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Die vorliegende Erfindung betrifft additionsvernetzende Silikonzusammensetzungen, welche mindestens ein lineares langkettiges alkenylfunktionalisiertes Polydimethylsiloxan enthalten und einen verringerten Reibungskoeffizienten sowie einen geringen Silikonübertrag aufweisen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Releaseliner, welcher die vernetzte Silikonzusammensetzung enthält. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Verbund aus einem Klebeband, enthaltend mindestens eine Haftklebemasse, sowie mindestens einem erfindungsgemäßen Releaseliner, wobei das Klebeband ein- oder beidseitig mit dem Releaseliner eingedeckt ist.
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Stand der Technik
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Klebebänder, welche ein- oder beidseitig mit Klebstoffen beschichtet sind, werden am Ende des Herstellungsprozesses zumeist zu einer Rolle in Form einer archimedischen Spirale aufgewickelt. Um zu verhindern, dass die Klebemassen miteinander in Kontakt kommen oder auf dem Träger verkleben sind im Stand der Technik verschiedene Vorgehensweisen bekannt. Zum einen können Klebemassen verwendet werden, welche unterschiedlich starke Adhäsionen aufweisen und sich daher selbst nach direktem Kontakt erneut voneinander ablösen lassen (siehe
US 6 274 213 B1 ). Zum anderen können die Klebebänder vor dem Wickeln auf ein Abdeckmaterial (auch als Trennmaterial bezeichnet) aufgebracht werden, welches zusammen mit dem Klebeband aufgewickelt wird. Dem Fachmann sind derartige Abdeckmaterialien unter den Namen Releaseliner oder Liner bekannt. Neben der Abdeckung von ein- oder doppelseitig klebenden Klebebändern werden Liner auch zur Eindeckung von Etiketten eingesetzt. Es sind auch Klebebänder möglich, bei denen nicht mit zwei Linern, sondern mit einem einzigen doppelseitig trennend ausgerüstet Liner gearbeitet wird. Die Klebebandbahn ist dann an ihrer Oberseite mit der einen Seite eines doppelseitig trennend ausgerüsteten Liners abgedeckt, ihre Unterseite mit der Rückseite des doppelseitig trennend ausgerüsteten Liners. Dies ist insbesondere bei einer benachbarten Windung auf einem Ballen oder einer Rolle der Fall.
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Der Liner (Trennpapier, Trennfolie) ist nicht Bestandteil eines Klebebandes oder Etiketts, sondern nur ein Hilfsmittel zu dessen Herstellung, Lagerung oder für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Wird ein doppelseitig klebendes, mit einem Liner ausgerüstetes Klebeband abgerollt, wird es normalerweise mit der offenen, also linerfreien, Haftklebemassenseite auf einen Untergrund aufgeklebt. Die andere Haftklebemassenseite haftet währenddessen auf der beschichteten Oberfläche des Liners noch in genügendem Maße, um die Handhabung des Klebebands zu ermöglichen. Allerdings muss der Liner vom Klebeband abziehbar sein, um eine Verklebung auf der zweiten Seite des doppelseitigen Klebebandes zu ermöglichen. Daher darf der Liner im Gegensatz zu einem Klebebandträger nicht fest mit der Klebstoffschicht des Klebebandes oder Etiketts verbunden sein. Weiterhin darf durch den Liner selbst oder durch das Abziehen des Liners die Klebkraft der Haftklebemasse nicht wesentlich für die spätere Verwendung beeinträchtigt werden. Gleichzeitig ist die Stabilität der Trennwirkung des Liners, also die Abhäsivität der Trennbeschichtung, über lange Zeiträume wichtig, um die Funktion dieser Beschichtung sowie die Eigenschaften der mit dem Liner eingedeckten Haftklebemasse zu gewährleisten.
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Ein Liner nach dem Stand der Technik besteht aus zumindest einer abhäsiven Schicht, auch als „Trennschicht“ bezeichnet, um die Adhäsionsneigung von adhärierenden Produkten gegenüber diesen Oberflächen zu verringern (trennwirksame Funktion). Diese Schicht kann auf einem Trägermaterial aufgebracht sein. Als Trägermaterial des Liners können insbesondere Papiere oder Folien eingesetzt werden. Als Folien werden dabei bevorzugt solche aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat, Polybuten, Polypropylen, Polyethylen, monoaxial verstrecktem Polypropylen, biaxial verstrecktem Polypropylen oder Polyethylen verwendet, besonders vorzugsweise Polyolefinfolien (Polypropylen- und Polyethylenfolien) oder Polyesterfolien. Auch polymerbeschichtete Papiere oder Vliese sind anzutreffen.
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Als Trennschicht eingesetzt werden können alle dem Fachmann bekannten Systeme, insbesondere solche, welche im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999) genannt sind. Das Material der abhäsiven Trennschicht ist nach dem Stand der Technik bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silikone, fluorierte Silikone, Silikon-Copolymere, Wachse, Carbamate, Fluorpolymere, mit unpolaren Seitenketten funktionalisierte Acrylate und Polyolefine sowie Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Stoffe.
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Als Trennschicht werden häufig vernetzbare Silikonsysteme eingesetzt. Dazu zählen Mischungen aus Vernetzungskatalysatoren und so genannten thermisch härtbaren kondensations-, additions- oder radikalisch vernetzenden Polysiloxanen. Für kondensationsvernetzende Silikonsysteme sind als Vernetzungskatalysatoren häufig Zinnverbindungen, wie Dibutylzinndiacetat, in der Masse zugegen. Silikonbasierende Trennbeschichtungen auf additionsvernetzender Basis lassen sich durch Hydrosilylierung härten. Diese Trennsysteme umfassen üblicherweise die folgenden Bestandteile: ein alkenyliertes Polydiorganosiloxan (insbesondere lineare Polymere mit endständigen Alkenylgruppen bzw. endständigen und internen Vinylgruppen sowie verzweigte Silikone mit endständigen Vinylgruppen), ein Polyorganowasserstoffsiloxan-Vernetzungsmittel sowie einen Hydrosilylierungskatalysator. Als Katalysatoren für additionsvernetzende Silikonsysteme haben sich Platin oder Platinverbindungen, wie zum Beispiel der Karstedt-Katalysator [eine Pt(0)-Komplexverbindung], sowie Rhodiumkatalysatoren durchgesetzt.
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Weiterhin können auch photoaktive Katalysatoren, sogenannte 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, Pigmente, Antistatik-Additive oder Verlaufshilfsmittel enthalten. Auch kommen Additive zum Einsatz, die die Verankerung der Silikonschicht auf dem Trägermaterial verbessern.
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Weiterhin sind verschiedene Arten von Organopolysiloxanmassen bekannt, welche durch Erhitzen oder Bestrahlen vernetzen. Genannt seien Massen, wie sie zum Beispiel in der
DE 600 01 779 T2 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.
