WO2008077883A2 - Trägerfolie, verwendungen derselben sowie verfahren zum fibrillieren von trägerfolien - Google Patents

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WO2008077883A2
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Bernhard MÜSSIG
Sven KÖNIG
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Tesa Ag
Rodewald, Ilse
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    • C09J2423/006—Presence of polyolefin in the substrate

Definitions

  • Carrier film uses thereof as well as methods for fibrillating
  • the present invention relates to a carrier film particularly suitable for fibrillating, mechanically splicing films into filaments and staple fibers, uses thereof, and methods for fibrillating carrier films.
  • DD 298 595 A1 describes a device for fibrillating a polyolefin web. This device furs such a polyolefin web by heavy mechanical stress by means of a spiked leading roll.
  • US Pat. No. 6,586,073 B2 describes the microfibrillation of a highly stretched film interspersed with microvaculolics produced by additives by generating it by bombarding, for example, water from high-pressure or ultrasonic nozzles. This makes the surface porous.
  • US Pat. No. 6,605,332 B2 describes methods for producing a film which has a full-surface fluff of fibers.
  • the fluff is produced by pulling fibers from a softened state of the film surface.
  • DE 21 04 817 A1 describes a process for producing a tape carrier of polyolefin (polyethylene or polyethylene). By stretching in the longitudinal direction, a tensile strength in the longitudinal direction of 320 N / mm 2 should be achieved (according to a preferred embodiment). Stretching ratio and tension reached at 10% elongation are not disclosed.
  • EP 0 255 866 A1 is a longitudinally oriented or a biaxially stretched polypropylene film of a polypropylene homopolymer or a
  • the stretching ratio in the longitudinal direction is 1: 5.5 to 1: 7.
  • WO 2006/023442 A1 describes a polypropylene film in which nucleating agents which form a ⁇ -crystal are contained.
  • polydiorganosiloxanes are permanently incorporated into the polypropylene film as auxiliaries, among other things.
  • the polypropylene and the aids are intimately mixed with each other.
  • the film is finally biaxially stretched.
  • DE 39 40 197 A1 discloses a biaxially oriented polyolefin film of three layers which can be sealed on both sides, in which a base layer consisting essentially of polypropylene and two sealing layers essentially consists of sealable olefin polymers, the base layer containing 0.6 to 1% by weight of polydialkylsiloxane , which is also built directly into the base layer by being mixed in there before.
  • the object of the invention is to provide a carrier film which can be fibrillated without strong mechanical influences such as chopping or without thermal influences, which lead to deformation from fibers to form an existing film matrix. Fibrillation is understood to mean the dissolution of a fiber composite in individual fibers.
  • the invention relates to a carrier film, which is particularly suitable for fibrillation, wherein the carrier film is stretched in the longitudinal direction with a stretch ratio of at least 1: 7, in the carrier film a migriersolides, in particular uncrosslinked silicone is introduced such that the silicone is not covalent with the Polymer of the carrier film is bonded or dispersed in these, and optionally the carrier film on one or both sides is equipped with an adhesive.
  • the carrier film is equipped on one side with an adhesive, on the side opposite to that in which the silicone is introduced.
  • the object of fibrillating into individual fibers or into a fluff on the surface is achieved by lowering the internal integrity of the plastic film.
  • Suitable film raw materials according to this invention are, for example, commercially available polypropylene homopolymers or polypropylene copolymers.
  • the melt indices of the above polymers should be in the range suitable for flat film extrusion. This range is according to a preferred
  • the flexural modulus according to a further advantageous embodiment is at least 1000 MPa, preferably at least 1500 MPa, more preferably at least 2000
  • the polypropylene is preferably predominantly isotactic.
  • polypropylene films which have regular micro-voids that may arise during drawing. Described such flaws in US 6,586,073 B2. These internal cavities increase the possibility of absorbing liquids and thus facilitate the fibrillation of the film, since the surfaces swell faster.
  • the polymers for forming the carrier film can be present in pure form or in blends with additives such as antioxidants, light stabilizers, antiblocking agents, lubricants and processing aids, fillers, dyes or pigments.
  • the stretching process conditions are preferably chosen so that the stretch ratio is the maximum technically feasible for the primary film.
  • the draw ratio is at least 1: 8, preferably at least 1: 9.5 in the longitudinal direction.
  • the draw ratio indicates that at a stretch ratio of 1: 8, a section of 8 m length of the stretched film is produced from a section of the film of, for example, 1 m in length.
  • the stretch ratio is also defined as the quotient of the line speed to the stretching roller speed.
  • the carrier film in the machine direction (corresponding to the longitudinal direction) has a stress at 1% elongation of at least 20
  • N / mm 2 preferably at least 40 N / mm 2 and / or a stress at 10% elongation of at least 250 N / mm 2 , preferably at least 300 N / mm 2 .
  • the tensile strength is more preferably at least 300 N / mm 2 , more preferably at least 350 N / mm 2 .
  • the tear propagation resistance in the transverse direction with respect to the film thickness preferably reaches at least 450 N / mm 2 .
  • the thickness of the film is preferably between 25 and 200 microns, more preferably between 40 and 140 microns, most preferably between 50 and 90 microns.
  • the carrier film contains at least one nucleating agent.
  • Nucleating agents are nucleating agents (salts of organic acids, for example, sodium benzoate) which are added to crystallizable thermoplastics, especially polyolefins, polyesters, polyamides, etc., in order to accelerate the crystallization. By the Changes in the crystallization process result in products with altered physical properties.
  • nucleating agents additionally achieves a pearlescent appearance of the carrier film.
  • nucleating agent barium sulfate As a nucleating agent barium sulfate can be used.
  • nucleating agents that produce ⁇ -crystals. These are for
  • Example nucleating fillers such as magnesium hydroxide, talc, kaolin, titanium dioxide or silica gel.
  • organic nucleating agents such as magnesium hydroxide, talc, kaolin, titanium dioxide or silica gel.
  • Nucleating agent as described in US 2003/195300 A1, for example a 4,4'-oxydibenzenesulfonyl azide modified polypropylene.
  • the nucleating agent can be used in pure form or as a masterbatch.
  • Foil production or by colored coating of the film can also be pearlescent colored films or adhesive tapes thereof are produced as for example in gold or copper color.
  • the carrier film is preferably provided on one or both sides with an adhesive, preferably with a self-adhesive or a heat-activatable adhesive layer, so that an adhesive tape results.
  • the general term "adhesive tape” encompasses all flat structures such as films or film sections which are expanded in two dimensions, tapes of extended length and limited width, tape sections, diecuts, labels and the like.
  • the adhesive is preferably pressure-sensitive adhesive.
  • the film is coated on one or both sides with the preferred pressure-sensitive adhesive as a solution or dispersion or 100% (for example melt) or by coextrusion with the film.
  • the adhesive layer (s) can be crosslinked by heat or high-energy radiation and, if necessary, covered with release film or release paper. Suitable pressure sensitive adhesives are described in D. Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology (Van Nostrand Reinhold).
  • pressure-sensitive adhesives based on acrylate, natural rubber, thermoplastic styrene block copolymer or silicone are suitable.
  • the self-adhesive composition used can be blended with one or more additives such as tackifiers (resins), plasticizers, fillers, pigments, UV absorbers, light stabilizers, aging inhibitors, crosslinking agents, crosslinking promoters or elastomers.
  • Suitable elastomers for blending are, for example, EPDM or EPM rubber, polyisobutylene, butyl rubber, ethylene-vinyl acetate, hydrogenated block copolymers of dienes (for example by hydrogenation of SBR, cSBR, BAN, NBR, SBS, SIS or IR; Example known as SEPS and SEBS) or acrylate copolymers such as ACM.
