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Die
Erfindung betrifft den allgemeinen Bereich des Silikon-Beschichtens
diverser flexibler Träger,
wie Blättern
aus Papier oder aus synthetischem Polymer (Polyolefin, Polyester...)
oder auch aus Textil, auf Hochgeschwindigkeits-Walzen.
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Die
Erfindung betrifft genauer das Beschichten flexibler Materialien
mit flüssigen
Zusammensetzungen, welche ein oder mehrere mittels Polyaddition,
mittels Polykondensation (in Emulsion), auf kationischem Wege oder
auf radikalischem Wege vernetzbare Polyorganosiloxane (POS) enthalten,
um eine Schicht oder einen Schutz-Überzug zu bilden, welche(r)
insbesondere Anti-Haft-Eigenschaften und/oder hydrophobe Eigenschaften
aufweist.
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Die
flexiblen Träger
können
aus Papieren, Kartons, plastischen/Platik-Filmen oder metallischen
Filmen sein. Die Anwendungen dieser mit Silikon beschichteten Träger sind
beispielsweise: Nahrungsmittel-Papier (Formen für Gebäck, Umhüllung) Etikett/Klebeband, Fuge/Verbindung
und so weiter.
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Das
Beschichten dieser flexiblen Träger
mit flüssigen
vernetzbaren Silikonen wird auf kontinuierlich und mit sehr großer Geschwindigkeit
arbeitenden Beschichtungs-Vorrichtungen
realisiert. Diese Vorrichtungen enthalten Beschichtungs-Köpfe, welche
aus mehreren Walzen gebildet werden, darunter insbesondere eine Andruck-Walze
und eine Beschichtungs-Walze, welche mittels einer Reihe aneinandergefügter Walzen
kontinuierlich mit flüssiger
vernetzbarer Silikon-Zusammensetzung versorgt wird. Das flexible
Träger-Band
zirkuliert mit großer
Geschwindigkeit zwischen der Andruck-Walze und der Beschichtungs-Walze, um zumindest
auf einer seiner Seiten mit einer Silikonschicht beschichtet zu
werden, welche dazu vorgesehen ist, mittels Vernetzungs-Mitteln/-Vorrichtungen
zu vernetzen, welche stromabwärts
des Beschichtungs-Kopfes angeordnet sind. Diese Vernetzungs-Mittel/-Vorrichtungen
können
beispielsweise Emittenten von Wärme,
von Strahlungen (beispielsweise UV) oder Elektronen-Strahlen sein.
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Im
Produktivitäts-Wettlauf
besteht bei den Hersteller mit Silikon antihaftbeschichteter flexibler
Träger Nachfrage
nach flüssigen
Beschichtungs-Formulierungen, welche den zunehmend höheren linearen
Durchlauf-Geschwindigkeiten des flexiblen Träger-Bandes angepasst sind.
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Nun
ist bekannt, dass die großen
Geschwindigkeiten auf kontinuierlichen Beschichtungs-Maschinen Synonyme
für Probleme
eines Transfers der Silikon- Flüssigkeitsschicht
von der Beschichtungs-Walze auf das durchlaufende Flexibler-Träger-Band sind. Diese
Probleme des Transfers("splitting") übertragen
sich insbesondere durch das Auftreten eines Nebels oder eines Aerosols
("Misting", "fogging") auf die Umgebung
des Beschichtungs-Kopfes, und spezieller auf Höhe der Kontakte zwischen den
rotierenden Walzen und/oder zwischen der Beschichtungs-Walze und
dem zu beschichtenden flexiblen Träger. Die Dichte dieses Nebels
oder dieses Aerosols steigt an, wenn die lineare Durchlauf-Geschwindigkeit,
und damit die Rotations-Geschwindigkeit der Walzen steigt.
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Dieses
Phänomen
hat zuerst einmal einen Verlust an Verbrauchsmaterial zur Konsequenz,
und vor allem ein stromabwärtiges
Aufbringen von Tröpfchen
von Beschichtungs-Flüssigkeit
auf den Träger
(beispielsweise auf Höhe
des Ofens), was schwerwiegend der Qualität des Überzugs schadet: Orangenhaut-Aspekt, Bedeckungs-Fehler,
mechanische Qualitäten
des vernetzten Überzugs
(Abrieb, "rub-off"), Anti-Haft-Eigenschaft.
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Darüber hinaus
hat diese unerwünschte
Nebel-Bildung verhängnisvolle
Konsequenzen für
den industriellen Hygiene-Plan und die Sicherheit der Bediener,
welche in der Nähe
der Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung einem starken Aerosol-Gehalt
ausgesetzt sind. Dieses kann sich als schädlich erweisen.
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Ferner
ruft das "Misting" das schnelle Verschmutzen
der Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung
hervor, und damit Wartungs-Beschränkungen und eine vorzeitige
Abnutzung.
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Um
sich vor den Konsequenzen dieses Nebels zu schützen, wird im Allgemeinen um
den Beschichtungs-Kopf ein Absaug-System angeordnet, welches es
ermöglicht,
diesen Nebel abzufangen.
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Ferner
kennt der Fachmann eine bestimmte Anzahl von Steuerungen/Regelungen
des Beschichtungs-Kopfes, um diesem Phänomen zu begegnen. Hierzu seien
nachfolgend einige Beispiele zitiert:
- – Absenken
der Geschwindigkeit zum Nachteil der Produktivität;
- – Verringern
der Silikon-Aufbring-Rate zum Nachteil der Eigenschaften des flexiblen
mit Silikon versehenen Trägers,
welche man zu erhalten sucht (Aspekt, Bedeckung, Anti-Haftung, mechanische
Eigenschaften);
- – Erhöhen der
Differenz zwischen der Tangential-Geschwindigkeit der Beschichtungs-Walze und der linearen
Geschwindigkeit des Papiers. Aber ab einer bestimmten Differenz
ist die Homogenität
der beschichteten Lage schwerwiegend gestört. Darüber hinaus erlaubt dies, die
Dichte des Nebels zu reduzieren, ohne ihn allerdings ausreichend
zu beseitigen, um eine signifikante Erhöhung der Beschichtungs-Geschwindigkeit
zu ermöglichen;
- – Erhöhen des
Druckes zwischen der Beschichtungs-Walze und der Andruck-Walze;
und dies innerhalb einer bestimmten Grenze und ohne wesentliche
Unterdrückung
des Nebel-Bildungs-Phänomens.
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Ein
anderer Ansatz zum Bekämpfen
der Nebel-Bildung in den Walzen-Beschichtungs-Maschinen besteht darin, auf die Formulierung
der flüssigen
Silikon-Zusammensetzung für
die Beschichtung einzuwirken. Gemäß diesem Ansatz ist es bekannt,
den mittleren Polymerisationsgrad als Anzahl der die Silikon-Beschichtungs-Flüssigkeit
bildenden POS zu reduzieren, und konsequenterweise, die Viskosität des Silikon-Beschichtungs-Bades
zu reduzieren, um die Dichte des Nebels zu begrenzen. Diese bekannten
Methoden leiden unter einem schwerwiegenden Nachteil, welcher empfindlich
die Eigenschaften, und insbesondere das Anti-Haften des flexiblen
mit Silikon versehenen Trägers,
welche man zu erhalten sucht, modifizieren kann.
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Als
Erläuterung
dieses Ansatzes der Silikon-Formulierung kann man die Europäische Patentanmeldung
EP-0 716115 zitieren, welche ein Verfahren zum Herstellen einer
Silikon-Zusammensetzung
zum Beschichten mittels Walzen bei großer Geschwindigkeit beschreibt,
wobei diese Zusammensetzung als die Reduktion der Nebel-Dichte erlaubend
präsentiert
ist. Gemäß diesem
Verfahren wird eingesetzt: ein Polydimethyl-Methylhydrogensiloxan
mit Trimethylsilyl-Enden mit einem Polymerisationsgrad gleich 12,
sowie 0,01 % eines mittels Perfluo-Ethylbutyl- und Methylvinyl-Funktionen
substituierten Polydimethylsiloxans, dessen/deren Enden vom Typ
Dimethylvinylsiloxyl sind, und dessen Polymerisationsgrad gleich
300 ist, sowie Polypropylenglycol und gegebenenfalls ein Stearin(säure)- oder
Ol(säure)-Alkohol.
Dies führt
zu Polydimethy(1)-Siloxanen, welche mittels Polyoxy-Propylen-Gruppen
funktionalisiert sind. Diese funktionalisierten PDMS sind mit anderen
funktionalisierten PDMS assoziiert, beispielsweise mittels Hexenyl-Funktionsgruppen,
sowie mit einem Hydrosilylations-Katalysator auf Platin-Basis, um
Beschichtungs-Silikon-Zusammensetzungen
zu bilden, welche es ermöglichen,
die Bildung von Nebel zu reduzieren. Die Funktionalisations-Funktionsgruppen
können
hydrophobe Reste sein, wie Stearin(säure)- oder Ölsäure-Reste. Es ist klar, dass
solche Zusammensetzungen relativ komplex, und daher kostspielig
zu gewinnen sind. Ferner bleiben sie noch verbesserungsfähig, was
den Kampf gegen die Bildung von Nebel bei dem Silikon-Beschichten
auf Walzen bei großer
Geschwindigkeit betrifft.
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Das
Amerikanische Patent US-4 808 391 betrifft Tinten und Lacke auf
Silikon-Basis, und genauer ein Verfahren zum Applizieren dieser
Tinten/Lacke auf ein Substrat mittels einer bei großer Geschwindigkeit
arbeitenden Walzen-Beschichtungs-Maschine. Dieses Patent offenbart
insbesondere Zusammensetzungen, welche Polydimethylsiloxane PDMS
mit Vinyl-Enden
von einer Viskosität
bei 25°C
enthalten, welche zwischen 15000 und 50000 mPa.s enthalten ist (Beispiele
XII und XIII: 30000 beziehungsweise 18000 mPa.s bei 25°C). Diese
flüssigen
Beschichtungs-Zusammensetzungen enthalten ferner/ebenfalls einen
Katalysator auf Platin-Basis und ein rheologisches Additiv, welches
aus Kieselsäure
großer
spezifischer Oberfläche,
insbesondere, in den Beispielen XII beziehungsweise XIII, aus Verbrennungs-Kieselsäure mit
weniger als 1 Gewichts-% beziehungsweise weniger als 5 Trockengewichts-% gebildet wird.
Diese Zusammensetzung enthält
auch ein Polymethylhydrogensiloxan, welches dazu geeignet ist, in
Anwesenheit eines Platin-Katalysators mit dem POS Si-Vi zu reagieren.
