DE1594172B2 - Kräuselfeste Schichtgebilde, bestehend aus einer druckempfindlichen Klebefolie und einer Abdeckschicht auf Papierbasis - Google Patents

Kräuselfeste Schichtgebilde, bestehend aus einer druckempfindlichen Klebefolie und einer Abdeckschicht auf Papierbasis

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DE1594172B2 DE1594172A DEM0070089A DE1594172B2 DE 1594172 B2 DE1594172 B2 DE 1594172B2 DE 1594172 A DE1594172 A DE 1594172A DE M0070089 A DEM0070089 A DE M0070089A DE 1594172 B2 DE1594172 B2 DE 1594172B2
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Description

Da schmückende klebstoffbeschichtete Folien oft im Freien verwendet werden oder Extremwerten an Feuchtigkeit oder Temperatur ausgesetzt sind, ist es erwünscht, daß sie im wesentlichen gegenüber Feuchtigkeits- oder Temperaturänderungen dimensionsstabil sind. Orientierte Polyäthylenterephthalat-Folien z. B. sind für diesen Zweck als gut geeignet befunden worden. Um die Klebstoffbeschichtung zu schützen und/oder die Verarbeitungsfähigkeit zu erleichtern, werden derartige Folien im allgemeinen mit »Wegwerf«-Abdeckschichten ausgerüstet, die hauptsächlich auf der Grundlage geringer Kosten ausgewählt werden. Unglücklicherweise jedoch quellen die wenig kostspieligen Papierabdeckschichten allgemein,, wenn sie erhöhter Feuchtigkeit ausgesetzt werden, wobei sich das Schichtgebilde kräuselt und dadurch schwierig zu verarbeiten oder zu handhaben ist. Die wenig kostspieligen Plastikfolien-Abdeckschichten sind schlaff und/oder haben thermische Ausdehnungskoeffizienten, die größer sind als die der schmückenden Folie, was ebenfalls die Verarbeitbarkeit oder Handhabung stört. Die Probleme, die bei der Kombination einer wärme- oder feuchtigkeitsbeständigen klebstoffbeschichteten Folie mit einer wenig kostspieligen Abdeckschicht auftreten, sind so schwierig, daß man bisher nicht imstande war, eine geeignete schmückende Folien-Abdeckschicht-Kombination bereitzustellen, die flach und innerhalb des normalen Feuchtigkeits- und Temperaturbereiches verarbeitbar bleibt, der während der Herstellung, vor dem Abziehen der Abdeckschicht und dem Aufbringen des schmückenden Blattes vorliegt. Die meisten bisher verwendeten Produkte kräuseln sich erheblich während der Verarbeitung, besonders dann, wenn der Verbraucher das schmückende Blatt selbst bedruckt, wobei erhebliche Faltenbildungen, unregelmäßige Form und verschobener Druck verursacht werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kräuselfestes Schichtgebilde mit geringer Gesamt-Hygroexpansion bereitzustellen, dessen Trägerfolie mit einem festhaftenden druckempfindlichen Klebstoff beschichtet ist und mit einer langsam hygroexpansiven Abdeckschicht auf Papier-Basis, die im wesentlichen eine höhere Gesamt-Hygroexpansion aufweist als die Folie, versehen ist, wobei die Abdeckschicht mit einer Trennbeschichtung versehen ist.
Erfindungsgegenstand ist ein kräuselfestes Schichtgebilde gemäß den Ansprüchen 1 und 2.
