FR2482614A1 - Composition aqueuse pour former une couche de revetement de separation - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE COMPOSITION AQUEUSE POUR FORMER UNE COUCHE DE REVETEMENT DE SEPARATION SUR UN SUBSTRAT, CONSTITUEE DE 100PARTIES EN POIDS (EN MATIERES SOLIDES) D'UN MELANGE DE COMPOSANTS AQUEUX A BASE DE POLYSILOXANNES ET D'ENVIRON 20 A 100PARTIES EN POIDS (EN MATIERES SOLIDES) D'UNE RESINE AQUEUSE FILMOGENE, LA TENEUR EN MATIERE NON VOLATILE ETANT D'ENVIRON 1 A 60 EN POIDS; ON APPLIQUE LA COMPOSITION AQUEUSE A UN SUBSTRAT NON PERMEABLE POUR OBTENIR UN SUBSTRAT PORTANT UNE COUCHE DE REVETEMENT DE SEPARATION CONVENANT PAR EXEMPLE A LA PRODUCTION D'UNE FEUILLE OU D'UNE BANDE DE PROTECTION DES SURFACES OU D'UNE FEUILLE OU D'UNE BANDE AUTOCOLLANTES.
Description
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La présente invention concerne une composition aqueuse
pour former une couche de revêtement de séparation. Plus particulière-
ment, l'invention concerne une composition aqueuse sous forme d'une émulsion ou d'une solution pour former une couche de revêtement de séparation sur un support non perméable constitué d'une feuille ou d'une pellicule, ce support convenant à la production de feuilles pour
la protection des surfaces, de rubans autocollants et similaires.
On unit une feuille de protection des surfaces à une tale métallique, une plaque de matière plastique décorative, une glace ou similaires par l'intermédiaire d'une couche adhésive pour éviter la formation de rayures ou d'éclats sur la surface pendant le
stockage ou le transport ou pour protéger une surface métallique lors.
de la mise en oeuvre. De telles feuilles de protection des surfaces sont décrites en détail par exemple dans le brevet des Etats-Unis
d'Amérique n0 3 600 268.
La feuille de protection des surfaces est enroulée
sur une bobine et fournie ainsi sous forme d'une bande autocollante.
Donc, une couche adhésive d'une feuille support est en contact avec le revers de la feuille support. Il est donc nécessaire que le revers de la feuille support porte une couche de revêtement de séparation pour que la couche adhésive et le revers de la feuille support qui
sont en contact mutuel puissent être facilement séparés entre eux.
Il est de plus nécessaire que la couche de revêtement de séparation soit fortement unie au revers de la feuille support pour qu'elle ne
soit pas décollée par la codthe adhésive, car si la couche de revête-
ment de séparation est enlevée par la couche adhésive, lorsqu'on unit
la feuille de protection des surfaces à une t&le métallique ou simi-
laires, la couche de revêtement de séparation enlevée s'attache à la
surface de la tôle métallique ou similaires et la salit.
On peut citer comme compositions utilisées à ce jour
pour former une telle couche de revêtement de séparation sur un sup-
port pour feuilles de protection des surfaces et pour rubans adhésifs
autocollants, une solution d'un copolymère de (méth)acrylate d'octa-
décyle-acide (méth)acrylique, des solutions de silicone, etc. Les couches de revêtement de séparation produites à
partir de ces compositions connues ne sont pas totalement satisfai-
santes; par exemple les couches de revêtement de séparation produites
à partir des solutions de copolymère ont des caractéristiques de sépa-
ration insuffisantes (elles empêchent mal la couche adhésive de coller au revers du support) et bien que les sblutions de silicone produisent des couches de revêtement de séparation ayant d'excellentes caracté- ristiques de séparation, ces excellentes caractéristiques nuisent à
d'autres caractéristiques.
Lorsqu'on revêt la feuille support de la solution de silicone et que l'on cuit, l'adhésion entre la couche de revêtement de séparation formée et la feuille support est insuffisante en raison
de ses propriétés physiques propres. La couche de revêtement de sépa-
ration à base de silicone ainsi formée se décolle facilement. En par-
ticulier lorsqu'on applique la solution de silicone à une feuille
support constituée de chlorure de polyvinyle plastifié, le décolle-
ment de la couche de revêtement de séparation à base de silicone est accéléré par le transfert des plastifiants à partir de la feuille
support. Ceci pose des problèmes: les caractéristiques de sépara-
tion de la couche de revêtement de séparation sont réduites et lors-
qu'on unit la feuille de protection des surfaces ainsi obtenue à une tôle métallique ou similaires, des écailles fines de la pellicule de revêtement décollée se fixent à la tôle métallique ou similaires et
la salissent.
De plus on utilise généralement les compositions pré-
cédentes sous forme d'une solution formée avec un solvant organique.
