DE1153976B - Verfahren zur Herstellung von siloxanbeschichtetem Trennpapier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung von Papierbeschichtungen mit Organosiloxanen.

Papier, das mit Organopolysiloxan beschichtet ist, wird bekanntlich als Trennpapier für viele technisch bedeutsame Zwecke verwendet, unter anderem zum Abdecken von Klebefolien. Für diesen Zweck sind sowohl elastische, im wesentlichen lineare, als auch harzartige, stärker vernetzte Organopolysiloxane vorgeschlagen worden. Die linearen Siloxane ergeben hervorragende Trenneigenschaften, haften jedoch nicht genügend auf dem Papier. Süoxanharze haften dagegen sehr gut, haben jedoch nur eine ungenügende Trennwirkung. Darüber hinaus ist eine Siloxanharzbeschichtung für die meisten Zwecke zu steif und spröde, so daß die Beschichtung — etwa beim Falten des Papiers — oftmals aufreißt. Im Kontakt mit Klebefolien zeigen die Süoxanharze eine nur geringe Beeinflussung des Klebstoffes, während lineare Organopolysiloxane auch in vulkanisiertem Zustand in Berührung mit nahezu allen Klebstoffen anquellen und — möglicherweise durch die Überwanderung niederpolymerer Anteile in den Klebstoff — dessen Haftvermögen stark vermindern.

Es sind ferner Mischungen aus linearen und harzartig vernetzten Organopolysiloxanen zur Papierbeschichtung vorgeschlagen worden. Solche Gemische zeigen jedoch immer noch die erwähnten abträglichen Eigenschaften jeder der beiden Komponenten nach Maßgabe ihres Mengenanteils. Insbesondere ist die Elastizität solcher Gemische je nach der Menge des zugemischten harzartigen Siloxans mangelhaft.

Erfindungsgemäß gelingt es, Papierbeschichtungen herzustellen, die elastisch sind, hervorragend auf Papier haften und praktisch keine Beeinflussung des Klebstoffs in Berührung mit einer Haftfolie zeigen, indem man einem an sich bekannten Gemisch eines im wesentlichen linearen, endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Organopolysiloxans und eines harzartig vernetzten Organopolysiloxans als weitere Komponente eine Borverbindung zumischt, die Borsäure, ihr Anhydrid oder eines ihrer Alkylderivate, wie ein Borsäurealkylester, ein Alkylborsäurealkylester R"_oB(OR"')₃-a oder ein Alkylboroxol (R"BO)₃ (R" und R'" niedere Alkylreste, a = 1 oder 2), sein kann, und nach Zusatz eines üblichen Härtungskatalysators das mit diesem Gemisch beschichtete Papier zur Aushärtung erhitzt, in der Regel einige Minuten lang auf Temperaturen zwischen 100 und 150⁰C. Die Alkylderivate lösen sich zumeist sofort in den Siloxangemischen auf und sind daher zu bevorzügen. Boroxyd und Borsäure erfordern Erhitzen des Gemisches vor der Zugabe des Härtungskatalysators Verfahren zur Herstellung
von siloxanbesehichtetem Trennpapier

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Leverkusen

Dr. Klaus Damm, Körn-Flittard,

und Hans E. Göttgens, Thal (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

auf Temperaturen zwischen 80 und 15O⁰C bis zur Auflösung. Der Mengenanteil der Borverbindung beträgt zwischen 0,1 und 10 %> vorzugsweise zwischen 1 und 5% des gesamten Organosiloxangewichts.

Die in diesem Verfahren zu verwendenden, im wesentlichen linearen Organopolysiloxane sind bekannt. Sie haben an den Kettenenden Hydroxylgruppen an Silicium gebunden und entsprechen im übrigen der allgemeinen Summenformel

RfCH₃) SiO₄__m!

worin jedes R ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet und m ein Zahlenwert zwischen 1,9 und 2,1 ist. Dementsprechend kann neben den difunktionellen Siloxaneinheiten ein untergeordneter Anteil mono- oder trifunktioneller vorhanden sein. Diese Siloxane sind in bekannter Weise erhältlich, z. B. unmittelbar aus Organochlorsilanen durch Hydrolyse oder aus Organocyclosiloxanen durch Polymerisation mit Säure oder Alkalihydroxyd. Ihr Polymerisationsgrad und somit ihre Viskosität kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Die niederviskosen Polymeren dringen tiefer in das Papier ein und benötigen längere Trocknungszeiten; die langkettigen Polymeren neigen zur Ausbildung von Filmen auf der Oberfläche des Papiers.

