DE69727623T2

DE69727623T2 - Grundierte Polymerfilme mit verbesserten Haftungseigenschaften und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69727623T2
Application number: DE69727623T
Authority: DE
Inventors: Richard Paul Circleville Pankratz; Marc Hilliard Bandman; Clifford Cheng-Shiou Midlothian Chang
Original assignee: DuPont Teijin Films US LP
Current assignee: Mylar Specialty Films US LP
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2017-07-12
Also published as: JPH10114872A; JP3032179B2; EP0819726A3; EP0819726B1; EP0819726A2; DE69727623D1; US6114021A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein chemisch modifizierte Polymefilmträger oder -substrate und insbesondere Grundierungsbeschichtungen für Polymerfilme, die beschichtete Filme mit verbesserten Haftfähigkeitseigenschaften bereitstellen. Diese Filme können für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden, einschließlich zur Verwendung als Nahrungsmittelverpackungsfilme, Trägerfilme für metallische Substanzen oder Thermotransfermedientinten und -tintenzusammensetzungen.
Polymerfilme oder -folien, insbesondere Polyesterfilme oder -folien, insbesondere diejenigen aus Polyethylenterephthalat (PET), werden verbreitet in Anwendungen wie z. B. der Verpackung, für dekorative Gegenstände, magnetische Aufzeichnungsmedien und photographische Filme verwendet. Bei solchen Anwendungen wird der Polyesterfilm mit verschiedenen Materialien bedruckt oder beschichtet, die als einheitliche und kontinuierliche Schicht aufgebracht werden müssen und gut an dem Trägerpolymer haften müssen. PET und ähnliche Polymere weisen jedoch für die meisten Oberflächenbehandlungszusammensetzungen keine guten Aufnahmeeigenschaften auf. Dieses Problem ist im Stand der Technik seit langem bekannt und es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um das Oberflächenaufnahmevermögen des Polyesterfilms zu verbessern. Eine gute Diskussion des Standes der Technik in diesem Bereich findet sich in Posey et al., US-PS 4,476,189 (veröffentlicht am 9. Oktober 1984). Die meisten kommerziell verwendeten Grundiermittel sind jedoch auf spezielle Endanwendungen ausgerichtet und entweder nur für eine hydrophobe oder nur für eine hydrophile Oberflächenbehandlung geeignet.
Die US-PS 4,476,189 beschreibt einen grundierten wasserdispergierbaren Copolyester aus Terephthalsäure, einer aliphatischen Dicarbonsäure und einem aromatischen sulfonierten Monomer mit einem Alkylenglykol. Der resultierende grundierte Polyesterfilm soll eine hervorragende Haftfähigkeit an viele nachher aufgebrachte wässrige Beschichtungen oder Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis aufweisen.
Die Gegenwart des aromatischen sulfonierten Monomers, bei dem es sich um Natriumsulfoterephthalsäure oder ein entsprechendes sulfoniertes Derivat einer Phthalsäure handelt, ist ein Mangel, da solche Ausgangsmaterialien schlecht kommerziell verfügbar und daher teuer sind. Ein weiterer potenzieller Mangel besteht darin, dass die Haftfähigkeit an dem resultierten grundierten Polyesterfilm feuchtigkeits- oder nässeempfindlich sein kann. Es ist folglich erwünscht, eine(n) grundierte(n) Polymerfilm oder -folie bereitzustellen, der bzw. die aus billi gen und leicht verfügbaren Materialien hergestellt werden kann. Es ist ferner erwünscht, einen resultierenden grundierten Polyesterfilm zu erhalten, bei dem die Haftfähigkeit nicht feuchtigkeits- oder nässeempfindlich ist.
Die EP 518 647 (Imperial Chemical Industries plc) beschreibt einen Polymerfilm, der eine Substratschicht aus einem Polymermaterial umfasst, das auf mindestens einer Oberfläche eine Beschichtungsschicht aufweist, die aus einer Zusammensetzung ausgebildet ist, die ein Schichtmineral und ein Vernetzungsmittel umfasst, wobei die Beschichtungsschicht mehr als 10 Gew.-% und weniger als 90 Gew.-% der Schicht des Schichtminerals und mehr als 10 Gew.-% und weniger als 90 Gew.-% der Schicht eines Harzes umfasst, das von dem Vernetzungsmittel abgeleitet ist.
Es wurde gefunden, dass das Aufbringen bestimmter Grundierungsbeschichtungen auf Polymerfilme, während sich diese in einem amorphen oder halborientierten Zustand befinden, und anschließend axiales oder biaxiales Strecken dieser beschichteten Filme bei Temperaturen von mindestens 80°C und Thermofixieren bei Temperaturen von mindestens 130°C oder höher zu einer verbesserten Haftfähigkeit der Grundierungsbeschichtungen an dem Filmträger führt, was wiederum zu grundierten Filmen führt, die eine verbesserte Haftfähigkeit an verschiedenen, nachher aufgebrachten Schichten oder Beschichtungen aufweisen. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Filmstruktur bereit, umfassend:

(i) ein Polyesterpolymer, wie z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthylen, wobei das Polymer eine Polymerfilmoberfläche bildet, und
(ii) eine haftfähigkeitssteigernde Grundierungsbeschichtung mit einer Dicke von 0,02 bis 1 μm, bestehend im Wesentlichen aus:
(a) funktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymeren, vorzugsweise säurefunktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymeren, ausgewählt aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Methacrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren, und
(b) Vernetzungsmitteln, ausgewählt aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen, wobei
(ii) als Grundiermittel auf die Polymerfilmoberfläche, die vorzugsweise im amorphen oder halborientierten Zustand vorliegt, aufgetragen, getrocknet und mit neu gebildeten Polymerfilmoberflächen umgesetzt wird, die während eines uniaxialen oder biaxialen Streckens und Thermofixierens gebildet werden, und
(iii) eine Schicht oder Beschichtung, ausgewählt aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis, wobei Schicht (iii) in Kontakt mit Schicht (ii) an deren von Schicht (i) entfernten Oberfläche steht.

Vorzugsweise findet das Strecken bei einer Temperatur von mindestens 80°C statt. Dieser beschichtete oder grundierte Filmträger weist eine verbesserte Haftfähigkeit von (ii) an (i) auf, was zu einer verbesserten Haftfähigkeit an nachher aufgebrachten Beschichtungen führt, wie z. B. vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln wie z. B. Glycerinestern von Naturharz, Baumharz oder Tallölharz, Pentaerythritestern von Naturharz oder Baumharz oder teilweise hydriertem Naturharz oder teilweise hydriertem Baumharz, Polyterpenharz, Polyisobutylen, Butadien/Styrol-Kautschuk, Isobutylen/Isopren-Copolymer, usw., Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren wie z. B. Ethylen/Methacrylat oder Ethylen-Ethylacrylat und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Filmträgers mit verbesserten Haftfähigkeitseigenschaften beschrieben, das die folgenden Schritte umfasst:

(1) Bereitstellen eines amorphen Polyesterpolymers, wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, wobei das Polymer eine Polymerfilmoberfläche bildet,
(2) Auftragen auf die Polymerfilmoberfläche einer haftfähigkeitssteigernden Grundierungsbeschichtung mit einer Dicke von 0,02 bis 1 μm, bestehend im wesentlichen aus:
(a) einem funktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymer, vorzugsweise einem säurefunktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymer, ausgewählt aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Methacrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren, und
(b) einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen, und
(3) Trocknen der Polymerfilmoberfläche mit der aufgetragenen haftfähigkeitssteigernden Grundierungsbeschichtung,
(4) Umsetzen der Beschichtung, umfassend (a) und (b), mit den neu gebildeten Polymerfilmoberflächen, die während eines uniaxialen oder biaxialen Streckens und Thermofixierens gebildet werden, und
(5) Auftragen einer Schicht oder Beschichtung, ausgewählt aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis, wobei die Beschichtung oder Schicht in Kontakt mit der haftfähigkeitssteigernden Grundierungsschicht, an deren von der Polymerfilmoberfläche entfernten Oberfläche, steht.