L'emploi de tels solvants organiques n'est pas souhaitable car ils peuvent provoquer des incendies, des explosions, etc. et de plus ils
sont quelque peu toxiques et peuvent provoquer une pollution atmos-
phérique. On a proposé une composition aqueuse pour former une couche de revêtement de séparation sans employer un solvant organique, comme décrit dans la demande de brevet japonais publiée non examinée n0 139835/76. On applique cette composition aqueuse à un substrat, en particulier un substrat perméable, tel qu'un papier, un non-tissé ou
un tissu. Par application de la composition aqueuse, on peut effec-
tuer simultanément un contre-apprêtage dû à une pénétration partielle de la composition aqueuse dans le support perméable et la formation
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d'une couche de revêtement de séparation sur le support. La composi-
tion aqueuse est constituée de 100 parties en poids, en matières solides, d'une émulsion de résine et de 0,5 à 100 parties en poids,
en matières solides, d'une émulsion de silicone. Cependant on a cons-
taté que, lorsqu'on applique la composition aqueuse à une feuille sup-
port non perméable, on ne peut pas former, comme couche la plus super-
ficielle, une couche de revêtement de silicone complète, si bien que
la couche de revêtement de séparation a des caractéristiques de sépa-
ration médiocres. De plus les caractéristiques de séparation de la couche de revêtement de séparation sont nettement réduites lorsqu'on laisse cette couche séjourner à des température et à des humidités
importantes pendant des durées prolongées.
L'invention a pour objet une composition aqueuse pour
former une couche de revêtement de séparation ayant une bonne adhé-
sion à une feuille non perméable et non poreuse, en particulier une
feuille de chlorure de polyvinyle plastifié ou une feuille de poly-
oléfine, qui a de bonnes caractéristiques de séparation et qui est
fortement unie à une feuille support.
La demanderesse a découvert que l'on peut atteindre cet objectif lorsqu'on mélange deux types particuliers de composants aqueux à base de polysiloxanne et une résine aqueuse ayant une bonne
affinité pour une feuille support non perméable dans une gamme déter-
minée des proportions.
L'invention concerne une composition aqueuse consti-.
tuée de: parties en poids (en matières solides) d'un mélange de (A) parties en poids (en matières solides) d'un composant aqueux à base d'organohydrogénopolysiloxanne contenant au moins 3 atomes d'hydrogène unis au silicium dans sa molécule et représenté par la formule (1)
CH R" CH
R'-Si-0-4Si-otrsi-R' (I
CH3 CH3 CH3
o R' représente un atome d'hydrogène ou un radical méthyle, R" repré-
sente un atome d'hydrogène ou un radical'alkyle, aryle ou alcényle,
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et n est un nombre entier de 5 à 500, et (B) d'environ 100 2 000 par-
ties en poids (en matières solides) d'un composant aqueux à base de diorganopolysiloxanne contenant un radiqal hydroxy uni au silicium à chacune de ses extrémités, représenté par la formule (II)
CH R"' CH
3 CI,3
HO-Si-04Si-O-Si-OH (II) ! I m l
CH3 R"' CH3
o R"' représente un radical hydrocarboné monovalent qui peut être substitué, et m est un nombre entier de 100 à 15 000, et d'environ 20 à 100 parties en poids (en matières solides) d'une résine aqueuse filmogène, la teneur en matières solides de la composition aqueuse étant
comprise entre environ 1 et 60% en poids.
L'invention va maintenant être décrite de façon
détaillée.
L'organohydrogénopolysiloxanne représenté par la for-
mule (I) du composant (A) contient au moins 3 atomes d'hydrogène unis
au silicium dans sa molécule. De préférence cet organohydrogénopoly-
siloxanne est tel que,dans le motif -4R"Si(CH)0O- de la formule (I), 3 n le rapport moyen de R" = hydrogène à R" = alkyle, aryle ou alcényle est compris entre environ 0,25/1 et 1,0/1 et n est un nombre entier
de 5 à 500. En particulier on utilise de façon avantageuse un organo-
hydrogénopolysiloxanne ayant une viscosité (mesurée avec un viscosi-
mètre de type B, et il en est de même ci-après) d'environ 10 à 100 cSt à 25 C. Des exemples de tels organohydrogénopolysiloxannes appropriés sont le méthylhydrogénopolysiloxanne, l'éthylhydrogénopolysiloxanne et le vinylhydrogénopolysiloxanne. On utilise ces composés sous forme d'une
émulsion ou d'une solution aqueuses. Dans la présente description les
termes "composant aqueux à base d'organohydrogénopolysiloxanne", "compo-
aqueux à base de diorganopolysiloxanne" et "résine aqueuse" englobent les
émulsions (ou dispersions) aqueuses et les solutions aqueuses.
Pour préparer le composant aqueux à base de diorgano-
polysiloxanne, composant (B), on émulsionne ou dissout le diorgano-
polysiloxanne représenté par la formule (II) dans un milieu aqueux.
De préférence on utilise une émulsion aqueuse obtenue par polyméri-
sation en émulsion de silane ou de siloxanne. La viscosité du diorga-
nopolysiloxanne lui-même est généralement d'environ 10000 1 000 000 cSt à 250C, de préférence d'environ 50 000 à 500 000 cSt à 25 C. Un diorganopolysiloxanne ayant une viscosité inférieure à environ 10 000 cSt forme une couche de revêtement de séparation ayant une résistance mécanique et une élasticité médiocres. Dans le cas d'un diorganopolysiloxanne ayant une viscosité supérieure à environ 1 000 000 cSt, la vitesse de réaction entre les composants (A) et
(B) est ralentie.
