EP4522696A1 - Trennbeschichtung mit niedrigem reibungskoeffizienten - Google Patents

Trennbeschichtung mit niedrigem reibungskoeffizienten

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Publication number
EP4522696A1
EP4522696A1 EP23738723.8A EP23738723A EP4522696A1 EP 4522696 A1 EP4522696 A1 EP 4522696A1 EP 23738723 A EP23738723 A EP 23738723A EP 4522696 A1 EP4522696 A1 EP 4522696A1
Authority
EP
European Patent Office
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release
release coating
bodies
weight
adhesive
Prior art date
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Pending
Application number
EP23738723.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Wieck
Sven Reiter
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4522696A1 publication Critical patent/EP4522696A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/40—Adhesives in the form of films or foils characterised by release liners
    • C09J7/401—Adhesives in the form of films or foils characterised by release liners characterised by the release coating composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
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    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
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    • C09J2483/00—Presence of polysiloxane
    • C09J2483/005—Presence of polysiloxane in the release coating

Definitions

  • the invention relates to the technical field of release coatings, such as those used as anti-adhesive coatings for release liners or adhesive tape backs. More specifically, the invention proposes a release coating that has a low coefficient of friction.
  • Adhesive tapes that are coated with adhesives on one or both sides are usually wound into a roll in the shape of an Archimedean spiral at the end of the manufacturing process.
  • the adhesive is covered with a covering material (also referred to as release material) before winding the adhesive tape.
  • a covering material also referred to as release material
  • Such covering materials are known to those skilled in the art under the names “releaseliners” or “liners”.
  • releaseliners or “liners”.
  • liners are also used to cover labels.
  • release liners also ensure that the adhesive is not contaminated before use.
  • release liners can be adjusted based on the type and composition of the release materials so that the adhesive tape can be unrolled with the desired force (light or heavy).
  • the release liners also ensure that the correct side of the adhesive is exposed first when unrolling.
  • a series of adhesive tapes coated on both sides with adhesive are unrolled and applied with the release liner included in the product, which covers the second adhesive.
  • the adhesive of the adhesive tape is brought into contact with the surface by brushing over the release liner with your hand.
  • this application which is carried out under pressure, there is strong contact between the release liner of the adhesive tape and the hand.
  • the release liners predominantly used have a dull surface with a high coefficient of friction. In this case, painting the product can be unpleasant or painful - especially if this is done frequently and/or at high speed.
  • Unmodified silicone systems such as those formed by crosslinking functionalized siloxanes, have very good release properties but a high coefficient of friction.
  • silicone condensation systems instead of the silicone addition systems that are predominantly used industrially, the coefficient of friction is slightly lower.
  • the condensation systems almost exclusively use toxic tin catalysts.
  • the coefficient of friction of separation systems can also be reduced by adding oils or substances that expand the structures formed when the separation system is crosslinked. However, this leads to an increase in the proportion of substances capable of migration in the separation system. These can reduce the adhesive strength by depositing on an adhesive that is in contact with the release system.
  • EP 0 903 385 B1 describes the reduction of friction of radiation-curing silicone systems by adding spherical silicone particles, which are produced by controlled hydrolysis of methyltrimethoxysilane.
  • the complex and inflexible manufacturing process prevents the use of porous or hollow additives, which is particularly advantageous in one aspect of the invention there.
  • US 5,620,775 A describes articles whose coating contains 20 to 180 pm diameter glass beads to improve reflectivity and friction and to create a hydrophilic surface.
  • EP 2 535 389 A1 is concerned with a composition of a release coating, in particular for equipping a release liner with a layer of the release coating, which:
  • a release agent • a release agent and • 0.01% by weight to 30% by weight (based on the total composition) of a powdery additive in the form of three-dimensional bodies based on polymers made from vinyl building blocks.
  • the release coating has a low coefficient of friction, but the added polymer particles are viewed increasingly critically in connection with the entry of “microplastics” into the environment.
  • a further object of the present invention was to provide release layers which, when used in adhesive tapes, show only a very slight, ideally no, reduction in adhesive strength due to the transfer of some components of the release coating to the adhesive after contact.
  • a further object of the invention was to design the separating layers in such a way that they are toxicologically harmless and, as far as possible, also meet sustainability requirements, particularly with regard to microplastics.
  • the separating layers should be easy to handle in terms of process technology.
  • the release coating consists only of the release agent and the three-dimensional bodies K.
  • a “three-dimensional body” is understood to mean a three-dimensional, limited geometric shape that can be described by interfaces.
  • a geometric shape is said to be three-dimensional if it is not completely contained in any plane, and limited if there is a sphere that completely contains this shape.
  • the most well-known bodies have flat or circular or spherical interfaces.
  • the bodies K can be present, for example, as cylinders, cones, spheres, prisms, pyramids, tetrahedrons, cubes and/or the five regular polyhedra. If a body is bounded exclusively by flat surfaces, it is called a polytope or a bounded polyhedron.
  • the bodies K can have one or more of the following shapes:
  • the bodies K especially in the shapes listed above, such as cubes, preferably have no corners or sharp edges.
  • the actual corners or edges can be rounded or rounded off.
  • the bodies K are preferably ellipsoids, particularly preferably ellipsoids of revolution and in particular spheres.
  • the bodies K preferably have a D50 value of the volumetric particle size distribution, determined by means of laser diffraction as described herein, of a maximum of 15 pm, particularly preferably of a maximum of 13 pm, in particular of a maximum of 12 pm.
  • the D90 value of the volumetric particle size distribution of the bodies K, determined by laser diffraction as described herein, is preferably a maximum of 30 pm, particularly preferably a maximum of 27 pm, in particular a maximum of 25 pm.
  • a “diameter of the body K” is understood to be a straight line that connects two points on the surface of a body and passes through the center of this body.
  • the bodies K are ellipsoids of revolution and
  • the bodies K have a D50 value of the volumetric particle size distribution of a maximum of 12 pm.
  • the length of the smallest diameter of the bodies K deviates by a maximum of 20%, particularly preferably by a maximum of 10%, from the length of the largest diameter.
  • a “diameter of the body K” is understood to be a straight line that has two connects points on the surface of a body and passes through the center of this body.
  • the bodies K are particularly preferably spheres. In an ideal sphere, the lengths of the largest and smallest diameters are identical. Minor deviations from the ideal spherical shape do not stand in the way of assigning the bodies to “spheres”.
  • the bodies K contain a total of at least 90% by weight of one or more polysaccharides.
  • the bodies K preferably contain a total of at least 92% by weight, more preferably a total of at least 95% by weight, in particular a total of at least 98% by weight, of one or more polysaccharides.
  • the bodies K very particularly preferably consist of one or more polysaccharides.
  • the one or more polysaccharides are preferably selected from cellulose and starch.
  • the bodies K therefore preferably contain a total of at least 90% by weight of one or more polysaccharides selected from cellulose and starch. More preferably, the bodies K contain a total of at least 92% by weight, particularly preferably a total of at least 95% by weight, in particular a total of at least 98% by weight, of one or more polysaccharides selected from cellulose and starch.
  • the bodies K very particularly preferably consist of one or more polysaccharides selected from cellulose and starch.
  • Cellulose and/or starch-based bodies K are characterized in particular by the fact that they can be easily produced in the required particle sizes and have a high level of resistance in silicone systems, such as those which are often used as the basis for release coatings. For example, they have proven to be very stable at the temperatures of up to 170 °C that typically occur when crosslinking silicone systems.