Das Schichtgebilde ist glatt, verarbeitbar und brauchbar über einen weiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich. Beispielsweise kann eine bevorzugte Ausführungsform in Rollenform hergestellt, dekoriert, bedruckt, gefärbt, in Streifen geteilt, auf die erwünschten Abmessungen zugeschnitten (bis mindestens 3 oder 4 m lang im Falle von Flugzeug-, Bahn- oder Lastwagen-Sichtzeichen) und auf Temperaturen von 60—65°C oder höher während mindestens einer Stunde erhitzt werden, um die Druckfarbe auf Alkyd-Basis zu härten, und zwar alles, ohne daß Kräuseln, Verformung oder Aufspalten eintritt. Diese Arbeiten können ausgeführt werden während des Winters oder des Sommers und wo immer es erwünscht ist. Dieses Schichtgebilde kann gelagert werden bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% oder selbst nahe bei. 100% (was oftmals während des Sommers in der Nähe des Golfes von Mexiko eintritt), und es kann danach bedruckt werden, ohne zu kräuseln; in ähnlicher Weise bleibt es glatt bei einer relativen Feuchtigkeit nahe bei 0%, wie dies gemeinhin in den nördlichen Winter-Klimazonen von niedriger Feuchtigkeit der Fall ist. Gleichfalls bleibt das Schichtgebilde flach, und das Klebeblatt läßt sich leicht von der Abdeckschicht trennen und aufbringen bei extrem veränderlichen Umgebungsbedingungen.
F i g. 1 ist eine vergrößerte graphische Querschnitt-Darstellung eines Schichtgebildes, das bei einer mittleren relativen Feuchtigkeit von z. B. 50% hergestellt worden ist.
F i g. 2 ist eine Abbildung des in F i g. 1 gezeigten Gebildes und erläutert den Effekt einer außergewöhnlich geringen relativen Feuchtigkeit auf die Komponenten.
F i g. 3 ist eine Abbildung des in F i g. 1 gezeigten Gebildes und erläutert die Wirkung außergewöhnlich hoher Feuchtigkeit auf die Komponenten.
In den Zeichnungen umfaßt die Klebefolie 10 die Polyesterfolie 11, die auf einer Oberfläche mit einem hoch oberflächenverformbaren nachgiebigen Klebstoff 12 überzogen ist, wobei der letztere als Schutz mit der Abdeckschicht 13 bedeckt ist. Die Abdeckschicht 13 besteht aus Papier 14, das auf seiner mit dem Klebstoff in Berührung stehenden Oberfläche mit einer Trennschicht 15 und auf seiner anderen Oberfläche mit einer langsam wasserdampfdurchlässigen Haut 16 versehen ist. Die Klebefolie 10 kann auf verschiedene Weisen dekoriert werden; sie kann z. B. reflektierend gemacht werden durch Abscheidung einer Schicht Metalldampf auf die Rückseite vor dem Aufbringen des Klebstoffes 12. In ähnlicher Weise kann die Oberfläche der Folie 10 mit einer gefärbten Schicht versehen und/oder in einer oder mehreren Farben bedruckt werden.
Da das Schichtgebilde bewegt wird, auf Grund der Bedingungen der mittleren Feuchtigkeit, die in Fig. 1 erläutert werden, bis zu den Bedingungen geringer Feuchtigkeit, die in Fig.2 erläutert werden, geht die
vorhandene aufquellende Feuchtigkeit in den Papierfasern durch die Haut 16 langsam verloren, und das Papier 14 zieht sich langsam zusammen. Diese Kontraktion bringt einen Schereffekt auf dem Klebstoff 12 hervor, und die kombinierten Eigenschaften geringer Trennenergie von Schicht 15 und der Verformbarkeit der Oberfläche von Klebstoff 12 erlauben es, daß die Abdeckschicht in Bezug zu dem Klebstoff gleitet, wobei das Gesamtgebilde flach bleibt, anstatt sich auf der Abdeckschichtseite einzukräuseln. Wenn in ähnlicher ι ο Weise das Schichtgebilde bis zu einer höheren Feuchtigkeit bewegt wird, wie dies in F i g. 3 gezeigt wird, dehnt sich das Papier langsam aus, wobei sich die mit der Abdeckschicht in Berührung stehende Oberfläche des Klebstoffs 12 unter dieser Scherwirkung verformt, und zwar längs der Trennschicht 15, wobei sich die Abdeckchicht 13 ausdehnen kann, ohne das Schichtgebilde nach außen zu kräuseln.
