoffe wie Ruß und organische und/oder anorganische Partikel (z.B. Polymethylmethacrylat (PMMA), Bariumsulfat oder Titanoxid (TiO2)); sowie organische und/oder anorganische Antistatika wie ionische Polyelektrolyte, organische Salze, ionische Flüssigkeiten, Metallpulver (z.B. Silberpulver), Graphit und Carbon-Nanotubes enthalten sein.
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Bevorzugt enthält die Zusammensetzung, die der erfindungsgemäß zu behandelnden Silikon-Releaseschicht zugrunde liegt, jeweils unabhängig voneinander 0 bis 5 Gewichtsteile einer oder mehrerer Verankerungshilfen, eines oder mehrerer Pigmente, eines oder mehrerer Füllstoffe, sowie eines oder mehrerer Antistatika, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Basispolymer und Silikonharz.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Substrat mit einer Releaseschicht, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist.
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Bevorzugt ist das Substrat ein bahnförmiger Träger, dessen Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylen, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) Polyvinylchlorid (PVC) und Papier. Besonders bevorzugte Träger sind Glassine-Papiere, Clay-Coated Papiere, Kraftpapiere, maschinenglatte Papiere und Polyolefin-beschichtete Papiere sowie biaxial verstrecktes PET, mono- und biaxial verstrecktes PP, Cast PP (extrudiertes PP), HDPE und LDPE. Beispiele geeigneter Träger, die mit einer Silikon-Releaseschicht versehen sind und sich für eine Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders eignen, sind silikonisierte Glassine-Papiere der Firma Mondi (G-Liner), silikonisierte Polyolefin-beschichtete Papiere der Firma Loparex (Polyslik™), silikonisierte PET-Filme der Firma Siliconature (SILPHAN S), silikonisierte mono- und biaxial verstreckte PP-Folien sowie Cast-PP-Folien der Firma Siliconature (SILPROP S, SILPROP M, SILPROP K) und silikonisierte HDPE- und LDPE-Folien der Firma Mondi.
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Das erfindungsgemäße Substrat mit einer Silikon-Releaseschicht, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, ist bevorzugt ein Release-Liner für ein Klebeband.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Klebeband, das den vorstehenden Release-Liner sowie wenigstens eine Klebmasse umfasst. Bei diesen Klebebändern steht die wenigstens eine Klebmasse mit der Silikon-Releaseschicht und/oder mit einer der Silikon-Releaseschicht abgewandten Seite des Substrates in Kontakt. Besonders bevorzugt steht die wenigstens eine Klebmasse mit der Silikon-Releaseschicht in Kontakt.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Klebebänder, bei denen die mit dem erfindungsgemäßen Release-Liner in Kontakt stehende Klebmasse eine Acrylat-basierte Klebmasse, bevorzugt eine Acrylat-basierte Klebmasse mit einer Klebkraft auf Stahl von 1-20, besonders bevorzugt von 5-15 N/cm ist. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt das Auftragsgewicht der Klebmasse 50 g/m2. Die hierin genannten Klebkräfte auf Stahl werden hierzu wie folgt bestimmt: Ein 2 cm breiter und 25 cm länger Streifen des Klebbandes wird auf der Prüfplatte durch fünfmaliges doppeltes Überrollen mit der Aufrollgeschwindigkeit von 10 m/min mittels einer 4 kg Rolle verklebt. Die Prüfplatte wird in die untere Klemmbacke der Zugprüfmaschine (BZ2.5/TN1S Zwick) eingespannt und der Klebstreifen über sein freies Ende unter einem Schälwinkel von 180° mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min abgezogen. Die dafür notwendige Kraft wird ermittelt. Die Messergebnisse werden über drei Messungen gemittelt und normiert auf die Breite des Streifens in N/cm angegeben.
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Bei den Prüfplatten handelt es sich um polierte Stahlplatten (Werkstoff Nr. 1.4301, DIN EN 10088-2, Oberfläche 2R) mit der Oberflächenrauhigkeit Ra = 80-130 nm).
