DE19543653A1

DE19543653A1 - Trennschichtträger

Info

Publication number: DE19543653A1
Application number: DE19543653A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Munninger; Hans Wattendorf
Original assignee: Assidomaen Inncoat GmbH
Current assignee: Mondi Inncoat GmbH
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: DE19543653C2; US5962098A

Description

Die Erfindung betrifft einen Trennschichtträger mit einem flä chigen Basissubstrat, das auf beiden Seiten mit thermoplasti schem Polyolefin beschichtet ist und auf der einen Seite eine Trennschicht aufweist, die gegen Haftkleber trennt.

Derartige Trennschichtträger sind aus der Praxis bekannt. Sie dienen dazu, eine Schicht Haftkleber an einem Aufkleber z. B. aus Papier, Pappe oder Kunststoffolie abzudecken. Der Aufkleber läßt sich von dem Trennschichtträger abziehen und mit dem Haft kleber anderwärtig aufkleben.

Das Basissubstrat eines Trennschichtträgers besteht üblicher weise aus Papier. Man spricht daher in der Praxis von einem Trennschichtpapier oder Releasepapier. Das Basissubstrat kann aber auch aus einer Kunststoffolie bestehen.

Als Trennschicht werden üblicherweise Dimethylsiloxan-Systeme - Silikone genannt - in homogener Verteilung auf die Oberfläche des Basissubstrats aufgetragen. Das Silikonisieren erfolgt aus wäßriger oder organischer Lösungsmittel-Phase oder bei Siliko nen von öliger Konsistenz lösungsmittelfrei in Mengen von ca. 0,3 g/m² bis ca. 1,5 g/m².

Damit die Trenneigenschaften (Release-Eigenschaften) der Sili kone voll wirksam zum Tragen kommen, ist es wichtig, daß die Silikone beim Silikonisieren an der Oberfläche des Basissub strats bleiben und nicht in das Substrat wegschlagen. Es werden deshalb Substrate (Basispapiere) mit glatten, geschlossenen, wenig absorbierenden Oberflächen eingesetzt, insbesondere super kalandrierte Papiere, Clay-gestrichene Papiere und ein- oder beidseits mit Polyolefinen beschichtete Papiere (Liner).

Nach dem Silikonisieren wird das Basissubstrat mit Haftkleber und dem Aufklebermaterial laminiert. Die Weiterverarbeitung des Laminats erfolgt in Form von Rollen- oder vorwiegend Format ware, insbesondere durch Stanzen erhaltenen Zuschnitten.

Bei dem Aufkleber handelt es sich häufig um einen Druckträger. Daneben sind Spezialfolien, z. B. gegossene Folien, und mehr lagig aufgebaute reflektierende Folien zu erwähnen.

Häufig gilt es, die Laminate im Zuge ihrer Weiterverarbeitung zu bedrucken. Dabei können sich durch Wärmeeinwirkung z. B. beim Trocknen von Siebdruckfarben oder beim Durchlaufen eines Laserdruckers erhebliche Probleme ergeben. Die Laminate zeigen Schrumpf, Rollneigung und Randwelligkeit, die besonders bei mehrmaligen Druckdurchläufen stören bzw. diese unmöglich machen. Ein Problem ist auch das Verblocken, d. h. Aneinanderhaften miteinander in Anlage stehender Laminate, die sich nicht mehr mit Saughebern vereinzeln lassen, sondern "en bloc" angehoben werden.

Laminate mit Basissubstraten (Releasepapieren), die auf beiden Seiten mit thermoplastischem Polyolefin beschichtet sind, zeich nen sich durch eine hervoragende Dimensionsstabilität aus. Die Polyolefinbeschichtung unterbindet den Wasseraustausch mit dem Basissubstrat bei sich ändernden Umgebungs-Klimabedingungen. Die Maßänderung der Laminate in der relevanten Querrichtung bei Anhebung der relativen Luftfeuchtigkeit von 40% auf 80% und Absenkung auf wieder 40% beträgt 0,2% bis 0,5%. An Lami naten mit unbeschichtetem Basispapier werden hingegen Werte von 1% bis 3% gemessen. Die gute Dimensionsstabilität der Laminate bedeutet geringen Schrumpf, wenig Rollneigung, wenig Randwelligkeit und eine entsprechend gute Eignung zum Bedrucken.

