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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung betrifft trennbare
bzw. entfernbare druckempfindliche Klebstoffband- und Etikettenkonstruktionen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Druckempfindliche Klebeetikettenkonstruktionen
sind bekannt, die ein Laminat eines Flächenmaterials oder Trägers, einer
Schicht eines druckempfindlichen Klebstoffes und einen Trennliner
aufweisen, der für eine
Trennfläche
für den
druckempfindlichen Klebstoff sorgt.
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Bei Bahnkonstruktionen wird ein Trennmittel
auf die Seite des Flächenmaterials
oder Trägers
gegenüber
der Seite in Kontakt mit dem druckempfindlichen Klebstoff aufgebracht,
um die Trennfläche
vorzusehen, welche ein Abschälen
des Flächenmaterials
und druckempfindlichen Klebstoffes von einer benachbarten Schicht
aus Flächenmaterial
und Klebstoff ermöglicht.
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Druckempfindliche Klebstoffe (PSA)
fallen normalerweise entweder in die permanente oder die entfernbare
Kategorie.
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Permanente druckempfindliche Klebstoffe
sind Klebstoffe, die ein Klebeniveau haben, welches nicht das Entfernen
des Etiketts oder Labels von dem Substrat gestattet, an welchem
das Label aufgebracht wurde, ohne daß das Papierflächenmaterial
erheblich beschädigt
wird, z. B. durch Reißen,
oder bei festerem Flächenmaterial,
wie z. B. Polyester, fehlendes Kleben an dem Flächenmaterial, fehlendes Zusammenkleben
im Klebekörper
oder Belassen einer erheblichen Klebstoftmenge auf dem Substrat
beim Übertragen.
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Die Klebung entfernbarer druckempfindlicher
Klebstoffe ist merklich geringer, wobei das Entfernen des Flächenmaterials
oder Labels mit Klebstoff von dem Substrat selbst nach einer hinausgezogenen
Kontaktzeit erlaubt wird. Das Entfernen erfolgt ohne merkliche Beschädigung am
Flächenmaterial
oder Substrat. In typischer Weise hat ein entfernbarer druckempfindlicher
Klebstoff eine Bindung von etwa 50 bis etwa 300 N/m an nicht-rostendem
Stahl.
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Die Beschränkung beim Benutzen entfernbarer
druckempfindlicher Klebstoffe für
Bahnund Labelkonstruktionen besteht darin, daß eine Grundierung bzw. ein
Primer benötigt
wird, um eine richtige Verankerung an dem Flächenmaterial zu ermöglichen – und bei
einigen entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffen zur Vermeidung
des Verfärbens
der Papierflächenmaterialien.
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Herkömmlich wurde der Primer als
eine Barrierenbeschichtung aus einer Lösung eines Polymers in einem
organischen Lösungsmittel,
wie z. B. Toluol, abgeschieden. Ethylenvinylacetat und Styrolpolymere
wurden sowohl gefüllt
als auch ungefüllt
verwendet.
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Umweltüberlegungen forderten jedoch
eine Verringerung der Menge an in der Industrie verwendetem Lösungsmittel.
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Wäßrige Primer
auf Emulsionsbasis für
Flächenmaterialien
wurden als Ersatz versucht, geben einem Papierflächenmaterial aber eine Welligkeit.
Das sich Wellen kann man durch Wiederbefeuchten des Papiers entfernen,
aber mit zusätzlichen
Kosten. Viele Papiere haben außerdem
eine glänzende
Oberfläche,
und- das Wiederbefeuchten verringert den Glanz und die Qualität des Produktes
mit Nachteil. Dies ist in der Industrie nicht akzeptabel.
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Ferner haben viele Beschichtungsgeräte nicht
eine Primerbeschichtungsstation oder einen Ofen zum Trocknen der
Primerbeschichtung. Deshalb wäre
es erwünscht,
einen alternativen Weg zur Schaffung des Entfernens druckempfindlicher
Klebstoffkonstruktionen vorzusehen, welche nicht die Verwendung
von Primersystemen auf Lösungsmittelbasis
einschließen
und die verbesserten Eigenschaften bezüglich der Lageflachheit haben.