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Gemäß diesem
Patent erlaubt es die Wahl eines präzisen Viskositäts-Intervalls
zwischen 15000 und 50000 mPa.s für
die mehrheitlich Si-Vi-artigen POS, eine Lösung für das Nebel-Bildungs-Problem
zu liefern. In der Realität
sind in diesem Patent nur die flüssigen
Beschichtungs-Zusammensetzungen mit Ausnahme des rheologischen Additives
vom Kieselsäure-Typ
in einer mit großer
Geschwindigkeit arbeitenden Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung getestet worden. Nach den
erhaltenen Resultaten ist der akzeptable Kompromiss Nebel-Reduktion/rheologisches
Verhalten im zwischen 10000 und 60000 mPa.s bei 25°C enthaltenen
Viskositäts-Intervall
angeordnet. Dieses Dokument lehrt nichts über einen möglicherweise positiven Einfluss
des rheologischen Additivs im Hinblick auf den Kampf gegen die Nebel-Bildung.
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Das
amerikanische Patent US-6 057 033 offenbart Silikon-Zusammensetzungen,
welche dazu vorgesehen sind, auf flexible Träger beschichtet zu werden,
um nach Vernetzen auf kationischem Wege unter UV eine Anti-Haft-Belag
zu bilden. Über
POS hinaus enthalten diese Zusammensetzungen Zellulose-Fasern, welche
eine zwischen 15 und 100 μm
enthaltene mittlere Länge,
und eine zwischen 5 und 40 μm
enthaltene mittlere Dicke aufweisen. Die eingesetzten POS sind POS,
welche mittels Vernetzungs-Gruppen vom Typ Acryloxy oder Methacryloxy
funktionalisiert sind, wodurch das Vernetzen auf radikalischem Wege
unter UV ermöglicht
wird.
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Die
in die Zusammensetzungen eingebrachten Zellulose-Fasern erlauben
es, eine Lösung
des technischen Problems zu liefern, welches darin besteht, einen
nicht-reißenden,
antihaftenden, vernetzten Silikon-Belag zu erhalten. Die Zellulose-Fasern
sind, was den Transfer der Beschichtungs-Silikon-Schicht auf den Träger, die
Widerstandsfähigkeit
bezüglich
Zerschneiden, die mechanischen Eigenschaften (Widerstand bezüglich Zug
und Riss) Fixierung des Belags auf dem Papier, Verringern der Absorption
der Beschichtungs-Flüssigkeit
im Papier und zusätzlich
die Reduktion der Bildung von Nebel betrifft, als Verbesserungen herbeiführend dargestellt.
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In
diesem letzten Punkt liefert das Patent
US 6 057 033 kein quantitatives Element
zur Einschätzung der
von den Zellulosefasern herbeigeführten Nebel-Reduktion. Es ist
angebracht, zu vermuten, dass diese Reduktion vollständig unzureichend
bleibt.
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Ferner
ist festzustellen, dass der Einsatz spezieller, beispielsweise Kieselsäure-artiger,
Füllstoffe
in flüssigen
Silikon-Zusammensetzungen, welche dazu vorgesehen sind, auf flexible
Träger,
beispielsweise aus Papier, beschichtet zu werden, um antihaftende,
vernetzte Beläge
zu bilden, ein seit sehr langem, das heißt seit Auftreten der antihaftenden
Silikon-Beläge, bekanntes
Merkmal ist (zitiert aus dem amerikanischen Patent US-3 503 782).
Es wird ferner die Japanische Patentanmeldung JP-6264011 zitiert,
welche eine Beschichtungs-Flüssigkeit
beschreibt, welche einen schichtartigen Harz und eine Lösungsmittel
enthält,
und welche ebenfalls Wachs-Partikel von einem zwischen 1 und 10 μm enthaltenen
Durchmesser enthält,
wobei der Durchmesser des größten Partikels
höchstens
gleich 150% der Dicke der auf den Träger applizierten feuchten Belag-Schicht
ist. Eine solche Beschichtungs-Flüssigkeit würde ein Erhöhen der Belag-Geschwindigkeit
um zumindest 10 bis 30 m/min ermöglichen,
a priori dank einer Begrenzung der Nebel-Bildung. Die Lehre eines solchen
Dokuments ist zu ignorieren, da es nicht die Silikon-Beläge betrifft.
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Bei
einem solchen Stand der Technik ist eines der wesentlichen Ziele
der Erfindung, ein effizientes Verfahren zum Bekämpfen des Auftretens von Nebel
beim Beschichten flexibler Träger
mit wenigstens einer flüssigen
Silikon-Zusammensetzung vorzuschlagen, welche Vorläufer von
vernetzten Überzügen ist,
wobei dieses Beschichten mittels einer mit großer Geschwindigkeit betriebenen
Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung bewirkt wird.
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Ein
anderes wesentliches Ziel der Erfindung ist, ein ökonomisches
und einfaches Verfahren zum Bekämpfen
des Auftretens von Nebel beim Beschichten flexibler Träger mit
einer Vernetzen vorgesehenen flüssigen
Silikon-Zusammensetzung betrifft, vorzuschlagen, wobei diese Beschichtungen
in einer mit großer
Geschwindigkeit betriebenen Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung bewirkt wird.
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Ein
weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zum
Beschichten flexibler Träger
mit großer
Geschwindigkeit mittels einer Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung vorzuschlagen,
in welcher/welchem das Auftreten von Nebel reduziert ist, so dass
die Geschwindigkeit, bei welcher diese Störung auftritt, signifikant
erhöht
ist.
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Ein
anderes wesentliches Ziel der Erfindung ist, ein neues Additiv zu
liefern, welches es erlaubt, die Bildung von Nebel beim Beschichten
flexibler Materialien mit vernetzbaren Silikon-Zusammensetzungen
zu antihaftenden Überzügen bei
großer
Geschwindigkeit auf Walze(n) zu reduzieren.
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Ein
anderes wesentliches Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zum Bekämpfen des
Auftretens von Nebel im Rahmen des Beschichtens flexibler Träger mit
wenigstens einer vernetzbaren Silikon-Zusammensetzung zu antihaftenden Überzügen mittels
einer Vorrichtung zum Beschichten mittels Walzen vorzuschlagen, wobei
dieses Verfahren positive Einflüsse
aufweisen soll: auf den Aspekt und/oder die Bedeckung und/oder die
mechanischen Eigenschaften (Abrieb, "rub-off") und/oder das Nicht-Haften des vernetzten Überzugs
welchen man auf zumindest einer der Seiten des flexiblen Trägers zu
erhalten sucht.
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Alle
diese Ziele, unter anderen, werden mittels der vorliegenden Erfindung
erreicht, welche zuallererst ein Verfahren zum Bekämpfen des
Auftretens von Nebel ("Misting") beim Beschichten
flexibler Träger
mit wenigstens einer flüssigen
Silikon-Zusammensetzung betrifft, welche Vorläufer von Silikon-Überzug/Überzügen ist,
mittels einer Vorrichtung zum Beschichten mittels Walzen, wobei
die flüssige
Zusammensetzung umfasst:
- -A- wenigstens ein
Poly-Organo-Siloxan (POS), welches mittels Poly-Addition, Poly-Kondensation, auf
kationischem Weg oder auf radikalischem Weg vernetzbar ist;
- -B- gegebenenfalls wenigstens eine vernetzende Siliziumorganische
Zusammensetzung;
- -C- gegebenenfalls wenigstens einen Katalysator der Vernetzungs-Reaktion;
dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene flüssige Beschichtungs-Zusammensetzung
aktiviert wird durch Mischen von:
• einer Silikon-Phase, welche
einen oder mehrere POS(A) und gegebenenfalls eine oder mehrere Zusammensetzung(en)
(B) (vernetzend) umfasst, und deren Viskosität η bei 25°C kleiner ist als 2000 mPa.s,
bevorzugt zwischen 50 und 1400 mPa.s enthalten ist, und noch stärker bevorzugt
zwischen 100 und 1000 mPa.s enthalten ist;
• mit Zellulose-freien Anti-Nebel-Partikeln,
deren durch ihren D50 Wert (in μm) gegebene
Granulometrie derart ist, dass:
D50 ≤ 10
bevorzugt
0,001 ≤ D50 ≤ 5
und
noch stärker
bevorzugt
0,01 ≤ D50 ≤ 2
wobei
diese Anti-Nebel-Partikel in die flüssige Silikon-Zusammensetzung
zu ("à raison
de") mehr als 30
Gewichts-%, bevorzugt zu 0,1 bis 15 Gewichts-%, und noch stärker bevorzugt
zu 1 bis 10 Gewichts-% inkorporiert sind;
• und gegebenenfalls mit einer
flüssigen
Zusammensetzung (D), welche besteht aus:
i. einem Verdünnungs-Mittel
und/oder einem Lösungsmittel,
welches aus einer organischen Nicht-Siliziumorganischen- oder Siliziumorganischen-Zusammensetzung
besteht, welche dazu geeignet ist oder nicht dazu geeignet ist,
mit der (oder den) Verbindungen) (A) zu reagieren,
ii. und/oder
Wasser im Falle des Einsatzes eines Systems als Emulsion.
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Es
ist das Verdienst der Erfinder, dass sie das Phänomen verstehen konnten, welches
zur Bildung von Nebel beim Transfer der flüssigen Silikon-Schicht der
Beschichtungs-Walze auf den durchlaufenden Streifen zu beschichtenden
flexiblen Trägers
führt.
Ausgehend von der Feststellung, dass es angemessen ist, die Filamente
flüssigen
Silikons, welche sich beim Transfer bilden, nach ihrer Bildung schnellstmöglich zu
unterbrechen, sind die Erfinder daher mit einer Auswahl Nicht-Zellulose-artiger
Anti-Nebel-Partikel fortgefahren, wobei diese Partikel eine derartige
Granulometrie aufweisen, und in einer geeignet gewählten Menge
auftreten, dass ein vorzeitiges Brechen der Silikon-Flüssigkeits-Filamente
beim Transfer von der Beschichtungs-Walze zum durchlaufenden Streifen
ermöglicht
bewirkt wird, ohne verändernde
Störungen
der Viskosität
der flüssigen
Zusammensetzung nach sich zu ziehen.
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Das
dank der Erfindung erhaltene Resultat ist eine effiziente Steuerung
der Nebel-Bildung,
was sich mittels einer signifikanten Erhöhung der Geschwindigkeit des
Auftretens des Nebels in einem System zum Beschichten mittels Walzen überträgt, welches
mit großer
Geschwindigkeit arbeitet.
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Im
Sinne der Erfindung ist der Parameter D50 die
mittlere Größe der granulometrischen
Verteilung. Er kann in dem Graph der kumulierten granulometrischen
Verteilung bestimmt werden, welcher mittels einer der unten erwähnten analytischen
Techniken erhalten wird: mittels Bestimmens der Größe, welche
der Häufung von
50% der Partikel-Population zugeordnet wird. Konkret gibt ein D50 von 10 μm
an, dass 50% der Partikel eine Größe kleiner als 10 μm aufweisen.