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Auch photopolymerisierbare Organopolysiloxanmassen können verwendet werden. Genannt seien beispielsweise Massen, die durch die Reaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit (Meth)acrylatgruppen substituierte, direkt an die Siliciumatome gebundene Kohlenwasserstoffreste aufweisen und in Gegenwart eines Photosensibilisators vernetzt werden (siehe
EP 0 168 713 B1 oder
DE 38 20 294 C1 ). Ebenfalls verwendbar sind Massen, bei denen die Vernetzungsreaktion zwischen Organopolysiloxanen, die mit Mercaptogruppen substituierte Kohlenwasserstoff direkt an den Siliziumatomen gebunden aufweisen, und Organopolysiloxanen mit direkt an die Siliciumatome gebundenen Vinylgruppen in Gegenwart eines Photosensibilisators hervorgerufen wird. Solche Massen werden beispielsweise in der
US 4,725,630 A1 beschrieben.
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Beim Einsatz der zum Beispiel in der
DE 33 16 166 C1 beschriebenen Organopolysiloxanmassen, die mit Epoxygruppen substituierte, direkt an die Siliciumatomen gebundene Kohlenwasserstoffreste 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.
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Besondere Ausführungen der Silikonsysteme sind Polysiloxan-Blockcopolymere, z.B. mit Harnstoff-Block, wie sie von der Fa. Wacker unter dem Handelsnamen Geniomer angeboten werden, oder Trennsysteme aus Fluorsilikonen, die insbesondere bei Klebebändern mit Silikonklebemassen eingesetzt werden.
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Weiterhin als Trennschicht eingesetzt werden können Wachse, fluorierte oder teilfluorierte Polymere oder Polyolefine, insbesondere Polyethylen-Blockcopolymere, wie sie in
EP 2 025 07 B1 oder
WO 2010/022154 A2 beschrieben sind, sowie Carbamate.
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Eine Reihe von beidseitig mit Klebmasse beschichteten Klebebändern werden abgerollt und noch mit dem im Produkt enthaltenen Releaseliner, der die zweite Klebmasse abdeckt, appliziert. Bei der manuellen Applikation wird die Klebmasse des Klebebandes durch Überstreichen des Releaseliners mit der Hand mit dem Untergrund in Kontakt gebracht. Bei diesem unter Andruck durchgeführten Anstreichen findet ein starker Kontakt zwischen Releaseliner des Produktes und der Hand statt. Die überwiegend eingesetzten Releaseliner haben bedingt durch das eingesetzte Trennsilikon eine stumpfe Oberfläche mit hohem Reibungskoeffizient. In diesem Fall ist das Anstreichen des Produktes unangenehm bis schmerzhaft - besonders wenn dies häufig und/oder mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird.
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Es ist bekannt, dass der Reibungskoeffizient von Silikon-Trennbeschichtungen durch verschiedene Methoden verringert werden kann, die jedoch alle gewisse Nachteile aufweisen.
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Unmodifizierte Silikonsysteme, wie sie durch Vernetzung von lösungsmittelfreien, funktionalisierten Siloxanen gebildet werden, weisen sehr gute Trenneigenschaften, aber einen hohen Reibungskoeffizienten auf. Bei der Verwendung von lösungsmittelhaltigen Additionssystemen und Silikon-Kondensationssystemen anstelle der industriell überwiegend eingesetzten lösungsmittelfreien Silikon-Additionssystemen ist der Reibungskoeffizient niedriger. Allerdings verwenden die Kondensationssysteme nahezu ausschließlich toxische Zinnkatalysatoren, und die lösungsmittelhaltigen Additionssilikone zeichnen sich durch einen deutlichen Silikonübertrag auf die Klebmasse und damit verbunden durch eine unerwünschte Erniedrigung der Klebstärke des Klebebands aus.
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Dem Fachmann ist bekannt, dass durch Reduktion der Schichtdicke des Trennsystems die Reibung erniedrigt werden kann. Allerdings führt dies gleichzeitig zu einer oft unerwünschten Verschlechterung der Trenneigenschaften. Der Reibungskoeffizient von Trennsystemen kann auch durch Zusatz von Ölen oder Stoffen, welche die bei Vernetzung des Trennsystems gebildeten Strukturen aufweiten, erniedrigt werden. Dies führt jedoch dazu, dass der Anteil der migrationsfähigen Stoffe im Trennsystem ansteigt. Diese können durch Ablagerung auf einer im Kontakt mit dem Trennsystem stehenden Klebmasse deren Klebkraft erniedrigen.
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Die
US 6 569 914 A offenbart Releaseliner mit niedrigem Reibungskoeffizienten auf Basis einer Silikontrennschicht. Der niedrige Reibungskoeffizient wird hierbei durch den Zusatz von hochmolekularen Polysiloxanen, welche im Mittel weniger als eine funktionelle Gruppe pro Polysiloxan aufweisen, erreicht. Da diese Polysiloxane nicht an der Vernetzung während der Herstellung der Silikontrennschicht teilnehmen, können diese an die Oberfläche der Silikontrennschicht migrieren und zu einer verringerten Klebkraft der Haftklebemasse des Klebebands führen.
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Die
US 5 468 815 A beschreibt additionsvernetzte Silikonzusammensetzungen mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, welcher durch den Zusatz eines mit höheren Alkenylgruppen funktionalisierten linearen Polysiloxangummis erreicht wird.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach in der Bereitstellung einer Trennschichtzusammensetzung sowie daraus hergestellten Trennschichten, wobei die Trennschichten einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen und lediglich eine geringe Reduktion der Klebkraft durch Übertrag einiger Komponenten der Trennbeschichtung auf die Klebmasse nach Kontakt zeigen sollen. Zudem sollen diese Trennschichten toxikologisch unbedenklich und prozesstechnisch gut handhabbar sein. Allgemein soll die vorliegende Erfindung die Nachteile des Standes der Technik überwinden.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Trennbeschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Ausrüstung eines Releaseliners, enthaltend:
- a) mindestens ein verzweigtes Polydimethylsiloxan, welches mindestens zwei Struktureinheiten (R1R2R3SiO1/2), mindestens eine Struktureinheit (R4SiO3/2), mindestens eine Struktureinheit (R5R6SiO2/2) und gegebenenfalls mindestens eine Struktureinheit (SiO4/2) enthält, worin der Rest R1 für eine Alkenylgruppe und die Reste R2 bis R6für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
- b) mindestens ein lineares Organopolysiloxan, welches mindestens eine Diorganosiloxaneinheit und mindestens zwei Silizium-gebundene Alkenylgruppen enthält,
- c) mindestens eine zur Vernetzung von Alkenylgruppen enthaltender Organopolysiloxane geeignete Verbindung, welche mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome enthält und
- d) mindestens einen Katalysator.