Mit thermoplastischem Polyolefin beschichtete Basissubstrate haben jedoch den Nachteil, daß sie thermisch weniger belastbar sind als unbeschichtete Substrate.

Der Schmelzpunkt der Polyolefine liegt zwischen 105°C (LD-Poly ethylen; Low density Polyethylene; Polyethylen geringer Dichte; Weich-Polyethylen) und 140°C (Polypropylen). Ein Anschmelzen und Glanz- und Oberflächenstruktur-Änderungen sind möglich.

Die kontrolliert in das Rohpapier eingebrachte Restfeuchte von 4 Gew.% bis 8 Gew.% entwickelt bei plötzlicher Erwärmung explo sionsartig Wasserdampf. An der Polyolefinoberfläche können un erwünschte Bläschen entstehen.

Schon beim Silikonisieren der mit thermoplastischem Polyolefin beschichteten Basissubstrate sind aufgrund der relativ geringen thermischen Belastbarkeit Restriktionen gegeben.

Die Silikone können anstatt bei Temperaturen von 150°C bis 200°C nur beim Temperaturen von 90°C bis 120°C vernetzt wer den. Je nach Silikon-System - kondensations- oder additionsver netzend, lösungsmittelhaltig oder -frei, Basisformulierung oder mit CRA (Controlle-Release-Additive; Trennkraft-Regulator) - resultieren Silikonisierungen mit unterschiedlichem Vernetzungs grad.

Eine Weiter- bzw. Endvernetzung (Postcuring-Nachvernetzung) kann an dem als Stapel- oder Rollenware vorliegenden Basissub strat erfolgen, während die Silikon-Seite einer Substratlage an der mit Polyolefin beschichteten Rückseite der angrenzenden Lage anliegt. Die un- oder teilvernetzten niedermolekularen Silikone migrieren auf die mit Polyolefin beschichtete Rück seite. Sie werden hier nicht absorbiert, sondern verbleiben an der Oberfläche der Rückseite. Das hat nachteilige Auswirkun gen. Die Bedruckbarkeit der Rückseite z. B. mit einem Logo, einer Verarbeitungsanleitung, einem Sicherheitshinweis, einem Entsorgungshinweis o. ä. wird beeinträchtigt. Es ändert sich das Gleitverhalten, d. h. die Friktion im Maschinenlauf, und es tritt ein Verrutschen im Stapel auf. Bei in Stapel- oder Rollenform vorliegenden Laminaten kann ein Silikon-Transfer von der mit Polyolefin beschichteten Rückseite einer Lage auf die Laminat-Vorderseite der angrenzenden Lage erfolgen, was Oberflächenveränderungen nach sich zieht. Das Erscheinungsbild (Glanz und Haze) der Laminat-Vorderseite und ihre Bedruckbarkeit werden beeinträchtigt und ihr Benetzungsverhalten in unerwünsch ter Weise verändert.

Aus der EP 0 483 381 A1 ist ein Releasepapier bekannt, das eine Schicht mit mineralischen Partikeln als Druckträger hat. Die Schicht befindet sich zwischen dem Basissubstrat und der Sili konschicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennschichtträger mit einem auf beiden Seiten mit thermoplastischem Polyolefin beschichteten Basissubstrat zu schaffen, der thermisch höher belastbar und an der Rückseite einwandfrei beschreibbar und bedruckbar ist und nicht zu Änderungen im Gleitverhalten und zum Verblocken neigt.

Diese Aufgabe wird mit einem Trennschichtträger der eingangs genannten Art gelöst, der auf der einen Seite des mit Polyolefin beschichteten Basissubstrats die Trennschicht und auf der ande ren Seite des mit Polyolefin beschichteten Basissubstrats eine polymergebundene Mineralpartikelschicht aufweist.

