DE69613310T2

DE69613310T2 - Mit Silikontrennschicht beschichteter Polyesterfilm

Info

Publication number: DE69613310T2
Application number: DE69613310T
Authority: DE
Inventors: Kenneth J. Muschelweicz; Robert G. Posey
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film Inc
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Inc
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2016-10-16
Also published as: EP0769540A3; DE69613310D1; EP0769540A2; KR100487498B1; US5672428A; JPH09216963A; KR970021154A; EP0769540B1; JP3493268B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft abziehbare Polyesterfolien, die insbesondere als temporäres Trägersubstrat für einen mit Klebstoff beschichteten Gegenstand verwendet werden. Beispiele derselben sind Haftetiketten, Klebpapier für Regale, entfernbarer Verschluss für Nahrungsmittelbehälter, die für Mikrowellen geeignet sind, und abziehbare Aufkleber. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein temporäres Substrat aus Polyester, das mit einer Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung beschichtet ist. Ein Verfahren zur Beschichtung einer Polyesterfolie mit der Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung wird auch offenbart.

2) Stand der Technik

Polyesterfolien werden im allgemeinen dadurch hergestellt, dass man eine amorphe Schmelze von Polyester auf eine polierte Gießtrommel extrudiert, die gekühlt wird, um die Schmelze zu einer Bahnenform zu verfestigen. Mit der Bahn wird dann ein Verstreckungsvorgang durchgeführt, der die Kristallisation der Folie erleichtert und somit Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften verleiht. Nachdem die Folie in einer oder zwei Richtungen verstreckt wurde, wird sie im allgemeinen bei einer Temperatur wärmegehärtet, die höher ist als die Temperatur, bei der sie verstreckt wird. Die Wärmehärtung dient zum Einsperren der Eigenschaften des Polyesters.
Es ist sowohl für off-line- als auch in-line-beschichtete Polyesterfolie bekannt. Die Off-line-Beschichtung erfolgt, wenn die Folie nach der Wärmehärtungsstufe beschichtet wird, und sie erfolgt üblicherweise nicht durch den Hersteller der Polyesterfolie. Die In-line-Beschichtung erfolgt während der Herstellungsstufe der Polyesterfolie, typischerweise nach dem Verstrecken in der Längsrichtung und vor der Wärmehärtung der Folie. Die Folie kann durch irgendwelche wohlbekannte Techniken beschichtet werden, einschließlich des Rasterwalzenauftrags, der Sprühbeschichtung, der Spiralschaber-Beschichtung, der Schlitzbeschichtung oder der Eintauchbeschichtung. Die beschichtete Folie wird dann in der Querrichtung verstreckt und dann wärmegehärtet.
Mit Silicon beschichtete, abziehbare Substrate sind bekannt, insbesondere bei Anwendungen, in denen das Substrat Papier ist. Es ist wichtig, dass das mit Silicon beschichtete, abziehbare Substrat es erlaubt, dass ein auf der Rückseite mit einem Klebstoff versehener Gegenstand mit minimaler Kraft daran klebt, um somit als temporärer Träger zu dienen. Andererseits muss das Substrat auch den auf der Rückseite mit einem Klebstoff versehenen Gegenstand mit einer minimalen Kraft ablösen und die Siliconbeschichtung nicht auf den Klebstoff übertragen (Migration genannt), wodurch vermieden wird, dass dieselbe an dem fertigen Substrat haftet. Mit Silicon beschichtete, abziehbare Substrate werden am häufigsten durch Beschichten des Substrats mit einer Siliconharz-Zusammensetzung auf Lösungsmittelbasis oder lösungsmittelfreier Basis hergestellt. Wenn die Siliconharz-Zusammensetzung trocknet, haftet sie an dem Substrat.
Das US Patent 4 851 166 an Kendall offenbart eine Polyesterfolie, die vor der Verstreckungsorientierungsstufe mit einer wärmehärtbaren, nichtwässrigen Siliconharz-Zusammensetzung in-line-beschichtet wurde.
Kendall verwendet ein lösungsmittelfreies Siliconharzsystem. Die Verwendung eines lösungsmittelfreien Siliconharzsystems hat wirtschaftliche Nachteile, verglichen mit Siliconharzsysfemen auf Lösungsmittelbasis oder wässriger Basis. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, dass Systeme auf Lösungsmittelbasis oder wässriger Basis dünner aufgetragen werden können als ein lösungsmiatelfreies System. Somit ist die im allgemeinen dickere Beschichtung eines lösungsmittelfreien Harzsystems kostspieliger.
Das Kanadische Patent 1 120 176 an Kockemeyer offenbart ein Siliconharzsystem auf wässriger Basis, das auf Kunststofffolien-Substrate für Trennmittelfolien-Anwendungen (die in diesem Patent als Klebstoffabstoßende Beschichtungen bezeichnet werden) aufgetragen werden kann. Die Beschichtungszusamrnensetzung ist eine wässrige Emulsion, bestehend aus: 1) Diorganopolysiloxanen, die Vinylgruppen, welche an Silicium gebunden sind, in ihren terminalen Einheiten aufweisen; 2) 20 bis 50 Gew.-% Organopolysiloxane, die wenigstens drei Wasserstoffatome, die an Silicium gebunden sind, pro Molekül aufweisen, bezogen auf das Gewicht des Diorganopolysiloxans; und 3) eine katalytische Menge eines Platinkatalysators, welcher die Zugabe von Wasserstoff, der an Silicium gebunden ist, an Vinylgruppen erleichtert.