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Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch einen Releaseliner, enthaltend eine erfindungsgemäße vernetzte Trennbeschichtungszusammensetzung als Trennschicht.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch einen Verbund aus einem Klebeband, enthaltend mindestens eine Haftklebemasse, sowie mindestens einem erfindungsgemäßen Releaseliner, wobei das Klebeband ein- oder beidseitig mit dem Releaseliner eingedeckt ist.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Releaseliner-Trennschichten aus lösungsmittelfreien Silikonbeschichtungen, die in der Regel auf höher funktionalisierten Polymeren mit niedrigerem Molekulargewicht und geringerem Gehalt an nicht funktionalisierten Silikonen beruhen, nur eine geringe Migration von Bestandteilen der Silikonbeschichtung auf die Haftklebemasse des Klebebands und somit nur eine geringe Verringerung der Klebkraft (Klebekraftdepression, KKD) aufweisen. Jedoch besitzt die Oberfläche dieser Trennschichten einen hohen Reibungskoeffizienten, so dass das Anstreichen des Klebebands auf dem Untergrund unangenehm bis schmerzhaft ist - besonders wenn dies häufig und/oder mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Durch den Zusatz von langkettigen, schwach funktionalisierten Silikonverbindungen kann der Reibungskoeffizient verringert werden. Der Zusatz dieser langkettigen Silikonverbindungen führt jedoch aufgrund der darin enthaltenen Mengen an nicht funktionalisierten cyclischen Polydimethylsiloxanen sowie der Reaktionsträgheit dieser Silikonverbindungen zu einer unerwünschten Verringerung der Klebkraft.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bereits der Zusatz sehr geringer Mengen eines linearen, hochmolekularen Silikonpolymers mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zu einem verzweigten Polydimethylsiloxan mit einem hohen Reibungskoeffizienten ausreichend ist, um den Reibungskoeffizienten der Trennbeschichtung stark herabzusetzen, ohne die geringe Silikonübertragsneigung des verzweigten Polydimethylsiloxans signifikant zu beeinflussen.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Als erste zwingende Komponente enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens ein verzweigtes Polydimethylsiloxan a), welches mindestens zwei Struktureinheiten (R1R2R3SiO1/2), mindestens eine Struktureinheit (R4SiO3/2), mindestens eine Struktureinheit (R5R6SiO2/2) und gegebenenfalls mindestens eine Struktureinheit (SiO4/2) enthält. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Reste R1 bis R6 für bestimmte Gruppen stehen. Eine bevorzugte Ausführungsform des ersten Erfindungsgegenstands ist daher dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R1 für eine Vinylgruppe steht, die Reste R2 und R3 für eine Methylgruppe stehen und die Reste R4 bis R6, jeweils unabhängig voneinander, für eine Methylgruppe oder eine Vinylgruppe stehen.
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Als zweite zwingende Komponente enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung mindestens ein lineares Organopolysiloxan b), welches mindestens eine Diorganosiloxaneinheit und mindestens zwei Silizium-gebundene Alkenylgruppen enthält. Vorzugsweise ist das Organopolysiloxan b) eine Mischung aus linearem, terminal vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan und linearem, terminal und intern vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan.
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Als Komponente b) werden bevorzugt langkettige lineare Organopolysiloxane eingesetzt. Es ist daher erfindungsgemäß bevorzugt, wenn eine 30 Gew.-%ige Lösung des Organopolysiloxans b) in Toluol eine Viskosität bei 25 °C von 10.000 bis 80.000 mPa*s, insbesondere von 22.000 bis 26.000 mPa*s aufweist. Die Viskosität kann beispielsweise mit einem digitalen Viskosimeter bestimmt werden. Der Zusatz von langkettigen linearen Organopolysiloxanen, insbesondere der zuvor angeführten Mischung von linearen, vinylfunktionalisierten Organopolysiloxanen, zu verzweigtem Polydimethylsiloxan führt zu einer signifikanten Verringerung des Reibungskoeffizienten der vernetzten erfindungsgemäßen Zusammensetzung, ohne jedoch die geringe Neigung des verzweigten Polydimethylsiloxans zum Silikonübertrag negativ zu beeinflussen.
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Der Reibungskoeffizient der vernetzten Zusammensetzung lässt sich an die jeweiligen Anforderungen anpassen, indem das Verhältnis der Komponenten a) und b) variiert wird. Durch Erhöhung des Anteils an linearem Organopolysiloxan b) kann die Oberflächenreibung verringert werden, ohne jedoch den Silikonübertrag aus der Zusammensetzung zu verstärken. Auf diese Weise ist eine einfache Anpassung der Zusammensetzung an die für die jeweilige Anwendung erforderliche Oberflächenreibung möglich. Bevorzugt beträgt daher der Anteil der Komponente b) an der Gesamtmenge der Komponenten a) und b) mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%. Bevorzugt beträgt der Anteil der Komponente b) an der Gesamtmenge der Komponenten a) und b) maximal 80 Gew.-%, vorzugsweise maximal 70 Gew.-%, insbesondere maximal 65 Gew.-%.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Zusammensetzung die Komponente a) in einer Gesamtmenge von 30 bis 78 Gewichtsteilen, die Komponente b) in einer Gesamtmenge von 20 bis 68 Gewichtsteilen und die Komponente c) in einer Gesamtmenge von 2 bis 11 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten a), b) und c) von 100 Gewichtsteilen, enthält.
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Die Vernetzung der zuvor angeführten Komponenten a), b) und c) erfolgt durch Hydrosilylierungsreaktion zwischen dem verzweigten Polydimethylsiloxan (Komponente a)), dem linearen, alkenylfunktionalisierten Organopolysiloxan ((Komponente b)) und den korrespondierenden SiH-funktionalisierten Organopolysiloxanen (Komponente c)). Diese Hydrosilylierungsreaktion wird erfindungsgemäß durch den Einsatz von Katalysatoren beschleunigt. Als Katalysatoren werden insbesondere Platin- oder Rhodiumkatalysatoren eingesetzt. Es hat sich als erfindungsgemäß vorteilhaft erwiesen, wenn der Platin- oder Rhodiumkatalysator bevorzugt in einer Gesamtmenge von 40 bis 500 ppm, berechnet als Platin- oder Rhodiummetall und bezogen auf die Summe der Komponenten a), b) und c) von 100 Gewichtsteilen, eingesetzt wird. Die Vernetzungsreaktion wird bevorzugt bei erhöhten Temperaturen von 90 bis 200 °C durchgeführt.
