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Ablösbare Klebstoffe
werden bei Schildern, provisorischen Etiketten für Verbraucher, Stickern, Inventarverfolgungsetiketten
und Energieetiketten bei Haushaltsgeräten verwendet.
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Die
Anforderungen an die Anwendung ablösbarer Haftkleber gebieten,
dass der Klebstoff ausreichende Schälkraft und Klebrigkeit zeigt,
um sich am gewünschten
Substrat zu verankern, aber auch sogar nach ausgedehnter Zeit sauber
und leicht ablösbar
bleibt. Jede merkliche Zunahme der Haftfestigkeit, wie durch die Schälkraft gemessen,
im Verlauf der Zeit ist bei diesen Anwendungen unerwünscht.
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Acrylhaftkleber,
die aus Homopolymeren oder Copolymeren mit niedriger Glasübergangstemperatur (Tg),
wie n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, hergestellt wurden,
zeigen ausreichende Klebrigkeit für Anwendungen als Haftkleber,
entwickeln aber im Verlauf der Zeit typischerweise merkliche Zunahmen
der Haftfestigkeit an Substraten.
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Die
Haftfestigkeit wird durch die Affinität der Haftkleber für das Substrat,
die Anfangsklebrigkeit des Klebstoffs und die innere Kohäsionsfestigkeit
des Klebstoffpolymerfilms bestimmt. Das Molekulargewicht des Klebstoffpolymers
hat eine starke Wirkung auf die Klebeeigenschaften. Die Schälkraft,
die von einem Haftkleber entwickelt wird, entwickelt einen maximalen
Wert für
den Modus des kohäsiven
Versagens, wenn das Molekulargewicht des Polymers zunimmt. Wenn
das Molekulargewicht weiter zunimmt, wird der Versagensmodus adhäsiv und
die Schälkraft
nimmt mit zunehmendem Molekulargewicht ab. Dieses Haftungsphänomen kann mit
der Kohäsionsfestigkeit
des Klebstoffpolymers und der Benetzung der Oberfläche durch
das Klebstoffpolymer erklärt
werden, wie in H. Warson, The Application of Synthetic Resin Emulsions,
Kapitel 6: Adhesives, Ernest Benn Limited, London, 1972, und D.
Satas, Handbook of Pressure-Sensitive
Adhesive Technology, Kapitel 13: Acrylic Adhesives, Van Nostrand
Reinhold Co., 1982, beschrieben.
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Ablösbare Haftkleber
erfordern, dass die Kohäsion
des Klebstoffs größer ist
als die Adhäsion
am Substrat. Klebstoffe mit hoher Kohäsionsfestigkeit können mit
kontrollierter Vernetzung während
des Polymerisationsverfahrens, durch eine kontrollierte sekundäre Intrapolymerreaktion
oder durch Wasserstoffbrückenbindung
hergestellt werden. Ein Beispiel für das kontrollierte Vernetzungsverfahren
ist die Verwendung eines Polyglykoldimethacrylats (z. B. Tetraethylenglykoldimethacrylat)
(H. Warson, The Application of Synthetic Resin Emulsions, Seiten
286, 305 und 306, Adhesives, Ernest Benn Limited, London, 1972.)
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U.S.
Patent 3,492,260 (Samor & Satas,
Kendell) offenbart die Verwendung von vernetzenden Monomeren bei
der Herstellung von Acrylemulsion-Haftklebern. Das bevorzugte vernetzende
Monomer ist Polyethylenglykoldimethacrylat. Polyethylenglykoldimethacrylat
wurde mit dem Gehalt von 4,1 Teilen in das Polymer eingearbeitet.
Das Molekulargewicht des Polyethylenglykolacrylats wird nicht offenbart.
Der nicht gehärtete Gelgehalt
soll lediglich 41% betragen.
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U.S.
