DE2513835C2 - Selbstklebende Filme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft durch einfachen Druck selbstklcbende Polyesterfilme.

Die Verwendung von durch einfachen Druck klebenden Filmen ist in der Verpackungs-, Etikettier- und elektrischen Isolierungsindustrie sowie für die Dekoration mehr und mehr verbreitet

Die klebenden Filme bestehen im wesentlichen aus einem Filmträger, dessen eine Oberfläche mit einer antiklebenden Schicht überzogen sein kann und dessen andere Oberfläche mit einer Klebeschicht, die gegebenenfalls über eine primäre Verankerung an den Filmträger gebunden sein kann, überzogen ist.

Man bezeichnet als Klebeschicht eine Schicht aus einem Produkt auf der Basis eines synthetischen Polymeren, das das Kleben des klebenden Films auf einem Substrat durch einfachen Druck in der Kälte gestattet. -t;

Die Verwendung von Filmträgern aus Polyestern gestattet zahlreiche Vorteile, wie eine sehr große Rißbeständigkeit, einen hohen Modul. Starrheit, einen weiten Temperaturbereich für die Verwendung, gute Beständigkeit gegenüber äußeren Agentien und gegenüber einer Alterung und gute Dimensionsstabilität, zu erhalten.

Bei klebenden Filmen ist es überdies von Bedeutung, daß die Klebeschicht stärker an dem Filmträger haftet als an jeder anderen Oberfläche, an die der klebende Film gepreßt wird, da man vermeiden rr.jß, daß die klebende Schicht sich von dem Filmträger ablöst, insbesondere, wenn man den Film zu dessen Einsatz, gewöhnlich in Form einer Rolle, aufrollt.

In der britischen Patentschrift 1187 7)6 wurde empfohlen, eine Vorbehandlung des Films durch Aufpfropfen von vinyiischcn Monomeren vorzunehmen. Es ist auch bekannt, eine primäre Verankerung zur Vergrößerung der Haftung der Klebeschicht auf dein Polyesterfilmträger vorzunehmen. Ein derartiges Ver- M fahren ist in der britischen Patentschrift 10 59139 beschrieben

In der DOS 19 40 549 sind selbstklcbende Filme aus gesättigten Polyestern beschrieben, deren Oberfläche mit einer Klebeschicht, bestehend aus einem quaternären Copolymeren auf Basis von

a) 50 bis 80% eines Furmarsäurediesters eines dialiphatischen Alkohols mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen.

b) 18 bis 40% Vinylacetat,
aus

c) 0,5 bis 15% polaren Verbindungen mit äthylenischer Ungesättigtheit mit Carboxyl-, Carboxylamid-, Dicarboxyloxy- oder Dicarboxylimid-Resten und

d) 0,1 bis 10% Verbindungen mit äthylenischer Ungesättigtheit und mit selbstvernetzbaren Resten wie Hydroxyl-, Epoxy-, N-Methylolamid-, Aldehydoder Isocyanatgruppen

bestehen, wobei dieses Copolymere gegebenenfalls mit verschiedenen Zusätzen versehen ist.

Es wurde nun gefunden, daß, wenn das Diaikylfumarat durch Dialkylmaleat ersetzt wird, man gleichzeitig ein Mengenverhältnis von Vinylacetat zwischen 40 und 65% verwenden und die oben erwähnten Bestandteile c) und d) der DOS 19 40 549 weglassen kann, wobei unerwarteterweise die ausgezeichneten selbstklebenden Eigenschaften der so erhaltenen Klebefilme beibehalten werden.

Die Erfindung betrifft daher selbstklebende Filme aus gesättigten Polyestern als Trägermaterial, die an einer Oberfläche mit einer Klebeschicht, bestehend aus einem Copolymerisat auf Basis von Vinylacetat und einem Äthylendicarbonsäureester eines aliphatischen Alkohols mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Pigmenten, Farbstoffen, Weichmachern, Stabilisatoren, Füllstoffen sowie klebrigmachenden Harzen überzogen sind, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Klebeschicht ein Copolymerisat von 40 bis 65 C-ew.-% Vinylacetat und 60 bis 35 Gew.-% Maleinsäureester eines aliphatischen Alkohols mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen enthält.