Die Granulometrie-Messungen können
mittels klassischer Techniken bewirkt werden, wie Sedimentation,
Laser-Beugung, optischer Mikroskopie in Kombination mit einer Bildanalyse
und so weiter.
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Die
Partikel, welche hier betrachtet sind, können sein: elementare Partikel
oder Aggregate, welche in der Silikon-Phase nicht dissoziiert sind,
welche mittels eines kohäsiven
Zusammenfügens
elementarer Partikel gebildet werden, welche kleinere Größen als
D50 aufweisen. Die Granulometrie, um die
es sich handelt, ist diejenige der Partikel, welche nach Mischen
mit der Silikon-Phase erhalten werden. Es sei angemerkt, dass man von
größeren Partikeln
ausgehen kann, welche ein D50 ≥ 10 μm aufweisen,
und aus Agglomeraten bestehen, welche mittels eines dissoziierbaren
Assemblierens von Aggregaten gebildet werden, soweit diese Agglomerate
dazu geeignet sind, sich im Verlauf eines Verfahrens zum Mischen
der Anti-Nebel-Partikel (PAB) mit der Silikon-Phase zu dissoziieren,
um zu Aggregaten von einer Größe ≤ 10 μm zu führen.
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Alle
Viskositäten,
welche in der vorliegenden Schrift in Frage stehen, korrespondieren
zu einer als "Newtonsch" bezeichneten dynamischen
Viskositäts-Größe bei 25°C, das heißt in an
sich bekannter Weise mittels eines Geschwindigkeits-Scherungs-Gradienten
gemessen, welcher ausreichend schwach ist, damit die gemessene Viskosität vom Geschwindigkeits-Gradienten unabhängig ist.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Anti-Nebel-Partikel aus
der Gruppe ausgewählt,
welche umfasst:
- – Kohlenstoff-Schwarz bzw.
Ruß
- – SiO2
- – CaCO3
- – TiO2
- – BaSO4
- – Al2O3
- – Kalk
- – Talkum
- – Glimmer
- – zerkleinerter
Quarz
- – natürliche oder
synthetische Tone (ausgedehnte oder nicht-ausgedehnte Vermiculite,
Kaolin)
- – Pulver
auf Basis synthetischen/synthetischer Polymers/Polymere, welches
nicht ein auf Zellulose basierendes Polymer ist
- – Diatomeen-Erden
- – und
ihre Mischungen
wobei die Kieselsäure, das Kaolin, der Talk,
TiO2 besonders bevorzugt sind; wobei diese
Partikel gegebenenfalls einer Oberflächen-Behandlung unterworfen
wurden.
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Gemäß der Erfindung
ist die spezifische Oberfläche
ebenfalls ein wesentlicher Parameter für die Anti-Nebel-Partikel.
Daher weisen letztere bevorzugt eine spezifische Oberfläche (Ss)
BET auf, welche zwischen 0,5 m2/g und 500
m2/g, bevorzugt zwischen 2 und 400 m2/g, und noch stärker bevorzugt zwischen 5 m2/g und 300 m2/g
enthalten ist.
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In
dem Fall, dass die Anti-Nebel-Partikel aus Kieselsäure gebildet
werden, sei angemerkt, dass es sich um kolloidale Kieselsäure, Fällungs-Kieselsäure oder
pyrogen erhaltene Kieselsäure
handeln kann.
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Es
werden bevorzugt solche Kieselsäuren
verwendet, welche gemäß einer
Variante der Erfindung einer Oberflächen-Behandlung mittels Siliziumorganischen-Zusammensetzungen
unterworfen gewesen sein können,
welche üblicherweise
für diese
Anwendung verwendet werden. Unter den Zusammensetungen wirken mit:
- – die
Methyl-Polysiloxane, wie das Hexamethyldisiloxan, das Octamethyl-Cyclo-Tetra-Siloxan,
- – die
Methyl-Polysilazane, wie das Hexamethyldisilazan, das Hexamethyltrisilazan,
- – die
Chlorsilane, wie das Dimethyldichlorsilan, das Trimethylchlorsilan,
das Methylvinyldichlorsilan, das Dimethylvinylchlorsilan
- – die
Alkoxysilane, wie das Dimethyldimethoxysilan, das Dimethylvinylethoxysilan,
das Trimethylmethoxysilan, das Octyltriethoxysilan. Bei dieser Behandlung
können
die Kieselsäuren
ihr Ausgangs-Gewicht bis zu einem Anteil von ungefähr 20%,
bevorzugt ungefähr
18% erhöhen.
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Die
Anti-Nebel-Partikel auf Basis synthetischer Polymere werden aus
Polymeren gebildet, welche (einem) klassischen Verfahren zur Copolymerisation
in Emulsion eines oder mehrerer organischer polymerisierbarer Monomere
entstammen. Diese organischen Monomere sind bevorzugt ausgewählt unter:
- – a)
den Alkyl-(Meth)acrylaten, von welchen der Alkyl-Teil bevorzugt
von 1 bis 18 Kohlenstoff-Atome umfasst, insbesondere das Methyl-Acrylat,
das Ethyl-Acrylat, das Propyl-Acrylat,
das n-Butyl-Acrylat, das Isobutyl-Acrylat, das Amyl-Acrylat, das
Lauryl-Acrylat, das Isolamyl-Acrylat, das (2-Ethyl-2-Hexyl)-Acrylat,
das Octyl-Acrylat, das Methyl-Methacrylat, das Chlorethyl-Methacrylat,
das Butyl-Methacrylat, das (Dimethyl-3,3-Butyl)-Methacrylat, das
Ethyl-Methacrylat, das Isobutyl-Methacrylat, das Isopropyl-Methacrylat, das
Phenyl-Methacrylat,
das Buthyl-Chloracrylat, das Methyl-Chloracrylat, das Ethyl-Chloracrylat,
das Isopropyl-Chloracrylat, das Cyclohexyl-Chloracrylat;
- – b)
die α,β-ethylenisch
ungesättigten
Monocarboxyl-Säure-Ester,
deren Säure-Teil nicht polymerisierbar ist,
und deren ungesättigter
Teil bevorzugt von 2 bis 14 Kohlenstoff-Atomen, und deren Säure-Teil
(bevorzugt) von 2 bis 12 Kohlenstoff-Atome umfasst, insbesondere
Vinyl-Acetat, Vinyl-Propionat, Vinyl-Butyrat, Alkyl-Acetat, Vinyl-Versatat® (eingetragene
Marke für α-verzweigte
Säure-Ester
als/an C9-C11),
das Vinyl-Laurat,
das Vinyl-Benzoat, das Vinyl-Trimethylacetat, das Vinyl-Pivilat
und das Vinyl-Trichloracetat;
- – c)
die Ester und die Hemi-Ester α,β-ethylenisch
ungesättigt
ungesättigter
Polycarboxyl-Säuren,
welche von 4 bis 24 Kohlenstoff-Atome aufweisen, insbesondere (das)
Dimethyl, das Diethyl-Mal(e)at, das Methyl- und Ethyl-Fumarat, das
(Ethyl-2-Hexyl)Fumarat;
- – d)
die Vinyl-Halogene, insbesondere das Vinyl-Chlorid, das Vinyl-Fluorid,
das Vinyliden-Chlorid, das Vinyliden-Fluorid
- – e)
die aromatischen Vinyle, welche bevorzugt mehr als 24 Kohlenstoff-Atome
aufweisen, und insbesondere unter dem Styren, dem α-Methyl-Styren,
dem 4-Methyl-Styren, dem 2-Methyl-Styren, dem 3-Methyl-Styren, dem
4-Methoxy-Styren, dem 2-Hydroxymethyl-Styren, dem 4-Ethyl-Styren, dem 4-Ethoxy-Styren,
dem 3,4-Dimethyl-Styren, dem 2-Chlor-Styren, dem 3-Chlor-Styren, dem 4-Chlor-3-Methyl-Styren, dem
4-Tert-Butyl-Styren, dem 4-Dichlor-Styren,
dem 2,6-Dichlor-Styren, dem 2,5-Difluor-Styren, und dem 1-Vinylnaphtalin;
- – f)
die konjugierten aliphatischen Diene, welche bevorzugt von 3 bis
12 Kohlenstoff-Atome
aufweisen, insbesondere das 1,3 Butadien, das Isopren und das 2-Chlor-1,3-Butadien;
- – g)
die α,β-ethylenisch
ungesättigten
Nitrile, welche bevorzugt von 3 bis 6 Kohlenstoff-Atome aufweisen, wie
das Acryl-Nitril und das Methacryl-Nitril.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
als PAB einzusetzen: alle anderen Polymere- mit Ausnahme der Cellulose-Polymere
-, welche bevorzugt in Form trockener Pulver vorliegen, welche mittels
an sich bekannter Verfahren erhalten werden, beispielsweise: kryogenes
Zermahlen, Versprühen,
Atomisieren...
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Diese
Polymer-Pulver können
beispielsweise sein: Pulver aus Polyamid, aus Polytetrafluorethylen (PTFE).
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Der
Präparations-Modus
der mit Anti-Nebel-Partikeln beladenen flüssigen Zusammensetzung stellt ebenfalls
eines der essentiellen Elemente der vorliegenden Erfindung dar.
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Es
ist daher bevorzugt, zumindest einen Teil der Silikon-Phase mit
allen oder einem Teil der Anti-Nebel-Partikel zu mischen, welche
in trockener pulverförmiger
Form und/oder in Form einer Suspension in einer (organischen oder
wässrigen)
Flüssigkeit,
bevorzugt in trockener pulverförmiger
Form, auftreten.
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Spezieller
sind die bevorzugten Mischungs-Modalitäten die folgenden:
- • sei
es, dass in progressiver Weise die Gesamtheit der Anti-Nebel-Partikel
mit der Silikon-Phase in kontinuierlicher oder dispergierter Form
gemischt wird;
- • sei
es, dass in progressiver Weise die Gesamtheit der Anti-Nebel-Partikel
mit einer Fraktion des POS(A) gemischt wird, wobei diese intermediäre Mischung
anschließend
mit der Silikon-Phase in kontinuierlicher oder dispergierter Form
gemischt wird, welche die Rückstands-Fraktion
der Silikon-Phase umfasst.
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In
besonders bevorzugter Weise wird die Mischung Silikon-Phase/Anti-Nebel-Partikel
mittels eines klassischen Mischers bewirkt, welcher dafür bekannt
ist, in fluiden Medien zu dispergieren, wobei er unter Umgebungs-Temperatur
arbeitet.