Patent 3,836,512 (Chu, Union Carbide) beschreibt die optionale Verwendung
von bis zu 2 Mol-% vernetzendem Monomer, das Di(meth)acrylate einschließt, bei
der homogenen Copolymerisation von wasserlöslichen und wasserunlöslichen
olefinisch ungesättigten
Monomeren in Gegenwart von Dispergiermittel, Redoxkatalysatorsystem,
einem flüssigen
Kohlenwasserstoff, Emulgiermittel und Elektrolyt. Zusammensetzungen,
die lediglich 16 bis 50 Mol-% wasserunlösliches olefinisch ungesättigtes
Monomer (d. h. Acrylatester) enthalten, werden beschrieben. Es wurden
alkali-quellbare Polymergele erhalten.
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U.S.
Patent 3,971,766 (Ono et al., Teijin Ltd.) beschreibt einen Acrylhaftkleber,
der 0,002 bis 0,05 Mol-% polyfunktionelles Monomer (d. h. Polyethylenglykoldimethacrylat)
enthält.
Das '766-Patent
gibt an „Wenn
die Menge der polyfunktionellen Verbindung mehr als 0,05 Mol-% beträgt, tritt
zum Zeitpunkt der Polymerisation Gelieren auf und das resultierende
Copolymer kann nicht als Klebstoff auf eine Grundfolie aufgetragen
werden." Die Polymerisationen
auf Lösungsmittelbasis
enthalten bis zu 0,3 Gewichtsteile Polyethylenglykoldimethacrylat.
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U.S.
Patent 3,998,997 (Mowdood et al., Goodyear) beschreibt ein Acrylemulsion-Haftkleberpolymer, das
mit di-, tri- oder tetrafunktionellen Vinylmonomeren, einschließlich Polyethylenglykoldimethacrylat,
Tetraethylenglykoldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Diethylenglykoldiacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat,
Pentaerythrittetraacrylat, Pentaerythrittetramethacrylat, Dimethylaminoethyldiacrylat,
Dimethylaminoethyldimethacrylat und 1,3-Butanglykoldimethacrylat,
bei Gehalten von bis zu 0,3 Teilen hergestellt wurde. Beispiel 11
ist die Herstellung eines Acrylemulsion-Haftkleberpolymers, das 0,04
Teile Ethylenglykoldimethacrylat enthält.
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U.S.
Patent 4,151,147 (Chris et al., Celanese) beschreibt ein Verfahren
zum Herstellen eines reinen Acrylcopolymerlatex, wobei die Polymerisation
durch die Verwendung eines multifunktionellen Acrylatmonomers bei
einem Gehalt von 0,1 bis 1,0% und vorzugsweise bei 0,5% des Gewichtes
der gesamten Comonomerbefüllung
gefördert
wird. Die Beispiele zeigen Trimethyloltriacrylat bei 0,5%.
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Die
Begrenzung bei der Verwendung von multifunktionellen Acrylatmonomeren,
um vernetzten Acrylpolymerklebstoff in einer stabilen Emulsion zu
erhalten, wurde von Warson zusammengefasst. „In einigen Fällen kann
eine begrenzte Menge eines polyfunktionellen Monomers, wie Ethylenglykoldimethacrylat,
eingeschlossen werden. Die Wirkung dieses difunktionellen Monomers
ist begrenzt, da die Emulsion, wenn mehr als einige Prozent mit
den anderen Acrylmonomeren eingeschlossen werden, während der
Polymerisationsreaktion ausfällt,
während
die Zugabe eines Steuerungsmittels für das Molekulargewicht, wofür Dodecylmercaptan
ein Beispiel ist, die Verwendbarkeit des multifunktionellen Monomers
abmildert." (H.
Warson, Crosslinkable Vinyl and Acrylic Polymer Latices in Adhesive
Applications – A
Review, European Adhesives and Sealants, Dezember 1982).
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U.S.