Als Filmträger ist jeder Film aus nicht-verstrecktem, mono- oder biaxial verstrecktem oder überverstrecklem Äthylenglykol-polyterephthalat geeignet.

Gemäß der Anwendung, für die der selbstklebende Film bestimmt ist, kann dessen Dicke von 3,5 Mikron bis zu 350 Mikron variieren. Der Film kann auf der Oberfläche metallisiert oder bedruckt sein.

Die nicht-klebende Oberfläche rdnn mit einem antiklebenden Überzug, beispielsweise auf Siliconbasis, beschichtet sein. Man verwendet in diesem Fall im allgemeinen Zusammensetzungen, bestehend aus Organopolysiloxanpolymeren mit SiH-Bindungen, einem Katalysator und gegebenenfalls einem Aktivator und einem hydroxyliertem Methylpolysiloxanpolymeren.

Das Copolymere, das die Klebeschicht darstellt, enthält üblicherweise 40 bis 65 Gew.-% Vinylacetat und 60 bis 35% Maleinsäureester. Es soll eine Erweichungstemperatur zwischen 70 und HO⁰C aufweisen. Seine spezifische Viskosität, gemessen bei 20°C in 0,5%iger Lö-.ung in Cyclohexanon, soll zwischen 35 und 65 ml/g liegen. Man verwendet vorteilhafterweise Copolymere von Vinylacetat und 2-Äthylhexylmaleat.

Die Klebeschicht kann außerdem 1 bis 60 Gew.-% an ein oder mehreren eine »tack«-Wirkung aufweisenden Harzen enthalten. Mit dem Ausdruck »tack« wird die

Befähigung eines Klebstoffes zu einer Bindungsbildung von meßbarem Wert unmittelbar bevor der Klebstoff »und der Träger unter schwachem Druck in Kontakt gebracht werden, verstanden (siehe Handbook of Adhesives von I. Skeist).

Unter diesen Harzen verwendet man im allgemeinen Kolophonium und dessen Derivate, insbesondere dessen Ester wie Methylester oder Dihydroabietylphthalat sowie Polymere wie Polyisobuten oder Elastomere wie Styrolbutadiencopolymere.

Die Klebeschicht kann auch Pigmente, Farbstoffe,

Weichmacher, Stabilisatoren sowie Füllstoffe enthalten.

Die Herstellung der Klebeschicht kann auf zweierlei

Weise erfolgen: in geschmolzener Form oder in Lösung.

In geschmolzener Form stellt man den Klebstoff her, indem man in der Wärme die verschiedenen Adjuvantien und dann das Copolymere mischt Man setzt das Rühren bis zur vollständigen Homogenisierung fort Der Klebstoff kann auf das Material aufgebracht werden, indem man durch Extrusion, Aufstreichen oder Walzenauftrag überzieht

Man kann auch Lösungen herstellen, indem man zunächst das Copolymere und dann die verschiedenen Adjuvantien in einer üblichen Lösungsvorrichtung löst Unter den gut geeigneten Lösungsmitteln kann man nennen: die Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Cyclohexan oder Hexan, sämtliche chlorierten Lösungsmittel, die Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, und die Ester, insbesondere die Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butylacetäte.

Mischungen dieser Lösungsmittel sind, sofern sie verträglich sind, eber..alls geeignet Man stellt Lösungen her mit einem Trockenextraki von ν-.rteilhafterweise zwischen 10 und 60%.

Man kann die klassischen Maschinen :nd Verfahren zum Überziehen verwenden und der Auftrag des Klebstoffes kann entweder direkt auf dem Filmträger oder auf einem temporären Träger, gefolgt von einem Auftrag auf dem Filmträger, erfolgen.

Der Auftrag der Klebeschicht auf dem Filmträger beträgt üblicherweise zwischen 10 und 50 g/m².

Man führt zwei Testreihen zur Bestimmung der Qualität der selbstklebenden Filme durch.

Die erste Reihe, die von der Norm 4001 P9 AFERA (Association Fabricante Europoens de rubans adhesifs) abgeleitet ist besteht darin, auf verschiedenen Trägern das lineare Klebevermögen zu bestimmen.

