DE69221817T2

DE69221817T2 - Verfahren zur Herstellung und Verwendung von mit Grundierungszusammensetzung beschichtetem Polymerfilm bei der Silikontrennschichtung

Info

Publication number: DE69221817T2
Application number: DE69221817T
Authority: DE
Inventors: Edwin C Culbertson; Grover L Farrar
Original assignee: Hoechst Celanese Corp
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film Inc
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1992-11-03
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2012-11-04
Also published as: US5350601A; EP0541038A1; DE69221817D1; KR930010145A; JPH0724810B2; EP0541038B1; JPH05212349A; KR100247949B1; CA2080740A1; MX9206373A

Description

1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Grundieren einer Polymerfolie mit einer wirksamen Menge einer Haftgrundierungs-Zusammensetzung auf wenigstens einer Seite derselben, um ihre Bindung an Silicon-Trennmittel-Zusammensetzungen zu verbessern, und ein Verfahren zum Binden einer Silicon-Trennschicht an eine Polymerfolie. Die Haftgrundierung besteht aus einer Copolyester-Zusammensetzung, die mit einem Glycidoxy-Silan gleichförmig vermischt wird. Es wurde gefunden, daß diese Haftgrundierungs-Zusammensetzung auf dem Gebiet der Silicon-Trennmittel-Folien ausgezeichnet ist und gegenüber bekannten Silicon-Trennmittel-Folien eine überlegene Haftungsleistungsfähigkeit ergibt.