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Duale und mehrfache Werkzeugbeschichtungen
auf Substraten sind im Stand der Technik bekannt und z. B. im US-Patent
3,573,965 beschrieben, das hier durch den Verweis eingeschlossen
wird.
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Das US-Patent 4,260,659 von Gobran,
welches hier durch den Hinweis eingeschlossen wird, beschreibt ein
mehrschichtiges druckempfindliches Klebeband, das aus einer Vielzahl
von übereinander
angeordneten, druckempfindlichen Klebelagen gebildet ist, wobei
seine äußere Lage
merklich weicher ist als die unmittelbar darunterliegende Lage.
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US-Patent 4,854,259 von Kuller, welches
hier durch den Hinweis eingeschlossen wird, beschreibt ein Verfahren
zum Herstellen eines druckempfindlichen Klebebandes mit einer Vielzahl
von gleichzeitig beschichteten, übereinander
angeordneten Lagen, deren mindestens eine äußere Lage eine druckempfindliche
Klebstofflage ist, wobei benachbarte Lagen eine innere Phase dazwischen
bilden und jede Lage eine photopolymerisierte Matrix aus Polymerketten
aufweist, die sich von der Matrix einer Lage durch die Grenzfläche zu der Matrix
einer benachbarten Lage erstrecken. Infolgedessen können die
Lagen nicht delaminiert werden.
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Das laufende Herstellungsverfahren
eines entfernbaren druckempfindlichen Klebelabelmaterials ist in 1 dargestellt. Unter Bezugnahme
auf diese wird eine Flächenmaterial-
oder Unterlagebahn mit einem Primer aus einem Lösungsmittel beschichtet und
ofengetrocknet, um eine Bahn einer grundierten Unterlageschicht
oder eines Trägers
zu bilden. Vorübergehend
wird eine Trennlinerbahn mit einem entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoff, der ofengetrocknet ist, beschichtet. Das Laminat des
entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffes und des Trennliners
ist mit dem gebildeten, grundierten Flächenmaterial kombiniert, um
ein Endlaminat aus Flächenmaterial,
Primer, entfernbarem druckempfindlichen Klebstoff und Trennliner
zu bilden. Denkbar ist es auch, den entfernbaren PSA direkt auf
den Primer aufzubringen und diesen Unteraufbau an den Trennliner
zu laminieren. Für
Bahnkonstruktionen wird der Trennliner elimi niert, und ein Trennmittel
wird auf die Oberfläche
der Unterschicht gegenüber
der Oberfläche
in Kontakt mit dem entfernbaren druckempfindlichen Klebstoff aufgebracht.
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Dies ist ein mehrstufiger und kostspieliger
Prozeß,
und es wäre
wünschenswert,
die Konstruktion des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffproduktes
mit geringeren Kosten herzustellen ohne Gefährdung der Leistung des entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoffes. Dies ist der Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
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Diese Erfindung bezieht sich auf
entfernbare Klebstoffkonstruktionen ohne Grundierung, die im Gegensatz
zu herkömmlichen
Klebstoffkonstruktionen, bei denen die Flächenmaterialien mit einem Primer
auf Wasserbasis behandelt wurden, eine erheblich verbesserte Lageflachheit
zeigen.
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Es ist im Stand der Technik bekannt,
daß herkömmliche
entfernbare Klebstoffkonstruktionen, bei welchen das Flächenmaterial
mit einer wäßrigen Emulsion
als Grundierungsschritt behandelt wurde, eine erhöhte Deformation
des Papierflächenmaterials
als Ergebnis des Grundierungsschrittes zeigen. Diese Deformation hat
eine negative Wirkung auf die "Lageflachheit" des Papierflächenmaterials
und ist unerwünscht,
da es die Bogenzuführung
oder andere Benutzungen der Klebstoffkonstruktion nach der Herstellung
stören
kann.