On mélange cet organohydrogénopolysiloxanne et ce diorganopolysiloxanne sous forme de composants aqueux. On ajoute le composant aqueux à base de diorganopolysiloxanne à raison d'environ à 2 000 parties en poids (en matières solides), de préférence d'environ 300 à 1 000 parties en poids, pour 100 parties en poids
(en matières solides) du composant aqueux à base d'organohydrogéno-
polysiloxanne. Comme catalyseur provoquant ie durcissement des deux polysiloxannes, on utilise un acide, un alcali, une amine, un sel organométallique ou similaires. La quantité de catalyseur ajoutée est comprise entre environ 0,1 et 10 parties en poids pour 100 parties en poids (en matières solides) du mélange des composants aqueux (A) et (B), bien qu'elle puisse varier selon la vitesse de durcissement désirée.
La résine que l'on utilise en mélange avec les compo-
sants aqueux (A) et (B) doit avoir un fort caractère filmogène. Des
résines particulièrement appropriées sont celles que l'on peut mélan-
ger uniformément avec les deux polysiloxannes sous forme d'une émul-
sion ou d'une solution et celles qui ont une grande affinité chimique
pour une feuille non perméable.
Comme telles résines aqueuses, on peut utiliser une émulsion de polymère acrylique, une émulsion de copolymère d'acétate de vinyle et de composé acrylique et similaires dans le cas d'une feuille de chlorure de polyvinyle plastifié, et une émulsion de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle et similaires dans le cas d'une feuille de polyéthylène. De plus on peut utiliser un latex de SBR, une solution aqueuse d'alcool polyvinylique, etc.
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Parmi ces résines aqueuses, on préfère, en raison des propriétés de la couche de revêtement de séparation formée, les résines aqueuses contenant des groupes fonctionnels, par exemple un radical hydroxy ou carboxy, capables de réagir avec l'atome d'hydrogène uni au silicium contenu dans l'organohydrogénopolysiloxanne du composant
(A). On obtient ainsi un produit durci à base de polysiloxanne cons-
tituant la couche la plus externe de la couche de revêtement de sépa-
ration qui empêche de façon efficace cette couche de revêtement de
séparation d'être décollée de la feuille support.
Un exemple typique préféré de telles résines aqueuses contenant un groupe fonctionnel comme précédemment décrit est une
émulsion de copolymère-à base acrylique que l'on prépare par copoly-
mérisation de 100 parties en poids d'un monomère de base comprenant
au moins un acrylate d'alkyle monomère dont le fragment alkyle com-
porte 1 à 8 atomes de carbone et un méthacrylate d'alkyle monomère
dont le fragment alkyle comporte 1 à 8 atomes de carbone avec éven-
tuellement un monomère vinylique copolymérisable, environ 3 à 10 par-
ties en poids d'un monomère copolymérisable contenant un radical
carboxy et environ 1 à 30 parties en poids d'un monomère copolymé-
risable contenant un radical hydroxy.
Comme acrylate d'alkyle monomère que l'on utilise comme
composant principal pour produire le copolymère à base acrylique pré-
cité, l'acrylate de butyle et l'acrylate d'éthyl-2 hexyle sont les mieux appropriés. De plus on peut utiliser d'autres acrylates d'alkyle dont le fragment alkyle comporte 1 à 8 atomes de carbone. On peut
utiliser des combinaisons de ces acrylates d'alkyle.
Parmi les méthacrylate d'alkyle optimaux figurent le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle et le méthacrylate de butyle. De plus on peut utiliser d'autres méthacrylates d'alkyle dont le fragment alkyle comporte 1 à 8 atomes de carbone. Egalement
on peut utiliser des combinaisons de ces méthacrylates d'alkyle.
On peut citer comme exemples de monomères vinyliques copolymérisables, le styrène, l'acétate de vinyle, l'acrylonitrile et
le méthacrylonitrile. On peut citer comme exemples de monomères con-
tenant un radical carboxy, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'anhydride maléique et l'acide itaconique. On peut citer comme
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exemples de monomères contenant un radical hydroxy, l'acrylate d'hydroxy2 éthyle, le méthacrylate d'hydroxy-2 éthyle, l'acrylate
d'hydroxy-2 propyle, le monoacrylate de diéthylèneglycol, le mono-
acrylate de triéthylèneglycol, le monoacrylate de tétraéthylèneglycol, le monoacrylate de dipropylèneglycol, le monoacrylate de tripropy-
lèneglycol et le monoacrylate de tétrapropylèneglycol.