2) Stand der Technik

Trennmittelfolien sind wohlbekannt und werden allgemein verwendet, um als temporärer Träger für einen Klebstoff oder eine klebrige Oberfläche, wie Etiketten, Haftklebeband, Dekorlaminate, Übertragungsband usw., zu dienen. Silicon-Zusammensetzungen werden seit langem als Trennschicht verwendet, um die Träger-Oberfläche (üblicherweise ein Papierträger) gegenüber Klebematerialien relativ nicht-haftend zu machen. Die Verwendung verschiedener Polymerfolien als temporäre Träger ist wohlbekannt, jedoch sind die meisten polymeren Materialien faktisch inert, und so ist es schwierig, eine Haftung zwischen der Silicon-Trennschicht und der Polymerfolie zu erhalten. Im Handel erhältliche Silicon-Trennmittelfolien haben anfänglich eine annehmbare Haftungsfähigkeit (Haftung zwischen dem Träger und der Silicon-Trennschicht). Jedoch verringert sich im Laufe der Zeit die Haftung der Silicon-Trennschicht, was das Abreiben der Trennschicht verursacht. Dies kann verursachen, daß Silicon-Trennmittel-Material vom Träger entfernt wird, wenn das Etikett abgelöst wird, und so das Etikett ein geeignetes Ankleben nicht mehr aufweisen kann. Auch kann die schlechte Haftung der Silicon-Trennschicht an dem Träger ein Ablösen der Silicon-Trennschicht vom Träger verursachen, insbesondere bei der weiteren Verarbeitung der beschichteten Folie. Dies kann zur Folge haben, daß das Etikett am Träger haftet und sich beim Austauschen nicht in geeigneter Weise ablöst.
Die bisherige kommerzielle Praxis der Herstellung der Silicon- Trennmittelfolie beinhaltet keine Anwendung von Haftgrundierungen auf dem Träger. Typischerweise verlassen sich die Hersteller auf die Silicon-Hersteller, um Trennmittel-Zusammensetzungen zu formulieren, die auf dem Träger des Herstellers haften können. Demgemäß gibt es viele verschiedene Typen von Silicon-Trennmittel-Zusammensetzungen für viele unterschiedliche Träger.
Haftgrundierungs-Zusammensetzungen für Polymerfolien sind für andere Produktanwendungen als Silicon-Trennmittelfolien wohlbekannt. Haftgrundierungen, die auf Polyolefinen, Polyestern, Vinylpolymeren, Alkoholen, Säuren und Acrylaten basieren, sind für Folienanwendungen in der Verpackungsindustrie, der Magnetband-Industrie und der Industrie der Reprographiefolien wohlbekannt. Beispielhaft für eine bekannte Haftgrundierung für die Verpackungsindustrie ist das folgende Patent.
Das US Patent 4 493 872 von Funderburk et al. (auf den Rechts- nachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen) offenbart eine Copolyester-Haftgrundierung, die auf eine Polymerfolie, wie Polyamide, Polyolefin, Polysulfone, Polyacetal, Polycarbo- nat und Polyester (wie Polyethylenterephthalat), aufgetragen werden kann. Wenn diese Copolyester-Haftgrundierung auf einen polymeren Träger aufgetragen wird, ergibt sie eine ausgezeichnete Haftung zwischen dem polymeren Träger und einer anschließend aufgetragenen metallischen Beschichtung.
Die copolyester-Haftgrundierungs-Zusammensetzung von Funderburk et al. besteht aus:
a) etwa 65 bis 95 Mol-% Isophthalsäure;
b) etwa 0 bis 30 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure;
c) etwa 5 bis etwa 15 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers; und
d) einem Alkylenglycol mit etwa 2 bis 11 Kohlenstoffatomen.
Die Europäische Patentanmeldung EP-A-484 819 (relevant unter Art. 54(3) EPC) offenbart als Haftgrundierung für eine Polymerfolie, wie Polyester, eine Zusammensetzung, umfassend 25 bis 75 Gew.-% eines Glycidoxy-Silans und 75 bis 25 Gew.-% eines Copolyesters. Gemäß der allgemeinen Lehre kann der Copolyester 65 bis 98 Mol-% Isophthalsäure, 0 bis 30 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure, 2 bis 20 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers, das eine an einen Dicarbonsäure-Kern gebundene Sulfonat-Gruppe enthält, und 100 Mol-% Glycol mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen umfassen.
Das Japanische Patent 64-5838, offengelegt am 10.Januar 1989, stellt einen Versuch zum Auftragen einer Haftgrundierung auf einen polymeren Träger für Silicon-Trennmittel-Anwendungen dar. Dieses Patent offenbart eine Trennmittelfolie, umfassend eine Polyester-Folie, eine auf die Polyester-Folie aufgetragene Grundierungsschicht, die aus einem vernetzbaren Silan- Kupplungsreagenz besteht, und die Silicon-Trennmittelschicht, die auf das Silan-Kupplungsreagenz aufgetragen wird. Das Silan-Kupplungsreagenz kann aus einem Vinyl-, Epoxy (Glycidoxy-), Amino- oder Mercapto-Silan bestehen. Sobald die Silan-Haftgrundierung aufgetragen und mit der Polyester-Trägerfolie vernetzt ist, ist sie dann für den gleichmäßigen Auftrag der Silicon-Trennschicht bereit.
Keine der obigen Literaturstellen stellt eine solche ausreichende Haftung zwischen der Silicon-Trennschicht und der grundiertem Folie bereit, daß sich die Silicon-Trennschicht nicht abreiben ließe. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Grundieren einer polymeren Trägerfohe mit einer wirksamen Menge einer Haftgrundierung, um deren Haftung an eine Silicon-Trennschicht zu verbessern.