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Die Deformation, wie sie durch das
sich Wellen des Papiers zu der Richtung des Flächenmaterials hin oder von
diesem fort deutlich gezeigt wird, ist auch eine Konsequenz des
Emulsionsgrundierungsprozesses und seines Einflusses auf die Klebstoffkonstruktion.
Bei einem herkömmlichen
Behandlungsprozeß wird
das Flächenmaterial
zuerst grundiert, getrocknet, wieder befeuchtet und dann an die
Klebstoffschichten laminiert. Die Lineroberfläche wird trennbeschichtet,
getrocknet und dann wieder befeuchtet, mit der Klebstoffschicht
beschichtet, getrocknet und ein zweites Mal wieder befeuchtet, und
dies alles vor dem Laminieren an das Flächenmaterial. Zu Vergleichszwecken
wird bei permanenten druckempfindlichen Klebekonstruktionen das
Flächenmaterial
direkt an die Klebstoffschichten und Liner laminiert. Somit wird
für entfernbare
druckempfindliche Klebstoffkonstruktionen die Flächenmaterialschicht einer zusätzlichen
Befeuchtung und Trocknung unterzogen im Vergleich zu der Bereitung
von permanenten druckempfindlichen Klebstoffkonstruktionen. Diese
zusätzlichen
Befeuchtungs- und Trocknungsschritte, welche auf das Flächenmaterial
aufgebracht werden, verändern
seine Feuchtdehnfähigkeit
im Verhältnis
zu dem Liner derart, daß eine
unterschiedliche Expansion und somit ein sich Wellen nach dem Laminieren
auftritt, wenn es der PSA-Konstruktion ermöglicht wird, in einer speziellen
Umgebung zu einem Gleichgewichtsfeuchtegehalt zu kommen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Man hat nun gefunden, daß Band-
und Etiketten- bzw. Labelkonstruktionen auf der Basis der Benutzung
entfernbarer bzw. trennbarer druckempfindlicher Klebstoffe unter
Verwen dung eines permanenten druckempfindlichen Klebstoffes anstelle
des Primers als eine Verankerungs- und Barrierenschicht für das Befestigen einer
trennbaren druckempfindlichen Klebstoffschicht an einem Träger gebildet
werden können
und daß diese Konstruktionen
verbesserte Eigenschaften der Lageflachheit haben. Die Kombination
kann auch verwendet werden, um die Klebung auf beliebige Niveaus
einzustellen zwischen der Klebung des permanenten druckempfindlichen
Klebstoffes und der Klebung des trennbaren druckempfindlichen Klebstoffes.
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Die vorliegende Erfindung gestattet
die Konstruktion mit einem trennbaren druckempfindlichen Klebstoff
ohne den zusätzlichen
Emulsionsgrundierungsschritt. In vorteilhafter Weise wird das Flächenmaterial deshalb
nicht einem zusätzlichen
Befeuchtungs/Trocknungszyklus unterworfen, und seine Feuchtdehnfähigkeit
befindet sich in besserem Ausgleich mit der des Liners. Hierdurch
ergibt sich eine überlegene
Lageflachheit. Somit bedeutet die Bezugnahme auf "ungrundiert" oder "ohne Grundierung" unter Bezugnahme
auf die Erfindung hier, daß das
Flächenmaterial
oder der Träger,
an welchem der Klebstoff haftet, nicht mit einem Primer behandelt
wurde, der benutzt wird, um den Klebstoff an dem Flächenmaterial
oder dem Träger
zu verankern.
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Die Konstruktionen der Erfindung
haben einen Grad an Lageflachheit, der durch einen Krümmungsradius
der Konstruktionsquerbahn von unendlich bis 14 Zoll, z. B. von 11
bis 14 Zoll, gekennzeichnet ist.