Der erfindungsgemäße Filmträger umfasst (i) ein Polyesterpolymer wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, wobei das Polymer eine Polymerfilmoberfläche bildet, (ii) eine spezielle haftfähigkeitssteigernde Grundierungsbeschichtung und (iii) eine spezielle Schicht oder Beschichtung. Die Beschichtung wird auf die Polymerfilmoberfläche, die sich im amorphen oder halborientierten Zustand befindet, aufgebracht und mit den neu erzeugten Polymerfilmoberflächen umgesetzt, die während des uniaxialen oder biaxialen Streckens und Thermofixierens gebildet werden.
Polymerfilmoberfläche
Die Polymerfilmoberfläche sollte an ein säurefunktionalisiertes α-Olefin-Copolymer binden oder damit reagieren können, um einen modifizierten Filmträger zu bilden. Die bevorzugte Polymerfilmoberfläche umfasst Polyethylenterephthalat, das nach dem Aufbringen oder während des Aufbringens der speziellen Beschichtung biaxial orientiert werden kann.
Geeignete Polyesterfilme können aus verschiedenen Arten thermoplastischer Polyesterharze hergestellt werden, wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat, Poly-1,4-cyclohexylendimethylterephthalat. Es können auch Polyester-Copolymere verwendet werden, wie z. B. Polyethylenterephthalat/Isophthalat, Polyethylenterephthalat/Adipat, Polyethylenterephthalat/Sebacat, Polyethylenterephthalat/Sulfoisophthalat, Polyethylenterephthalat/Azelat.
Polymerfilme, die bei der Ausführung dieser Erfindung verwendet werden, können eine Dicke von 1 bis 500 μm, vorzugsweise von 10 bis 350 μm aufweisen.
Haftfähigkeitssteigernde Grundierungsbeschichtung
Die Beschichtung umfasst ein ausgewähltes funktionalisiertes α-Olefin-enthaltendes Copolymer, vorzugsweise ein säurefunktionalisiertes α-Olefin-enthaltendes Copolymer, ein Vernetzungsmittel, das aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen ausgewählt ist, und eine spezielle Schicht oder Beschichtung. In der Beschichtungszusammensetzung können andere Komponenten vorliegen, wie z. B. Beschichtungshilfsmittel, Antistatikmittel, Gleitmittel, Fungizide, usw. Diese Beschichtung hat eine Dicke von 0,02 bis 1 μm.
Funktionalisiertes α-Olefin-enthaltendes Copolymer
Einige geeignete α-Olefine umfassen Ethylen, Propylen, 1-Buten und Gemische davon oder Gemische dieser α-Olefine mit höheren α-Olefinen wie z. B. 1-Hexen, 1-Octen und/oder 1-Decen. Einige beispielhafte funktionelle Gruppen umfassen vorzugsweise ungesättigte Carbonsäuren, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Crotonsäure und andere funktionalisierende Monomere, wie z. B. Methacrylamid, Glycidylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat. Die in dieser Erfindung verwendeten bevorzugten Polymere können etwa 60 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-% der α-Olefin-enthaltenden Komponente und 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-% der ungesättigten Carbonsäure aufweisen. Das Verhältnis des α-Olefins zu der ungesättigten Carbonsäure sollte unter Berücksichtigung der gewünschten Eigenschaften für das Copolymer bestimmt werden. Das Copolymer muss bei der Verstärkung des Haftvermögens der mit dem Grundierungsmittel beschichteten Polymerfilmoberfläche an nachher aufgebrachte Beschichtungen unterstützen und sollte auch mit beliebigen anderen Komponenten verträglich sein, die in der Beschichtungsformulierung vorliegen.
Bei den Copolymeren kann eine ausreichende Anzahl ihrer Säuregruppen neutralisiert sein. Einige geeignete Salze umfassen Natrium-, Magnesium-, Ammonium- und Zinksalze, usw.