  • Tackifiers are, for example, hydrocarbon resins (for example, unsaturated C 5 or C 7 monomers), terpene-phenolic resins, terpene resins from raw materials such as ⁇ - or ⁇ -pinene, aromatic resins such as cumarone-indene resins or resins of styrene or ⁇ -methylstyrene such as rosin and its derivatives such as disproportionated, dimerized or esterified resins, glycols, glycerol or pentaerythritol can be used, and others as listed in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 12, pages 525 to 555 (4th edition), Weinheim. Particularly suitable are age-stable resins without olefinic double bond such as hydrogenated resins.
  • Fillers and pigments such as carbon black, titanium dioxide, calcium carbonate, zinc carbonate, zinc oxide, silicates or silica may be used.
  • Suitable UV absorbers, light stabilizers and aging inhibitors for the adhesives are the same as those listed in this document for the stabilization of the film.
  • Suitable plasticizers are, for example, aliphatic, cycloaliphatic and aromatic mineral oils, di- or poly-esters of phthalic acid, trimellitic acid or adipic acid, liquid rubbers (for example nitrile or polyisoprene rubbers), liquid polymers of butene and / or isobutene, acrylic esters, polyvinyl ethers, liquid and soft resins based on the raw materials to adhesive resins, wool wax and other waxes or liquid silicones.
  • Crosslinking agents are, for example, phenolic resins or halogenated phenolic resins, melamine and formaldehyde resins.
  • Suitable crosslinking promoters are, for example, maleimides, allyl esters, such as triallyl cyanurate, polyfunctional esters of acrylic and methacrylic acid.
  • the coating thickness with adhesive is preferably in the range from 18 to 50, in particular 22 to 29 g / m 2 .
  • the width of the adhesive tape rolls is preferably in the range of 2 to 60 mm.
  • the carrier film according to the invention is particularly suitable as a carrier in an adhesive tape. This, in turn, may be advantageous, for example, for packaging applications such as
  • Tear tabs are used as a carrying handle, for pallet securing or for bundling.
  • an adhesive tape with a carrier film of the type according to the invention can be used in the field of transport protection, since it fines by friction and on these
  • Such an adhesive tape also offers advantages in applications where the high holding power of adhesive tapes based on highly stretched polyolefin films is needed, but by simple manual treatment without the aid of
  • Tools such as scissors should be able to be destroyed.
  • Permanent adhesive can be used temporarily printed, written or Cover embossed information on various substrates, in order to make them even manually by rubbing again.
  • the invention includes methods for fibrillating a carrier film, which is suitable in particular as a carrier in an adhesive tape.
  • the carrier film is stretched in the longitudinal direction at a draw ratio of at least 1: 7, the carrier film is swollen by the application of a suitable solvent, by applying a mechanical load on the carrier film surface, which acts in the longitudinal direction, individual fibers from the carrier film removed.
  • Solvents for the preferred film variant of polypropylene include, for example, toluene, ethanol, heptane and all other solvents which swell or dissolve the respective material. The more it swells, the faster the fibrils are separated in the composite. If the swelling agent dries off again, rubbing out is no longer possible.
  • the change can be permanently provided by introducing a releasing material into these spaces.
  • the application of a release varnish in particular from a toluene solution may result in the flooding of mobile non-polar silicone molecules into the film.
  • crosslinkable silicone those commonly used for the release coating may be used.
  • Silicone systems are used. These include mixtures
  • Crosslinking catalysts and so-called thermally curable condensation or addition-crosslinking siloxanes.
  • photoactive catalysts such photoinitiators mentioned, in combination with UV-curable cationic crosslinking siloxanes on epoxy and / or vinyl ether or UV-curable free-radical crosslinking siloxanes such as acrylate-modified siloxanes.
  • UV-curable cationic crosslinking siloxanes on epoxy and / or vinyl ether
  • UV-curable free-radical crosslinking siloxanes such as acrylate-modified siloxanes.
  • electron beam curable silicone acrylates is possible.
  • Corresponding systems may also contain other additives, such as stabilizers or leveling agents, depending on the intended use.
  • Organopolysiloxanmassen which crosslink by heating or irradiation. Mention may be made of masses, as described, for example, in EP 0 378 420 A1, which crosslink by addition reaction, namely by temperature treatment of a mixture of an organopolysiloxane with hydrogen atoms bonded directly to the silicon atoms and an organopolysiloxane having vinyl groups bonded directly to the silicon atoms in the presence a hydrosilylation catalyst. Also, photopolymerizable organopolysiloxane compositions can be used.
  • organopolysiloxane compositions described for example, in DE 33 16 166 C1, which have epoxy groups substituted hydrocarbon radicals bonded directly to the silicon atoms, the crosslinking reaction is induced by release of a catalytic amount of acid, which is obtained by photodecomposition of added onium salt catalysts.
  • Other cationic-mechanism-curable organopolysiloxane compositions are materials having, for example, propenyloxysiloxane end groups.
  • Thermally curing release coatings are often multicomponent systems, which typically consist of the following components: a) A linear or branched dimethylpolysiloxane, which consists of about 80 to 200 dimethylpolysiloxane units and is stopped at the chain ends with vinyldimethylsiloxy units.
  • Typical representatives include, for example, solvent-free, vinyl-terminated, addition-curing silicone oil, such as DEHESIVE® 921 or 610, both commercially available at
  • a linear or branched crosslinker which is usually composed of methylhydrogensiloxy and dimethylsiloxy units, wherein the chain ends are saturated with either trimethylsiloxy groups or dimethylhydrogensiloxy groups.
  • a product class are, for example, hydrogenpolysiloxanes with a high content of reactive Si-H, such as the crosslinkers V24, V90 or V06, which are commercially available from Wacker-Chemie GmbH.
  • a silicone MQ resin which also has vinyldimethylsiloxy units as the M unit in addition to the trimethylsiloxy units usually used. Typical representatives of this group are, for example, the release force regulators CRA® 17 or CRA® 42, commercially available from Wacker-Chemie GmbH.
  • a silicon-soluble platinum catalyst such as, for example, a platinum divinyltetramethyldisiloxane complex, which is commonly referred to as the Karstedt complex and, for example, under the name catalyst OL
  • Wacker-Chemie GmbH is commercially available.
  • the silicones used according to the invention are polydisperse mixtures of differently long and differently substituted, linear or cyclic siloxane chains.
  • the mixtures are formed in catalyzed synthesis processes.
  • the treated silicone oils are therefore polydimethylsiloxanes, which are generally abbreviated as PDMS. They are characterized by the following formula: Structure of linear (left) and cyclic polydimethylsiloxanes (right) H 3 C-
  • the radicals on the silicon can also be saturated with further siloxane bonds; in this way one comes to branched and networked silicones.
  • the former then form the silicone resins, the latter the silicone elastomers.
  • Branched polysiloxanes are constructed in a ring or chain form of di-, tri- or tetrafunctional siloxane units; Type of construction [M n D m T n ].
  • cyclic polysiloxanes are ring-shaped of difunctional siloxane units; Type of construction [D n ].
  • cross-linked polymers are chain or ring-shaped molecules that are linked to two- or three-dimensional networks by means of T and Q units.
  • the uncrosslinked silicone molecules migrate into the film and remain there after the solvent has dried.
  • the swelling caused by the solvent of the film is of essential importance, because this allows migration into the film.
  • a second method for fibrillating a carrier film which is particularly suitable as a carrier in an adhesive tape, is advantageous. Thereafter, the carrier film is stretched in the longitudinal direction with a stretch ratio of at least 1: 7, a release coating containing an uncrosslinked silicone, applied on one side of the carrier film, if necessary, the solvent present in the release coating is removed, and by applying a mechanical load on the carrier film surface, which acts substantially in the longitudinal direction, single fibers dissolved out of the carrier film.
  • the carrier film is preferably produced as follows:
  • the extruder Feeding via an extruder to a flat film die, the extruder not homogeneously mixing a nucleating agent optionally present in the polymer with the polymer, preferably polypropylene,
  • Part of the method may be to equip the carrier film on one or both sides with an adhesive. It is possible to coat solutions, dispersions, extrusion-coated 100% systems or liquid radiation-curable materials.