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Um die Trennwerte der erfindungsgemäßen vernetzten Zusammensetzung zu erhöhen bzw. an die jeweilige Anwendung individuell anzupassen, kann ein Silikonharz (Komponente e)) zugesetzt werden. Bei diesen Harzen handelt es sich um polydisperse Gemische unterschiedlich langer und gegebenenfalls unterschiedlich substituierter linearer oder cyclischer Siloxanketten. Die Reste am Siliziumatom können mit organischen Gruppen oder weiteren Siloxanverbindungen abgesättigt sein, wodurch sich verzweigte Silikonharze ergeben. Je nach Funktionalität der Siliziumgruppe (mono-, di-, tri- oder tetrafunktionell) werden die Siloxaneinheiten mit den Symbolen M, D, T und Q abgekürzt. M steht hierbei für eine R3SiO1/2-Einheit, D für eine R2SiO2/2-Einheit, T für eine RSiO3/2-Einheit und Q für eine SiO4/2-Einheit. Jedes R stellt unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte monovalente Kohlenwasserstoffgruppe dar. Als Komponente e) werden bevorzugt Silikonharze eingesetzt, welche aus MQ-, MTQ-, TQ-, MT- oder MDT-Einheiten aufgebaut sind. Erfindungsgemäß vorteilhaft enthält die Zusammensetzung zusätzlich ein Silikonharz (Komponente e)) mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 500 bis 40.000 g/mol, wobei das Silikonharz mindestens eine Struktureinheit (R7R8R9SiO1/2), (R7SiO3/2) oder (R7R8SiO2/2) umfasst, worin mindestens einer der Reste R7, R8 oder R9 für eine Alkenylgruppe steht und wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw durch Gelpermeationschromatographie in Toluol bei 23 °C und einer Flussrate von 1,0 ml/min mittels eines modifizierten Styrol-Divinylbenzol-Copolymer-Netzwerkes als Säulenmaterial und Polydimethylsiloxan als internem Standard bestimmt wird. Die Erhöhung des Trennwerts durch Zusatz der Komponente e) führt hierbei nicht zu einem negativen Einfluss auf den geringen Reibungskoeffizienten sowie die guten Silikonübertragseigenschaften der vernetzten Zusammensetzung.
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Bevorzugt wird die Komponente e) in bestimmten Mengenbereichen eingesetzt. Es ist daher erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung das Silikonharz (Komponente e)) in einer Gesamtmenge von 8 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf die Summe der Komponenten a), b), c) und e) von 100 Gewichtsteilen, enthält.
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Neben den zuvor angeführten zwingenden Komponenten a) bis d) sowie der optionalen Komponente e) kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch weitere Additive enthalten. Diese Additive werden insbesondere dermaßen gewählt, dass die erzielten Trennwerte und die Oberflächenreibung der vernetzten Zusammensetzung sowie die durch den Silikonübertrag aus dieser resultierende Klebkraft-Depression nicht negativ beeinflusst werden. Als weitere Additive können beispielsweise eingesetzt werden:
- - Prozessstabilisatoren wie Vinylsilane oder Alkinole als Inhibitoren für den Platin- oder Rhodiumkatalysator,
- - Prozessbeschleunigerwie Aminoorganyle,
- - Füllstoffe wie Siliziumdioxid, Glas (gemahlen oder in Form von Kugeln), Aluminiumoxide und Zinkoxide,
- - Plastifizierungsmittel wie Flüssigharze, Weichmacheröle oder niedermolekulare flüssige Polymere (niedermolekulare Silikonöle mit gewichtsmittleren Molekulargewichten Mw von kleiner 1.500 g/mol),
- - weitere Silikonpolymere,
- - Pigmente.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Releaseliner, enthaltend eine vernetzte erfindungsgemäße Zusammensetzung als Trennschicht. Diese Trennschicht ist bevorzugt auf einem Trägermaterial (TS) aufgebracht, wobei alle dem Fachmann geläufigen Beschichtungsverfahren verwendet werden können. Nach Auftrag der Zusammensetzung auf dem Trägermaterial erfolgt die Vernetzung der Zusammensetzung bei erhöhten Temperaturen.
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Das Trägermaterial (TS) kann ein oder beidseitig mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Trennschicht beschichtet werden. Beidseitig beschichtete Liner eignen sich insbesondere bei einer benachbarten Windung auf einen Ballen oder einer Rolle.
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Als Trägermaterial (TS) kann grundsätzlich jede Schicht eingesetzt werden, welche dem Fachmann zum Einsatz in Schichtverbünden, insbesondere Klebebändern, bekannt ist. Insbesondere werden jedoch Papiere oder Folien als Trägermaterial (TS) eingesetzt. Als Folien werden dabei bevorzugt solche aus Polyethersulfonen, Polysulfonen, Polyolefinen und Polyestern, insbesondere aus biaxial verstrecktem Polyethylenterephthalat, Polybuten, Polypropylen, Polyethylen, monoaxial verstrecktem Polypropylen sowie biaxial verstrecktem Polypropylen oder Polyethylen verwendet. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden Polyolefinfolien (Polypropylen- und Polyethylenfolien) oder Polyesterfolien als Trägermaterial (TS) eingesetzt. Auch polymerbeschichtete Papiere oder Vliese können eingesetzt werden.
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Im Rahmen dieses Erfindungsgegenstands hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Trennschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 5,0 µm, vorzugsweise von 0,2 bis 2,5 µm, insbesondere von 0,4 bis 2,0 µm, aufweist.
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Um die Wiederablösbarkeit des Releaseliners von der Haftklebemasse eines Klebebands zu ermöglichen, muss die Trennschicht eine geringe Oberflächenenergie aufweisen. Daher müssen die Trenneigenschaften bzw. die Kohäsion auf die adhäsiven Eigenschaften der Haftklebemasse des Klebebands abgestimmt werden. Als zentrale Größe, die das Ablöseverhalten beschreibt, dient die Trennkraft. Um einerseits eine ausreichende Haftung der Trennschicht des Releaseliners während der Handhabung des Klebebands zu erreichen, sind Trennkräfte von mindestens 2 cN/cm erforderlich. Bei geringeren Trennkräften kann es zu einer ungewollten Ablösung des Liners während der Herstellung, Lagerung sowie Handhabung kommen. Um andererseits jedoch eine einfache Ablösung des Releaseliners von der Haftklebemasse sicherzustellen, darf die Trennkraft auch nicht zu hoch sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des zweiten Erfindungsgegenstands weist die Trennschicht eine Trennkraft von 2 bis 80 cN/cm, vorzugsweise von 2 bis 60 cN/cm, insbesondere von 2 bis 50 cN/cm, auf, wobei die Trennkraft auf einer PE-Trägerplatte durch eine Zugprüfung (Maschinengeschwindigkeit 300 mm/min, Abzugswinkel 90°, Referenzklebeband tesa® 7475) bestimmt wird. Die Ermittlung der Trennkraft erfolgt dabei wie Beispielteil beschriebenen. Die zuvor angeführten Trennkräfte ermöglichen zum einen eine ausreichende Haftung des Releaseliners auf der Haftklebemasse eines Klebebands während dessen Herstellung, Handhabung und Lagerung, erlauben jedoch andererseits auch eine einfache Entfernung des Liners nach Aufbringung der Haftklebemasse des Klebebands auf den gewünschten Untergrund.