Es ist bekannt, daß bestimmte Silicon-Trennschichten anfänglich eine ausgezeichnete Bindung an die polymere Trägerfolie haben, sich jedoch diese Eigenschaft schnell verschlechtert (üblicherweise innerhalb von 1 bis 7 Tagen), so daß die Trennmittelfolie für Langzeitanwendungen unbrauchbar ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Grundieren einer Trennmittelfolie mit einer Haftgrundierung, die deren ursprüngliche Bindungseigenschaften an die Silicon-Trennschicht während einer ausreichenden Zeitspanne beibehält.
Es gibt viele unterschiedliche Formulierungen bekannter Silicon-Trennschichten, wie vernetzte Formulierungen, durch Ultraviolett härtbare oder wärmehärtbare Formulierungen, Lösungsmittel- und lösungsmittelfreie Formulierungen und Kombinationen derselben, wie lösungsmittelfreie - UV-härtbare Formulierungen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Grundieren eines polymeren Trägers mit einer Haftgrundierung, die mit einem breiten Bereich von Silicon-Trennschichten sowie unterschiedlichen polymeren Trägern kompatibel ist und sich mit denselben gut verbindet.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Unter Berücksichtigung der vorhergehenden Ziele, Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung deckt sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung mit dem Beschichten einer großen Klasse polymerer Substrate mit einer Grundierung, umfassend Isophthalsäure, wenigstens ein Sulfomonomer, das eine an einen Dicarbonsäure-Kern gebundene Sulfonat-Gruppe enthält, Ethylenglycol und ein Glycidoxy-Silan. Diese Haftgrundierungs-Zusammensetzung kann gegebenenfalls Diole, andere Dicarbonsäuren und andere Silane einschließen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Grundieren einer Polymerfolie, die an eine Silicon-Trennschicht gebunden wird, umfassend:
a) das Grundieren einer Polymerfolie mit einer wirksamen Menge einer Haftgrundierung auf wäßriger Basis, wobei die Haftgrundierung vor dem Verdünnen:
(i) 25 bis 75 Gew.-% eines Glycidoxy-Silans und
(ii) 75 bis 25 Gew.-% eines Copolyesters umfaßt; wobei der Copolyester
a) 40 bis weniger als 65 Mol-% Isophthalsäure;
b) mehr als 30 bis 50 Mol-% wenigstens einer ahphatischen Dicarbonsäure,
c) 2 bis 20 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers, das eine Sulfonat-Gruppe an einen Dicarbonsäurekern gebunden enthält,
d) 100 Mol-% Glycol mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen umfaßt, und
b) das Trocknen der Haftgrundierung auf der Polymerfolie.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfah ren zum Binden einer Silicon-Trennschicht an eine Polymerfolie, umfassend:
a) das Grundieren einer Polymerfolie mit einer wirksamen Menge einer Haftgrundierung auf wäßriger Basis, wobei die Haftgrundierung vor dem Verdünnen:
(i) 25 bis 75 Gew.-% eines Glycidoxy-Silans und
(ii) 75 bis 25 Gew.-% eines Copolyesters umfaßt; wobei der Copolyester
a) 40 bis weniger als 65 Mol-% Isophthalsäure;
b) mehr als 30 bis 50 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure,
c) 2 bis 20 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers, das eine Sulfonat-Gruppe an einen Dicarbonsäurekern gebunden enthält,
d) 100 Mol-% Glycol mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen umfaßt,
b) das Trocknen der Haftgrundierung auf der Polymerfolie, wobei ein getrockneter, grundierter Film gebildet wird; und
c) das Beschichten des getrockneten, grundierten Films mit einer Silicon-Trennmittel-Zusammensetzung auf derartige Weise, daß sie sich mit dem getrockneten, grundierten Film verbindet, wobei diese Beschichtung in einer wirksamen Menge aufgetragen wird, um zu verhindern, daß ein rückseitig mit einem Klebstoff versehener Gegenstand an der Polymerfolie haftet.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung läßt sich auf jede Polymerfolie anwenden, die als ein Substrat für die Haftgrundierung und die Silicon-Trennschicht fungieren kann. Insbesondere läßt sich die vorliegende Erfindung auf solche Polymerfolien anwenden, die aus Polyamiden hergestellt werden, beispielhaft Nylon; Polyolefinen wie Polypropylen und Poly- ethylen; Polyester wie Polyethylenterephthalat; Polyacetal und Polycarbonat. Die Erfindung läßt sich insbesondere auf Polyester anwenden, ist jedoch nicht auf Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch Copolyester wie Polyethylenisophthalat verwenden. Allgemein kann jede Polyesterfolie, basierend auf einem Polymer, das sich aus der Polykondensation eines Glycols oder Diols mit einer Dicarbonsäure (oder den Ester-Aquivalenten), wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Sebacinsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Glutarsäure, Suberinsäure und Bernsteinsäure oder Mischungen derselben ergibt, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Geeignete Glycole können Ethylenglycol, Diethylenglycol, Polyethylenglycol und Polyole wie Butandiol sein.
Jede der obigen Polymerfolien kann konventionelle Additive enthalten, wie Antioxidationsmittel, Mattierungsmittel, Pigmente, Füllstoffe wie Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Kaolin, Titandioxid, antistatische Mittel, die alle in der Technik wohlbekannt sind.
Zusätzlich dazu kann die Polymerfohe ein Polymerlaminat enthalten, wie ein Polymer-Polymer-Laminat wie z.B. Polyester- Polyolefin, oder ein Polymer-Metall-Laminat wie Polyester- Aluminium, oder ein Polymer-Papier-Laminat.