  • the carrier film may be modified by lamination, embossing or radiation treatment.
  • the surface of the carrier film may be subjected to corona, flame, fluorine or plasma treatment for adhesion promotion.
  • coatings include, for example, printing.
  • a solvent-swollen or solvent-based and dried-on silicone release varnish-treated film can be extensively frayed by a high-friction roller.
  • a rubberized roll for example, which is guided in opposite directions to the web direction on such a film, up to 80 cm long fibers can be pulled out of the film, which can be removed and further processed with a corresponding comb.
  • a fine fluff with thin, inter alia up to 4 mm long fibers can be produced. These can be removed as fluff and further processed or left on the film, where they cause a textile-like appearance.
  • the exiting fibers have a consistent degree of stretching with their original film.
  • the carrier film according to the invention can be coated on both or only one side with such a surface treatment.
  • the stretch ratio of the carrier film can therefore be set high in order to increase tensile strength and elongation.
  • the skilled person is aware that thereby the
  • Impact tensile toughness decreases in the transverse direction, which may be detrimental for many applications.
  • the stretching mainly in one direction but also causes an increased Strength in the direction of stretching. This results from an orientation of the macromolecules in the direction of hiding.
  • These molecular chains of the polymer initially arrange themselves more and more in the direction of stretching until they form so-called fibrils. From a certain draw ratio, which is dependent on the particular polymer and its degree of crystallinity, in particular from a draw of 1: 8, the structure of this film is more like a unidirectional fiber fabric than a commercial film, but retains the essential properties of a plastic film, in particular their appearance as a closed sheet.
  • Residual entanglements and intermolecular forces also hold together the individual fibrils, which later result in individual or even parts of fiber.
  • This invention is based on the principle of reducing these forces subsequently so that further sufficient transverse stability for the production and further processing of this film remains guaranteed, but a simple extraction of fiber by low mechanical
  • a reduction in the interfibrillar cohesion of the plastic film may be based on the reduction in Van der Waals forces as well as the static and sliding friction between the individual fibrils. This is achieved here by the introduction of in
  • Solvent molecules interfere with the interfibrillar forces and partially released. It is important that only the surface swollen, and not the film with
  • Solvent is soaked.
  • Fibers are extracted. Grinding with rough materials such as pulp, paper or cardboard simplifies the extraction of fibers. In particular, one with the respective Solvent-soaked cloth simplifies fibrillation. Dissolution of fibrils by rubbing in the transverse direction to the fibril longitudinal direction is not possible. Due to the swelling and dissolving the remaining film does not lose strength in the longitudinal or transverse direction after drying of the respective solvent.
  • FIG. 1 shows the fibril structure of a carrier film of polypropylene, from which fibers were rubbed out with the aid of a cloth impregnated with toluene.
  • the film is produced on a single-flute single-flute extrusion line with a flexible die-lip die, followed by a chill roll station and a one-step short-gap stretch line.
  • Dow 7C06 a non-nucleated ethylene-propylene block copolymer having a melt index of 1, 5 and an ethylenic content of 9% by weight
  • Dow 728-15701 INSPIRE 404 a nucleated ethylene-in-propylene block copolymer
  • the die temperature is 230 0 C
  • Chill roll temperatures and drawing roll temperatures are set so that the crystallinity of the film is as high as possible before and after the stretching process.
  • the stretch ratio is 1: 8.6.
  • Tearing resistance 160 N / mm tensile impact strength transverse: 460 mJ / mm 2
  • a solvent-based, addition-curing silicone such as "Dehesive Silicone 940A” from Wacker Chemie.
  • the film is made on a single-screw extruder with a flexible die lip die in a layer of Dow 7C06, followed by a chill roll station and a one-step short nip stretch line.
  • the die temperature is 230 0 C
  • chill roll temperatures and Reckwalzen- temperatures are adjusted so that the crystallinity of the film is as high as possible before and after the stretching process.
  • the stretch ratio is 1: 12.
  • the film is then coated with a conventional polymethyl H-siloxane such as GE Bayer Silicones Baysilon MH 15 and fibrillated.
  • a conventional polymethyl H-siloxane such as GE Bayer Silicones Baysilon MH 15 and fibrillated.
  • the film is made on a single-screw extruder with flat die with flexible die lip in a layer of Dow 728-15701 INSPIRE 404, followed by chill roll station and a one-step short-gap stretch machine.
  • the die temperature is 230 0 C
  • chill roll temperatures and drawing roll temperatures are set so that the crystallinity of the film is as high as possible before and after the stretching process.
  • the stretch ratio is 1: 6.4.
  • the film is then coated with Wacker GE Bayer Silicones Baysilon MH 15 and fibrillated.
  • melt flow index "Melt Flow Ratio” (MFR) is measured according to DIN 53735.
  • Polyethylene melt indexes are usually given in g / 10 min at 190 0 C and a weight of 2.16 kg, for polypropylenes, albeit with a
  • Crystallite melting point Determination by DSC according to ISO 3146 or MTM 15902 (Basell

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Abstract

Trägerfolie, die insbesondere zum Fibrillieren geeignet ist, wobei die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1:7 gereckt ist, in die Trägerfolie ein migrierfähiges, insbesondere unvernetztes Silikon eingebracht ist, gegebenenfalls die Trägerfolie ein-oder beidseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet ist.

Description

tesa Aktiengesellschaft Hamburg
Beschreibung
Trägerfolie, Verwendungen derselben sowie Verfahren zum Fibrillieren von
Trägerfolien
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trägerfolie, die insbesondere zum Fibrillieren, dem mechanischen Aufspleißen von Folien zu Filamenten und Stapelfasern, geeignet ist, Verwendungen derselben sowie Verfahren zum Fibrillieren von Trägerfolien.
In der DD 298 595 A1 wird eine Vorrichtung zum Fibrillieren einer Polyolefinbahn beschrieben. Diese Vorrichtung fasert eine solche Polyolefinbahn durch starke mechanische Belastung mittels einer mit Dornen versehenen vorauseilenden Walze auf.
US 6,586,073 B2 beschreibt das Mikrofibrillieren eines hochverstreckten und mit durch Additive erzeugten Mikrovacuolen durchsetzten Films, indem dieser durch Beschießen mit zum Beispiel Wasser aus Hochdruck- oder Ultraschall-Düsen erzeugt wird. Dadurch wird die Oberfläche porös.
US 6,605,332 B2 beschreibt Methoden zur Herstellung eines Filmes, der eine einen flächendeckenden Flaum aus Fasern aufweist. Der Flaum wird durch Ziehen von Fasern aus einem erweichten Zustand der Folienoberfläche heraus produziert.
Die DE 21 04 817 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Klebebandträgers aus Polyolefin (Polyethylen oder Polyethylen). Durch Reckung in Längsrichtung soll eine Zugfestigkeit in Längsrichtung von 320 N/mm2 erreicht werden können (gemäß einer bevorzugten Ausführungsform). Reckverhältnis und erreichte Spannung bei 10 % Dehnung werden nicht offenbart.
Gegenstand der EP 0 255 866 A1 ist eine in Längsrichtung oder eine biaxial gereckte Polypropylenfolie aus einem Polypropylenhomopolymer oder einem
Polypropylencopolymer. Der Zusatz von elastomeren Komponenten erhöht die
Schlagzugzähigkeit in Querrichtung. Diese Maßnahme führt allerdings zu einer
Verschlechterung der Zugfestigkeit und der Weiterreißfestigkeit in Querrichtung, da dadurch bei Belastung der Folie in Querrichtung die Ausbildung von faserartigen Strukturen unterbunden wird. Das Reckverhältnis in Längsrichtung beträgt 1 :5,5 bis 1 :7.
Es werden Zugfestigkeiten von 12 bis 355 N/mm2 erreicht. Werte für die Spannungen bei
10 % Dehnung sind nicht bekannt.
