DE69117873T2 - Polymerzusammensetzung zur Herstellung einer Trennfolie - Google Patents
Polymerzusammensetzung zur Herstellung einer TrennfolieInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung, aus der Trennfolien für den Kontakt mit Oberflächen, die selbstklebende Klebstoffe enthalten, hergestellt werden können.
- Trennbeläge werden bei Etiketten, Fußbodenplatten, Pflastern, Aufklebern usw. verwendet. Trennbeläge werden herkömmlicherweise aus Kraftpapier hergestellt. das mit Silikon beschichtet wird. Auf das Trägermaterial werden ein Silikonpolymer und ein Katalysator aufgetragen, und die abschließende Polymerisation erfolgt durch Erhitzen und/oder durch Bestrahlung. Die Silikonschicht soll als gleichmäßige Oberfläche vernetzt und auf der Trägerbahn verankert werden.
- Niedrige Zugfestigkeit, unterschiedliche Dicke und ungleichmäßige Oberflächen führen zu Beschränkungen, die mit zunehmenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Anwendungen beim automatischen Etikettieren wichtig geworden sind.
- Vorbeschichtete Trennpapiere. d. h. ein- oder beidseitig mit Polyolefinen beschichtete Papiere. haben einen Teil der obenerwähnten Probleme gelöst. In diesem Falle wird das Papier zuerst mit einem Polyolefin und danach mit Silikon beschichtet, d. h. es werden zwei getrennte Beschichtungsschritte benötigt, wie in der US-A-3403045 beschrieben. Außerdem ist für die Silikonbeschichtung ein Katalysator erforderlich.
- In den Trennschichten werden auch Polyesterfolien verwendet, am häufigsten aus Polyethylenterephthalat, die mit einem Silikonpolymer beschichtet sind. Nach der US-A-453366 wird die Folie vor dem Auftragen des Silikons durch Bestrahlung in einer inerten Atmosphäre behandelt.
- Jedenfalls können Polyesterfolien auch ohne Bestrahlung beschichtet werden (FI 893868). wenn ein bestimmtes Polydiorganosiloxan verwendet wird.
- In der US-P-4859511 wird eine Trennfolie beschrieben, deren Unterlage ein Papier, ein Faservlies, eine Kunststoffolie oder ein extrusionsbeschichtetes Papier sein kann und die vor dem Auftragen der Trennsubstanz vorbeschichtet wird. Das Vorbeschichtungsmaterial ist polar. z. B. Polybutadien oder Polyisopren. Die Silikonschicht wird nach dem Vorbeschichten aufgetragen und je nach den Eigenschaften des Silikons getrocknet oder gehärtet.
- In der EP-A-252483 wird ein Fluorsilikon-Polymer beschrieben, das als Trennsubstanz auf verschiedenen Trägermaterialien verwendet werden kann, wie z. B. auf Papier. verschiedenen Kunststoffolien und Metallen. Die Trennsubstanz wird auf das Trägermaterial aufgetragen und gehärtet. Die JP- A-60-094485 offenbart eine Trennschicht-Zusammensetzung. die aus der Umsetzung eines Polysiloxans mit einem Polyisocyanat und einem Hydroxyalkylacrylat abgeleitet wird. Die EP-A-0254050 offenbart eine Trennschicht-Zusammensetzung aus einem Polyethylen/Vinylsiloxan-Gemisch. Die EP-A-0334051 offenbart eine Trennschicht, die durch Koextrusion eines Polypropylens und eines difunktionellen Silikons hergestellt wird.
- So können auch Polyolefinfolien in Trennfolien verwendet werden. Die Silikonbehandlung muß jedoch als separater Verarbeitungsschritt ausgeführt werden, und zum Fixieren des Silikons ist eine Bestrahlung und/oder Erhitzung notwendig. Die Temperatur ist verhältnismäßig hoch, im allgemeinen etwa 150ºC, und die Eigenschaften des Polyolefins verschlechtern sich.
- Die vorliegende Erfindung löst das mit bekannten Trennfolien verbundene Problem auf eine sehr einfache Weise. Statt der Verwendung eines separaten Trägermaterials, das mit einer Trennsubstanz wie z. B. Silikon beschichtet wird, schafft die Erfindung eine Polymerzusammensetzung, die selbst als Trennsubstanz wirkt und deren Behandlungseigenschaften denen von LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) entsprechen und die folglich mittels eines herkömmlichen Folienherstellungsverfahrens direkt als Trennfolie ausgebildet werden kann.