Das funktionalisierte α-Olefin-enthaltende Copolymer ist aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Methacrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren ausgewählt. Vorzugsweise ist das funktionalisierte α-Olefin-enthaltende Copolymer ein Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, das neutralisiert sein kann oder nicht und das käuflich ist. Einige käufliche funktionalisierte α-Olefin-enthaltende Copolymere werden unter den Handelsnamen Surlyn^® und Primacor^® verkauft.
Das funktionalisierte α-Olefin-enthaltende Copolymer kann in einer Menge von 30 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusatzfreien Beschichtungsfeststoffe vorliegen.
Vernetzungsmittel
Das in der Beschichtung vorliegende Vernetzungsmittel ist aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen ausgewählt. Einige bevorzugte Vernetzungsmittel umfassen Cymel^® 301, Cymel^® 350 (Aminoformaldehyde) und Ionac PFAZ-322 (mehrwertiges Aziridin). Das Vernetzungsmittel liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-%, auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusatz-freien Beschichtungsfeststoffe vor.
Zusätze
Zusätze wie z. B. Beschichtungshilfsmittel, Benetzungsmittel wie z. B. oberflächenaktive Mittel, Gleitzusätze, Antistatikmittel können in Mengen von 0 bis 50% auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusatz-freien Beschichtungsfeststoffe einbezogen werden.
Deckbeschichtung
Der erfindungsgemäße Filmträger wird mit einer weiteren Beschichtung oder Schicht (iii) beschichtet, wobei die Schicht (iii) in Kontakt mit der Schicht (ii) an deren von der Schicht (i) entfernten Oberfläche steht. Die weitere Beschichtung, die auf den erfindungsgemäßen Film aufgebracht wird, ist aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln wie z. B. Glycerinestern von Naturharz, Baumharz oder Tallölharz, Pentaerythritestern von Naturharz oder Baumharz oder teilweise hydriertem Naturharz oder teilweise hydriertem Baumharz, Polyterpenharz, Polyisobutylen, Butadien/Styrol-Kautschuk, Isobutylen/Isopren-Copolymer, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren wie z. B. Ethylen/Methacrylat oder Ethylen-Ethylacrylat und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis ausgewählt.
Herstellungsverfahren
Die Polymerfilme der vorliegenden Erfindung können mit einem Extrusionsverfahren wie z. B. einem Filmgießverfahren oder einem Blasfilmverfahren hergestellt werden. Bei einem Filmgießverfahren wird das Polymerharz zuerst zu einem geschmolzenen Zustand erwärmt und dann durch eine breite Schlitzdüse in Form einer amorphen Folie extrudiert. Das folienartige Extrudat wird durch Kontaktieren einer polierten, sich drehenden Gießtrommel und teilweise Umlaufen um diese Gießtrommel schnell abgekühlt oder „abgeschreckt", um eine gegossene Polyesterfolie zu bilden.
Alternativ kann das Extrudat in einem herkömmlichen Blasfilmverfahren geblasen werden. Ungeachtet des Verfahrens wird die Polyesterfolie jedoch vorzugsweise uniaxial oder biaxial (vorzugsweise biaxial) in der Bewegungsrichtung des Films (Maschinenrichtung) und/oder senkrecht zur Maschinenrichtung (Querrichtung) gestreckt, während sie auf eine Temperatur im Bereich von etwa 80°C bis 160°C, vorzugsweise etwa 90°C bis 110°C erhitzt wird. Der Streckgrad kann im Bereich des 3,0- bis 5,0-fachen der ursprünglichen Einheitsabmessung der gegossenen Folie liegen, vorzugsweise im Bereich des etwa 3,2- bis etwa 4,2-fachen der ursprünglichen Abmessung der gegossenen Folie. Die Umsetzung mit den neu erzeugten Polymerfilmoberflächen, die während des Streckens gebildet werden, findet vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 130°C oder höher statt.