Die WO 2006/023442 A1 beschreibt eine Polypropylenfolie, in der Nukleierungsmittel, die ein ß— Kristall bilden, enthalten sind. In die Polypropylenfolie sind darüber hinaus als Hilfsmittel unter anderem Polydiorganosiloxane fest eingebaut. Das Polypropylen und die Hilfsmittel werden dazu innig miteinander vermischt. Die Folie wird schließlich biaxial gereckt.
Die DE 39 40 197 A1 offenbart eine beidseitig siegelbare, biaxial orientierte Polyolefinfolie aus drei Schichten, bei der eine Basisschicht im Wesentlichen aus Polypropylen und zwei Siegelschichten im Wesentlichen aus siegelbaren Olefinpolymeren bestehen, wobei die Basisschicht 0,6 bis 1 Gew.-% Polydialkylsiloxan enthält, das ebenfalls direkt in der Basisschicht fest eingebaut ist, indem es dort zuvor eingemischt wird.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Trägerfolie zur Verfügung zu stellen, die fibrilliert werden kann ohne starke mechanische Einflüsse wie Zerhacken oder ohne thermische Einflüsse, die zum Verformen zu Fasern aus einer bestehenden Folienmatrix führen. Unter Fibrillieren wird dabei das Auflösen eines Faserverbundes in Einzelfasern verstanden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Trägerfolie, wie sie im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Trägerfolie und Verwendungen derselben. Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zum Fibrillieren einer Trägerfolie.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine Trägerfolie, die insbesondere zum Fibrillieren geeignet ist, wobei die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt ist, in die Trägerfolie ein migrierfähiges, insbesondere unvernetztes Silikon derart eingebracht ist, dass das Silikon nicht kovalent mit den Polymeren der Trägerfolie verbunden oder in diesen dispergiert ist, und gegebenenfalls die Trägerfolie ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet ist.
Vorzugsweise wird die Trägerfolie einseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet, und zwar auf der Seite, die derjenigen gegenüberliegt, in die das Silikon eingebracht wird.
In dieser Erfindung wird die Aufgabe des Fibrillierens zu einzelnen Fasern oder zu einem Faserflaum auf der Oberfläche durch Erniedrigung des inneren Zusammenhaltes der Kunststofffolie gelöst.
Dies gelingt besonders gut bei hauptsächlich monoaxial verstreckten beziehungsweise hoch verstreckten Kunststofffolien wie Polyolefinfolien, die durch die oben genannte Maßnahme bei Verstreckung schnell eine Fibrillenstruktur annehmen und somit eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen.
Geeignete Folienrohstoffe gemäß dieser Erfindung sind zum Beispiel kommerziell erhältliche Polypropylenhomopolymere oder Polypropylencopolymere. Die Schmelzindizes der oben genannten Polymere sollten im für Flachfolienextrusion geeigneten Bereich liegen. Dieser Bereich liegt gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform zwischen 0,3 und 15 g/10min, vorzugsweise im Bereich von 0,8 und 5 g/10min (gemessen bei 230 °C/2,16 kg).
Der Biegemodul beträgt gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform mindestens 1000 MPa, vorzugsweise mindestens 1500 MPa, weiter vorzugsweise mindestens 2000
MPa.
Das Polypropylen ist vorzugsweise überwiegend isotaktisch aufgebaut.
Speziell geeignet sind Polypropylenfolien, die regelmäßige Mikrofehlstellen, die bei der Verstreckung entstehen können, aufweisen. Beschrieben sich solche Fehlstellen in US 6,586,073 B2. Diese inneren Hohlstellen vergrößern die Möglichkeit zur Aufnahme von Flüssigkeiten und erleichtern damit die Fibrillierung der Folie, da sich die Oberflächen schneller anquellen lassen.
Die Polymere zur Bildung der Trägerfolie können in Reinform oder in Blends mit Additiven wie Antioxidantien, Lichtschutzmitteln, Antiblockmitteln, Gleit- und Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Farbstoffen oder Pigmenten vorliegen.
Zur Erzielung hoher Zugfestigkeiten und hohen Spannungen bei 1 % und 10 % Dehnung werden die Reckprozessbedingungen vorzugsweise so gewählt, dass das Reckverhältnis das für die Primärfolie jeweils maximal technisch durchführbare ist. Bei dieser Erfindung liegt gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform das Reckverhältnis bei mindestens 1 :8, vorzugsweise bei mindestens 1 :9,5 in Längsrichtung.
Das Reckverhältnis gibt an, dass bei einem Reckverhältnis von 1 :8 aus einem Abschnitt der Folie von zum Beispiel 1 m Länge ein Abschnitt von 8 m Länge der gereckten Folie entsteht. Alternativ wird das Reckverhältnis auch als Quotient der Liniengeschwindigkeit zur Reckwalzengeschwindigkeit definiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung besitzt die Trägerfolie in Maschinenrichtung (entspricht der Längsrichtung) eine Spannung bei 1 % Dehnung von mindestens 20
N/mm2, vorzugsweise mindestens 40 N/mm2 und/oder eine Spannung bei 10 % Dehnung von mindestens 250 N/mm2, vorzugsweise mindestens 300 N/mm2.
Die Zugfestigkeit beträgt weiter bevorzugt mindestens 300 N/mm2, besonders bevorzugt mindestens 350 N/mm2. Die Weiterreißfestigkeit in Querrichtung bezogen auf die Foliendicke erreicht vorzugsweise mindestens 450 N/mm2.
Die Dicke der Folie liegt vorzugsweise zwischen 25 und 200 μm, besonders bevorzugt zwischen 40 und 140 μm, ganz besonders bevorzugt zwischen 50 und 90 μm.
Weiter vorzugsweise enthält die Trägerfolie zumindest ein Nukleierungsmittel. Nukleierungsmittel sind Keimbildner (Salze organischer Säuren zum Beispiel Natriumbenzoat), die kristallisierbaren Thermoplasten, speziell Polyolefinen, Polyester, Polyamiden etc. zugesetzt werden, damit die Kristallisation beschleunigt wird. Durch die Veränderung des Kristallisationsprozesses entstehen Produkte mit verändertem physikalischem Eigenschaftsbild.
Durch den Zusatz von Nukleierungsmitteln wird zusätzlich ein perlmuttartiges Aussehen der Trägerfolie erreicht.
Als Nukleierungsmittel kann Bariumsulfat verwendet werden.
Prinzipiell sind alle für Polypropylen geeigneten Nukleierungsmittel einsetzbar.
Besonders geeignet sind Nukleierungsmittel, die α-Kristalle erzeugen. Dies sind zum
Beispiel Füllstoffe mit nukleierender Wirkung wie Magnesiumhydroxid, Talkum, Koalin, Titandioxid oder Silicagel. Vorzugsweise werden organische Nukleierungsmittel wie zum
Beispiel Benzoate, Phosphate oder Sorbitolderivate eingesetzt.
Derartige Nukleierungsmittel werden zum Beispiel im Kapitel „9.1. Nukleating Agents" in
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (Auflage 2002 vom Wiley-VCH Verlag,
Article Online Posting Date June 15, 2000) oder in den Beispielen der US 2003/195300 A1 (US 6,927,256 B) beschrieben. Eine weitere geeignete Maßnahme besteht in der
Verwendung eines semikristallinen verzweigten oder gekuppelten polymeren
Nukleierungsmittel, wie es in der US 2003/195300 A1 beschrieben ist, zum Beispiel ein mit 4,4'-Oxydibenzolsulfonylazid modifiziertes Polypropylen.
Das Nukleierungsmittel kann in Reinform oder als Masterbatch eingesetzt werden.
Durch den Zusatz von Pigmenten oder vorzugsweise Farbstoffen bei der
Folienherstellung oder durch farbige Beschichtung der Folie können auch perlmuttartigartig farbige Folien beziehungsweise daraus Klebebänder erzeugt werden wie zum Beispiel im Gold- oder Kupferfarbton.