Patent 4,507,429 (Lenny, Air Products) beschreibt eine Haftkleberzusammensetzung
aus einem Acrylat und/oder Vinylester, einem olefinisch ungesättigten
Carbonsäuremonomer
und einem polyolefinisch ungesättigt
copolymerisierbaren Monomer. Dieses polyfunktionelle Monomer kann
ein Polyvinyl- oder Polyallylmonomer sein, das in einem geringen
Anteil, im Allgemeinen etwa 0,1 bis 0,4 Gew.-% verwendet wird.
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U.S.
Patent 4,513,118 (Sutterlin et al.) beschreibt die Copolymerisation
von Di-, Tri- und Tetramethacrylaten bei Gehalten von 0,2 bis 3,0
Gew.-% in der zweiten Stufe eines dreistufigen Verfahrens zur Herstellung
thermoplastischer Schlagfestigkeitsmodifikationsmittel.
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Von
zusätzlichen
Begrenzungen bei der Verwendung multifunktioneller Acrylatmonomere
wurde berichtet. „Weitere
Beobachtungen deuten an, dass eine geringe Menge Polyethylen[glykol]dimethacrylat
in Gegenwart von Acryl- oder Methacrylsäure ein wirksames Vernetzungsmittel
ist, aber nicht allein. Die Verwendung einer größeren Menge des vernetzenden
Monomers führte
zu einem Gel im Falle eines Lösungspolymers oder
einem körnigen
Klebstoff im Falle eines Emulsionspolymers. Im Allgemeinen können lediglich
einige wenige Prozent difunktionelles Vernetzungsmittel verwendet
werden, da eine größere Menge
das Ausfallen von Latexteilchen verursacht." (D. Satas, Handbook of Pressure-Sensitive
Adhesive Technology, 2. Aufl., S. 418, Van Nostrand Reinhold Co., 1989).
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U.S.
Patent 4,735,990 (Kihara et al., Nitto Electric) offenbart Emulsionspolymere,
die mit Fluoralkylestern von Acrylsäure, einem Acrylsäurederivat
und einem polyfunktionellen Monomer für die interne Vernetzung hergestellt
werden. Emulsionspolymerisationen wurden unter verdünnten Bedingungen
durchgeführt,
was einen Feststoffgehalt von etwa 20 bis 25 Gew.-% ergab. 1 bis
10 Gew.-% polyfunktionelles Monomer werden für die interne Vernetzung der
Fluoralkylacrylesteremulsionspolymere verwendet. Die Copolymerisation
von Triethylenglykoldimethacrylat mit 3,7 Gew.-% des Polymers wird
veranschaulicht.
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Marumoto
und Suzuta (Polymer, 19, 867–871,
1978) beschreiben die Herstellung eines Methylmethacrylatemulsionspolymers
bei 16 Gew.-% Feststoffen, das 3 Gew.-%, bezogen auf Monomer, Ethylenglykoldimethacrylat
enthält.
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U.S.
Patent 4,829,139 (Mudge, National Starch) beschreibt die Herstellung
von dauerhaft klebrigen Haftkleberterpolymeren, die aus Vinylestern,
Ethylen und Maleat oder Fumaraten hergestellt werden. Das Verfahren
zur Herstellung verwendet 0 bis 3 Gew.-% Butandioldiacrylat.
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E.P. 391,343 (Shah et al.,
Goodrich) beschreibt ein Acrylemulsionspolymer mit einem Zahlenmittel
der Teilchengröße von 600
Angström
oder weniger, einer Tg von 20°C
oder weniger, das 2 bis 6 Gew.-% olefinisch ungesättigtes
Carbonsäuremonomer
und 0,05 bis 10 Gew.-% Diacrylat- oder Dimethacrylatester eines
aliphatischen Diols enthält.
Die bevorzugte Menge an Di(meth)acrylat beträgt 0,1 bis 1,0 Gew.-%.
