DE60306919T2

DE60306919T2 - Gegenstände, die klebstoffmaterialien umfassen, sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE60306919T2
Application number: DE2003606919
Authority: DE
Inventors: Stephen W. Saint Paul BANY; James P. Saint Paul DIZIO; Patricia J. A. Saint Paul BRANDT; Janice R. Saint Paul MANORE; Judith A. Saint Paul GREEN
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: AU2003221898A1; BR0309773A; CN1326963C; BR0309773B1; JP2005526170A; EP1506266B1; TWI277641B; ATE333496T1; RU2004133376A; RU2303530C2; JP4511341B2; US7737057B2; KR101005057B1; DE60306919D1; MXPA04011260A; EP1506266A1; US20080114318A1; US7524545B2; AR040011A1; US20030219591A1

Description

Normalerweise klebrige und Haftklebstoff- (PSA)-Materialien sind seit mehr als etwa einem halben Jahrhundert verwendet worden. Produkte dieses Typs, die die Form von Tapes, Etiketten und anderen Typen von klebstoffbeschichteten Lagen haben, müssen auch vor ungewollter Adhäsion an anderen Oberflächen geschützt werden. Tapes werden somit in der Regel auf ihrem eigenen Träger zu einer Rolle gewickelt, und Etiketten werden in der Regel an eine Trennlage laminiert, um ihre versehentliche Adhäsion an anderen Oberflächen zu verhindern und auch ihre Verunreinigung mit luftgetragenem Staub und anderen Verunreinigungen zu verhindern.
Damit eine Taperolle abgewickelt werden kann, ohne dass in unerwünschter Weise Klebstoff auf den Tapeträger übertragen wird, ist es gebräuchlich, den Tapeträger mit einer Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion (LAB) zu versehen. In ähnlicher Weise wird die Trennlage oder der Trennliner, an die bzw. den das klebstoffbeschichtete Etikett in der Regel laminiert wird, mit einer Trennbeschichtung versehen, um die leichte Entfernung des Liners von dem Etikett zu ermöglichen. Es wird erwartet, dass diese LAB- oder Trennbeschichtung dem in Frage kommenden Klebstoff in reproduzierbarer Weise einen geeigneten Trenngrad verleiht, den Klebstoff nicht nachteilig beeinflusst und alterungsbeständig ist, so dass der Trenngrad im Zeitverlauf relativ vorhersagbar bleibt.
Verschiedene Polymere mit niedriger kritischer Oberflächenspannung, wie Silikone, fluorhaltige Polymere und Polymere mit langkettigen Alkylverzweigungen, sind als Trennbeschichtungen (z. B. LABs) brauchbar. Polymere mit langkettigen Alkylverzweigungen sind wachsartige Verbindungen, die zur Herstellung von Trennbeschichtungen mit mittlerem Trennwert verwendet werden können, die für PSA-Tapes besonders erwünscht sind. Trennbeschichtungspatente beschreiben auch die Verwendung von Silikonpolyharnstoffen. Geeignete Silikonpolyharnstoff-Polymere enthalten in der Regel zufällige Blöcke von Polydimethylsiloxan, weiche Segmente aus Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid und harte Segmente aus Diamin/Diisocyanatprodukt mit niedrigem Molekulargewicht. Sie können wassergetragene oder lösungsmittelgetragene Polymere sein und werden in der Regel auf nicht poröse Filme aufgebracht.
Es besteht jedoch ein Bedarf an Rückseitenbeschichtungen mit niedriger Adhäsion, die auf poröse Träger aufgebracht werden können, wie Polypropylen-Vliesträger.
1 ist eine Schemadarstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Klebegegenstands in einer Rollenkonstruktion.
2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Klebegegenstands.
3 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines typischen Abschnitts einer faserigen Oberfläche eines erfindungsgemäß brauchbaren Trägers vor der Aufbringung einer Trennbeschichtung.
4 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines typischen Abschnitts einer faserigen Oberfläche eines erfindungsgemäß hergestellten Klebegegenstands, wie in Beispiel 2 beschrieben.
5 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines typischen Abschnitts einer faserigen Oberfläche eines erfindungsgemäß hergestellten Klebegegenstands, wie in Beispiel 3 beschrieben.
6 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines typischen Abschnitts einer faserigen Oberfläche eines gemäß US-A-6,129,964 (Seth) hergestellten Klebegegenstands.
Viele Klebegegenstände, insbesondere Befestigungstapes in der Windelindustrie, enthalten ein poröses Substrat, in der Regel einen porösen Träger, der einen polymeren Film mit einer darauf angeordneten faserigen Schicht umfasst. Auf derartige poröse Substrate lassen sich Trennbeschichtungen nicht leicht aufbringen. Lösungsmittelgetragene Dispersionen von Silikonpolyharnstoff-Polymeren werden beispielsweise in der Regel in die porösen Substrate absorbiert, wodurch die Effektivität der Trennbeschichtung wesentlich herabgesetzt wird. Die vorliegende Erfindung nimmt sich der Probleme an, die mit Klebegegenständen, insbesondere Befestigungstapes zusammenhängen, welche ein poröses Substrat enthalten, wie einen Träger, der ein faseriges Material enthält.
In einer Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung einen Gegenstand, umfassend: ein poröses Substrat, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; und eine Trennbeschichtung, die auf dem faserigen Material des porösen Substrats angeordnet ist. Die Trennbeschichtung enthält ein wassergetragenes, thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst. "Wassergetragen" bedeutet hier ein Polymer, das in oder aus einer wässrigen Dispersion abgesetzt ist, wobei mindestens 85% des Verdünnungsmediums der Dispersion Wasser sind, wobei der Rest aus Lösungsmittel zusammengesetzt ist; "Thermoplast" bedeutet ein Polymer, das durch ein Temperaturbereichscharakteristikum des Polymers hindurch wiederholt durch Erwärmen erweicht und durch Abkühlen gehärtet werden kann, ohne dass wesentlicher molekularer Abbau stattfindet, und das in dem erweichten Zustand durch Extrusion geformt werden kann; und "Silikonsegmente" bedeuten sich wiederholende Diorganosiloxaneinheiten mit der Formel -O-SiR₃.
In einer anderen Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung einen Gegenstand, umfassend: einen Träger, umfassend einen polymeren Film und eine darauf angeordnete faserige Schicht, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; einen Haftklebstoff, der auf dem polymeren Film des Trägers angeordnet ist; und eine Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion, die auf der faserigen Schicht des Trägers angeordnet ist. Diese Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion enthält ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer. Das thermoplastische, Silikon enthaltende Polymer ist ein wassergetragenes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst.
Das faserige Material umfasst vorzugsweise Fasern, wobei mindestens 90% der Fasern ein Denier von 5 oder weniger haben.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, umfassend: Bereitstellen eines porösen Substrats, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; und Aufbringen einer wässrigen Dispersion, umfassend ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst, auf eine Oberfläche des porösen Substrats, um eine Trennbeschichtung zu bilden, die auf dem faserigen Material des porösen Substrats angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, umfassend: Bereitstellen eines porösen Trägers, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben, mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche; Aufbringen eines Haftklebstoffs auf die erste Hauptoberfläche des porösen Trägers; und Aufbringen einer wässrigen Dispersion, umfassend ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst, auf die zweite Hauptoberfläche des porösen Trägers, um eine Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion zu bilden. Der poröse Träger enthält vorzugsweise einen polymeren Film und eine darauf angeordnete faserige Schicht, wie oben beschrieben.
"Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion" oder "LAB" bezieht sich hier auf eine Trennbeschichtung, vorzugsweise einen Film, der niedrige Adhäsion an einem Klebstoff, wie einem Haftklebstoff (PSA) zeigt, so dass die Trennung im Wesentlichen an der Grenzfläche zwischen dem Klebstoff und der Trennbeschichtung erfolgt. Trennbeschichtungen können in Klebetaperollen verwendet werden, wobei das Tape auf sieh selbst gewickelt wird und der Gebrauch das Abwickeln der Taperolle beinhaltet. Derartige Trennbeschichtungen werden in der Regel als LABs bezeichnet. Trennbeschichtungen können auch als "Liner" für andere Klebegegenstände verwendet werden, wie Etiketten oder medizinische Wundverbände, wobei der Klebegegenstand im Unterschied zu einer Rollenkonstruktion allgemein als lagenartige Konstruktion abgegeben wird.
Eine "wässrige Dispersion" einer Zusammensetzung umfasst hier in ihrer Bedeutung eine Zusammensetzung, die dispergierbar, teilweise in Wasser löslich oder leicht in Wasser löslich ist. Eine "Dispersion" schließt somit hier eine "Lösung" ein.
Die vorliegende Erfindung liefert effektive Trennbeschichtungen auf porösen Substraten, insbesondere porösen Substraten, die faserige Materialien umfassen. Die vorliegende Erfindung liefert insbesondere eine effektive Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion auf Trägern, die einen polymeren Film mit einer darauf aufgebrachten faserigen Schicht und einen auf dem polymeren Film des Trägers aufgebrachten Haftklebstoff umfassen. Derartige Substrate werden in vielen Klebegegenständen verwendet, wie Befestigungstapes, Binden, Etiketten, usw. Die erfindungsgemäßen Klebegegenstände sind in der Regel Befestigungstapes, die in der Windelindustrie verwendet werden (d. h. Windeltapes).
Die vorliegende Erfindung liefert in bestimmten Ausführungsformen eine LAB auf dem porösen Träger gegenüber der Oberfläche, auf die ein PSA aufgebracht ist. Bei einem Träger, der einen polymeren Film und eine faserige Schicht umfasst, ist der PSA beispielsweise auf den polymeren Film aufgebracht und die LAB ist auf die faserige Schicht des Trägers aufgebracht. Die erfindungsgemäß brauchbare LAB (oder Trennbeschichtung) enthält ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, vorzugsweise ein Silikonpolyharnstoff-Polymer. Die folgende Beschreibung gilt sowohl für Trennbeschichtungen als auch für LABs, die ein spezieller Typ von Trennbeschichtung sind.
Vorzugsweise befindet sich eine größere Menge (d. h. mehr als 50%) der Trennbeschichtung (z. B. der Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion) im oberen Bereich auf dem faserigen Material (z. B. der faserigen Schicht) des Substrats (z. B. dem Träger). Die Trennbeschichtung (z. B. LAB) dringt insbesondere in nicht mehr als (d. h. nicht tiefer als) die oberen 20% der faserigen Schicht ein. Der "obere Bereich" des faserigen Materials bezieht sich hier also auf die Fasern in dem obersten Bereich des Substrats.
Dies kann in der Regel durch die Aufbringung des Polymers aus einem System auf Wasserbasis bewirkt werden (d. h. einer wassergetragenen Dispersion). Die erfindungsgemäß brauchbaren Trennbeschichtungszusammensetzungen können somit in Wasser dispergiert und aus diesem als Beschichtung aufgebracht werden, obwohl sie auch in organischen Lösungsmitteln dispergiert und aus diesen als Beschichtung aufgebracht werden können, oder in bzw. aus Mischungen von organischen Lösungsmitteln und Wasser. Dieselben Polymere in einem System auf Lösungsmittelbasis (d. h. eine lösungsmittelgetragene Dispersion) dringen in der Regel weiter in einen porösen Träger ein und vermindert die Effektivität der Trennbeschichtung, wenngleich sie trotzdem brauchbar sind.
Eine Trennbeschichtung (z. B. eine Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion) wird vorzugsweise mit einem Beschichtungsgewicht von nicht mehr als 2,0 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) auf den Träger aufgebracht. Das Beschichtungsgewicht ist insbesondere nicht größer als etwa 1,5 g/m² und am meisten bevorzugt nicht größer als etwa 1,2 g/m². Das Beschichtungsgewicht reicht in der Regel aus, um einen hohen Grad an Faserdelaminierung zu verhindern, wie im Beispielabschnitt beschrieben ist. Dies bedeutet vorzugsweise, dass das Beschichtungsgewicht mindestens etwa 0,75 g/m² und insbesondere mindestens 1,0 g/m² beträgt.
Die erfindungsgemäß brauchbare Trennbeschichtung (z. B. Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion) liefert in signifikanter Weise einen Klebegegenstand, in dem die Bindungsfestigkeit zwischen dem polymeren Film und der faserigen Schicht (wenn derartige Träger verwendet werden) größer als die Bindungsfestigkeit zwischen der Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion und dem Haftklebstoff eines darüber befindlichen Tapes ist. Dies zeigt sich durch den Faserdelaminierungstest, der im Beispielabschnitt beschrieben ist, wobei die Faserdelaminierung als mäßige, geringe oder keine Delaminierung eingestuft wird.
THERMOPLASTISCHES, SILIKON ENTHALTENDES POLYMER
Erfindungsgemäß brauchbare Trennbeschichtungen enthal ten thermoplastische, Silikon enthaltende Polymere. Beispiele für derartige Polymere sind in US-A-5,214,119 (Brandt et al.), US-A-5,290,615 (Tushaus et al.), US-A-5,461,134 (Leir et al.) und US-A-5,512,650 (Leir et al.), und auch EP-B-0 380 236 (Leir) beschrieben.
Ein spezielles Beispiel für ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer ist ein lösungsmittelgetragener Silikonpolyharnstoff, ein Beispiel hierfür ist in US-A-5,512,650 (Leir et al.) offenbart.
Ein weiteres spezielles Beispiel für ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer ist ein wassergetragener oder wasserdispergierbarer Silikonpolyharnstoff, ein Beispiel hierfür ist in EP-B-0 380 236 (Leir) offenbart.
Das Silikon enthaltende Polymer enthält mindestens etwa 30 Gewichtsprozent (Gew.-%) Silikonsegmente, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. Das heißt, dass das Gesamtgewicht des Polymers aus mindestens etwa 30 Gew.% -OSiR₂- Segmenten zusammengesetzt ist. Ohne vorhergehende Kenntnis der zur Herstellung des Polymers verwendeten Materialien kann die Zusammensetzung der Polymersegmente durch eine Kombination von Analysetechniken bestimmt werden, wie Massenspektrometrie und Kernresonanzspektroskopie.
In bestimmten lösungsmittelgetragenen und wassergetragenen Ausführungsformen ist der Silikonpolyharnstoff ein Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymer, das die folgende, sich wiederholende Einheit umfasst (Formel I)
wobei:
Z ein zweiwertiger Rest ausgewählt aus Phenylen, Alkylen, Aralkylen und Cycloalkylen ist;
Y ein Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist;
R mindestens 50% Methyl ist, wobei der Rest der 100 aller Reste R aus einem einwertigen Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem substituierten Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem Vinylrest, einem Phenylrest und einem substituierten Phenylrest ausgewählt ist;
D aus Wasserstoff, einem Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und Phenyl ausgewählt ist;
B aus Alkylen, Aralkylen, Cycloalkylen, Phenylen, Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polytetramethylenoxid, Polyethylenadipat, Polycaprolacton, Polybutadien, Mischungen davon und einem Rest ausgewählt ist, der eine Ringstruktur, enthaltend A, unter Bildung eines Heterocyclus vervollständigt und im Falle der wasserdispergierbaren Formen gegebenenfalls eine ausreichende Anzahl von in der Kette oder seitenständig befindlichen Ammoniumionen oder seitenständigen Carboxylationen enthält, um das Blockcopolymer wasserdispergierbar zu machen (wobei derartige wasserdispergierbare Blockcopolymere vorzugsweise einen ionischen Gehalt von nicht mehr als etwa 15% haben);
A ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -O- und
wobei G aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, einer Phenylgruppe und einem Rest ausgewählt ist, der eine Ringstruktur, enthaltend B, unter Bildung eines Heterocyclus vervollständigt;
"n" eine Zahl ist, die 10 oder größer ist, und
"m" eine von Null verschiedene Zahl bis zu 25 ist.
