DE69027202T2

DE69027202T2 - Struktur umfassend eine ablösbare Zwischenschicht.

Info

Publication number: DE69027202T2
Application number: DE69027202T
Authority: DE
Inventors: Stephen J C O M Galick; James E C O M Sax
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: AU7110891A; JPH06116537A; CA2038922A1; AU643253B2; DE69027202D1; EP0448883A2; US5110667A; EP0448883A3; IE910545A1; EP0448883B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Polymerblend-Zusammensetzungen mit geringer Oberflächenenergie, die in Release-Linern zum Schutz von Klebstoffbeschichtungen verwendbar sind. Speziell betrifft die Erfindung Blends von Polymeren, wie beispielsweise Polyolefinen, mit Füllstoffen und Fluorkohlenstoffen sowie die Verwendung derartiger Blends in Zusammensetzungen für Release-Liner von Flächengebilden.

Ausgangssituation

Viele technische Erzeugnisse oder Gebrauchsartikel, die in Form einer Bahn oder eines Flächengebildes ((Folie bzw. Platte)) hergestellt werden, wie beispielsweise Abziehbilder, reflektierende Flächengebilde und Etikette, verfügen über eine Seite, die für einen Betrachter vorgesehen ist (Seite mit einer bildhaften Darstellung) und über eine Rückseite, auf der ein Klebstoff aufgetragen ist (z.B. ein Haftklebstoff (PSA) oder ein wärmeaktivierbarer Klebstoff). Die klebstoffbeschichtete Seite erfordert einen Schutz, um eine vorzeitige Haftung des Artikels an bestimmten anderen Substraten zu verhindern als dem angestrebten Substrat. Dieser Schutz wird oftmals mit Hilfe eines Release-Liners vermittelt, d.h. mit Hilfe eines Flächengebildes oder einer Bahn, die über der klebstoffbeschichteten Seite aufgetragen ist, leicht abgezogen werden kann und den Klebstoff intakt läßt. Typische Release-Liner werden aus Silicon-beschichtetem Papier oder Silicon-beschichteter Folie hergestellt.
Bei der Herstellung der vorgenannten Gebrauchsartikel kann gelegentlich ein Release-Liner verwendet werden. In der vorliegenden Beschreibung werden Release-Liner zur Verwendung in einem Fertigungsprozeß als "Prozeß-Liner" bezeichnet. Ein Prozeß-Liner (z.B. Papier oder Polyester-Folie als Trägerbahn, beschichtet mit einem Silicon, Polyethylen oder einer anderen Release-Schicht) kann mit einem Klebstoff beschichtet werden und zur Erzeugung eines Produkts mit klebender Rückseite auf eine gebrauchsfertige Deckfolie auflaminiert werden. Nach dem Laminieren haftet der Klebstoff an der gebrauchsfertigen Deckfolie besser als an dem Prozeß-Liner, so daß, wenn der Prozeß-Liner abgezogen wird, der Klebstoff auf dem gebrauchsfertigen Flächengebilde verbleibt. Diese Prozeß-Liner sind aufgrund der Ausführung des Auftragens der Release-Schicht kostspielig und fügen einen weiteren Prozeßschritt hinzu. Oftmals haftet die Silicon- oder Polyethylen-Release-Beschichtung auf der Trägerbahn nicht gut, wird mit dem Klebstoff mitgerissen und verbleibt auf der Rückseite des gebrauchsfertigen Flächengebildes als ein Verunreinigungsstoff.
Aufgrund von Mängeln hinsichtlich der Dimensionsstabilität, der Verarbeitungsmerkmale, der Schnittfähigkeit oder des Aussehens ist der Prozeß-Liner gelegentlich kein akzeptabler Produkt-Liner für reflektierende Flächengebilde oder andere gebrauchsfertige Flächengebilde. Release-Liner für fertige klebstoffbeschichtete Artikel werden hierin bezeichnet als "Produkt-Liner". Somit kann der Prozeß-Liner für reflektierenden Flächengebilde durch einen Produkt-Liner in einem separaten Verfahrensschritt ersetzt werden. Der Produkt-Liner ist oftmals Silicon-beschichtete oder nichtbeschichtete Polyolefin-Folie mit guter Formstabilität, Verarbeitbarkeit und Aussehen, der jedoch nicht gegenüber den hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen des Fertigungsprozesses beständig ist, denen der Prozeß-Liner ausgesetzt ist.
Es wäre besonders erstrebenswert, einen Release-Liner zu erhalten, der sowohl als Prozeß-Liner als auch als Produkt-Liner dient.