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Ein
Beispiel für
die Herstellung eines stabilen Acrylemulsion-Haftkleberpolymers,
das begrenzte Mengen (d. h. bis zu einem Prozent) enthält, ist
in U.S. Patent 4,925,908 (Bernard et al., Avery) beschrieben. Das '908-Patent besagt,
dass multifunktionelle Acrylatmonomere verwendet werden können, um
den Gelgehalt des Polymerklebstoffs zu steuern. Das '908-Patent sagt auch, „die Menge
an multifunktionellem Acrylatmonomer sollte nicht etwa ein Prozent übersteigen,
da solche Mengen in der Regel die Stabilität der Emulsion auf Acrylharzbasis,
aus der die Polymere hergestellt werden, verringern, was zur Koagulation
der Emulsionsteilchen während
der Herstellung fuhrt."
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Das
Stabilisationssystem aus dem '908-Patent
ist ein Schutzkolloid (VINOL 540, Polyvinylalkohol mit hohem Molekulargewicht,
zu 87 bis 89% hydrolysiert), das zu 0,5 bis 1,0% verwendet wird,
ein anionisches Emulgiermittel TRITON X-200 Natriumoctoxynol-2-ethansulfonat, das
zu 1,8 bis 2,1% verwendet wird, und ein nichtionisches Emulgiermittel TRITON-N-111
Nonoxynol-11, das zu 0,5 bis 2,0% verwendet wird. Das Patent besagt,
dass die Emulsion an Stabilität
verliert, wenn das anionische Emulgiermittel weniger als 1,5% ausmacht,
und die Emulsion an Stabilität
verliert, wenn das nichtionische Emulgiermittel weniger als 0,5%
ausmacht. Das '908-Patent
besagt, dass der Polyvinylalkohol mehr als 0,5% ausmachen muss,
da „Zusammensetzungen
mit weniger als 0,5 Gew.-% Schutzkolloid nicht bevorzugt sind, da
solche Zusammensetzungen in der Regel einen zu großen Aufbau
von Adhäsion
an einigen Substraten zeigen".
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Es
wurde nun gefunden, dass stabile Haftkleberpolymere mit hohem Feststoffgehalt
auf Basis wässriger
Acrylemulsion mit wenig Koagulat mit multifunktionellen Monomeren
deutlich über
den 1,0 Gew.-% des Polymers hergestellt werden können. Überraschenderweise können diese
stabilen Emulsionspolymere mit wenig Koagulat ohne Schutzkolloid,
ohne nichtionisches Emulgiermittel und mit weniger als 1,5% anionischem Emulgiermittel
hergestellt werden.
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Diese
ablösbaren
Klebstoffe haben den Vorteil, dass sie keinen Polyvinylalkohol als
Schutzkolloid erfordern, um eine Zunahme der Schälkraft auf verschiedenen Substraten
zu verhindern. Vorteilhafterweise bringt der niedrige Gehalt an
Emulgiermittel auch Verbesserungen bei der Schaumverminderung während Bahnbeschichtungsvorgängen mit
sich, macht den beschichteten Klebstofffilm weniger empfindlich
gegen Feuchtigkeit und vermindert im Wesentlichen Rückstände von
grenzflächenaktivem
Mittel oder „Schattenstreifen", die auf dem Substrat
bleiben, nach dem der Klebstoff entfernt wurde.
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Diese
Erfindung weicht vom '908-Patent
dahingehend ab, dass über
1,0 Gew.-% multifunktionelles Monomer in den Emulsionspolymerklebstoff
eingebracht wird und das Polymer stabil ist und sehr wenig Polymerkoagulat
aufweist, einen Gelgehalt über
90% hat, ausgezeichnete Verankerung an einer Vielzahl von Substraten
zeigt, ausgezeichnete Ablösbarkeit
ohne die Verwendung eines Schutzkolloids zeigt und eine stabile Emulsion
ohne die Verwendung eines nichtionischen Emulgiermittels mit weniger
als 1,5% anionischem Emulgiermittel ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der Gelgehalt 92% und ist das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers
größer als
100 nm.