Ebenfalls bekannt sind die als zweite Siloxankomponente zu verwendeten harzartigen Organopoly-

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siloxane. Es sind Polymere der allgemeinen Summen- silan in bekannter Weise durch Hydrolyse ein Methylformel polysiloxanharz her, das man in der gleichen Gewichts-R' (CH₃) SiO , menge Toluol löst. Von dieser Lösung mischt man eine -^ ^- "⁴^i" 70 Gewichtsteile des Harzes enthaltende Menge mit

5 30 Gewichtsteilen des Dihydroxypolyphenylmethyl-

worin jedes R' einen KohlenwasserstofFrest bedeutet siloxans und 3 Gewichtsteilen Propylborsäuredi-n-amyl- und η ein Zahlenwert zwischen 0,5 und 1,5 ist. Man ester, verdünnt das Gemisch mit Toluol auf 10 Gestellt sie in bekannter Weise her, z. B. durch Hydrolyse wichtsprozent Organosiloxangehalt und gibt dazu von Gemischen verschiedener Organochlorsilane 3 Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat. R'aSiCl₄_a; (x = 0 bis 3). Das Mengenverhältnis der 10 Zur Beschichtung von Papier, wie Pergamentpapier, linearen zu den harzartigen Siloxanen kann zwischen Pergamentersatzpapier, Natronkraftpapier, taucht man 70: 30 und 1:99 gewählt werden. dieses in die erhaltene Lösung oder übergießt das

Die zum Vernetzen solcher Siloxangemische üblichen Papier damit; man läßt dann die überschüssige

Härtungskatalysatoren umfassen beispielsweise ein- Lösung abtropfen oder preßt sie zwischen Walzen ab fache Metallsalze, wie Salze höherer Carbonsäuren 15 und trocknet das Papier anschließend ungefähr 2 bis

von Blei, Kobalt, Zink, Mangan, Zirkon, Cer und 3 Minuten lang bei Temperaturen zwischen 120 und

Zinn; metallorganische Verbindungen, wie Dibutyl- 13O⁰C.

zinndilaurat, Dioctylzinndimaleinat; Amine, wie Butyl- Die dadurch erhaltene Siloxanbeschichtung ist so

amin, Dibutylamin; quartäre Ammoniumsalze, wie flexibel, daß das Papier ohne Beschädigung gefaltet Cholinoctoat, Tetramethylammoniumacetat; organi- 20 werden kann. Eine auf dieses Papier gedrückte Haft-

sche Peroxyde, wie Benzoylperoxyd. Ihr Mengen- folie von der Art, wie sie beispielsweise unter der

anteil kann zwischen 0,1 und 10% ^des Organosiloxan- Bezeichnung Nadir®-Band und Tesafilm® im Handel

gewichts betragen. ist, zeigt nach dem Abziehen des Papiers keine merk-

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Gemisches liehe Verringerung ihres ursprünglichen Haftvermögens, geschieht in bekannter Weise, indem man es entweder 25

in geeigneten organischen Flüssigkeiten löst und die Beispiel 2 Lösung durch Aufsprühen oder Tauchen in den

üblichen Beschichtungsvorrichtungen, die zweckmäßig Durch Polymerisation von Octamethylcyclotetrazur Rückgewinnung des Lösungsmittels eingerichtet siloxan mit 0,01 Gewichtsprozent KOH stellt man in sind, auf das Papier bringt oder indem man das 30 bekannter Weise ein α,ω-Dihydroxypolydimethyl-Gemisch in eine wäßrige Emulsion überführt. Zu siloxan von ungefähr 300OcSt Viskosität (2O⁰C) her. diesem Zweck kann man die für Organopolysiloxane Aus diesem und dem gleichen Methylpolysiloxanharz, gebräuchlichen Emulgatoren anwenden, z. B, Poly- wie im Beispiel 1 beschrieben, stellt man eine Lösung äthylenglykole, Morpholinoleat, Celluloseäther, Poly- in Toluol her, die je 25 Gewichtsprozent des α,ω-Divinylalkohol oder Polyacrylamid. Man kann dann so 35 hydroxypolydimethylsiloxans und des Methylpolyverfahren, daß man die Papierbahn mitderEmulsionbe- siloxanharzes enthält. Dazu gibt man Borsäure in sprüht und in einer Leimpresse abquetscht, wobei die einer Menge von 1 % des Gesamtgewichts der Methylüberschüssige Emulsion in den Leimtrog zurückläuft siloxane und erhitzt das Gemisch ungefähr 1 Stunde und von dort mit Hilfe einer Pumpe wieder aufge- lang zum Sieden unter Rückfluß, sprüht wird. Das in der Leimpresse beschichtete 40 Von der so erhaltenen Lösung mischt man 60 GePapier wird anschließend getrocknet. Zur Beschichtung wichtsteile mit 1 Gewichtsteil Polyvinylalkohol, 0,5 von Pergamentpapier, das im Anschluß an das Gewichtsteilen Dioctylzinndimaleinat und 39 Ge-Neutralisationsbad in solcher Weise besprüht, zwischen wichtsteilen Wasser und stellt daraus in einer der Walzen abgequetscht und getrocknet wird, kann man üblichen Emulgiermaschinen eine Emulsion her, die der erfindungsgemäßen Emulsion auch die dafür üb- 45 man vor ihrer Anwendung auf Papier bis zu einem liehen weichhaltenden Mittel, wie Glycerin, Sorbit, Feststoffgehalt zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent Zucker, zusetzen. mit Wasser verdünnt.

