DE19543653C2

DE19543653C2 - Trennschichtträger

Info

Publication number: DE19543653C2
Application number: DE19543653A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 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: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: DE19543653A1; 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.

Aus der US 5 275 855 A ist ein Trennschichtträger bekannt, dessen Basis substrat, ein Langfaserpapier, eine Oberflächenpräparation mittels Pig mentstrich erfährt, um die Oberfläche abzudichten und zu glätten und für einen nachfolgenden Veredelungsprozeß - Bedrucken, Lackiern, Silikonisie ren - vorzubereiten. Durch den Pigmentstrich mit einer Strichdicke von ca. 12 µ wird eine feinkörnige Mineralpartikelschicht an der Substrato berfläche geschaffen, die sich gut bedrucken läßt. Primär ist an ein Be drucken der Substratvorderseite gedacht, die die Silikonschicht trägt. Eine gestrichene Pigmentschicht kann sich aber auch an der Rückseite des Substrats befinden.

Aus Word-Patent-Index Referat-Nr. 86-104530 zu der JP 61-049843-A ist ein Trennschichtträger mit einem Substrat aus anorganischem Material bekannt, das Zellulosefasern und feinkörniges anorganisches Pulver enthält. Das Substrat ist einseitig oder beidseitig mit Polyolefin beschichtet. Es weist eine gute Dimensionsstabilität auf, die durch eine relativ hohe Pigmentfüllung des Papiers erreicht wird. Es sind 50 Gew.-% bis 85 Gew.-% anorganische Füllstoffe bezogen auf die Zellulose vorgesehen. Die Papier faser wird "totgemacht", d. h. Quellen und Dehnen beim Feuchten und Schrumpfen beim Trocknen werden durch den hohen mineralischen Füllstoff gehalt stark gebremst oder gänzlich blockiert. Das Papier ist dadurch nicht mehr so sensibel gegen wechselnde Klimaeinflüsse, die ansonsten zu Rollneigung und Randwelligkeit führen können.

Das Papier verliert aber durch die hohe Füllung an Steifigkeit und Festigkeit. Diesen Verlust versucht man durch Zugabe von anorganischen Fasern (z. B. Glas) oder synthetischen Fasern (z. B. Perlon, Polyester u. a.) zu kompensieren. Das ist kostenaufwendig.

Die thermoplastische Polyolefinbeschichtung des gefüllten Papiers ist zur Abdichtung der Papieroberfläche für das nachfolgende Silikonisieren vor gesehen. Die Oberfläche der Polyolefinschicht wird nicht präpariert, um sie für die weitere Veredelung - Bedrucken, Lackieren - vorzubereiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennschichtträger mit einem auf bei den Seiten mit thermoplastischem Polyolefin beschichteten Basissubstrat zu schaffen, der thermisch höher belastbar und an der Rückseite einwand frei beschreibbar und bedruckbar ist und nicht zu Änderungen im Gleitver halten und zum Verblocken neigt.

Diese Aufgabe wird mit einem Trennschichtträger der eingangs genannten Art gelöst, der auf der einen Seite des mit Polyolefin beschichteten Ba sissubstrats die Trennschicht und auf der anderen Seite des mit Polyolefin beschichteten Basissubstrats eine polymergebundene Mineralpar tikelschicht aufweist, deren polymere Komponente ein Styrol-Acrylat- Polymer oder Acrylat-Copolymer ist und die eine Dicke von 1 µ bis 5 µ hat.