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Polymere
auf Basis wässriger
Acrylemulsion, die sich bei Anwendungen als ablösbare Haftkleber auszeichnen,
bestehen aus einem Acrylcopolymer mit einer Tg von weniger als 0°C und werden
mit mehr als einem Teil pro Hundert, bezogen auf den Gesamtmonomergehalt,
eines Monomers, das mehrfache und reaktive olefinische Einheiten
enthält,
und weniger als 1,5% eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels hergestellt. Der Polymergelgehalt
ist größer als
90 Gew.-% und es wird ein Feststoffgehalt des polymerisierten Polymers von
40 bis 60 Gew.-% erhalten. Eine Glasübergangstemperatur des Acrylcopolymers
von –70°C bis weniger als
0°C wird
bevorzugt, eine berechnete Tg von weniger als –40°C wird stärker bevorzugt, eine berechnete
Tg von –70°C bis –50°C wird noch
stärker
bevorzugt und eine berechnete Tg von weniger als –60°C wird am stärksten bevorzugt.
Das Copolymer ist das Polymerisationsprodukt von 50 bis 99 Teilen
mindestens eines Alkylacrylatmonomers mit einem bis zwölf Kohlenstoffatomen
in der Alkylkette, mehr als einem Gew.-% multifunktionellem Monomer
und weniger als 1,5% anionischem grenzflächenaktiven Mittel.
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Unter
den bei der Durchführung
dieser Erfindung verwendbaren monofunktionellen Acrylatmonomeren
sind n-Butylacrylat, iso-Butylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Octylacrylat,
2-Ethylhexylacrylat,
n-Decylacrylat, iso-Decylacrylat und n-Laurylacrylate. Das bevorzugte
monofunktionelle Alkylacrylat ist 2-Ethylhexylacrylat.
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Das
multifunktionelle Monomer ist ein vernetzendes Monomer, ausgewählt aus
multifunktionellen Monomeren, einschließlich Diacrylaten (Ethylenglykoldiacrylat,
Propylenglykoldiacrylat), Dimethacrylaten (Ethylenglykoldimethacrylat,
Diethylenglykoldimethacrylat und 1,3-Butanglykoldimethacrylat),
Trimethacrylaten (Pentaerythrittrimethacrylat und Trimethylolpropantrimethacrylat),
Divinylbenzol, oder Monomeren mit mehrfachen olefinischen Unsättigungen,
die unter den Bedingungen der freien radikalischen Emulsionspolymerisation
reaktiv sind. 1,3-Butandioldimethacrylat ist das bevorzugte multifunktionelle
Monomer, da das Monomer die Zulassung nach 21 CFR 175.105 besitzt.
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Die
wässrigen
Acrylemulsionspolymere dieser Erfindung können auch das Polymerisationsprodukt
eines Alkylester von Acrylsäure,
eines olefinisch multifunktionellen Monomers und weniger als 1,5%
anionischem grenzflächenaktiven
Mittel in optionaler Mischung mit anderen polymerisierbaren Monomeren
aus Alkylestern von Methacrylsäure,
Styrol, Vinyl- und Vinylenhalogeniden, Allylestern von ungesättigten
Monocarbonsäuren,
Vinylestern, Vinylethern, hydroxylhaltigen Alkylestern von Acryl-
und Methacrylsäure,
Dialkylestern von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren, ethylenisch
ungesättigten
Monocarbon- und Polycarbonsäuren
und den Säureanhydriden,
Nitrilen, unsubstituierten und substituierten (einschließlich N-substituierten) Amiden
aller dieser Säuren
einschließen.
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Das
Emulsionspolymer dieser Erfindung kann mit einer optionalen Menge
eines polaren Monomers, wie hydroxylhaltige Alkylester von Acryl-
und Methacrylsäure,
hergestellt werden. Polare Monomere schließen Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Acrylnitril und substituierte
Acrylamide ein. Das Emulsionspolymer kann ohne ein polares Monomer
hergestellt werden. Das bevorzugte polare Monomer ist Acrylamid.