On ajoute la résine aqueuse précédemment décrite à raison d'environ 20 à 100 parties en poids (en matières solides) pour parties en poids (en matières solides) du mélange des composants aqueux à base de polysiloxanne (A) et (B) et on ajuste la teneur en matières solides entre environ 1 et 60% en poids et de préférence entre 3 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition aqueuse. Bien que la composition aqueuse de l'invention soit sous forme d'une dispersion uniforme, lorsqu'on en revêt une feuille
support non perméable et qu'on sèche, il se forme une couche de revê-
tement de séparation constituée essentiellement de deux couches, une des couches, la couche côté feuille, contenant une quantité importante
de l'émulsion ou de la solution de la résine ayant une affinité chi-
mique pour la feuille support et l'autre couche, couche extérieure,
contenant une quantité importante du produit de réaction des poly-
siloxannes. On peut utiliser divers procédés pour confirmer le fait que la couche extérieure contient une quantité importante du produit de réaction des polysiloxannes. Pour confirmer ce fait, on a revêtu une feuille support d'une composition aqueuse selon l'invention, on a séché pour former la couche de revêtement de séparation puis on a effectué une analyse par spectroscopie photoélectronique en rayons X et on a mesuré l'angle de contact statique de l'eau pure sur la couche de revêtement de séparation. On a mesuré l'angle de contact statique de l'eau pure selon la méthode décrite dans Adhesion and Cohesion,
pages 176-179, Elsevier Publishing Company (1962).
Lorsqu'on utilise comme feuille support non perméable une feuille de chlorure de polyvinyle plastifié, la couche de résine en contact avec la feuille support, c'est-à-dire la couche intérieure, a une bonne compatibilité avec les plastifiants provenant de la
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feuille de chlorure de polyvinyle plastifié ce qui empêche que les plastifiants ne pénètrent dans la coucheextérieure (c'est-à-dire la couche de polysiloxanne). De plus lorsque le composant à base de résine est constitué d'une résine contenant un groupe fonctionnel, par exemple un radical hydroxy, ce radical réagit avec l'organohydro- génopolysiloxanne contenant des atomes d'hydrogène unis au silicium
ce qui évite que la couche de polysiloxanne ne se décolle.
Lorsqu'on ajoute la résine aqueuse filmogène en une quantité inférieure à environ 20 parties en poids (en matières solides)
pour 100 parties en poids (en matières solides) du mélange des compo-
sants aqueux de type polysiloxanne (A) et (B), la couche de poly-
siloxanne formée est trop épaisse par rapport à la couche de résine si bien que la couche de revêtement de séparation peut se décoller de la feuille support. D'autre part, lorsqu'on utilise plus d'environ
100 parties en poids, la couche de résine (couche intérieure) appa-
raît partiellement dans la couche de polysiloxanne (couche extérieure)
ce qui réduit les caractéristiques de séparation. Donc on doit ajou-
ter la dispersion aqueuse de la résine filmogène en une quantité com-
prise entre environ 20 et 100 parties en poids (en matières solides)
pour 100 parties en poids (en matières solides) du mélange des com-
posants aqueux à base de polysiloxanne (A) et (B).
Lorsque la teneur en matières solides de la composition
aqueuse de l'invention est inférieure à environ 1% en poids, l'épais-
seur de la couche de revêtement de séparation est trop faible ce qui réduit les caractéristiques de séparation. D'autre part, lorsque la teneur en matières non volatiles est supérieure à environ 60% en poids,
la quantité de revêtement est inutilement accrue. Donc on doit mainte-
nir la teneur en matières non volatiles entre environ 1 et 60% en poids. Bien que la composition aqueuse de l'invention soit constituée essentiellement des ingrédients précédents, elle peut,
si on le désire, contenir un colorant, un pigment, un agent d'ajuste-
ment de la viscosité et d'autre additifs.
Comme précédemment décrit, lorsqu'on revêt une feuille support non perméable de la composition aqueuse de l'invention et
qu'on sèche, il se forme une couche de revêtement de séparation cons-
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tituée essentiellement d'une couche extérieure composée principale-
ment du produit de réaction des polysiloxannes et d'une couche inté-
rieure composée principalement de la résine filmogène.
La formation d'une telle couche double est utile pour maintenir l'adhésion entre la couche de revêtement de séparation et la feuille support. De plus la limite entre la couche extérieure et la couche intérieure est constituée d'une couche mixte ce qui évite que la couche de revêtement de séparation ne se décolle de la feuille support. Dans le cas d'une feuille dé chlorure de polyvinyle plastifié dont les plastifiants tendent à migrer, une couche de
résine (couche intérieure) composée principalement d'une résine fil-
mogène, empêche le transfert des plastifiants dans la couche de poly-
siloxanne (couche extérieure) composée principalement d'un produit de réaction des polysiloxannes. De plus lorsqu'on utilise comme résine filmogène une résine contenant un groupe fonctionnel (par exemple un radical hydroxy) capable de réagir avec un atome d'hydrogène uni au silicium du polysiloxanne, il se produit une réaction de réticulation avec le polysiloxanne ce qui empêche de façon efficace le décollement
de la couche de revêtement de séparation formée.
Comme la composition aqueuse de l'invention permet d'obtenir une couche de revêtement de séparation capable d'empêcher le transfert des plastifiants et qui a de bonnes caractéristiques de séparation, on peut l'appliquer de façon particulièrement avantageuse à une feuille de chlorure de polyvinyle plastifié. Parmi les feuilles supports non perméables auxquelles on peut appliquer la composition aqueuse de l'invention, figurent les feuilles ou pellicules de résines
synthétiques telles que le polyéthylène, le polypropylène, le poly-
ester, l'alcool polyvinylique, ou le polystyrène, une pellicule de
cellulose, des pellicules métalliques telles que des pellicules d'alu-
minium ou de cuivre, etc. Une couche de revêtement de séparation formée par
revêtement d'une feuille support avec la composition aqueuse de l'in-
vention a nettement moins tendance à se décoller même après stockage sous charge ainsi que dans les conditions ordinaires et présente des caractéristiques de séparation efficaces. La composition aqueuse de
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l'invention est donc utile pour le traitement du revers d'une feuille
de protection des surfaces utilisée pour le travail des tôles métal-
liques. De plus la composition aqueuse est utile pour la production
de diverses feuilles autocollantes et feuilles amovibles.
