DE1936525A1

DE1936525A1 - Traegerfolie

Info

Publication number: DE1936525A1
Application number: DE19691936525
Authority: DE
Inventors: Croker Guy J; Frank Puskadi
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1969-07-18
Publication date: 1970-07-02
Also published as: FR2030223A1

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5KDlN-LINDENTHAtPETER-KINTGEN-STKASSEa

Köln, den l6. Juli 1969 Eg/pz / I68 . .

Johnson & Johnson, 5ol George Street, New Brunswick, New Jersey (U.S.A.)

Trägerfolie

Die Erfindung bezieht sich auf Trägerstreifen oder Trägerfolien,, deren eine Seite zur Verbesserung der Hafteigenschaften aktiviert und mit einer Grundierschicht mit speziellen Eigenschaften versehen ist.

Die Verwendung von Polypropylen als Trägerschicht für spezielle Beschichtungen, beispielsweise als Träger für ein druckempfindliches Haftklebeband,ist mit zahlreichen Vorteilen verbunden. Die Folie ist optisch durchsichtig, unempfindlich gegen Feuchtigkeit und kann wahlweise mit hoher oder niedriger Reißfestigkeit hergestellt werden. Vorzugsweise wird eine biaxial orientierte Folie.verwendet, um die Dehnung des Endprodukts zu vermindern.

Gegenstand der Erfindung ist eine Trägerfolie, die aus einer Polypropylenfolie mit einer zur Verbesserung der Hafteigenschaften aktivierten Seite und einer.auf die aktivierte Seite aufgebrachten fest haftenden Grundierschicht aus einer

008827/1616

•Grundiermasse, die im wesentlichenein flexibles Copolymeres mit sauren Halogenatomen darstellt, das in nicht umgesetztem Zustand löslich und unter wasserfreien Be-.dingungen relativ stabil Ist, aber bei Raumtemperatur in Gegenwart von Feuchtigkeit oder aktiven Wasserstoffatomen der Hydrolyse unterliegt.

Erfindungsgegenstand ist außerdem eine.Haftklebefolie oder ein Haftklebestreifen, der diese Trägerfolie sowie eine auf die Seite der Grundierschicht der Trägerfolie aufgetragene-,, fest haftende Schicht eines normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Acrylatklebstoffs enthält.

Die Grundierschicht der erfindungsgemäßen Trägerfolie besteht vorzugsweise aus dem Terpolymeren von Äthylen, ■Vinylacetat und einem copolymerisierbaren AcylChlorid.

Die Trägerfolie kann zur Aktivierung der Oberfläche nach einem beliebigen, konventionellen Verfahren behandelt werden. So kann sie beispielsweise einer elektrostatischen oder Flammbehandlung oder anderen Behandlungsmethoden unterworfen werden, die zum Teil in der amerikanischen Patentschrift 3 24l 662 beschrieben sind, .

Die behandelte Oberfläche der Folie wird mit einer Grundiermasse beschichtet, die im wesentlichen aus einem flexiblen Copolymeren mit sauren Halogenresten besteht. Das Copolymere ist im nicht umgesetzten Zustand löslich und unter wasserfreien Bedingungen ziemlich stabil, unterliegt jedoch der Hydrolyse, wenn es der Feuchtigkeit oder aktiven Wasserstoffatomen bei Raumtemperatur ausgesetzt wird. Ein für die erfindungsgemäße Grundierschioht . bevorzugtes Copoly-

0 098 2 7/16SI

meres ist das Terpolymere aus Äthylen, Vinylacetat und einem copolymerisierbaren Acylchlorid. Der genaue Mechanismus, der zu der extrem hohen Bindefestigkeit führt, ist nicht bekannt; offensichtlich tritt jedoch eine gewisse Reaktion ein, da die Bindefestigkeit während der ersten ein bis zwei Tage ansteigt. Es ist bekannt, daß sich saure Chlorreste mit aktiven Wasserstoffatomen umsetzen und wahrscheinlich findet eine Reaktion mit den aktiven Wasserstoffatomen auf der behandelten Oberfläche der Folie oder mit dem Acrylat-Klebemittel oder mit beiden, statt.