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Die Trennschicht des erfindungsgemäßen Releaseliners weist bevorzugt einen geringen Reibungskoeffizienten auf. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des zweiten Erfindungsgegenstands ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,19 bis 0,15, ermittelt gemäß DIN EN ISO 8295:2004, aufweist. Die zuvor angeführten geringen statischen Reibungskoeffizienten erlauben ein angenehmes Anstreichen - selbst, wenn dies häufig und/oder mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird - eines mit dem erfindungsgemäßen Releaseliner bedeckten Klebebands auf einem Untergrund.
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Bezüglich weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Releaseliners, insbesondere bezüglich der in dem Liner verwendeten vernetzten Zusammensetzung, gilt mutatis mutandis das in Bezug auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung Gesagte.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbund aus einem Klebeband, enthaltend mindestens eine Haftklebemasse, sowie mindestens einem erfindungsgemäßen Releaseliner, wobei das Klebeband ein- oder beidseitig mit dem Releaseliner eingedeckt ist. 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, Etiketten, Stanzlinge und dergleichen.
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Das erfindungsgemäße Klebeband kann trägerlos oder auch mit wenigstens einem Trägermaterial ausgestaltet sein. Ist ein Trägermaterial vorhanden, kann dieses ein- oder vorzugsweise beidseitig mit der Haftklebemasse versehen sein oder daraus bestehen. Das Trägermaterial umfasst alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge (beispielsweise in Form von Umrandungen oder Begrenzungen einer (opto-) elektronischen Anordnung), Mehrschichtanordnungen und dergleichen. Dabei sind für verschiedene Anwendungen unterschiedlichste Träger wie zum Beispiel Folien, Gewebe, Vliese und Papiere mit den Klebemassen kombinierbar.
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Als Trägermaterial des Klebebands werden vorliegend bevorzugt Papiere, Polymerfolien, Folienverbunde oder mit organischen und/oder anorganischen Schichten versehene Folien oder Folienverbunde eingesetzt. Derartige Folien/Folienverbunde können aus allen gängigen zur Folienherstellung verwendeten Kunststoffen bestehen; beispielhaft erwähnt seien: Polyethylen, Polypropylen - insbesondere das durch mono-oder biaxiale Streckung erzeugte orientierte Polypropylen (OPP), cyclische Olefin-Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester - insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).
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Der Träger kann zudem mit organischen oder anorganischen Beschichtungen oder Schichten kombiniert sein. Dies kann durch übliche Verfahren wie zum Beispiel Lackieren, Drucken, Bedampfen, Sputtern, Co-Extrusion oder Lamination geschehen. Beispielhaft erwähnt seien hier etwa Oxide oder Nitride des Siliziums und des Aluminiums, Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Sol-Gel-Beschichtungen.
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Als Klebemasse ist in dem Klebeband eine Haftklebemasse vorhanden, so dass sich ein einseitig klebendes Klebeband ergibt, in dem die Beschichtung als Trennmittel wirkt. Als Haftklebemassen werden Klebemassen bezeichnet, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit dem Haftgrund erlauben und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden können. Haftklebemassen wirken bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weisen also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Verklebbarkeit der Klebemassen beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften. Als Basis für Haftklebemassen kommen verschiedene Verbindungen in Frage.
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Als Beispiele für Haftklebemassen seien als vorteilhaft im Sinne dieser Erfindung die folgenden genannt: Acrylat-, Silikon-, Naturkautschuk-, Synthesekautschuk-, Styrolblockcopolymermassen mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder hydrierten Polydienblöcken (Polybutadien, Polyisopren, Copolymeren aus beiden sowie weitere, dem Fachmann geläufige Elastomerblöcke) sowie weitere, dem Fachmann geläufige Haftklebemassen, für die insbesondere silikonhaltige Trennbeschichtungen verwendet werden können. Wird im Rahmen dieser Schrift von Haftklebemassen auf Acrylatbasis gesprochen, so seien hiervon auch ohne explizite Erwähnung Haftklebemassen auf Basis von Methacrylaten und auf Basis von Acrylaten und Methacrylaten umfasst, sofern nicht ausdrücklich anders beschreiben. Ebenfalls im Sinne der Erfindung sind Kombinationen und Blends mehrerer Basispolymere sowie mit Klebharzen, Füllstoffen, Alterungsschutzmitteln und Vernetzern additivierte Klebemassen, wobei die Aufzählung der Additive beispielhaft zu verstehen ist.
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Der Träger des Klebebands wird einseitig mit dem bevorzugten Haftkleber aus Lösung oder Dispersion oder 100 %ig (zum Beispiel Schmelze) oder durch Coextrusion beschichtet. Alternativ ist eine Beschichtung durch Transfer einer Klebemassen-Schicht durch Kaschieren möglich. Die Klebeschicht(en) können durch Wärme oder energiereiche Strahlen vernetzt werden.
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Zur Optimierung der Eigenschaften kann bevorzugt 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.
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Die Menge der Klebstoffschicht beträgt bevorzugt 10 bis 120 g/m2, vorzugsweise 25 bis 100 g/m2 (gemeint ist die Menge nach einer eventuell notwendigen Entfernung von Wasser oder Lösungsmittel; die Zahlenwerte entsprechen auch in etwa der Dicke in µm).
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Vorteilhaft ist eine physikalische Vorbehandlung der mit Haftklebemasse zu beschichtenden Trägerseite zur Verbesserung der Haftung, beispielsweise durch Flamm-, Plasma- oder Coronabehandlung.
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Bei Bedarf kann vor dem Aufbringen der Haftkleberschicht auf dem Träger eine Primerschicht, insbesondere lösungsmittelfrei wie zum Beispiel durch Coextrusion, aufgebracht werden, so dass sich zwischen der Trägerschicht und einer Haftkleberschicht eine Primerschicht befindet. Als Primer sind die bekannten Dispersion- und Lösungsmittelsysteme verwendbar, zum Beispiel auf Basis von isopren- oder butadienhaltigen Kautschuken und/oder Cyclokautschuken. Isocyanate oder Epoxyharze als Additive verbessern die Haftung und erhöhen zum Teil auch die Scherfestigkeit des Haftklebstoffes. Physikalische Oberflächenbehandlungen wie Beflammung, Corona oder Plasma oder Coextrusionsschichten sind ebenfalls geeignet, die Haftung zu verbessern. Besonders bevorzugt ist die Nutzung vorgenannter Verfahren bei Verwendung lösungsmittelfreier Klebstoffschichten, insbesondere solche auf Acrylatbasis. Beschreibungen der üblichen Primer finden sich zum Beispiel in „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“, D. Satas, (3. Auflage).