Die Folien können durch alle gemäß dem Stand der Technik bekannten Techniken hergestellt werden. Z.B. wird Polyester typischerweise geschmolzen und als eine amorphe Folie auf einer polierten, sich drehenden Gießtrommel extrudiert, um eine gegossene Folie des Polymers zu bilden. Die Folie wird schnell abgekühlt und dann in einer oder in mehreren Richtungen durch Verstrecken orientiert, um der Folie Festigkeit und Zähigkeit zu verleihen. Das Verstrecken erfolgt typischerweise im Bereich des zwei- bis vierfachen der ursprünglichen Maße der gegossenen Folie in einer oder in beiden Richtungen. Allgemein erfolgt das Verstrecken in einem Temperaturbereich von etwa der Übergangstemperatur zweiter Ordnung des Polymers bis unterhalb der Temperatur, bei der das Polymer erweicht und schmilzt. Falls notwendig, wird die Folie nach dem Verstrecken wärmebehandelt, um die Eigenschaften durch weitere Kristallisation der Folie "einzusperren". Die Kristallisation erteilt der Folie Stabilität und gute Zugeigenschaften. Eine derartige Wärmebehandlung für Polyesterfolie erfolgt im allgemeinen in einem Bereich zwischen 190 ºC und 240 ºC.
Bezüglich der Haftgrundierungs-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung läßt sich sagen, daß sie aus zwei Teilen besteht, d.h. einem Glycidoxy-Silan und einem Copolyester. Das Glycidoxy-Silan kann Glycidoxypropyltrimethoxysilan oder Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan oder allgemein jedes Glycidoxy-Silan sein, das durch die Formel X-Y-Si-R&sub1;R&sub2;R&sub3; dargestellt wird, worin X eine Glycidoxy-Gruppe ist, Y eine Alkylen-Gruppe wie Methylen, Ethylen und Propylen ist, R&sub1; und R&sub2; hydrolysierbare Gruppen wie Methoxy, Ethoxy und Acetoxy sind, und R&sub3; eine hydrolysierbare oder nicht-hydrolysierbare Gruppe sein kann. Wenn R&sub3; eine nicht-hydrolysierbare Gruppe ist, kann sie Alkyl, wie Methyl und Ethyl&sub1; oder Aryl, wie Phenyl und Naphthyl, sein. Diese Silane können Wasserlöslichkeit oder Wasserdispergierbarkeit aufweisen.
Der Copolyester-Anteil der Haftgrundierungs-Zusammensetzung kann allgemein hergestellt werden wie im US Patent 4 493 872 von Funderburk et al. beschrieben wird, außer daß der prozentuale Anteil des Sulfomonomer-Gehalts für die vorliegende Erfindung geringfügig breiter ist als in dem obigen Patent beschrieben wird. Darüber hinaus ist das Sulfomonomer der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Alkalimetallsulfonat Gruppe beschränkt, wie in dem Patent von Funderburk et al. offenbart wird. Die Sulfomonomer-Gruppe der vorliegenden Erfindung kann jedes Sulfomonomer umfassen, in dem eine Sulfonatgruppe an einen Dicarbonsäurekern gebunden ist. Es wird in dem obigen Patent festgestellt, daß die untere Grenze für die Sulfomonomer-Gruppe 5 Mol-% betragen soll, und daß diese Menge notwendig ist, um der Grundierung eine Dispergierbarkeit in Wasser zu verleihen. In der vorliegenden Erfindung kann eine geringfügig kleinere Menge der Sulfomonomer-Gruppe verwendet werden. Weiterhin hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß ein geringfügig breiterer Bereich für die Isophthalsäure ünd für die aliphatische Dicarbonsäure verwendet werden kann.
Allgemein kann der Copolyester der vorliegenden Erfindung vor der Verdünnung:
a) 40 bis weniger als 65 Mol-% Isophthalsäure,
b) mehr als 30 bis 50 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure,
c) 2 bis 20 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers, das eine an einen Dicarbonsäurekern gebundene Sulfonatgruppe enthält,
d) stöchiometrische Mengen von 100 Mol-% wenigstens eines copolymerisierbaren Glycols mit 2 bis 11 Kohlenstoff atomen umfassen.
Die aliphatischen Dicarbonsäuren, Sulfomonomere und Glycole, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind solche, die in dem Patent von Funderburk beschrieben werden. Sulfomonomere, die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden allgemein durch die Formel:
dargestellt, worin worin M ein einwertiges Kation ist, das aus der aus Alkalimetallen, Ammonium, substituiertem Ammonium und quartärem Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z ein dreiwertiger Rest ist, und X und Y carboxyl-Gruppen oder polyesterbildende Aquivalente sind. Sulfomonomere, worin Z aromatisch ist, werden in den US Patenten 3 563 942 und 3 779 993 offenbart.
Spezies derartiger Monomerer umfassen Natriumsulfoterephthalsäure, Ammoniumsulfoterephthalsäure, Natrium-5-sulfoisophthalsäure, Ammonium-5-sulfoisophthalsäure, Natriumsulfophthalsäure, Ammoniumsulfophthalsäure, 5-(p-Natriumsulfophenoxy) isophthalsäure, 5-(Sulfopropoxy)isophthalsäure, Natriumsalz[5-(Natriumsulfopropoxy)isophthalsäure] sowie deren Polyester bildenden Aquivalente wie die Dimethylester.
Sulfomonomere, worin Z aliphatisch ist, werden im US Patent 3 734 874 offenbart. Andere Beispiele aliphatischer Sulfomonomerer sind sulfonierte, aliphatische Dicarbonsäuren (oder deren Esteräquivalente), worin die sulfonierte Gruppe von einer dreiwerigen Alkylgruppe abhängt. Beispiele sind Sulfopropylmalonsäure
worin Z = CH-CH&sub2;-CH&sub2;-CH&sub2; ist,
und sulfonierte Bemsteinsäure:
worin Z = CH&sub2;-CH ist; usw.