Die obigen Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymere haben die konventionellen hervorragenden physikalischen Eigenschaften, die man mit Polysiloxanen verbindet, wie niedrige Glasübergangstemperatur, hohe Wärme- und Oxidationsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, niedrige Oberflächenenergie und Hydrophobizität, gute elektrische Eigenschaften und hohe Durchlässigkeit für viele Gase, und die zusätzliche erwünschte Eigenschaft, dass sie hervorragende mechanische und elastomere Eigenschaften zeigen.
Die Organosiloxan-Polyurethan-Blockcopolymere sind segmentierte Copolymere des (AB)_n-Typs, die durch eine Kondensationspolymerisation eines difunktionalen Organopolysiloxanamins (das ein weiches Segment produziert) mit einem Diisocyanat (das ein hartes Segment produziert) erhalten werden können und ein difunktionales Kettenverlängerungsmittel enthalten können, wie ein difunktionales Amin oder einen difunktionalen Alkohol oder eine Mischung davon.
In dem bevorzugten Blockcopolymer ist Z aus Hexamethylen, Methylenbis-(phenylen), Isophoron, Tetramethylen, Cyclohexylen und Methylendicyclohexylen ausgewählt, und R ist Methyl.
Ein Verfahren zur Herstellung des lösungsmittelgetragenen Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymers ist in US-A-5,512,650 (Leir et al.) beschrieben. Kurz gesagt wird bei dem Verfahren ein Silikondiamin mit mindestens einem Diisocyanat gegebenenfalls in Gegenwart von bis zu 95 Gew.-% Kettenverlängerungsmittel unter einer inerten Atmosphäre in einem organischen Lösungsmittel polymerisiert.
Ein Verfahren zur Herstellung des wassergetragenen Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymers ist in EP-B-0 380 236 (Leir) beschrieben. Kurz gesagt wird bei dem Verfahren ein Silikondiamin mit mindestens einem Diisocyanat gegebenenfalls in Gegenwart von bis zu 95 Gew.-% Kettenverlängerungsmittel unter einer inerten Atmosphäre in einem wasserlöslichen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unter 100°C polymerisiert.
Das in der vorliegenden Erfindung beschriebene wassergetragene Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymer ist aus den gleichen Segmenten zusammengesetzt, die in EP-B-0 380 236 B1 (Leir) beschrieben sind. Hier wird jedoch ein weiteres Verfahren zur Herstellung des Polymers beschrieben. Dieses weitere Verfahren ist speziell für Fälle, bei denen in dem Polymer Diaminosäuren enthalten sind. Bei dem weiteren Verfahren wird, kurz gesagt, zuerst eine mit Isocyanat endverkappte Lösung von Oligomeren hergestellt, indem ein Silikondiamin und gegebenenfalls Kettenverlängerungsmittel mit mindestens einem Diisocyanat unter einer inerten Atmosphäre in einem wasserlöslichen Lösungsmittel, das einen Siedepunkt unter 100°C hat, reagieren gelassen wird. Eine wässrige Lösung eines neutralisierten Diaminosäure-Kettenverlängerungsmittels wird danach mit der oligomeren Mischung reagieren lassen, wodurch das Polymer vervollständigt wird. Aus der Dispersion wird dann Lösungsmittel destilliert, was im Wesentlichen Wasser als dispergierendes Medium ergibt.
Das Silikondiamin hat vorzugsweise die folgende allgemeine Formel (Formel II):
wobei R, Y, D und n wie in der obigen Formel I definiert sind. Das Diisocyanat hat vorzugsweise eine Molekülstruktur, die durch OCN-Z-NCO (Formel III) wiedergegeben wird, wobei Z wie in der obigen Formel I definiert ist.
Das Molverhältnis von Diamin zu Diisocyanat wird in der Regel in einem Bereich von etwa 1:0,95 bis etwa 1:1,05 gehalten. Das Kettenverlängerungsmittel ist in der Regel aus Diaminen, Dihydroxyverbindungen und Mischungen davon ausgewählt. wenn wassergetragene Formen des Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymers betrachtet werden, enthält mindestens eines der Kettenverlängerungsmittel mindestens eine Gruppe ausgewählt aus in der Kette liegenden oder seitenständigen Aminen und seitenständigen Carbonsäuregruppen, wobei die Anzahl der Gruppen so gewählt wird, dass das Blockcopolymer, nachdem es ionisiert ist, vorzugsweise einen ionischen Gehalt bis zu etwa 15% hat, und das Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymer ionisiert wird. Typische Diaminosäurekettenverlängerungsmittel, die für das wassergetragene Organopolysiloxan-Polyharnstoff-Blockcopolymer brauchbar sind, sind 2,5-Diaminopentansäure, 2,6-Diaminopentansäure oder Diaminobenzoesäure. Mindestens etwa 0,5 Gew.-% Carboxylatanion sind erwünscht, um eine stabile Dispersion in bestimmten Ausführungsformen zu erhalten, wobei in bestimmten Ausführungsformen 1–5% bevorzugt sind.
Das in der Reaktion brauchbare Diisocyanat kann ein Phenylendiisocyanat, wie Toluoldiisocyanat oder p-Phenylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Aralkylendiisocyanat, wie Methylenbis(phenylisocyanat) oder Tetramethylxyloldiisocyanat, oder ein Cycloalkylendii socyanat, wie Isophorondiisocyanat, Methylenbis(cyclohexyl)diisocyanat oder Cyclohexyldiisocyanat, sein.
Ein Verfahren zur Herstellung des durch Formel II wiedergegebenen Organopolysiloxandiamins ist auch in EP-B-0 380 236 und US-A-5,512,650 beschrieben.
Die in EP-A-0 380 236 beschriebenen wasserdispergierbaren (d. h. wassergetragenen) Polymere einschließlich der erfindungsgemäßen Verfahrensmodifikationen verwenden wasserlösliche Lösungsmittel mit niedrigeren Siedepunkten als Wasser. Zu geeigneten Lösungsmitteln gehören 2-Butanon, Tetrahydrofuran, Isopropylalkohol oder Mischungen davon. Das säurehaltige Silikonblockcopolymer wird in Lösung durch Deprotonierung mit stöchiometrischen Mengen eines Amins oder Erdalkalibasen, wie Natriumhydroxid oder Triethylamin, ionisiert. Das Amin enthaltende oder Carbonsäuregruppe enthaltende Polymer kann, wenn für eine spezielle Anwendung gewünscht, in nicht ionisierter Form verwendet und aus Lösungsmittel als Beschichtung aufgebracht werden.
OPTIONALE ADDITIVE
Andere Verbindungen oder Additive können Trennbeschichtungszusammensetzungen einschließlich des erfindungsgemäß brauchbaren, lösungsmittelgetragenen oder wassergetragenen, thermoplastischen, Silikon enthaltenden Polymers zugefügt werden, um spezielle Eigenschaften zu verstärken oder zu erhalten. Geeignete optionale Additive sind jene, die die Filmbildungs- und Trenneigenschaften einer erfindungsgemäß brauchbaren Trennbeschichtungszusammensetzung vorzugsweise nicht stören. Optionale Additive sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe aus einem Vernetzer; einem Entschäumer; einem Fließ- und Nivelliermittel; einem Färbungsmittel (z. B. einem Farbstoff oder einem Pigment); einem Adhäsionspromotor zur Verwendung mit bestimmten Substraten; einem Plastifizierungsmittel, einem thixotropen Mittel; einem Rheologiemodifizierungsmittel; einem Biozid/Antipilzmittel; einem Korrosionsschutzmittel; einem Antioxidans; einem Photostabilisator (UV-Absorber); einem oberflächenaktiven Mittel/Emulgator; einem Streckungsmittel (z. B. Polymer oder polymerer Emulsion, Verdickungsmittel, Füllstoff) und im speziellen Fall von wassergetragenen Materialien einem Filmbildner (z. B. einem koaleszierenden organischen Lösungsmittel zur Unterstützung der Filmbildung) sowie Mischungen davon.