Das US Patent 3 427 270 an Northrup offenbart eine nichtwässrige (d. h. auf Lösungsmittel basierende) Siliconharz-Zusammensetzung, die als Trennmittel brauchbar ist, und die Haftung vermittelnde Silane. Bei der Verwendung der nichtwässrigen Siliconharz-Zusammensetzung wird festgestellt, dass für eine zweckmäßige Haftung der Silicon-Beschichtung auf einem Cellulose-Substrat zwei Silan-Bestandteile notwendig sind. Die zwei Komponenten bestehen aus einem Epoxysilan und einem Alkylsilan, wobei es sich bei dem Alkyl um einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit nicht mehr als drei Kohlenstoffatomen handelt. Wie durch diese Literaturstelle offenbart wird, ergeben die Epoxysilane allein keine reproduzierbaren Ergebnisse, wenn sie als Haftvermittler für Silicon-Trennmittel verwendet werden. Um dieses Problem zu lösen wird eine zweite Alkylsilan-Komponente benötigt.
EP-A-536 : 766 an Farrar offenbart eine Beschichtungszusammensetzung, umfassend eine Siliconharz-Zusammensetzung auf wässriger Basis und wenigstens 1 Gew.-% eines Glycidoxysilans. Die Siliconharz-Zusamrnensetzung auf wässriger Basis umfasst ein Methylvinylpolysiloxan, das terminale und seitenständige Vinylendgruppen enthält, und einen Platin- Katalysator als Vernetzungsmittel. Die Beschichtungszusammensetzung kann entweder durch In-line- oder OFF-line-Beschichtung auf die Coronabehandelte Oberfläche der Folyesterfolie aufgetragen werden. Die Beschichtung stellt eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit, einen ausgezeichneten Migrationsschutz und gute Ablöseeigenschaften bereit.
Die in der Technik bekannten Silicon-Beschichtungen sind für ein Quellen und Lösen in Lösungsmittels sehr anfällig. Deshalb besteht in der Technik weiterhin ein Bedarf an einem anziehbaren Siliconbeschichtungssystem, das mit polymeren Substraten, insbesondere Polyester-Substraten, kompatibel ist und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit bereitstellt. Die auf das Substrat aufgetragene Trennschicht sollte nicht mit Lösungsmitteln reagieren. Es ist besonders erwünscht, die bekannten Silicon- Trennschichten in Bezug auf das Quellen und Lösen in Lösungsmitteln, wie z.B. in Toluol, zu verbessern. Eine solche Beschichtung mit verbesserter chemischer Beständigkeit ist erwünscht, um die Probleme mit Lösungsmittelresten in Klebstoffen, Tinten und Lackentfernern, die auf die Beschichtung aufgetragen werden können, zu vermeiden. Weiterhin sind neue Anwendungen möglich, die aufgrund des Fehlens von Lösungsmittelbeständigkeit nicht möglich waren. Diese Verbesserung der chemischen Beständigkeit der Beschichtung sollte gleichzeitig nicht deren erwünschte Abriebbeständigkeit, deren gute Ablöseeigenschaften und geringe Migration beeinträchtigen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine auf eine Polyesterfolie auftragbare Silicon-Beschichtungszusammensetzung bereit, die aufgrund der ausgezeichneten Abriebbeständigkeit, der guten Ablöseeigenschaften und der geringen Migration eine stark verbesserte chemische Beständigkeit und auch ausgezeichnete Silicon-Abtrennungsanwendungen ergibt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine abziehbare Polyesterfolie, die eine Polyesterfolie umfasst, die eine Beschichtung auf wenigstens einer Fläche derselben in einer Menge aufweist, welche ausreichend ist, um als abziehbare, Silicon-beschichtete Folie zu agieren, wobei die Beschichtungszusammensetzung
ein Vinylgruppen enthaltendes Alkylvinylpolysiloxan; und
einen Katalysator, der aus der aus einem Platinkomplex und einem Zinnkomplex bestehenden Gruppe ausgewählt ist;
ein Glycidoxysilan und
ein Alkylhydrogenpolysiloxan, das 1,5 bis 2 Mol-% Wasserstoff enthält,
umfasst.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Die Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung kann aus verschiedenen Polyesterharzen hergestellt werden. Polyethylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat und Polyethylen-1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat sind Beispiele geeigneter Homopolymere, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Polyestercopolymere können auch verwendet werden. Mögliche Copolyester schließen Polyethylenterephthalat/Isophthalat, Polyethylenterephthalat/Adipat, Polyethylenterephthalat/Sebacat und Polyethylenterephthalat/Sulphoisophthalat ein. Polyethylenterephthalat-Homopolyester wird bevorzugt.
Die Polyesterfolie kann auch andere Polymere einschließen, solange die Folie einen Polyester-Gehalt von mehr als etwa 85 Gew.-% aufweist. Z.B. wäre eine Mischung von Polyester und Polyolefin, wie Polyethylenterephthalat/Polyethylen, oder eine Mischung von Polyester und Polyamid, wie Polyethylenterephthalat und Nylon, geeignet.
Die Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung kann durch ein Extrusionsverfahren hergestellt werden. Das Polyesterharz wird zuerst durch Erwärmen aufgeschmolzen und dann durch eine breite Schlitzdüse in Form einer amorphen Folie extrudiert. Das bahnenartige Extrudat wird schnell abgekühlt, um durch Extrusion der amorphen Bahn um eine polierte, sich drehende, gekühlte Gießtrommel herum eine gegossene Polyesterfolie zu bilden. Die gegossene Polyesterfolie kann dann in wenigstens einer Richtung verstreckt werden, während sie auf eine Temperatur im Bereich von etwa 80ºC bis 160ºC, vorzugsweise von 90ºC bis 100ºC, erwärmt wird. Der Verstreckungsgrad kann etwa das Dreifache bis Fünffache der ursprünglichen Ausmaße der gegossenen Folie betragen, vorzugsweise etwa das Dreifache bis Vierfache der ursprünglichen Ausmaße der gegossenen Folie. Vorzugsweise wird die Polyesterfolie biaxial orientiert und nicht uniaxial orientiert.
Vor dem Beschichten der Oberfläche der Polyesterfolie mit der wässrigen Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann die Folie auf herkömmliche Weise oberflächenbehandelt werden, indem man auf die Oberfläche eine Corona-Entladung einwirken lässt. Die Corona- Entladung ist eine konventionelle Oberflächenbehandlung, die auf Polyesterfolien durchgeführt wird, um die Benetzungseigenschaft der Folie zu verstärken. Corona-Entladungsmethoden und -geräte werden in den US Patenten 3 057 792 und 4 239 973 beschrieben.