  • Bodies K containing starch or consisting of starch are preferably based on starch from potatoes, corn or rice.
  • Bodies K containing cellulose or consisting of cellulose preferably comprise so-called microcrystalline cellulose.
  • the bodies K are cellulose or starch spheres with a D50 value of the volumetric particle size distribution of a maximum of 12 pm.
  • a not insignificant disadvantage of various conventional, plastic-based separating layer additives is that the particles partially detach themselves from the separating layer composite when the release liner is painted, unless they are fixed in the separating layer - for example by crosslinking. In this way, “microplastics” can be released.
  • the three-dimensional bodies K of the present invention can also detach from the separating layer composite, but in this case the particles would be toxicologically harmless and biodegradable and are therefore preferable to conventional additives, especially from the aspect of sustainability.
  • the bodies K are preferably incorporated into the release coating composition using a device selected from the group consisting of a paddle stirrer, dispersing disk and inline dispersing machine; It is particularly preferably carried out using a dispersing disk or an inline dispersing machine. With these two devices, undesirable agglomeration of the bodies K can be ruled out particularly well.
  • the release agent can include solvent-based and/or solvent-free systems; solvent-free systems are preferred.
  • the release agent can be radiation-crosslinking (UV or electron beam), condensation- or addition-crosslinking; it is preferably addition-crosslinking.
  • the release agent is particularly preferably a cross-linked silicone. In the not yet crosslinked state, it therefore preferably contains a mixture of one or more crosslinking catalysts and one or more so-called thermally curable, condensation or addition crosslinking polysiloxanes.
  • crosslinking catalysts for Condensation-crosslinking silicone systems often contain tin compounds such as dibutyltin diacetate in the mass as crosslinking catalysts.
  • Silicone-based release agents based on addition crosslinking can be hardened by hydrosilylation. These release agents usually include the following ingredients:
  • an alkenylated polydiorganosiloxane in particular a linear polymer with terminal alkenyl groups
  • Platinum or platinum compounds such as the Karstedt catalyst (a Pt(O) complex compound) have become particularly popular as catalysts for addition-crosslinking silicone systems (hydrosilylation catalysts).
  • Photoactive catalysts so-called photoinitiators
  • UV-curable cationically crosslinking siloxanes based on epoxy and/or vinyl ether
  • UV-curable radically crosslinking siloxanes such as acrylate-modified siloxanes.
  • the use of electron beam-curable silicone acrylates is also possible.
  • the silicone systems can also contain other additives such as stabilizers or flow aids.
  • Photopolymerizable organopolysiloxane compositions can also be used. Mention may be made, for example, of masses which are crosslinked by the reaction between organopolysiloxanes which are substituted with (meth)acrylate groups and directly bonded to the silicon atoms and in the presence of a photosensitizer (see EP 0 168 713 B1 or DE 38 20 294 C1). Also usable are compositions in which the crosslinking reaction between organopolysiloxanes that have silicon-bonded hydrocarbon residues substituted with mercapto groups and organopolysiloxanes with vinyl groups bonded directly to the silicon atoms takes place in the presence of a photosensitizer. Such masses are described, for example, in US 4,725,630 A1.
  • organopolysiloxane compositions described, for example, in DE 33 16 166 C1 which have silicon-bonded hydrocarbon residues substituted with epoxy groups
  • the crosslinking reaction is caused by the release of a catalytic amount of acid obtained by photodecomposition of onium salt catalysts.
  • organopolysiloxane compositions that can be cured by a cationic mechanism are materials which, for example, have propenyloxysiloxane end groups.
  • a further subject of the invention is the use of a release coating according to the invention as at least one outer layer of a release liner or as a back coating of an adhesive tape backing.
  • “Outer layer” and “back coating” mean that one side of the relevant layer is exposed; In particular, this side is oriented towards the outside, i.e. away from the other components of the release liner or the adhesive tape, and is intended for direct contact with an (adhesive) adhesive.
  • the release coating according to the invention can be applied to a carrier material, preferably as a closed layer.
  • a release liner is preferably equipped on both sides with a release coating according to the invention.
  • the silicone system on which the release coating according to the invention is based can be applied to a carrier solvent-free or from solution to produce a release liner or an adhesive tape with a release on the back, whereby in principle all coating processes familiar to those skilled in the art can be used.
  • the silicone system can then be dried if necessary.
  • the release coating according to the invention preferably has a layer thickness of 0.1 to 5.0 pm, more preferably of 0.2 to 2.5 pm, in particular of 0.4 to 2.0 pm.
  • papers or foils can be used as the carrier material for the release liner.
  • the films used are preferably those made of biaxially stretched polyethylene terephthalate, polybutene, polypropylene, polyethylene, monoaxially stretched polypropylene, biaxially stretched polypropylene or polyethylene, particularly preferably polyolefin films, in particular polypropylene or polyethylene films, or polyester films.
  • a further object of the invention is, in accordance with the above, a release liner which comprises a carrier film and a release coating according to the invention.
  • Another subject of the invention is an adhesive tape with one-sided adhesive, which comprises a carrier material with a first and a second side as well as a pressure-sensitive adhesive on the first side of the carrier material and a release coating according to the invention on the second side of the carrier material.
  • the invention further relates to the use of a release coating according to the invention, preferably based on silicone, as at least one outer layer of a release liner, with which an adhesive tape that is adhesive on one or both sides is covered on one or both sides.
  • a release coating according to the invention preferably based on silicone, as at least one outer layer of a release liner, with which an adhesive tape that is adhesive on one or both sides is covered on one or both sides.
  • a single-sided adhesive tape is covered with a release liner on the adhesive side.
  • one release liner may be sufficient, but both sides of the adhesive can also be equipped with a release liner each.
  • a pressure-sensitive adhesive is usually present as the adhesive in an adhesive tape, and according to the invention it is preferred.
  • Pressure-sensitive adhesives are adhesives that allow a permanent connection to the adhesive base even under relatively weak pressure.
  • Pressure-sensitive adhesives have a permanently tacky effect at room temperature, i.e. they have a sufficiently low viscosity and a high level of tack, so that they wet the surface of the respective adhesive base even with low pressure.
  • the bondability of the pressure sensitive adhesives is based on their adhesive properties, one more or less pronounced removability on their cohesive properties.
  • the polymer base of the PSA is preferably selected from the group consisting of poly(meth)acrylates; silicones; natural rubber; and synthetic rubbers, in particular styrene block copolymers with an elastomer block made of unsaturated or hydrogenated polydiene blocks, for example polybutadiene, polyisoprene, copolymers of both and other elastomer blocks known to those skilled in the art.
  • the pressure-sensitive adhesive may comprise a combination of several base polymers and, in addition to the base polymer(s), may contain, for example, adhesive resins, plasticizers, fillers, pigments, UV absorbers, light stabilizers, anti-aging agents and/or crosslinkers and, if appropriate, other additives.
  • the carrier or, in the case of so-called transfer adhesive tapes, the liner of the adhesive tape can be coated on one side with the pressure-sensitive adhesive from solution, dispersion, 100% (for example from the melt) or by coextrusion.
  • a coating is possible by transferring a layer of pressure-sensitive adhesive using lamination.
  • the adhesive layer can be crosslinked by heat or high-energy rays.