- Erfindungsgemäß wird ein Polymer zur Herstellung von Trennfolien für den Kontakt mit Oberflächen geschaffen. die selbstklebende Klebstoffe enthalten. dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer aus einem Polyolefin. mit dem Verbindungen. die funktionelle Gruppen enthalten, durch Copolymerisation oder Pfropfpolymerisation auf andere Weise als mittels der funktionellen Gruppen verbunden worden sind, wobei die funktionellen Gruppen Säure- oder Säureanhydrid-, Silan-, Hydroxy-, Epoxy-. Amino-. Keten- oder Isocyanatgruppen sind, und einer reaktiven Trennsubstanz hergestellt wird, die ein Silikon, eine Fettsäureverbindung oder ein Fluorpolymer mit funktionellen Gruppen ist, wobei das Polyolefin und die Trennsubstanz in schmelzflüssigem Zustand miteinander vermischt worden sind.
- Die für die Herstellung einer Trennfolie entwickelte Polymerzusammensetzung setzt sich aus einem reaktiven Polyolefin und einem reaktiven Silikon oder irgendeiner anderen reaktiven Trennsubstanz zusammen, und diese werden durch Mischen in schmelzflüssigem Zustand miteinander zur Reaktion gebracht. Auf diese Weise kann die Kette des Silikons oder irgendeiner anderen Trennsubstanz dazu gebracht werden, sich mit der Polyolefinkette zu verbinden.
- Das reaktive Polyolefin kann ein beliebiges Polyolefin sein, mit dem sich eine reaktive organische Verbindung durch Copolymerisation, Propfpolymerisation oder irgendein anderes Mittel durch Bindung an die Kette verbindet. Für diesen Zweck geeignete Verbindungen können solche Verbindungen sein, die Säure- oder Säureanhydrid-, Silan-, Hydroxyl-, Amino-, Epoxy-, Keten- oder irgendwelche anderen Gruppen enthalten, die mit reaktiven Silikonen oder anderen Trennsubstanzen reagieren.
- Geeignete Polyolefine, die auf das erfindungsgemäße reaktive Polymer angewandt werden können. sind unter anderen Copolymere von Ethylen und Carbonsäuren oder Carbonsäure-Derivaten, wie z. B. Ethylen-Acrylsäure- und Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere, Ethylen-Butylacrylat, Ethylen- Ethylacrylat, Ethylen-Methylacrylat. Ethylen-Hydroxyethylmethacrylat und Ethylen-Glycidylmethacrylat. Geeignet sind auch Copolymere von Ethylen und Vinylalkohol sowie Copolymere von Ethylen und hydrolysierbaren Silanen. wie z. B. Ethylen-Vinyltrimethoxysilan-Copolymere. Die Ethylen-Copolymere können auch mit Säuren oder Säureanhydriden gepfropft werden, z. B. mit Carbonsäuren. Beispiele dafür sind unter anderen mit Carbonsäuren gepfropfte Ethylen-Butylacrylat-Copolymere.
- Reaktive Trennsubstanzen sind wiederum solche Silikone oder andere Substanzen, die gebundene Säure- oder Säureanhydrid-, Keten-, Epoxy-. Hydroxy (Silanol- oder Carbinol-), Aminogruppen oder Wasserstoffatome oder irgendwelche reaktiven Gruppen enthalten, die mit reaktiven Polyolefinen reagieren können. Diese Gruppen können an den Kettenenden (Primärgruppen) oder als Seitengruppen (Sekundärgruppen) angeordnet sein. Auch ungesättigte Gruppen sind möglich, da sie auf Polyolefine gepropft oder aufpolymerisiert werden können, oder Silikone oder andere Trennsubstanzen können mittels langer Paraffingruppen ohne chemische Reaktion in dem Polyolefin festgehalten werden.
- Durch Vermischen der reaktiven Polyolefine und der reaktiven Trennsubstanzen in schmelzflüssigem Zustand erhält man ein Trennmittelpolymer, das eine reaktive Verbindung ist und in granulierter Form an Folienhersteller geliefert werden kann. Das Mischen kann mit einem Banbury-Mischer, einem Durchlaufmischer, einem Doppelschneckenmischer oder irgendeiner Mischvorrichtung ausgeführt werden, deren Temperatur und Verweilzeit ausreichen, um die reaktiven Komponenten vollständig miteinander umzusetzen. In gewissen Fällen kann das reaktive Mischen auch in Verbindung mit der Folienherstellung erfolgen. Eine Trennfolie ist eine Folie (einlagige Folie. koextrudierte Folie, laminierte Folie oder (ko)extrusionsbeschichtete Trägerbahn), deren Oberflächenschicht ein Trennmittel ist. Die Folie kann mittels eines Blasfolien-, Gießfolien- oder Extrusionsbeschichtungsverfahrens hergestellt werden, wobei die Trägerbahn Papier, Aluminium, Kunststoff oder irgendeine andere, für Extrusionsbeschichtung geeignete Trägerbahn sein kann.