Bevorzugt wird die Trägerfolie ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet, vorzugsweise mit einer selbstklebenden oder einer hitzeaktivierbaren Klebstoffschicht, so dass sich ein Klebeband ergibt.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband" umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge, Etiketten und dergleichen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Klebemasse um Haftkleber. Die Folie wird für die Klebebandanwendung ein- oder beidseitig mit dem bevorzugten Haftkleber als Lösung oder Dispersion oder 100 %ig (zum Beispiel Schmelze) oder durch Coextrusion mit der Folie beschichtet. Die Klebeschicht(en) können durch Wärme oder energiereiche Strahlen vernetzt und erforderlichenfalls mit Trennfolie oder Trennpapier abgedeckt werden. Geeignete Haftkleber sind bei D. Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology (Van Nostrand Reinhold) beschrieben. Insbesondere sind Haftkleber auf Basis Acrylat, Naturkautschuk, thermoplastischem Styrolblockcopolymer oder Silikon geeignet. Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit einem oder mehreren Additiven wie Klebrigmachern (Harzen), Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, UV-Absorbern, Lichtschutz-, Alterungsschutzmitteln, Vernetzungsmitteln, Vernetzungspromotoren oder Elastomeren abgemischt sein.
Geeignete Elastomere zum Abmischen sind zum Beispiel EPDM- oder EPM-Kautschuk, Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Vinylacetat, hydrierte Blockcopolymere aus Dienen (zum Beispiel durch Hydrierung von SBR, cSBR, BAN, NBR, SBS, SIS oder IR, solche Polymere sind zum Beispiel als SEPS und SEBS bekannt) oder Acrylatcopolymere wie ACM.
Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel aus ungesättigten C5- oder C7-Monomeren), Terpenphenolharze, Terpenharze aus Rohstoffen wie α- oder ß-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze aus Styrol oder α-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte wie disproportionierte, dimerisierte oder veresterte Harze, wobei Glycole, Glycerin oder Pentaerythrit eingesetzt werden können, sowie weitere wie aufgeführt in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 12, Seiten 525 bis 555 (4. Auflage), Weinheim. Besonders geeignet sind alterungsstabile Harze ohne olefinische Doppelbindung wie zum Beispiel hydrierte Harze.
Füllstoffe und Pigmente wie Ruß, Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure können verwendet werden.
Geeignete UV-Absorber, Lichtschutz- und Alterungsschutzmittel für die Klebemassen sind dieselben, die in dieser Schrift für die Stabilisierung der Folie aufgeführt sind. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Mineralöle, Di- oder Poly-Ester der Phthalsäure, Trimellitsäure oder Adipinsäure, flüssige Kautschuke (zum Beispiel Nitril- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus Buten und/oder Isobuten, Acrylsäureester, Polyvinylether, Flüssig- und Weichharze auf Basis der Rohstoffe zu Klebharze, Wollwachs und andere Wachse oder flüssige Silikone.
Vernetzungsmittel sind beispielsweise Phenolharze oder halogenierte Phenolharze, Melamin- und Formaldehydharze. Geeignete Vernetzungspromotoren sind zum Beispiel Maleinimide, Allylester wie Triallylcyanurat, mehrfunktionelle Ester der Acryl- und Methacryläure.
Die Beschichtungsstärke mit Klebemasse liegt vorzugsweise im Bereich von 18 bis 50, insbesondere 22 bis 29 g/m2.
Die Breite der Klebebandrollen liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 60 mm.
Die erfindungsgemäße Trägerfolie eignet sich besonders als Träger in einem Klebeband. Dies wiederum kann vorteilhaft zum Beispiel für Verpackungsanwendungen wie
Verstärkung von Kartonagen, insbesondere im Bereich von Stanzungen, als
Aufreißstreifen, als Tragegriff, zur Palettensicherung oder zum Bündeln eingesetzt werden.
Weiterhin eignet es sich als Originalitätssiegel mit einfacher Sicherheitsfunktion, das Manipulation durch Zerstörung anzeigt.
Außerdem kann ein Klebeband mit einer Trägerfolie erfindungsgemäßer Art im Bereich des Transportschutzes Anwendung finden, da es durch Reibung ausfasert und auf diese
Weise einen Klapper- und Stoßschutz ausbildet.
Ein solches Klebeband bietet auch Vorteile in Anwendungen, bei denen die hohe Haltekraft von Klebebändern auf Basis von hoch verstreckten Polyolefinfolien gebraucht wird, die aber durch einfache händische Behandlung ohne zu Hilfenahme von
Werkzeugen wie Scheren zerstört werden können sollen.
Weiterhin könne solche Folien mit einem transparenten Haftkleber oder mit einem
Permanentkleber dazu genutzt werden, vorübergehend gedruckte, geschriebene oder geprägte Informationen auf diversen Untergründen abzudecken, um sie dann sogar händisch durch Reiben wieder kenntlich machen zu können.
Des Weiteren umfasst die Erfindung Verfahren zum Fibrillieren einer Trägerfolie, die insbesondere als Träger in einem Klebeband geeignet ist.
Danach wird die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt, wird die Trägerfolie durch das Aufbringen eines geeigneten Lösungsmittels angequollen, werden durch das Aufbringen einer mechanischen Belastung auf die Trägerfolienoberfläche, die im Wesentlichen in Längsrichtung wirkt, einzelne Fasern aus der Trägerfolie herausgelöst.
Lösemittel für die bevorzugte Folienvariante aus Polypropylen sind zum Beispiel Toluol, Ethanol, Heptan und alle weiteren Lösemittel, die das jeweilige Material quellen oder lösen. Je stärker es quillt, desto schneller werden die Fibrillen im Verbund separiert. Trocknet das Quellmittel wieder ab, ist auch das Ausreiben nicht mehr möglich.
Die Fähigkeit zum Ausreiben durch Anquellen mit Lösemitteln ist vorübergehend und nur unter dem Einfluss des Lösungsmittels möglich.
Die Veränderung kann jedoch durch Einbringen eines Materials mit Trennwirkung in diese Zwischenräume dauerhaft bereitgestellt werden. Im Besonderen kann das Auftragen eines Trennlacks im speziellen aus einer Toluol-Lösung zum Einschwemmen von mobilen unpolaren Silikon-Molekülen in die Folie führen.
Verwendbar dafür ist zum Beispiel das auf dem Markt erhältliche additionsvernetzende Silikon-Release-System „Dehesive 940A" der Wacker-Chemie mit einem zugehörigen Katalysatorsystem, das im unvernetzten Zustand aufgetragen wird und dann nachträglich im aufgetragenen Zustand vernetzt.
Als vernetzbares Silikon können die üblicherweise zur Trennbeschichtung verwendeten
Silikonsysteme eingesetzt werden. Dazu zählen Mischungen aus
Vernetzungskatalysatoren und so genannten thermisch härtbaren kondensations- oder additionsvernetzende Siloxanen. Weiterhin 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 acrylatmodifizierte Siloxane verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung von elektronenstrahlhärtbaren Silikonacrylaten möglich. Entsprechende Systeme können je nach Verwendungszweck auch weitere Zusätze wie Stabilisatoren oder Verlaufshilfsmittel enthalten.