Die polymergebundene Mineralpartikelschicht deckt die Polyole finschicht an der Rückseite des Basissubstrats ab. Sie ermög licht ein Beschreiben der mit Polyolefin beschichteten Rückseite des Basissubstrats mit Tinte und Bleistift und ein Bedrucken der Rückseite nach allen gängigen Druckverfahren. Durch Vernet zen der Polymere erhält man eine Oberfläche mit quasi thermodu ren Eigenschaften, die thermisch wesentlich höher belastbar ist als das Polyolefin. Desweiteren hat die Oberfläche papier ähnliche Absorptionseigenschaften für unvernetzte oder teilver netzte niedermolekulare Silikone, die von einer angrenzenden Lage des als Stapel- oder Rollenware vorliegenden Trennschicht trägers an die Rückseite migrieren. Durch die Absorption der Silikone wird deren Transfer an eine angrenzende Laminat-Ober fläche unterbunden und eine geringe Neigung zu Änderungen im Gleitverhalten und zum Verblocken erreicht.

Laminate mit dem erfindungsgemäßen Trennschichtträger haben eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität unter sich ändernden Umgebungs-Klimabedingungen. Das vorwiegend und ausreichend dank der Sperrwirkung der beidseitigen Polyolefinbeschichtung gegen Wasseraustausch mit dem Basissubstrat.

Die polymergebundene Mineralpartikelschicht deckt die Polyole finschicht an der Rückseite des Basissubstrats vorzugsweise vollflächig ab.

Die Dicke der polymergebundenen Mineralpartikelschicht beträgt vorzugsweise 1 µm bis 5 µm. Diese ungewöhnliche geringe Schicht dicke ist für die papierähnlichen Oberflächeneigenschaften der Schicht mitbestimmend.

Die mineralische Komponente der polymergebundenen Mineralparti kelschicht besteht vorzugsweise aus Pigment, insbesondere Kaolin, Kreide, Siliziumdioxid. Ein bevorzugtes Kaolinpigment ist China Clay. Als Kreidepigment kommt Slurry in Betracht. Bei dem Siliziumdioxidpigment kann es sich um gefälltes Sili ziumdioxid oder Aerosil handeln.

Durch geeignete Pigmentmischungen kann Transparenz, Opazität oder eine als Kompromiß dazwischen zu verstehende Einfärbung der polymergebundenen Mineralparikelschicht erreicht werden. Transparenz ist erwünscht, um Aufdrucke wie z. B. ein Logo, eine Verarbeitungsanleitung, einen Sicherheitshinweis, einen Entsorgungshinweis auf der Rückseite des Basissubstrats sichtbar und lesbar zu lassen. Opazität ist für einen guten Kontrast beim Beschreiben oder Bedrucken der polymergebundenen Mineral partikelschicht erwünscht.

Die polymere Komponente der erfindungsgemäßen polymergebundenen Mineralpartikelschicht wird von vernetzbaren Polymer-Pigmentbin der-Systemen gebildet. Bevorzugt ist ein Styrol-Acrylat-Polymer oder Acrylat-Copolymer.

Die Präparation für die polymergebundene Mineralpartikelschicht kann die Absorption wasserlöslicher oder organische lösungsmit tellöslicher Druckfarbe unterstützendes Polymer, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, enthalten. Ein Anteil absorptionsunterstüt zendes Polymer ist für Anwendungen bevorzugt, bei denen die Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit der polymergebundenen Mine ralpartikelschicht im Vordergrund des Interesses steht.

In einem Wischtest mit Prüftinte nach DIN 53126 konnte durch einen Anteil Polyvinylpyrrolidon die Trocknungsgeschwindigkeit von ca. 400 s auf 80 s bis 90 s herabgesetzt werden. Zum Ver gleich: Schreibpapier benötigt eine Trocknungszeit von 40 s bis 50 s.

Weitere mögliche Bestandteile der Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht sind Vernetzungsmittel, insbe sondere Polyisocyanat, Pigmentverteilungsmittel (Netzmittel, insbesondere Tenside), Antischaummittel und Antistatikum.