Man bringt ein Stück eines klebenden Film; auf eine Standardplatte oder einen gewählten Träger, die in den Klemmen eines Dynamometers befestigt sind, auf. Man biegt das freie äußere Ende des Films, an dem man dann einen Zug mit Hilfe der festen Klemme des Meßsystems ausübt um 180° um. Das Haftvermögen wird dann durch die zum Ablösen des Films von der Platte oder dem gewählten Träger erforderliche Kraft bestimmt.

Man verwendet ein Pendeldynariometer. Die Geschwindigkeit der Bewegung seiner beweglichen Klemme ist auf 500 mm/Minute einreguliert.

Die zu untersuchende Filmprobe wird auf die gewählten Träger mit Hilfe einer glatten zylindrischen Metallwalze von 2 kg aufgebracht. Man führt die Tests an Proben des klebenden Films von 1 cm Breite durch. Man wählt als Träger:

Oherflächeneigenschaften der Norm AFERA Nr. 400! P9 entsprechen.

Ein zweiter Test gemäß der Norm AFERA 4012 Pl besteht in der Bestimmung des tangentialen Klebevermögens.

Man kann die zur tangentialen Verschiebung eines Klebebandes, das zuvor auf eine metallische Standardoberfläche aufgebracht worden ist, in bezug auf die Oberfläche einer Unterlage unter bestimmten experimentellen Bedingungen erforderliche Kraft bestimmen.

Praktisch gibt man sich damit zufrieden, die Verschiebung einer Probe mit bestimmter Dimension am Ende einer bestimmten Zeit zu bestimmen: man bringt einen Teil eines Bandes mit einer Breite von 12,5 mm und einer Länge von 25 mm auf eine standardisierte Metallplatte. Das andere äußere Ende des Bandes wird auf einer anderen Metallplatte mit einem bestimmten Gewicht von 1 oder 2 kg befestigt

Von einem Klebeband werden unter den folgenden Bedingungen die folgenden Eigenschaften abverlangt:

unter einem Uewicht von 2 kg 45 Minuten bei 2Ü~C zu haften und

unter einem Gewicht von 1 kg 90 Minuten bei 50⁰C zu haften.

die Klebeschichtseite des klebenden Films,
den ursprünglichen Träger (nicht antiklcbend),
eine Aluminiumolatte und eine KunferDlatte. deren

65 Eine Verschiebungslänge von weniger als 2,5 mm wird toleriert.

Die beiden Eigenschaften des Haftvermögens und der Beständigkeit gegenüber dem Fließen variieren üblicherweise in umgekehrtem Sinn: je plastifizierter die Klebeschicht ist und je größer das »tack«-Vermögen ist, umso geringer ist die Beständigkeit gegenüber dem Fließen. Umgekehrt wird eine wenig plastifizierte Klebeschicht, die ein geringes »tack«-Vermögen aufweist, eine gute Beständigkeit gegenüber Fließen besitzen.

Es muß daher gemäß dem gewünschten Ergebnis und der in Betracht gezogenen Anwendung ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden komrudiktorischen Eigenschaften aufgefunden werden.

Der prozentuale Anteil an Maleinsäureester in dem Copolymeren, die Natur und die Menge der Akjuvantien, die zu dem »tack«-Vermögen führen, gestatten es, das gewünschte Ergebnis zu erhalten.

Den vorstehend angegebenen Eigenschaften der Klebeschicht schließen sich die vorstehend beschriebenen, auf die Verwendung eines Films aus Äthylenglykolpolyterephthalat zurückzuführenden Vorteile sowie die Einfachheit des Auftrages der Klebeschicht, die keine primäre Verankerung erforderlich macht, an.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man stellt eine Lösung her, die bezogen auf das Gewicht, enthält:

91 Teile eines Vmylacctat-Älhylhexylmaleat (50/50)-Copolymeren mit einer Erweichungstemperatur um 85⁰C, einer spezifischen Viskosität von 50 ml/g bei O,5°/oiger Konzentration in Cyclohexa= non bei 20⁰C und mit einer Viskosität in geschmolzenem Zustand von 150 P bei 200" C, 9 Teile eines Methylesters von Kolophonium mit einem Siedepunkt von 352 bis 356°C. einem Brechungsindex von 1,53 bei 20⁰C und einer Gardner-Holdt-Viskosität bei 25°C: Z-Z₁.