Herstellung von Papiermaterial mit einer Trennbeschichtung
Eine Abdeckschicht wurde hergestellt aus Kraftpapier mit einem Flächengewicht von 4,7 kg pro 100 m2, das auf einer Oberfläche mit 1,6 kg Ton pro 100 m2 überzogen worden war. Dieses Papier besaß eine solche Hygroexpansivität, daß es sich, nachdem es bei einer relativen Feuchtigkeit von 5% 48 Stunden lang konditioniert worden war und sich danach bis zu einer relativen Feuchtigkeit von 75% bewegt hatte, in etwa einer Stunde um 0,68% ausdehnte. Es wurde gefunden, daß eine wirksame Möglichkeit zur Vorherbestimmung des Grades der Hygroexpansivität eines Blattes darin besteht, seine Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit zu messen. Ein geeignetes Prüfverfahren für die Wasserdampfdurchlässigkeit beruht auf der Verwendung eines »Vapometers«, bei dem eine Papierscheibe am Rand über einen Behälter eingespannt wird, der teilweise mit Wasser gefüllt ist, wobei eine Papierscheibe mit einem Durchmesser von 6,35 cm benutzt wird und das einzige Mittel der Verbindung zwischen der Atmosphäre innerhalb und außerhalb des Behälters darstellt. Der Behälter mit der Papierscheibe wird dann in einen Raum, der bei einer konstanten Temperatur von 25° C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% gehalten wird, gebracht und in Abständen von 24 Stunden gewogen. Die Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit des in diesem Beispiel verwendeten Kraftpapiers ergab sich zu etwa 350 g pro m2 pro 24 Stunden.
Auf die mineralstoffbeschichtete Oberfläche des Kraftpapiers wurde eine 5%ige Xylollösung eines Dimethylpolysiloxanpolymerisats geringer Trennenergie aufgebracht, das Silan-Wasserstoff-Vernetzungsstellen aufwies, das in einer 30%igen Xylollösung mit einer Viskosität von etwa 10 000—12 000 cps geliefert wird und zu welchem etwa 1% eines Metallseifekatalysators, z. B. Zinnoctoat, bezogen auf die Polysiloxan- Festkörper, hinzugefügt worden war, um ein Überzugsgewicht von Festmaterial von 0,2 mg pro cm2 zu ergeben. Der Überzug wurde etwa 10 Minuten lang bei 1500C gehärtet. Die Geschwindigkeit der Hygroexpansion und der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit blieben praktisch unverändert. Wenn ein Streifen von üblicher regenerierter Cellulose mit einem druckempfindlichen Acrylatklebstoff der in Beispiel 5 der USA-Patentschrift 28 84 126 beschriebenen Art auf die gehärtete Polysiloxan-Oberfläche aufgebracht und eine Walze verwendet wurde, um innige Berührung zwischen dem Klebstoff und der Polysiloxan-Oberfläche sicherzustellen, war die Adhäsion außergewöhnlich niedrig; das Band konnte tatsächlich von der Abdeckschicht leicht entfernt werden, indem es langsam über sich selbst in einem Winkel von 180° mit einer Kraft von weniger als 6 g pro cm Breite zurückgezogen wurde.