Die polymergebundene Mineralpartikelschicht deckt die Polyolefinschicht an der Rückseite des Basissubstrats ab. Sie ermöglicht ein Beschreiben der mit Polyolefin beschichteten Rückseite des Basissubstrats mit Tinte und Bleistift und ein Bedrucken der Rückseite nach allen gängigen Druck verfahren. Durch Vernetzen der Polymere erhält man eine Oberfläche mit quasi thermoduren Eigenschaften, die thermisch wesentlich höher belastbar ist als das Polyolefin. Desweiteren hat die Oberfläche papierähnliche Absorptionseigenschaften für unvernetzte oder teilvernetzte niedermoleku lare Silikone, die von einer angrenzenden Lage des als Stapel- oder Rol lenware vorliegenden Trennschichtträgers an die Rückseite migrieren. Durch die Absorption der Silikone wird deren Transfer an eine angrenzende Laminat-Oberfläche unterbunden und eine geringe Neigung zu Änderungen im Gleitverhalten und zum Verblocken erreicht.

Die ungewöhnlich geringe Schichtdicke der polymergebundenen Mineralparti kelschicht ist für die papierähnlichen Oberflächeneigenschaften der Schicht mitbestimmend.

Laminate mit dem erfindungsgemäßen Trennschichtträger haben eine ausge zeichnete Dimensionsstabilität unter sich ändernden Umgebungs-Klimabedin gungen. Das vorwiegend und ausreichend dank der Sperrwirkung der beidsei tigen Polyolefinbeschichtung gegen Wasseraustausch mit dem Basissubstrat.

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

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

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

Die Präparation für die polymergebundene Mineralpartikelschicht kann ein die Absorption wasserlöslicher oder organische lösungsmittellöslicher Druck farbe unterstützendes Polymer, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, enthal ten. Ein Anteil absorptionsunterstützendes Polymer ist für Anwendungen bevorzugt, bei denen die Beschreibbarkeit und Bedruckbarkeit der po lymergebundenen Mineralpartikelschicht 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 Vergleich: Schreibpapier benötigt eine Trocknungszeit von 40 s bis 50 s.

Die polymere Komponente der polymergebundenen Mineralpartikelschicht kann sowohl selbstvernetzbar, als auch durch Zugabe von Vernetzungsmittel ver netzbar sein. Ein bevorzugtes Vernetzungsmittel ist Polyisocyanat.

Weitere mögliche Bestandteile der Präparation für die polymergebundene Mineralpartikelschicht sind Pigmentverteilungsmittel (Netzmittel, insbe sondere 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 beschichtet ist und auf der einen Seite eine Trennschicht aufweist, die gegen Haftkleber trennt, dadurch gekennzeichnet, daß das Basissubstrat auf der anderen Seite eine polymergebundene Mineralpartikelschicht auf weist, deren polymere Komponente ein Styrol-Acrylat-Polymer oder Acrylat-Copolymer ist und die eine Dicke von 1 µ bis 5 µ hat.

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

3. Trennschichtträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Komponente der polymergebundenen Mineralparti kelschicht aus Pigment, insbesondere Kaolin, Kreide, Siliziumdioxid besteht.

4. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymergebundene Mineralpartikelschicht transpa rent ist.

5. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymergebundene Mineralpartikelschicht einge färbt ist.

6. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymergebundene Mineralpartikelschicht opak ist.

7. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Präparation für die polymergebundene Mineralpar tikelschicht die Absorption wasserlöslicher oder organische lösungsmittellöslicher Druckfarbe unterstützendes Polymer, insbe sondere Polyvinylpyrrolidon, enthält.

8. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymere Komponente der polymergebundenen Mineralpartikelschicht selbstvernetzbar ist.

9. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die polymere Komponente der polymergebundenen Mineralpartikelschicht durch Zugabe von Vernetzungsmittel vernetz bar ist.

10. Trennschichtträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation für die polymergebundene Mineralpartikelschicht als Ver netzungsmittel Polyisocyanat enthält.

11. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Präparation für die polymergebundene Mineral partikelschicht Pigmentverteilungsmittel enthält.

12. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Präparation für die polymergebundene Mineral partikelschicht Antischaummittel enthält.

13. Trennschichtträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Präparation für die polymergebundene Mineral partikelschicht Antistatikum enthält.