Die erfindungsgemäß verwendete Grundiermasse ist außergewöhnlich wirksam. So wird beispielsweise eine sehr wirkungsvolle Grundierschicht mit einer Menge von o,olJ5 bis 0,6665 g/m der getrockneten Grundiermas3e erhalten^ wenn auch bevorzugt wird,nicht mehr als o,5332 g/m zu verwenden. Die Grundiermasse kann aus Lösung nach beliebigen konventionellen Methoden aufgetragen werden, wie mit der Tiefdruckrollenmaschine, der Meier-Vorrichtung (Meier rod) durch das Walzenstreichverfahren etc. Ein weiterer Überzug kann unmittelbar nach dem Trocknen der Grundierschicht oder einige Tage später aufgetragen werden.

Bei Verwendung eines druckempfindlichen Haftklebstoffs auf Acrylatbasis zusammen mit der erfindungsgemäßen Polypropylen-Trägerfolie werden die optische Durchsichtigkeit und die Alterungseigenschaften des so erhaltenen Klebebands verbessert und man erhält ein ideales durchsichtiges Band für zahlreiche Anwendungszwecke.

0 09827/1685

Das Verankern von druckempfindlichen Klebstoffen auf Acrylatbasis an Polypropylenfolie war ein lange ungelöstes Problem... Durch Aktivieren einer Seite der Folie wird die Bindefes tig-?; keit an diesem Klebemitteltyp merklich verbessert. Diese Verbesserung ist Gegenstand der amerikanischen Patentschrift 5 24l 6.62. Ein durch dieses Verfahren hergestelltes Band ist völlig zufriedenstellend im Hinblick auf die Verarbeitung," das Abrollen des Bands und die normale Anwendung zum Verpacken.. Dieses Haftklebeband versagt jedoch, wenn es auf Glas aufgetragen werden soll, weil die Haftung zwischen Acrylverbindungen und Glas ungewöhnlich hoch ist und häufig. eineÜbertragung der Masse stattfindet. Da transparente Streifen häufig zum.,Anbringen^"von Schriftzeichen auf Schaufenstern und für verschiedene andere Anwendungszwecke verwendet ■ werden, bei welchen sie auf Glas und andere sehrglatte Oberflächen aufgebracht werden,· besteht eine ,Notwendigkeit für eine extrem hohe Bindefestigkeit zwischen- Acrylhaftklebern und Polypropylen.

Es wurde gefunden, daß eine außergewöhnlich, feste und anhaltende Bindung zwischen einem: druckempfindlichen Haftkleber , auf Acrylatbasis. und der behandelten Oberfläche einer Polypropylenfoli.e ausgebildet werden kann, wenn man erfindungsgemäß ,die behandelte Oberfläche der Folie zuerst, mit einer beschriebenen Grundiermasse beschichtet, .. ■ , . , Auf die Oberfläche der Grundierschicht kann jeder .beliebige konventionelle Acryl.atklebs tof f auf getragen werden. Die Wahl des Klebstoffs hängt von den gewünschten Hafteigenschaften ab. Die meisten konventionellen Acrylathaftkleber basiepen auf 2-Äthylhexylaerylat.. Dieses Polymere selbst ist. häuf ig zu weich und zeigt eine zu geringe Haftung. Es ist daher

BAD ORIGINAL

üblich,2-A'thylhexylacrylat mit einem oder mehreren-zur Härte, · ■ beitragenden Monomeren, wie Styrol, Vinylacetat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid, einem Acrylamid etc. zu copolymerisieren.

Ein bevorzugtes druckempfindliches Klebemittel auf Acrylatbasis enthält ein klebriges Copolymeres aus Monomeren, die im wesentlichen aus einem überwiegenden Anteil eines monomeren Alkylacrylats mit mittlerer Kettenlänge und vorzugsweise einem geringen Anteil eines kurzkettigen Monomeren, das die Einführung der Härte oder Kohäsion bewirkt, sowie einer sehr geringen Menge eines in dem Acrylatsystem polymerisierbaren, vernetzenden Alkoxysillylmonomeren. Diese Monomeren werden vorzugsweise zusammen mit einem relativ geringen Anteil einer monomeren, ungesättigten Carbonsäure copolymerisi-ert, welche die Eigenschaften des Klebestreifens verbessert und eine Quelle für aktive Wasserstoffatome in dem Klebemittel darstellt. '