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Als
Beispiele kann man die langsamen Disperier-Vorrichtungen, die statischen
Mischer, die Schaufelblatt-Mischer, die Extruder mit Einfach- oder
Mehrfach-Schraube, die Planeten-Mischer, die Haken-Mischer, die
langsamen Dispergier-Vorrichtungen zitieren.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform,
welche dem Fall zugeordnet ist, dass die Anti-Nebel-Partikel aus
bearbeiteter oder nicht bearbeiteter pyrogen und/oder durch Ausfällen erhaltener
Kieselsäure
gebildet werden, verfährt
man wie folgt:
- – während einer ersten Zeit wird
in progressiver Weise ein Teil der Silikon-Phase in kontinuierlicher
Form mit den Anti-Nebel-Partikeln auf Silizium-Basis in einem klassischen
Mischer gemischt, welcher dafür
bekannt ist, in fluiden Medien zu dispergieren, und dessen Rotations-Geschwindigkeit
zwischen 50 und 500 Umdrehungen/Minute, bevorzugt zwischen 80 und
120 Umdrehungen/Minute enthalten ist, bei einer Umgebungs-Temperatur
(23°C),
während
wenigstens einer Stunde,
- – in
einer zweiten Zeit wird die auf diese Weise erhaltene Mischung bei
einer zwischen 100 und 200°C
enthaltenen Temperatur während
wenigstens einer Stunde bewegt,
- – und
in einer dritten Zeit wird wenigstens eine Mischung des Restes der
Silikon-Phase mit der während der
zweiten Zeit erhaltenen Mischung verarbeitet, wobei diese komplementäre(n) Mischung(en)
bevorzugt bei Umgebungs-Temperatur bewirkt werden.
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In
der Praxis erlaubt es die zweite Mischung, die Anti-Nebel-Partikel
zu verdünnen,
indem einfach von der verbleibenden Silikon-Phase zugegeben wird.
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Selbstverständlich kann
die flüssige
Silikon-Zusammensetzung andere anfänglich in der Silikon-Phase
enthaltene oder beim Mischen mit den Anti-Nebel-Partikeln eingearbeitete
Additive enthalten.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des Kampfes gegen die Nebel-Bildung werden die folgenden Produkte
als Konstituenten der Silikon-Phase der flüssigen Beschichtungs-Zusammensetzung
gewählt:
- – POS(A):
Produkt, welches Grundeinheiten ("motifs") der Formel aufweist, wobei
- – W
eine Alkenyl-Gruppe, bevorzugt Vinyl- oder Alkyl- ist,
- – Z
eine monovalente Hydrogencarbonat-/Kohlenwasserstoff-abgeleitete
Gruppe ist, welche von ungünstiger
Einwirkung auf die Katalysator-Aktivität befreit ist, und welche bevorzugt
aus den Alkyl-Gruppen mit 1 bis 8 enthaltenen Kohlenstoff-Atomen,
und vorteilhafter Weise aus den Methyl-, Ethyl-, Propyl- und 3,3,3-Trifluor-Propyl-Gruppen,
und auch aus den Aryl-Gruppen und vorteilhafter Weise aus den Xylyl-,
Tolyl- und Phenyl-Radikalen
ausgewählt
ist,
- – a
1 oder 2 ist, b 0,1 oder 2 ist, und a + b zwischen 1 und 3 enthalten
ist, gegebenenfalls wenigstens ein Teil der anderen Grundeinheiten
Grundeinheiten gemäß der/einer
mittleren Formel: sind, in welcher Z die gleiche
Bedeutung hat wie oben, und c einen Wert aufweist, welcher zwischen
0 und 3, beispielsweise zwischen 1 und 3 enthalten ist;
die
Dimethyl-Poly-Siloxane mit Dimethyl-Vinyl-Silyl-Enden, die Copolymere
aus Methyl-Vinyl-Dimethyl-Poly-Siloxanen
mit Tri-Methyl-Silyl-Enden, die Copolymere aus Methyl-Vinyl-Dimethyl-Poly-Siloxanen
mit Di-Methyl-Vinyl-Silyl-Enden, die zyklischen Methyl-Vinyl-Poly-Siloxane,
welche spezieller ausgewählt
sind;
- – POS(B):
Produkt, welches Siloxyl-Grundeinheiten gemäß der Formel aufweist, in welcher:
- – L
eine monovalente Hydrogencarbonat-/Kohlenwasserstoff-abgeleitete
Gruppe ist, welche von ungünstiger
Einwirkung auf die Katalysator-Aktivität befreit ist, und welche bevorzugt
aus den Alkyl-Gruppen mit 1 bis 8 enthaltenen Kohlenstoff-Atomen,
und vorteilhafter Weise aus den Methyl-, Ethyl-, Propyl- und 3,3,3-Trifluor-Propyl-Gruppen,
und auch aus den Aryl-Gruppen und vorteilhafter Weise aus den Xylyl-,
Tolyl- und Phenyl-Radikalen
ausgewählt
ist,
- – d
1 oder 2 ist, c 0, 1 oder 2 ist, d + c einen Wert aufweist, welcher
zwischen 1 und 3 enthalten ist,
- – gegebenenfalls
wenigstens ein Teil der anderen Grundeinheiten aus Grundeinheiten
gemäß der/einer mittleren
Formel: bestehen,
wobei L die
gleiche Bedeutung hat wie oben, und g einen Wert aufweist, welcher
zwischen 0 und 3 enthalten ist, und das Poly(Dimethyl-Siloxan) (Methylhydrogen-Siloxy)
(α,β-Dimethylhydrogen)
Siloxan speziell ausgewählt
ist.
-
Diese
POS können
vom Typ derjenigen sein, welche bei Umgebungs-Temperatur oder in
der Wärme mittels
Polyadditions-Reaktionen in Anwesenheit eines metallischen Katalysators,
in diesem Fall auf Platin-Basis, vernetzen. Es sind dies als RTV
("Room Temperature
Vulcanising") bezeichneten
vernetzbaren POS-Zusammensetzungen, oder mit EVC, was die Abkürzung von "élastomer vulcanisable à chaud" ("in Wärme vulkanisierbares
Elastomer") ist,
bezeichnete Polyadditions-POS-Zusammensetzungen.
-
Die
zweikomponentigen oder einkomponentigen POS RTV oder EVC aus Polyaddition,
im Wesentlichen mittels Reaktion von Hydrogenosyl-Gruppen mit Alkenyl- Sylyl-Gruppen, im
Allgemeinen in Anwesenheit eines metallischen Katalysators (bevorzugt
aus/mittels Platin) sind beispielsweise in den Patenten US-3 220 972,
3 284 406, 3 436 366, 3 697 473 und 4 340 709 beschrieben.
-
Gemäß einer
Variante kann die eingesetzte flüssige
Silikon-Zusammensetzung unter den zweikomponentigen oder einkomponentigen
POS-Zusammensetzungen, welche, im Allgemeinen bei Anwesenheit eines metallischen
Katalysators, beispielsweise einer Zinn-Zusammensetzung, bei Umgebungs-Temperatur
mittels Polykondensations-Reaktionen unter Einwirkung von Feuchtigkeit
vernetzen, ausgewählt
sein (RTV Polykondensation). Diese Zusammensetzungen sind beispielsweise
in den Patenten US-3 065 194, 3 542 901, 3 779 986, 4 417 042 und
in dem Patent FR-2 638 752 (einkomponentige Zusammensetzungen) und
in den Patenten US-3 678 002, 3 888 815, 3 933 729 und 4 064 096
(zweikomponentige Zusammensetzungen) beschrieben.
-
Die
POS, welche in diese RTV-Polykondensations-Zusammensetzungen eingehen,
sind lineare verzweigte oder vernetzte Polysiloxane, welche Hydroxyl-Gruppen
oder hydrolysierbare Gruppen tragen, beispielsweise Alkoxy. Vergleichbare
Zusammensetzungen können
ferner ein Vernetzungs-Agens enthalten, welches insbesondere ein
Zylinder ist, welcher zumindest 3 hydrolysierbare Gruppen trägt, wie
beispielsweise ein Silikat, ein Alkyltrialkoxysilan oder ein Aminoalkyl-Trialkoxysilan.
-
Die
flüssige
Beschichtungs-Silikon-Zusammensetzung kann ferner ein oder mehrere
POS enthalten, welche auf kationischem oder radikalischem Wege vernetzbar
sind:
- – in
Anwesenheit einer wirksamen Menge kationischer Starter-Systeme (thermische
Starter und/oder photo- Starter), die Starter vom Typ onium-Borat
oder organo-metallischer Komplexe, die Protonen-spendenden organischen
Lösungsmittel
(Isopropyl-Alkohol, Benzylalkohol ...),
- – und/oder
gegebenenfalls in Anwesenheit eines Radikal-Bildners mittels einer
Aktivierung durch aktinische Bestrahlung (UV) oder mittels Elektronen-Bündel.
-
Diese
POS sind beispielsweise lineare oder zyklische Epoxy-Silikone und/oder
Vinylether-Silikone.
-
Solche
Epoxy- und/oder Vinyloxy-funktionalisierte POS sind insbesondere
in den Patenten DE-4 009 889, EP-0 396 130, EP-0 355 381, EP-0 105
341, FR-2 110 115, FR-2 526 800 beschrieben.
-
Die
Epoxy-POS-Funkionalitäten
können
mittels Hydrosylylations-Reaktionen zwischen Ölen mit SiH-Funktionsgruppen
und Epoxy-funktionalen Zusammensetzungen, wie dem Vinyl-4-Cyklohexanon
oder Allyl-Glycid-Ether präpariert
werden.
-
Die
Vinyloxy-funktionellen POS können
mittels Hydrosilylisierungs-Reaktion zwischen Ölen mit SiH-Funktionsgruppen
und Vinyloxy-funktionalen Zusammensetzungen, wie Allylvinylether
oder Allyl-Vinyloxyethoxybenzol zubereitet sein.
-
Außer diesen
POS kann die flüssige
Beschichtungs-Silikon-Zusammensetzung ferner enthalten:
- – wenigstens
eine Anhaft-fördernde
Substanz (E)
- – und/oder
wenigstens (ein) unter den Silikon-Zusammensetzungen, welche mittels
Poly-Addition, mittels Poly-Kondensation, auf kationischem oder
radikalischem Weg vernetzen, gängiges
Additiv (F).