Bei einer uniaxial orientierten Folie kann die Corona-Behandlung mit anschließendem Auftragen der Beschichtung während des In-line-Herstellungsverfahrens entweder vor der Verstreckungsorientierungoder nach der Verstreckungsorientierung erfolgen. Wenn die Corona-Behandlung mit anschließender Beschichtung vor der Verstreckungsorientierung erfolgt, treibt ein Erwärmen der Folie vor der Verstreckungsorientierung üblicherweise das Wasser aus der Beschichtung heraus. Wenn die Corona-Behandlung und die Beschichtung für eine uniaxial orientierte Folie nach der Verstreckungsorientierung während des In-line-Herstellungsverfahrens erfolgt, ist es notwendig, die Folie vollständig zu trocken, bevor sie aufgewickelt wird. Eine Wärmehärtung der Folie - um die physikalischen Eigenschaften einzusperren - ist im allgemeinen auch ausreichend, um die Folie vor dem Aufwickeln zu trocknen. Für eine uniaxial orientierte Folie besteht die bevorzugte Arbeitsweise in der Corona-Behandlung und der Beschichtung der Folie vor der Verstreckungsorientierung.
Für eine biaxial orientierte Folie kann die Corona-Behandlung mit anschließender Beschichtung während des In-line-Herstellungsverfahrens entweder vor der Verstreckungsorientierung oder zwischen dem Verstrecken in der Maschinenrichtung oder der Maschinenquerrichtung der biaxialen Verstreckungsorientierung oder nach der Verstreckungsorientierung erfolgen. Wenn die Corona-Behandlungs- und die Beschichtungsstufe erfolgen, nachdem die Verstreckungsorientierung vervollständigt ist, wird es wiederum bevorzugt, dass die Folie vor dem Aufwickeln vollkommen trocken ist. Darüber hinaus muss die biaxial orientierte Folie wärmegehärtet werden, um die physikalischen Eigenschaften einzusperren, und dies ist im allgemeinen ausreichend, um die Folie vor dem Aufwickeln zu trocknen. Wenn die Corona-Behandlung oder die Beschichtung vor der Orientierung oder zwischen den Verstreckungsvorgängen während der Orientierung erfolgt, sind die letzteren Orientierungsschritte im allgemeinen ausreichend, um das Wasser aus der Beschichtung auszutreiben. Für eine biaxial orientierte Folie erfolgen die Corona-Behandlung und die anschließende Beschichtung vorzugsweise zwischen diesen Verstreckungsvorgängen während des Stadiums der Verstreckungsorientierung.
Die Polyesterfolie wird auf ihrer Corona-behandelten Fläche mit der Beschichtungszusamrnensetzung der vorliegenden Erfindung - die später ausführlicher beschrieben wird - beschichtet. Die Beschichtungszusammensetzung kann als wässrige Emulsion oder Dispersion auf herkömmliche Weise aufgetragen werden. Z.B. kann die Folie durch Walzenauftrag, Sprühbeschichten, Rasferwalzenauftrag, Umkehrrasterwalzenauftrag oder Schlitzbeschichten beschichtet werden. Die während der nachfolgenden Vorerwärmungs-, Verstreckungs- und/oder Wärmehärtungsstufen auf die Folie aufgebrachte Wärme ist im allgemeinen ausreichend, um das Wasser zu verdampfen und die Beschichtung zu härten und an die Polyesterfolie zu binden.
Die orientierte Polyesterfolie wird im allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von 190ºC bis 240ºC; vorzugsweise von 215ºC bis 235ºC wärmegehärtet. Die beschichtete, orientierte Polyesterfolie wird dann für die weitere Verarbeitung und den Versand zu einer Rolle aufgewickelt.
Die Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung wird im allgemeinen wie folgt hergestellt: zuerst wird das Glycidoxysilan in deionisiertem Wasser hydrolysiert. Dann werden das Dialkylpolysiloxan, das seitenständige und terminale Vinylgruppen enthält (nachstehend als Alkylvinylpolysiloxan bezeichnet), einschließlich des geeigneten Katalysators, wie Platin oder Zinn, und das Alkylhydrogenpolysiloxan vorher in Wasser vermischt, was eine wässrige Slliconharz-Emulsion ergab. Das vorher hydrolysierte Glycidoxysilan und die wässrige Siliconharz-Emulsion werden innig vermischt, um die Beschichtungszusammensetzung auf wässriger Basis zu ergeben.
Im allgemeinen enthalten die Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzungen Platin als Katalysator. Wenn jedoch Alkylvinylpolyslioxane vom Kondensations-Typ verwendet werden, dann kann die Emulsion mit einem Zinnkatalysator katalysiert werden.
Das Alkylvinylpolysiloxan, das terminale und seitenständige Vinylgruppen enthält, wird durch die Formel I:
dargestellt, worin R¹, R², R³, R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; einander gleich oder voneinander verschieden sind und' Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methylgruppen sind, und
worin R&sup4; und R&sup8; einander gleich oder voneinander verschieden sind und Alkenylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise -CH=CH&sub2;- Gruppen, sind, oder R&sup8; alternativ dazu eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methylgruppe, sein kann, und worin x eine Zahl von wenigstens 1000 ist, und y 1 bis 5 ist.
Für den Zweck der Erfindung werden Methylvinylpolysiloxane am meisten bevorzugt. Im allgemeinen liegt der Vinylgehalt des Alkylvinylpolysiloxans gemäß der Formel I zwischen etwa 0,2 und etwa 10 Mol-%, einschließlich der seitenständigen (R&sup4;) und terminalen (R&sup8;) Vinylgruppen. Vorzugsweise beträgt dieser Vinylgehalt etwa 0,2 bis etwa 0,8 Mol-% der gesamten Zusammensetzung.