Die haftfähigkeitssteigernde Beschichtungsschicht (ii) wird vorzugsweise mit herkömmlichen Beschichtungstechniken auf die Polymerfilmoberfläche aufgebracht. Vor der Beschichtung der Polymerfilmoberfläche kann der Film abhängig von der jeweiligen Anwendung und Leistung, die für das Endprodukt erforderlich sind, in einer beliebigen herkömmlichen Weise oberflächenbehandelt werden.
Eine elektrische Koronaentladung ist eine herkömmliche Oberflächenbehandlung, die gebräuchlich mit Polymerfilmen durchgeführt wird, insbesondere mit Polyesterfilmen, um die Oberflächenqualitäten des Films zu verbessern, insbesondere dessen Haftfähigkeits- und Bedruckeigenschaften. Elektrische Koronaentladungsverfahren und -vorrichtungen sind in den US-PSen 3,057,792 und 4,239,973 beschrieben.
Die Filme können einer Koronaentladung unterworfen werden, worauf die Beschichtung während des In-Line-Herstellungsverfahrens aufgebracht wird. Das Trocknen der Beschichtung kann vor oder während des Streckens durchgeführt werden.
Die Polymerfilmoberfläche kann mit der hier spezifizierten Grundierungsbeschichtung mit einer beliebigen bekannten Beschichtungstechnik beschichtet werden. Beispielsweise kann die Filmoberfläche durch Rollenbeschichten, Sprühbeschichten, Tiefdruckbeschichten, Schlitzbeschichten oder Extrusionsbeschichten, vorzugsweise Tiefdruck- oder Rollenbeschichten beschichtet werden. Das Lösungsmittel wird dann entfernt (getrocknet). Alternativ kann die Beschichtung in trockener Form aufgebracht werden, so dass (schließlich) ein erfindungsgemäßer beschichteter Film erhalten wird, ohne dass ein Trocknen oder eine Entfernung des Lösungsmittels erforderlich ist. Die Wärme, die dem Film während der aufeinanderfolgenden Vorwärm-, Streck- und Thermofixierstufen zugeführt wird, ist im Allgemeinen ausreichend, um das Beschichtungslösungsmittel zu verdampfen. Das Strecken des Films findet bei Temperaturen von mindestens 80°C statt.
Der beschichtete orientierte Polymerfilm kann dann für einen Zeitraum wärmebehandelt werden, der erforderlich ist, den Film zu kristallisieren (z. B. durch Thermofixieren). Die Kristallisation verleiht dem Polymerfilm eine Abmessungsstabilität und gute Zugeigenschaften. Der orientierte Polymerfilm kann bei einer Temperatur im Bereich von 130°C bis 240°C, vorzugsweise von 180°C bis 235°C, mehr bevorzugt von 215°C bis 235°C thermofixiert werden. Während dieses Schritts können die Beschichtungskomponenten in (ii) zusätzlich mit neu erzeugten Polymerfilmoberflächen (i) reagieren, so dass ein Filmträger erhalten wird, der eine verbesserte Haftfähigkeit der Grundierungsbeschichtung (ii) an der Polymerfilmoberfläche (i) aufweist und wiederum eine verbesserte Haftfähigkeit der nachfolgend aufgebrachten Deckbeschichtungen (iii) an der Schicht (ii) an deren von der Schicht (i) entfernten Oberfläche aufweist. Der beschichtete, kristalline orientierte Polymerfilm wird dann im Allgemeinen auf eine Rolle aufgewickelt.
Die weiteren Deckbeschichtungen oder -schichten können dann mit Techniken aufgebracht werden, die dem Fachmann bekannt sind.
Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend durch nicht-beschränkende Beispiele veranschaulicht, in denen sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, falls nichts anderes angegeben ist. Glossar:

Adcote^® 56220	30%ige Feststoffemulsion von Surlyn^® 56220, Morton International Inc., Chicago, IL.
Adcote^® 50C12	22%ige Feststoffemulsion eines Ethylen-Acrylsäurepolymers, Morton International Inc., Chicago, IL.
Adcote^® 50T4983	25%ige Feststoffemulsion des Ethylen-Acrylsäure-Harzes Primacor^® 5980 von Dow, Morton International Inc., Chicago, IL.
Adcote^® 50T4990	35%ige Feststoffemulsion des Ethylen-Acrylsäure-Harzes Primacor^® 5990 von Dow, Morton International Inc., Chicago, IL.
Michem Prime^® 4983	25%ige Feststoffemulsion des Ethylen-Acrylsäure-Harzes Primacor^® 5980 von Dow, Michelman, Inc., Cincinnatti, OH.

Vernetzungsmittellösung A:

Bestandteil	Menge
Cymel^® 301, American Cyanamid Co., Stamford, CT	158,25
Standapol^® A, Henkel Corp., La Grange, IL	479,50
Aerosol^® OT-75, American Cyanamid	87,90
Isopropanol	1319,00
Konzentriertes Ammoniumhydroxid	182,00
Ammoniumsulfat	7,91
Destilliertes Wasser	1265,44

Vernetzungsmittellösung B:

Bestandteil	Menge
Cymel^® 301, American Cyanamid Co., Stamford, CT	1695,00
Isopropanol	590,00
Dimethylaminoethanol	221,00
Ammoniumsulfat	84,75
Destilliertes Wasser	1159,25

Vernetzungsmittellösung C:

Bestandteil	Menge
PFAZ-322, Sybron Chemical Inc., Birmingham, NY	188,4
Isopropanol	104,0
Destilliertes Wasser	207,6

Die folgenden haftfähigkeitssteigernden Beschichtungslösungen wurden hergestellt:
Alle Beschichtungen mit Ausnahme von Probe #26 wurden auf den gegossenen Film mittels In-Line-Tiefdruckwalzenbeschichtung aufgebracht. Die Beschichtungen wurden bei einer Temperatur von 80°C getrocknet, worauf der gegossene Film auf das 3,3 × 3,3-fache seiner ursprünglichen Größe biaxial gestreckt wurde. Der beschichtete, getrocknete und gestreckte Film wurde bei 210°C thermofixiert, um grundierte Filmproben 1 bis 25 herzustellen. Die Beschichtung der Probe #26 wurde auf einen Polyesterfilm aufgebracht, der vorher biaxial orientiert und thermofixiert worden ist (vor dem Aufbringen der Beschichtung #2). Der beschichtete Film wurde dann bei 130°C getrocknet, um die grundierte Filmprobe #26 zu bilden. Die getrockneten Filme aller Beispiele mit Ausnahme von 19a, 22, 23 und 26 hatten ein Beschichtungsgewicht von 0,07 g/m². Die Proben 19a, 22, 23 und 26 hatten ein Beschichtungsgewicht von 0,3 g/m².
Die grundierten Filme wurden folgendermaßen heißgesiegelt:
Heißsiegelung

A. Behandelte Seite von Primacor^® 899 mit einer Al-Folie als Rückseite, Dow Chemical, USA, Midland, MI.
B. Unbehandelte Seite von Primacor^® 899 mit einer Al-Folie als Rückseite.
C. P/N 30000 Laminierfilm des GBC-Typs, General Binding Corporation, Addison, IL.
D. 0,05 mm (2 mil) dicker Elvax^® 3182-Film mit einem 56,25 μm (2,5 mil) dicken roten #650 Cellophanband von 3M, Minneapolis, MN, wobei Elvax^® 3182 ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit 28 Gew.-% Vinylacetat ist, das von E.I. DuPont de Nemours and Company, Wilmington, DE, hergestellt wird.