-
Additive
(F) betreffend, kann zitiert werden:
- – für RTV-POS-Polyadditions-Zusammensetzungen:
die
Verlangsamer der Additions-Reaktion (beispielsweise Tetramethylvinyltetrasiloxan,
Pyridin, Phosphine, Phosphite, ungesättigte Amide und Acetylen-artige
Alkohole);
- – für RTV-POS-
oder EVC-Zusammensetzungen:
die vernetzenden Agentien, wie
die Alkyltrialkoxysilane, die Alkyl-Silikate, die Alkyl-Polysilikate (Methyl-, Ethyl-Silikat,
Isopropyl-Silikat, n-Propyl-Silikat ...);
- – für die auf
kationischem Wege und/oder radikalischem Wege durch Aktivieren unter
Bestrahlungen oder Elektronen-Strahlen vernetzbaren POS:
- – die
Epoxy-Ether-Verdünner
- – die
Pigmente vom Typ Ruß,
Titandioxid, Phtalocyanin, Benzimidazolon, Naphton, Diazopyrazolon
...,
- – die
Photosensibilisatoren, welche unter den -gegebenenfalls metallischenpolyaromatischen
Produkten und den heterozyklischen Produkten (Phenothiazin, Tetrazen,
Peril(1)en, Anthracen, Xantopinacol, Thioxanthon...) ausgewählt sind;
- – und
in allgemeiner Weise für
alle POS:
- – die
Pigmente
- – die α-Olefine
- – die
Stabilisatoren, welche insbesondere die tensioaktiven Agentien enthalten,
welche dazu geeignet sind, für
die Zusammensetzungen zum Beschichten in Emulsion verwendet werden
zu können.
-
Vorteilhafter
Weise ist die flüssige
Silikon-Zusammensetzung ein Silikon-Öl:
- – welches
ein oder mehrere POS(A), gegebenenfalls eine Zusammensetzung(B),
und gegebenenfalls ein Verdünnungs-Mittel
und/oder ein Lösungsmittel
(Di)- enthält,
- – und
welches mit Anti-Nebel-Partikeln beladen ist.
-
Als
Beispiele für
Verdünnungs-Mittel
und/oder Lösungsmittel
(Di) kann man angeben: die aliphatischen, aromatischen Lösungsmittel,
die chlorierten Lösungsmittel,
beispielsweise Testbenzin ("white
spirit"), die Ketone,
vorteilhafterweise das Methylethylketon, das Aceton, die Alkohole,
vorteilhafterweise Isopropanol, n-Butyl-Alkohol, die gesättigten, ungesättigten
oder aromatischen Kohlenwasserstoffe, vorteilhafterweise Pentan,
Hexan, Heptan, Octan, Toluol, Xylen, Benzol, die "Naphtas" Petroleum-Verschnitte,
die Petroleum- Verschnitte mit C7–C8 (insbesondere die Essenz E), die halogenierten
Kohlenwasserstoffe und deren Mischungen.
-
Gemäß einer
Variante ist die flüssige
Silikon-Zusammensetzung zum Beschichten eine wässrige Emulsion von Silikon-Phase
auf Basis von Zusammensetzungen (A) und (B), welche gegebenenfalls
mit Anti-Nebel-Partikeln beladen ist.
-
Diese
Silikon-Emulsionen werden in an sich bekannter Weise erhalten, beispielsweise
wie in der Französischen
Patentanmeldung Nr. 97 16872 beschrieben, deren Inhalt in die vorliegende
Beschreibung als Referenz aufgenommen ist.
-
Gemäß einem
anderen dieser Aspekte betrifft die Erfindung die Verwendung von
Nicht-Cellulose-Partikeln als Anti-Nebel-Additive in vernetzbaren
flüssigen
Silikon-Zusammensetzungen,
welche zum Beschichten von flexiblen Trägern zwecks Ausbildens vernetzter
Beschichtungen mittels einer Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung vorgesehen
sind, um das Auftreten von Nebel beim Beschichten zu bekämpfen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anti-Nebel-Partikel die oben definierten
sind.
-
Schließlich zielt
die Erfindung ferner auf ein Verfahren zum Beschichten flexibler
Träger
mit wenigstens einer flüssigen
Silikon-Zusammensetzung ab, welche Vorläufer von Sililcon-Überzug/Überzügen ist,
wobei dieses Beschichten mittels einer Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung bewirkt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass auf das Verfahren zum Bekämpfen des
Auftretens von Nebel ("Misting"), wie es oben definiert
ist, zurückgegriffen
wird.
-
Eine
Variante dieses Verfahrens besteht in der Verwendung einer Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung, welche
wenigstens eine gravierte Walze enthält.
-
Es
ergibt sich daher, dass die Erfindung eine einfache, ökonomische
und zum Kampf gegen das Erzeugen von Nebel beim Beschichten flexibler
Träger
(beispielsweise aus Papier, aus Film oder aus Polymer-Film) mit
einer vernetzbaren flüssigen
Silikon-Zusammensetzung in Walzen-Beschichtungs-Vorrichtungen, welche
bei großer
Geschwindigkeit betrieben werden, geeignete Maßnahmen vorschlägt. Die
praktische industrielle Konsequenz ist, dass die Durchlauf-Geschwindigkeiten
noch erhöht
werden können,
ohne dass dieses Nebel-Phänomen auftritt,
welches für
die Beschichtungs-Qualität
schädlich
ist. Das von der Erfindung vorgeschlagene Bekämpfungs-Mittel weist ferner
als nicht zu vernachlässigenden
Vorteil auf, nicht die Aspekt-Qualitäten, Bedeckungs-Qualitäten, die
Anti-Haft-Eigenschaften sowie die mechanischen Eigenschaften (Abrieb, "rub off") des Überzugs
aus vernetztem Silikon, welchen man auf zumindest einer der Seiten
des flexiblen Trägers
zu erhalten sucht, zu schädigen.
-
Ferner
verbessert die Misting-Reduktion in signifikanter Weise die Hygiene-
und Sicherheits-Zustände für das Personal,
welches in der Nähe
von industriellen Vorrichtungen zum Silikon-Beschichten auf mit
großer Geschwindigkeit
arbeitenden Walzen postiert ist.
-
Die
Erfindung wird im Lichte der folgenden Beispiele besser verstanden
werden.
-
Beispiele
-
In
diesen Beispielen wird die Viskosität mittels eines BROOKFIELD
Viskosimeters gemäß den Angaben
der Norm AFNOR NFT 76 106 vom Mai 1982 gemessen.
-
Behandeltes
Titan-Oxid NM 400TM: es handelt sich im
Grunde genommen um behandeltes Titan-Oxid Hombitec RM 400TM der Firma Hombitec.
-
Die
folgende Tabelle 1 gibt Informationen zu den in den Beispielen eingesetzten
PAB.
-
Tabelle
1: In den Beispielen eingesetzte PAB
-
-
Beispiele (1–10): Einfluss
des Talk-PAB-Anteils
-
Eingesetzte Vorrichtung
-
Um
den in einer mit großer
Geschwindigkeit arbeitenden Walzen-Beschichtungs-Vorrichtung erzeugten Nebel zu analysieren
und quantifizieren, wurde im Labor-Maßstab eine Vorrichtung mit
2 Rollen eingesetzt, welche in reproduzierbarer Weise bei einer
zwischen 0 und 900 m/min enthaltenen linearen Geschwindigkeit arbeitet.
Ferner ist ein ausreichend leistungsstarker Licht-Projektor zum
Beleuchten des Ensembles der 2 Walzen, und um beobachten zu können, ab
welcher Rotations-Geschwindigkeit der Walzen der Nebel visuell detektierbar
wird, installiert.
-
Die
2 Walzen weisen einen Durchmesser von 10 cm auf. Eine der Walzen
ist mit Kautschuk bedeckt, und die andere Walze ist verchromt. Die
Kautschuk-Walze wurde hantelförmig
zugeschnitten, so dass die Geschwindigkeit der zwei Walzen synchron
ist. Diese mittels eines Motors antreibbare Walzen sind unter konstantem
Druck in Kontakt. Das flüssige
Silikon zur Beschichtung wird direkt in dem Spalt zwischen die zwei
Walzen gegossen. Die Menge des verwendeten Fluids beträgt 1 ml.
-
Es
wurden dann verschiedene Zusammensetzungen beim Mischen eines Silikon-Polymers zubereitet:
- – sei
es ein Polydimethylsiloxan-Polymer P1, dessen Enden mittels einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, und dessen Viskosität ungefähr 600 mPa.s
beträgt,
- – sei
es ein Polydimethylsiloxan-Polymer P2, dessen Enden mittels einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, und dessen Viskosität 220 mPa.s
beträgt,
- – und
verschiedene parikuläre
Füllstoffe.
-
Die
auf diese Weise erhaltene Mischung wird mittels Rollen-Faß während zumindest
drei Stunden homogenisiert. Es wird anschließend das im vorhergehenden
Absatz beschriebene Rotations-System verwendet, auf dessen Rollen
die besagte Zubereitung ausgebreitet wird. Anschließend wird
die Rotations-Geschwindigkeit der Rollen progressiv erhöht, und
die Tangential-Geschwindigkeit bestimmt, ab welcher visuell das
Auftreten von Nebel detektiert wird. Die Tabelle 2 unten gibt die
erhaltenen Ergebnisse wieder.
-
Tabelle
2: Einfluss des PAB-Anteils
-
-
Die
Beispiele 2 bis 20 zeigen im Vergleich zu Beispiel 1, dass das Zufügen fester
Partikel in eine Silikon-Zusammensetzung es ermöglicht, die Geschwindigkeit
hinauszuzögern,
bei welcher der Nebel erscheint, und dass, aus gleichem Grund, diese
festen Partikel als Nebel-Redulctions-Agentien betrachtet werden
können.
-
Beispiele 11 bis 15: Einfluss
des Kieselsäure-PAB-Anteils
-
In
einen von der Firma Janke & Kunkel
IKA-Labortechnik hergestellten Mischer wird ein Silikon-Polymer
P2 aus Polydimethylsiloxan gegossen, dessen Enden mittels einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, dessen Viskosität 200 mPa.s
beträgt.
Es wird bei Umgebungstemperatur mittels kleiner Mengen Kieselsäure A 200
eingearbeitet, bis die Mischung aus 10 Gewichts-% Kieselsäure A 200
und 90 Gewichts-% Polymer P2 gebildet wird, während mittels eines Mischers,
dessen Rotations-Geschwindigkeit ungefähr 100 Umin beträgt, eine
Bewegung aufrechterhalten wird. Die Einarbeitungs-Zeit beträgt ungefähr 1/2 h.
Sobald die Einarbeitung beendet ist, wird die Bewegung noch für eine weitere
Stunde bei Umgebungs-Temperatur aufrechterhalten. Anschließend wird
die Mischung auf 150°C
für drei
Stunden erwärmt,
bei Aufrechterhalten der Bewegung. Am Ende dieser drei Stunden wird
eine 10% Kieselsäure
enthaltende Mischung M1 erhalten, welche man abkühlen lässt.