Solche Alkylvinylpolysiloxane sind im Handel z. B. von Wacker Silicone (Adrian, Michigan), Dow Corning (Midland, Michigan), Rhone Poulenc, Inc. (Rockwell, S. C.) erhältlich.
Das Glycidoxysilan kann ein γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder allgemein jedes Glycidoxysilan sein, das durch die Formel;
X-Y-Si-R¹, R², R³' dargestellt wird, worin X eine Glycidoxygruppe ist, Y eine Alkylengruppe, wie Methylen, Ethylen, Propylen usw., ist und R¹, R² und R³ hydrolysierbare Gruppen, wie Methoxy, Ethoxy, Acetoxy und dergleichen, sind. Diese Silane besitzen eine Löslichkeit oder Dispergierbarkeit in Wasser.
Diese Glycidoxysilane sind wasserlöslich oder in Wasser dispergierbar und reagieren mit Wasser.
Das Alkylhydrogenpolysiloxan wird durch die Formel IT:
dargestellt, worin R¹¹ H oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methylgruppe, ist, und y eine Zahl zwischen 20 und 25 ist.
Um die verbesserte chemische Beständigkeit der Beschichtung zu erreichen, enthält das Alkylhydrogenpolysiloxan 1,5 bis 2 Mol-% Wasserstoff.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass der obige Wasserstoffgehalt des Vernetzungsmittels auf signifikante Weise die Lösungsmittelbeständigkeit der Silicontrennbeschichtung verbessert.
Es wurde auch gefunden, dass zusätzlich zu einem hohen Wasserstoffgehalt des Vernetzungsmittels ein hohes Stoffmengenverhältnis des Wasserstoffgehalts in dem Vernetzungsmittel zu dem Vinylgehalt in dem Alkylvinylpolysiloxan die Lösungsmittelbeständigkeit der Beschichtung verbessern kann. Nach der Auswahl eines Vernetzungsmittels gemäß der Erfindung ist das Alkylvinylpolysiloxan dergestalt, dass ein höheres Verhältnis von Wasserstoff zu Vinyl in der Beschichtungszusammensetzung erreicht wird. Es wurde gefunden, dass die Lösungsmittelbeständigkeit der Trennschicht für ein gegebenes Vernetzungsmittel weiterhin verbessert wird, wenn ein höheres Verhältnis von Wasserstoff zu Vinyl durch Veränderung des Alkylvinylpolysiloxans erreicht wird. Es wurde gefunden, dass bei einem gegebenen Alkylvinylpolysiloxan die Lösungsmittelbeständigkeit besser war, wenn das Verhältnis von Wasserstoff zu Vinyl größer war, indem man den Wasserstoffgehalt des Vernetzungsmittels variierte.
Die Menge des deionisierten Wassers, das mit den Komponenten der Siliconharz-Zusammensetzung vermischt ist, hängt von der Beschichtungsmethode und dem erwünschten Feststoffgehalt ab, der auf die Polyesterfolie aufgetragen werden soll.
Der Feststoffgehalt der wässrigen Beschichtungszusammensetzung kann etwa 3 bis etwa 30 Gew.-% Feststoffe, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Zusammensetzung, ausmachen. Vorzugsweise beträgt er etwa 5 bis etwa 15 Gew.-%. Obwohl es möglich ist, dass eine Feststoff-Konzentration von weniger als 3 Gew.-% für die Beschichtung wirksam sein kann, wird doch angenommen, dass ein solcher Gehalt eine minimale Wirksamkeit aufweisen würde. Obwohl zusätzlich dazu ein Feststoffgehalt von mehr als 30 Gew.-% wirksam sein kann, wird doch angenommen, dass sich bei einem derartiger Gehalt möglicherweise eine Trübung in der Folie ergeben könnte, oder die Beschichtung kostspieliger, aber nicht wirksamer ist, als z.B. eine Folie mit einem Feststoffgehalt im bevorzugten Bereich.
Der Feststoffgehalt in der wässrigen Beschichtungszusammensetzung schließt alle Komponenten (Alkylvinylpolysiloxan, Glycidoxysilan und Alkylhydrogenpolysiloxan) ein, die vorhergehend hierin beschrieben wurden. Ihre speziellen Mengen sind nachstehend angegeben.
Die bevorzugte Menge des Alkylvinylpolysiloxans, das Vinylgruppen enthält, beträgt etwa 90 bis etwa 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe. Bei dem oben angegebenen Feststoffgehalt in der Beschichtungszusammensetzung ergibt sich ein Siloxan-Gehalt von etwa 10 bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Beschichtungszusammensetzung.
Die Menge des Glycidoxysilans beträgt wenigstens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe. Die Verwendung von sehr viel mehr als etwa 30 Gew.-% des Glycidoxysilans ist kostspielig und ergibt möglicherweise Ergebnisse, die außerhalb der erwarteten Ergebnisse liegen. Für den bevorzugten Feststoffgehaltsbereich von 0,5 bis 15 Gew.-% (bezogen auf die wässrige Zusammensetzung) ergibt sich eine Glycidoxysilan-Konzentration in der wässrigen Beschichtungszusammensetzung von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Zusammensetzung.
Die Menge des Alkylhydrogenpolysiloxans beträgt im allgemeinen etwa 3 bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe. Wie oben hierin bereits erklärt wurde, kann es vorteilhaft sein, die Menge des Vernetzungsmittels an die Menge des Alkylvinylpolysiloxans anzupassen, so dass sich vorzugsweise ein höheres Verhältnis von Wasserstoff zu Vinyl in der Beschichtungszusammensetzung ergibt. Dieses Verhältnis sollte vorzugsweise wenigstens 3, mehr bevorzugt wenigstens 4 betragen.
Der Platin- oder Zinnkatalysator wird in katalytischen Mengen zugegeben, die ausreichend sind, d. h. wenigstens 0,5 ppm, um die Zugabe von Wasserstoff des Vernetzungsmittels zu Vinylbindungen des Alkylvinylpolysiloxans zu katalysieren.
Die Dicke der Beschichtung beträgt etwa 1000 Å, und dieselbe wird im Gewicht/Fläche von 0,06 lb./1000 sq. ft. bis 0,25 1b./1000 sq. ft. gemessen. Im allgemeinen ist eine Dicke von weniger als der obigen Menge als Trennschicht nicht wirksam, während eine Dicke, die größer als der obige Betrag ist, nicht kosteneffizient ist.
Die Erfindung wird nun durch die nachstehend angegebenen Beispiele ausführlicher beschrieben.