Durch den erfindungsgemäßen Borzusatz zu den Führt man die Behandlung von Pergamentpapier,

Siloxangemischen wird eine Reihe von Vorteilen Pergamentersatzpapier und Natronkraftpapier mit

erzielt: Die Elastizität des beschichteten Papiers wird 50 dieser Emulsion in analoger Weise durch, wie im

gegenüber solchem ohne Bor wesentlich erhöht. Beispiel 1 für den Fall einer Lösung beschrieben, so

Zugleich wird die Härtungszeit verkürzt. Der haupt- erhält man das gleiche Ergebnis wie dort, sächliche Fortschritt liegt aber in dem erwähnten

Verhalten der erfindungsgemäßen Beschichtung bei _. Beispiel 3 Berührung mit dem Klebstoff von Haftfolien, deren 55

Klebevermögen hierbei praktisch nicht, dagegen ohne Durch Hydrolyse von Monomethyldichlorsilan mit

den Borzusatz beträchtlich geschwächt wird. Wasser stellt man in bekannter Weise ein «,co-Di-

hydroxypolymethylhydrogensiloxanöl von einer Visko-

Beispiel 1 sität zwischen 10 und 5OcSt (20°C) her. Ferner stellt

60 man aus einem Gemisch von je 1 Mol Methyltrichlor-

Durch Polymerisation eines Gemisches von 95 Ge- silan, Dimethyldichlorsilan, Phenyltrichlorsilan und

wichtsteilen Octamethylcyclotetrasiloxan und 5 Ge- Diphenyldichlorsilan in bekannter Weise durch Hydro-

wichtsteilen Octaphenylcyclotetrasiloxan mit 0,01 Ge- lyse ein Organopolysiloxanharz her, das man in der

wichtsteilen KOH stellt man in bekannter Weise ein gleichen Gewichtsmenge Toluol löst. 70 Gewichtsteile

α,ω-Dihydroxypolyphenylmethylsiloxan von ungefähr 65 dieser Lösung mischt man mit 15 Gewichtsteilen des

20 000 cSt Viskosität (20°C) her. Ferner stellt man α,ω-Dihydroxypolymethylhydrogensiloxanöles und

aus einem Gemisch von 90 Gewichtsteilen Methyl- weiteren 15 Gewichtsteilen Toluol. Zu diesem Gemisch

trichlorsilan und 10 Gewichtsteilen Dimethyldichlor- gibt man 1,5 Gewichtsteile Propylboroxol und ver-

rührt, bis man eine klare Lösung erhält, die man dann vor ihrer Anwendung auf Papier mit 1,5 Gewichtsteilen Zinndioctoat vermischt und bis zu einem Feststoffgehalt zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent mit Toluol verdünnt.

Zur Beschichtung von Papier verfährt man, wie im Beispiel 1 beschrieben, und erhält das gleiche vorteilhafte Ergebnis wie dort.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von siloxanbeschichtetem Trennpapier durch Aufbringen eines Gemisches, das (1) zwischen 1 und 70 Gewichtsteilen eines im wesentlichen linearen Organopolysiloxans, das endständige an Silicium gebundene Hydroxylgruppen aufweist und im übrigen der allgemeinen Formel

R_m(CH₃)_m

entspricht, worin jedes R ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet und m ein Zahlenwert zwischen 1,9 und 2,1 ist, (2) zwischen 99 und 30 Gewichtsteilen eines Organopolysiloxans der allgemeinen Formel

worin jedes R' einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet und η ein Zahlen wert zwischen 0,5 und 1,5 ist, und (3) zwischen 0,1 und 10% des Gesamtgewichts der Organosiloxane eines Härtungskatalysators enthält, auf Papier und Härten der aufgebrachten Schicht durch Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch als weitere Komponente (4) Boroxyd, Borsäure, einen Borsäurealkylester, einen Alkylborsäurealkylester der allgemeinen Formel

R"_aB(OR'")₃__a

worin R" und R'" niedere Alkylreste und a I oder 2 bedeuten, oder ein Boroxol (R"BO)₃ in einer Menge zwischen 0,1 und 10 %> vorzugsweise zwischen 1 und 5% des Gesamtgewichts der Organosiloxane zufügt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch der Organosiloxane zuerst die Borverbindung zufügt, dieses Gemisch bis zur Auflösung der Borverbindung auf Temperaturen zwischen 80 und 150° C erhitzt und es nach dem Erkalten mit dem Härtungskatalysator vermischt.

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