Zusammenfassung

In einer der Ausführungsformen gewährt die vorliegende Erfindung die Kombination ((nachfolgend bezeichnet als "Verbund")) eines Flächengebildes für bildhafte Darstellung mit Klebstoff auf der Rückseite und einer die klebende Rückseite bedeckenden Liner-Folie, umfassend eine Polymerblend-Zusammensetzung, welche aufweist:
A. ein Matrixpolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolefinen, Polystyrol, Polyamiden und Polymethylmethacrylat;
B. einen Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallsilicaten, Metallcarbonaten, Silicas, Baryten, Zeolithen; Tonen, Metallfasern, -pulvern und -flocken, Zellulosefasern, Glasfasern, -pulver, -hohlkügelchen oder -perlen, sowie polymeren Materialien mit einem Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt oberhalb der Schmelztemperatur des Matrixpolymers; wobei der Füllstoff eine Konzentration von 1 % ... 80 Gewichtsprozent hat;
C. einen Fluorkohlenstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
2-Oxazolidinon-Verbindungen (i)
mit einem oder mehreren 2-Oxazolidinon-Teilen der Formel
von denen mindestens eine ein an dessen Kohlenstoffatom in 5-Stellung über eine verknüpfende Gruppe gebundenes, einwertiges, fluoraliphatisches Radikal R&sub1; aufweist; CH&sub3;
N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylacrylat;
N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylmethacrylat;
N-Vinyl,N-methylperfluoroctansulfonamid;
N,N-Diallylmethylperfluoroctansulfonamid;
Perfluoroctylsulfonsäureester von 4-Hydroxybenzophenon; welcher Fluorkohlenstoff in einer Konzentration von 0,1 % ... 20 Gewichtsprozent vorliegt.
In einer weiteren Ausführungsform gewährt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Zeichenschildes, umfassend die Schritte:
A. Bereitstellen eines Zeichenrohlings und einer Zeichenschildfolie mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff auf der Rückseite und einer die Klebstoffschicht bedeckenden Release-Folie nach Anspruch 1;
B. Entfernen des Release-Liners von der Rückseite der Zeichenschildfolie;
C. Auflegen des Zeichenrohlings auf eine ebene Oberfläche und Positionieren der Zeichenschildfolie mit der kelbstoffbeschichteten Seite auf dem Zeichenrohling;
D. Auflegen des in Schritt B abgezogenen Release- Liners über der Zeichenschildvorderseite als eine Gleitfolie;
E. Pre-Adhärieren der Zeichenschildfolie auf dem Zeichenrohling zur Bildung eines Zeichenschildes; und
F. ausreichendes Exponieren des Zeichenschildes an Wärme, um den Klebstoff zu aktivieren.
Es wurde ein Polymerblend für Release(-Liner)-Folien ((auch "Trennfolie", nachfolgend bezeichnet als "Release- Folie")), die sowohl als Prozeß-Liner als auch als Produkt- Liner in Verfahren dienen können, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Dieses Blend kann zusammengefaßt werden als eine Zusammensetzung, umfassend:
A. ein Matrix-Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolefinen, Polystyrol, Polyamiden und Polymethylmethacrylat;
B. einen Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden oder -hydroxiden, Silicas, Baryten, Metallsilicaten und -carbonaten, natürlichen oder synthetischen Zeoliten und natürlichen oder gebrannten Tonen; Metallfasern, -pulvern und -flocken; Zellulosefasern, Glasfasern, -pulver, -hohlkügelchen oder -perlen, sowie polymeren Materialien mit einem Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur, bei der das Polyolefin bei der Erzeugung des Polymerblends verarbeitet wird, und zwar in einer Konzentration von 1 % ... 80 Gewichtsprozent;
C. einen Fluorkohlenstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
2-Oxazolidinon-Verbindungen mit einem oder mehreren 2-Oxazolidinon-Teilen der Formel
von denen mindestens eine ein an dessen Kohlenstoffatom in 5-Stellung über eine verknüpfende organische Gruppe gebundenes, einwertiges, fluoraliphatisches Radikal R&sub1; aufweist;
N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylacrylat;
N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylmethacrylat;
N-Vinyl,N-methylperfluoroctansulfonamid;
N,N-Diallylmethylperfluoroctansulfonamid;
Perfluoroctylsulfonsäureester von 4-Hydroxybenzophenon; welcher Fluorkohlenstoff in einer Konzentration von 0,1 % ... 20 Gewichtsprozent vorliegt.
* ... verfügbar bei der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota.
An dem Stickstoff der Oxazolidinon-Struktur gebundene Substituenten sind typischerweise solche, wie sie in der EP- A-260 011, veröffentlicht am 16. März 1988, gelehrt werden.
Mit diesem Polymerblend hergestellte Release-Liner verfügen über verbesserte physikalische Eigenschaften bei Temperaturen bis zu 80 ºC und Bahnspannungen von 2 MPa bei Verwendung als ein Prozeß-Liner in einem Verfahren zum Auftragen von Klebstoff hat der erfindungsgemäße Release- Liner einen Klebstoff-Release von 100 gf/cm oder weniger ergeben. Dadurch wird er zusammen mit seiner hervorragenden Dimensionsstabilität und seinem geringen Biegemodul auch zu einem hervorragenden Produkt-Liner. Die vorliegende Erfindung gewährt einen Release-Liner, mit dem der Schritt des Übertragens des Produkts von einem Prozeß-Liner zu einem Produkt-Liner eliminiert und die Kosten für die Ausgangsstoffe herabgesetzt werden.