Allgemeine Versuchsbedingungen

1. Allgemeines

Die Polyesterfolie vom Typ Hostaphan 2000, welche von Hoechst Diafoil Company hergestellt wird, wurde während der Herstellung mit 11 verschiedenen Silicontrennbeschichtungszusammensetzung auf wässriger Basis in-line beschichtet, einschließlich Zusammensetzungen gemäß der Erfindung und Vergleichsbeispielen. Die Komponenten der Zusammensetzungen und deren entsprechende Mengen sind nachstehend angegeben. Das Verfahren der Folienherstellung war für jede Beschichtungszusammensetzung gleich und wurde wie folgt durchgeführt.

2. Folienherstellung

Ein Polyester vom PET-Typ wurde durch Erwärmen aufgeschmolzen und durch eine Schlitzdüse auf eine gekühlte Gießtrommel extrudiert, um eine amorphe Polyesterfolienbahn zu bilden. Die amorphe Polyesterfolienbahn wurde erwärmt und in der Längsrichtung (in der Maschinenrichtung) verstreckt. Danach wurde eine Fläche der uniaxial verstreckten Bahn Corona-behandelt. Die Beschichtungszusammensetzung auf wässriger Basis wurde auf die Corona-behandelte Fläche durch Umkehrrasterwalzenauftrag aufgetragen, Danach wurde die Folie wieder erwärmt und in der Querrichtung verstreckt. Schließlich wurde die biaxial verstreckte Folie wärmegehärtet und aufgewickelt. Die Temperatur- und Streckbedingungen waren die Folgenden:
Temperatur beim Verstrecken in der Längsrichtung: 78ºC
Grad des Verstreckens in der Längsrichtung: 3,5
Corona-Behandlung: 0,5-1,5 W
Temperatur beim Verstrecken in der Querrichtung: 100ºC
Grad des Verstrecken in der Querrichtung: 3,5-4,0
Wärmehärtungstemperatur: 225 ± 5ºC
Foliendicke: 36 um