Im Detail ist nachstehend die Rezeptur von zwei Präparationen für die polymergebundene Mineralpartikelschicht angegeben.

Rezeptur 1

40 bis 70 Vol.% Wasser
15 bis 30 Vol.% Styrol-Acrylat-Polymere (auf Dispersionsbasis)
20 bis 40 Vol.% Kaolin (China Clay)
0,2 bis 0,5 Vol.% Pigmentverteilungsmittel
0,1 bis 0,5 Vol.% Antischaummittel
1 bis 3 Vol.% Antistatika.

Die Rezeptur 1 gehört zu einem Thermoschutz-Lack. Bei Anwendung dieser Präparation steht der Wärmeschutz der Polyolefin-Ober fläche im Vordergrund des Interesses. Daneben ist Beschreibbar keit und Bedruckbarkeit in gewissem Maße sowie Nichtneigung zu Änderungen im Gleitverhalten, Vermeidung von Verblocken und Silikon-Absorption gegeben.

Rezeptur 2

40 bis 70 Vol.% Wasser
5 bis 15 Vol.% Acrylat-Copolymere (auf Dispersionsbasis)
0,2 bis 0,4 Vol.% Polyisocyanat
1 bis 5 Vol.% Polyvinylpyrrolidon (wäßrig)
10 bis 30 Vol.% Kreide (Slurry)
5 bis 10 Vol.% Siliziumdioxid (gefälltes SiO₂ oder Aerosil)
5 bis 10 Vol.% Kaolin (China Clay)
0,2 bis 0,5 Vol.% Pigmentverteilungsmittel
0,1 bis 0,5 Vol.% Antischaummittel.

Die Rezeptur 2 gehört zu einem Druck-Lack. Bei Anwendung dieser Präparation steht die Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit der Polyolefin-Oberfläche im Vordergrund des Interesses.

Bei den Präparationen handelt es sich um eine wäßrige Flotte, die bezüglich Festkörpergehalt und Viskosität in einem weiten Bereich variabel eingestellt und deshalb mit praktisch allen konventionellen Auftragsverfahren, die einen gleichmäßigen, möglichst glatten (strukturfreien) Lackauftrag von 1 g/m² bis 5 g/m² ergeben, aufgetragen werden kann. Exemplarisch erwähnt seien ein Auftragen mit einem Luftbürsten-Auftragswerk, Gravur walzen-Auftragswerk (Tiefdruckwerk) oder Reverse-Roll-Coater (Akkugravur-System).

Claims

1. Trennschichtträger mit einem flächigen Basissubstrat, das auf beiden Seiten mit thermoplastischem Polyolefin be schichtet ist und auf der einen Seite eine Trennschicht aufweist, die gegen Haftkleber trennt, dadurch gekennzeich net, daß das Basissubstrat auf der anderen Seite eine poly mergebundene Mineralpartikelschicht aufweist.

2. Trennschichtträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polymergebundene Mineralpartikelschicht vollflächig ist.

3. Trennschichtträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymergebundene Mineralpartikelschicht eine Dicke von 1 µm bis 5µm hat.

4. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die mineralische Komponente der polymergebundenen Mineralpartikelschicht aus Pigment, ins besondere Kaolin, Kreide, Siliziumdioxid besteht.

5. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die polymergebundene Mineralpar tikelschicht transparent ist.

6. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die polymergebundene Mineralpar tikelschicht eingefärbt ist.

7. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die polymergebundene Mineralpar tikelschicht opak ist.

8. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die polymere Komponente der poly mergebundenen Mineralpartikelschicht ein vernetzbares Sty rol-Acrylat-Polymer oder Acrylat-Copolymer ist.

9. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht die Absorption wasserlös licher oder organische lösungsmittellöslicher Druckfarbe unterstützendes Polymer, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, enthält.

10. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht Vernetzungsmittel, insbe sondere Polyisocyanat, enthält.

11. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht Pigmentverteilungsmittel enthält.

12. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht Antischaummittel enthält.

13. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymer gebundene Mineralpartikelschicht Antistatikum enthält.