Detaillierte Beschreibung

Die vorliegende Erfindung verwendet eine Kombination von Füllstoff und fluorchemischem Additiv, die sich mit dem Matrix-Polymer durch Extrusion verarbeiten läßt. Das Matrix- Polymer verfügt vorzugsweise über eine Verarbeitungstemperatur (Schmelztemperatur) von weniger als 360 ºC und mehr bevorzugt weniger als 300 ºC. Es sollte sich außerdem durch eine geringe Feuchtigkeitsabsorption auszeichnen oder zur Herabsetzung seiner Feuchtigkeitsabsorption behandelt oder modifiziert werden. Einige verwendbare Matrix-Polymere sind: Polypropylen, Polymethylpenten und Polyethylene hoher und niedriger Dichte.
Beispiele für verwendbare Füllstoffe sind: TiO&sub2;, CaCO&sub3;, Glimmer, Talkum, Bentonit-Ton, Magnesium-Siliciumdioxid, Montmorillonit-Ton und Bariumsulfat. Die Konzentration des Füllstoffes beträgt vorzugsweise 20 % ... 65 Gewichtsprozent. Die Partikelgrößenverteilung des Füllstoffes beträgt normalerweise 0,4 ... 50 Mikrometer und vorzugsweise 0,4 ... 14 Mikrometer. Der Füllstoff liegt vorzugsweise in einem ausreichenden Anteil vor, um eine 90 Mikrometer dicke Folie zu ergeben, die sich unter einer Spannung von 2 MPa bei Exponierung an einer Temperatur von 80 ºC weniger als 5 % dehnt. Der Füllstoff trägt dazu bei, mit dem erfindungsgemäßen Polymerblend flächige Materialien zu erhalten, die sich leichter handhaben lassen und eine höhere Wärmeleitfähigkeit ergeben können. Bei geringeren Füllstoffkonzentrationen wird eine größere Foliendicke für die angestrebten Verarbeitungsmerkmale benötigt.
Bestimmte Fluorkohlenstoffe sind kommerziell verfügbar, während andere synthetisch dargestellt werden können. Die synthetische Darstellung einiger von ihnen findet sich in der EP-A-260 011. Die synthetische Darstellung von
erfolgt nach der Methode, die in der US-P-3 870 748 (siehe Spalte 4) gelehrt wird, wobei als Epoxid verwendet wird:
(siehe EP-A-260 011, Seite 6), worin Rf C&sub8;F&sub1;&sub7; ist; sowie dessen Umsetzen mit Isophthalsäure. Die Darstellung von Sulfonamiden, wie beispielsweise N,N-Diallylperfluoroctansulfonamid, findet sich in der US-P-2 803 656.
Die Konzentration des Fluorkohlenstoffes beträgt vorzugsweise 0,3 % ... 10,0 Gewichtsprozent und mehr bevorzugt 0,5 % ... 2,0 Gewichtsprozent. Der Fluorkohlenstoff hat normalerweise einen Schmelzpunkt oberhalb von 100 ºC und vorzugsweise oberhalb von 125 ºC, verdampft nicht oder zersetzt sich nicht unterhalb von 250 ºC, vorzugsweise unterhalb von 350 ºC, und seine relative Molekülmasse ist kleiner als 20.000. Ein bevorzugtes Oxazolidinon ist: Formel I
Dieses fluorierte Oxazolidinon wird synthetisch dargestellt nach einem Reaktionsschema I auf Seite 4 der EP-A-260 011, wobei als A-NCO Octadecylisocyanat verwendet wird.
Ein weiteres verwendbares Oxazolidinon ist
dessen synthetische Darstellung in der EP-A-260 011 gelehrt wird.
Die fluorchemische Substanz vermittelt dem Polymerblend eine geringere Oberflächenenergie und verbesserte Release- Eigenschaften. Vorzugsweise wird es bei Alterung im wesentlichen nicht auf den Klebstoff auf der Rückseite eines Erzeugnisses (auf die der Liner aufgebracht werden kann) übertragen und verändert nicht die Klebeigenschaften.
Die erfindungsgemäße Polymerblend-Zusammensetzung wird durch Vermischen des Matrix-Polymers, Füllstoffes und Fluorkohlenstoffes hergestellt. Additive, die auf dem Gebiet des Compoundierens von Kunststoffen bekannt sind, wie beispielsweise Pigmente, Fungizide, antistatische Chemikalien sowie Additive zum Stabilisieren gegenüber Zersetzung durch ultraviolettes Licht oder Wärme können ebenfalls zugemischt werden. Eines der Verfahren zum Zumischen besteht darin, daß die trockenen Pulverbestandteile in einem Taumelmischer bei erhöhter Temperatur (z.B. 66 ºC) gemischt werden. Ein alternatives Verfahren besteht darin, daß der Fluorkohlenstoff zu einer aus dem Matrix-Polymer und dem Füllstoff bestehenden Schmelze in einen Extruder über eine Extrudereinspritzöffnung zugegeben wird. Wenn es sich bei dem Fluorkohlenstoff um einen Feststoff handelt, kann dieser als eine Schmelze oder zusammen mit einem Lösemittel eingespritzt werden. Bei Verwendung eines Lösemittels wird es normalerweise in dem Extruder eine Entgasungszone mit einer Entlüftung zum Entweichen der Lösemitteldämpfe geben.