D'autres caractéristiques'et avantages de l'invention
seront mieux compris A la lecture de la description qui va suivre de
plusieurs exemples et exemples comparatifs. Sauf indication contraire toutes les parties sont exprimées par le poids des matières solides
et tous les pourcentages sont exprimés en poids.
Exemple 1
parties Acrylate de butyle 40 Méthacrylate de méthyle 60 Acrylonitrile 10 Acide acrylique 3 Méthacrylate d'hydroxy-2 éthyle 5 Monolaurate de sorbitanne 3,2 Alkylbenzènesulfonate de sodium 0,8 Eau désionisée 160 On place les ingrédients ci-dessus dans un réacteur muni d'un thermomètre, d'un agitateur, d'un tube d'introduction d'azote et d'un réfrigérant à reflux et on chauffe en agitant dans un
courant-d'azote. Lorsque la température du mélange atteint environ -
600C, on introduit 0,2 partie de persulfate d'ammonium comme amorceur de polymérisation pour démarrer la polymérisation et on poursuit la polymérisation pendant environ 2 heures. Lorsque la polymérisation est achevée, on chauffe le système réactionnel à environ 650C et on laisse mûrir à cette température pendant environ 1 heure pour obtenir une émulsion acrylique contenant le copolymère obtenu. Pour obtenir une composition aqueuse on ajoute les composés suivants à l'émulsion ainsi obtenue Parties Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (Syl-off 1171, produit de Dow Corning Corp.; teneur en matières 30 solides: 40%) 24e261 4 Parties Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (SM-8701, produit par 80 Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides:30%) Catalyseur de durcissement (DC-22K, produit par Dow 5 Corning Corp.; teneur en matières solides: 24%) Emulsion acrylique (obtenue ci-dessus) 100 On revêt uniformément de la composition aqueuse ayant la composition ci-dessus et une teneur en matières solides de 10% (ajustée à cette teneur avec de l'eau désionisée, et il en est de
même après) une face d'une pellicule de chlorure de polyvinyle plas-
tifié (pellicule HK, produite par Kokoku Kagaku Co., Ltd.) à raison de 0, 6 g/m2 (en matières solides) et on sèche par chauffage à 145 C pendant 2 minutes pour obtenir une éprouvette portant une couche de
revêtement de séparation.
On fait adhérer à la couche de revêtement de séparation
de l'éprouvette, un ruban adhésif (Nitto-Polyester Tape n 31B, pro-
duit par Nitto Electric Industrial Co., Ltd.). On mesure la force de décollement, la force d'adhésion résiduelle et le taux de rétention
de la force d'adhésion résiduelle de la couche de revêtement de sépa-
ration à la température ordinaire et on examine de plus la propriété
de décollement de la couche de revêtement de séparation. Les résul-
tats figurent dans le tableau III ci-après.
Pour examiner la structure stratifiée de la couche de revêtement de séparation formée à partir de la composition aqueuse de l'invention, on effectue l'expérience suivante avec la même émulsion acrylique, la même émulsion de polysiloxanne contenant un catalyseur
de durcissement et la même composition aqueuse que ci-dessus: -
On revêt une face de morceaux séparés d'une feuille de chlorure de polyvinyle semblable à celle utilisée ci-dessus, de (A) l'émulsion acrylique seule, (B) l'émulsion de polysiloxanne seule (contenant le catalyseur de durcissement), et (C) la composition aqueuse ci-dessus, à raison de 0,6 g/m2 (en matières solides) et on
sèche par chauffage à 145 C pendant 2 minutes pour obtenir des éprou-
vettes. On examine la surface de la couche de revêtement de sépara-
tion de ces éprouvettes par spectroscopie photoélectronique en rayons X (XPS) et on mesure l'angle de contact statique de l'eau
pure. Les résultats figurent dans le tableau I ci-après.
Comme le montrent ces résultats, la couche de revêtement de séparation formée à partir de la composition aqueuse (C) est semblable à celle formée avec l'émulsion de polysiloxanne seule
(B). Ceci indique que la couche superficielle de la couche de revA-
tement de séparation formée à partir de la composition aqueuse (C) contient comme il est souhaitable une quantité importante de produit
de réaction des polysiloxannes et que la couche de revêtement de sépa-
ration est constituée essentiellement de deux couches.
Exemple 2
parties Acrylate d'éthyl-2 hexyle 30 Méthacrylate de méthyle 55 Acrylonitrile 5 Acide acrylique 4 Acrylate d'hydroxy-2 éthyle 10 Monolaurate de sorbitanne 3,2 Alkylbenzènesulfonate de sodium 0,8 Eau désionisée 160 On polymérise les ingrédients ci-dessus dans les mêmes conditions de réaction que dans l'exemple 1 pour obtenir une émulsion acrylique, Pour former une composition aqueuse on ajoute les composés
suivants à l'émulsion acrylique ainsi obtenue.