Zu besonders brauchbaren optionalen Additiven aus der Gruppe der Streckungsmittel gehören Verdickungsmittel, die einer erfindungsgemäß brauchbaren Trennbeschichtungszusammensetzung zugefügt werden können und in einer Menge vorhanden sein können, die die Trenneigenschaften einer so gebildeten Trennbeschichtung nicht in erheblichem Maße nachteilig beeinflusst. Der Anstieg der Viskosität der Dispersion ist allgemein eine Funktion der Verdickungsmittelkonzentration, des Polymerisationsgrads und der chemischen Zusammensetzung. Zu Beispielen für geeignete, im Handel erhältliche Verdickungsmittel für wassergetragene Materialien, die hier mit ihrer Handelsbezeichnung genannt sind, gehören ACRYSOL 6038A von Rohm & Haas, Philadelphia, PA, USA, und POLYPHOBE 101 von Dow Chemical, und RHEOLATE 420 von Elementis, Heightstown, NJ, USA. Ein Beispiel für ein geeignetes, im Handel erhältliches Verdickungsmittel für lösungsmittelgetragene Materialien ist Polyacrylsäure von Aldrich Chemical.
Andere brauchbare, optionale, wassergetragene Additive aus der Gruppe der Streckungsmittel können in Form polymerer Emulsionen vorliegen. Ein Beispiel für eine geeignete, im Handel erhältliche Polymeremulsion umfasst eine Vinylacetat/Ethylen-Copolymeremulsion von Air Products, Inc., Allentown, PA, USA.
Das erfindungsgemäß brauchbare, wassergetragene Polymer kann als Beschichtung aus einem organischen Lösungsmittel, Wasser oder Mischungen davon (d. h. einem Trägerlösungsmittel) aufgebracht werden, für vorteilhafte Ergebnisse wird es jedoch als Beschichtung aus Wasser aufgebracht. Das Aufbringen als Beschichtung aus Wasser ist in der Regel zur Bereitstellung eines Gegenstands wichtig, bei dem sich die Trennbeschichtung hauptsächlich im oberen Bereich des Trägers befindet, wie bereits erörtert wurde. Als wässrige Dispersionen des Polymers bereitgestellte Trennbeschichtungszusammensetzungen verringern neben ihrer Wirtschaftlichkeit zudem viele Probleme, die üblicherweise mit organischen Lösungen und Dispersionen verbunden sind, wie nachteilige Effekte des organischen Lösungsmittels auf die zu beschichtende Oberfläche, Geruch und andere Umweltbedenken während der Herstellung.
Die gewünschte Konzentration des Polymers in einer Trennbeschichtungszusammensetzung hängt von dem Beschichtungsverfahren, von der gewünschten Enddicke der Beschichtung und von der Porosität des Substrats ab. Eine erfindungsgemäß brauchbare Trennbeschichtungszusammensetzung wird in der Regel als Beschichtung mit etwa 5% bis etwa 50% Feststoffen und gegebenenfalls etwa 10% bis etwa 30% Feststoffen aufgebracht.
Eine Trennbeschichtungszusammensetzung kann mittels konventioneller Beschichtungstechniken, wie Beschichtung mit einem drahtumwickelten Stab, Direktgravur, Offset-Gravur, Umkehrwalzen, Luftmesser und als Walzenauftrag mit Glattrakel auf ein geeignetes Substrat aufgebracht werden. Die Beschichtung kann bei Raumtemperatur, bei einer erhöhten Temperatur oder einer Kombination davon getrocknet werden, vorausgesetzt, dass das Trägermaterial die erhöhte Temperatur aushalten kann. Die erhöhte Temperatur ist in der Regel etwa 60°C bis etwa 130°C.
SUBSTRATE UND TRENNBESCHICHTETE MATERIALIEN
Eine erfindungsgemäß brauchbare Trennbeschichtung kann in vielen verschiedenen Formaten verwendet werden, wie Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion (LAB) für Haftklebstoff- (PSA)-Tapes. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Rolle Tape 10 beispielsweise einen flexiblen Träger 11, eine Haftklebstoffbeschichtung auf einer Hauptoberfläche 12 (d. h. einer ersten Hauptoberfläche) des Trägers und eine Trennbeschichtung auf der gegenüberliegenden Hauptoberfläche 14 (d. h. einer zweiten Hauptoberfläche) des Trägers. Die Trennbeschichtung wird aus der oben beschriebenen Zusammensetzung gebildet. Das Tape wird zu einer Rolle gewickelt, so dass der Haftklebstoff lösbar in Kontakt mit der Trennbeschichtung ist. 2 ist ein auseinandergezogener Querschnitt eines Segments von Tape 10 (1). In 2 umfasst das Tape 20 den Träger 21, einen Haftklebstoff 22 und eine Trennbeschichtung (oder LAB) 23. Die LAB 23 führt zu einer niedrigeren spezifischen Adhäsion an dem Haftklebstoff als die Oberfläche des Trägers, auf die der Haftklebstoff als Beschichtung aufgebracht ist. Hierdurch kann das Tape von einer Rolle abgewickelt werden, ohne den Haftklebstoff von dem Träger zu verlagern oder zu übertragen. Ein weiteres Format ist ein Transfertape, das einen Film eines Haftklebstoffs zwischen zwei Trennlinern umfasst, von denen mindestens einer mit der oben beschriebenen Trennbeschichtungszusammensetzung beschichtet ist.
Eine erfindungsgemäß brauchbare Zusammensetzung kann allgemein als Trennbeschichtung für ein poröses Substrat verwendet werden, das eine Folie, eine Faser oder ein geformtes Objekt sein kann. Ein bevorzugter Substrattyp ist derjenige, der für Haftklebegegenstände, wie Tapes, Etiketten, Binden und dergleichen, verwendet wird. Die Zusammensetzung kann auf mindestens eine Hauptoberfläche geeigneter flexibler oder unflexibler Trägermaterialien aufgebracht werden, bevor mit dem Trocknen begonnen wird.
Zu besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Gegenständen, die eine Trennbeschichtung (oder LAB) enthalten, gehören Tapes, Etiketten, Wundverbände, Windeltapes und Tapes für den medizinischen Gebrauch. Ein bevorzugter Gegenstand ist beispielsweise ein Windeltape, das einen polymeren Film mit einer darauf angeordneten faserigen Schicht umfasst, so dass das Tape dünn, flexibel, geschmeidig und anschmiegsam ist. Die Träger sind somit vorzugsweise weich, biegsam, anschmiegsam und zäh. Derartige Träger sind in der Regel ausreichend belastbar, so dass sie nicht leicht reißen, wenn an ihnen gezogen sind, jedoch ausreichend weich und flexibel, um in Windeltapes brauchbar zu sein, damit sie für denjenigen, der sie trägt, nicht unbequem sind.
Bevorzugte Substrate zeigen eine erwünschte Kombination von Eigenschaften, wie Wasserdampfdurchlässigkeit, Weichheit, Anschmiegsamkeit, Streckmodul, Textur, Aussehen, Verarbeitbarkeit und Festigkeit. Die spezielle Kombination der Eigenschaften wird in der Regel durch die gewünschte Anwendung bestimmt. Für viele Anwendungen hat das Textilmaterial beispielsweise einen niedrigen Streckmodul und eine ausreichende Festigkeit für die gewünschte Anwendung und zur Abgabe in Rollen- oder Padform.