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Für einige Anwendungen des erfindungsgemäßen Verbunds kann es erforderlich sein, den Silikonübertrag aus der Trennschicht des Releaseliners auf die Haftklebemasse des Klebebands zu begrenzen, da der Übertrag von Silikon zu einer Verringerung der Klebkraft dieser Haftklebemasse führt (Klebkraft-Depression). Es ist daher erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn die Haftklebemasse im erfindungsgemäßen Verbund eine Klebkraft-Depression (KKD) von 0 bis 40 %, vorzugsweise von 0 bis 35 %, insbesondere von 0 bis 30 % aufweist, wobei die Klebkraft-Depression (KKD) auf einer Stahloberfläche gegenüber einer Referenzprobe durch eine Zugprüfung (Maschinengeschwindigkeit 300 mm/min, Abzugswinkel 180°) anhand folgender Formel
bestimmt wird. Bei der Referenzprobe handelt es sich um eine Haftklebemasse, welche vor Bestimmung der Klebkraft mittels Zugprüfung nicht mit der Trennbeschichtung des erfindungsgemäßen Releaseliners in Kontakt stand.
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Bezüglich weiterer bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbunds, insbesondere bezüglich der in dem Verbund verwendeten Releaseliner, gilt mutatis mutandis das in Bezug auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung sowie auf den erfindungsgemäßen Releaseliner Gesagte.
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Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
- Nach einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Ausrüstung eines Releaseliners, enthaltend:
- a) mindestens ein verzweigtes Polydimethylsiloxan, welches mindestens zwei Struktureinheiten (R1R2R3SiO1/2), mindestens eine Struktureinheit (R4SiO3/2), mindestens eine Struktureinheit (R5R6SiO2/2) und gegebenenfalls mindestens eine Struktureinheit (SiO4/2) enthält, worin der Rest R1 für eine Alkenylgruppe und die Reste R2 bis R6für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
- b) mindestens ein lineares Organopolysiloxan, welches mindestens eine Diorganosiloxaneinheit und mindestens zwei Silizium-gebundene Alkenylgruppen enthält,
- c) mindestens eine zur Vernetzung von Alkenylgruppen enthaltender Organopolysiloxane geeignete Verbindung, welche mindestens zwei Silizium-gebundene Wasserstoffatome enthält und
- d) mindestens einen Katalysator.
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Nach einer zweiten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R1 für eine Vinylgruppe steht, die Reste R2 und R3 für eine Methylgruppe stehen und die Reste R4 bis R6, jeweils unabhängig voneinander, für eine Methylgruppe oder eine Vinylgruppe stehen.
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Nach einer dritten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Organopolysiloxan b) eine Mischung aus linearem terminal vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan und linearem terminal und intern vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan ist.
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Nach einer vierten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass eine 30 Gew.-%ige Lösung des Organopolysiloxans b) in Toluol eine Viskosität bei 25 °C von 10.000 bis 80.000 mPa*s, insbesondere von 22.000 bis 26.000 mPa*s aufweist.
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Nach einer fünften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Komponente b) an der Gesamtmenge der Komponenten a) und b) mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, beträgt.
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Nach einer sechsten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung die Komponente a) in einer Gesamtmenge von 30 bis 78 Gewichtsteilen, die Komponente b) in einer Gesamtmenge von 20 bis 68 Gewichtsteilen und die Komponente c) in einer Gesamtmenge von 2 bis 11 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten a), b) und c) von 100 Gewichtsteilen, enthält.
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Nach einer siebten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ausgewählt ist aus Platin- oder Rhodiumkatalysatoren und bevorzugt in einer Gesamtmenge von 40 bis 500 ppm, berechnet als Platin- oder Rhodiummetall und bezogen auf die Summe der Komponenten a), b) und c) von 100 Gewichtsteilen, eingesetzt wird.
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Nach einer achten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung zusätzlich ein Silikonharz (Komponente e)) mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 500 bis 40.000 g/mol enthält, wobei das Silikonharz mindestens eine Struktureinheit (R7R8R9SiO1/2), (R7SiO3/2) oder (R7R8SiO2/2) umfasst, worin mindestens einer der Reste R7, R8 oder R9 für eine Alkenylgruppe steht, wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw durch Gelpermeationschromatographie in Toluol bei 23 °C und einer Flussrate von 1,0 ml/min mittels eines modifizierten Styrol-Divinylbenzol-Copolymer-Netzwerkes als Säulenmaterial und Polydimethylsiloxan als internem Standard bestimmt wird.
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Nach einer neunten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Trennbeschichtungszusammensetzung nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung das Silikonharz (Komponente e)) in einer Gesamtmenge von 8 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf die Summe der Komponenten a), b), c) und e) von 100 Gewichtsteilen, enthält.
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Nach einer zehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Releaseliner, enthaltend eine vernetzte Trennbeschichtungszusammensetzung nach mindestens einer der vorangehenden Ausführungsformen als Trennschicht.
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Nach einer elften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Releaseliner nach Ausführungsform 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 5,0 µm, vorzugsweise von 0,2 bis 2,5 µm, insbesondere von 0,4 bis 2,0 µm, aufweist.
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Nach einer zwölften Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Releaseliner nach einer der Ausführungsform 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht eine Trennkraft (Maschinengeschwindigkeit 300 mm/min, Abzugswinkel 90°; Referenzklebeband: tesa® 7475) von 2 bis 80 cN/cm, vorzugsweise von 2 bis 60 cN/cm, insbesondere von 2 bis 50 cN/cm, aufweist.
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Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Releaseliner nach einer der Ausführungsformen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,19 bis 0,15, ermittelt gemäß DIN EN ISO 8295:2004, aufweist.
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Nach einer vierzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Verbund aus einem Klebeband, enthaltend mindestens eine Haftklebemasse, sowie mindestens einem Releaseliner nach einer der Ausführungsformen 10 bis 13, wobei das Klebeband ein- oder beidseitig mit dem Releaseliner eingedeckt ist.
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Nach einer fünfzehnten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Verbund nach Ausführungsform 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse eine Klebkraft-Depression (KKD) von 0 bis 40 %, vorzugsweise von 0 bis 35 %, insbesondere von 0 bis 30 % aufweist, wobei die Klebkraft-Depression (KKD) auf einer Stahloberfläche gegenüber einer Referenzprobe durch eine Zugprüfung (Maschinengeschwindigkeit 300 mm/min, Abzugswinkel 180°) anhand folgender Formel
bestimmt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Solange es nicht anders angegeben wird, sind alle Anteile von Komponenten jeweils auf ihr lösungsmittelfreies Trockengewicht bezogen angegeben.
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Beispiele:
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Herstellung der Releaseliner:
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Es wurden Releaseliner auf einem Polypropylen-Substrat hergestellt, indem die nachfolgend angegebenen Trennbeschichtungszusammensetzungen über eine Labor-Beschichtungsanlage aufgebracht wurden. Das Beschichtungsgewicht lag bei 1,0 g/m2. Nach der Beschichtung wurden die Trennsysteme im Umluftofen 30 s lang bei 120 °C vernetzt.