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Vorzugsweise haben die Konstruktionen
der Erfindung einen Grad an Lageflachheit, welcher durch einen Krümmungsradius
der Konstruktionsabwärtsbahn
von unendlich bis 11 Zoll gekennzeichnet ist.
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Die Konstruktion der Erfindung weist
im allgemeinen eine Trägerbahn
oder Flächenmaterialbahn
in Berührung
mit einer Schicht eines permanenten druckempfindlichen Klebstoffes
auf, der seinerseits in Kontakt mit einer Schicht eines trennbaren
druckempfindlichen Klebstoffes ist. Der trennbare druckempfindliche
Klebstoff ist seinerseits in Kontakt entweder mit einer Trennfläche eines
Trennliners oder einer Trennfläche
auf der gegenüberliegenden
Fläche
des Trägers.
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Um trennbare druckempfindliche Eigenschaften
zu bewahren, ist es notwendig, die relative Menge an permanentem
druckempfindlichen Klebstoff, der verwendet wird, zu beschränken. Für ein typisches
Gesamtgewicht eines druckempfindlichen Klebstoffüberzuges von 18–25 Gramm
pro Quadratmeter (nachfolgend gsm) beträgt das Gewicht des Überzuges
mit trennbarem druckempfindlichen Klebstoff mindestens etwa 50% des
gsm, und das Überzugsgewichtsverhältnis der
trennbaren druckempfindlichen Klebstoffschicht zur permanenten druckempfindlichen
Klebstoffschicht beträgt
mindestens etwa 1 : 1, bevorzugter etwa 3 : 1, besonders bevorzugt
etwa 4 : 1 oder mehr. Bei höheren Überzugsgewichtsniveaus
von permanentem Klebstoff, z. B. etwa 50% der Überzugsdicke, nähert sich
die Haftfähigkeit
der des permanenten druckempfindlichen Klebstoffes. Die Schichten
trennbarer und permanenter druckempfindlicher Klebstoffe werden
schnell auf eine Bahn aus Flächenmaterial
durch Koextrudieren aus einem Zweifachwerkzeug für entsprechende entfernbare
Trenn- und permanente druckempfindliche Klebstoffe aus Emulsionen
auf den Trennliner oder Träger
aufgebracht, wobei die Schichten getrocknet und die Unterkonstruktion
auf eine Träger-
oder Trennfläche
laminiert wird. Das gleichzeitige Doppelschichtüberziehen eliminiert viele
Betriebsschritte und reduziert deutlich die Kosten der Band- und
Bogenkonstruktion. Die Gesamtüberzugsdicke
und die Dicken jeder Schicht werden durch Messen der Menge der permanenten
bzw. trennbaren druckempfindlichen Klebstoffe gesteuert, die von
jeder Öffnung des
Zweifachwerkzeuges ausgegeben wird.
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Die Endung, für welche Schutz begehrt wird,
ist in den Ansprüchen
1 bis 26 definiert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die anliegende 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms
das jetzige Herstellungsverfahren einer Etikettenmaterialkonstruktion
mit einem trennbaren druckempfindlichen Klebstoff;
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2 veranschaulicht
in Form eines Blockdiagramms das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einer
Etikettenmaterialkonstruktion mit einem trennbaren druckempfindlichen
Klebstoff;
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3 ist
eine schematische Darstellung eines Zweifachwerkzeuges, welches
für die
Aufbringung der Klebstoffformulierungen erfindungsgemäß benutzt
wird.
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4 ist
eine schematische Querschnittsansicht unter Darstellung des Lippenaufbaus
des Zweifachwerkzeuges der 3 beim
Aufbringen zweier Klebstoffschichten.
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5 ist
eine schematische Querschnittsansicht unter Darstellung eines angewinkelten
Lippenaufbaus des Zweifachwerkzeuges beim Aufbringen zweier Klebstoftschichten.
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6 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines Zweifachwerkzeuges unter
Kennzeichnung eines abgeschrägten
Lippenaufbaus.