Ein Release-Liner kann in einer einstufigen Extrusion hergestellt werden, indem eine Folie mit geeigneter Dicke und Oberflächenbeschaffenheit extrudiert wird. Das Polymerblend wird in einem Einschneckenextruder und durch eine Feed-Block-Coextrusionsdüse extrudiert. Vorzugsweise verfügt der Extruder über eine Mischsektion, die so bemessen ist, daß sie ein Mischen mit hoher Scherung und Dispersion plus Verteilung ergibt. Der bei einigen der Forschungsarbeiten eingesetzte Extruder, der zu der vorliegenden Erfindung führte, hatte ein Kompressionsverhältnis von 3:1 und ein Verhältnis von Länge/Durchmesser von 30:1. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die bei diesem Extruder eingesetzten Prozeßbedingungen zur Herstellung eines Release-Liners einer Breite von 15 cm und einer Dicke von etwa 100 Mikrometer aus einem Polymerblend dargestellt, umfassend: 45 % Polypropylen, 45 % CaCO&sub3;, 9,4 % TiO&sub2;, 0,1 % Antioxidans (verfügbar als Irganox 1010 bei Ciba-Geigy) und 0,5 % fluoriertes Oxazolidinon der vorgenannten Formel I. Tabelle 1
Die Extrusionstemperatur überschreitet vorzugsweise nicht 300 ºC. Von dem Mundstück wird die extrudierte Release- Folie zum Kühlen auf die Gießwalze gebracht. Anwendbare Gießwalzentemperaturen liegen im Bereich von 49 ºC ... 82 ºC.
Es sind die Schritte hinter dem Mundstück (wie beispielsweise die Gießwalze), bei denen die Release-Folie eine Oberflächenabschlußbehandlung erhält. Beispielsweise kann die Folie nach dem Mundstück einen Zweiwalzenkalander durchlaufen, bei dem die eine Walze eine Hochglanz aufweisende, chromplattierte Stahlwalze ist und die Andruckwalze oder Quetschwalze (die den Release-Liner gegen die chromplattierte Walze drückt) aus einem rückstellfähigen Material gefertigt ist, wie beispielsweise Gummi. Die der chromplattierten Walze zugewandte Seite des Liners wird eine Oberfläche mit Hochglanz erhalten, während die andere Seite eine matte Oberfläche erhält.
Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit oder der Release-Merkmale kann der Release-Liner nach dem Extrudieren und dem Gießen auch uniaxial oder biaxial orientiert sein. Hinter der Gießrolle oder dem Kalander sowie nach möglichen Orientierungsschritten wird der Liner normalerweise aufgetrennt und zu einer Rolle aufgewickelt.
Ein bevorzugter Release-Liner wird aus Polyolefin und vorzugsweise aus Polypropylen mit 10 % ... 50 Gewichtsprozent CaCO&sub3; und 0,5 % ... 1,0 % fluorchemischer Substanz der Formel I hergestellt. Normalerweise beträgt die Dicke des Release-Liners 25 ... 250 Mikrometer und vorzugsweise 75 ... 175 Mikrometer.
Solange die Release-Merkmale und die Dimensionsstabilität nicht nachteilig beeinflußt werden, kann der Liner geprägt sein, beschichtet sein, Schriftzeichen aufweisen oder auf andere Weise modifiziert sein. Außerdem kann er durchsichtig oder durchscheinend sein, um die Betrachtung der Klebstoffseite des Gebrauchsartikels zu ermöglichen, ohne den Liner abzuziehen.
Es wird angestrebt, daß die Dehnung des erfindungsgemäßen Release-Liners beschränkt wird, vorzugsweise auf weniger als 5 % unter einer Spannung von 2 MPa bei Exponierung an einer Temperatur von 80 ºC. Der Grund für die Beschränkung der Dehnung des Liners besteht darin, daß, wenn sich die Bahn während der Bearbeitung dehnt, eine Schrumpfung auftreten kann, nachdem ein flächiger Gebrauchsartikel auf den Liner laminiert wurde. Eine derartige Schrumpfung kann während der Lagerung speziell bei Temperaturen oberhalb von 32 ºC noch schwerwiegender werden und kann zur Faltenbildung, Kräuselung oder Klebstoffexponierung in dem Produkt führen. Im Fall von reflektierenden Flächengebilden oder anderen Flächengebilden für bildhafte Darstellung ((Graphikfolien)) können Faltenbildungen zu sichtbaren Mängeln in Zeichenschildern bei späteren Aufbringungen in der Herstellung des Zeichenschildes führen, während eine Kräuselung verhindern kann, daß das Flächengebilde einwandfrei mit einem Siebdruck versehen werden kann.