Parties Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (SH-8200, produite par Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en 40 matières solides: 407.%) Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (SM-8701, 120 produit par Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: 30%) Catalyseur de durcissement (Syl-off 1171A, produit par 5 Dow Corning Corp.; teneur en matières solides: 507.) Emulsion acrylique (comme ci-dessus) 100 On traite la composition aqueuse cidessus-ayant une
teneur en matières solides de 10%, comme dans l'exemple 1, pour for-
mer une éprouvette que l'on essaie comme indiqué dans l'exemple 1.
Les résultats figurent dans le tableau III.
2 4 2 6 1 4
On revêt une face de morceaux d'une pellicule de chlorure de polyvinyle plastifié de l'émulsion acrylique ci-dessus seule (D), de l'émulsion de polysiloxanne contenant un catalyseur de
durcissement ci-dessus seule (E) et de la composition aqueuse ci-
dessus seule (F) à raison de 0,6 g/m (en matières solides) et on
sèche par chauffage à 145 C pendant 2 minutes.
On examine la surface de la couche de revêtement de
séparation des éprouvettes ainsi obtenues par spectroscopie photo-
électronique en rayons X (XPS) et on mesure l'angle de contact statique del'eau pure. Les résultats figurent dans le tableau II ci-après.
Exemple 3
Comme dispersion aqueuse de résine filmogène, onutilise une solution aqueuse à 15% d'alcool polyvinylique (PVA-205, produit par Kuraray Co., Ltd.; degré de saponification: 88 moles %). A parties de la solution aqueuse d'alcool polyvinylique on ajoute les ingrédients suivants: Parties Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (SH-8200, produit par Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en 40 matières solides: 40%)
Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des-
radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (HV-490, 9 produit par Dow Corning Corp.; teneur en matières solides: 35%) Catalyseur de durcissement (DC-22K, produit par Dow Corning Corp.; teneur en matières solides: 247.) 6 On revêt uniformément du mélange ainsi obtenu ayant une teneur en matières solides de 87., une face d'une pellicule de polyester (Lumirror, produit par Toray Industries Inco) à raison de 0,6 g/m (en matières solides) et on traite comme dans l'exemple 1 pour obtenir une éprouvette. On soumet l'éprouvette aux mêmes essais
que dans l'exemple 1. Les résultats figurent dans le tableau III.
Exemple 4
* On prépare une éprouvette (teneur en matières solides %7.) comme dans l'exemple 1 si ce n'est qu'au lieu de l'émulsion acrylique, on utilise comme résine aqueuse filmogène une émulsion à
% d'acétate de polyvinyle (C-965, produit par Nissetsu Co., Ltd.).
On soumet l'éprouvette aux mêmes essais que dans l'exemple 1. Les
résultats figurent dans le tableau III.
Exemple 5
Parties Emulsion de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (Panflex OM-4000, produit par Kuraray Co., Ltd.; teneur 100 en matières solides: 50%) Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (Syl-off 1171, produit par Dow Corning Corp.,; teneur en matières 35
solides: 40%)-
Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (SM-8705, produit par 125 Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: 307.) Catalyseur de durcissement (Syl- off 1171A, produit par Dow 8 Corning Corp.; teneur en matières solides: 50%)
On revêt uniformément d'une composition aqueuse ci-
dessus ayant une teneur en matières solides de 157., une pellicule de polyéthylène que l'on a traitée par effet corona, à raison de 0,6 g/m (en matières solides) et on traite comme dans l'exemple 1 pour obtenir une éprouvette. On soumet l'éprouvette ainsi obtenue aux mêmes essais
que dans l'exemple 1. Les résultats figurent dans le tableau III.
Exemple comparatif 1 A 100 parties d'une émulsion acrylique semblable & celle utilisée dans l'exemple 1 on ajoute les ingrédients suivants: Parties Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (SH-8240, produit par Toray Silicone Go., Ltd.; teneur en matières solides: 20
407.%)
Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (SM-8705, produit par 30 Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: %) Catalyseur de durcissement (SM-7271K, produit par Toray 1 Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: 50%) On revêt de la composition aqueuse ainsi obtenue ayant une teneur en matières solides de 10%, une face d'une pellicule de
chlorure de polyvinyle plastifié, comme dans l'exemple 1, pour obte-
nir une éprouvette. On soumet l'éprouvette aux mêmes essais que dans
l'exemple 1 et les résultats obtenus figurent dans le tableau III.
Exemple comparatif 2 Parties Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (SH8200, produit par Toray Silicone Co., Ltd.; teneur ed matières solides: 40 40%) Emulsion de diorganopolysiloxanne contenant des radicaux hydroxy terminaux unis au silicium (SM-8701, produit par 90 Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: %) Catalyseur de durcissement (DC-22K, produit par Dow Corning Corp.; teneur en matières solides: 24%) On revêt d'une composition aqueuse ci-dessus ayant une teneur en matières solides de 10%, une face d'une feuille de chlorure
de polyvinyle plastifié comme dans l'exemple I pour obtenir une éprou-
vette. On soumet l'éprouvette aux mêmes essais que dans l'exemple 1
et les résultats figurent dans le tableau III.