Beispiel 1
Auf die Trennbeschichtung des wie oben beschrieben hergestellten Kraftpapiers wurde nun aus einer Lösungsmittellösung ein außergewöhnlich weiches und nachgiebiges 95,5 :4,5-Mischpolymerisat aus 2-Äthylhexylacrylat: Acrylsäure von der in der USA-Patentschrift 28 84 126 beschriebenen Art aufgebracht. Die mit Klebstoff beschichtete Abdeckschicht wurde dann auf eine Temperatur von 95° C erhitzt während eines Zeitraumes von 2 Minuten, um das Lösungsmittel abzutreiben, wonach die Klebstoffoberfläche als außergewöhnlich klebrig, nachgiebig und leicht verformbar befunden wurde. Auf die klebstoffbeschichtete Oberfläche der Abdeckschicht wurde nun eine 0,025 cm starke Folie aus biaxial orientierten Polyäthylenterephthalat aufgetragen, wobei die mit dem Klebstoff in Berührung stehende Oberfläche der Folie zuvor mit einer dünnen Aluminiumschicht mittels eines Metalldampf-Abscheidungsverfahrens überzogen worden war. Die Außenoberfläche der Abdeckschicht wurde dann mit einer wasserdampfzurückhaltenden Rückseiten-»Haut« versehen durch Aufbringen von etwa 1,5 mg pro cm2 eines Vinylidenchlorid : Acrylnitril-Mischpolymerisats aus einem Lösungsmittel, und das Lösungsmittel wurde dann abgedampft. Etwa 0,4 mg pro cm2 Zelluloseacetatbutyrat, gelöst in Methyläthylketon, wurden dann aufgebracht, um einen Oberflächenüberzug zu schaffen, der unerwünschtem Kleben widerstand, wenn er in Berührung mit Druckfarben gelangte, und das Lösungsmittel wurde dann durch dreiminütiges Erhitzen bei 65° C abgedampft. Dieses Schichtgebilde blieb einwandfrei flach, wenn es relativen Feuchtigkeiten im Bereich von 0—94% ausgesetzt wurde. Die Kraft, die benötigt wurde, um die mit Klebstoff beschichtete Folie von der Abdeckschicht in einem Winkel von 180° und mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm pro Minute abzutrennen, wurde mit einem »Instron«-Zugspannungs-Prüfgerät, das bei 25° C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% gehalten wurde, gemessen und im Bereich von 2 bis 4 g pro cm Breite liegend gefunden. Nichtsdestoweniger war der Klebstoff äußerst klebrig in Berührung mit anderen Oberflächen, und selbst nachdem das Schichtgebilde mehrere Monate gelagert worden war, konnte das dekorierte Blatt fest und dauernd auf handelsübliche Flugzeugrümpfe aufgeklebt werden.
Ein Teil der Abdeckschicht wurde von der Klebstoffoberfläche der Folie entfernt und den gleichen Prüfverfahren bezüglich der Hygroexpansion und der Wasserdampfdurchlässigkeit unterworfen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem unbehandelten Papier beschrieben worden sind. Es wurde gefunden, daß sich die Abdeckschicht um weniger als 0,1% in 3 Stunden ausdehnte, daß das Abmessungs-Gleichgewicht (0,68% Ausdehnung — die gleiche wie für das ursprüngliche Kraftpapier) während etwa 36 Stunden nicht erreicht worden war und daß die Wasserdampfdurchlässigkeits-Geschwindigkeit etwa 10 g pro m2 pro 24 Stunden betrug.
Ein geeigneter zahlenmäßiger Ausdruck zur Messung der Nachgiebigkeit und der leichten Verformbarkeit des druckempfindlichen Klebstoffes, der in diesem Beispiel
verwendet wurde, ist der Modul konstanter Belastung, der in der USA-Patentschrift 26 01 016, Spalte 9, Zeilen 50—75, und Spalte 10, Zeilen 1 — 14, beschrieben wird. Dieses Prüfverfahren sieht das Vergießen eines Films des erwünschten Klebstoffs (z. B. auf Quecksilber oder Polytetrafluoräthylen) und Anwendung einer Dehnungskraft vor, die entsprechend der Verminderung des Klebstoff-Querschnittes reduziert wird, wobei eine konstante Belastung von 100 g pro cm2 Querschnitt ausgeübt wird. Bei der Herstellung des Films sollte darauf geachtet werden, daß Temperaturen oberhalb 400C vermieden werden, wodurch bestimmte Klebstoffe entweder abgebaut oder vernetzt und ungenaue Testwerte erhalten werden. Wie mittels dieses Prüfverfahrens festgestellt wurde, betrug der Modul konstanter Belastung für den Klebstoff dieses Beispiels nach 10 minütiger Belastung bei 250C 0,143 Megadyn pro cm2.