  • the application weight of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 10 to 120 g/m 2 , more preferably 25 to 100 g/m 2 , which means the weight after any necessary removal of water or solvent. It is known to those skilled in the art that the numerical values of the application weight also correspond, as a rough approximation, to the layer thickness in pm.
  • a physical pretreatment of the carrier side to be coated with the pressure-sensitive adhesive to improve adhesion for example by flame, plasma or corona treatment, can be advantageous.
  • a primer layer can be applied, in particular solvent-free, for example by coextrusion, so that there is a primer layer between the carrier layer and the pressure-sensitive adhesive layer.
  • Known dispersion and solvent systems can be used as primers, for example based on isoprene or butadiene-containing rubbers and/or cyclorubbers.
  • Isocyanates or epoxy resins as additives improve adhesion and sometimes also increase the shear strength of the pressure-sensitive adhesive.
  • the invention also relates to the use of a release liner according to the invention in an adhesive tape that is used to connect paper or film webs.
  • double-sided adhesive tapes are used in the paper industry, which essentially consist of a backing layer and two layers of pressure-sensitive adhesive in order to create a connection between the end of the old material web and the beginning of the new material web. The end of the old material web is glued to the beginning of the new material web.
  • adheresive tape includes all flat structures such as webs or web sections extended in two dimensions, tapes with an extended length and limited width, tape sections, labels, die-cuts and the like.
  • Release coatings according to the invention make it possible to provide release liners or release-equipped adhesive backings with significantly lower coefficients of friction compared to the same system without the bodies K present according to the invention. These additives effectively reduce the friction of the release coatings while maintaining the good release properties against various adhesives.
  • a further subject of the invention is therefore a release liner which comprises a carrier film and a solvent-based release coating, the release coating containing a release agent and 1 to 8% by weight, more preferably 2 to 6% by weight, based in each case on the total weight of the release coating, contains three-dimensional bodies K and the bodies K contain at least 90% by weight of one or more polysaccharides.
  • the material of the carrier film of the release liner described here is selected from the group consisting of biaxially stretched polyethylene terephthalate; polybutene; Polypropylene, in particular monoaxially stretched polypropylene and biaxially stretched polypropylene; and polyethylene.
  • the material of the carrier film is particularly preferably monoaxially stretched polypropylene (MOPP).
  • solvent-based release coating or “solvent-based silicone release system” means that the release system in question is applied as an actual solvent-containing system, but after crosslinking, which is usually thermally initiated, only a maximum of traces of the solvent are still present in the release system.
  • the expert still speaks of a “solvent-based system” or “solvent-containing system” and thus characterizes the special properties of such a solvent-based release coating.
  • Release liners were produced on a KSC 950 white paper (from UPM) with a width of 1300 mm by applying the release system formulations specified below with and without the addition of additives using a laboratory coating system.
  • the additives were stirred into the compositions using a paddle stirrer. After coating, the separation systems were crosslinked in a circulating air oven at 160 °C for 30 s.
  • test tape tesa® 7475 is a 40 pm thick PVC carrier that is coated with 95 g/m 2 of a resin-modified acrylate pressure-sensitive adhesive.
  • the tesa® 50110 test tape is 300 pm thick and uses a natural rubber pressure-sensitive adhesive on a fabric backing.
  • Strips of 20 mm wide and 300 mm long from the test tapes tesa®7475 and tesa® 50110 were glued to the release liners.
  • three laminates consisting of liner with test tape tesa® 7475 and liner with test tape tesa® 501 10 were stored under pressure and temperature for 24 hours.
  • the pressure was 4 N/cm 2 in both cases.
  • the separation force was determined using a Zwick tensile testing machine.
  • the take-off speed was 300 mm/min and the take-off angle was 180°. The result is the mean value of the measurements of the three laminates.
  • a tesa® 7475 test tape which had previously been stored with the liner for 24 hours at pressure and temperature to measure the release behavior, was then also glued to steel and the adhesive strength was measured with a tensile test.
  • the adhesion depression is calculated according to the following formula: Adhesion of fresh tape - Adhesion of tape in contact with liner')
  • the application weight of the separation system was determined using X-ray fluorescence analysis.
  • the carrier coated with the separation system to be examined is analyzed using the X-ray fluorescence analyzer Lab-X 3000 from Oxford with an internal (polydimethylsiloxane) reference.
  • the energy released is recorded in the form of Si-specific fluorescence radiation and converted stoichiometrically by the device into the application weight of the silicone separation system in g/m 2 . Any false detections due to additives in the carrier material are taken into account by determining a zero value.
  • the samples coated with the separation system were evaluated in a direct comparison by five test persons.
  • the basis for the evaluation is the feeling on the skin when applying the liner coated with the release system by hand under greater pressure - i.e. the usual methods for applying pressure-sensitive adhesives known to those skilled in the art. It was just a distinction
  • Silicone system A is an addition-curing silicone system from Wacker. 9.75 g of DEH 915 (a polydimethylsiloxane functionalized with vinyl groups) were mixed with 0.33 g of V24 (a methyl hydrogen polysiloxane) and 0.08 g of Kat OL (a platinum catalyst, also known as “Karstedt catalyst”).
  • DEH 915 a polydimethylsiloxane functionalized with vinyl groups
  • V24 a methyl hydrogen polysiloxane
  • Kat OL a platinum catalyst, also known as “Karstedt catalyst”.
  • the particle size distribution was carried out using laser diffraction with the “Bettersizer S3 Plus” device. Deionized water was used as the dispersing medium. The sample was placed directly into the dispersion unit filled with demineralized water. Before the measurement, the sample was exposed to ultrasound (35 W) internal to the device, which was also active during the measurement. The stirring speed was 1200 rpm. The evaluation was carried out according to Mie with the refractive index RI 1.50-0.01 i determined by the device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trennbeschichtung zur Ausrüstung eines Releaseliners, die • ein Trennmittel und • 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trennbeschichtung, dreidimensionale Körper K enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Körper K zu insgesamt mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide enthalten. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer derartigen Trennbeschichtung in Releaselinern oder auf Trägerrückseiten von Klebebändern sowie damit ausgestattete Releaseliner und deren Verwendung in Klebebändern.

Description

Beschreibung
Trennbeschichtung mit niedrigem Reibungskoeffizienten
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Trennbeschichtungen, wie sie als antiadhäsive Beschichtungen für Releaseliner oder Klebeband-Rückseiten verwendet werden. Spezifischer schlägt die Erfindung eine Trennbeschichtung vor, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.
Klebebänder, die ein- oder beidseitig mit Klebstoffen beschichtet sind, werden am Ende des Herstellungsprozesses zumeist zu einer Rolle in Form einer archimedischen Spirale aufgewickelt. Um bei doppelseitig klebenden Klebebändern zu verhindern, dass die Haftklebemassen miteinander in Kontakt kommen, oder um bei einseitig klebenden Klebebändern ein leichteres Abrollen zu gewährleisten, wird die Klebmasse vor dem Wickeln des Klebebandes mit einem Abdeckmaterial (auch als Trennmaterial bezeichnet) bedeckt. Dem Fachmann sind derartige Abdeckmaterialien unter den Namen „Releaseliner“ oder „Liner“ bekannt. Neben der Abdeckung von ein- oder doppelseitig klebenden Klebebändern werden Liner auch zur Eindeckung von Etiketten eingesetzt.
