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Biogenic Polymers: From Barrier Coatings towards the Design of novel low-adhesive Release Liner

von Gradowski, Sebastian :
Biogenic Polymers: From Barrier Coatings towards the Design of novel low-adhesive Release Liner.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2019)

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Text
Gradowski 2019.Dissertation.pdf
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Biogenic Polymers: From Barrier Coatings towards the Design of novel low-adhesive Release Liner
Language: English
Abstract:

Release liners are composed of a thin silicone layer which is usually applied on a pigment-coated paper. The release liner protects the adhesive against contaminations during transportation and enables an easy release of the adhesive tape without impairing the adhesive performance. In this thesis, a novel method was established in order to produce a release liner by using less resources and introducing biopolymers. In particular, the porous paper surface was closed by a thin layer of different biopolymers instead of a thick pigment-coating. Hydroxyethyl cellulose showed the best results in terms of closing the pores of the paper surface and preventing silicone penetration into the base paper. The pre-coats should be preferably applied by a blade coater rather than a roller coater to obtain homogenous coatings. The release forces were significantly reduced from 6.5 N/25 mm, for siliconized papers without any pre-coat, to less than 1 N/25 mm with a pre-coating of hydroxyethyl cellulose prior to siliconization. In another approach, the silicone release coating was replaced by a silicone-free coating based on modified hydroxypropyl cellulose (HPC). The hydroxy groups of the HPC were substituted by long, hydrophobic alkyl side chains in order to obtain a hydrophobic character similar to silicones. The hydrophobic HPC was coated on a pigment-coated paper and the film stability was improved by addition of glyoxal as a crosslinker. Release forces of about 6 N/25 mm were obtained with the silicone-free release coating. This silicone-free release coating represents a bio-based alternative to silicone-based release liner, which is interesting for "high-release" applications.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Trennpapiere (Release liner) bestehen aus einer dünnen Silikonschicht die üblicherweise auf ein Pigment-beschichtetes Papier aufgebracht wird. Das Trennpapier schützt den Klebstoff vor Verunreinigungen während dem Transport und ermöglicht einen einfachen Abzug des Klebebands ohne die Klebstoffeigenschaften negativ zu beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Methode zur Herstellung von Trennpapieren unter Einsparung von Rohstoffen und unter Anwendung von Biopolymeren entwickelt. Anstelle einer dicken Pigmentbeschichtung wurde die poröse Papieroberfläche mittels einer dünnen Schicht von verschiedenen Biopolymeren verschlossen. Dabei wurde die poröse Papieroberfläche am besten durch die Hydroxyethylcellulose verschlossen, wodurch ein Eindringen des Silikons in das Blattgefüge verhindert wurde. Die Vorbeschichtungen sollten bevorzugt mittels Rakelauftrag anstelle des Walzenauftrags beschichtet werden um möglichst homogene Beschichtungen zu erhalten. Die Abzugskräfte wurden deutlich von 6.5 N/25 mm, für silikonisierte Papiere ohne Vorbeschichtung, auf weniger als 1 N/25 mm für vorbeschichtete Papiere mit Hydroxyethylcellulose und anschließender Silikonisierung reduziert. In einem weiteren Ansatz wurde die Silikonbeschichtung durch eine Silikon-freie Beschichtung auf Basis von modifizierter Hydroxypropylcellulose (HPC) ersetzt. Die Hydroxygruppen der HPC wurden dabei durch lange, hydrophobe Alkylseitenketten substituiert um einen hydrophoben Charakter ähnlich zu den Silikonen zu erhalten. Die hydrophobe HPC wurde anschließend auf ein Pigment-beschichtetes Papier aufgetragen und die Filmstabilität durch Zugabe von Glyoxal als Vernetzer verbessert. Die Silikon-freien Trennpapiere lieferten Abzugskräfte von 6 N/25 mm. Damit stellt die Silikon-freie Beschichtung eine biobasierte Alternative zu silikonhaltigen Trennpapieren dar, die interessant für "high-release" Anwendungen ist.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry
07 Department of Chemistry > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
Date Deposited: 25 Apr 2019 13:06
Last Modified: 25 Apr 2019 13:06
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-85795
Referees: Biesalski, Prof. Dr. Markus and Stark, Prof. Dr. Robert
Refereed: 15 March 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/8579
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