Die Heißsiegelung für die Heißsiegelmaterialien A, B und C wurde unter Verwendung eines Heißsiegelgeräts Sentinel Modell 12-ASL, hergestellt von Sencorp Systems Inc., Hyannis, MA durchgeführt. Die Heißsiegelbedingungen waren 50 psi, 250°F für 5 s. Die Heißsiegelung für das Heißsiegelmaterial D wurde unter Verwendung eines Sentinel Modell 12ASL/1 durchgeführt. Die Heißsiegelbedingungen waren 30 psi (Backendruck), 300°F (148,9°C) für 5 s.
180°-Ablösungen wurden für die Heißsiegelmaterialien A, B und C unter Verwendung eines Suter-Ablösetestgeräts (hergestellt von Alfred Suter, Co., New York, NY) mit einer Ablösegeschwindigkeit von 30,5 cm/min (12 Inch/min) durchgeführt. Die grundierte Filmseite der heißgesiegelten Probe wurde an einem Metallträgerplatteneinsatz in der oberen Backe befestigt. Die Heißsiegelschichtseite wurde auf sich selbst zurückgefaltet und in die untere Backe eingesetzt. Für das Heißsiegelmaterial D wurden 90°-Ablösungen unter Verwendung eines Suter-Ablösetestgeräts mit einer Ablösegeschwindigkeit von 30,5 cm/min (12 Inch/min) durchgeführt. Die grundierte Filmseite der heißgesiegelten Probe wurde in die obere Backe eingesetzt. Elvax^® 3182 wurde mit der Rückseite aus dem roten Band in die untere Backe eingesetzt.
Je höher der Wert der Heißsiegelung ist, desto besser ist die Haftfähigkeit. Die Zahlenwerte reichen von 0 g/2,54 cm (0 g/Inch) (keine Haftfähigkeit) bis mehr als 4000 g/2,54 cm (4000 g/Inch) (signifikante Haftfähigkeit). Die bevorzugten Werte für eine gute Grundierbeschichtungshaftfähigkeit reichen von 1000 bis 4000 g/2,54 cm (1000 bis 4000 g/Inch).
Ablösefestigkeiten (g/2,54 cm (g/Inch))
Die Daten zeigen auch, dass ein Vernetzungsmittel erforderlich ist, um die Haftfähigkeit zu beeinflussen.