Weiterhin sind verschiedene Arten von Organopolysiloxanmassen bekannt, die durch Erhitzen oder Bestrahlen vernetzen. Genannt seien Massen, wie sie zum Beispiel in der EP 0 378 420 A1 beschrieben werden, die durch Additionsreaktion vernetzen, nämlich durch Temperaturbehandlung eines Gemisches aus einem Organopolysiloxan mit direkt an die Siliciumatome gebundenen Wasserstoffatomen und einem Organopolysiloxan mit direkt an die Siliciumatome gebundenen Vinylgruppen in Gegenwart eines Hydrosilylierungskatalysators. Auch photopolymerisierbare Organopolysiloxanmassen können verwendet werden. Genannt seien beispielsweise Massen, die durch die Reaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit (Meth)acrylatgruppen substituierte Kohlenwasserstoff reste direkt an den Siliciumatomen gebunden aufweisen und in Gegenwart eines Photosensibilisators vernetzt werden (siehe EP 0 168 713 B1 , DE 38 20 294 C1 ). Ebenfalls verwendbar sind Massen, bei denen die Vernetzungsreaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit Mercaptogruppen substituierte Kohlenwasserstoff direkt an den Siliciumatomen gebunden aufweisen, und Organopolysiloxanen mit direkt an die Siliciumatome gebundenen Vinylgruppen in Gegenwart eines Photosensibilisator hervorgerufen wird. 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 mit Epoxygruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste direkt an den Siliciumatomen gebunden aufweisen, wird die Vernetzungsreaktion durch Freisetzung einer katalytischen Säuremenge induziert, die durch Photozersetzung zugesetzter Oniumsalzkatalysatoren erhalten wird. Andere durch einen kationischen Mechanismus härtbare Organopolysiloxanmassen sind Materialien, welche zum Beispiel Propenyloxysiloxanendgruppen aufweisen.
Thermisch härtende Trennbeschichtungen sind häufig Mehrkomponentensysteme, welche typischerweise aus folgenden Komponenten bestehen: a) Einem linearen oder verzweigten Dimethylpolysiloxan, welches aus ca. 80 bis 200 Dimethylpolysiloxan-Einheiten besteht und an den Kettenenden mit Vinyldimethylsiloxy-Einheiten abgestoppt ist. Typische Vertreter sind zum Beispiel lösungsmittelfreies, additionsvernetzendes Silikonöl mit endständigen Vinylgruppen, wie DEHESIVE® 921 oder 610, beide kommerziell erhältlich bei
Wacker-Chemie GmbH. b) Einem linearen oder verzweigten Vernetzer, welcher üblicherweise aus Methylhydrogensiloxy- und Dimethylsiloxy-Einheiten zusammengesetzt ist, wobei die Kettenenden entweder mit Trimethylsiloxy-Gruppen oder Dimethylhydrogensiloxy-Gruppen abgesättigt sind. Typische Vertreter dieser
Produktklasse sind zum Beispiel Hydrogenpolysiloxane mit hohem Gehalt an reaktivem Si-H wie die Vernetzer V24, V90 oder V06, welche bei Wacker-Chemie GmbH kommerziell erhältlich sind. c) Einem Silikon-MQ-Harz, welches als M-Einheit neben den üblicherweise verwendeten Trimethylsiloxy-Einheiten auch über Vinyldimethylsiloxy-Einheiten verfügt. Typische Vertreter dieser Gruppe sind zum Beispiel die Trennkraftregler CRA® 17 oder CRA® 42, kommerziell erhältlich bei Wacker-Chemie GmbH. d) Einem silikonlöslichen Platinkatalysator wie zum Beispiel einem Platin- divinyltetramethyldisiloxan-Komplex, welcher üblicherweise als Karstedt-Komplex bezeichnet wird und beispielsweise unter der Bezeichnung Katalysator OL bei
Wacker-Chemie GmbH kommerziell erhältlich ist.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Silikonen, vorzugsweise Silikonölen, handelt es sich um polydisperse Gemische unterschiedlich langer und unterschiedlich substituierter, linearer oder cyclischer Siloxanketten. Die Gemische entstehen in katalysierten Syntheseprozessen. Die Polysiloxane bestehen aus alternierenden Atomen von Silicium und Sauerstoff, so dass das charakteristische Merkmal die Si-O-Si-(= Siloxan-) Bindung im Molekülverband ist. An den beiden freibleibenden Valenzen des Siliciums sind verschiedene Substituenten möglich. Chemisch korrekt bezeichnet sind die behandelten Silikonöle also Polydimethylsiloxane, die im Allgemeinen als PDMS abgekürzt werden. Sie werden durch nachstehende Formel charakterisiert: Struktur von linearen (links) und cyclischen Polydimethylsiloxanen (rechts) H3C-
Figure imgf000013_0001
Die Reste am Silicium können auch mit weiteren Siloxanbindungen abgesättigt sein; auf diese Weise kommt man zu verzweigten und vernetzten Silikonen. Erstere bilden dann die Silikonharze, letztere die Silikonelastomere.
Je nach Funktionalität der Siliciumgruppe (mono-, di-, tri- oder tetrafunktionell) hat man die symbolischen Schreibweisen M, D, T und Q eingeführt:
• [M] = R3SiOv2
Figure imgf000013_0002
• [T] = RSiO3/2
Figure imgf000013_0003
Man kann die folgenden Gruppen unterscheiden:
• lineare Polysiloxane: sind kettenförmig aus difunktionellen Siloxaneinheiten aufgebaut und enthalten monofunktionelle Endgruppen; Bautyp [MDnM] od. R3SiO[R2SiO]n SiR3, im Formelbild (R=CH3).
• verzweigte Polysiloxane: sind ring- oder kettenförmig aus di-, tri- oder tetrafunktionellen Siloxan-Einheiten aufgebaut; Bautyp [MnDmTn].
• cyclische Polysiloxane: sind ringförmig aus difunktionellen Siloxan-Einheiten aufgebaut; Bautyp [Dn].
• vernetzte Polymere: sind ketten- oder ringförmige Moleküle, die mit Hilfe von T- und Q-Einheiten zu zwei- oder dreidimensionalen Netzwerken verknüpft sind.
Die in die Fehlstellen der Folie migrierten Silikon-Moleküle separieren die vorliegenden Fibrillen dauerhaft voneinander und auch nach Abtrocknung des Toluols liegt die Störung des inneren Zusammenhaltes weiterhin vor. Der interfibrillare Zusammenhalt einer monoaxial hoch verstreckten Polypropylenfolie kann dadurch soweit verringert werden, dass nach dieser Behandlung die Folie mit dem Daumen vollständig durchgerieben werden kann. Trotzdem verliert diese Folie kaum in der Festigkeit in Längsrichtung. Dies macht sich nur unwesentlich in einer Reduzierung der Höchstzugkraft längs zu 10 % des ursprünglichen Wertes der Folie bemerkbar. Die Schlagzugzähigkeit in Querrichtung kann in diesem Fall bis zu 20 % verlieren.
Während der Beschichtung migrieren die unvernetzten Silikonmoleküle in die Folie und verbleiben dort nach Abtrocknung des Lösemittels. Dabei ist das durch das Lösungsmittel hervorgerufene Anquellen der Folie von essentieller Wichtigkeit, denn diese ermöglicht das Migrieren in die Folie.
Auch bei einseitigem Auftrag einer lösemittelbasierten Silikontrennschicht ist die Folienintegrität nicht nur auf der Auftragsseite, sondern auch auf der anderen Folienseite nachhaltig gestört, und somit wird ein Ausreiben möglich. Die Eindringtiefe dieser mobilen Moleküle muss die Dicke der Folie überschreiten.
Daher ist ein zweites Verfahren zum Fibrillieren einer Trägerfolie, die insbesondere als Träger in einem Klebeband geeignet ist, vorteilhaft. Danach wird die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt, wird ein Trennlack, der ein unvernetztes Silikon enthält, einseitig auf die Trägerfolie aufgebracht, wird gegebenenfalls das in dem Trennlack vorhandene Lösungsmittel entfernt, und werden durch das Aufbringen einer mechanischen Belastung auf die Trägerfolienoberfläche, die im Wesentlichen in Längsrichtung wirkt, einzelne Fasern aus der Trägerfolie herausgelöst.