Beispiele geeigneter Glycole umfassen Ethylenglycol, Diethylenglycol, Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, 1,10-Decandiol, und Cyclohexandimethanol. Ethylenglycol ist das am meisten bevorzugte Glycol.
Beispiele geeigneter aliphatischer Dicarbonsäuren umfassen Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-, Sebacin-, Suberin-, Bernstein-, Brassylsäure und Mischungen derselben oder ihre Polyester bildenden Äquivalente. Sebacinsäure ist die bevorzugte Disäure.
Das Verhältnis des Glycidoxy-Silans zum Copolyester kann von 25 bis 75 Gew.-% Glycidoxy-Silan und 75 bis 25 Gew.-% Copolyester reichen.
In dem Fall, daß mehr Silan zugefügt wird, wird sich jedoch die Haftung nicht signifikant verbessern. Im Fall, daß weniger Silan zugegeben wird, kann andererseits die Formulierung mit weniger Silicon-Trennmittel-Formulierungen arbeiten, jedoch wird die Grundiermittel-Zusammensetzung insgesamt nicht so gut wirken wie im vorliegenden Bereich. Vorzugsweise werden die Komponenten auf einer Basis von 1 Gewichtsteil Glycidoxy-Silan zu zwei Gewichtsteilen der Copolyesters vermischt. Die Komponenten werden gleichförmig miteinander vermischt, um die Haftgrundierung der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Die Haftgrundierung der vorliegenden Erfindung wird typischerweise auf die Basisfohe als eine wäßrige Dispersion und mit einer Feststoff-Konzentration im Bereich von 0,5 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.-%, und bevorzugter von 4 Gew.-%, mit der bevorzugten Komponenten-Zusammensetzung von 1 Gewichtsteil Glycidoxy-Silan zu 2 Gewichtsteilen Copolyester aufgetragen. Der bevorzugte Feststoffgehalt, wie er auf das Polymersubstrat aufgetragen wird, ist derartig, daß eine endgültige Trockenbeschichtungsdicke im Bereich von 0,00305 g/m² bis 3,05 g/m² erhalten wird. Der bevorzugte Dickenbereich der getrockneten Haftgrundierung beträgt 2,54 nm bis 2,54 µm (1 x 10&supmin;&sup7; bis 1 10&supmin;&sup4; inch), wobei 25,4 nm (1 x 10&supmin;&sup6; inch) die beabsichtigte Dicke darstellen.
Die Haftgrundierung kann auf das polymere Substrat durch jede bekannte Methode aufgetragen werden. Z.B. können Walzenbeschichtung, Umkehr-Walzenbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung, Umkehr-Tiefdruckbeschichtung, Bürstens treichverfahren, Sprühbeschichtung, Luftbürstenstreichbeschichtung, Tauchen oder Meniskus-Beschichtung verwendet werden.
Die Beschichtung kann gemäß ihrer endgültigen Anwendung auf eine Seite oder beide Seiten der Folie aufgetragen werden. In solchen Situationen z.B., bei denen es erwünscht ist, daß eine Silicon-Trennschicht auf beide Seiten einer Polymerfolie für differentielles Ablösen aufgetragen wird, kann die Folie auf jeder Seite mit einer Silicon-Trennschicht beschichtet werden und dann mit der nachstehend beschriebenen Silicon-Trennschicht überschichtet werden.
Mit einer Grundierung beschichtete Folien der vorliegenden Erfindung weisen eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf, und demgemäß kann jede beschichtete Verschnitt-Folie, die während der Produktion hergestellt wird, mit frischem Polymer (Z.B. Polyester-Polymer) vermischt, wiederaufgeschmolzen und erneut extrudiert werden, um einen orientierten Folienträger herzustellen. Derartige Folien können bis zu 70 Gew.-% beschichteten Verschnitt-Regenerat enthalten, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Farbe und das Aussehen des Substrats nicht kritisch sind. Bei solchen Anwendungen, bei denen die Farbe und das Aussehen wichtig sind, kann das verwendete Regenerat bis zu einer Menge vorliegen, bei der eine wahrnehmbare Verschlechterung der Farbeigenschaften (aufgrund des Vorliegens der Beschichtungsverunreinigungen) nicht leicht oder unmittelbar zu entdecken ist.
In-line-Beschichtung des polymeren Trägers (worin die Haftgrundierung während des Herstellungsverfahrens der Folie aufgetragen wird, bevor dieselbe wärmegehärtet wird) ist die bevorzugte Methode zum Auftragen der Haftgrundierung auf die Polymerfolie. Typischerweise kann die Polymerfolie nach der Corona-Behandlung und vor der Verstreckungsorientierung der Folie beschichtet werden, wie in dem Britischen Patent 1 411 564 beschrieben ist, oder zwischen den Verstreckungen bei solchen Herstellungsmethoden beschichtet werden, bei denen eine biaxial orientierte Folie verwendet wird, wie durch das US Patent 4 571 353 gelehrt wird, oder nach dem Verstrecken beschichtet werden, wie von dem US Patent Nr. 3 322 553 gelehrt wird.
Darüber hinaus kann der Bereich der vorliegenden Erfindung auch diejenige Auftragsmethode umfassen, bei der eine erste Beschichtung der Copolyester-Beschichtung auf das polymere Substrat in-line aufgetragen wurde, dann eine derartige Beschichtung getrocknet und dann mit dem Glycidoxy-Silan wiederbeschichtet wurde, wobei die Beschichtungen entweder vor, zwischen oder nach dem Verstreckungsverfahren durchgeführt werden. Z.B. kann der Bereich der vorliegenden Erfindung umfassen, daß das Auftragen der Copolyester-Beschichtungs- Zusammensetzung vor jeglichen Verstreckungsorientierungs- oder Dehnungsorientierungsstufen während der Herstellung der Polymerfolie erfolgt, und die Verstreckungsorientierung der Folie in einer Richtung erfolgt, und dann das Glycidoxy-Silan zwischen den Verstreckungen aufgetragen wird, und dann die Folie in ihrer endgültigen Richtung verstreckt wird.