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Die auf diese Art hergestellten Releaseliner wurden im Hinblick auf ihre Oberflächenreibung, die Klebkraft-Depression sowie die Trennkraft (tesa® 7475) untersucht. Bei dem Testband tesa® 7475 handelt es sich um ein 40 µm dicken PVC-Träger, der mit 95 g/m2 einer Harz modifizierten Acrylat-Haftklebmasse beschichtet ist.
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Messung der Trennkraft:
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Es wurden jeweils 20 mm breite und 300 mm lange Streifen des Testbandes tesa® 7475 auf den jeweiligen Releaseliner geklebt. Pro Probe wurden jeweils 3 Laminate aus Liner mit Testband tesa® 7475 bei 4 N/cm2 und 70 °C 24 h lang gelagert. Nach der anschließenden Lagerung der Proben für 2 Stunden in einem klimatisierten Messraum bei 23 °C und 50 % relative Luftfeuchtigkeit wurde die jeweilige Probe in eine Zugprüfmaschine (BZ2.5/TN1S, Fa. Zwick) eingespannt. Das verlängerte Ende des Eindeckmaterials wurde in die obere Backe geklemmt und mit einer Maschinengeschwindigkeit von 300 mm/min im Winkel 90° abgezogen.
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Messung der Klebkraftdepression
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Weiterhin wurde ein möglicher Übertrag von Silikon oder den verschiedenen Additiven durch Messung der Klebkraftdepression des Testbandes tesa® 7475 evaluiert. Dazu wurde die Klebkraft eines neuen Testbandes tesa® 7475 auf einer Stahloberfläche durch eine Zugprüfung gemessen (entspricht dem Wert KlebkraftReferenz).
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Anschließend wurde ein Testband tesa® 7475, welches vorher zur Messung des Trennverhaltens für 24 h bei Druck und Temperatur mit dem Liner gelagert wurde ebenfalls auf Stahl geklebt und die Klebkraft mit einer Zugprüfung gemessen (entspricht dem Wert Klebkraft
Probe). Die Klebkraftdepression (KKD) wurde dann noch folgender Gleichung berechnet:
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Bestimmung des Reibungskoeffizienten:
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Zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten beziehungsweise der dahinterstehenden Frage, ob das Trennsystem ein angenehmes Hautgefühl beim Anstreichen zeigt (Glätte), wurden die mit Trennsystem beschichteten Proben im direkten Vergleich von fünf Testpersonen bewertet. Die Bewertungsgrundlage ist das Hautgefühl bei Anstreichen des mit Trennsystem beschichteten Liners mit der Hand unter stärkerem Druck- also den üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden zur Applikation von Haftklebstoffen. Die Bewertungsskala geht von 1 bis 10, wobei eine höhere Punktzahl ein angenehmeres Hautgefühl bedeutet. Jede Testperson soll die Probe mit dem angenehmsten Hautgefühl mit 10 und die mit dem unangenehmsten Hautgefühl mit 1 bewerten. Alle weiteren Proben werden relativ zu diesen nach dem jeweiligen Hautgefühl bewertet. Zur Auswertung wurde der Mittelwert der Bewertungen der verschiedenen Testpersonen berechnet.
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Der statische Reibungskoeffizient (static CoF) wurde mittels eines Reibewertprüfgeräts gemäß DIN EN ISO 8295:2004 ermittelt. Hierzu wurden pro hergestelltem Releaseliner jeweils drei horizontale Streifen mit einer Breite von 6,5 cm aus dem Releaseliner geschnitten und für 2 Stunden in einem klimatisierten Messraum bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Anschließend wurde jede Probe um das quadratische Teil des Prüfgeräts gewickelt und mit dem Klebeband tesa® 7475 fixiert. Der statische Reibungskoeffizient wurde bei einer Geschwindigkeit von 100 mm/min gemessen, wobei für jede Probe der Reibungskoeffizient mindestens zweimal ermittelt und hieraus der Mittelwert gebildet wurde.
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Gelpermeationschromatographie (GPC):
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Mittels GPC können die gewichtsmittleren Molekulargewichte (Mw) der eingesetzten Silikonharze bestimmt werden. Für die Bestimmung wurden folgende Einstellungen verwendet: Eluent Toluol; Messtemperatur 23°C; Vorsäule PSS-SDV, 5 µm, 102 Å (10 nm), ID 8,0 mm × 50 mm; Auftrennung: Säulen PSS-SDV, 5 µm, 102 Å (10 nm), sowie 103 Å (100 nm), und 106 Å (105 nm), mit jeweils ID 8,0 mm × 300 mm; Probenkonzentration 3 g/l, Durchflussmenge 1,0 ml pro Minute; Polydimethylsiloxan-Standards.
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Verwendete Rohstoffe:
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| Syl-Off SL 100 |
Verzweigtes Polydimethylsiloxan mit (Me2SiO2/2)-, (MeSiO3/2)- und (Me2VinylSiO1/2)-Einheiten (100 Gew.-% Silikonfeststoffgehalt) |
| Syl-Off SB 7458 |
Mischung aus linearem, terminal vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan und linearem, terminal und intern vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan in Toluol (30 Gew.-% |
| Syl-Off 7672 |
Silikonfeststoffgehalt, Viskosität bei 25 °C 24.000 mPa*s) Methylhydrogensiloxan-Vernetzer (100 Gew.-% Silikonfeststoffgehalt) |
| Syl-Off 4000 |
Reaktiver Organo-Platinkomplex (5.000 ppm Platinmetall), dispergiert in Organosiloxan |
| Syl-Off 7210 |
Dispersion von vinylfunktionalisiertem Silikonharz (MQ-Harz) in Xylol und Ethylbenzol (60 Gew.-% Silikonfeststoffgehalt) |
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Beispiel 1:
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Als Silikonsystem wurde ein additionsvernetzendes Silikonsystem verwendet, welches ein lösungsmittelfreies, verzweigtes PDMS-basiertes Release-Basispolymer (Komponente a) - Syl-Off SL 100), einen Si-H-Vernetzer (Komponente c) - Syl-Off 7672) sowie einen Platin-Katalysator (Komponente d) - Syl-Off 4000) enthält. Zu diesem System wurden jeweils unterschiedliche Anteile an lösungsmittelhaltigem, linearem, vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan (Komponente b) - Syl-Off SB 7458) gegeben (siehe Tabelle 1) und die erhaltenen Mischungen wurden homogenisiert. Alle Silikonzusammensetzungen wurden mit einer Laborstreichmaschine mit einem Silikonauftrag von 1,0 g/m
2 auf ein Substrat beschichtet. Die beschichteten Proben wurden 30 s im Ofen bei 120 °C vernetzt. Anschließend wurden die Trennwerte mit dem Testband tesa® 7574, die Klebkraftdepression (KKD) sowie das Reibungsverhalten der Liner wie oben beschrieben bewertet (siehe Tabelle 1).