Claims

Filmträger, umfassend: (i) ein Polyesterpolymer, wobei das Polymer eine Polymerfilmoberfläche bildet, und (ii) eine haftfähigkeitssteigernde Grundierungsbeschichtung mit einer Dicke von 0,02 bis 1 μm, bestehend im wesentlichen aus: (a) einem funktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymer, ausgewählt aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Methacrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethlyen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren, und (b) einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen, wobei (ii) auf die Polymerfilmoberfläche aufgetragen, getrocknet und mit neu gebildeten Polymerfilmoberflächen umgesetzt wird, die während eines uniaxialen oder biaxialen Streckens und Thermofixierens gebildet werden, und (iii) eine Schicht oder Beschichtung, ausgewählt aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis, wobei Schicht (iii) in Kontakt mit Schicht (ii) an deren von Schicht (i) entfernten Oberfläche steht.
Filmträger nach Anspruch 1, wobei die klebrigmachenden Mittel aus Glycerinestern von Naturharz, Baumharz oder Tallölharz, Pentaerythritester von Naturharz, Pentaerythritester von Baumharz, Pentaerythritester von teilweise hydriertem Naturharz, Pentaerythritester von teilweise hydriertem Baumharz, Polyterpenharz, Polyisobutylen, Butadien/Styrol-Kautschuk und Isobutylenllsopren-Copolymer ausgewählt sind.
Filmträger nach Anspruch 1, wobei die funktionalisiertes α-Olefinenthaltenden Copolymere Copolymere sind, die ein säurefunktionalisiertes α-Olefin enthalten.
Verfahren zur Herstellung eines Filmträgers mit verbesserten Haftfähigkeitseigenschaften, umfassend die folgenden Schritte: (1) Bereitstellen eines amorphen Polyesterpolymers, wobei das Polymer eine Polymerfilmoberfläche bildet, (2) Auftragen auf die Polymerfilmoberfläche einer haftfähigkeitssteigernden Grundierungsbeschichtung mit einer Dicke von 0,02 bis 1 μm, bestehend im wesentlichen aus: (a) einem funktionalisierten α-Olefin-enthaltenden Copolymer, ausgewählt aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Methacrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren, und (b) einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen, und (3) Trocknen der Polymerfilmoberfläche mit der aufgetragenen haftfähigkeitssteigernden Grundierungsbeschichtung, (4) Umsetzen der Beschichtung, umfassend (a) und (b), mit neu gebildeten Polymerfilmoberflächen, die während eines uniaxialen oder biaxialen Streckens und Thermofixierens gebildet werden, und (5) Auftragen einer Schicht oder Beschichtung, ausgewählt aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis, wobei die Beschichtung oder Schicht in Kontakt mit der haftfähigkeitssteigernden Grundierungsbeschichtung, an deren von der Polymerfilmoberfläche entfernten Oberfläche, steht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei in Schritt (4) die Umsetzung bei Temperaturen von etwa 130°C oder mehr stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das klebrigmachende Mittel aus Glycerinestern von Naturharz, Baumharz oder Tallölharz, Pentaerythritester von Naturharz, Pentaerythritester von Baumharz, Pentaerythritester von teilweise hydriertem Naturharz, Pentaerythritester von teilweise hydriertem Baumharz, Polyterpenharz, Polyisobutylen, Butadien/Styrol-Kautschuk oder Isobutylen/Isopren-Copolymer ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das funktionalisiertes α-Olefin-enthaltende Copolymer ein Copolymer ist, das ein säurefunktionalisiertes α-Olefin enthält.
Verwendung eines modifizierten Filmträgersubstrats als haftfähigkeitssteigernder Träger für Oberbeschichtungen, ausgewählt aus Metallen, Metalloxiden, Ethylen-Copolymeren oder Tinten auf Wachsbasis, wobei der modifizierte Filmträger (a) einen polymeren Polyesterfilm, (b) ein funktionalisiertes α-Olefin-enthaltendes Copolymer, ausgewählt aus Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat/Acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Meth acrylamid-Copolymeren, Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen/2-Hydroxyethylacrylat-Copolymeren und Propylen/Acrylsäure-Copolymeren, und (c) ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Aminoformaldehydharzen, mehrwertigen Metallsalzen, Isocyanaten, blockierten Isocyanaten, Epoxyharzen und mehrwertigen Aziridinen, wobei die Elemente (b) und (c) zum Bilden des modifizierten Filmträgers mit gesteigerten Haftfähigkeitseigenschaften zu dem Polymerfilm vor einem Strecken zugegeben, getrocknet und erwärmt werden, und (d) eine Schicht oder Beschichtung, ausgewählt aus vakuumabgeschiedenem Metall, Metalloxid, Polyethylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit unterschiedlichen Wachsen oder klebrigmachenden Mitteln, Polyvinylalkohol, Ethylen-Copolymeren und Thermotransfermedientinten auf Wachsbasis, wobei Schicht (d) in Kontakt mit Schicht (b & c) an deren von Schicht (a) entfernten Oberfläche steht, umfaßt.