Zusätzlich zu der in-line-Beschichtung wurde auch festgestellt, daß die Haftgrundierung der vorliegenden Erfindung off-line beschichtet werden kann (nach der Herstellung der Folie, nachdem dieselbe wärmegehärtet wurde), vorzugsweise nachdem eine konventionelle Oberflächenmodifizierung des polymeren Substrats stattgefunden hat. So soll das Verfahren der vorliegenden Erfindung solche Situationen umfassen, bei denen ein gewöhnliches polymeres Substrat hergestellt wird und dann später mit der Haftgrundierung der vorliegenden Erfindung off-line beschichtet wird (im allgemeinen nach der Corona- Behandlung der Folie oder z.B. einer anderen Oberflächenmodifizierung). Die off-line-Beschichtung wird jedoch nicht bevorzugt, weil die Beschichtungsdicke im allgemeinen größer ist, und Staub und dergleichen in die Beschichtung miteingemischt werden können, da das off-line-Beschichtungsverfahren im allgemeinen nicht in "sauberen Umgebung" erfolgt, im Gegensatz zu den in-line-Herstellungsverfahren, welche in einer sauberen Umgebung durchgeführt werden.
Zusätzlich dazu wurde bestimmt, daß die beschichtete Copolyester-Folie des US Patents 4 493 872 mit Glycidoxy-Silan offline beschichtet werden kann und die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung erreicht werden können.
Wenn auch die Oberflächenmodifizierung des polymeren Substrats streng genommen nicht notwendig ist, werden bessere Ergebnisse erhalten, wenn die Oberfläche der Polymerfolie unmittelbar vor dem Auftragen der Haftgrundierung der vorliegenden Erfindung modifiziert wird. Wohlbekannte, konventionelle Oberflächen modifizierungs-Techniken stehen zur Verfügung. Die Corona- Behandlung der Folie ist die üblichste und bevorzugte Arbeitsweise zur Modifizierung der Oberfläche des polymeres Substrats. Die Corona-Behandlung oder eine andere Modifizierung der Oberfläche sollten ausreichend sein, um ein Durchtränken der Haftgrundierung zu erlauben. Die Corona-Behandlung liegt allgemein in der Größenordnung von 10,8 W/m² pro Minute (1,0 w/ft²/min (Watt pro Square Foot pro Minute)).
Zur Herstellung einer Silicon-Trennmittelfolie muß die mit Grundierung beschichtete Folie mit einer Silicon-Trennschicht- Zusammensetzung überschichtet werden. Typische Silicon-Hersteller sind Wacker Silicones Company, General Electric Silicones, PLC (Rhone Poulenc), Dow Corning und andere. Das Silicon kann eine vernetzbare Silicon-Beschichtung vom Lösungsmittel-Typ, eine lösungsmittelfreie Silicon-Beschichtung, eine lösungsmittelfreie, durch UV oder EB (Elektronenstrahl) härtbare Silicon-Beschichtung oder eine Silicon-Beschichtung auf wäßriger Basis sein. Die bestimmte Silicon-Trennschicht-Zusammensetzung, die für die Silicon-Trennmittelfolie verwendet wird, ist ziemlich breit und wird von den Silicon-Herstellern empfohlen oder hergestellt. Die mit Grundierung beschichtete Folie der vorliegenden Erfindung ist nicht auf irgendeinen spezifischen Typ von Silicon-Trennschichten eingeschränkt.
Die Silicon-Trennmittelfolie kann auf eine mit einer Grundierung beschichteten Polymerfolie durch konventionelle off-line- Beschichtungstechniken aufgetragen werden. Konventionelle offline-Beschichtungsverfahren erfordern nur das Überschichten der mit einer Grundierung beschichteten Polymerfolie mit einer Silicon-Trennschicht-Zusammensetzung durch Walzenbeschichtung, Umkehr-Walzenbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung, Umkehr- Tiefdruckbeschichtung, Bürstenstreichverfahren, Sprühbeschichtung, Luftbürstenstreichbeschichtung, Meniskus-Beschichtung oder Tauchen. Es ist keine Oberflächenmodifizierungsbehandlung, wie Corona-Behandlung, vor dem Überschichten mit der Silicon-Trennschicht notwendig. Das off-line-Beschichtungsverfahren für die Silicon-Trennschicht kann sowohl mit der inline oder off-line mit Grundierung beschichteten Polymerfolie durchgeführt werden.
Die in-line-Silicon-Trennschicht kann auf einer in-line beschichteten Grundierungs-Folie angewendet werden. Das Wesentliche dieser Technik umfaßt das in-line-Beschichten der Polymerfolie mit der Haftgrundierung entweder vor, während oder nach dem Verstrecken der Folie, das Trocknen der Haftgrundierung und das Überschichten der Haftgrundierung mit einer Silicon-Trennschicht, das Trocknen, falls erforderlich, und das Härten der Silicon-Trennschicht, und das Aufwickeln der Folie für die weitere Verwendung oder den Verkauf.
Die Menge der Silicon-Trennschicht, die über die grundierte Polymerfolie aufgetragen wird, variiert gemäß dem Typ und der Zusammensetzung der Silicon-Trennmittel-Zusammensetzung in großem Maße. Im allgemeinen schlagen die Silicon-Hersteller eine Beschichtungsdicke für die Silicon-Trennmittel-Zusammensetzung vor. Typischerweise liegt jedoch die Dicke der Beschichtung der getrockneten Silicon-Trennmittel-Zusammensetzung im Bereich von 91 bis 318 g (0,2 bis 0,7 Pfund) pro Ries ("ream") . Allgemein ist die Dicke der getrockneten Silicon- Trennschicht größer als diejenige der getrockneten Haftgrundierung.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung; die Erfindung soll jedoch nicht auf dieselben eingeschränkt werden.