-
In
einen von der Firma Janke & Kunkel
IKA-Labortechnik hergestellten Mischer wird ein Silikon-Polymer
P2 aus Polydimethylsiloxan gegossen, dessen Enden mittels einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, dessen Viskosität 200 mPa.s
beträgt.
Es wird bei Umgebungstemperatur in kleinen Mengen Kieselsäure eingearbeitet,
welche mittels Octaméthylcylclotetrasiloxan
(D4) Oberflächen-behandelt
ist, bis die Mischung zu 10 Gewichts-% aus behandelter Kieselsäure und
zu 90 Gewichts-% aus Polymer P2 besteht, während mittels eines Mischers,
dessen Rotations-Geschwindigkeit ungefähr 100 Umin beträgt, eine
Bewegung aufrechterhalten wird. Die Zeit zum Einarbeiten beträgt ungefähr 1/2 h.
Sobald die Einarbeitung beendet ist, wird die Bewegung noch für eine weitere
Stunde bei Umgebungs-Temperatur aufrechterhalten. Anschließend wird
die Mischung für
drei Stunden auf 150°C
erwärmt,
bei Aufrechterhaltung der Bewegung. Am Ende dieser drei Stunden
wird eine 10% behandelter Kieselsäure enthaltende Mischung M2
erhalten, welche man abkühlen
lässt.
-
Es
werden mittels eines Rollen-Faßes
für 3 Stunden
90 Gewichts-Teile des Polymers P2 und 10 Gewichts-Teile der Mischung
M1 gemischt; man erhält
das Bad B1, welches 1 Kieselsäure
enthält.
-
Es
werden mittels eines Rollen-Faßes
für 3 Stunden
70 Gewichts-Teile des Polymers P2 und 30 Gewichts-Teile der Mischung
M1 gemischt; man erhält
das Bad B1-BIS, welches 3% Kieselsäure enthält.
-
Es
werden mittels eines Rollen-Faßes
für 3 Stunden
90 Gewichts-Teile des Polymers P2 und 10 Gewichts-Teile der Mischung
M2 gemischt; man erhält
das Bad B2, welches 1 % Kieselsäure
enthält.
-
Es
werden mittels eines Rollen-Fasses für 3 Stunden 70 Gewichts-Teile
des Polymers P2 und 30 Gewichts-Teile der Mischung M2 gemischt;
man erhält
das Bad B2-BIS, welches 3% Kieselsäure enthält.
-
Anschließend wird
das im vorhergehenden Abschnitt beschriebene Rotations-System verwendet,
auf dessen Rollen nacheinander 0,25 ml der besagten Zubereitungen
B1, B1-BIS, B2, B2-BIS ausgebreitet werden. Anschließend wird
die Rotations-Geschwindigkeit der Rollen progressiv erhöht, und
es wird die Tangential-Geschwindigkeit bestimmt, ab welcher visuell
das Auftreten des Nebels detektiert wird. Die Tabelle 3 unten gibt
die erhaltenen Ergebnisse wieder.
-
Tabelle
3: Einfluss des Kieselsäure-PAB-Anteils
-
Die
Beispiele 12 bis 15 zeigen im Vergleich zum Beispiel 11, dass das
Zufügen
von Kieselsäure-PAB in
eine Silikon-Zusammensetzung es ermöglicht, die Geschwindigkeit
zu verzögern,
bei welcher der Nebel auftritt, und dass, aus gleichem Grund, diese
festen Partikel als Nebel-Reduktions-Agenzien betrachtet werden können.
-
Beispiele 16 bis 20: Einfluß der Größe der Talk-PAB
-
Die
Proben werden mit dem RAYNERI-Mischer mit einem POS von 700 mPa.s
Viskosität
ausgeführt. Das
verwendete Werkzeug ist eine einfache dreiteilige Helix, welche
sich mit der Geschwindigkeit von 840 Umin dreht. Das Einarbeiten
des Füllstoffs
und das Homogenisieren der Mischung werden bei einer Umgebungstemperatur
für 15
Minuten ausgeführt.
-
Die
auf diese Weise realisierten Mischungen werden unmittelbar an der
oben beschriebenen Anlage getestet. Die eingesetzte Menge von Beschichtungs-Silikon
beträgt
1 ml. Die Tabelle 4 unten gibt die erhaltenen Resultate wieder.
-
Tabelle
4: Einfluss der Größe der PAB
-
Diese
Tabelle zeigt sehr gut die Rolle, welche die Größe der Partikel für einen
gleichen Anteil und eine gleiche Art von Additiv spielt. Für Viskositäten, welche
von der Anwesenheit des Füllstoffes
sehr wenig beeinflusst sind (je feiner diese ist, desto mehr steigert
er die Viskosität
des Silikon-Milieus), sei angemerkt, dass die Geschwindigkeit des
Auftretens des Misting verzögert
ist, wenn die Granulometrie kleiner als 5 μm bleibt.
-
Der
Vergleich der Beispiele 17, 18, 19 und der Beispiele 16 und 20 zeigen,
dass die PAB mit zwischen 0,8 und 5,0 μm enthaltener Größe das Misting
bezüglich
des Falles reduzieren, dass keine Talk-Partikel der Größe D50 gleich 15 μm verwendet werden.
-
Beispiele 21 bis 27: Einfluss
der Art/natur der PAB
-
Die
Zubereitungs-Konditionen der Produkte der Tabelle 5 sind die gleichen
wie oben.
-
Tabelle
5: Einfluss der Art der PAB
-
Dies
sind 5 PAB-Beispiele von verschiedenem PAB-Ursprung und/oder verschiedener
chemischer Natur, welche auch verschiedene Formfaktoren aufweisen,
deren Größe aber
unter 5 μm
bleibt. Diese PAB erlauben es, das Auftreten des Misting-Phänomens zu
verzögern.
-
Beispiele (28–34): industrielle
Silikon-polyaddition-Proben
-
Es
werden sieben Bäder
auf folgende Weise zubereitet.
-
Das
Bad 1 wird mittels aufeinanderfolgenden Mischens der folgenden Produkte
erhalten:
- – ein
Polymer 1 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer Dimethylvinylsiloxy-Gruppe
blockiert sind, dessen Viskosität
200 mPa.s beträgt,
und welches weniger als 0,20% Ethynylcyclohexanol-1 enthält,
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischung beträgt
ungefähr
205 mPa.s.
-
Das
Bad 2 wird mittels aufeinanderfolgenden Mischens der folgenden Produkte
erhalten:
- – ein
Polymer 2 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer Dimethylvinylsiloxy-Gruppe
blockiert sind, dessen Viskosität
150 mPa.s beträgt,
und welches weniger als 0,20% Ethynylcyclohexanol-1 enthält,
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischung beträgt
ungefähr
158 mPa.s.
-
Das
Bad 3 wird mittels aufeinanderfolgenden Mischens der folgenden Produkte
erhalten:
- – ein
Polymer 3 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer Dimethylvinylsiloxy-Gruppe
blockiert sind, dessen Viskosität
100 mPa.s beträgt,
und welches weniger als 0,20% Ethynylcyclohexanol-1 enthält,
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischung beträgt
ungefähr
110 mPa.s.
-
Das
Bad 4 wird mittels aufeinanderfolgenden Mischens der folgenden Produkte
erhalten:
- – ein
Polymer 4 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer Dimethylvinylsiloxy-Gruppe
blockiert sind, dessen Viskosität
50 mPa.s beträgt,
und welches weniger als 0,20% Ethynylcyclohexanol-1 enthält,
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischung beträgt
ungefähr
78 mPa.s.
-
Das
Bad 5 wird auf folgende Weise erhalten.
-
In
einen von der Firma Janke & Kunkel
IKA-Labortechnik hergestellten Mischer wird das Polymer P1 gegossen,
welches dazu gedient hatte, das Bad 1 zuzubereiten. Es wird bei Umgebungstemperatur
mittels kleiner Mengen Kieselsäure
A 200TM eingearbeitet, bis die Mischung
aus 10 Gewichts-% Kieselsäure
A 200 und 90 Gewichts-% Polymer P1 gebildet wird, während eine
Bewegung mittels eines Mischers aufrecht erhalten wird, dessen Rotations-Geschwindigkeit
ungefähr
100 Umin beträgt.
Die Zeit zum Einarbeiten beträgt
ungefähr
1/2 h. Sobald die Einarbeitung beendet ist, wird die Bewegung noch
für eine
weitere Stunde bei Umgebungs-Temperatur aufrechterhalten. Anschließend wird
die Mischung auf 150°C
für drei
Stunden erwärmt,
bei Aufrechterhalten der Bewegung. Am Ende dieser drei Stunden wird
eine 10% Kieselsäure
enthaltende Mischung 5.1 erhalten, welche man abkühlen lässt. Es
werden in 3,6 kg Polymer 1, welches dazu gedient hat, das Bad zuzubereiten,
10,4 kg der Mischung 5.1 gemischt, und es wird eine Mischung 5.2
erhalten.
-
Das
Bad 5 wird durch aufeinanderfolgendes Mischen der folgenden Produkte
erhalten:
- – der
Mischung 5.2
- – einer
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
des erhaltenen Bades 5 beträgt
ungefähr
290 mPa.s.
-
Das
Bad 6 wird auf folgende Weise erhalten.
-
Es
werden in das Polymer 1, welches dazu gedient hat, das Bad 1 zuzubereiten
9% des Talks Finntalc MO3TM eingearbeitet,
welchen man mittels eines Mischers TurraxTM verteilt.
Man erhält
eine Mischung 6.1 der Viskosität
von ungefähr
600 mPa.s. Man mischt in 6,7 kg des Polymers 1, welches dazu gedient
hat, das Bad 1 zuzubereiten, 3,3 kg der Mischung 6.1 und erhält die Mischung
6.2.
-
Das
Bad 6 wird durch aufeinanderfolgendes Mischen der folgenden Produkte
erhalten:
- – der
Mischung 5.2
- – einer
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Platin-Konzentration von 110 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung von
0,15% erhält.
Die Viskosität
des erhaltenen Bades 6 beträgt
ungefähr
250 mPa.s.
-
Das
Bad 7 wird auf folgende Weise erhalten.
-
Es
werden in das Polymer 1, welches dazu gedient hat, das Bad 1 zuzubereiten
7% des Talks Steamic OOSTM eingearbeitet,
welchen man mittels eines Mischers TurraxTM verteilt.
Man erhält
eine Mischung 7.1 der Viskosität
von ungefähr
440 mPa.s. Man mischt in 5,7 kg des Polymers 1, welches dazu gedient
hat, das Bad 1 zuzubereiten, 4,3 kg der Mischung 7.1 und erhält dadurch
die Mischung 7.2.
-
Das
Bad 7 wird durch aufeinanderfolgendes Mischen der folgenden Produkte
erhalten:
- – der
Mischung 7.2
- – einer
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
1.75, eine Konzentration von 110 ppm, und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung
0,15% erhält.