Exemple comparatif 3 Parties Emulsion de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle 100 utilisée dans l'exemple 5 Emulsion d'organohydrogénopolysiloxanne (BX-12-806, produit de Toray Silicone Co., Ltd.; teneur en matières solides: 120 %) Catalyseur de durcissement (DC22K, produit par Dow Corning- 10 Corp.; teneur en matières solides: 247%)
On revêt uniformément d'une composition aqueuse ci-
dessus ayant une teneur en matières solides de 15%, une face d'une pellicule de polyéthylène que l'on a soumise à un traitement par
effet corona, à raison de 0,6 g/m (en matières solides) pour obte-
nir une éprouvette. On soumet l'éprouvette aux mêmes essais que dans
l'exemple 1 et les résultats figurent dans le tableau III.
On mesure la force de décollement, la force d'adhésion résiduelle, le taux de rétention de la force d'adhésion résiduelle et la propriété de décollement de la façon suivante: Force de décollement: On fait adhérer un ruban adhésif propre à l'éprouvette et on conserve à 40 C sous une charge de 196 mN/cm2 pendant 24 heures puis on soumet à un essai d'arrachement à 1800 (à 20 C) à la vitesse de 300 mm/min pour mesurer la résistance: Force d'adhésion résiduelle On fait adhérer le ruban adhésif que l'on a soumis à l'essai de détermination de la force de décollement précédent à une tôle d'acier inoxydable à recuit blanc par va-et-vient d'un rouleau de 2 kg. Après 30 minutes, on soumet le ruban adhésif à un essai d'arrachement à 180 (à 2O0C) à la vitesse de 300 mm/min pour mesurer
la résistance.
Taux de rétention de la force d'adhésion résiduelle
On exprime la force d'adhésion résiduelle en pourcen-
tages(7) par rapport à la force d'adhésion (3 430 mN/20 mm) de la bande adhésive propre sur une tôle d'acier inoxydable à recuit blanc à laquelle on attribue la valeur de 100%. On effectue cet essai pour examiner le degré de salissure de l'adhésif de la bande adhésive par
la couche de revêtement de séparation de l'éprouvette.
Propriété de décollement: On fait adhérer la couche de revêtement de séparation de l'éprouvette à une tale d'acier inoxydable à recuit blanc et on
place une autre tôle d'acier inoxydable à recuit blanc sur l'éprou-
vette. On conserve l'ensemble sous une charge de 980 mN/cm en chauf-
fant à 400C pendant 24 heures. Ensuite on examine le degré de salis-
sure de la t8le d'acier inoxydable à recuit blanc. Les symboles A, B et C ont la signification suivante A propre - B propre de façon acceptable C sali
Comme le montre le tableau III, les couches de revête-
ment de séparation préparées selon l'invention (exemples 1 à 5) ont de faibles forces de décollement, et des forces d'adhésion résiduelle et des taux de rétention élevés. Ceci indique que -la force d'adhésion entre la pellicule support et la couche de revêtement de séparation est élevée et que les couches de revêtement de séparation résistent au décollement par le ruban adhésif et ont des caractéristiques de
séparation de grande qualité.
De plus, on voit quelorsqu'on utilise l'émulsion de résine acrylique contenant un groupe fonctionnel (exemples 1 et 2) comme dispersion aqueuse de résine filmogène, la couche de revêtement
2 482614
de séparation ne se décolle pas même dans des conditions sévères et
qu'on obtient des résultats particulièrement bons.
Dans l'exemple comparatif 1, la proportion de l'émul-
sion de résine acrylique est supérieure& celle des autres composants.
Cet exemple indique que, lorsque la proportion de l'émulsion de résine acrylique est importante, la force de décollement est fortement accrue
et en même temps la force d'adhésion résiduelle et son taux de réten-
tion sont réduits. Cette tendance devient plus nette lors d'un essai
après conservation prolongée.
- Dans l'exemple comparatif 2; le taux de rétention de la force d'adhésion résiduelle est faible et les résultats de l'essai
de décollement ne sont pas satisfaisants.
Dans l'exemple comparatif 3, la force de décollement est élevée et le taux de rétention de la force d'adhésion résiduelle
est faible.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement,â titre d'exemples non limitatifs
sans sortir du cadre de l'invention.