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Das
Emulsionspolymer wird in Gegenwart eines anionischen grenzflächenaktiven
Mittels (D. C. Blackley, Emulsion Polymerization Theory and Practice,
Applied Science Publishers LTD London, 1975) hergestellt. Das Emulsionspolymer
wird vorzugsweise im Wesentlichen ohne Schutzkolloid, wie Polyvinylalkohol
oder Hydroxyethylcellulose, hergestellt und wird mit weniger als
1,5 Gew.-%, bezogen auf Monomer, an anionischem grenzflächenaktivem
Mittel hergestellt. Grenzflächenaktive
Mittel sind im Gower „Handbook
of Industrial Surfactants" aufgeführt. Der
bevorzugte Typ des grenzflächenaktiven
Mittels ist ein alkyliertes Benzolsulfonat. Das bevorzugte grenzflächenaktive
Mittel ist Natriumdodecylbenzolsulfonat.
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Die
vorstehend erwähnten
Polymeremulsionen können
frei von Koagulat, Reaktorverschmutzung hergestellt werden und sind
für ausgedehnte
Zeitdauern stabil. Kombiniert mit gebräuchlichen Benetzungsmitteln, Schaumverhütungsmitteln
und Modifikationsmitteln für
die Rheologie sind diese Acrylemulsionspolymere scherstabil und
können
somit mechanisch auf Filme, Papiere und Gewebe mit Stab-, Walzen-,
Rakel- und Schlitzverfahren beschichtet werden (D. Satas, Handbook
of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, 2. Aufl., Kapitel 34,
Van Nostrand Reinhold Co., 1989). Außerdem sind diese Emulsionspolymere
ausgezeichnete Filmbildner, die klare und einheitliche Haftkleberfilme
ergeben, die frei von Fehlern und Unterbrechungen sind.
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In
den folgenden Beispielen sind alle Einheiten im metrischen System,
sofern nicht anders angegeben. Alle hier erwähnten Verweise sind ausdrücklich durch
die Bezugnahme eingeschlossen.
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BEISPIELE
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BEISPIEL 1
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Ein
Acrylemulsion-Polymerhaftkleber wurde mit der folgenden Monomeremulsion
hergestellt, die 5 Gew.-% multifunktionelles Monomer, bezogen auf
das Monomergesamtgewicht, und 4 Mol-% multifunktionelles Monomer,
bezogen auf die Gesamtmolzahl des Monomers, enthielt.
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Das
deionisierte Wasser hatte eine Leitfähigkeit von 1,0 μS oder weniger.
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RHODACAL
DS-10 Natriumdodecylbenzolsulfonat wird als Plättchen von Rhone-Poulenc geliefert.
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MHOROMER
MFM-407 1,3-Butandioldimethacrylat ist ein Monomer, das von Rohm
Tech Inc. geliefert wird.
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PLURONIC
L-101 nichtionisches Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymer-Benetzungsmittel,
geliefert von BASF Corporation. Ein Vorgemisch wurde mit einem Teil
deionisiertem Wasser, einem Teil Isopropanol und 2 Teilen PLURONIC
L-101 hergestellt.
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SURFYNOL
SE Benetzungsmittel, geliefert von Air Products.
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POLYACRYL
BR-100 Assoziationsverdickungsmittel, geliefert von POLACRYL Inc.
Ein Vorgemisch wurde mit einem Teil deionisiertem Wasser, einem
Teil mono-Butylglykolether und 2 Teilen POLYACRYL BR-100 hergestellt.
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COLLOIDS
646 Entschäumer,
geliefert von Rhone-Poulenc.
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Ein
ummantelter PYREX-Reaktor, der mit Stickstoffspülung, Rührer und Zugabeöffnungen
ausgerüstet
war, wurde mit deionisiertem Wasser befüllt, das auf 74°C erhitzt
war. Die Bestandteile der Monomeremulsion wurden zur Reaktorzufuhr
vereinigt. Der Reaktor wurde mit 3% der Monomeremulsion und 5% der
Bisulfit- und 5% der Persulfatlösungen
befüllt.