Diese Releaseliner sorgen des Weiteren dafür, dass die Klebemasse vor der Anwendung nicht verschmutzt wird. Zusätzlich können Releaseliner über die Art und Zusammensetzung der Releasematerialien so eingestellt werden, dass das Klebeband mit der gewünschten Kraft (leicht oder schwer) abgerollt werden kann. Bei beidseitig mit Klebmasse beschichteten Klebebändern sorgen die Releaseliner zusätzlich dafür, dass beim Abrollen die richtige Seite der Klebemasse zuerst freigelegt wird.
Ein Liner oder Releaseliner ist nicht Bestandteil eines Klebebandes oder Etiketts, sondern nur ein Hilfsmittel zu deren Herstellung, Lagerung oder für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Darüber hinaus ist ein Liner im Gegensatz zu einem Klebebandträger nicht fest mit einer Klebstoffschicht verbunden. Als Releaseliner werden industriell in der Regel Papier- oder Folienträger verwendet, die mit einer abhäsiven Beschichtungsmasse (auch als dehäsive oder anti-adhäsive Masse bezeichnet) ausgerüstet werden, um die Adhäsionsneigung von adhärierenden Produkten gegenüber diesen Oberflächen zu verringern (trennwirksame Funktion). Als derartige Massen, die auch Releasematerial genannt werden, können eine Vielzahl verschiedener Stoffe eingesetzt werden: Wachse, fluorierte oder teilfluorierte Verbindungen und insbesondere Silikone sowie verschiedene Copolymere mit Silikon-Anteilen. In den letzten Jahren haben sich Silikone als Releasematerialien im Bereich der Klebeband-Anwendung auf Grund ihrer guten Prozessierbarkeit, niedrigen Kosten und des breiten Eigenschaftsprofils weitgehend durchgesetzt.
Eine Reihe von beidseitig mit Klebmasse beschichteten Klebebändern werden abgerollt und noch mit dem im Produkt enthaltenen Releaseliner, der die zweite Klebmasse abdeckt, appliziert. Bei der manuellen Applikation wird die Klebmasse des Klebebandes durch Überstreichen des Releaseliners mit der Hand in Kontakt mit dem Untergrund gebracht. Bei diesem unter Andruck durchgeführten Anstreichen findet ein starker Kontakt zwischen dem Releaseliner des Klebebandes und der Hand statt. Die überwiegend eingesetzten Releaseliner haben bedingt durch das eingesetzte Trennmaterial eine stumpfe Oberfläche mit hohem Reibungskoeffizient. In diesem Fall ist das Anstreichen des Produktes unangenehm bis schmerzhaft - besonders wenn dies häufig und/oder mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Es ist bekannt, dass der Reibungskoeffizient von Silikon-Trennbeschichtungen durch verschiedene Methoden verringert werden kann, die jedoch alle gewisse Nachteile aufweisen.
Unmodifizierte Silikonsysteme, wie sie durch Vernetzung von funktionalisierten Siloxanen gebildet werden, weisen sehr gute Trenneigenschaften, aber einen hohen Reibungskoeffizienten auf. Bei der Verwendung von Silikon-Kondensationssystemen anstelle der industriell überwiegend eingesetzten Silikon-Additionssysteme ist der Reibungskoeffizient etwas niedriger. Allerdings verwenden die Kondensationssysteme nahezu ausschließlich toxische Zinnkatalysatoren.
Dem Fachmann ist bekannt, dass durch Reduktion der Schichtdicke des Trennsystems die Reibung erniedrigt werden kann. Allerdings führt dies gleichzeitig zu einer oft unerwünschten Verschlechterung der Trenneigenschaften. Die Dicke der Trennbeschichtung kann dementsprechend nicht beliebig reduziert werden, in der Regel muss zumindest eine vollflächige Bedeckung des Trägermaterials mit der Trennbeschichtung gewährleistet sein. Dies kann zum Beispiel bei sehr offenporigen Papierträgern dazu führen, dass allein zur vollflächigen Bedeckung ein relativ starker Trennschichtauftrag benötigt wird.
Der Reibungskoeffizient von Trennsystemen kann auch durch Zusatz von Ölen oder Stoffen, die die bei Vernetzung des Trennsystems gebildeten Strukturen aufweiten, erniedrigt werden. Dies führt jedoch dazu, dass der Anteil der migrationsfähigen Stoffe im Trennsystem ansteigt. Diese können durch Ablagerung auf einer im Kontakt mit dem Trennsystem stehenden Klebmasse deren Klebkraft erniedrigen.
Die EP 0 903 385 B1 beschreibt die Reduktion der Reibung von strahlungsvernetzenden Silikonsystemen durch Zusatz von sphärischen Silikonpartikeln, die durch kontrollierte Hydrolyse von Methyltrimethoxysilan hergestellt werden. Der aufwändige und unflexible Herstellungsprozess verhindert den in einem Aspekt der dortigen Erfindung besonders vorteilhaften Einsatz von porösen oder hohlen Additiven.
US 7,198,854 B beschreibt Silikon-Formulierungen zur Behandlung von textilen Materialien, um die Reibung zu verringern und ein glänzendes Erscheinungsbild zu erzeugen. Dieser Effekt wird durch den Zusatz einer Mischung aus Nylon und Silica- Partikeln erzeugt. Der Einsatz von Silica-Partikeln führt zu einer im Klebebandbereich unerwünschten Erhöhung von Trennkräften.
US 5,620,775 A beschreibt Gegenstände, deren Beschichtung 20 bis 180 pm durchmessende Glaskugeln enthält, um die Reflektivität und Reibung zu verbessern und um eine hydrophile Oberfläche zu erzeugen.
Während 20 pm durchmessende Kugeln für die Anwendung in Trennfolien und -papieren deutlich zu groß sind, würde die Erzeugung von hydrophilen Oberflächen zu einer deutlichen Verschlechterung des Trennverhaltens von Klebmassen führen.
EP 2 535 389 A1 hat eine Zusammensetzung einer Trennbeschichtung insbesondere zur Ausrüstung eines Releaseliners mit einer Schicht aus der Trennbeschichtung zum Gegenstand, die:
• ein Trennmittel und • 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) eines pulverförmigen Additivs in Form von dreidimensionalen Körpern auf Basis von Polymeren, die aus Vinylbausteinen hergestellt werden. Die Trennbeschichtung zeigt einen niedrigen Reibungskoeffizienten, jedoch werden die zugesetzten Polymerpartikel im Zusammenhang mit dem Eintrag von „Mikroplastik“ in die Umwelt zunehmend kritischer gesehen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Zurverfügungstellung von Trennschichten, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten mit stabilen, niedrigen Trennwerten kombinieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Trennschichten zur Verfügung zu stellen, die bei Anwendungen in Klebebändern nur eine sehr geringe, idealerweise keine Reduktion der Klebkraft durch Übertrag einiger Komponenten der Trennbeschichtung auf die Klebmasse nach Kontakt zeigen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, die Trennschichten so auszugestalten, dass sie toxikologisch unbedenklich sind und soweit wie möglich auch Nachhaltigkeitsanforderungen, insbesondere im Hinblick auf Mikroplastik, genügen. Zudem sollten die Trennschichten prozesstechnisch gut handhabbar sein.