Andere Mischpolymerisate aus 2-Athylhexylacrylat und Acrylsäuremischpolymerisaten mit unterschiedlichen Verhältnissen von Acryl zu Acrylsäure können ebenfalls zufriedenstellend als druckempfindliche Klebstoffe verwendet werden. Klebstoffe mit niedrigeren Verhältnissen können verwendet werden zur Herstellung von Schichtgebilden, die flach bei stark variierenden Feuchtigkeiten bleiben, aber eine gewisse Neigung zeigen zu »schwinden«, wenn sie einem Druck ausgesetzt werden, wie er z. B. beim Aufwickeln des Produktes in Rollenform angewendet werden kann. Es wurde festgestellt, daß der Modul konstanter Belastung eines 93,5 ■ 6,5-Mischpolymerisates z. B. 0,0772 Megadyn pro cm2 beträgt. Ein derartiger Klebstoff mit niedrigem Modul ist insbesondere geeignet, wenn die Klebefolie bei niedrigen Temperaturen angewendet werden soll, z. B. bei Temperaturen unterhalb 00C.
35
Beispiel 2
Ein Schichtgebilde aus dekorierter Folie und Abdeckschicht wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, unter Verwendung eines anderen druckempfindlichen Klebstoffes und einer geringen Menge Polyvinylidenchlorid als wasserdampfzurückhaltender Rückenbeschichtung für die Abdeckschicht. Das Klebstoffsystem war in diesem Fall ein 95,5 :4,5-Isooctylacrylat-Acrylsäure-Mischpolymerisat mit einem Modul konstanter BeIastung von 0,220; dieses Polymerisat wird in Beispiel 5 der USA-Patentschrift 28 84 126 beschrieben. In diesem Falle wurden nur 1,25 mg pro cm2 des Polyvinylidenchlorid-Rückseitenüberzuges aufgebracht, wobei die Wasserdampfdurchlässigkeit der Abdeckschicht 42 g pro m2 pro 24 Stunden betrug. Dieses Schichtgebilde blieb flach bei allen Feuchtigkeitswerten bis zu 94%. Die Haftung des Klebstoffes an der Trennbeschichtung lag im Bereich von 1,2 — 2 g pro cm Breite; die dekorierte Folie war für Etikettierungszwecke geeignet.
Es wurde gefunden, daß die Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit noch höher sein kann als in diesem Beispiel angegeben — z. B. bis zu 100 g pro m2 pro 24 Stunden orausgesetzt, daß die Haftung unterhalb von etwa 1,2 g pro cm Breite gehalten wirde. Höhere Geschwindigkeiten der Wasserdampfdurchlässigkeit können geduldet werden, wenn das Schichtgebilde erzeugt wird, während das Papier im Gleichgewicht mit einer mittleren relativen Feuchtigkeit von beispielsweise 50% gehalten wird. Die Feuchtigkeit kann in einfacher Weise auf einer derartigen Höhe gehalten werden durch die Anwendung einer in Wasser dispergieren Rückseitenbeschichtung. Obwohl Ausdehnung und Kontraktion der Abdeckschicht stattfinden, ist es möglich, ein praktisch flaches Produkt zu erhalten. Allgemein jedoch ist es um so besser, je geringer die Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit ist, und Werte in der Größenordnung von 10g/m2/24Std. oder weniger werden bevorzugt. Es können Überzüge aus Polyäthylen, Polyestern, Äthylcellulose oder vielen anderen wasserdampfzurückhaltenden Stoffen verwendet werden. .
Beispiel 3
Ein Schichtgebilde wurde hergestellt in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Abwandlung, daß der verwendete Klebstoff eine 50 :50-Mischpolymerisatdispersion von Methylisoamylacrylat und Fuselölacrylat war, wie in der USA-Patentschrift 28 89 038, Beispiel 5, erster Klebstoff, beschrieben. Dieser Klebstoff besaß einen Modul konstanter Belastung von 0,500, und es wurde festgestellt, daß er im wesentlichen fester und weniger leicht verformbar war als diejenigen, die in den vorhergehenden Beispielen beschrieben wurden. Das fertige Schichtgebilde blieb flach bei relativen Feuchtigkeiten im Bereich von 0 bis 94%. Die Haftung betrug 1,2 —1,6 g pro cm Breite, und das schmückende Blatt war für Etikettierzwecke bei Anwendungsbereichen geeignet, wo mit Temperaturen über 65° C gearbeitet wird.