- In dem erfindungsgemäßen reaktiven Polymer kann die Menge der reaktiven Trennsubstanz innerhalb eines Bereichs von 0.1-20 Gew.-% variieren, wobei allerdings die geeignete Menge im allgemeinen im Bereich von 1-10 Gew.-% gewählt werden kann. Bei höheren Trennsubstanzanteilen wird die Reaktionsverbindung zu stark vernetzt.
- Das (Klebe-) Band, bei dem die Trennfolie verwendet wird, kann ein Band auf Kautschuk- oder Acrylatbasis oder irgendein anderes Band sein, das für technische Anwendungen (z. B. als Schutzfolie für Schmirgelpapier. wobei das Band auf Stahl haften muß). für Verpackungszwecke (z. B. als Schutzfolie für Etiketten, wobei das Band auf Glas, PVC, PET usw. haften muß) und für klinische Zwecke eingesetzt wird (z. B. als Schutzfolie für EKG-Elektroden, wobei das Band auf der Haut haften muß).
- Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend verschiedene, nicht als Einschränkung auszulegende Beispiele angegeben, die bezüglich der Trennungs- und Hafteigenschaften auf die folgende Weise getestet wurden:
- Die Trennmittel wurden mit einem Banbury-Mischer (200ºC. 10 min) hergestellt und zu Folien mit einer Dicke von 2 mm gepreßt. Standard- Testband auf Kautschukbasis (TESA 4154 von Beyersdorf) wurde mit einem Druck von 70 p/cm² 20 Stunden bei einer Temperatur von 23ºC auf diese Folien gepreßt. Die Haftung (Ablösekraft) zwischen den Trennmittelfolien und dem Band wurde mit einer Instron-Ziehvorrichtung bei einer Ziehgeschwindigkeit von 300 mm/min (180º-Ablösetest) geprüft, und der Ablösewert wurde in N/cm angegeben. Für PVC und PET wurde der Test auf die gleiche Weise wie oben durchgeführt. Das Haftvermögen nach dem Wiederankleben wurde auf die gleiche Weise wie der Ablösewert gemessen.
- Die folgenden reaktiven Polyolefinqualitäten wurden verwendet:
- NCPE0414 säuregepfropftes 17%-iges Ethylen- Butylacrylat
- NCPE6664 Ethylen-Vinyltrimethoxysilan-(2%)Copolymer
- NCPE0465, Neste Ethylen-Hydroxyethylmethacrylat-(8%) Copolymer
- Primacor 3340, Dow Ethylen-Acrylsäure-(9%) Copolymer
- Die folgenden reaktiven Trennsubstanzen wurden verwendet:
- L-9300, Union Carbide glycidylgruppenhaltiges Silikon
- DC-109, Dow Corning hydroxylgruppenhaltiges Silikon (primäres Silanol)
- MH-15. Bayer Silikon auf Polymethylhydrogensiloxan-Basis
- Reoplast 39, Ciba-Geigy epoxidiertes Sojaöl
- AKD, Raisio Alkylketen-Dimer
- SLM 52-173, Wacker Chemie silanolgruppenhaltiges Silikon
- FD 350, Wacker Chemie silanolgruppenhaltiges Silikon
- FD 80, Wacker Chemie silanolgruppenhaltiges Silikon
- Verschiedene Trennsubstanzen wurden in schmelzflüssigem Zustand mit einem reaktiven Ethylen-Silan-Copolymer (NCPE6664) vermischt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. TABELLE 1 Trennsubstanz Haftung der Verbindung auf dem Band (N/cm) Haftung des Bandes auf Glas keine
- Tabelle 1 zeigt, daß durch Zusatz reaktiver Trennsubstanzen das Band leicht abgelöst werden kann, und daß auch relativ gute Haftungsergebnisse auf Glas erzielt werden.
- Eine vorteilhafte Kombination erhält man bei Verwendung von DC-109, und die Ergebnisse verbessern sich weiter, wenn das Kondensationsmittel DBTDL von Silanolen (Dibutylzinndilaurat) verwendet wird.
- Mischungen auf Ethylen-Hydroxyethylmethacrylat-Copolymer-Basis (analysenrein, NTR-354) weichen von den obigen Substanzen insofern ab, als die Menge der reaktiven Gruppen sehr groß ist, weshalb erheblich mehr reaktive Trennsubstanz zugesetzt und möglicherweise anschließend verdünnt werden kann, z. B. mit HDPE. TABELLE 2 Haftung des Bandes auf der Unterlage (N/cm) Trennsubstanz Haftung der Verbindung auf dem Band Stahl Glas Reoplast Verdünnung keine
- Tabelle 2 zeigt, daß große Mengen reaktiver Trennsubstanzen leicht an die Hydroxylgruppe gebunden werden können, ohne daß die Hafteigenschaften des Bandes sich verschlechtern, und daß außerdem diese Mischungen unter Erhaltung der Trenneigenschaften verdünnt werden können.