Bevorzugt wird die Trägerfolie wie folgt hergestellt:
• Mischung der die Trägerfolie bildenden Polymere und gegebenenfalls Additive,
• Zuführung über einen Extruder zu einer Flachfoliendüse, wobei der Extruder ein gegebenenfalls in dem Polymer enthaltenes Nukleierungsmittel nicht homogen mit dem Polymer, vorzugsweise Polypropylen, vermischt,
• Abkühlung des entstehenden Schmelzefilms auf einer so genannten „ChillroH",
• Aufheizung der entstandenen Trägerfolie über temperierte Walzen auf eine geeignete Recktemperatur,
• Zuführung der Trägerfolie zu einem Reckwerk, • Orientierung der Folie im Kurzspalt in Maschinenrichtung. Teil der Verfahren kann sein, die Trägerfolie ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse auszurüsten. Beschichtet werden können Lösungen, Dispersionen, durch Extrusion aufgetragene 100%-Systeme oder flüssige strahlenhärtbare Materialien.
Die Trägerfolie kann durch Kaschierung, Prägung oder Strahlenbehandlung modifiziert sein. Die Oberfläche der Trägerfolie kann zum Beispiel zur Haftvermittlung einer Corona-, Flamm-, Fluor- oder Plasmabehandlung unterzogen werden.
Des Weiteren können auch noch andere Oberflächenbehandlungen und/oder funktionale Schichten aufgetragen werden wie Primerschichten.
Weitere mögliche Beschichtungen sind zum Beispiel Bedruckungen.
Eine mit Lösemittel angequollene oder mit lösemittelbasierten und abgetrockneten Silikontrennlack behandelte Folie lässt sich durch eine mit einer hohen Gleitreibung ausgestattete Walze stark ausfasern. Durch die Behandlung mit einer zum Beispiel gummierten Walze, die zum Beispiel gegenläufig zur Bahnrichtung über eine solche Folie geführt wird, können bis zu 80 cm lange Fasern aus der Folie gezogen werden, die mit einem entsprechenden Kamm abgenommen und weiterverarbeitet werden können. Weiterhin kann mit der Behandlung mit mit einer rauen, scharfkantigen Oberfläche ausgestatteten Walze, die ebenfalls mit einer Friktionsgeschwindigkeit über eine solche Folie läuft, ein feiner Flaum mit dünnen, unter anderem bis zu 4 mm langen Fasern erzeugt werden. Diese können als Flaum abgenommen und weiterverarbeitet oder aber auf der Folie belassen werden, wo sie eine textilartige Anmutung hervorrufen.
Die austretenden Fasern weisen einen übereinstimmenden Verstreckungsgrad mit ihrer Ursprungsfolie auf.
Die erfindungsgemäße Trägerfolie kann auf beiden oder nur einer Seite mit einer solchen Oberflächenbehandlung überzogen werden.
Das Reckverhältnis der Trägerfolie kann also, um Zugfestigkeit und Dehnung zu erhöhen, hoch gesetzt werden. Dem Fachmann ist bekannt, dass dadurch die
Schlagzugzähigkeit in Querrichtung abnimmt, was für viele Anwendungen nachteilig sein kann. Die Verstreckung hauptsächlich in eine Richtung bewirkt aber auch eine erhöhte Festigkeit in der Verstreckungsrichtung. Dies resultiert aus einer Orientierung der Makromoleküle in Versteckungsrichtung. Diese Molekülketten des Polymers ordnen sich zunächst immer stärker in Verstreckungsrichtung an, bis sie so genannte Fibrillen bilden. Ab einem bestimmten Verstreckungsverhältnis, das abhängig von dem jeweiligen Polymer und dessen Kristallinitätsgrad ist, insbesondere ab einer Verstreckung von 1 :8, ähnelt die Struktur dieser Folie eher eines unidirektionalen Fasergeleges als einer handelsüblichen Folie, behält jedoch die wesentlichen Eigenschaften einer Kunststofffolie, insbesondere deren Anmutung als geschlossenes Flächengebilde.
Um noch als Folie verarbeitbar zu bleiben, darf ein bestimmter Verstreckungsgrad nicht überschritten werden, damit die Festigkeit in Querrichtung zur Verstreckungsrichtung nicht zu stark abnimmt, um noch eine prozessfähige Querstabilität zu gewährleisten.
Genau diese Prozessvoraussetzung jedoch steht im Widerspruch zum einfachen
Herauslösen von Fasern aus dieser Matrix.
Denn die Kräfte, die diesen Querzusammenhalt ausmachen, nämlich
Restverschlingungen und intermolekulare Kräfte, halten auch die einzelnen Fibrillen, die später einzelne oder auch Teile von Faser ergeben, zusammen.
Diese Erfindung beruht auf dem Prinzip, diese Kräfte nachträglich so zu verringern, dass weiterhin genügend Querstabilität zur Herstellung und Weiterverarbeitung dieser Folie garantiert bleibt, aber ein einfaches Herauslösen von Faser durch geringe mechanische
Belastung ermöglicht wird.
Eine Verringerung des interfibrillaren Zusammenhaltes der Kunststofffolie kann auf der Reduzierung der Van der Waals-Kräfte sowie der Haft- und Gleitreibung zwischen den einzelnen Fibrillen basieren. Dies wird hier erreicht durch das Einbringen von in
Abhängigkeit des jeweiligen Kunststoffs quellfähigen Lösungsmitteln in die
Fibrillenzwischenräume. Durch Umschwemmung der Polymermoleküle mit
Lösemittelmolekülen werden die interfibrillaren Kräfte gestört und teilweise aufgehoben. Wichtig dabei ist, dass lediglich die Oberfläche angequollen, und nicht die Folie mit
Lösemittel getränkt wird.
Wird nun zum Beispiel durch Reibung mit 15 N/cm2 geringe mechanische Belastung in
Längsrichtung auf die angequollene Folienoberfläche aufgebracht, so können einzelne
Fasern herausgelöst werden. Reiben mit rauen Materialien wie Zellstoff, Papier oder Karton vereinfacht das Herauslösen von Fasern. Insbesondere ein mit dem jeweiligen Lösemittel getränktes Tuch vereinfacht das Fibrillieren. Ein Herauslösen von Fibrillen durch Reiben in Querrichtung zur Fibrillenlängsrichtung ist nicht möglich. Durch das Anquellen und Herauslösen verliert die verbleibende Folie nicht an Festigkeit in Längs- oder Querrichtung nach Abtrocknen des jeweiligen Lösemittels.
In der Figur 1 ist die Fibrillenstruktur einer Trägerfolie aus Polypropylen gezeigt, aus der unter zu Hilfenahme von einem mit Toluol getränktem Tuch Fasern ausgerieben wurden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, ohne dass diese in irgendeiner Form einschränkend wirken sollen.
Beispiel 1
Die Folie wird auf einer Einschneckenextrusionsanlage mit Flachdüse mit flexibler Düsenlippe in einer Schicht hergestellt, gefolgt von Chilirollstation und einer einstufigen Kurzspaltreckanlage. Dow 7C06 (ein nicht-nukleiertes Ethyien-Propyien-Biockcopoiymer mit einem Schmelzindex von 1 ,5 und einem Ethyien-Gehait von 9 Gew.-%) und Dow 728- 15701 INSPIRE 404 (ein nukleiertes Ethy!en-Propyien~B!ockcopoiymer) werden im Verhältnis 1 :1 gemischt und extrudiert. Die Düsentemperatur beträgt 230 0C, Chillroll- Temperaturen and Reckwalzen-Temperaturen werden so eingestellt, dass die Kristallinität der Folie vor und nach dem Reckvorgang so hoch wie möglich wird. Das Reckverhältnis beträgt 1 :8,6.
Folieneigenschaften:
Foliendicke nach Reckung: 145 μm Spannung bei 1 % Dehnung: 42,6 MPa
Spannung bei 10 % Dehnung: 283 MPa
Zugfestigkeit 370 MPa
Bruchdehnung 26 %
Weiterreißwiderstand: 160 N/mm Schlagzugzähigkeit quer: 460 mJ/mm2 Die Folie wird anschließend mit einem lösungsmittelbasierenden, additionsvernetzenden Silikon wie „Dehesive Silicone 940A" der Wacker Chemie beschichtet und fibrilliert.