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Ganz besonders bevorzugt weist die mit der Silikon-Releaseschicht des Release-Liners in Kontakt stehende Klebmasse des erfindungsgemäßen Klebebandes einen maximalen Acrylsäure- und Methacrylsäure-Anteil (im Folgenden auch „(Meth)Acrylsäure-Anteil“) von 5, bevorzugt 3, besonders bevorzugt 1 Gewichtsprozent auf, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Klebmasse. Hiermit ist gemeint, dass der Anteil an Acrylsäure- und Methacrylsäure-Einheiten in der Klebmassezusammensetzung die genannten Werte gemeinsam nicht übersteigt. Der Begriff „Acrylsäure- und Methacrylsäure-Einheiten“ umfasst sowohl einpolymerisierte Acrylsäure und Methacrylsäure innerhalb möglicher (haft)klebriger Polymere der Klebmasse als auch einen möglichen (Rest-)Monomergehalt von Acrylsäure- und Methacrylsäure in der Zusammensetzung. Mit anderen Worten übersteigt der Anteil einpolymerisierter Acrylsäure- und Methacrylsäure-Einheiten und möglicher Restmonomere in seiner Summe nicht die genannten maximalen Anteile.
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Experimenteller Teil
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Die Elektronenbestrahlung erfolgte mit einem Elektronenstrahler EBV 2502-400 der Firma Polymer-Physik, dessen Mindeststrahlspannung von der Firma Crosslinking auf 80 kV verringert wurde. Der Bereich zwischen austretendem Elektronenstrahl und Substrat war mit Stickstoff inertisiert.
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Die Berechnung der Dosis der Elektronenbestrahlung wird anhand der Formel (1) durchgeführt:
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Darin bedeuten:
- D:
- Dosis [kGy]
- I:
- Strahlstrom [mA]
- k:
- Faktor (bei 80 kV: 38,938)
- v:
- Maschinengeschwindigkeit [m/min].
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Messung der Trennkraft:
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Die Trennkraft wurde mit einer Zwick-Zugprüfmaschine, wie sie in AFERA 4001 verwendet wird, gemessen. Für die Messung wurde der obere Teststreifen der Verklebung in die obere Klemmbacke der Zugprüfmaschine eingespannt. Der untere Teststreifen wurde in die untere Klemmbacke eingespannt. Der Klemmbackenabstand betrug 50 mm. Die Messung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min, mit der die Klemmbacken auseinander gefahren wurden. Der über eine Strecke von 100 mm ermittelte Mittelwert der für die Trennung der Verklebung benötigten Kraft entspricht der Trennkraft. Die Messungen wurden bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte durchgeführt.
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Beispiele 1-8
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Es wurden die folgenden, mit einer Silikon-Releasebeschichtung versehenen Substrate verwendet:
- S1
- Papier, beschichtet mit lösemittelfreiem Silikonlack
- S2
- PE-beschichtetes Papier, beschichtet mit lösemittelfreiem Silikon
| S3 | MOPP-Folie, beschichtet mit Silikon aus Lösemittel. |
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Diese Releaseliner wurden mit den nachfolgend angegebenen Bestrahlungsdosen (Strahlspannung 80 kV, Stromstärke 3 mA, Dosisvariation über Änderung der Bahngeschwindigkeit) behandelt und anschließend mit dem Testklebeband tesaband® 7475, einem mit einer Acrylatklebmasse beschichteten PET-Trägermaterial mit einer Klebkraft auf Stahl von 12,5 N/cm, als Streifen von 250 x 20 mm verklebt. Die miteinander verklebten Substrate wurden zur Simulation einer Lagerung auf der Rolle für 24 h bei 70 °C unter einer Flächenpressung von 2 N/cm2 im Wärmeschrank gelagert.
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Nach der Lagerung und zweistündiger Klimatisierung wurde die Trennkraft gemessen.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargelegt.