In den porösen Substraten werden in der Regel gewebte, Vlies- oder gestrickte Materialien verwendet. Zu brauchbaren flexiblen Materialien gehören gewebte Stoffe, die aus Fäden aus synthetischen Fasern oder natürlichen Materialien, wie Baumwolle, oder Gemischen hiervon gebildet werden. Alternativ können Substrate Vliesstoffe sein, wie kardierte, Spunbond-, Spunlaced-, luftgelegte und stichgebundene Stoffe aus synthetischen oder natürlichen Fasern oder Gemischen hiervon.
Ein poröses Substrat enthält vorzugsweise eine faserige Schicht, die hydrophobe Fasern enthält. In bestimmten Ausführungsformen werden die Fasern aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester, Nylon und Kombinationen hiervon hergestellt. Die faserige Schicht ist in der Regel auf einem polymeren Film angeordnet und an diesen gebondet. Der polymere Film ist in der Regel aus Polypropylen, Polyethylen oder Polypropylen/Polyethylen-Copolymeren hergestellt.
Das faserige Material enthält mehr als 75%, vorzugsweise mindestens 90% der Fasern mit einem Denier von weniger als 9, vorzugsweise 5 oder weniger, insbesondere 3 oder weniger und am meisten bevorzugt 2 oder weniger. Denier ist als Gewicht einer 9000 Meter langen Faser in Gramm definiert.
Im Unterschied dazu offenbart US-A-6,129,964 (Seth) die Verwendung von faserigem Material mit Fasern mit einem Denier von 15 und darüber. Bei der Verwendung von faserigem Material, das Fasern mit einem Denier von 9 umfasst, hatte das resultierende Produkt auch keine optimale Leistung in Bezug auf den 180° Abschälwert (d. h. es hatte mehr als "mäßige" Faserdelaminierung).
Wie in 6 (und Vergleichsbeispiel C3) unter Verwendung des Trägers aus US-A-6,129,964 (Seth) gezeigt ist, bleibt außerdem die Hauptmenge einer lösungsmittelgetragenen Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion nicht im oberen Bereich der faserigen Oberfläche, d. h. sie dringt in das faserige Material ein und ist allgemein als Trennmaterial ineffektiv.
In bestimmten Ausführungsformen haben besonders brauchbare Trägermaterialien für Windeltapes eine Zugfestigkeit in Maschinen- oder Querrichtung von mindestens etwa 8 Newton pro Zentimeter (N/cm) und eine Elmendorf-Reißfestigkeit in Maschinen- oder Querrichtung von mindestens etwa 50 Gramm/Schicht.
Haftklebstoffe können beliebige von vielen verschiedenen bekannten Materialien sein und werden allgemein auf ein Trägermaterial aufgebracht. Haftklebstoffe werden allgemein in Tapes verwendet, wobei ein Tape einen Träger (oder ein Substrat) und einen Haftklebstoff umfasst. Ein Haftklebstoff haftet mit nicht mehr als ausgeübtem Fingerdruck und kann permanent klebrig sein. Haftklebstoffe können mit Grundierungen, Klebrigmachern, Plastifizierungsmitteln und dergleichen verwendet werden. Die Haftklebstoffe sind vorzugsweise in ihrem normalen trockenen Zustand ausreichend klebrig und haben eine gewünschte Ausgewogenheit von Adhäsion, Kohäsion, Streckbarkeit, Elastizität und Festigkeit für ihren vorgesehenen Gebrauch.
Eine in der vorliegenden Erfindung brauchbare Trennbeschichtung liefert ein effektives Ablösen für viele verschiedene konventionelle Haftklebstoffe, wie Materialien auf Naturkautschukbasis, Acrylmaterialien, klebrig gemachtes Blockcopolymer und andere synthetische, filmbildende, elastomere Materialien. Der Haftklebstoff ist vorzugsweise nicht-sauer. Das bedeutet, dass er keine sauren Komponenten umfasst und nicht aus sauren Monomeren, wie sauren Acrylaten, hergestellt wird, obwohl gewünschtenfalls Acrylamidmonomere verwendet werden können. Besonders bevorzugte Haftklebstoffe sind Blockcopolymere, wie jene, die in Windeltapes verwendet werden (d. h. Windelbefestigungslaschen). Beispiele für derartige Klebstoffe sind in US-A-5,019,071 (Bany et al.), US-A-5,453,319 (Gobran) und US-A-5,468,237 (Miller et al.) beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht. Es sei darauf hingewiesen, dass die speziellen Beispiele, Materialien, Mengen und Verfahren gemäß dem Umfang und der Idee der Erfindung, wie hier beschrieben, interpretiert werden sollen. Alle Teile und Prozentsätze beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht, und alle Molekulargewichte sind durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel; M_n).
TESTVERFAHREN
Abwickelkraft
Dieser Test misst die Kraft, die erforderlich ist, um eine Rolle Haftklebetape abzuwickeln. Die Abwickelkraftwerte wurden gemäß einer Variante von ASTM D 3811 bestimmt. Die Tapeproben wurde in einem Raum mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit 24 Stunden bei 21°C (70°F) und 50% relativer Feuchtigkeit (RH) gealtert. Von einer sich frei drehenden Rolle wurden drei Umwicklungen Tape entfernt, und die Taperolle wurde auf der Spindel einer Abwickelvorrichtung zentriert, die die untere Backe einer Instron-Prüfmaschine (erhältlich von Instron Corporation) ersetzen sollte. Das freie Ende des Tapes wurde gefaltet, um eine Lasche zu bilden, und die Lasche wurde in die obere Backe der Instron-Prüfmaschine geklemmt. Ungefähr 15,2 cm (6 Inch) Tape wurden mit einer Geschwindigkeit von 50,8 cm/Min (20 Inch/Minute) abgewickelt, und der durchschnittliche Abschälwert wurde aufgezeichnet. Die Abwickelkraft wurde auch mit Tapes gemessen, die 15 Tage bei 49°C in einem Umluft-Konvektionsofen wärmegealtert worden waren, um die natürliche Alterung über lange Zeit zu simulieren. Die Ergebnisse sind in Gramm/2,54 cm Breite angegeben und repräsentieren den Mittelwert dreier unabhängiger Messungen.
Faserdelaminierung
Während des oben beschriebenen Abwickeltests mit Wärmealterung erfolgte eine visuelle Bestimmung des Ausmaßes der Faserdelaminierung oder des Faserabklatsches, das beobachtet wurde, wenn eine Schicht Tape von einer darunter befindlichen angrenzenden Schicht abgezogen wurde. Die Beobachtung wurde mit "Ja" beschrieben, wenn es einen hohen Delaminierungsgrad mit erheblicher Abnahme der Readhäsion (des erneuten Anklebens) gab, mit "Mäßig", wenn es eine erhebliche Menge an Delaminierung mit einer gewissen Abnahme der Readhäsion gab, "Gering", wenn es eine unbedeutende Menge an Faserdelaminierung mit sehr wenig oder keiner Abnahme der Readhäsion gab, und "Nein", wenn es keine sichtbare Faserdelaminierung und keine Abnahme der Readhäsion gab.