Beispiel 2
Die Folie wird auf einer Einschneckenextrusionsanlage mit Flachdüse mit flexibler Düsenlippe in einer Schicht aus Dow 7C06 hergestellt, gefolgt von Chillrollstation und einer einstufigen Kurzspaltreckanlage.
Die Düsentemperatur beträgt 230 0C, Chillroll-Temperaturen and Reckwalzen- Temperaturen werden so eingestellt, dass die Kristallinität der Folie vor und nach dem Reckvorgang so hoch wie möglich wird. Das Reckverhältnis beträgt 1 :12.
Folieneigenschaften:
Foliendicke nach Reckung: 84 μm
Spannung bei 1 % Dehnung: 79,8 MPa
Spannung bei 10 % Dehnung: 298,9 MPa
Zugfestigkeit 323 MPa Bruchdehnung 5,6 %
Weiterreißwiderstand: 224 N/mm
Schlagzugzähigkeit quer: 62 mJ/mm2
Die Folie wird anschließend mit einem üblichen Polymethyl-H-siloxan wie GE Bayer Silicones Baysilon MH 15 beschichtet und fibrilliert.
Beispiel 3
Die Folie wird auf einer Einschneckenextrusionsanlage mit Flachdüse mit flexibler Düsenlippe in einer Schicht aus Dow 728-15701 INSPIRE 404 hergestellt, gefolgt von Chillrollstation und einer einstufigen Kurzspaltreckanlage. Die Düsentemperatur beträgt 230 0C, Chillroll-Temperaturen and Reckwalzen-Temperaturen werden so eingestellt, dass die Kristallinität der Folie vor und nach dem Reckvorgang so hoch wie möglich wird. Das Reckverhältnis beträgt 1 :6,4. Folieneigenschaften:
Foliendicke nach Reckung: 64 μm Spannung bei 1 % Dehnung: 51 ,2 MPa Spannung bei 10 % Dehnung: 301 MPa Zugfestigkeit 384 MPa Bruchdehnung 17 % Weiterreißwiderstand: 316 N/mm Schlagzugzähigkeit quer: 180 mJ/mm2
Die Folie wird anschließend mit Wacker GE Bayer Silicones Baysilon MH 15 beschichtet und fibrilliert.
Alle erwähnten Parameter werden noch folgenden Prüfmethoden bestimmt:
Dicke: DIN 53370
Zugfestigkeit: DIN 53455-7-5 in Längsrichtung Spannung 1 %- beziehungsweise 10 %-Dehnung: DIN 53455-7-5 in Längsrichtung
Bruchdehnung: DIN 53455-7-5 in Längsrichtung
Schlagzugzähigkeit in Querrichtung: DIN EN ISO 8256 (Einspannlänge 10 mm, 7,5 J
Pendel, 5 Lagen, 30 g Joch)
Weiterreißwiderstand in Querrichtung: DIN 53363-2003-10 Schmelzindex: DIN 53735
Der Schmelzindex „Melt Flow Ratio" (MFR) wird gemäß DIN 53735 gemessen. Für
Polyethylene werden Schmelzindices meistens angegeben in g/10 min bei 190 0C und einem Gewicht von 2,16 kg, für Polypropylene entsprechend, allerdings bei einer
Temperatur von 230 0C. Biegemodul (Flexural Modulus): ASTM D 790 A
Dichte: ASTM D 792
Kristallitschmelzpunkt: Bestimmung durch DSC nach ISO 3146 oder MTM 15902 (Basell-
Methode) Reibungstest: 10 Hübe mit einem Radiergummi Edding A 20 mit einer abgerundeten Ecke (Kurvenradius = 5 mm) in Maschinenrichtung mit einem Andruck von 5 Kilopond. Bewertung: + = kein Abrieb,
- = Fasern werden aus der Oberfläche herausgerieben Klebtechnische Daten: AFERA 4001 entsprechend DIN EN 1939

Claims

Patentansprüche
1. Trägerfolie, die insbesondere zum Fibrillieren geeignet ist, wobei die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt ist, in die Trägerfolie ein migrierfähiges, insbesondere unvernetztes Silikon eingebracht ist, gegebenenfalls die Trägerfolie ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet ist.
2. Trägerfolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie aus Propylen besteht.
3. Trägerfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reckverhältnis der Trägerfolie bei mindestens 1 :8, vorzugsweise bei mindestens 1 :9,5 liegt.
4. Trägerfolie nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie in Maschinenrichtung (entspricht der Längsrichtung) eine Spannung bei 1 % Dehnung von mindestens 20 N/mm2, eine Spannung bei 10 % Dehnung von mindestens 250 N/mm2, eine Zugfestigkeit von mindestens 300 N/mm2, eine Weiterreißfestigkeit in Querrichtung bezogen auf die Foliendicke von mindestens 450 N/mm2 und/oder eine Dicke zwischen 25 und 200 μm aufweist.
5. Trägerfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie ein Nukleierungsmittel, das α-Kristall erzeugt, enthält.
6. Verwendung einer insbesondere mit einer Klebebeschichtung ausgerüsteten Trägerfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche für Verpackungsanwendungen, als Aufreißstreifen, als Tragegriff, zur Palettensicherung oder zum Bündeln.
7. Verwendung einer insbesondere mit einer Klebebeschichtung ausgerüsteten Trägerfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche als Originalitätssiegel.
8. Verwendung einer insbesondere mit einer Klebebeschichtung ausgerüsteten Trägerfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche als Transportschutz.
9. Verwendung einer insbesondere mit einer Klebebeschichtung ausgerüsteten Trägerfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche zum Vorübergehenden Abdecken von gedruckten, geschriebenen oder geprägten Informationen auf Untergründen.
10. Verfahren zum Fibrillieren einer Trägerfolie, die insbesondere als Träger in einem
Klebeband geeignet ist, indem die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt wird, die Trägerfolie durch das Aufbringen eines geeigneten Lösungsmittels angequollen wird, durch das Aufbringen einer mechanischen Belastung auf die
Trägerfolienoberfläche, die im Wesentlichen in Längsrichtung wirkt, einzelne Fasern aus der Trägerfolie herausgelöst werden.
1 1. Verfahren zum Fibrillieren einer Trägerfolie, die insbesondere als Träger in einem Klebeband geeignet ist, indem die Trägerfolie in Längsrichtung mit einem Reckverhältnis von zumindest 1 :7 gereckt wird, ein Trennlack, der ein unvernetztes Silikon enthält, einseitig auf die Trägerfolie aufgebracht wird, gegebenenfalls das in dem Trennlack vorhandene Lösungsmittel entfernt wird, durch das Aufbringen einer mechanischen Belastung auf die Trägerfolienoberfläche, die im Wesentlichen in Längsrichtung wirkt, einzelne Fasern aus der Trägerfolie herausgelöst werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie wie folgt hergestellt wird:
Mischung der die Trägerfolie bildenden Polymere und gegebenenfalls Additive, Zuführung über einen Extruder zu einer Flachfoliendüse, wobei der Extruder ein gegebenenfalls in dem Polymer enthaltenes Nukleierungsmittel nicht homogen mit dem Polymer, vorzugsweise Polypropylen, vermischt,
Abkühlung des entstehenden Schmelzefilms auf einer so genannten „ChillroH", Aufheizung der entstandenen Trägerfolie über temperierte Walzen auf eine geeignete Recktemperatur, Zuführung der Trägerfolie zu einem Reckwerk,
Orientierung der Folie im Kurzspalt in Maschinenrichtung.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse ausgerüstet wird.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Belastung mit einer gummierten Walze oder mit mit einer rauen, scharfkantigen Oberfläche ausgestatteten Walze auf die Trägerfolie aufgebracht wird.
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