Die Viskosität
des erhaltenen Bad 6 beträgt
ungefähr
248 mPa.s.
-
Diese
sieben Bäder
werden anschließend
aufeinanderfolgend dazu verwendet, einen von der Firma Ahlström gelieferten
Papier-Träger
(Pergamin ("glassine") von 62g/m2) mittels einer Maschine zu beschichten, deren
Beschichtungs-Kopf ein mit vier feuchten Walzen versehener Kopf
ist. Stromabwärts
dieses Kopfes wird eine Trockenanlage, in welcher Luft mit ungefähr 195°C zirkuliert,
verwendet um den Silikon-Auftrag aushärten zu lassen, indem er auf
eine zwischen 130 und 160°C
enthaltene Maximal-Temperatur gebracht wird.
-
Anschließend wird
der Beschichtungs-Vorgang unter aufeinanderfolgender Verwendung
der oben beschriebenen Bäder
1,2,3,4,5,6,7 fortgesetzt. Für
jedes Bad variiert die Durchlauf-Geschwindigkeit des Papiers und
die Tangential-Geschwindigkeit der Beschichtungs-Walze von 300 m/min
bis 900 m/min, um den Einfluss der Bad-Zusammensetzungen auf die Nebel-Dichte
zu evaluieren. Die Dichte des Nebels wird auf zwei Weisen evaluiert.
- 1°)
Es wird ein qualitatives Verfahren verwendet, welches darin besteht,
die Durchlauf-Geschwindigkeit
des Papiers progressiv zu erhöhen,
und die Geschwindigkeit anzuheben, ab welcher der Nebel sichtbar
wird (ohne besonderen Aufwand).
- 2°)
Es wird ein quantitatives Verfahren verwendet, welches darin besteht,
die Papier-Durchlauf-Geschwindigkeit
progressiv zu erhöhen,
und die Dichte des in der Nähe
des Beschichtungs-Kopfes emittierten Nebels zu messen.
-
Hierzu
wird ungefähr
sechs Zentimeter von der Kontaktstelle zwischen der letzten feuchten
Walze des Beschichtungs-Kopfes und dem beschichteten Papier, das
heißt
da, wo das Papier zwischen der Beschichtungs-Walze und der Andruck-Walze
durchläuft,
ein Apparat angeordnet, welcher dazu dient, den Nebel zu messen;
diese Messinstrument ist ein Partikel-Zähler, welcher auch als Nephelometer
bezeichnet wird, und dessen Funktions-Prinzip sich auf ein optisches System
stützt,
welches es ermöglicht,
mittels Beugung oder mittels eines äquivalenten Prinzips die Anzahl
von Partikeln zu messen, welche ein Lichtstrahlen durchqueren. Da
der Apparat eine Partikel-Anzahl oberhalb einer gegebenen Größe auf dem
Umweg über
15 Mess-Kanälen liefert,
welche jeweils Größen entsprechen,
welche zwischen 0,3 μm
und 20 μm
gestaffelt sind, wird die unten beschriebene Berechnung ausgeführt, um
die Dichte d des Nebels zu bestimmen. Wenn ni(1/1) die vom i-ten Kanal
detektierte Anzahl von Partikeln pro Volumen-Einheit ist, deren
Größe oberhalb
von Φi(μm) liegt,
wird die Dichte d(mg/m3) des Nebels mittels der folgenden Formel
neu berechnet:
-
-
Die
unterstehende Tabelle 6 gibt die erhaltenen Resultate wieder:
-
-
Die
Beispiele 28 bis 31 zeigen, dass die Dichte des Nebels abnimmt,
wenn die Viskosität
des Beschichtens-Bades abnimmt.
-
Die
Beispiele 32 bis 34 zeigen, dass die Anwesenheit fester Partikel
in dem Beschichtungs-Bad es erlaubt, die Intensität des Nebels
zu reduzieren, oder dass, was äquivalent
ist, das Zufügen
fester Partikel in ein Beschichtungs-Bad es erlaubt, eine höhere Betriebs-Geschwindigkeit
der Maschine zu erreichen, als in Abwesenheit fester Partikel für eine gleiche
Nebel-Dichte, unabhängig
von der Viskosität
des Bades.
-
Verifizieren
des positiven Einflusses des Verfahrens gemäß der Erfindung auf die Bedeckung
des in den Beispielen 33 und 34 erhaltenen Silikon-Belages.
-
Die
mit Silikon versehenene Oberfläche
der Musterstücke
wird für
30 Sekunden mit einer wässrigen Lösung in
Kontakt gebracht, welche Malachitgrün enthält. Die auf diese Weise erhaltene
Einfärbung
ist bezeichnend für
die Bedeckung des Papiers mit dem Silikon, das heißt die Qualität und die
Kontinuität
der Silikon-Lage.
Wenn daher die Färbung
stark ist, hat der Farbstoff die Silikon-Lage nicht oder nur wenig
durchqueren können,
und die Bedeckung wird als schlecht qualifiziert. Wenn umgekehrt
die Färbung
schwach oder nicht-existent ist, hat der Farbstoff die Silikon-Lage
nicht leicht durchqueren können,
was bedeutet, dass die Bedeckung als gut qualifiziert wird. Dieses
Merkmal ist dem Fachmann geläufig,
denn es ermöglicht
ihm, die Qualität
der Beschichtung im Hinblick auf die Anti-Haft-Eigenschaften, und/oder,
was äquivalent
ist, die ökonomische
Bilanz des Silikonier-Vorganges zu bewerten, denn eine Silikon-Zusammensetzungen,
welche zu einer guten Bedeckung führt, erlaubt es, die Menge
des verwendeten Silikons zu reduzieren. Insbesondere wurde hier
beobachtet, dass sich die Bedeckung parallel zu der Misting-Reduktion
verbessert. Dies wird interpretiert, indem in Betracht gezogen wird,
dass das Misting mit einer Störung
der Silikon-Lage am Kontaktpunkt zwischen dem Träger und der Beschichtungs-Rolle
verbunden ist, dass heißt,
dass das Auftreten von Aerosol-Tröpfchen durch
das Abreißen
von Flüssigkeits-Filmen
("threading" im Englischen) erzeugt
wird. Wenn das Misting dank der Verwendung der oben beschriebenen
PAB verringert wird, wird nämlich
die Ausdehnung der Fäden
und anderer Störungen,
welche das Misting verursachen, begrenzt. Es versteht sich daher,
dass, wenn dank der Verwendung der oben beschriebenen PAB das Misting,
und gleichzeitig die Störungen der
Beschichtungs-Lage reduziert wird, die Bedeckung in gleicher Weise
verbessert wird.
-
Beispiele 35 bis 42: unter
UV vernetzbare industrielle Silikon-Proben:
-
In
einem Produkt, welche mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer
zusammengesetzt ist, an dessen Kette Epoxy-Gruppen gepfropft sind,
und welche eine Viskosität
von ungefähr
350 mPa.s aufweist, von der Formel:
x = CH
3;
a = 70; b = 7,
wird 3% Pyrogen erhaltene Kieselsäure A 200
TM eingearbeitet, welche mittels eines Turrax
TM-Mischers verteilt wird. Man erhält eine
Mischung ADD1 mit einer Viskosität
von ungefähr
760 mPa.s.
-
Es
wird in ein Polymer, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an dessen Kette Acrylat-Gruppen gepfropft sind, und welche
eine Viskosität
von ungefähr
700 mPa.s aufweist, 3% pyrogen erhaltene Kieselsäure A 200TM eingearbeitet,
welche mittels eines TurraxTM-Mischers verteilt
wird. Man erhält
eine Mischung ADD2 mit einer Viskosität von ungefähr 1680 mPa.s.
-
Das
Bad 1 wird durch Mischen der folgenden Zusammenstellungen erhalten:
- – 95
Teile eines Produktes, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer
zusammengesetzt ist, an dessen Kette Epoxy-Gruppen gepfropft sind,
und welches eine Viskosität
von ungefähr
350 mPa.s aufweist, von der Formel: x = CH3;
a = 70; b = 7,
- – 2,5
Teile des Katalysators, welcher aus einer Lösung von 18 Gewichts-% eines
Produktes der Formel: in Isopropyl-Alkohol besteht,
- – 5
Teile eines Produktes, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt ist,
an deren Kette Epoxy-Gruppen gepfropft sind, und welche eine Viskosität von ungefähr 600 mPa.s
aufweist.
-
Das
Bad 2 wird durch Mischen der folgenden Zusammenstellungen erhalten:
- – 61
Teile eines Produktes, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an deren Kette Epoxy-Gruppen gepfropft sind, und welche eine
Viskosität
von ungefähr
350 mPa.s aufweist,
- – 34
Teilen der Mischung ADD1
- – 2,5
Teilen des Katalysators, welcher aus einer Lösung von 18 Gewichts-% eines
Produktes der Formel: in Isopropyl-Alkohol
besteht,
- – und
5 Teilen eines Produktes, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an deren Kette Epoxy-Gruppen gepfropft sind, und welche eine
Viskosität
von ungefähr
600 mPa.s aufweist.
-
Das
Bad 3 wird durch Mischen der folgenden Zusammenstellungen erhalten:
- – 90
Teile eines Polymers, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an dessen Kette Acrylat-Gruppen gepfropft sind, und welches
eine Viskosität
von ungefähr
700 mPa.s aufweist,
- – 10
Teile eines Polymers, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer besteht,
an dessen Kette Acrylat-Gruppen gepfropft sind, und welches eine
Viskosität
von ungefähr
250 mPa.s aufweist, und
- – 2
Teile eines kommerziellen Photostarters, welcher unter Bestrahlen
auf dem Umweg über
freie Radikale, auf Basis einer Mischung aus α-hydroxylierten Ketonen arbeitet.
-
Das
Bad 4 wird durch Mischen der folgenden Zusammenstellungen erhalten:
- – 56
Teile eines Polymers, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an deren Kette Acrylat-Gruppen gepfropft sind, und welche eine
Viskosität
von ungefähr
700 mPa.s aufweist,
- – 34
Teile der Mischung ADD2
- – 10
Teile eines Polymers, welches mehrheitlich aus einem Polydimethylsiloxan-Polymer zusammengesetzt
ist, an dessen Kette Acrylat-Gruppen gepfropft sind, und welches
eine Viskosität
von ungefähr
250 mPa.s aufweist,
- – 2
Teile eines kommerziellen Photo-Starters("photoamorceur"), welcher unter Bestrahlen auf dem
Umweg über
freie Radikale, auf Basis einer Mischung aus α-hydroxylierten Ketonen arbeitet.
