DE2135673B2

DE2135673B2 - Verfahren zur haftmindernden Organopolysiloxanbeschichtung von cellulosehaltigen! Fasermaterial

Info

Publication number: DE2135673B2
Application number: DE2135673A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. 5672 Leichlingen Buechner; Walter Prof. Dr. Noll; Karl-Heinz Dr. 5000 Koeln Rudolph; Hans Dr. Toepsch
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1971-07-16
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1979-07-19
Also published as: NL7209801A; FR2202142B1; DE2135673A1; NL169622B; BE786300A; FR2202142A1; NL169622C; GB1342229A; DE2135673C3

Description

worin

Die Erfindung betrifft Mittel und Verfahren zum Beschichten von Fasermaterial, z. B. Papier, wodurch das Haften von Klebstoffen auf dem Material verringert werden soll.

Als Mittel für diesen Zweck seit längerem bekannt sind Gemische aus Α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxanen mit einer tri- oder mehrfunktionellen Organosiliciumverbindung als Vernetzungsmittel und einem Vernetzungsbeschleuniger, meist Schwermetallcarboxylat.

Diese Gemische werden üblicherweise in gelöstem Zustand auf die zu beschichtende Unterlage gebracht und durch kurzzeitiges Erhitzen in eine vernetzte Beschichtung umgewandelt. Solchermaßen behandeltes Fasermaterial dient vornehmlich als Trennpapier zum zeitweiligen Abdecken der Haftseite von selbstklebenden Folien und Bändern.

Allen der vorangehend erwähnten Mittel ist die unerwünschte Eigenschaft gemeinsam, daß ein damit beschichtetes und dann auf die Klebstofffläche gebrachtes Trennpapier im Laufe der ersten Wochen erheblich an Güte verliert, indem die zum Abziehen des Trennpapiers von dem Klebstoff erforderliche Kraft stark zunimmt.

Es wurde nun ein Weg gefunden, der so schnell zu einer vollkommenen Vernetzung der Organopolysiloxanschicht auf dem Trennpapier führt, daß nicht nur diese Schicht unmittelbar nach der üblichen Hitzebehandlung abriebfest ist und daher das Papier sogleich ohne Schaden zum Abdecken einer klebfähigen Fläche angewendet werden kann, sondern daß auch das Trennpapier dann auf die Dauer mit ungefähr gleicher Kraft wie am ersten Tage von dem KJehematerial ablösbar bleibt

In dem hierzu erfindungsgemäß anzuwendenden Verfahren zur Herstellung einer haftmindernden Beschichtung auf cellulosehaltigen! Fasermaterial wird eine Lösung eines Organopolysiloxangemisches, bestehend aus

(A) 100 Gewichtsteilen eines α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxans einer Viskosität zwischen 10⁵ und 5 · 10⁷cP bei 20° C,

(B) 8 bis 20, vorzugsweise 12 bis 16 Gewichtsteilen einer Acetoxysiliciumverbindung der Formel

R ein Alkyl-, Alkenyl- oder Phenylrest ist,

(C) 0,9 bis 1,1 Gewichtsteile eines Schwermetallcarboxylats oder Dialkylzinncarboxylats als Vernetzungsbeschleuniger,

in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff und einem „iiphaiischen Keton im Gewichtsverhältnis 6:1 bis 9:1, dadurch gekennzeichnet, daß man Jieser Lösung unmittelbar vor dem Aufbringen auf das Fasermaterial

(D) 6 bis 35 Gewichtsteile eines mindestens 2 Isocyanatreste je Molekül enthaltenden organischen Isocyanats, gelöst in einem aromatischen Kohlenwasserstoff,

zufügt, mit dem so erhaltenen Gesamtgemisch das Fasermaterial beschichtet und dieses dann zur Vernetzung der Polysiloxanschicht auf 80 bis 120° C erhitzt.

R—Si/—O—C-CH₃
I O

worin

R ein vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome enthaltender Alkyl- oder Alkenylrest oder ein Phenylrest, insbesondere ein Methyl- oder Vinylrest ist,

(C) 0,9 bis 1,1 Gewichtsteile eines Schwermetallcarboxylats oder Dialkylzinncarboxylats, insbesondere Dibutylzinndilaurat oder -diacetat, als Vernetzungsbeschleuniger,

in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff und einem aliphatij> sehen Keton, vorzugsweise Methyläthylketon, im Gewichtsverhältnis 6:1 bis 9:1 verwendet, tind das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man dieser Lösung unmittelbar vor dem Aufbringen auf das Fasermaterial