Ein erster und allgemeiner Gegenstand der Erfindung, mit dem diese Aufgaben gelöst werden, ist eine Trennbeschichtung zur Ausrüstung eines Releaseliners, die
• ein Trennmittel und
• 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trennbeschichtung, dreidimensionale Körper K, enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Körper K zu insgesamt mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide enthalten
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Trennbeschichtung nur aus dem Trennmittel und den dreidimensionalen Körpern K.
Unter einem „dreidimensionalen Körper“ wird eine dreidimensionale, beschränkte geometrische Form verstanden, welche durch Grenzflächen beschrieben werden kann. Eine geometrische Form heißt dreidimensional, wenn sie in keiner Ebene vollständig enthalten ist, und beschränkt, wenn es eine Kugel gibt, welche diese Form vollständig enthält. Die bekanntesten Körper besitzen flache oder kreis- beziehungsweise kugelförmige Grenzflächen. Die Körper K können beispielsweise als Zylinder, Kegel, Kugeln, Prismen, Pyramiden, Tetraeder, Würfel und/oder die fünf regulären Polyeder vorliegen. Wenn ein Körper ausschließlich von ebenen Flächen begrenzt wird, spricht man von einem Polytop oder von einem beschränkten Polyeder (Vielflächner).
In einer Ausführungsform können die Körper K eine oder mehrere der folgenden Formen aufweisen:
• Spat mit den Spezialfällen Quader und Hexaeder (Würfel)
• Prisma mit der Verallgemeinerung Zylinder und den Spezialfällen Quader und Hexaeder
• Pyramide mit der Verallgemeinerung Kegel und dem Spezialfall Tetraeder
• Antiprisma mit dem Spezialfall Oktaeder.
Die Körper K, insbesondere in den oben angeführten Formen wie zum Beispiel als Würfel, weisen vorzugsweise keine Ecken oder scharfen Kanten auf. Hierzu können die eigentlich vorhandenen Ecken oder Kanten abgerundet sein oder werden. Bevorzugt sind die Körper K Ellipsoide, besonders bevorzugt Rotationsellipsoide und insbesondere Kugeln.
Erfindungsgemäß bevorzugt weisen die Körper K einen D50-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung, ermittelt mittels Laserbeugung wie hierin beschrieben, von maximal 15 pm, besonders bevorzugt von maximal 13 pm, insbesondere von maximal 12 pm auf. Der D90-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung der Körper K, ermittelt mittels Laserbeugung wie hierin beschrieben, beträgt bevorzugt maximal 30 pm, besonders bevorzugt maximal 27 pm, insbesondere maximal 25 pm. Unter einem „Durchmesser der Körper K“ wird eine Gerade verstanden, die zwei Punkte auf der Oberfläche eines Körpers miteinander verbindet und durch den Mittelpunkt dieses Körpers verläuft.
Besonders bevorzugt
- sind die Körper K Rotationsellipsoide und
- weisen die Körper K einen D50-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung von maximal 12 pm auf.
Weiter bevorzugt weicht die Länge des kleinsten Durchmessers der Körper K um maximal 20 %, besonders bevorzugt um maximal 10 % von der Länge des größten Durchmessers ab. Unter einem „Durchmesser der Körper K“ wird eine Gerade verstanden, die zwei Punkte auf der Oberfläche eines Körpers miteinander verbindet und durch den Mittelpunkt dieses Körpers verläuft. Wie bereits beschrieben, sind die Körper K ganz besonders bevorzugt Kugeln. Bei einer idealen Kugel sind die Längen des größten und des kleinsten Durchmessers identisch. Geringfügige Abweichungen von der idealen Kugelgestalt stehen dabei einer Zuordnung der Körper zu „Kugeln“ nicht im Wege.
Die Körper K können grundsätzlich Vollkörper, Hohlkörper oder poröse Körper sein; bevorzugt sind sie Vollkörper.
Erfindungsgemäß enthalten die Körper K zu insgesamt mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide. Bevorzugt enthalten die Körper K zu insgesamt mindestens 92 Gew.-%, stärker bevorzugt zu insgesamt mindestens 95 Gew.-%, insbesondere zu insgesamt mindestens 98 Gew.-%, ein oder mehrere Polysaccharide. Ganz besonders bevorzugt bestehen die Körper K aus einem oder mehreren Polysacchariden.
Das eine oder die mehreren Polysaccharide sind bevorzugt ausgewählt aus Cellulose und Stärke. Bevorzugt enthalten die Körper K somit zu insgesamt mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide ausgewählt aus Cellulose und Stärke. Stärker bevorzugt enthalten die Körper K zu insgesamt mindestens 92 Gew.-%, besonders bevorzugt zu insgesamt mindestens 95 Gew.-%, insbesondere zu insgesamt mindestens 98 Gew.-%, ein oder mehrere Polysaccharide ausgewählt aus Cellulose und Stärke. Ganz besonders bevorzugt bestehen die Körper K aus einem oder mehreren Polysacchariden ausgewählt aus Cellulose und Stärke.
Cellulose- und/oder Stärke-basierte Körper K zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie sich gut in den benötigten Partikelgrößen herstellen lassen und eine hohe Beständigkeit in Silikonsystemen, wie sie häufig als Basis von Trennbeschichtungen genutzt werden, aufweisen. Zum Beispiel haben sie sich als sehr beständig bei den üblicherweise bei der Vernetzung von Silikonsystemen herrschenden Temperaturen von bis zu 170 °C erwiesen.
Stärke enthaltende oder aus Stärke bestehende Körper K basieren bevorzugt auf Stärke aus Kartoffeln, Mais oder Reis.
Cellulose enthaltende oder aus Cellulose bestehende Körper K umfassen bevorzugt so genannte mikrokristalline Cellulose. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Körper K Cellulose- oder Stärkekugeln mit einem D50-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung von maximal 12 pm.
Ein nicht unwesentlicher Nachteil verschiedener herkömmlicher, kunststoffbasierter Trennschicht-Additive ist es, dass die Partikel sich beim Anstreichen des Releaseliners zum Teil aus dem Trennschichtverbund lösen, sofern sie nicht - beispielsweise durch Vernetzung - in der Trennschicht fixiert werden. Auf diese Weise kann es zur Freisetzung von „Mikroplastik“ kommen. Die dreidimensionalen Körper K der vorliegenden Erfindung können sich zwar auch aus dem Trennschichtverbund lösen, die Partikel wären in diesem Fall aber toxikologisch unbedenklich und biologisch abbaubar und sind somit gerade auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit herkömmlichen Additiven vorzuziehen.
Die Einarbeitung der Körper K in die Trennbeschichtungszusammensetzung erfolgt bevorzugt mit einer Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Flügelrührer, Dispergierscheibe und Inline-Dispergiermaschine; besonders bevorzugt erfolgt sie mittels Dispergierscheibe oder Inline-Dispergiermaschine. Mit diesen beiden Vorrichtungen lässt sich besonders gut eine unerwünschte Agglomeration der Körper K ausschließen.
Als Trennmittel können grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Systeme verwendet werden. Bevorzugt ist das Trennmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, fluorierten Silikonen, Silikon-Copolymeren, Wachsen, Carbamaten und Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Materialien.
Das Trennmittel kann lösungsmittelbasierte und/oder lösungsmittelfreie Systeme umfassen, bevorzugt werden lösungsmittelfreie Systeme.