- Die Auswirkung der Viskosität der Trennsubstanz auf die Ablösekraft wurde untersucht. Bei allen drei verwendeten Silikonen war der reaktive Teil Silanol. Die Viskositäten wichen jedoch erheblich voneinander ab. TABELLE 3 Haftung auf der Unterlage (N/cm) Polymer + Trennsubstanz Viskosität Wasser-Behandlung Haftung auf dem Band Stahl Glas Brabender
- Anmerkung: + Wasserbehandlung angewandt (2 Stunden in Wasser von 90ºC)
- - keine Wasserbehandlung angewandt
- SLM 52-173, das den höchsten Polymerisationsgrad (Viskosität) aufweist, liefert die besten Trenneigenschaften. Die Trenneigenschaften verbessern sich mit zunehmender Viskosität der Trennsubstanz.
- Tabelle 3 zeigt auch, daß die Trenneigenschaften mit Hilfe der Wasserbehandlung weiter verbessert werden können.
- Schließlich wurde nach dem Blasfolienverfahren eine dreischichtige Folie mit dem folgenden Aufbau hergestellt:
- 15 µm EBA/10 µm HDPE/15µpm Trennmittelgemisch
- Das EBA (Ethylen-Butylacrylat) war die Neste-Qualität NCPE6417 mit einem Gehalt von 17% Butylacrylat, und HDPE war NCPE7007. Die Vorstellung dabei war, daß die Schichtdicke des Trennmittelgemischs so klein wie möglich sein sollte, so daß das Produkt billig und die Stoffwanderung weniger schädlich wäre. EBA wurde als zweite äußere Schicht verwendet, um die nicht umgesetzte Trennsubstanz darin zu absorbieren. Die mittlere HDPE- Schicht bewirkt ihrerseits die Steifigkeit des Produkts, wodurch sich die Trennei genschaften verbessern.
- Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse von zwei dreischichtigen Folien. TABELLE 4 Haftung auf der Unterlage (N/cm) Polymer + Trennsubstanz Haftung auf dem Band (N/cm) Stahl Glas Primacor
- Die Ergebnisse zeigen, daß auch koextrudierte Folien Trenneigenschaften aufweisen und daß das Band nach dem Ablösen besonders gut auf Glas haftet.
Claims (9)
1. Polymerzusammensetzung zur Herstellung von Trennfolien für den
Kontakt mit Oberflächen, die selbstklebende Klebstoffe enthalten, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polymerzusammensetzung aus einem Polyolefin, mit
dem Verbindungen, die funktionelle Gruppen enthalten, durch
Copolymerisation oder Pfropfpolymerisation auf andere Weise als mittels der
funktionellen Gruppen verbunden worden sind, wobei die funktionellen
Gruppen eine Säure oder ein Säureanhydrid Silan-, Hydroxy-, Epoxy-,
Amino-, Keten- oder Isocyanatgruppen sind, und einer reaktiven
Trennsubstanz hergestellt wird, die ein Silikon, eine Fettsäureverbindung oder
ein Fluorpolymer mit funktionellen Gruppen ist. wobei das Polyolefin und
die Trennsubstanz in schmelzflüssigem Zustand miteinander vermischt worden
sind.
2. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyolefin ein Copolymer oder Propfpolymer von Ethylen ist.
3. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die funktionellen Gruppen der Trennsubstanz Silanol-, Carbinol-,
Alkoxysilan-, Säure-, Amino-, Epoxygruppen, Wasserstoff, Silan-,
Keten- oder Isocyanatgruppen sind.
4. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktion durch Kondensation von Silanolgruppen mit Hilfe von Wasser und
einem Silanolkondensationskatalysator erreicht worden ist.
5. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyolefin ein Co- oder Terpolymer von Ethylenalkoxysilan und die
Trennsubstanz ein Silikon ist, das Silanolgruppen enthält.
6. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyolefin ein Co- oder Terpolymer von Ethylenhydroxyalkyl (meth)acrylat
ist und die Trennsubstanz Ketengruppen enthält.
7. Trennfolie für den Kontakt mit Oberflächen, die selbstklebende
Klebstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Polymerzusammensetzung
nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Form einer Folie
enthält.
8. Trennfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein
Gemisch aus der Polymerzusammensetzung und einem nichtmodifizierten
Polyolefin aufweist.
9. Trennfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, die auf
der Oberfläche eines Folienmaterials, das die Polymerzusammensetzung nicht
enthält, koextrudiert wird.
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