Allgemeine Bedingungen

Die auf die grundierte Folie aufgetragene Silicon-Trennschicht der vorliegenden Erfindung wird gemäß den Angaben des Herstellers vermischt, beschichtet und gehärtet. Die Beschichtung wurde auf die beschichtete Folie mittels eines drahtumwickelten Stabs, d.h. einem Meyer-Stab, aufgetragen. Der Meyer-Stab variierte gemäß der Viskosität und den Angaben des Herstellers von der Größe 4 bis zur Größe 12. Nach dem Härten der Silicon- Trennschicht auf der grundierten Folie der vorliegenden Erfindung wurde die Haftung des Silicons an der grundierten Folie durch Hin- und Herreiben des Fingers auf der Silicon-Trennschicht (typischerweise als der Abreibe-Test bezeichnet) geprüft, und dann wurde die Oberfläche beobachtet und bewertet. Die Bewertungen für den Abreibe-Test basierten auf einer Skala von 1 bis 5, wobei 5 die höchste Einstufung war, d.h. kein Silicon unter starkem Druck entfernt wurde. Eine Bewertung von 4 bedeutet, daß ein geringfügiges Abreiben des Silicons unter starkem Druck erfolgte. Eine Bewertung von 3 bedeutet, daß ein mäßiges Abreiben des Silicons unter starkem Druck erfolgte. Eine Bewertung von 2 bedeutet, daß ein starkes Abreiben des Silicons unter starkem Druck erfolgte. Und eine Bewertung von 1 bedeutet, daß tatsächlich ein vollständiges Abreiben, selbst unter einem geringen Druck, erfolgte.
Die in den Beispielen verwendet Silicon-Trennschicht war:
PCL's-Silicon-Beschichtung PC-107 ist ein System auf wäßriger Basis, bestehend aus Silicon - 40 g, destilliertem Wasser - 156 g und Katalysator PC-95 (ein Katalysator-System von PCL, das nur PCL bekannt ist) - 4 g. (Ein Meyer-Stab Nr.4 wurde verwendet, um das Silicon auf das polymere Substrat aufzutragen. Die beschichtete Folie wurde 45 Sekunden bei 120 ºC gehärtet.)
Die Silicon-Trennschicht wurde aufgetragen und gehärtet, wie vom Hersteller vorgeschlagen wurde.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Für dieses Beispiel wurde eine im Handel erhaltliche, biaxial verstreckte Polyesterfolie, Typ 2000, von der Hoechst Celanese Company als polymeres Substrat verwendet. Polyesterfolie, Typ 2000, ohne Grundierung (nur mit der Silicon-Trennschicht beschichtet) war die Kontrolle. Das Verhältnis des Glycidoxy- Silans zu dem Copolyester in der Haftgrundierung reichte von 1:1 bis 1:2 Gewichtsteilen. Zusätzlich dazu reichten die prozentualen Anteile der Feststoffe in der Beschichtungs- Zusammensetzung von 2 bis 6 Gew.-%. Die Haftgrundierungs- Zusammensetzung wurde auf der Folie nach der Corona-Behandlung und zwischen den Verstreckungsstufen aufgetragen. Die Silicon- Trennschicht wurde off-line aufgetragen, wie oben ausgeführt wurde.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt, daß aliphatische Dicarbonsäuren in der Haftgrundierungs-Zusammensetzung verwendet werden können. In der Probe 1 wurde eine Grundierungs-Beschichtung mit 4 Gew.-% Feststoffen, die 1,4 Gew.-% Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 2,6 Gew.-% Copolyester A umfaßt, mit einer Beschichtungsdicke von 21,8 nm (0,86 mikroinch) verwendet. Copolyester A ist das Reaktionsprodukt einer Säure-Komponente, umfassend 45 Mol-% Isophthalsäure, 10 Mol-% Natrium-5-sulfoisophthalsäure und 45 Mol-% Malonsäure, und einer äquimolaren Menge einer Glycol- Komponente (Ethylenglycol). In der Probe 2 wurde eine Grundierungs-Beschichtung mit 4 Gew.-% Feststoffen, die 1,4 Gew.-% Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 2,6 Gew.-% Copolyester B umfaßt, mit einer Beschichtungsdicke von 26,2 mm (1,03 inch) verwendet. Copolyester B ist das Reaktionsprodukt einer Säure-Komponente, umfassend 90 Mol-% Isophthalsäure und 10 Mol-% Natrium-5-sulfoisophthalsäure, und einer äquimolaren Menge einer Glycol-Komponente (Ethylenglycol). In beiden Proben 1 und 2 wurde die Haftgrundierung auf Corona-behandelte Polyesterfolie des Typs 2000 beschichtet, getrocknet und mit PCL-107 Silicon-Trennschicht überschichtet, wie im Beispiel 1 beschrieben ist. Es wurden Abreibe-Tests mit zwei Folien pro Probe während der Zeitspanne unmittelbar nach dem Trocknen der Silicon-Trennschicht, sieben Tage danach und einen Monat danach durchgeführt. Die Ergebnisse sind nachstehend in der Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Ergebnisse des Abreibens

Claims

1. Verfahren zum Grundieren einer Polymerfolie, die an eine Silicon-Trennschicht gebunden wird, umfassend:

a) das Grundieren einer Polymerfolie mit einer wirksamen Menge einer Haftgrundierung auf wäßriger Basis, wobei die Haftgrundierung vor dem Verdünnen:

(i) 25 bis 75 Gew.-% eines Glycidoxy-Silans und

(ii) 75 bis 25 Gew.-% eines Copolyesters umfaßt;

wobei der Copolyester

a) 40 bis weniger als 65 Mol-% Isophthalsäure;

b) mehr als 30 bis 50 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure,

c) 2 bis 20 Mol-% wenigstens eines Sulfomonomers, das eine Sulfonat-Gruppe an einen Dicarbonsäurekern gebunden enthält,

d) 100 Mol-% Glycol mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen umfaßt, und

b) das Trocknen der Haftgrundierung auf der Polymerfolie.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Glycidoxy-Silan durch die Formel X-Y-Si-R&sub1;R&sub2;R&sub3; dargestellt wird, worin X eine Glycidoxy-Gruppe ist, Y eine Alkylen-Gruppe ist, R&sub1; und R&sub2; hydrolysierbare Gruppen sind und R&sub3; eine hydrolysierbare oder nicht-hydrolysierbare Gruppe ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin das Glycidoxy-Silan aus der aus Glycidoxypropyltrimethoxysilan und Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan bestehenden Klasse ausgewählt ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die aliphatische Dicarbonsäure aus der aus Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-, Sebacin-, Suberin-, Bemstein-, Brassylsäure bestehenden Klasse und Mischungen derselben ausgewählt ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Sulfomonomer durch die Formel:

dargestellt wird, worin M ein einwertiges Kation ist, das aus der aus einem Alkalimetall, Ammonium, substituiertem Ammonium und quartärem Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z ein dreiwertiger Rest ist, und X und Y Carboxyl-Gruppen oder polyesterbildende Äquivalente sind.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5; worin das Sulfomonomer aus der aus Ammoniumsulfoterephthalsäure, Alkalimetallsulfoterephthalsäure, Ammonium-5-sulfoisophthalsäure, Alkalimetall-5-sulfoisophthalsäure, Ammoniumsulfophthalsäure, Alkalimetallsulfophthalsäure, 5- (p-Ammoniumsulfophenoxy) isophthalsäure und 5-(Sulfopropoxy)isophthalsäure, Natriumsalz-[5-(natriumsulfopropoxy)isophthalsäure bestehenden Klasse ausgewählt ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Glycol aus der aus Ethylenglycol, Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, 1,10-Decandiol, Cyclohexandimethanol und Diethylenglycol bestehenden Klasse ausgewählt ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Glycidoxysilan Glycidoxypropyltrimethoxysilan ist, das Sulfomonomer Natrium-5-sulfoisophthalsäure ist, und das Glycol Ethylenglycol ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Polymerfolie auf beiden Seiten mit der Haftgrundierung beschichtet ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die getrocknete Haftgrundierung auf der Folie ein Dicke von 2,54 nm bis 2,54 µm (1 x 10&supmin;&sup7; bis 1 x 10&supmin;&sup4; inch) aufweist.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Polymerfolie aus der aus Polyamiden, Polyolefinen, Polyestern, Polyacetal und Polycarbonat bestehenden Klasse ausgewählt ist.

12. Verfahren zum Binden einer Silicon-Trennschicht an eine Polymerfolie, umfassend:

(i) 25 bis 75 Gew.-% eines Glycidoxy-Silans und

(ii) 75 bis 25 Gew.-% eines Copolyesters umfaßt;

wobei der Copolyester

a) 40 bis weniger als 65 Mol-% Isophthalsäure;

b) mehr als 30 bis 50 Mol-% wenigstens einer aliphatischen Dicarbonsäure,

d) 100 Mol-% Glycol mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen umfaßt,

b) das Trocknen der Haftgrundierung auf der Polymerfolie, wobei ein getrockneter, grundierter Film gebildet wird; und

c) das Beschichten des getrockneten, grundierten Films mit einer Silicon-Trennmittel-Zusammensetzung auf derartige Weise, daß sie sich mit dem getrockneten, grundierten Film verbindet, wobei diese Beschichtung in einer wirksamen Menge aufgetragen wird, um zu verhindern, daß ein rückseitig mit einem Klebstoff versehener Gegenstand an der Polymerfolie haftet.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die Silicon- Trennmittel-Zusammensetzung aus einer Klasse von Silicon- Beschichtungen vom Lösungsmitteltyp, lösungsmittelfreien Silicon-Beschichtungen, lösungsmittelfreien, mit ultraviolettem Licht härtbaren Beschichtungen, lösungsmittelfreien, mit Elektronenstrahlen härtbaren Beschichtungen und Silicon-Beschichtungen auf wäßriger Basis ausgewählt ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Glycidoxy-Silan durch die Formel X-Y-Si-R&sub1;R&sub2;R&sub3; dargestellt wird, worin X eine Glycidoxy-Gruppe ist, Y eine Alkylen-Gruppe ist, R&sub1; und R&sub2; hydrolysierbare Gruppen sind und R&sub3; eine hydrolysierbare oder nicht-hydrolysierbare Gruppe ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Glycidoxy-Silan aus der aus Glycidoxypropyltrimethoxysilan und Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan bestehenden Klasse ausgewählt ist.

16. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die aliphatische Dicarbonsäure aus der aus Malon-, Adipin-, Azelain-, Glutar-,Sebacin-, Suberin-, Bemstein-, Brassylsäure bestehenden Klasse und Mischungen derselben ausgewählt ist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Sulfomonomer durch die Formel:

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin das Sulfomonomer aus der aus Ammoniumsulfoterephthalsäure, Alkalimetallsulfoterephthalsäure, Ammonium-5-sulfoisophthalsäure, Alkalimetall-5-sulfoisophthalsäure, Ammoniumsulfophthalsäure, Alkalimetallsulfophthalsäure, 5-(p-Ammoniumsulfophenoxy)isophthalsäure und 5-(Sulfopropoxy)isophthalsäure, Natriumsalz-[5-(natriumsulfopropoxy)isophthalsäure bestehenden Klasse ausgewählt ist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Glycol aus der aus Ethylenglycol, Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, 1,10-Decandiol, Cyclohexandimethanol und Diethylenglycol bestehenden Klasse ausgewählt ist.

20. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Glycidoxysilan Glycidoxypropyltrimethoxysilan ist, das Sulfomonomer Natrium-5-sulfoisophthalsäure ist, und das Glycol Ethylenglycol ist.

21. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die Polymerfolie auf beiden Seiten mit der Haftgrundierung beschichtet ist.

22. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die getrocknete Haftgrundierung auf der Folie ein Dicke von 2,54 nm bis 2,54 um (1 x 10&supmin;&sup7; bis 1 x 10&supmin;&sup4; inch) aufweist.

23. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die Polymerfolie aus der aus Polyamiden, Polyolefinen, Polyestern, Polyacetal und Polycarbonat bestehenden Klasse ausgewählt ist.

24. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin die Grundierungsstufe, die Trocknungsstufe und die Beschichtungsstufe während des Herstellungsverfahrens zur Herstellung der Polymerfolie in-line erfolgen.

25. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin das Grundieren der Polymerfolie während des Herstellungsverfahrens der Polymerfolie in-line erfolgt, und die Beschichtungsstufe nach dem Wärmehärten der Polymerfolie off-line erfolgt.