3. Beschichtungszusammensetzung

Elf verschiedene Beschichtungszusammensetzungen, einschließlich Beispielen gemäß der Erfindung und Vergleichsbeispielen, wurden auf die Corona-behandelte Fläche der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten PET-Folie aufgetragen. In den Beschichtungszusammensetzungen wurden drei verschiedene Alkylvinylpolysiloxane mit drei verschiedenen Arten von Alkylhydrogenpolysiloxanen kombiniert. Das Glycidoxysilan ist γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan. Die Struktur desselben ist:
Zusätzlich dazu wurden die Menge des Alkylvinylpolysiloxans und des Alkylhydrogenpolysiloxans variiert. Eine Reihe von Beschichtungszusammensetzungen hatte ein Gewichtsverhältnis von Alkylvinylpolysiloxan zu Alkythydrogenpolysiloxan von 39 : 1, und bei der zweiten Reihe betrug dieses Verhältnis 24 : 1. Die Mengen alter Komponenten der Beschichtungszusammensetzungen sind nachstehend In der Tabelle 1a und der Tabelle 16 angegeben. Tabelle 1a Beschichtungszusammensetzung mit einem Gewichtsverhältnis von Alkylvinylpolysiloxan zu Alkylhydrogenpolysiloxan von 35 : 1 für die Reihen 1, 3 und 7 Tabelle 1b Beschichtungszusammensetzung mit einem Gewichtsverhältnis von Alkylvinylpolysiloxan zu Alkylhydrogenpolysiloxan von 24 : 1 für die Reihen 2, 4-6 und 8-11
Die folgenden Alkylvinylpolysiloxane wurden verwendet:
A ist ein Methylvinylpolysiloxan mit 0,425 Mol-% Vinylgruppen.
B' ist ein Methylvinylpolysiloxan mit 0,67 Mol-% Vinylgruppen.
C ist ein Methylvinylpolysiloxan mit 0,29 Mol-% Vinylgruppen.
Die folgenden Alkylhydrogenpolysiloxane wurden verwendet:
V90 (zum Vergleich) ist ein Methylhydrogenpolysiloxan mit 0,125 Mol-% Wasserstoff.
V20 (zum Vergleich) ist ein Methylhydrogenpolysiloxan mit 0,73 Mol-% Wasserstoff.
X38 ist ein Methylhydrogenpolysiloxan mit 1,61 Mol-% Wasserstoff. Die Zusammensetzung der unterschiedlichen Beschichtungszusammensetzungen für alle Reihen sind nachstehend in der Tabelle 2 angegeben. Die Tabelle schließt auch das sich ergebende Stoffmengenverhältnis von Wasserstoff zu Vinyl für jede Zusammensetzung ein. Tabelle 2 Beschichtungszusammensetzung

4. Testen der Folie

Drei verschiedene Testarten wurden durchgeführt, um die Lösungsmittelbesfändigkeit der Ablöseschicht gegenüber unterschiedlichen Lösungsmitteln zu bestimmen. Grundsätzlich wird durch alle Tests die Änderung des Ablösens nach dem Abwischen der Siliconschicht mit den Lösungsmitteln oder nach der Alterung der beschichteten Folie bei einer bestimmten Temperatur gemessen.

4.1 Eintägiger Tesa-Test

Das Tesa-Acrylklebband 7475 einer Breite von 1 inch wurde auf die nichtgewichte Silicontrennbeschichtung jeder Folienprobe aufgetragen. Nach 1 Tag (24 Stunden) wurden Proben einer Breite von 1 inch abgeschnitten, und das Klebband wurde bei einem Winkel von 1800 mit einer Geschwindigkeit von 12 inch/min abgeschält. Die Kraft zum Abschälen des Klebbandes wurde in g/inch gemessen. Allgemein annehmbare Ablösewerte sind geringe Kraftwerte, vorzugsweise geringer als 100 g/inch. Die Ablösewerte für die unbehandelte Oberfläche (kein Lösungsmittel) sind nachstehend in der Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
Die Silicontrennbeschichtung jedes Beispiels wurde mit Toluol, Methylethylketon (MEK), Isopropylalkohol (IPA) und Heptan abgewischt. Danach wurde das gleiche 1 inch breite Tesaband 7475 auf die gleiche Weise auf die gewischten Flächen jedes Beispiels aufgetragen. Nach 1 Tag wurden Proben einer Breite von 1 inch abgeschnitten, und das Band wurde auch bei einem Winkel von 180º mit einer Geschwindigkeit von 12 inch/min abgeschält, und die gemessenen Kräfte, die zum Abschälen des Bandes notwendig sind, ergaben die Ablösewerte für die Lösungsmittel-behandelte Silicontrennbeschichtung.
Zusätzlich dazu wurden die Ablöseschichten nach einer Alterung im Ofen bei 140ºF auf die Änderung des Ablösens untersucht. Für diesen Test wurde das Tesa-Klebband. 7475 auf exakt die gleiche Weise wie oben beschrieben wurde, auf die nicht abgewischte Folie aufgetragen. Danach wurden die Proben 24 Stunden in einem Ofen bei 140ºF gehalten. Danach wurden sie auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach 1 Tag wurden die 1 inch breiten Proben abgeschnitten und auf exakt die gleiche Weise abgeschält, wie oben beschrieben ist, um den Ablösewert nach der Wärmealterung (Ofenalterung) zu bestimmen. Die Ergebnisse dieses "Ein-Tag-Tesa-Tests" sind in der Tabelle 3 aufgeführt.

4.2 Eine-Woche-Tesa-Test

Diese Tests wurden auf exakt die gleiche Weise durchgeführt, wie oben für den "Ein-Tag-Tesa-Test" beschrieben wurde, außer der Zeitspanne, während der die Bänder auf den Proben verblieben. In diesen Tests wurden die Bänder eine Woche nachdem die Bänder auf die entsprechenden ungewischten, ofengealterten und gewischten Flächen aufgetragen worden waren, abgeschält. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4