Nachdem die anfängliche
Exotherme abgeklungen war, wurden der Rest der Monomeremulsion,
Bisulfitlösung
und Persulfatlösung
mit einer konstanten und kontinuierlichen Rate innerhalb von drei
Stunden bei einer Reaktionstemperatur von 78°C zugeführt. Das resultierende Emulsionspolymer
wurde eine Stunde bei 80°C
gehalten, die Hydroperoxid- und Sulfoxylatlösungen wurden getrennt zugegeben,
dann wurde der Latex auf 30°C
abgekühlt.
Biostat wurde zugegeben.
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Dieses
Emulsionspolymer wurde als C5729-99 bezeichnet und hatte einen Gehalt
an Nichtflüchtigem von
51,2 Gew.-%, einen pH-Wert von 7,6, eine Brookfield-RV-Viskosität von 40
cP bei 50 Upm, ein fortlaufend filtriertes Koagulat von 41 ppm auf
100 mesh-Filter, 145 ppm auf 200 mesh-Filter und 152 ppm auf 325
mesh-Filter. Die mittlere Teilchengröße wurde mit einem Coulter
N-4 zu 500 nm bestimmt. Der gesamte Gelgehalt betrug 91,6 Gew.-%.
Da das Emulsionspolymer mit 1,0 Gew.-% Natriumdodecylbenzolsulfonat
hergestellt wurde, wird der Gelgehalt des Polymers auf 92,5 Gew.-%
abgeschätzt.
Das Emulsionspolymer wurde vermischt, wobei die aufgeführten Mischungsbestandteile
gemischt wurden, wodurch sich ein beschichtungsbereiter Haftkleber
mit der Bezeichnung C5729-103 ergab. Der Klebstoff wurde auf ein
POLY SLIK 8024 Trennmedium mit einem Beschichtungsgewicht von 17,8 ± 2,5 μm (0,7 ± 0,1 mil)
Trockendicke aufgetragen und auf einen grundierten 27 kg (60 lb)
Papiergrundstoff laminiert.
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BEISPIEL 2
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Das
Beispiel Nr. 1 aus U.S. Patent 4,925,908 wurde hergestellt.
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AIRVOL
540 ist ein teilweise hydrolysierter Polyvinylalkohol, geliefert
von Air Products and Chemicals Inc. Eine 10%ige wässrige Lösung wurde
gemäß VINOL® Polyvinyl
Alcohol Dissolving Techniques, Air Products and Chemical, Inc. Bulletin
152–511,
1982, 1985, hergestellt.
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Ein
ummantelter PYREX-Reaktor, der mit Stickstoffspülung, Rührer und Zugabeöffnungen
ausgerüstet
war, wurde mit deionisiertem Wasser, Tetranatriumpyrophosphat und
AEROSOL MA-80 befällt
und auf 40°C
erhitzt. Die Bestandteile der Monomeremulsion wurden zur Reaktorzufuhr
vereinigt. Der Reaktor wurde mit 5% der Monomeremulsion befällt und
auf 40°C
erhitzt. Initiatorlösung
A wurde zugegeben. Nach zwei Minuten wurde 2% der Initiatorlösung B zugegeben.