90°-Abschäl-Readhäsion
Dieser Test misst den Grad der Faserverunreinigung auf der Klebstoffseite, der aus jeglicher Delaminierung oder jeglichem Faserabklatsch aus der Vliesschicht resultiert, die bzw. der auftritt, wenn eine Tapeschicht von einer anderen Schicht des selben Tapes entfernt wird. Ein Stück glatter Polyethylenfilm (330 μm dick) wurde mit doppelseitigem Klebetape sicher an einer Stahlplatte mit den Maßen 5,1 cm Breite mal 12,7 cm Länge festgeklebt. Das 15,2 cm Tapestück, das während des oben beschriebenen Abwickeltests abgewickelt worden war, wurde mittig angeordnet, wobei die Klebstoffseite nach unten auf die Oberfläche des Polyethylenfilms wies, und das Tape wurde mit zwei Durchläufen einer 2 kg Kautschukwalze festgewalzt. Die Platte wurde in einer Halterung angeordnet, die danach in der unteren Backe einer Instron-Zugprüfmaschine mit konstanter Geschwindigkeit angeordnet wurde, während das nicht festgeklebte Ende des Tapes von der oberen Backe gehalten wurde. Die obere Backe wurde mit einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 30,5 cm pro Minute in Bewegung gesetzt, während die Stahlplatte bewegt wurde, um das Tape in einem Winkel von 90° zu der Platte zu halten. Die Tests wurden bei einer konstanten Temperatur von 21°C und 50% relativer Feuchtigkeit durchgeführt. Die Kraft, die erforderlich war, um das verunreinigte Tape von dem Polyethylenfilm abzuziehen, wurde als der Readhäsionswert aufgezeichnet. Tapes, die hohe Faserdelaminierung zeigten, haben infolge der Verunreinigung der Klebstoffschicht durch die Fasern, die abgeklatscht wurden, wenn eine Schicht von einer angrenzenden Schicht abgezogen wurde, niedrige Readhäsionswerte. Die Readhäsionskraft wurde auch mit Tapes gemessen, die 15 Tage bei 49°C in einem Umluft-Konvektionsofen wärmegealtert worden waren, um die natürliche Alterung über lange Zeit zu simulieren. Die Readhäsionsdaten in den Tabellen sind in Gramm/2,54 cm Breite angegeben. Die Ergebnisse stehen für einen Mittelwert von mindestens zwei unabhängigen Messungen.
Beschichtungsgewicht
Das Beschichtungsgewicht der Trennbeschichtung wurde mit einem Röntgenfluoreszenzgerät (Oxford 3000, Oxford Inc., Abingdon, England) gemessen und ist in Gramm/m² angegeben.
Viskosität
Die Viskositäten von einigen der Trennmateriallösungen wurden bei Raumtemperatur mit einem Brookfield Viskosimeter gemessen, das mit einer LV-Spindel Nr. 1 ausgestattet war, die mit 600 Umdrehungen pro Minute (UpM) arbeitete.
BEISPIELE
Beispiel 1
Vlies-Befestigungstapes wurden durch Extrusionsbeschichten einer punktgebundenen Spunbond-Vliesbahn (50 g/m², 2 Denier-Fasern, 19% Bindungsfläche) mit Polypropylen/Polyethylen-Gemisch hergestellt, um einen Vlies/Film-Laminatträger zu liefern. Das Flächengewicht der Filmschicht betrug 28 g/m². In 3 ist eine typische faserige Oberfläche des Trägers gezeigt. Die Vliesbahnseite des Trägers wurde koronabehandelt, so dass sie eine Oberflächenenergie von etwa 33 dynes/cm hatte, und wurde danach mit einem Trennmaterial auf Wasserbasis beschichtet. Das Trennmaterial wurde bei Umgebungszimmertemperatur (ungefähr 21°C) nach dem folgenden Verfahren hergestellt: 15 Gewichtsteile Isophorondiisocyanat (IPDI, Bayer Chemicals Pittsburgh, Pennsylvania, USA), 340 Gewichtsteile Isopropanol und 40 Gewichtsteile tert.-Butylacetat wurden in ein stickstoffgespültes Reaktionsgefäß gegeben. Zu der resultierenden Lösung wurden 14,7 Gewichtsteile JEFFAMINE ED600 (Huntsman Performance Chemicals Houston, Texas, USA), 64,2 Gewichtsteile Silikondiamin (5200 M_n, hergestellt wie in Beispiel 38 von US-A-5,512,650)) und 20 Gewichtsteile Isopropanol gegeben. Die Mischung wurde 10 Minuten reagieren gelassen, danach wurde über einen Zeitraum von 6 Minuten eine wässrige Lösung aus 200 Gewichtsteilen Wasser, 6,02 Gewichtsteilen Lysinhydrochlorid und 7,1 Gewichtsteilen Triethylamin zugegeben. Dann wurden 100 Gewichtsteile Wasser zugegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten reagieren gelassen, danach wurden 537 Gewichtsteile Flüssigkeit aus der Lösung destilliert, anschließend 70 Gewichtsteile Wasser zugegeben, um eine wässrige Dispersion mit 30 Feststoffen zu ergeben.
Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe verdünnt und danach mit einer QCH – Quad Channel Gravurwalze (Consolidated Engravers Inc. Charlotte, NC, USA), die gegen eine Kautschukwalze arbeitete, als Beschichtung auf die Vliesseite des Trägers aufgebracht. Der Spalt zwischen den Walzen wurde in Abhängigkeit von der Dicke des Trägers, der beschichtet werden sollte, auf 25–75 μm eingestellt. Die beschichtete Bahn wurde danach einmal durch einen Umluftofen geführt, der mit 60°C bis 70°C arbeitete, um das Wasser von der Trennbeschichtungsdispersion zu trocknen. Das Beschichtungstrockengewicht des resultierenden Trennmaterials betrug 0,87 g/m².
Die Filmseite des Trägers wurde danach mit einem Haftklebstoff heißschmelzbeschichtet. Der Klebstoff bestand aus einem Gemisch aus 49,5% Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (KRATON 1119, Kraton Polymers Inc. Houston, Texas, USA), 49,5% Kohlenwasserstoffharz (WINGTACK PLUS, Goodyear Chemicals Inc. Akron, Ohio, USA) und 1% IRGANOX 1076 Antioxidans (Ciba Specialty Chemicals Tarrytown, New York, USA). Der Träger wurde mithilfe einer Kontaktdüse und mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 180°C mit dem Klebstoff beschichtet. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung betrug ungefähr 38 g/m². Das resultierende Vlies-Befestigungstape wurde dann mit sich selbst zu einer Rollenform aufgewickelt, wobei eine so niedrige Wickelspannung wie möglich verwendet wurde, um zu einer stabilen Rolle zu kommen.
Beispiel 2
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Beschichtungstrockengewicht des Trennmaterials 1,40 g/m² betrug. In 4 ist eine typische faserige Oberfläche gezeigt, wodurch demonstriert wird, dass sich die Trennbeschichtung im Wesentlichen im oberen Bereich der faserigen Oberfläche befindet, wie durch die hellen Bereiche kenntlich wird, die die Fasern bedecken.
Beispiel 3
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Trennmaterial wie folgt hergestellt und als Beschichtung aus Isopropanol als Lösungsmittel aufgebracht wurde. In einem Reaktionsgefäß wurde eine Lösung von 11,85 Gewichtsteilen Polydimethylsiloxandiamin mit einem Mn von 5000 (PDMS, hergestellt wie in US-A-5,512,650, Beispiel 38), 0,15 Gewichtsteilen JEFFAMINE D4000 (Huntsman Performance Chemicals Houston, Texas, USA), 0,79 Gewichtsteilen 1,3-Diaminopentan (DYTEK EP, DuPont Nylon Intermediates and Specialities Orange, Texas, USA) und 85 Gewichtsteilen 2-Propanol hergestellt. 2,21 Gewichtsteile Isophorondiisocyanat (IPDI, Bayer Chemicals Pittsburg, Pennsylvania, USA) wurden unter Rühren und einer langsamen Stickstoffspülung bei 25°C zu dem Reaktionsgefäß gegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten bei 25°C unter Stickstoff gerührt. Das Endprodukt war eine klare homogene Lösung (mit 15% Feststoffen in 2-Propanol) eines segmentierten Blockpolymers mit einer Formulierung aus 79 Gew.-% PDMS, 1 Gew.-% JEFFAMINE D4000, 5,3 Gew.-% DYTEK EP und 14,7 Gew.-% IPDI. Das Beschichtungstrockengewicht des Trennmaterials betrug 1,35 g/m². Wenn die Beschichtung aus Lösungen auf Lösungsmittelbasis aufgebracht wird, sind möglicherweise höhere Beschichtungsgewichte erforderlich, als wenn Lösungen auf Wasserbasis verwendet werden, um einen hohen Grad an Faserdelaminierung zu vermeiden. Aus Trennmaterialien auf Lösungsmittelbasis hergestellte Tapes zeigen möglicherweise sogar bei höheren Beschichtungsgewichten eine gewisse Faserdelaminierung. In 5 ist eine typische faserige Oberfläche gezeigt, wodurch demonstriert wird, dass die Trennzusammensetzung weiter in das faserige Material eingedrungen ist und sich nicht im Wesentlichen im oberen Bereich der faserigen Oberfläche befindet, wie im Vergleich zu 4 durch die Anwesenheit von weniger heller Fläche kenntlich wird, die die Fasern bedeckt.