(D) 6 bis 35, vorzugsweise 25 bis 30 Gewichtsteile eines mindestens 2 Isocyanatreste je Molekül enthaltenden organischen Isocyanats, gelöst in einem aromatischen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Toluol,

zufügt, mit dem so erhaltenen Gesamtgemisch das Fasermaterial beschichtet und dieses dann zur Vernetzung der Polysiloxanschicht auf 80 bis 120° C erhitzt.
Die erfindungsgemäß als Komponente (D) zuzusetzenden di- oder mehrfunktionellen Isocyanate können monomer sein, wie Hexamethylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat-(2,4) und -(2,6), Bistoluylen-(3,3')-diisocyanat-(4,4'), Fluorendiisocyanat, und sie können polymer sein, wie die bekannten Umsetzungsprodukte monomerer Diisocyanate mit Wasser oder mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise das handelsübliche Ν,Ν',Ν"-Tris-(6-isocyanato-hexyl)-biuret der Formel I

OCN-(CH₂Js-N

-C-NH-(CH₂)S-NCO
O

oder das ebenfalls im Handel erhältliche N-(4-Methyl-3-isocyanatophenylj-carbamat des Trimethvlolpropans der Formel Il

CH₁-CH₂-C -CH₂-OC-NH
O

NCO

Zu bevorzugen sind Isocyanate mit geringer Flüchtigkeit; sie soüen aber in aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol oder Xylol, löslich, und solche Lösungen mit den Lösungen der Komponenten (A), (B) und (C) mischbar sein.

Die Konzentrationen der Lösungen sind nicht kritisch; erprobt und daher zu bevorzugen ist ein Gehalt von 10 bis 11 Gewichtsprozent in der Lösung des Organopolysiloxangemisches von (A), (B) und (C) und ein Gehalt von 25 bis 35 Gewichtsprozent in der Lösung der Komponente (D).

Zur Anwendung der erfindungsgemäß zusammengestellten Lösungen verfährt man in üblicher Weise, zum Beispiel indem man sie mittels einer Rakelstreichvorrichtung in 20 bis 25 Mikron starker Schicht auf satiniertes, ungebleichtes Rohpapier mit einem Quadratmetergewicht von 60 g aufträgt und dann 90 Sekunder lang auf 120⁰C erhitzt Die dadurch vernetzte Polysiloxanschicht ist unmittelbar nach Verlassen des Wärmeofens abriebfest, wie die übliche Prüfung durch Reiben mit dem Finger erweist

Es ist vielfach gebräuchlich, das fertig beschichtete Papier im Anschluß an die Wärmebehandlung durch eine Wasserdampfatmosphäre zu ziehen. Im vorliegenden Verfahren führt dies zu einer weiteren Verringerung der Haftneigung des Trennpapiers.

Die Gebrauchseigenschaften des gemäß den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und Vergleichsversuchen hergestellten Trennpapiers wurden auf folgende Weise geprüft: In einer Reihe von Versuchsstücken wurde jeweils ein einseitig mit einem klebrigen Überzug versehenes, 24 mm breites handelsübliches Zellglasband, von Hand unter Vermeidung von Lufteinschlüssen auf die beschichtete Seite des Trennpapiers geklebt und während einer bestimmten Zeit bei einer bestimmten Temperatur zwischen Glasplatten mit einer Belastung von 10 g/cm² aufgedrückt. Danach wurde das Klebeband unter Zwischenschaltung einer Federwaage senkrecht zur Papierfläche wieder abgezogen, und die dazu erforderliche Kraft, im folgenden als »Abziehkraft« bezeichnet, an der Federwaage abgelesen.

Das abgezogene Klebeband wurde anschließend auf eine verchromte und polierte Metallplatte geklebt und von dieser wiederum unter Zwischenschaltung einer Federwaage abgezogen. An der Waage wurde währenddessen die dem Band verbliebene Klebkraft abgelesen. Die ursprüngliche Klebkraft wurde an einem Stück des Bandes, das nicht mit Polysiloxan in Berührung gekommen war, in analoger Weise gemessen. Der Quotient aus der jeweils nach Einwirkung der Trennpapierbeschichtung verbliebenen Klebkraft und der ursprünglichen Klebkraft des Bandes ist ein Maß für die »Klebkrafterhaltung«.

Beispiel 1

Man löst 100 g Λ,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan von 10⁷ cP Viskosität bei 20°C zunächst in 400 g Toluol. Diese Lösung verdünnt man mit einem Gemisch von 390 g Toluol und 95 g Methylethylketon und fügt unter Rühren 14 g Vinyltriacetoxysilan und 1 g Dibutylzinndilaurat hinzu. Für einzelne Beschichtungsversuche mischt man jeweils 100 g der so erhaltenen Lösung mit 9 g einer Lösung, die man aus 28 g Toluylendiisocyanat und 62 g Toluol herstellt.