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Eine
Exotherme wurde beobachtet, die acht Minuten mit einer Temperaturspitze
von 50°C
anhielt. Die Reaktorummantelung wurde während der folgenden verzögerten Zugaben
auf 40°C
gehalten. Nachdem die anfängliche
Exotherme abgeklungen war, wurde der Rest der Monomeremulsion mit
einer Rate von 5,6 g/min zugegeben und Initiatorlösung B wurde
mit einer Rate von 1,80 g/min zugegeben. Nach 10 min wurde die Zufuhrrate
der Monomeremulsion für
eine Dauer der verzögerten
Zugabe von 5 Stunden auf 11,3 g/min erhöht. Nachdem 60% der Monomeremulsion
zugegeben waren und nach drei Stunden, wurde die PVA-Lösung mit dem
Rest von Initiatorlösung
B gemischt, wodurch sich Initiatorlösung C ergab. Initiatorlösung C wurde
mit einer Rate von 3,75 g/min zugegeben. Gleichzeitig wurde die
Bicarbonatlösung
mit einer Rate von 3,75 g/min zugegeben. Das Rühren wurde verstärkt, um
die Vermischung aufrechtzuerhalten, als die Viskosität zunahm. 325
g Wasser zur Verdünnung
wurden während
der letzten Stunde der verzögerten
Zugaben zugegeben, um die Bewegung der Oberfläche aufrechtzuerhalten. Am
Ende der verzögerten
Zugaben wurde die Reaktionstemperatur auf 60°C angehoben und 0,5 Stunden
gehalten. Das resultierende Emulsionspolymer wurde auf 30°C abgekühlt und
entnommen, wodurch sich 3307 g ergaben.
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Dieses
Emulsionspolymer wurde als C5777-11 bezeichnet und hatte einen Gehalt
an Nichtflüchtigem von
46,8 Gew.-%, einen pH-Wert von 6,5, eine Brookfield-RV-Viskosität von 3100
cP bei 200 Upm, ein fortlaufend filtriertes Koagulat von 21 ppm
auf 100 mesh-Filter,
35 ppm auf 200 mesh-Filter und 40 ppm auf 325 mesh-Filter. Die mittlere
Teilchengröße wurde
mit einem Coulter N-4 zu 660 nm bestimmt.
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Der
Haftkleber aus Beispiel 1 von U.S. 4,925,908, hier Beispiel 3, wurde
auf POLY SLIK 8024 Trennmedium mit einem Beschichtungsgewicht von
17,8 ± 2,5 μm (0,7 ± 0,1 mil)
Trockendicke aufgetragen und auf einen grundierten 27 kg (60 lb)
Papiergrundstoff laminiert. Die 2,54 cm (1 Zoll) breiten Streifen
der Klebstofflaminate aus Beispiel 1 und 2 wurden auf eine Vielzahl
von Substraten bei 22°C
(72°F) und
70°C (158°F) aufgetragen und
nach einer spezifischen Verweildauer gemäß der PSTC-2 90° Schälkraftmessung
in pound (1 pound entspricht 0,453 kg) bewertet. Folgendes ist eine
Zusammenfassung der Ergebnisse.
Verweildauer: 20 min
Verweiltemperatur:
22°C (72°F)
Verweildauer:
1 Woche
Verweiltemperatur: 22°C (72°F)
Verweildauer: 1 Woche
Verweiltemperatur:
50°C (122°F)
-
-
Alle
Klebstoffabschälungen
sind sauber von dem Substrat, sofern nicht anders angegeben.
- PT
- = Papier gerissen
- D
- = Entlaminierung
- F
- = Fällt ab
-
Dieser
Vergleich zeigt, dass der Klebstoff dieser Erfindung ausgezeichnete
Verwendbarkeit als ablösbarer
Klebstoff, verglichen mit U.S. Patent 4,925,908, zeigt. Die Erfindung
stellt einen mittels Übertragung
beschichtbaren Haftkleber auf Basis wässriger Emulsion bereit, der
von einer breiten Anzahl von Substraten leicht ablösbar bleibt.
Der Klebstofffilm besitzt zur Verankerung ausreichende Klebrigkeit,
bildet aber keine übermäßige Bindung
an das Substrat aus. Dies erlaubt einfache, saubere Ablösbarkeit.
Diese vorteilhaften Eigenschaften werden auf Grund der Verwendung
von mehr als einem Gew.-% oder Mol-% an Monomer eines multifunktionellen
vernetzenden Monomers erhalten.
Verweildauer: 1 Woche