Eine Methode zum Messen der Dehnung an einem TMA-7- Apparat nach Perkin-Elmer ist folgende:
1. Bei 20 ºC wird auf eine Probe des Release-Liners eine Zugspannung (z.B. 635 mN auf eine Probe einer Breite von 3,175 mm und einer Dicke von 100 Mikrometer) aufgebracht und 10 Minuten äquilibriert und die Länge (L&sub1;) gemessen;
2. die Probe wird mit 5 ºC/min auf 80 ºC erhitzt;
3. die Temperatur wird auf Raumtemperatur abgesenkt;
4. nach einem Warten von 5 bis 7 Minuten wird, wenn die Apparatur auf 20 ºC ... 21 ºC gekühlt ist, für weitere 10 Minuten äquilibriert und sodann die Länge (L&sub2;) gemessen;
5. es wird die prozentuale Änderung errechnet:
L&sub2; - L&sub1;/L&sub1; x 100 = prozentuale Änderung,
eine positive Zahl zeigt eine Dehnung an, während eine negative Zahl auf eine Schrumpfung hinweist.
Die Dehnung wird durch die Prozeßbedingungen beeinflußt. Prozeßbedingungen, unter denen die Kristallinität des Matrix-Polymers erhöht wird, setzen ebenfalls die Dehnung herab. Beispielsweise wird die Kristallinität von Polypropylen durch Verwendung einer heißeren Gießwalze erhöht.
Ein Produkt-Liner schützt das Produkt, auf das es auflaminiert wird, gegenüber: vorzeitiger Haftung an nicht vorgesehenen Substraten; Schmutz oder Verunreinigung; Kratzer oder Eindrücke. Bei Verwendung als ein Produkt-Liner läßt sich der erfindungsgemäße Release-Liner durch Stanzen mühelos ausschneiden, verfügt über gute Release-Merkmale und kann auch als eine Gleitfolie zum Schutz der Vorderseite des Gebrauchsartikels dienen.
Bei Verwendung als eine Gleitfolie ist vorzugsweise mindestens eine Seite hochglänzend. Eine Gleitfolie ist ein flächiges Material, das mit einer Vorderfläche eines Artikels (normalerweise ein flacher Artikel, wie beispielsweise ein Zeichenschild) zu seinem Schutz gegenüber Beschädigung in Kontakt gebracht wird. Die Gleitfolie verhindert eine Beschädigung der Vorderseite des Zeichenschildes während der Handhabung und während der Aufbringung der Zeichenschild- Vorderseite auf ein Substrat bei hoher Temperatur, wie das in einem nachfolgend noch zu erläuternden in einer Heizlampen-Vakuumauftraggerät (HLVA) der Fall ist. Beispielsweise schützt sie Druckfarben, die auf die Oberfläche des Zeichenschildes durch Siebdruck oder durch Drucken aufgetragen werden können, gegenüber Verunreinigung, Ablösen oder Verwischen. Außerdem schützt sie gegenüber Eindrücken, die in der Vorderseite des Zeichenschildes erfolgen.
Der erfindungsgemäße Release-Liner kann durch eine an Fluor angereicherte Oberfläche gekennzeichnet werden. Für gute Release-Eigenschaften werden mehr als 10 % Fluor in mindestens einer der Oberflächen (den am weitesten außen gelegenen 30 ... 60 Å) ((1 Å = 10&supmin;&sup4; Mikrometer)) angestrebt. Anhand der Röntgenstrahlen-Photoelektronenspektrometrie (XPS oder ESCA) wurde in Proben die Anwesenheit von 1 ... 40 % Fluor auf der Oberfläche nachgewiesen.
Ebenfalls ist eine mehrschichtige Konstruktion möglich, bei der eine Schicht für die mechanische Hochtemperaturfestigkeit das mit Füllstoff versehene Matrix-Polymer enthält und die andere, die Oberflächenschicht, ein Blend aus Fluorkohlenstoff und Matrix-Polymer zur Vermittlung der Release-Merkmale enthält.
Der erfindunsgemäße Release-Liner läßt sich mit den folgenden Klebstoffarten beschichten oder auf diese laminieren:
(i) wärmeaktivierter Klebstoff. Ein verwendbarer wärmeaktivierter Klebstoff umfaßt ein PSA-Acrylatpolymer und ein klebrigmachendes Harz, wobei letzteres in einer so ausreichenden Menge einbezogen wird, daß die Haftklebung bei Raumtemperatur des fertigen wärmeaktivierten Klebstoffes auf weniger als die Haftung des PSA-Acrylatpolymers vor dem Zusatz des klebrigmachenden Harzes entsprechend der Lehre der US-P-4 248 748 herabgesetzt wird. Typische PSA-Acrylatpolymere für diese Klebstoffe umfassen mindestens 50 % Acrylsäure- oder Methacrylsäureester oder einen Ester dieses Typs. Verwendbare klebrigmachende Harze können aus bekannten Harzen ausgewählt werden, normalerweise thermoplastische und bei Raumtemperatur feste