Das Trennmittel kann strahlungsvernetzend (UV- oder Elektronenstrahl-), kondensations- oder additionsvernetzend sein, bevorzugt ist es additionsvernetzend.
Besonders bevorzugt ist das Trennmittel ein vernetztes Silikon. Im noch nicht vernetzten Zustand enthält es daher bevorzugt eine Mischung aus einem oder mehreren Vernetzungskatalysatoren und einem oder mehreren so genannten thermisch härtbaren, kondensations- oder additionsvernetzenden Polysiloxanen. Für kondensationsvernetzende Silikonsysteme sind als Vernetzungskatalysatoren häufig Zinnverbindungen wie Dibutylzinndiacetat in der Masse enthalten.
Silikonbasierende Trennmittel auf additionsvernetzender Basis lassen sich durch Hydrosilylierung härten. Diese Trennmittel umfassen üblicherweise die folgenden Bestandteile:
• ein alkenyliertes Polydiorganosiloxan, insbesondere ein lineares Polymer mit endständigen Alkenylgruppen,
• ein Polyorganowasserstoffsiloxan-Vernetzungsmittel sowie
• einen Hydrosilylierungskatalysator.
Als Katalysatoren für additionsvernetzende Silikonsysteme (Hydrosilylierungskatalysatoren) haben sich insbesondere Platin oder Platinverbindungen wie zum Beispiel der Karstedt-Katalysator (eine Pt(O)-Komplexverbindung) durchgesetzt.
Als weitere Silikonsysteme können auch photoaktive Katalysatoren, so genannte Photoinitiatoren, in Kombination mit UV-härtbaren kationisch vernetzenden Siloxanen auf Epoxid- und/oder Vinyletherbasis beziehungsweise UV-härtbaren radikalisch vernetzenden Siloxanen wie etwa acrylatmodifizierten Siloxanen verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung von elektronenstrahlhärtbaren Silikonacrylaten möglich. Die Silikonsysteme können je nach Verwendungszweck auch weitere Zusätze wie Stabilisatoren oder Verlaufshilfsmittel enthalten.
Auch photopolymerisierbare Organopolysiloxanmassen können verwendet werden. Genannt seien beispielsweise Massen, die durch die Reaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit (Meth)acrylatgruppen substituierte, direkt an die Siliziumatome gebundene Kohlenwasserstoffreste aufweisen und in Gegenwart eines Photosensibilisators vernetzt werden (siehe EP 0 168 713 B1 oder DE 38 20 294 C1 ). Ebenfalls verwendbar sind Massen, bei denen die Vernetzungsreaktion zwischen Organopolysiloxanen, die Silizium-gebundene, mit Mercaptogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste aufweisen, und Organopolysiloxanen mit direkt an die Siliziumatome gebundenen Vinylgruppen in Gegenwart eines Photosensibilisators erfolgt. Solche Massen werden beispielsweise in der US 4,725,630 A1 beschrieben.
Beim Einsatz der zum Beispiel in der DE 33 16 166 C1 beschriebenen Organopolysiloxanmassen, die Silizium-gebundene, mit Epoxygruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste aufweisen, wird die Vernetzungsreaktion durch Freisetzung einer katalytischen Säuremenge induziert, die durch Photozersetzung von Oniumsalzkatalysatoren erhalten wird. Andere durch einen kationischen Mechanismus härtbare Organopolysiloxanmassen sind Materialien, welche zum Beispiel Propenyloxysiloxanendgruppen aufweisen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Trennbeschichtung die folgende, vollständig homogenisierte Zusammensetzung auf:
• 92,5 bis 99,5 Gew.-% eines additionsvernetzten Silikonsystems, basierend auf einem vinylfunktionalisierten Polysiloxan, einem Methylhydrogensiloxan sowie einem Platinkatalysator; und
• 0,5 bis 7,5 Gew.-% Rotationsellipsoide, bei denen die Länge des größten Durchmessers um maximal 10 % von der Länge des kleinsten Durchmessers abweicht, insbesondere Kugeln, aus Cellulose und/oder Stärke.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Trennbeschichtung als zumindest eine äußere Schicht eines Releaseliners oder als Rückseitenbeschichtung eines Klebebandträgers. „Äußere Schicht“ und „Rückseitenbeschichtung“ bedeuten dabei, dass eine Seite der betreffenden Schicht freiliegt; insbesondere ist diese Seite nach außen, also von den sonstigen Bestandteilen des Releaseliners beziehungsweise des Klebebandes weg orientiert und für den direkten Kontakt mit einer (Haft)-Klebmasse vorgesehen. Hierzu kann die erfindungsgemäße Trennbeschichtung, bevorzugt als geschlossene Schicht, auf ein Trägermaterial aufgetragen werden. Vorzugsweise ist ein Releaseliner im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung beidseitig mit einer erfindungsgemäßen Trennbeschichtung ausgerüstet.
Sofern die Trennbeschichtung Silikon-basiert ist, kann zur Herstellung eines Releaseliners oder eines rückseitig trennend ausgerüsteten Klebebandes das der erfindungsgemäßen Trennbeschichtung zugrunde Silikonsystem lösungsmittelfrei oder aus Lösung auf einen Träger aufgebracht werden, wobei grundsätzlich alle dem Fachmann geläufigen Beschichtungsverfahren angewendet werden können. Anschließend kann das Silikonsystem erforderlichenfalls noch getrocknet werden. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Trennbeschichtung im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung eine Schichtdicke von 0,1 bis 5,0 pm, stärker bevorzugt von 0,2 bis 2,5 pm, insbesondere von 0,4 bis 2,0 pm auf.
Als Trägermaterial des Releaseliners können insbesondere Papiere oder Folien eingesetzt werden. Als Folien werden dabei bevorzugt solche aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat, Polybuten, Polypropylen, Polyethylen, monoaxial verstrecktem Polypropylen, biaxial verstrecktem Polypropylen oder Polyethylen verwendet, besonders bevorzugt Polyolefinfolien, insbesondere Polypropylen- oder Polyethylenfolien, oder Polyesterfolien.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist entsprechend dem Vorstehenden ein Releaseliner, der eine Trägerfolie und eine erfindungsgemäße Trennbeschichtung umfasst.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein einseitig klebend ausgerüstetes Klebeband, das ein Trägermaterial mit einer ersten und einer zweiten Seite sowie eine Haftklebmasse auf der ersten Seite des Trägermaterials und eine erfindungsgemäße Trennbeschichtung auf der zweiten Seite des Trägermaterials umfasst.
Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Trennbeschichtung, bevorzugt auf Silikonbasis, als zumindest eine äußere Schicht eines Releaseliners, mit dem ein ein- oder beidseitig klebendes Klebeband ein- oder beidseitig eingedeckt ist. Üblicherweise wird ein einseitiges Klebeband auf der Klebmassenseite mit einem Releaseliner eingedeckt. Bei einem zweiseitigen Klebeband kann ein Releaseliner ausreichen, es können aber auch beide Klebmassenseiten mit jeweils einem Releaseliner ausgerüstet sein.
Als Klebemasse ist in einem Klebeband üblicherweise und erfindungsgemäß bevorzugt eine Haftklebmasse vorhanden. Als Haftklebmassen werden Klebmassen bezeichnet, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit dem Haftgrund erlauben. Haftklebmassen wirken bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weisen also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Verklebbarkeit der Haftklebmassen beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften, eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.