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7 zeigt
das Schnellkleben auf Glas, hochdichtem Polyethylen (HDPE) und rezyklierter
Pappe unter Verwendung von Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
und der Kontrollen 1 bis 5.
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8, 9, 10, 11 und 12 zeigen 90°-Schälhaftung
auf Pergament, Glas, hochdichtem Polyethylen (HDPE), Pappe und Polyvinylchlorid
(PVC) als eine Funktion der Zeit für Zusammensetzungen der Erfindung
im Vergleich zu den Kontrollen 1 bis 5.
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13 und 14 zeigen jeweils 90°-Schäl- und Schlaufenklebwerte
auf nichtrostendem Stahl als eine Funktion des relativen Überzugsgewichts
im Vergleich zu einem Handelsprodukt, welches die Kontrolle 9 ist.
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15 zeigt
90°-Haftung
auf Stahl für
die Zusammensetzung von Beispiel 4 und Kontrolle 9 als eine Funktion
der Zeit.
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16 ist
eine andere Darstellung der Information, wie sie in 15 enthalten ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die vorliegende Erfindung ist ausgerichtet
auf Klebstoffband- und Etikettenkonstruktionen unter Anwendung von
entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffen, bei denen die Schicht
des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs einer Schicht eines
permanenten druckempfindlichen Klebstoffs, der wiederum dem Flächenmaterial
oder Träger
anhaftet, anhaftet.
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Druckempfindliche Klebstoffkonstruktionen
der Erfindung werden, falls für
Etikettenanwendungen, mit Bezug auf 2,
bevorzugt durch Überziehen
von Schichten der permanenten und entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffe (PSA) auf einen Silikon-Trennliner unter Verwendung eines
Zweifachextrusionswerkzeuges zubereitet. Die für die Anwendung betrachteten
Klebstoffe sind Emulsionen druckempfindlicher Klebstoffe und werden
gleichzeitig durch benachbarte Öffnungen
des Zweifachextrusionswerkzeugs gepumpt und auf den Trennliner aufgezogen.
Das Prinzip ist gleichwohl auf lösungsmittelbasierte
und Heißschmelz-Klebstoffe anwendbar,
wobei bei letzteren anstelle des Trocknens das Kühlen der Schmelze angewendet
wird, um die druckempfindlichen Klebstoffschichten erstarren zu
lassen. Wie dargestellt, wird das Laminat des Trennliners, des entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoffs und des permanenten druckempfindlichen
Klebstoffs durch einen Ofen transportiert, um die angewendeten Schichten,
falls erforderlich, zu trocknen. Die Temperatur ist etwa 180°F. Im Anschluß an das
Trocknen wird das Laminat des Trennliners, des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs
und des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs auf eine Bahn
von Flächenmaterial
oder Träger
laminiert.
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Obwohl nicht dargestellt, werden,
wenn der Trennliner entfernt wird, wie im Falle der Klebstoffbandherstellung,
dann die Schichten des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs
und des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs auf eine Seite
einer Papierbahn mit dem Zweifachextrusionswerkzeug aufgezogen, um
geschnitten zu werden, und die Rückseite
wird mit einem geeigneten Trennmaterial überzogen, um eine Trennfläche zu erhalten.
Das gebildete Laminat aus Papier, permanentem druckempfindlichen
Klebstoff und entfernbarem druckempfindlichen Klebstoff wird dann
für das
Schneiden in Bänder
auf eine Rolle aufgewickelt. Die gemäß 2 hergestellte Konstruktion wird mit
oder ohne Entfernung der Matrix normal bearbeitet und in Etiketten
geschnitten. Weiterhin versteht es sich, daß der ganze Vorgang aus 2 umgekehrt werden könnte und
die Schichten des entfernbaren und permanenten druckempfindlichen
Klebstoffs mit einem Zweifachextrusionswerkzeug direkt auf das Flächenmaterial
aufgetragen werden könnten,
die Klebstoffschichten durch Trocknen oder Kühlen fixiert werden und dann
auf den Trennliner aufgeschichtet werden. Sowohl die Emulsion des
entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs als auch die Emulsion
des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs, die bei der Anwendung
der Erfindung eingesetzt werden, sollten von hinreichender Viskosität sein, so
daß die
zweifach aufgetragenen Schichten der entfernbaren und permanenten
druckempfindlichen Klebstoffe an ihrer Grenzfläche nicht signifikant diffundieren
werden. Dies sichert, daß die
Eigenschaften des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs die
Eigenschaften des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs nicht
nachteilig beeinflussen werden, es sei denn, dies ist gewünscht. Dennoch
müssen
sie wechselseitig miteinander verträglich sein, damit das gemeinsame
Auftragen von diskreten Schichten, die sich nicht entschichten,
möglich
ist.