100 Teile Hexan und
200 Teile Aceton.

Man überzieht auf einer Laborüberziehungsmaschine die mit einem »Reverse Roll«-System versehen ist, einen Äthylenglykolpolyterephthalatfilm mit einer Dikke von 23 Mikron und einer Breite von 35 cm mit einer Geschwindigkeit von 5 m/Min. Der überzogene Film wird durch einen Ofen von 2 m Länge bei 120⁰C durchgeführt.

Man erhäh einen gleichmäßigen Auftrag von 21 g/m² an Klebemasse.

Man führt die vorstehend angegebenen Tests durch:
Auf die überzogene Oberfläche aufgetragene Verklebungsfläche:zurTrennung erforderliche Kraft:670 g.
Man beobachtet keine Schichttrennung, noch eine Auflösung der Verklebung von Klebeschicht und Filmträger.

Auf d^;e nicht-überzogene Oberfläche aufgetragene Verklebungsfläche: für die Trennung erforderliche Kraft: 880 g.

Man beobachtet keine Spur einer Übertragung der Klebeschicht auf den Filmträger.
Auf Metalle aufgetragene Verklebungsfläcne: Aluminium-Kupfer, für die Trennung erforderliche Kraft: 230 und 490 g.
Man beobachtet keine Übertragung auf das Metall.

Die Tests des Fließens in der Kälte und in der Wärme entsprechen den vorstehend angegebenen Normen.

Beispiel 2

Man stellt eine Lösung her, die, bezogen auf das Gewicht, enthält:

91 Teile des Copolymeren von Beispiel 1,
9 Teile eines Dihydroabietylphthaiafs mit einem Erweichungspunkt (Methode von Hercules Drop) von 60 bis 70⁰C, einer Verseifungs^ahl von 129 und einer Säurezahl von 10,
200 Teile Aceton und
100 Teile Toluol.

Man überzieht mit dieser Klebemasse wie in ίο Beispiel 1 angegeben einen Äthylenglykolpolyterephthalatfilm mit einer Breite von 35 cm und einer Dicke

von 23 Mikron.
Man bringt nach dem Trocknen einen Auftrag von

22 g/m² auf.
is Die Tests des Fließens in der Kälte und in der Wärme

entsprechen den vorstehend angegebenen Normen.
Man bestimmt weiterhin das lineare Klebevermögen

und erhält die folgenden Ergebnisse:

Auf einer überzogenen Oberflächä aufgetragene Verklebungsfläche: zur Trennung erforderliche Kraft:

400 g.

Man beobachtet keine Schich'.rennung, noch ein Auflösen der Verklebung der klebenden Schicht vom Filmträger.
Auf eine nicht-überzogene Oberfläche aufgetragene Verklebungsfläche: zur Trennung erforderliche Kraft:

50 g.

Man beobachtet keine Übertragung der Klebeschicht auf den Filmträger.

Auf Metalle aufgetragene Verklebungsfläche: Aluminium: zur Trennung erforderliche Kraft: 150 g.

Man beobachtet keine Übertragung der Klebeschicht auf das Metall.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Selbstklebende Filme aus gesättigten Polyestern als Trägermaterial, die an einer Oberfläche mit einer Klebeschicht, bestehend aus einem Copolymerisat auf Basis von Vinylacetat und einem Äthylendicarbonsäureester eines aliphatischen Alkohols mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Pigmenten, Farbstoffen, Weichmachern, Stabilisatoren, Füllstoffen sowie klebrigmachenden Harzen, überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht ein Copolymerisat von 40 bis 65Gew.-% Vinylacetat und 60 bis 35 Gew.-% Maleinsäureester eines aliphatischen Alkohols mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen enthält.

2. Selbstklebende Filme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht zu 40 bis 99 Gew.-% aus einem Copolymeren von Vinylacetat und einem Maleinsäureester eines aliphatischen Alkohols mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen und zu 1 bis 60 Gew.-% aus klebrigmachenden Harzen aus einem Elastomeren und/oder einem Harz auf der Basis von Kolophonium oder Polyisobuten besteht

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