Stoffe, gekennzeichnet durch ihre Fähigkeit zur Erhöhung der Klebrigkeit von Naturkautschuk, wie beispielsweise Baumharze, modifizierte Formen von natürlich auftretenden Colophoniumharzen (hydrierte oder veresterte Colophoniumharze), Polymere von Terpen, Pinen und niedermolekulares Styrol. Haftklebstoffe (getestet durch Andrücken einer 25 Mikrometer dicken und mit dem PSA beschichteten Polyesterfolie gegen eine Polycarbonat-Platte und Messen der zum Ablösen der Folie von der Platte in einem Winkel von 90º erforderlichen Kraft) zeigen typischerweise eine Klebkraft von mindestens 200 gf/cm Probenbreite. Ein wirksamer Anteil an klebrigmachendem Harz wird die Haftklebung bei Raumtemperatur auf weniger als 100 gf /cm Breite in dem 90º-Schälversuch herabsetzen und die Handhabung und Positionierung der mit dem Klebstoff beschichteten Artikel für den Anwender erleichtern, da es nicht vorzeitig zu einer Klebung auf der aufgebrachten Stelle kommt. Eine geringe Haftklebung bei Raumtemperatur oder Pre-Adhäsion (etwa 35 gf/cm Breite) ist nützlich, um klebstoffbeschichtete Artikel während der Handhabungen vor der Wärmebehandlung zur Aktivierung des Klebstoffes klebend zu halten.
(ii) "Holmelt"-Acrylat-Klebstoff ((Schmelzklebstoff)) oder
(iii) ein PSA.
Es gibt verschiedene Typen von retroreflektierenden Flächengebilden, auf denen der erfindungsgemäße Release- Liner verwendet werden kann, wie beispielsweise Folien für exponierte Linsen (entsprechend der Lehre der US-P-2 326 634 und 2 354 018), eingebettete Linsen (siehe die US-P-2 407 680) und gekapselte Linsen (siehe US-P-4 025 159). Diese Folienarten und Methoden ihrer Herstellung sind auf dem Gebiet bekannt. In den Zeichnungen der vorgenannten Patentschriften (US-P-4 025 159; 2 407 680 und 2 326 634) werden die verschiedenen Folienarten veranschaulicht. Mit dieser Diskussion sollen lediglich die Arten der Folien veranschaulicht werden, auf denen der erfindunsgemäße Release-Liner verwendet werden kann, sowie andere Arten von flächigen Materialien, wie beispielsweise reflektierende Würfelkantenfolien und Folien für Abziehbilder und bildhafte Darstellungen, die ebenfalls aus der Erfindung einen Nutzen ziehen können.
Zur Herstellung reflektierender Folie, die eine mit dem vorstehend beschriebenen wärmeaktivierten Klebstoff beschichtete Rückseite aufweist, können die folgenden Schritte ausgeführt werden:
1. Beschichten der Liner-Bahn mit dem wärmeaktivierten Klebstoff in Lösung, beispielsweise durch Aufrakeln;
2. Trockenen der Klebstoffbeschichtung;
3. Laminieren der klebstoffbeschichteten Seite des Release-Liners auf die Rückseite einer Bahn einer reflektierenden Folie mit gekapselten Linsen, indem der Release- Liner und die reflektierende Folienbahn zwischen den Walzen eines Apparates zum Laminieren hindurchgeführt werden. Die zum Laminieren eingesetzten Bedingungen waren: 82 ºC und Quetschwalzendruck 620 KPa;
4. Auftrennen des Produktes zur gewünschten Breite und Aufwickeln zu Rollen.
Einer der erfolgreich eingesetzten wärmeaktivierten Klebstoffe bestand aus Isooctylacrylat, Methacrylsäure und Acrylsäure in einem Verhältnis von 58/35/7 sowie einem Klebrigmacher. An reflektierender Folie, die entsprechend dem vorgenannten Verfahren unter Laminieren mit einem Quetschwalzendruck von 1,6 kgf/cm (4 kgf/in) unter Verwendung des zuvor beschriebenen und mit den in Tabelle II beschriebenen Komponenten hergestellten Liners hergestellt wurde, wurden Schälversuche ausgeführt. Der in Tabelle II angegebene erfindungsgemäße Release-Liner bestand aus 49,5 Gewichtsprozent Polypropylen (Exxon 3014, Schmelzflußindex 9), 50 % CaCO&sub3; und 0,5 % fluoriertes Oxazolidinon der Formel I sowie dem soeben beschriebenen Klebstoff. Beobachtungen zeigten, daß der Release-Liner über gute Release-Eigenschaften verfügte und den Prozeßanforderungen genügte.
Der Schälversuch wurde bei Raumtemperatur mit einer Ablösegeschwindigkeit von 30 cm/min und einem Ablösewinkel von 180º durchgeführt. Die Testproben wurden nach dem vorgenannten Verfahren laminiert und Streifen zu einer Breite von 1,2 cm und einer Länge von 15 cm für den Schälversuch geschnitten. Die Schälkraft wurde unmittelbar nach der Herstellung der Probe sowie nach Alterung in einem Heißluftofen für eine Woche bei 66 ºC ausgeführt.