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Um einen entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoff zu erhalten, werden im allgemeinen die Überzugsgewichte
der Schichtenkombinationen von permanenten und entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffen etwa 18 bis etwa 25, bevorzugt etwa 20 bis etwa 23 gsm
sein, wobei zumindest 50% des Überzugsgewichts
der entfernbare druckempfindliche Klebstoff ist. Dennoch ist es
bevorzugt, daß die
relativen Überzugsgewichte
in gsm der entfernbaren zu den permanenten druckempfindlichen Klebstoffen
zumindest etwa 1 : 1, bevorzugt etwa 3 : 1, und besonders bevorzugt
etwa 4 : 1 oder mehr sind. Dies ermöglicht die Verwendung der geringsten
Menge an permanentem druckempfindlichen Klebstoff und liefert einen Überzug eines
entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs in Kontakt mit dem Überzug eines
permanenten druckempfindlichen Klebstoffs mit minimalem Einfluß des permanenten
druckempfindlichen Klebstoffs auf die Eigenschaften des entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoffs.
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Bei Dicken des permanenten druckempfindlichen
Klebstoffs von über
etwa 50% der Gesamtdicke, wird die Beeinflussung des permanenten
druckempfindlichen Klebstoffs signifikant, und das Niveau der Anhaftung baut
sich signifikant auf. Dies ermöglicht
wirksam die Anwendung der relativen Dicken der entfernbaren und permanenten
Klebstoffe, um die Haftung auf den Substraten zu kontrollieren.
Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten druckempfindlichen
Klebstoffe können
Acryl- oder Gummigranulatemulsionen entfernbarer und permanenter
druckempfindlicher Klebstoffe sein, die hinreichend miteinander
verträglich
sind, um zwei diskrete Schichten mit minimaler Diffusion zwischen
den Schichten auszubilden. Derzeit ist es bevorzugt, auf Emulsionen
basierenden druckempfindlichen Klebstoff einzusetzen. Bei der Konstruktion
wird der permanente druckempfindliche Klebstoff genug Aggressivität gegenüber dem
Flächenmaterial
aufweisen, um vorzugsweise den entfernbaren druckempfindlichen Klebstoff
an dem Flächematerial
zu binden, im Gegensatz zur Ermöglichung
der Übertragung
von Klebstoff auf normalen Substraten. Diese schließen Papier,
rezyklierbare Pappe, Polyolefine, Polyvinylchlorid, Glas, nichtrostenden
Stahl, gestrichene Oberflächen
und dergleichen ein. In der Summe dient die Schicht des permanenten
druckempfindlichen Klebstoffs dazu, den entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoff aggressiv auf dem Träger
zu verankern, und falls der Träger
Papier ist, eine Grenzschicht zu liefern, die dem Verfärben des
Papiers vorbeugt.
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Die Verwendung einer durchgehenden
Schicht eines permanenten druckempfindlichen Klebstoffs, die sandwichartig
zwischen einer kontinuierlichen Schicht eines entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffs und dem Flächenmaterial
liegt, kann für
die Herstellung einer Vielzahl von Konstruktionen verwendet werden.