Die Acrylatmonomeren mit mittlerer Kettenlänge sind im allgemeinen Verbindungen mit durchschnittlich etwa 4 bis 12 Kohlenstoffatomen in dem Alkoholrest. Dazu gehören Butyl-, Hexyl-, 2-Ä'thylhexyl-, Octyl-, Decyl- und Dodecylacrylate und ähnliche Verbindungen, für sich, Gemische dieser Verbindungen oder Gemische solcher Verbindungen mit höhe*-ren und niedrigeren Alkylaorylaten. Das Acrylatmonomere mit mittlerer Kettenlänge liegt in dem Klebstoff-Copolymer eri in einem überwiegenden Anteil, bezogen auf das Gewicht der Gesämtmonomeren, vor, vorzugsweise in einer Menge von etwa 6o bis 8o Gew.-Teilen, bezogen auf die Gesamtmonomeren des Klebstoffs (als Feststoff). -

+) bestehen.

009827/ 1685 _6A0

■-. 6 -

Die zur Kohäsion oder Bindekraft beitragenden, kürzkettigen Monomeren sind Vinylacetat, Methylacrylatr, Methylmethacrylat · und ähnliche. Sie sind vorzugsweise in einer Menge von etwa Io bis J)O Teile, bezogen auf Gesamtmonomere des Klebstoffs, anwesend. Es können jedoch auch geringere Mengen .dieser und anderer kurzkettiger Monomer erverwendet werden. '

Die vernetzenden Alkoxysilylmonomeren können nach dem in der britischen Patentschrift 1 127 625 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Sie enthalten eine Alkoxysilylalkylgruppe- und eine ungesättigte, funktionelle Endgruppe, die mit anderen Monomeren ^polymerisierbar ist. Diese funktionelle Endgruppe ist vorzugsweise ein Aerylatrest oder ein substituierter Acrylatrest wie

O π

It ν ...

-OCCH=CH₂ oder -OCC (ClO=

Als besonders wirksam hatten sich polymerisierbare, ver netzende Alkoxysilylalkylreste der allgemeinen Formel

I₂(CH₂)_nCH₂-

R¹O"

erwiesen, worin R' und R^u CH-,- oder CH,CH₂- bedeuten, R für. einen der Reste CH_-, CH CH«-, CH,O- oder CE-CH-O- steht und η eine Zahl von O bis 8 ist. Ein bevorzugtes, vernetzendes Silylmonorneres ist 3-Methacryloxy-propyltrimethylmethoxysilan der Formel

O O 9 817 /tea 5 _BAD ORiGINAL

(CiLo), SI-CH₀CH₀CH₀OCC(CH,)=CH

Der Anteil des in das. Copolymere, einzupolymerisierenden vernetzenden Silylmonomeren hängt von den .genauen Bestandteilen des klebrigen · Copoiymeren· und von.dem gewünschten Vernetzungsgrad ab. Sehr geringe Anteile haben sich als wirksam erwiesen. Das die Vernetzung bewirkende Silylmonomere wird im'· all-gemeinen in einer Menge von etwa o,oo5 bis o,l oder o,2 . Gew.-Teile oder-einem größeren Anteil, bezogen auf die Ge-. samtiLonomeren, angewendet. Die bevorzugte Menge _ liegt bei etwa o, öl bis o,o5 Gew.-Teile. ■ . ... -..

Die Säuregruppen enthaltenden Monomeren können Acrylsäure, Methacrylsäure und Ttaconsäure sein, bevorzugt wird Acryl- . . säure. In diesem Fall liegen sie in einer Menge von etwa 2 bis 6 Teilen, vorzugsweise 2,5 bis 4,5 Teilen, in den Gesamtmonomeren vor, wenn Acrylsäure zu'diesem Zweck verwerdet wird.