Als Basis für Haftklebmassen kommen verschiedene Verbindungen in Frage.
Bevorzugt ist die Polymerbasis der Haftklebemasse ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten; Silikonen; Naturkautschuk; und Synthesekautschuken, insbesondere Styrolblockcopolymeren mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder hydrierten Polydienblöcken, zum Beispiel aus Polybutadien, Polyisopren, Copolymeren aus beiden sowie weiteren, dem Fachmann geläufigen Elastomerblöcken. Die Haftklebmasse kann eine Kombinationen mehrerer Basispolymere umfassen und über das bzw. die Basispolymer(e) hinaus zum Beispiel Klebharze, Weichmacher, Füllstoffe, Pigmente, UV-Absorber, Lichtschutzmittel, Alterungsschutzmittel und/oder Vernetzer sowie gegebenenfalls weitere Additive enthalten.
Der Träger oder im Falle so genannter Transferklebebänder der Liner des Klebebands kann einseitig mit der Haftklebmasse aus Lösung, Dispersion, 100 %ig (zum Beispiel aus der Schmelze) oder durch Coextrusion beschichtet werden. Alternativ ist eine Beschichtung durch Transfer einer Haftklebmasse-Schicht mittels Kaschieren möglich. Die Klebschicht kann durch Wärme oder energiereiche Strahlen vernetzt werden.
Das Auftragsgewicht der Haftklebmasseschicht beträgt bevorzugt 10 bis 120 g/m2, stärker bevorzugt 25 bis 100 g/m2, womit das Gewicht nach einer eventuell notwendigen Entfernung von Wasser oder Lösungsmittel gemeint ist. Dem Fachmann ist bekannt, dass die Zahlenwerte des Auftragsgewichts in grober Näherung auch der Schichtdicke in pm entsprechen.
Eine physikalische Vorbehandlung der mit der Haftklebmasse zu beschichtenden Trägerseite zur Verbesserung der Haftung, beispielsweise durch Flamm-, Plasma- oder Coronabehandlung kann vorteilhaft sein. Alternativ oder zusätzlich kann vor dem Aufbringen der Haftkleberschicht auf den Träger eine Primerschicht, insbesondere lösungsmittelfrei wie zum Beispiel durch Coextrusion, aufgebracht werden, so dass sich zwischen der Trägerschicht und der Haftkleberschicht eine Primerschicht befindet.
Als Primer sind an sich bekannte Dispersions- und Lösungsmittelsysteme verwendbar, zum Beispiel auf Basis von isopren- oder butadienhaltigen Kautschuken und/oder Cyclokautschuken. Isocyanate oder Epoxyharze als Additive verbessern die Haftung und erhöhen zum Teil auch die Scherfestigkeit des Haftklebstoffes. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Releaseliners in einem Klebeband, das zum Verbinden von Papier- oder Folienbahnen eingesetzt wird.
Flache, bahnförmige Materialien, insbesondere Papier, werden industriell häufig zu Ballen gewickelt, die dann zum Beispiel papierverarbeitenden Maschinen oder Druckbeziehungsweise Verpackungsmaschinen zugeführt werden. Beim Dauerbetrieb solcher Anlagen ist es notwendig, an das Ende eines ersten Ballens des flachen, bahnförmigen Materials im fliegenden Wechsel den Beginn eines neuen aufgewickelten Ballens anzusetzen und in geeigneter Weise zu verbinden, ohne beim Wechsel der Rollen die schnelllaufenden Maschinen anhalten zu müssen. Dieser Vorgang wird als Spleißen (engl. „splicing“) bezeichnet.
Hierfür werden in der Papierindustrie doppelseitig klebende Klebebänder eingesetzt, die im Wesentlichen aus einer Trägerschicht und zwei Haftklebmasseschichten bestehen, um eine Verbindung zwischen dem Ende der alten Materialbahn und dem Anfang der neuen Materialbahn herzustellen. Das Ende der alten Materialbahn wird dabei mit dem Anfang der neuen Materialbahn verklebt.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband“ umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Bahnen oder Bahnabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Etiketten, Stanzlinge und dergleichen.
Erfindungsgemäße Trennbeschichtungen ermöglichen die Zurverfügungstellung von Releaselinern oder trennend ausgerüsteten Klebebandrückseiten mit signifikant niedrigerem Reibungskoeffizienten im Vergleich zu dem gleichen System ohne die erfindungsgemäß vorhandenen Körper K. Diese Additive reduzieren effektiv die Reibung der Trennbeschichtungen unter Beibehaltung der guten Trenneigenschaften gegen verschiedene Klebmassen.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäß in der Trennbeschichtung vorhandenen Körper K bei lösemittelbasierten Silikon-Trennsystemen auf Folienträgern auch die Klebkraftdepression einer mit dem Trennsystem bedeckten Haftklebmasse reduzieren. Zumindest im Anteilsbereich von 1 bis 8 Gew.-% an Körpern K wurde mit steigendem Anteil eine deutliche Abnahme der Klebkraftdepression beobachtet. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein Releaseliner, der eine Trägerfolie und eine lösemittelbasierte Trennbeschichtung umfasst, wobei die Trennbeschichtung ein Trennmittel und 1 bis 8 Gew.-%, stärker bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Trennbeschichtung, dreidimensionale Körper K enthält und die Körper K zu mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide enthalten. Alle hierin beschriebenen Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Trennbeschichtung beziehungsweise des erfindungsgemäßen Releaseliners gelten, soweit sie für den in diesem Absatz beschriebenen Releaseliner anwendbar sind, auch für diesen als bevorzugt. Insbesondere ist das Material der Trägerfolie des hier beschriebenen Releaseliners ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat; Polybuten; Polypropylen, insbesondere monoaxial verstrecktem Polypropylen und biaxial verstrecktem Polypropylen; und Polyethylen. Ganz besonders bevorzugt ist das Material der Trägerfolie monoaxial verstrecktes Polypropylen (MOPP).
„Lösemittelbasierte Trennbeschichtung“ bzw. „lösemittelbasiertes Silikon-Trennsystem“ bedeutet, dass das betreffende Trennsystem als tatsächlich lösungsmittelhaltiges System aufgetragen wird, nach der in der Regel thermisch initiierten Vernetzung jedoch nur noch maximal Spuren des Lösemittels im Trennsystem vorliegen. Der Fachmann spricht dennoch von einem „lösungsmittelbasierten System“ oder auch „lösemittelhaltigem System“ und kennzeichnet damit die speziellen Eigenschaften einer solchen lösemittelbasiert erhaltenen Trennbeschichtung.
Beispiele
Soweit nicht anders angegeben, sind im Folgenden alle Anteile von Komponenten jeweils auf ihr Gewicht bezogen angegeben.
Herstellung und Beschichtung der Trennsysteme
Es wurden Releaseliner auf einem Papier KSC 950 weiß (Firma UPM) mit einer Breite von 1300 mm hergestellt, indem die unten angegebenen Trennsystem-Formulierungen mit und ohne Zusätze von Additiven über eine Labor-Beschichtungsanlage aufgebracht wurden. Die Additive wurden mittels eines Flügelrührers in die Zusammensetzungen eingerührt. Nach der Beschichtung wurden die Trennsysteme im Umluftofen 30 s lang bei 160 °C vernetzt.