Tabelle 1: Eingesetzte Mengen sowie erhaltene Trennkräfte (LRF), Klebkraft-Depression (KKD), Glätte und statischer Reibungskoeffizient (static CoF):
| Releaseliner | Menge SL 100 [g] | Menge SB 7458 [g] | SL 100/ SB 7458 (fest/fest) | Menge Syl-Off 7672 [g] | Menge Syl-Off 4000 [g] | LRF tesa® 7475 [cN/cm] | KKD tesa® 7475 [%] | Glätte | Static CoF |
| #1* | 29,91 | 0,00 | 100/0 | 3,628 | 1,326 | 26 | -9,6 | 1 | 0,2758 |
| #2 | 22,87 | 4,12 | 95/5 | 2,783 | 1,028 | 24 | -4,1 | 3 | - |
| #3 | 18,83 | 7,06 | 90/10 | 2,321 | 0,872 | 14 | -2,0 | 7 | - |
| #4 | 17,97 | 20,02 | 75/25 | 2,289 | 0,934 | 7 | -4,5 | 9 | - |
| #5 | 11,30 | 25,92 | 60/40 | 1,508 | 0,677 | 13 | -2,5 | 9 | 0,1883 |
| #6 | 8,57 | 35,20 | 45/55 | 1,246 | 0,642 | 15 | 8,9 | 10 | - |
| #7 | 5,17 | 39,72 | 30/70 | 0,863 | 0,514 | 11 | 12,6 | 10 | - |
| #8 | 3,03 | 40,25 | 20/80 | 0,596 | 0,485 | 8 | 22,1 | 10 | - |
| #9 | 1,16 | 35,00 | 10/90 | 0,344 | 0,337 | 7 | 26,7 | 10 | 0,1545 |
| #10* | 0,00 | 35,00 | 0/100 | 0,298 | 0,343 | 2 | 34,7 | 10 | - |
| * nicht erfindungsgemäß |
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Die in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass durch den Zusatz eines Additivs in Form von linearem, langkettigem, vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan der Reibungskoeffizient des jeweiligen Releaseliners gegenüber einem Releaseliner, welcher kein Additiv enthält, abgesenkt werden kann. Überaschenderweise kann durch Erhöhung der Menge an linearem, langkettigem, vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan mit einem hohen Reibungskoeffizienten der Reibungskoeffizient der vernetzten Zusammensetzung weitergehend verringert und damit die Eigenschaften des Liners den jeweiligen Anwendungszweck angepasst werden. Darüber hinaus tritt bei Zusatz des linearen, langettigen vinylfunktionalisierten Polydimethylsiloxans keine oder nur eine sehr geringe Klebkraftdepression auf, so dass bei Verwendung des Additivs der Silikonübertrag aus der Silikonschicht des Releaseliners auf die Haftklebemasse des Klebebands zuverlässig vermindert bzw. verhindert wird.
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Beispiel 2:
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Als Silikonsystem wurde ein additionsvernetzendes Silikonsystem verwendet, welches ein lösungsmittelfreies, verzweigtes, PDMS-basiertes Release-Basispolymer (Komponente a) - Syl-Off SL 100), einen Si-H-Vernetzer (Komponente c) - Syl-Off 7672) sowie einen Platin-Katalysator (Komponente d) - Syl-Off 4000) enthält. Zu diesem System wurden jeweils unterschiedliche Anteile an lösungsmittelhaltigem, linearem, vinylfunktionalisiertem Polydimethylsiloxan (Komponente b) - Syl-Off SB 7458) sowie Silikonharz (Komponente e) - Syl-Off 7210) gegeben (siehe Tabelle 2) und die erhaltenen Mischungen wurden homogenisiert. Alle Silikonzusammensetzungen wurden mit einer Laborstreichmaschine mit einem Silikonauftrag von 1,0 g/m
2 auf ein Substrat beschichtet. Die beschichteten Proben wurden 30 s im Ofen bei 120 °C vernetzt. Anschließend wurden die Trennwerte mit dem Testband tesa® 7574, die Klebkraftdepression (KKD) sowie das Reibungsverhalten der Liner wie oben beschrieben bewertet (siehe Tabelle 2).
Tabelle 2: Eingesetzte Mengen sowie erhaltene Trennkräfte (LRF), Klebkraft-Depression (KKD) und Glätte:
| Releaseliner | SL 100/ SB 7458 / SO 7210 (fest/fest) | Menge SL 100 [g] | Menge SB 7458 [g] | Menge SO 7210 [g] | Menge Syl-Off 7672 [g] | Menge Syl-Off 4000 [g] | LRF tesa® 7475 [cN/cm] | KKD tesa® 7475 [%] | Glätte |
| #11 | 80/10/10 | 28.72 | 12.04 | 5.72 | 4.231 | 1.507 | 38 | -2.1 | 7 |
| #12 | 65/25/10 | 15.61 | 20.71 | 3.81 | 2.458 | 0.944 | 46 | -3.7 | 8 |
| #13 | 50/40/10 | 13.11 | 35.45 | 4.26 | 2.285 | 0.942 | 28 | -3.0 | 9 |
| #14 | 45/45/10 | 8.99 | 30.12 | 3.15 | 1.642 | 0.692 | 20 | 7.3 | 9 |
| #15 | 30/60/10 | 4.49 | 30.15 | 2.40 | 1.020 | 0.476 | 13 | 8.6 | 9 |
| #16 | 20/70/10 | 2.58 | 30.27 | 2.07 | 0.736 | 0.388 | 13 | 14.8 | 10 |
| #17 | 10/80/10 | 1.13 | 30.12 | 1.78 | 0.531 | 0.311 | 7 | 15.2 | 10 |
| #18* | 0/90/10 | 0 | 30.00 | 1.59 | 0.368 | 0.261 | 11 | 20.8 | 10 |
| *nicht erfindungsgemäß |
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Die in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass durch den Zusatz des Silikonharzes der Trennwert der Releaseliner erhöht werden kann, ohne jedoch den niedrigen Reibungskoeffizienten sowie die geringe Klebkraft-Depression negativ zu beeinflussen. Somit kann der Trennwert der erfindungsgemäßen Trennschichtzusammensetzung durch Zusatz von Silikonharzen an die jeweilige Anwendung angepasst werden, ohne jedoch die durch den Zusatz des linearen, langkettigen vinylfunktionalisierten Polydimethylsiloxans erreichte hohe Glätte und geringe Klebkraftdepression ungegünstig zu beeinflussen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6274213 B1 [0002]
- DE 60001779 T2 [0008]
- EP 0168713 B1 [0009]
- DE 3820294 C1 [0009]
- US 4725630 A1 [0009]
- DE 3316166 C1 [0010]
- EP 202507 B1 [0012]
- WO 2010/022154 A2 [0012]
- US 6569914 A [0017]
- US 5468815 A [0018]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 8295:2004 [0039, 0066, 0076]