Die Fähigkeit der Proben in Bezug auf die Beständigkeit gegenüber dem Laminierungsprozeß wurde qualitativ anhand der Kräuselung in den Folien nach dem Laminierungsprozeß gemessen. Vorzugsweise verfügt ein Liner nach dem Laminierungsprozeß über keinerlei Kräuselung. Die Daten für den Schälversuch sind in der nachfolgenden Tabelle 2 gegeben. Tabelle 2
* ... gf/in = 0,039 kgf/m (( 1 kgf = 9,806 N))
Die vorstehenden Daten zeigen, daß der erfindungsgemäße Release-Liner über gute Release-Werte verfügt (unterhalb von 200 gf/inch) und eine Folie mit guter Qualität nach dem Laminierungsprozeß ergibt.
Tabelle 3 gibt die Schälkraft, die Oberflächenkonzentration an Fluor und die Kräuselung für eine Reihe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Release-Liners. Tabelle 3
* ... 1 gf/in = 0,039 kgf/m ((1 kgf = 9,806 N))
Die Reproduzierbarkeit der Angaben für Fluor in Gewichtsprozent an der Oberfläche der extrudierten Folien (ermittelt nach ESCA) beträgt ± 10 % der Ablesung. Die Reproduzierbarkeit der Messung der Schälkraft beträgt ± 20 gf/inch. Die in dieser Tabelle untersuchten Proben wurden in indentischer Weise wie die in Tabelle 2 beschriebenen Proben hergestellt.
Oftmals werden reflektierende Folien zu Zeichenschildern verarbeitet, indem sie auf einen Träger oder ein Substrat, typischerweise Metallblech (z.B. Aluminium), laminiert werden. Ein Apparat bekannter Ausführung für diese Laminierung mit wärmeaktivierten Klebstoffen ist das Heizlampen-Vakuumauftragegerät (HLVA), bestehend aus einem Stahlgestell, auf dem aufgebaut sind: eine perforierte Stahl- Grundplatte; eine Diaphragma aus Neoprenkautschuk; ein mit Stahlfeder kompensiertes Lampenaggregat. Die HLVA umfaßt ebenfalls einen Temperaturregler und ist verfügbar bei Conteh, Inc., Goddard, Kansas, USA sowie Greco Mfg. Inc., Niles, Michigen, USA.
Bei retroreflektierender Folie mit gekapselten Linsen läuft die HLVA-Prozedur in der Regel folgendermaßen ab:
A. Entfernen des Release-Liners von der Rückseite der reflektierenden Folie;
B. Auflegen des Zeichenrohlings (Träger) auf eine ebene Oberfläche und Positionieren der reflektierenden Folie auf dem Zeichenrohling;
C. Aufbringen oder Pre-Adhärieren der reflektierenden Folie auf den Rohling unter Verwendung von Walzen zum Aufbringen von Druck;
D. Auflegen des Zeichens auf eine Aufnahmeplatte (z.B. eine 9,5 mm dicke Sperrholzplatte mit einer Vielzahl von 3 mm- Bohrungen und abgedeckt mit Tuch (wie beispielsweise Mull), die auf die perforierte Stahl-Grundplatte aufgelegt wird, und zwar mit der Vorderseite des Zeichens nach oben, Aufbringen des erfindungsgemäßen Release-Liners, der in Schritt A entfernt wurde, als Gleitfolie über die Vorderseite des Zeichens, und zwar mit der Hochglanzseite zur reflektierenden Folie;
E. in Position bringen des Zeichens unterhalb des Thermistors in der HLVA zur Temperaturregelung;
F. Anlegen des Vakuums;
G. Absenken der Diaphragma über das Zeichen und Einrasten, eine Minute warten, nachdem das Vakuummeter die entsprechende Ablesung erreicht hat;
H. Einschalten des Lampenaggregats, Absenken des Heizlampenaggregats über die Diaphragma und den Heizlampenzyklus der HLVA starten;
I. nach Beendigung des Zyklus den Apparat öffnen und das Zeichen(schild) entnehmen.
Das Vakuum ((der Unterdruck)) und die Anordnung der Zeichenrückseite über einer durchlöcherten Oberfläche unterstützt die Entfernung etwaiger Luftbläschen von unterhalb der reflektierenden Folie und hält die Folie während der Aktivierung des Klebstoffes in ihrer Position. Die Heizlampen liefern die Wärme, um den Klebstoff zu seiner vollen Festigkeit zu entwickeln. Obgleich der Folientyp mit gekapselten Linsen nicht perforiert ist, sind andere Arten von reflektierenden Folien (z.B. eingeschlossene Linsen) mit winzigen Löchern vor ihrer Verwendung mit dem vorstehend beschriebenen HLVA-Prozeß perforiert, um das Flachdrücken der Folie und ihr Verbinden mit dem Träger zu unterstützen.