In der folgenden Beschreibung der Kombination einer Polypropylen- trägerfolie und einer Haftklebeschicht auf Acrylatbasis unter Bildung eines druckempfindlichen Haftklebsstreifens bedeutet:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Rolle eines Klebestreifens .gemäß einer Ausführuiigsform der Erfindung,

Fig. 2 -ist das, stark vergrößerte Bruchstück eines Schnitts ■ längs-Linie 2-2 '.in Fig. I₁ wobei die Dicke der verschiedenen •Schichten- zur besseren Anschaulichkeit vergrößert dargestellt

6AD OBlGlNAU

In den Zeichnungen ist eine Rolle Io eines druckempfindlichen Haftklebestreifens 11 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, der eine Trägerschicht 12 aus einer biaxial orientierten Polypropylenfolie aufweist, deren eine Seite in der beschriebenen Weise aktiviert ist. Auf die aktivierte Oberfläche der Folie ist eine Grundierschicht 15 aufgetragen und eine Schicht 13 einer druckempfindlichen Haftklebemasse auf Acrylbasis ist auf die Grundierschicht aufgebracht. Der Streifen 11 wird, wie gezeigt, gewöhnlich auf sich selbst um einen Kern 14 gewickelt, so daß die . klebrige Seite des Streifens nach -innen.gerichtet ist.

Das folgende Beispiel soll zur Erläuterung der Erfindung dienen, ohne diese jedoch in irgend einer Weise zu beschrän- · ken. In dem Beispiel bedeuten alle Mengenangaben Gewichtsteile pro loo Gew.-Teile der Gesamtmonomeren des Klebstoffs, wenn nichts anderes angegeben ist. _ .ϊϊ,- '

Eine biaxial orientierte Polypropylenfolie einer Dicke von o,oo317 cm wird auf einer Seite elektrostatisch behandelt. Eine 1,5 $ige Lösung von "Zeset" T Resin (DuPont) in trocke- : nem Toluol wird auf die elektrostatisch behandelte Ober- : fläche mit Hilfe einer Tiefdruckrolle aufgetragen. Nach dem . Trocknen beträgt das Trockengewicht des Überzugs etwa 0,0666 g/m .Auf die grundierte Seite wird eine Acrylklebemasse in , einer Menge von 25,4 g/m (Trockengewicht) aufgetragen^ die durch Copolymerisatioh der folgenden Monomeren erhalten -. wurde: . . _: .

Monomeres Teile

2-Ä"thylhexylacrylate 75

Vinylacetat 22^r

Acrylsäure 3

^-Methacrylöxypropyl-trimethoxysilan . . o_oo2

009827/1685

. SADORIGlNAi,,

Die Klebeschicht hat eine Williams Plastizität von 2,5 nach dem sie aus einer Lösung aufgetragen wurde,, die 7o Teile Aceton und 12o Teile eines aliphatischen Verdünnungsmittels enthielt und 5 Minuten lang bei 93*3° C in einem Ofen mit Luftzirkulation getrocknet worden war. Die überzogene Folie wird dann mit einer Rasierklinge in 2,5^· cm breite Streifen geschnitten. Ähnliche Streifen werden nach demselben Verfahren unter Verweldung der gleichen Grundierschicht und der gleichen Klebemasse, jedoch mit einem Gewicht der getrockneten Grundierschicht von o,ool69 bzw. o,o22o g/m , hergestellt.■ Sämtliche dieser Streifen sind außergewöhnlich durchsichtig, haben sehr hohe Kanterreißfestigkeit und eine Schälfestigkeit von 79^ bis 9©7 St gemessen nach dem PSTC-^Verf ahren Nr. 1. In jedem Fall wurden die Streifen auf eine Glasoberfläche aufgebracht und einige Tage später abgezogen, ohne daß eine Übertragung von Masse, stattfand. Eine Kontrollprobe, die keine Grundierschicht enthält, zeigt eine vollständige Übertragung der Klebemasse auf das Glas.

Es wird angenommen, daß "Zeset" T Resin (DuPoni) ein Terpolymeres aus Äthylen, Vinylacetat und einem copolymerisierbaren AcylChlorid ist.