-
Anschließend werden
die Bäder
1 und 2 aufeinanderfolgend dazu verwendet, einen Träger aus
Pergamin ("glassine")-Papier mittels
einer Maschine zu beschichten, deren Beschichtungs-Kopf ein mit
vier feuchten Walzen versehener Kopf ist. Ebenso werden die Bäder 3 und
4 aufeinanderfolgend dazu verwendet, einen Träger aus Superkalender-Kraftpapier
mittels der gleichen Maschine zu beschichten. Stromabwärts dieses Kopfes
werden UV-Lampen angeordnet, mit dem Ziel, die Silikon-Zusammensetzungen
aushärten
zu lassen, unter Berücksichtigung,
dass die UV-Lampen im Falle der Bäder 3 und 4 unter Stickstoff-Atmospäre arbeiten.
-
Anschließend fährt man
mit dem Beschichtungs-Vorgang unter Verwendung der oben beschriebenen Bäder 1, 2,
3 und 4 fort. Die Geschwindigkeit des Durchlaufs des Papiers und
die Tangential-Geschwindigkeit der Beschichtungs-Walze beträgt für jedes
Bad 400 m/min, oder 600 m/min, oder 1000 m/min, um den Einfluss der
Zusammensetzung des Bades auf die Dichte des Nebels zu bewerten.
Die Dichte des Nebels wird in der folgenden Weise.
-
Ungefähr zehn
Zentimeter von der Kontakt-Stelle zwischen der letzten feuchten
Walze des Beschichtungs-Kopfes und dem der Andruck-Walze wird ein
Apparat angeordnet, welcher dazu dient, den Nebel zu messen; dieses
Messinstrument ist ein auch als Nephelometer bekannter Partikel-Zähler. Sein
Funktionsprinzip stütz
sich auf ein optisches System, welches es ermöglicht, mittels Beugung oder
mittels eines äquivalenten
Prinzips die Anzahl von Partikeln zu messen, welche einen Beleuchtungsstrahl
durchqueren. Da der Apparat eine Anzahl von Partikeln, welche größer sind
als eine gegebene Größe, auf
dem Umweg über
8 Messkanäle
liefert, welche jeweils Größen entsprechen,
welche zwischen 0,75 μm
und 15 μm
gestaffelt sind, wird die unten beschriebene Berechnung realisiert,
um die Dichte d des Nebels zu bewerten. Wenn ni(1/1) die vom i-ten
Kanal detektierte Anzahl von Partikeln pro Volumen-Einheit ist,
deren Größe oberhalb
von Φi(μm) liegt, wird
die Dichte d(mg/m3) des Nebels mittels der folgenden Formel neu
berechnet:
-
-
Die
untenstehende Tabelle 7 gibt die erhaltenen Resultate wieder:
-
Tabelle
7: Industrielle Proben von mittels UV vernetzbarem Silikon
-
Beispiel
35 verglichen mit Beispiel 37, Beispiel 36 verglichen mit Beispiel
38, Beispiel 39 verglichen mit Beispiel 41 und Beispiel 40 verglichen
mit Beispiel 42 zeigen, dass die Verwendung von Kieselsäure es erlaubt,
das Misting zu verringern. Diese gleichen Beispiele zeigen auch,
dass die Verwendung von Kieselsäure,
fern von Schädigung
der Anti-Haft-Eigenschaften des Silikon-Belages in manchen Fällen ermöglicht,
ihn zu verbessern.
-
Diese
Beispiele zeigen im Vergleich mit den vorhergehenden Beispielen
30 bis 36, dass die Kieselsäure
es ermöglicht,
das Misting der Silikone in einer vom Typ von an dem Silikon-Polymer
gepfropften chemischen Gruppen unabhängigen Weise, und unabhängig vom
chemischen Mechanismus, welcher ihre Reaktion regiert, zu reduzieren.
-
Beispiele 43 bis 47: Applizieren
auf die Beschichtungs-Köpfe
mittells gravierter Walze
-
Das
Verfahren gemäß der Erfindung
wird ferner auf die mit einer gravierten Walze, und bevorzugt mit einer
als "off-set" bezeichneten zweiten
Walze versehenen Beschichtungs-Köpfe
appliziert. Diese Beschichtungs-Köpfe sind zusammengesetzt: aus
einer gravierten Walze, deren Gravur-Merkmale, das heißt die Anzahl
von Vertiefungen pro Oberflächen-Einheit,
die Größe und die
Tiefe dieser Vertiefungen, derart ausgebildet sind, dass man das
gesuchte Lagen-Gewicht erreichen kann. Diese gravierte Walze ist
mit einer Vorrichtung zum Versorgen mit Silikon versehen, beispielsweise
eine mit schabenden Schneiden versehene Versorgungs-Kammer. Diese
gravierte Walze ist im Kontakt mit einer als "off-set"-Walze bezeichneten Kautschuk-Walze. Das Steuern/Regeln
dieser Beschichtungs-Köpfe
ist dem Fachmann bekannt. Im Allgemeinen wird ein Geschwindigkeits-Differenzial
zwischen der gravierten Walze und der "off-set"-Walze verwendet, welches es ermöglicht,
die Menge von auf dem flexiblen Material, welches man beschichten
möchte,
aufgebrachtem Silikon zu stabilisieren. Die "off-set"-Walze weist im Allgemeinen eine derartige
Rotationsgeschwindigkeit auf, dass sich ihre Tangentialgeschwindigkeit
in der Nähe
derjenigen des Durchlauf des zu beschichten flexiblen Materials
befindet.
-
Die
in den Beispielen präsentierten
Messungen wurden mittels eines Beschichtungs-Kopfes von demjenigen
Typ realisiert, welcher von der Firma Polytype SA hergestellt wird.
Dieser Kopf wurde dazu verwendet, ein Superkalender-Papier der Firma
Wassau mittels vier Formeln/Formulierungen zu beschichten, um ihr
Neigung zu Misting zu vergleichen.
-
Die
Bäder 1
bis 3 werden durch aufeinanderfolgendes Mischen der folgenden Produkte
erhalten:
- – ein
Polymer 1 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer Dimethylvinylsiloxy-Gruppe
blockiert sind, und dessen Viskosität 200 mPa.s beträgt, und
welches weniger als 0,2% Ethynylcyclohexanol-1 enthält,
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Platin im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
2,0, eine Platin-Konzentration von 90 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischungen beträgt
ungefähr
von 155–160
mPa.s.
-
Das
Bad 4 wird durch aufeinanderfolgendes Mischen der folgenden Produkte
erhalten:
- – 80
Teile des Polymers 1 aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mit einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, dessen Viskosität 200 mPa.s
beträgt,
und welches weniger als 0,2% Ethynylcyclohexanol-1 enthält
- – 20
Teile eines Additivs 1
- – eine
Mischung von Ölen,
welche aus Copolymeren von Polyhydrogenmethylsiloxan und Polydimethylsiloxan
gebildet werden, wobei die zwei Arten von Copolymeren mittels Trimethylsiloxan-Gruppen
blockiert sind,
- – einem
Katalysator, welcher Pt im Oxidations-Grad Null enthält, welcher
gemeinhin als Karsted-Katalysator bezeichnet wird, und durch Divinyltetramethyldisiloxan
in Lösung
gebracht wird.
-
Die
Proportionen der Mischung werden so berechnet, dass man im abschließenden Bad
ein Verhältnis zwischen
der Gesamtzahl an Vinyl-Gruppen-Molen und der Gesamtzahl an Hydrogensiloxan-Gruppen-Molen von
2, eine Platin-Konzentration von 90 ppm und einen Ethynylcyclohexanol-1-Anteil
der Größenordnung 0,15%
erhält.
Die Viskosität
der erhaltenen Mischung beträgt
ungefähr
von 225 mPa.s.
-
Das
Additiv 1 wird erhalten, indem bei Umgebungs-Temperatur für 8 Stunden
in einem mit einem Ankerform-Schaber-Rührwerk ("raclant en forme d'ancre") versehenen Reaktor verteilt wird:
- – 92%
eines Polymers aus Polydimethylsiloxan, dessen Enden mittels einer
Dimethylvinylsiloxy-Gruppe blockiert sind, und dessen Viskosität 100 mPa.s
beträgt
- – 8%
Kieselsäure
A 200 von Degussa, und
- – weniger
als 0,2% Ethynylcyclohexanol-1.
-
Anschließend fährt man
mit dem Beschichtungs-Vorgang unter aufeinanderfolgendem Verwenden
der oben beschriebenen Bäder
1, 2, 3 und 4 fort. Die Durchlauf-Geschwindigkeit des Papiers und
die Tangentialgeschwindigkeit des Beschichtungs-Walze variert für jedes
Bad von 200 m/min bis 1000 m/min, um den Einfluss der Zusammensetzungen
des Bades auf die Dichte des Nebels zu bewerten.
-
Es
wird ein quantitatives Verfahren verwendet, welches darin besteht,
die Durchlauf-Geschwindigkeit des Papiers progressiv zu erhöhen, und
die Dichte des in der Nähe
des Beschichtungs-Kopfes erzeugten Nebels zu messen. Hierzu wird ungefähr zehn
Zentimeter von der Kontaktstelle zwischen der letzten feuchten Walze
des Beschichtungs-Kopfs und der gravierten Walze ein Messinstrument
angeordnet, welches ein auch als Nephelometer bezeichneter, von
der Firma ITS geliehener Partikel-Zähler ist, dessen Funktionsweise
bereits beschrieben wurde. Der Partikel-Zähler
wird an diesem endroit angeordnet, weil festgestellt wurde, dass der
Nebel auf Höhe/bei
der Kontakt-Linie zwischen der gravierten Walze und der Kautschuk-"off-set"-Walze ungefähr zehn
mal stärker
ist, als er auf Höhe/bei
der Kontakt-Linie zwischen der Kautschuk-"off-set"-Walze und dem beschichteten Papier
ist, was ferner heißt
dort, wo das Papier zwischen der Beschichtungs-Walze und dem Andruck-Walze
durchläuft.
-
Die
bei den verschiedenen Geschwindigkeiten gemessenen Nebel-Dichten
sind in der nachfolgenden Tabelle 8 wiedergegeben:
-
Tabelle
8: Proben für
Beschichtungs-Kopf mit gravierter Walze
-
Der
Vergleich der Beispiele 46 und 47 mit den Beispielen 43, 44 und
45 zeigt, dass Anwesenheit von Kieselsäure in der Zusammensetzung
es erlaubt, die Dichte des gebildeten Misting zu reduzieren. Diese
Beispiele verifizieren daher, dass das Verfahren gemäß der Erfindung
es ebenfalls ermöglicht,
das Bilden von Nebel in Beschichtungs-Vorrichtungen, welche zumindest
eine gravierte Walze enthalten, zu bekämpfen.