Klebstoffe, die nicht weich und nachgiebig sind, solche z. B., die einen Modul konstanter Belastung von 0,625 oder mehr aufweisen, sind im allgemeinen ungeeignet für Klebzwecke bei der Herstellung der hier beschriebenen Art von zusammengesetzten Schichtgebilden. Außergewöhnlich weiche, nachgiebige Klebstoffe sind zusammen mit Abdeckschichten wirksam, die höhere Trennwerte aufweisen. In ähnlicher Weise können harte Klebstoffe teilweise kompensiert werden durch Verwendung von Abdeckschichten mit Werten der Rückstreif-Adhäsion von z. B. 1,2 g pro cm Breite. Es ist jedoch zu beachten, daß es auf den Teil des Klebstoffs ankommt, der in Berührung mit der Abdeckschicht steht; ein verhälntismäßig harter Klebstoff kann so mit der dekorierten Folie in Berührung stehen, vorausgesetzt, daß ein weicher, nachgiebiger Klebstoff in Berührung mit der Abdeckschicht steht. Obwohl die in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Acrylatklebstoffe im allgemeinen auf Grund ihrer Brauchbarkeit, Klarheit und Festigkeit bevorzugt werden, können auch andere derartige weiche nachgiebige Klebstoffe, wie z. B. 50 :50-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat: Naturkautschuk-Gemische und Systeme auf PoIyisobutylen-Basis verwendet werden, um Produkte herzustellen, die bei extremen Feuchtigkeitswerten flach bleiben und für viele Anwendungszwecke geeignet sind.
Obwohl diese Erfindung insbesondere bei der Herstellung von schmückenden Blättern mit Unterlagefilmen, die neben Trägerfolien aus Polyestern, wie linearen Kodensationsprodukten verschiedener Glykole mit Terephthalsäure (die bis zu 10% Isophthalsäure enthalten kann), brauchbar ist, läßt sich erfindungsgemäß jede geeignete Folie benutzen, die leicht geschmückt bzw. mit einer Dekoration versehen werden kann. Beispielsweise sind Folien aus Methylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyimiden und Polycarbonaten brauchbar, insbesondere wenn die Verfahrensführung bei oder nahe bei Raumtemperatur vorgenommen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Kräuselfestes Schichtgebilde, bestehend aus einer dekorierten Folie aus Polymermaterial, einer Schicht eines druckempfindlichen Klebstoffs und einer ablösbaren Abdeckschicht auf Papierbasis, wobei diese Abdeckschicht auf der mit dem Klebstoff in Kontakt stehenden Oberfläche mit einer Trennbeschichtung versehen ist, die Haftung des druckempfindlichen Klebstoffs an der mit Trennbe-Schichtung versehenen Oberfläche der Abdeckschicht im Bereich von 1,2 bis 4 g pro cm Breite liegt und die dekorierte Folie eine niedrige Gesamthygroexpansion aufweist und die entfernbar haftende Abdeckschicht auf Papierbasis eine wesentlich höhere Gesamthygroexpansion aufweist als die polymere Folie, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Klebstoff einen Modul konstanter Belastung von höchstens 0,5 Megadyn pro cm2 aufweist, die Trennbeschichtung aus einem Dimethylpolysiloxan besteht, das über Silanwasserstoffe vernetzt ist, und die äußere Oberfläche der Abdeckschicht mit einem Wasserdampf zurückhaltend, praktisch endlosen polymeren Überzug versehen ist.
2. Schichtgebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit der Abdeckschicht in der Größenordnung von 10 g pro m7 pro 24 Stunden liegt.
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DE1594172A 1965-06-14 1966-06-27 Kräuselfestes Schichtgebilde, bestehend aus einer druckempfindlichen Klebefolie und einer Abdeckschicht auf Papierbasis Expired DE1594172C3 (de)

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