Mit solcher erfindungsgemäß eingesetzter Lösung wurde in der vorangehend beschriebenen Weise eine Rehe von Trennpapier-Versuchsstücken hergestellt, deren Prüfung folgende Meßwerte ergab:

	Abziehkraft	bei 60 C	bei 60 C
	bei 20^cC
Nach ϊ Tag	20 g	35 g
1 Woche	35 g	40 g
2 Wochen	20 g	45 g
3 Wochen	35 g	40 g
4 Wochen	25 g	Klebkrafterhaltung
		bei 20 C

ITag

1 Woche

2 Wochen

3 Wochen

4 Wochen

86%
80%
77%
82%
82%

77% 77% 77% 75%

Beispiel 2

Man ersetzt die in Beispiel 1 verwendete Toluylendiisocyanatlösung durch 9 g einer Lösung, die man aus 28 g des in der vorangehenden Beschreibung mit der Formel II angegebenen Adduktes von Toluylendiisocyanat und Ti imethylolpropan und 62 g Toluol herstellt. Im übrigen verfährt man, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Prüfung der Versuchsstücke ergab folgende Meßwerte:

Abziehkraft bei 20 C

bei 60 C

ITag

1 Woche

2 Wochen

3 Wochen

4 Wochen

25 g
20 g
25 g
25 g
25 g

Beispiel 3

20 g 20 g 25 g 20 g 25 g

Man ersetzt die in Beispiel 1 verwendete Toluylendiisocyanatlösung durch 9 g einer Lösung, die man aus 28 g des in der vorangehenden Beschreibung mit der Formel I angegebenen Umsetzungsproduktes von Hexamethylendiisocyanat mit Wasser und 62 g Toluol herstellt. Im übrigen verfährt man, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Prüfung der Versuchsstücke ergab die in nachfolgender Aufstellung angegebenen Meßwerte.

Weiterhin sind in dieser Aufstellung die Werte angegeben, die man erhält, wenn man das Papier abschließend noch der im vorangehenden erwähnten Wasserdampfbehandlung unterwirft.

Abziehkraft bei 20 C

Ohne Wasser- Mit Wasserdampfbehandlung dampfbehandlung

Nach 1 Tag	50 g	20 g
1 Woche	40 g	25 g
2 Wochen	50 g	28 g
3 Wochen	45 g	25 g
4 Wochen	45 g	25 g

Zum Vergleich

wurde eine Lösung der Komponenlen (A), (B) und (C) wie in den Beispielen 1,2 und 3 verwendet, jedoch ohne die erfindungsgemäße Zumischung einer Jsocyanatkomponente (D), und im übrigen verfahien, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die so erhaltenen Polysiloxanschichten sind nicht abriebfest.

In einer Reihe weiterer Vergleichsversuche wurde eine Lösung von

100 g Λ,ω-Dihydroxypolydimethylsüoxan und
3,1 g a,w-Bis-(trimethylsiloxy)-polymethylhydrogensiloxan von 15 cP Viskosität bei 20⁰C in
1950 g Heptan verwendet, der kurz vor Gebrauch
3 g Dibutylzinndilaurat zugefügt wurden.

Dann wurde diese Gesamtlösung in der vorangehend beschriebenen Weise auf Papier geschichtet und weiterbehandelt.

Die Prüfung des Lagerverhaltens ergab folgende Meßwerte:

Abziehkraft bei 2OC

Ohne Wasser- Mit Wasserdampfbehandlung dampfbehandlung

1 Tag	28 g	30 g	25 Ohne Nach	Wartezeit 30 Minuten	35 g 25 g
1 Woche	50 g	45 g		1 Stunde	25 g
2 Wochen	80 g	70 g		6 Stunden	30 g
4 Wochen	90 g	80 g		24 Stunden	25 g

In den Beispielen 1 bis 3 und den zuletzt angeführten Vergleichsversuchen wurde das Trennpapier nach seiner Herstellung jeweils 24 Stunden lang unbeklebt gelagert, wie es bislang üblich ist, und erst danach mit dem Klebeband, wie beschrieben, zusammengebracht Verkürzt man diese Wartezeit oder läßt sie gänzlich entfallen, so ergeben sich an einem Trennpapier, das nach dem Stand der Technik hergestellt ist, erheblich größere Werte der Abziehkraft Im folgenden sind

ίο solche Werte einander gegenübergestellt gemessen an zwei Reihen von Versuchsstücken, die nach Beispiel 3 und nach dem zuletzt erwähnten Vergleichsverfahren erhalten wurden. Die Stücke werden nach Verlassen des Wärmeofens ohne Wasserdampfbehandlung sofort oder nach den angegebenen Wartezeiten in der vorangehend beschriebenen Weise einen Tag lang bei 20° C mit dem Klebeband belastet

Beklebt Abziehkraft an Trennpapier

Nach Nach

Beispiel 3 Vergleichsversuch

100g
90g
80 g

45 g
28 g

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer haftmindernden Beschichtung auf cellulosehaltigen! Fasermaterial unier Verwendung einer Lösung eines Organopolysiloxangemisches, bestehend aus

(A) 100 Gewichtsteilen eines o^ü-Dihydroxypolydimethvlsiloxans einer Viskosität zwischen 10⁵ und 5"· 10' cP bei 20° C,

(B) 8 bis 20 Gewichtsteilen einer Acetoxysiliciumverbindung der Formel

R—Si/—O—C—CH₃\