Die auf diese Art hergestellten Liner wurden im Hinblick auf ihren Reibungskoeffizienten, den Trennwert gegenüber den Testklebebändern tesa® 7475 und tesa® 501 10 sowie die Klebkraft-Depression untersucht. Bei dem Testband tesa® 7475 handelt es sich um einen 40 pm dicken PVC-Träger, der mit 95 g/m2 einer Harz-modifizierten Acrylat- Haftklebmasse beschichtet ist. Das Testband tesa® 50110 ist 300 pm dick und verwendet eine Naturkautschuk-Haftklebmasse auf einem Gewebeträger.
Messung des Trennverhaltens
Es wurden jeweils 20 mm breite und 300 mm lange Streifen von den Testbändern tesa®7475 und tesa® 50110 auf die Releaseliner geklebt. Pro Probe wurden jeweils 3 Laminate aus Liner mit Testband tesa® 7475 und Liner mit Testband tesa® 501 10 unter Druck und Temperatur 24 h lang gelagert. Die Temperatur bei der Lagerung betrug 40 °C für das Testband tesa® 50110 und 70 °C für das Testband tesa® 7475. Der Druck betrug in beiden Fällen 4 N/cm2.
Nach der anschließenden Lagerung der Proben für 2 Stunden in einem klimatisierten Messraum bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit wurde die T rennkraft mit Hilfe einer Zwick-Zug-Prüfmaschine bestimmt. Die Abzugsgeschwindigkeit betrug 300 mm/min, der Abzugswinkel 180 °. Als Ergebnis wird jeweils der Mittelwert aus den Messungen der drei Laminate angegeben.
Messung der Klebkraft-Depression
Weiterhin wurde ein möglicher Übertrag von Silikon oder den verschiedenen Additiven durch Messung der Klebkraft-Depression des Testbandes tesa® 7475 evaluiert. Dazu wurde die Klebkraft eines neuen Testbandes tesa® 7475 auf einer Stahloberfläche durch eine Zugprüfung (Zwick-Zug-Prüfmaschine, 300 mm/min, 180 °) gemessen.
Anschließend wurde ein Testband tesa® 7475, welches vorher zur Messung des T rennverhaltens für 24 h bei Druck und T emperatur mit dem Liner gelagert wurde, ebenfalls auf Stahl geklebt und die Klebkraft mit einer Zugprüfung gemessen. Die Klebkraft- Depression wird gemäß folgender Formel berechnet: Klebkraft frisches T ape - Klebkraft T ape in Kontakt mit Liner')
Klebkraft — Depression 100%
Klebkraft frisches T ape Messung des Silikonauftrags
Das Auftragsgewicht des T rennsystems wurde über Röntgenfluoreszenzanalyse bestimmt. Dazu wird der mit dem zu untersuchenden Trennsystem beschichtete Träger mit dem Röntgenfluoreszenz-Analysator Lab-X3000 der Firma Oxford mit interner (Polydimethylsiloxan-) Referenz analysiert. Nach Anregung mit Röntgenstrahlung wird freiwerdende Energie in Form Si-spezifischer Fluoreszenzstrahlung erfasst und vom Gerät stöchiometrisch in das Auftragsgewicht des Silikon-Trennsystems in g/m2 umgerechnet. Etwaige Fehldetektionen aus Additiven des Trägermaterials werden durch Bestimmung eines Nullwerts berücksichtigt.
Bestimmung des Anstreichverhaltens
Zur Beantwortung der Frage, ob das Trennsystem ein angenehmes Hautgefühl beim Anstreichen zeigt, wurden die mit T rennsystem beschichteten Proben im direkten Vergleich von fünf Testpersonen bewertet. Die Bewertungsgrundlage ist das Hautgefühl beim Anstreichen des mit Trennsystem beschichteten Liners mit der Hand unter stärkerem Druck - also den üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden zur Applikation von Haftklebstoffen. Es wurde lediglich eine Unterscheidung nach
1 = angenehm
2 = unangenehm vorgenommen.
Silikonsystem
Beim Silikonsystem A handelt es sich um ein additionsvernetzendes Silikonsystem der Firma Wacker. 9,75 g DEH 915 (ein mit Vinylgruppen funktionalisiertes Polydimethylsiloxan) wurden mit 0,33 g V24 (ein Methylhydrogenpolysiloxan) und 0,08 g Kat OL (ein Platinkatalysator, auch unter dem Namen „Karstedt-Katalysator“ bekannt) gemischt.
Zu dem für die Beschichtung der Außenseiten der Liner vorgesehenen Silikonsystem wurden jeweils 2,5 Gew.-% an PMMA-Kugeln (Sepimat® SB, SEPPIC, Vollkugeln mit einer Größe von 1 bis 5 pm) beziehungsweise Stärkekugeln (Sepifine® BB, SEPPIC, Vollkugeln, D50-Wert der Teilchengrößenverteilung 11 pm) gegeben, die für die Liner-Innenseiten vorgesehenen Systeme blieben ohne weiteren Zusatz. Die Mischungen wurden homogenisiert, auf den Träger aufgetragen und anschließend wie oben beschrieben vernetzt. Bestimmung der Partikelgrößenverteilung
Die Partikelgrößenverteilung wurde mittels Laserbeugung mit dem Gerät „Bettersizer S3 Plus“ vorgenommen. Als Dispergiermedium wurde VE-Wasser genutzt. Die Probe wurde direkt in die mit VE-Wasser befüllte Dispergiereinheit gegeben. Vor der Messung wurde die Probe einem gerätinternen Ultraschall (35 W) ausgesetzt, der auch während der Messung aktiv war. Die Rührgeschwindigkeit betrug 1200 U/min. Die Auswertung erfolgte nach Mie mit dem vom Gerät bestimmten Brechungsindex RI 1 ,50-0, 01 i.
Tabelle 1 : Auftrag des Silikonsystems, Ergebnisse
Tabelle 2: Ergebnisse

Claims

Patentansprüche Trennbeschichtung zur Ausrüstung eines Releaseliners, enthaltend
• ein Trennmittel und
• 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trennbeschichtung, dreidimensionale Körper K, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper K zu insgesamt mindestens 90 Gew.-% ein oder mehrere Polysaccharide enthalten. Trennbeschichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Körper K Ellipsoide sind. Trennbeschichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper K einen D50-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung, ermittelt mittels Laserbeugung wie hierin beschrieben, von maximal 15 pm aufweisen. Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Körper K Rotationsellipsoide sind und die Körper K einen D50-Wert der volumetrischen Teilchengrößenverteilung von maximal 12 pm aufweisen. Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbeschichtung Körper K zu insgesamt 0,1 bis 10 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trennbeschichtung, enthält. Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper K Vollkörper sind. Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper K zu mindestens 90 Gew.-% Cellulose und/oder Stärke enthalten. Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, fluorierten Silikonen, Silikon-Copolymeren, Wachsen, Carbamaten und Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Materialien. Verwendung einer Trennbeschichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche als zumindest eine äußere Schicht auf einem Releaseliner oder als Rückseitenbeschichtung eines Klebebandträgers. Verwendung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbeschichtung eine Schichtdicke von 0,1 bis 5,0 pm aufweist. Releaseliner, umfassend eine Trägerfolie und eine Trennbeschichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. Verwendung eines Releaseliners gemäß Anspruch 11 als Releaseliner in einem Klebeband, das zum Verbinden von Papier- oder Folienbahnen eingesetzt wird.
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