4.3 Gelva-Test

Diese Tests wurden durchgeführt, um weiterhin die Ablöseänderung nach der Wärmealterung zu testen. In diesen Tests wurden die Folienproben unter Verwendung des Bandes Gelva 1753 - ein acrylisches Klebband auf Lösungsmittelbasis - getestet. Dieses Klebband auf Lösungsmittel-Basis wird direkt auf die unbehandelte, Silicon-beschichtete Fläche der Folienproben aufgetragen. Dann wurden die Proben 1 Stunde lang in einem Ofen bei 120ºF erwärmt. Die mit Klebstoff beschichtete Trennmittelfolie wurde dann mit einer biaxial orientierten Polypropylenfolie als Flächen- Einsatzmaterial laminiert. Das Folienlaminat wurde 1 Tag, 1 Woche und 3 Wochen bei Raumtemperatur (RT) und bei 140ºF gealtert. 1 inch breite Proben wurden abgeschnitten, und das Gelva-Band wurde bei einem Winkel von 180º mit 12 inch/min abgeschält. Wiederum ergaben die Kräfte zum Abschälen des Bandes die Ablösewerte für jede Probe. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5

5. Ergebnisse

5.1 Ein-Tag-Tesa-Test

Im Fall der unbehandelten Oberflächen, die als "kein Lösungsmittel" bezeichnet wurde, lagen die Ablösewerte für alle Proben 1 bis 11 alle unterhalb 118 oder höchstens bei etwa 118, wie in der Tabelle 3 gezeigt wird. Nach dem Wischen der Oberfläche mit dem entsprechenden Lösungsmittel (Toluol, MEK, IPA und Heptan) erhöhten sich die Ablösewerte im allgemeinen, im Vergleich mit der unbehandelten Oberfläche. Für eine lösungsmittelbeständige Oberfläche sollte der Ablösewert nicht beträchtlich ansteigen. Ein Ablösewert von 100 oder weniger nach der Behandlung der Oberfläche wird als annehmbar angesehen, aber Werte von weniger als 70 werden bevorzugt.
Die Tabellen zeigen, dass alle Proben, die V20 (siehe die Proben 1, 2, 5, 6, 8) als Vernetzungsmittel in der abzulösenden Schicht enthalten, eine beträchtliche Zunahme ihre Ablösekraft aufweisen, nachdem sie mit Lösungsmittel behandelt wurden.
Die Proben 7, 10 und 11 haben die beste Gesamtlösungsmittelbeständigkeit. Außer bei den zwei Tests mit MEK (Proben 7 und 10) bleiben die Ablösekräffe gering, d. h. unter 100. Aber auch bei einem Anstieg auf Werte zwischen 100 und etwa 200 ist die Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber MEK noch gut. Diese Proben weisen eine Silicontrennbeschichtung auf, die X38 (Wasserstoffgehalt: 1,61 Mol-%) als Vernetzungsmittel enthält.
Einige der V90 enthaltenden Beschichtungen (weißes Muster) zeigen eine gute Lösungsmittelbeständigkeit. Insbesondere die Probe 3 erwies sich als sehr beständig gegenüber allen Lösungsmitteln.

5.2 1-Wochen-Tesa-Test

Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse des einwöchigen Tesa-Tests. Nach 1 Woche waren die Ablösewerte für die unbehandelten Oberflächen in etwa denen gleich, die nach 1 Tag erhalten wurden. Ein Mittelwert aller Ablösewerte für die behandelten Oberflächen war etwas höher. Wiederum wird immer die höchste Zunahme bei Proben beobachtet, die die V20 enthaltende Beschichtung (Proben 1, 2, 6, 6 und 8) aufweisen, und die geringste Zunahme wird bei Proben beobachtet, welche die X38-enthaltende Beschichtung aufweisen.
Beschichtungen, die V90 enthalten, waren insbesondere gegenüber IPA und Heptan beständig. Wiederum ist die Probe 3 die beste aller V90- Proben.
Die Wärmealterung verursachte in keiner Probe eine signifikante Zunahme.

5.3 Gelva-Test

Der Gelva-Test bestätigte die Ergebnisse der Wärmealterung mit dem Tesa-Test. Im allgemeinen waren die Ablösewerte sehr gering. Die unbehandelten Oberflächen (außer einer) hatten Ablösewerte zwischen 5 und etwa 15. Die Wärmealterung verursache in keinem Beispiel eine signifikante Erhöhung der Ablösewerte. Die Ablösewerte nach der Wärmealterung reichten von etwa 15 bis 30. Demgemäß wurde erachtet, dass alle Beschichtungen gegenüber der Wärmebehandlung beständig sind.
Wie oben gezeigt wurde, werden Beschichtungszusammensetzungen gemäß der Erfindung bezüglich ihrer Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber einer Vielfalt von Lösungsmitteln beträchtlich verbessert. Überraschenderweise verursachte ein Alkylhydrogenpolysiloxan, das einen hohen Wasserstoffgehalt aufweist, eine verbesserte Lösungsmittelbeständigkeit der Beschichtung, Es wird gezeigt, dass herkömmliche Vernetzungsmittel mit einem vergleichbar niedrigeren Wasserstoffgehalt gegenüber den meisten Lösungsmitteln nicht beständig sind.

Claims

1. Abziehbare Polyesterfolie, umfassend eine orientierte Polyesterfolie und eine wirksame Menge einer Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung auf der Folie, um einen auf der Rückseite mit einem Klebstoff versehenen Gegenstand von der Silicontrennbeschichtung abzuziehen, wobei die Silcontrennbeschichtung:

a) ein Vinylgruppen enthaltendes Alkylvinylpolysiloxan;

b) einen Katalysator, der aus der aus einem Platinkomplex und einem Zinnkomplex bestehenden Gruppe ausgewählt ist;

c) ein Glycidoxysilan und

d) ein Alkylhydrogenpolysiloxan, das 1,5 bis 2 Mol-% Wasserstoff enthält,

umfasst.

2. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, worin das Alkylvinylpolysiloxan Dimethylvinylpolysiloxan ist.

3. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 2, worin das Dimethylvinylpolysiloxan 0,2 bis 10 Mol-% Vinylgruppen enthält.

4. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, worin das Glycidoxysilan γ-(Glycidoxypropyl)trimethoxysilan ist.

5. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch T, worin das Alkylhydrogenpolysiloxan Methylhydrogenpolysiloxan ist.

6. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, worin die Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung 3 bis 30 Gew.-% Feststoffe, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungszusammensetzung, umfasst.

7. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 6, worin die Beschichtungszusammensetzung wenigstens 0,5 Gew.-% Glycidoxysilan, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe der Beschichtungszusammensetzung, umfasst.

8. Verfahren zur Beschichtung einer Folie, umfassend::

a) das Bilden einer Polyesterfolie;

b) das Verstrecken der Polyesterfolie;

c) das In-line-Beschichten der Folie mit einer wirksamen Menge einer Beschichtungszusammensetzung, die ausreichend ist, um auf Klebstoff basierende Gegenstände abzutrennen, wobei die Zusammensetzung

i) ein Vinylgruppen enthaltendes Alkylvinylpolysiloxan;

ii) einen Katalysator, der aus der aus einem Platinkomplex und einem Zinnkomplex bestehenden Gruppe ausgewählt ist;

iii) ein Glycidoxysilan und

iv) ein 1,5 bis 2 Mol-% Wasserstoff enthaltendes Alkylhydrogenpolysiloxan umfasst;

d) das Trocknen der Beschichtung und

e) das Wärmehärten der beschichteten Folie.

9. Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung, umfassend

a) ein Vinylgruppen enthaltendes Alkylvinylpolysiloxan;

c) ein Glycidoxysilan und

d) ein Alkylhydrogenpolysiloxan, das 1, 5 bis 2 Mol-% Wasserstoff enthält.

10. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 1, worin die Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung umfasst:

a) ein Alkylvinylpolysiloxan der Formel

worin

R¹, R², R³, R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; gleich oder voneinander verschieden sind und Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind;

R&sup4; und R&sup8; gleich oder voneinander verschieden sind und Alkenylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, oder R&sup8; eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist;

x eine Zahl von wenigstens 1000 ist, und

y 1 bis 5 ist;

b) einen Katalysator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem Platin-Komplex und einem Zinn-Komplex;

c) ein Glycidoxysilan, und

d) ein Alkylhydrogenpolysiloxan, welches durch die Formel

dargestellt wird,

worin

R¹¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und

y eine Zahl zwischen 20 und 25 ist.

11. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 10, worin das Glycidoxysilan eine Verbindung der Formel

X-Y-SL-R¹², R¹³, R¹&sup4;

ist, worin Y eine Alkylengruppe ist, und R¹², R¹³ und R¹&sup4; hydrolysierbare Gruppen sind.

12. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 11, worin Y Methylen, Ethylen oder Propylen ist, und R¹², R¹³ und R¹&sup4; Methoxy, Ethoxy oder Acetoxy sind.

13. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 12, worin R&sup4; und R&sup8; -CH=CH&sub2;-Gruppen sind.

14. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 13, worin R¹¹ eine Methylgruppe ist.

15. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 14, worin die Menge des Alkylvinylpolysiloxans a) etwa 90 bis etwa 95 Gew.-% beträgt, die Menge des Glycidoxysilans c) wenigstens 0,5 Gew.-% beträgt, und die Menge des Alkylhydrogenpolysiloxans d) etwa 3 bis etwa 5 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe in der Beschichtungszusammensetzung.

16. Abziehbare Polyesterfolie gemäß Anspruch 10, worin R&sup4; und R&sup8; -CH=CH&sub2;-Gruppen sind.

17. Silicontrennbeschichtungs-Zusammensetzung gemäß Anspruch 9, umfassend

a) ein Alkylvinylpolysiloxan der Formel

worin

x eine Zahl von wenigstens 1000 ist, und

y 1 bis 5 ist;

c) ein Glycidoxysilan, und

d) ein Alkylhydrogenpolysiloxan, welches durch die Formel

dargestellt wird,

worin

R¹¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und y eine Zahl zwischen 20 und 25 ist.

18. Zusammensetzung gemäß Anspruch 10, worin das Glycidoxysilan eine Verbindung der Formel

X-Y-Si-R¹², R¹³, R¹&sup4;

19. Zusammensetzung gemäß Anspruch 18', worin Y Methylen, Ethylen oder Propylen ist, und R¹², R¹³ und R¹&sup4; Methoxy, Ethoxy oder Acetoxy sind.

20. Zusammensetzung gemäß Anspruch 19, worin R&sup4; und R&sup8; -CH=CH&sub2;- Gruppen sind.

21. Zusammensetzung gemäß Anspruch 20, worin R¹¹ eine Methylgruppe ist.

22. Zusammensetzung gemäß Anspruch 21, worin die Menge des Alkylvinylpolysiloxans a) etwa 90 bis etwa 95 Gew.-% beträgt, die Menge des Glycidoxysilans c) wenigstens 0,5 Gew.-% beträgt, und die Menge des Alkylhydrogenpolysiloxans d) etwa 3 bis etwa 5 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe in der Beschichtungszusammensetzung.

23. Zusammensetzung gemäß Anspruch 17, worin R&sup4; und R&sup8;-CH=CH&sub2;- Gruppen sind.