Tabelle 1: Trennkraft gegen Acrylatklebeband tesaband® 7475
| Beispiel Nr. | Bahngeschwindigkeit | Dosis | Trennkraft | Trennkraft | Trennkraft |
| | [m/min] | [kGy] | [cN/cm] S1 | [cN/cm] S2 | [cN/cm] S3 |
| 1 (Vgl.) | - | 0 | 6,3 | 3 | 9,5 |
| 2 | 87,6 | 1,33 | 13,5 | 9 | 16,3 |
| 3 | 43,8 | 2,67 | 20,7 | 10,5 | 17,8 |
| 4 | 29,2 | 4,0 | 32,2 | 15,5 | 21,3 |
| 5 | 21,9 | 5,33 | 48,5 | 17 | 29 |
| 6 | 14,6 | 8,0 | 88,3 | 22 | 45 |
| 7 | 11,0 | 10,67 | 118,3 | 25 | 44,5 |
| 8 | 5,5 | 21,34 | 228 | 38 | 91 |
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Beispiele 9-11
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Die Liner S1 bis S3 wurden bei ansonsten im Vergleich zu den vorstehenden Beispielen gleichen Einstellungen bei konstanter Bahngeschwindigkeit von 12 m/min behandelt, wobei die Dosis über die Stromstärke variiert wurde. Das weitere Vorgehen einschließlich der Trennkraftprüfung entsprach den Beispielen 1 bis 8.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargelegt.
Tabelle 2: Trennkraft gegen Acrylatklebeband tesaband® 7475
| Beispiel Nr. | Stromstärke | Dosis | Trennkraft | Trennkraft | Trennkraft |
| | [mA] | [kGy] | [cN/cm] S1 | [cN/cm] S2 | [cN/cm] S3 |
| 1 (Vgl.) | - | 0 | 6,3 | 3 | 9,5 |
| 9 | 1,7 | 5,33 | 73 | 28 | 55 |
| 10 | 3,3 | 10,67 | 138 | 37 | 85 |
| 11 | 6,6 | 21,34 | 218 | 56 | 91 |
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Aus einem Vergleich der in den Tabellen 1 und 2 dargelegten Ergebnisse wird ersichtlich, dass für eine identische Betsrahlungsdosis unterschiedliche Trennkräfte erreicht wurden, je nachdem, ob die Dosis mittels Variation der Stromstärke oder der Bahngeschwindigkeit variiert wurde.
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Beispiele 12-19
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Die Liner S1 bis S3 wurden bei unterschiedlichen Bestrahlungsdosen behandelt. Die Trennkraftprüfung erfolgte in ansonsten gleicher Weise wie bei den Beispielen 1 bis 11 gegen tesaband® 7476 „K“, ein mit einer Naturkautschukklebmasse beschichtetes Baumwollgewebe.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargelegt.
Tabelle 3: Trennkraft gegen Naturkautschukklebeband tesaband® 7476 „K“
| Beispiel Nr. | Dosis | Trennkraft | Trennkraft | Trennkraft |
| | [kGy] | [cN/cm] S1 | [cN/cm] S2 | [cN/cm] S3 |
| 12 (Vgl.) | 0 | 22 | 14 | 8,5 |
| 13 | 1,33 | 23 | 14 | 14 |
| 14 | 2,67 | 26,5 | 17 | 17 |
| 15 | 4,0 | 29,5 | 18 | 18 |
| 16 | 5,33 | 32 | 25 | 25 |
| 17 | 8,0 | 36,5 | 26,5 | 26,5 |
| 18 | 10,67 | 39 | 27,5 | 27,5 |
| 19 | 21,34 | 51 | 31,5 | 31,5 |
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In den Beispielen 13 bis 19 wurde kein Unterschied zwischen den Ergebnissen aus der Dosisvariation über die Änderung der Stromstärke und der Bahngeschwindigkeit festgestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2350195 A1 [0008]
- US 4725630 A1 [0028]
- DE 3316166 C1 [0029]