TABLEAU I
Evaluation par XPS Angle de 0 'contact Eprouvette Force de-Force de Si2p de l'eau de'-O Force de Si2p Force de Cls Force de Cls pure (O) (%) (o) Couche de revête- 15 0 70 ment de (A) Couche de revtte 2 28 105 ment de (B) Couche de revote- 2 28 104 ment de (C)
A,,. I II
TABLEAU. It
Evaluation-par XPS Angle de contact de l'eau Eprouvette Force deC-0 Force de Si2p pure Force de Cls Force.de Cls (%) (%) (o)
Couche de revête-
ment de (D) 16 0 70
Couche de revête-
ment de (E) 2 26 102-
Couche de revête-
ment de (F) 2 26 101
___ __ __ ___ __ __ ___ __ __ ___ __ __ ___ __ __ _ _ __ __ ___ __ __ __ ___ __ __ ___ __ __ ___ _ _ ___ __ __ ___ __ __ ___ __ __ ___ __ ___I
T A B L E A U III
Exemple Exemple comparatif
1 2 3 4 5 1 2 3
Force de décollement (mN/20 mm) 1030 902 1099 1177 931 2708 1118 2305 Force d'adhésion résiduelle (mN/20 mm) 2953 3080 3090 3021 2914 2786 1687 1893 Taux de rétention de la force d'adhésion résiduelle (%) 86 90 90 88 85 81 49 55 Propriété de décollement A A B B B B C B
'... ._'
%- M 4- Cli r%.) ç1 -1 4-
24C2614
R E V E N D I C AT I O N S
1 - Composition aqueuse pour former une couche de revêtement de séparation sur un support, caractérisée en ce qu'elle est constituée de: 100 parties en poids (en matières solides) d'un mélange de (A) 100 parties en poids (en matières solides) d'un composant aqueux à base d'organohydrogénopolysiloxanne comportant au moins 3 atomes d'hydrogène unis au silicium représenté par la formule
CH R" CH
3, ,3
R'-Si-O Si-0]--Si-R' (I) n,
CH3 CH3 CH3
o R' représente un atome d'hydrogène ou un radical méthyle, R" représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou alcényle et n est un nombre entier de 5 à 500, et (B) environ 100 à 2 000 parties en poids (en matières solides) d'un composant aqueux à base de diorganopolysiloxanne contenant un radical hydroxy uni au silicium à ses deux extrémités, représenté par la formule CH vR"' CH HO-Si-O-+Si-O]--Si- OH (II)
13 I 13
m,
CH R"' CH
C3 o R"' représente un radical hydrocarboné monovalent qui peut être substitué et m est un nombre entier de 100 à 15 000; et environ 20 à 100 parties en poids (en matières solides) d'une résine aqueuse filmogène,
la teneur en matières solides de la composition aqueuse étant com-
prise entre environ 1 et 60% en poids.
2 - Composition aqueuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organohydrogénopolysiloxanne comportant au moins 3 atomes d'hydrogène unis au silicium dans sa molécule a
une viscosité d'environ 10 à 100 cSt à 25 C..
24ó2614
3 - Composition aqueuse selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le diorganopolysiloxanne contenant un radi-
cal hydroxy uni au silicium à ses deux extrémités à une viscosité
d'environ 10 000 à 1 000 000 cSt à 250C.
4 - Composition aqueuse selon la revendication I,
caractérisée en ce qu'elle contient de plus un catalyseur de dur-
cissement des deux polysiloxannes.
- Composition aqueuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que le catalyseur de durcissement est choisi
parmi un acide, un alcali, une amine ou un sel organométallique.
6 - Composition aqueuse selon l'une des revendica-
tions 4 ou 5, caractérisée en ce que la quantité du catalyseur de durcissement ajoutée est comprise entre environ 0,1 et 10 parties en poids pour 100 parties en poids (en matières solides) du mélange des composants aqueux à base d'organohydrogénopolysiloxanne
et de diorganopolysiloxanne.
- 7 - Composition aqueuse selon la revendication 1,
caractérisée en ce que la résine filmogène contient un groupe fonc-
tionnel capable de réagir avec l'atome d'hydrogène uni au silicium
contenu dans l'organohydrogénopolysiloxanne.
8 - Composition aqueuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que le groupe fonctionnel est un radical
hydroxy ou carboxy.
9 - Composition aqueuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que la résine contenant legroupe fonctionnel est préparée par copolymérisation de 100 parties en poids d'un monomère de base comprenant au moins un acrylate d'alkyle monomère contenant 1 à 8 atomes de carbone dans le fragment alkyle et un méthacrylate d'alkyle monomère comprenant 1 à 8 atomes de carbone dans le fragment alkyle-, d'environ 8 à 10 parties en poids d'un
monomère copolymérisable contenant un radical carboxy et d'envi-
ron 1 à 30 parties en poids d'un monomère copolymérisable conte-
nant un radical hydroxy.
- Composition aqueuse selon la revendication 9, caractérisée en ce que la résine est préparée par copolymérisation du monomère de base, du monomère copolymérisable contenant un
radical carboxy et du monomère copolymérisable contenant un radi-
cal hydroxy avec un monomère vinylique copolymérisable avec le
monomère de base.
11 - Composition aqueuse selon l'une quelconque
des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 ou 10, caractérisée en
ce que le rapport moyen de R" = hydrogène & R" = alkyle, aryle ou alcényle est compris entre environ 0,25/1 et 1,0/1 et n est un
nombre entier d'environ 5 à 500.
12 - Composition aqueuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que la viscosité du diorganopolysiloxanne est
comprise entre environ 50 000 et 500 000 cSt à 25 C.
13 - Composition aqueuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange est constitué d'environ 300 à 1 000 parties en poids (en matières solides) du composant aqueux à base de diorganopolysiloxanne pour 100 parties en poids (en
matières solides) du composant aqueux à base d'organohydrogéno-
polysiloxanne.
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| EP0325210A3 (en) * | 1988-01-18 | 1990-01-10 | Nitto Denko Corporation | Release agent and composite material having cured release agent layer |
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