Die Williams-Plastizität wird folgendermaßen bestimmt. Ein feuchter Film der Klebstofflösung wird auf Silioon-Trennpapier aufgetragen, so daß ein trockener Film einer Dicke von etwa 0,38 mm entsteht. Dieser wird 5 Minuten lang bei 9o,6 bis 93*3° C in einem Ofen mit zirkulierender Luft getrocknet. Der Klebstoff wird von dem Siliconpapier entfernt und ein genau 2 g wiegendes Pellet in der Gestalt einer Kugel daraus geformt. Die Probekugel wird zwischen zwei "Plastizitätspapiere" ge-

009827/1685 BAD

■- Ιο—■

legt und 15 Minuten lang bei 37*8 C konditioniert. Die
"Plastizitätspapiere" bestehen aus Papierblättern mit einer · hochglänzenden, mit Ton beschichteten Oberfläche auf der
Seite der Piastizitäts-Prüfkugel. Die Williams Plastizität ist die Dicke des Pellets in mm, die nach 15 Minuten dauerndem Zusammenpressen bei 37/8° C in dem Plastometer unter einer Belastung von 5 kg gemessen wird.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindting sind zahlreichen Variationen und Modifikationen zugänglich, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

0 0 9827/1685

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche 1936625

1. Trägerfolie, bestehend aus einer Polypropylenfolie mit einer zur Verbesserung der Hafteigensehaften aktivierten Oberfläche und einer auf die aktivierte Oberfläche aufgebrachten, fest haftenden Grundiersehicht aus einer Masse, die im wesentlichen aus einem flexiblen Cöpolymeren mit sauren Halogenresten besteht., das im nicht umgesetzten Zustand löslich und unter wasserfreien Bedingungen relativ stabil ist, aber bei Raumtemperatur in Gegenwart von Feuchtigkeit oder aktiven Wasserstöffatoriieii der Hydrolyse unterliegt. .

2. Trägerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sauren Halogenreste der Überzugsschicht in Form von Acylhalogeniden, insbesondere Aeylchloriden, vorliegen.

^. Tragerfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierschicht das Terpolymere aus Äthylen, Vinylacetat und einem copolymerisierbaren Acylchlorid enthält.

4. Trägerfolie .nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß .sie eine biaxial orientierte Polypropylenfolie · aufweist." - .

5· Haftkiebefolie oder Haftklebestreifen, dadurch zeichnet, daß er eine Trägerfojie nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie eine auf die Seite der Grundierschicht der Trägerfolie aufgetragene, festhaftende Gc'iicht ei iss druckempfindlichen Acrylatklebstoffs ar.f-

009827/1685

1936625

weist. ·

6. Haftklebefclie oder Haf tkleb'e streif en räch Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, daß der Aerylatklebstoff das Copolymere aus

a) einem Überwiegenden Anteil eines Alkylacrylats mit mittlerer Kettenlänge, das etwa k bis 12,Kohlenstoffatome in dem Alkoholrest aufweist, und-

b) einer sehr geringen Menge eirieö Vernetzenden Alkoxysilylmonomeren mit,ungesättigten, copolymer is iei'baren Eadgruppen und ■ * "ί ν gegebenenfalls einer kleinen Menge eines zur Kohäsion beiträgenden kurzlcet^igeri_;Monomeren ist*

7. HaftkXebefolie oder Haftkiebestreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polym*re Io bis 3o Teile des kurzkettigen'-.Monomeren enthält.

8. Haftklebefolie oder Haftklebeistreif «;>nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Acrylatklebetoff biiaendc Copolymere außerdem die einpolymerieiertsn Einheiten einer mit den anderen Monomeren copolymerisierbareii ungeelttlgten Carbonalure aufweist.

f. H*ftkU*tCeii« «ler ?^f*4:lebeftreifen naoh Afiepruoh 5

*·* die oo|»ly*m ierbnre A«tfUluri_r MethwtyifeSur« oder

1·. lUrtia«toe««ll· oder ltaf«kleBMir«iren nAoh An«*uch 5 $, dadurch tÄennielebnet, (IaJ da* vernetteode Alkoxy- ^ tllyliaonoeere In dea Oepolymeren in einer Mtnge von 0,005 tot· o,2 felle vorliegt.

009827/1 685 BAD original