Die folgende Tabelle 1 zeigt, dass Vliestapes, wenn sie mit Silikon-Harnstoff-Trennmaterial auf Wasserbasis beschichtet wurden, keine erhebliche Faserdelaminierung zeigen, wenn sie abgewickelt werden, verglichen mit dem gleichen Silikon-Harnstoff-Trennmaterial, wenn es als Beschichtung aus Isopropanol als Lösungsmittel aufgebracht wird.
Tabelle 1
Beispiel 4
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt.
Beispiel 5
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass 40 Gewichtsteile Silikondiamin, 36 Gewichtsteile JEFFAMINE ED600, 25 Gewichtsteile Isophorondiisocyanat und 1,5 Gewichtsteile Lysin zur Herstellung des Trennmaterials verwendet wurden. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Vergleichsbeispiel C1
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Trennmaterial wie in US-A-5,356,706, Beispiel 1, beschrieben hergestellt wurde. Das Trenncopolymermaterial hatte einen Silikongehalt von 13%. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10 Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Vergleichsbeispiel C2
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Trennmaterial in einer ähnlichen Weise wie in US-A-5,032,460, Beispiel 6, beschrieben hergestellt wurde. Das Trenncopolymermaterial hatte einen Silikongehalt von 21%. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Vergleichsbeispiel C3
Eine Vliesbahn mit Fasern von 9 und 15 Denier wurde auf eine Polyethylen-Polypropylen-Unterlage laminiert, wie in den Beispielen 1 und 2 von US-A-6,129,964 (Seth) beschrieben ist. Ein lösungsmittelgetragenes Trennmaterial wurde wie bei dem oben in Beispiel 3 beschriebenen Träger auf die faserige Oberfläche aufgebracht. Die resultierende faserige Oberfläche ist in 6 gezeigt, wodurch gezeigt wird, dass die Trennzusammensetzung in das faserige Material eingedrungen ist und sich nicht im Wesentlichen im oberen Bereich der faserigen Oberfläche befindet (die Pfeile weisen auf das Trennmaterial, das durch die hellen Flächen auf den Fasern wiedergegeben wird).
Beispiel 6
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 3 hergestellt.
Die folgende Tabelle 2 vergleicht das erfindungsgemäß brauchbare Silikonpolyharnstoff-Trennmaterial auf Wasserbasis mit anderen Typen von Trennmaterialien, wenn es als Beschichtung auf Vlies-Tapeträger aufgebracht wird. Vliestapes zeigten, wenn sie mit Silikon-Harnstoff-Trennmaterial auf Wasserbasis beschichtet wurden, keine signifikante Faserdelaminierung, wenn sie abgewickelt wurden, verglichen mit anderen Trennmaterialien, wenn sie als Beschichtung auf den gleichen Träger aufgebracht wurden. Das Beschichtungstrockengewicht der Trennmaterialien in Tabelle 2 lag zwischen 0,95 und 1,10 g/m².
Tabelle 2
Beispiel 7
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt.
Beispiel 8
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass für das Tapesubstrat ein anderer Träger verwendet wurde. Der Träger wurde durch Extrusionslaminieren einer strukturgebundenen, kardierten Polypropylenvliesbahn (42 g/m²) (PGI Nonwovens Mooresville, North Carolina, USA) unter Verwendung eines feuchtigkeitshärtbaren Polyurethanklebstoffs auf einen 50 μm PP/PE-Copolymerfilm (7C50, Dow Chemical Inc., Midland, Michigan, USA) hergestellt.
Beispiel 9
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass für das Tapesubstrat ein anderer Träger verwendet wurde. Der Träger wurde durch Laminieren einer Nylonvliesbahn (28 Maschenreihen mit gestrickter Schlinge; 32 g/m²) (Bocollina, Sitip s.p.a. Industrie Tessili Bergamo, Italien) unter Verwendung eines feuchtigkeitshärtbaren Polyurethanklebstoffs auf einen 25 μm LDPE-Film hergestellt.
Beispiel 10
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass für das Tapesubstrat ein anderer Träger verwendet wurde. Der Träger wurde durch Extrusionslaminieren einer hydroverfilzten Spunlaced-Polyester-Vliesbahn (30 g/m²) (HEF 140-070, BBA Nonwovens Simpsonville, South Carolina, USA) auf einen dreischichtigen, coextrudierten, elastischen Film hergestellt, der aus einem 102 g/m² Kern aus KRATON G1657 SEBS-Blockcopolymer (Kraton Polymers Inc. Houston, Texas, USA), weiß pigmentiert mit 2% AMPACET 110313 (Ampacet Corp. Mt. Vemon, New York, USA) TiO₂-Konzentrat, und 2 μm Hautschichten aus schlagzähem 7C50 PP/PE-Copolymer bestand. Das Laminat wurde mit 1 mm breiten Maschinenstreifen mit 4 Streifen/cm leicht an die Vliesseite gebunden.
Beispiel 11
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass für das Tapesubstrat ein anderer Träger verwendet wurde. Der Träger wurde durch Extrusionslaminieren einer 82 g/m², 9 × 28 Maschenreihen/2,5 cm Polyester-Vliesbahn mit gestrickter Schlinge (Style 858028, Milliken Fabrics Spartanburg, South Carolina, USA) auf einen 49 g/m² Polypropylenfilm hergestellt.
Die folgende Tabelle 3 zeigt, dass die erfindungsgemäß brauchbaren Silikonpolyharnstoff-Trennmaterialien auf Wasserbasis als Beschichtung auf viele verschiedene poröse Vlies- und gewebte Träger aufgebracht werden können, ohne dass sie erhebliche Faserdelaminierung zeigen. Die Beschichtungsgewichte der Trennmaterialien in Tabelle 3 lagen im Bereich von 1,2 bis 1,36 g/m².
Tabelle 3
Beispiel 12
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 hergestellt.
Beispiel 13
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 12 hergestellt, außer dass 2% Acrysol 6038A Polyacrylat (Rohm & Haas Pittsburgh, Pennsylvania, USA) zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Wasserbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Beispiel 14
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 12 hergestellt, außer dass 3% Acrysol 6038A Polyacrylat zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Wasserbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Beispiel 15
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 12 hergestellt, außer dass 4% Acrysol 6038A Polyacrylat zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Wasserbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Wasser auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Beispiel 16
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 3 hergestellt.
Beispiel 17
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 16 hergestellt, außer dass 100 ppm Polyacrylsäure (Molekulargewicht 450.000 (Gewichtsmittel), Sigma-Aldrich Chemical St. Louis, Missouri, USA) zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Lösungsmittelbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Isopropanol auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Beispiel 18
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 16 hergestellt, außer dass 180 ppm Polyacrylsäure (Molekulargewicht 450.000, Sigma-Aldrich Chemical St. Louis, Missouri, USA) zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Lösungsmittelbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Isopropanol auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Beispiel 19
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 16 hergestellt, außer dass 300 ppm Polyacrylsäure (Molekulargewicht 450.000, Sigma-Aldrich Chemical St. Louis, Missouri, USA) zugegeben wurden, um die Viskosität der Trennmateriallösung auf Lösungsmittelbasis zu erhöhen. Das Trennmaterial wurde mit Isopropanol auf 10% Feststoffe zum Beschichten verdünnt.