Claims

1. Verbund aus einem Flächengebilde für bildhafte Darstellung mit Klebstoff auf der Rückseite und einer die klebende Rückseite bedeckenden Liner-Folie, umfassend eine zur Herstellung von Release-Linern verwendbare Polymerblend- Zusammensetzung, welche aufweist:

A. ein Matrixpolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolefinen, Polystyrol, Polyamiden und Polymethylmethacrylat;

B. einen Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallsilicaten, Metallcarbonaten, Silicas, Baryten, Zeolithen; Tonen, Metallfasern, -pulvern und -flocken, Zellulosefasern, Glasfasern, -pulver, -hohlkügelchen oder -perlen, sowie polymeren Materialien mit einem Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt oberhalb der Schmelztemperatur des Matrixpolymers; wobei der Füllstoff eine Konzentration von 1 % ... 80 Gewichtsprozent hat;

C. einen Fluorkohlenstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:

2-Oxazolidinon-Verbindungen (i)

mit einem oder mehreren 2-Oxazolidinon-Teilen der Formel

von denen mindestens eine ein an dessen Kohlenstoffatom in 5-Stellung über eine verknüpfende Gruppe gebundenes, einwertiges, fluoraliphatisches Radikal R&sub1; aufweist;

N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylacrylat;

N-Methyl-perfluoroctansulfonamidoethylmethacrylat;

N-Vinyl,N-methylperfluoroctansulfonamid;

N,N-Diallylmethylperfluoroctansulfonamid;

Perfluoroctylsulfonsäureester von 4-Hydroxybenzophenon; welcher Fluorkohlenstoff in einer Konzentration von 0,1 % ... 20 Gewichtsprozent vorliegt.

2. Verbund nach Anspruch 1, bei welchem das Matrixpolymer ein Polyolefin mit einer Schmelztemperatur unterhalb von 360 ºC ist.

3. Verbund nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem der Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CaCO&sub3;, TiO&sub2; und Glasfasern.

4. Verbund nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem die Konzentration der fluorchemischen Substanz mindestens 0,3 Gewichtsprozent beträgt.

5. Verbund nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem die Liner-Folie durch eine an Fluor reiche Oberfläche gekennzeichnet ist.

6. Verbund nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem die fluorchemische Substanz ausgewählt wird aus fluorierten Oxazolidin-2-onen.

7. Verbund nach Anspruch 6, bei welchem das fluorierte Oxazolidin-2-on die Formel hat:

8. Verbund nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem das Matrixpolymer ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polypropylen, Polyethylen und Polymethylpenten.

9. Verfahren zu Herstellung eines Zeichenschildes, umfassend die Schritte:

A. Bereitstellen eines Zeichenrohlings und einer Zeichenschildfolie mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff auf der Rückseite und einer die Klebstoffschicht bedeckenden Release-Folie nach Anspruch 1;

B. Entfernen des Release-Liners von der Rückseite der Zeichenschildfolie;

C. Auflegen des Zeichenrohlings auf eine ebene Oberfläche und Positionieren der Zeichenschildfolie mit der kelbstoffbeschichteten Seite auf dem Zeichenrohling;

D. Auflegen des in Schritt B abgezogenen Release- Liners über der Zeichenschildvorderseite als eine Gleitfolie;

E. Pre-Adhärieren der Zeichenschildfolie auf dem Zeichenrohling zur Bildung eines Zeichenschildes; und

F. ausreichendes Exponieren des Zeichenschildes an Wärme, um den Klebstoff zu aktivieren.