Die folgende Tabelle 4 zeigt, dass die Viskositäten der erfindungsgemäß brauchbaren Trennmateriallösungen durch Verwendung von Verdickungsmitteln weit variiert werden können, um sich vielen verschiedenen porösen Trägern anzupassen. Die Beschichtungsgewichte der Trennmaterialien in Tabelle 4 lagen im Bereich von 0,93 bis 1,05 g/m².
Tabelle 4
Beispiele 20 bis 25 wurden hergestellt, um zu zeigen, dass das erfindungsgemäß brauchbare Trennmaterial mit vielen verschiedenen Haftklebstoffen verwendet werden kann.
Beispiel 20
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 auf Wasserbasis hergestellt.
Beispiel 21
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 1 auf Wasserbasis hergestellt, außer dass ein weniger aggressiver Klebstoff (mittlere Klebrigkeit) als Beschichtung auf die Filmseite des Trägers aufgebracht wurde. Der Klebstoff bestand aus einem Gemisch aus 49,5% Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (KRATON 1107, Kraton Polymers Inc. Houston, Texas, USA), 49,5% Kohlenwasserstoffharz (WINGTACK PLUS, Goodyear Chemicals Inc.
Akron, Ohio, USA) und 1% IRGANOX 1076 Antioxidans (Ciba Specialty Chemicals Tarrytown, New York, USA). Der Träger wurde mithilfe einer Kontaktdüse und mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 180°C mit dem Klebstoff beschichtet. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung betrug ungefähr 38 g/m². Das resultierende Vlies-Befestigungstape wurde dann mit sich selbst zu einer Rollenform aufgewickelt, wobei eine so niedrige Wickelspannung wie möglich verwendet wurde, um zu einer stabilen Rolle zu kommen.
Beispiel 22
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 21 auf Wasserbasis hergestellt, außer dass ein weniger aggressiver Klebstoff (geringe Klebrigkeit) als Beschichtung auf die Filmseite des Trägers aufgebracht wurde. Der Klebstoff bestand aus einem Gemisch aus 44,5% Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (KRATON 1107, Kraton Polymers Inc. Houston, Texas, USA), 44,5% Kohlenwasserstoffharz (WINGTACK PLUS, Goodyear Chemicals Inc. Akron, Ohio, USA), 10% ZONAREZ A-25 Klebrigmacher (Arizona Chemical Jacksonville, Florida, USA) und 1 IRGANOX 1076 Antioxidans (Ciba Specialty Chemicals Tarrytown, New York, USA). Der Träger wurde mithilfe einer Kontaktdüse und mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 180°C mit dem Klebstoff beschichtet. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung betrug ungefähr 38 g/m². Das resultierende Vlies-Befestigungstape wurde dann mit sich selbst zu einer Rollenform aufgewickelt, wobei eine so niedrige Wickelspannung wie möglich verwendet wurde, um zu einer stabilen Rolle zu kommen.
Beispiel 23
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 3 auf Lösungsmittelbasis (Klebstoff mit hoher Klebrigkeit) hergestellt.
Beispiel 24
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 3 auf Lösungsmittelbasis hergestellt, außer dass der in Beispiel 21 beschriebene Klebstoff (Klebstoff mit mittlerer Klebrigkeit) verwendet wurde.
Beispiel 25
Ein Vlies-Befestigungstape wurde wie in Beispiel 3 auf Lösungsmittelbasis hergestellt, außer dass der in Beispiel 22 beschriebene Klebstoff (Klebstoff mit niedriger Klebrigkeit) verwendet wurde.
Tabelle 5

Claims

Gegenstand, umfassend: ein poröses Substrat, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; und eine Trennbeschichtung, die auf dem faserigen Material des porösen Substrats angeordnet ist; wobei die Trennbeschichtung ein wassergetragenes, thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer umfasst, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das faserige Material Fasern umfasst, wobei mindestens 90% der Fasern ein Denier von 5 oder weniger haben.
Gegenstand, umfassend: einen Träger, umfassend einen polymeren Film und eine darauf angeordnete faserige Schicht, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; einen Haftklebstoff, der auf dem polymeren Film des Trägers angeordnet ist; und eine Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion, die auf der faserigen Schicht des Trägers angeordnet ist; wobei die Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion ein wassergetragenes, thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer umfasst, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 3, wobei die Bindungsfestigkeit zwischen dem polymeren Film und der faserigen Schicht größer als die Bindungsfestigkeit zwischen der Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion und dem Haftklebstoff eines darüberliegenden Tapes ist.
Gegenstand nach Anspruch 4, wobei mindestens 90% der Fasern der faserigen Schicht ein Denier von weniger als 9 haben.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion mit einem Beschichtungsgewicht von nicht mehr als 2,0 g/m² auf dem Träger angeordnet ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das thermoplastische, Silikon enthaltende Polymer einen Silikonpolyharnstoff umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 7, wobei das thermoplastische, Silikon enthaltende Polymer die folgende sich wiederholende Einheit umfasst:
wobei: Z ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus Phenylen, Alkylen, Aralkylen und Cycloalkylen, ist; Y ein Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist; R mindestens 50% Methyl ist, wobei der Rest der 100 aller Reste R aus einem einwertigen Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem substituierten Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, einem Vinylrest, einem Phenylrest und einem substituierten Phenylrest ausgewählt ist; D aus Wasserstoff, einem Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und Phenyl ausgewählt ist; B aus Alkylen, Aralkylen, Cycloalkylen, Phenylen, Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polytetramethylenoxid, Polyethylenadipat, Polycaprolacton, Polybutadien, Mischungen davon und einem Rest ausgewählt ist, der eine Ringstruktur, enthaltend A, unter Bildung eines Heterocyclus vervollständigt und gegebenenfalls eine ausreichende Anzahl von in der Kette oder seitenständig befindlichen Ammoniumionen oder seitenständigen Carboxylationen enthält, um das Blockcopolymer wasserdispergierbar zu machen; A ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -O-und
wobei G aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, einer Phenylgruppe und einem Rest ausgewählt ist, der eine Ringstruktur, enthaltend B' unter Bildung eines Heterocyclus vervollständigt; "n" eine Zahl ist; die 10 oder größer ist; und "m" eine von Null verschiedene Zahl bis zu 25 ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei eine größere Menge der Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion auf dem oberen Teil der faserigen Schicht angeordnet ist.
Gegenstand nach Anspruch 9, wobei die Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion in nicht mehr als die oberen 20% der faserigen Schicht eingedrungen ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Haftklebstoff ein nicht-saurer Haftklebstoff ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 11 in Form eines Windeltapes.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei die faserige Schicht ein hydrophobes Material umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines porösen Substrats, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; und Aufbringen einer wässrigen Dispersion, umfassend ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst, auf eine Oberfläche des porösen Substrats, um eine Trennbeschichtung zu bilden, die auf dem faserigen Material des porösen Substrats angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines porösen Trägers, umfassend ein faseriges Material, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben, mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche; Aufbringen eines Haftklebstoffs auf die erste Hauptoberfläche des porösen Trägers; und Aufbringen einer wässrigen Dispersion, umfassend ein thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst, auf die zweite Hauptoberfläche des porösen Trägers, um eine Rückseitenschicht mit niedriger Adhäsion zu bilden.
Windel, umfassend ein Windeltape, umfassend: ein poröses Substrat, umfassend ein faseriges Material, wobei das faserige Material Fasern umfasst, wobei mehr als 75% der Fasern ein Denier von weniger als 9 haben; und eine Trennbeschichtung, die auf dem faserigen Material des porösen Substrats angeordnet ist; wobei die Trennbeschichtung ein wassergetragenes, thermoplastisches, Silikon enthaltendes Polymer umfasst, das mindestens etwa 30% Silikonsegmente umfasst.