Z. B. kann die Schicht des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs
ein aufschließbarer
druckempfindlicher Klebstoff sein und die Schicht des entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoffs kann aufschließbar oder nicht-aufschließbar sein.
In beiden Fällen
kann die Verwendung einer Schicht eines aufschließbaren permanenten
druckempfindlichen Klebstoffs die Abtrennung von einem Papierflächenmaterial
als Teil der Materialrückgewinnung
ermöglichen.
Noch signifikanter kann der permanente druckempfindliche Klebstoff
auf die Natur des Flächenmaterials
abgestimmt werden, während
der entfernbare gezielt auf die Natur des Substrats, auf welches
die Konstruktion anzuwenden vorgesehen ist, abgestimmt werden kann.
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Die bevorzugten Zusammensetzungen
des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs umfassen Emulsionspolymere
auf Acrylbasis, welche geringe Schälhaftung aufweisen, bevorzugt
in der Größenordnung von
etwa 50 bis 300 N/m auf nicht-rostendem Stahl.
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Die Emulsionspolymere auf Acrylbasis
für entfernbaren
und permanenten druckempfindlichen Klebstoff umfassen von etwa 75
bis 98 Gew.-% Alkylacrylatmonomere, bevorzugt etwa 85 bis etwa 98
Gew.-%. Mengen an Alkcylacrylatmonomeren unter 85% sind derzeit
nicht bevorzugt, es sei denn als Teil eines aufschließbaren druckempfindlichen
Klebstoffs, weil die resultierende Glasübergangstemperatur des Klebstoffs zu
hoch sein kann und die Anhaftung an Klebrigkeit verliert. Polymere,
die mehr als etwa 98% Alkylacrylatmonomere aufweisen, sind nicht
bevorzugt, weil die Polymere dazu neigen, unzureichende Kohäsionsstärke aufzuweisen
und Flecken oder Rückstände zurückzulassen,
wenn sie vom Substrat abgeschält
werden. Eine Menge von etwa 85 Gew.% bis etwa 98 Gew.-% an Alkylacrylatmonomeren
ist derzeit bevorzugt für
den entfernbaren druckempfindlichen Klebstoff.
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Die Alkylacrylatmonomere enthalten
bevorzugt von 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatome in der Alkykette und
besonders bevorzugt enthalten die Alkylacrylatmonomere von etwa
4 bis etwa 8 Kohlenstoffatome in der Alkykette.
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Diester von alpha-, beta-ungesättigten
Dicarbonsäuren
können
ebenfalls vorteilhaft verwendet werden, besonders für den permanenten
druckempfindlichen Klebstoff.
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Für
die Entfernbarkeit werden derzeit Polymere mit zumindest mehrheitlich
Alkylacrylatmonomeren, die von etwa 4 bis etwa 8 Kohlenstoffatome
in der Alkylkette aufweisen, bevorzugt, da sie das optimale Gleichgewicht
von Härte,
Haftung und Entfernbarkeit liefern. Die für die Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung geeigneten beispielhaften Alkylacrylate schließen 2-Ethylhexylacrylat,
Butylacrylat, Heptylacrylat, Octylacrylat, Isooctylacrylat, Isobutyl
acrylat und dergleichen ein. Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat
sind derzeit bevorzugt.
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Bis zu etwa 15% der Monomere, die
das Polymer ausbilden, können
harte Monomere sein. Bevorzugte harte Monomere schließen Vinylacetat,
Styren, Methylmethacrylat, Vinylpyrolidon und dergleichen ein.
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Die Polymerzusammensetzung kann bis
zu etwa 25% eines polaren Monomers oder Mischungen von polaren Monomeren
umfassen, um dem Polymer mechanische Stabilität und Haftungsstärke oder
Aufschließbarkeit
zu verleihen. Mit der Bezeichnung "polares" Monomer werden organische Carbonsäuren, Amide
und Alkohole und dergleichen bezeichnet. Beispiele von polaren Monomeren
schließen
Methacrylsäure,
Acrylsäure,
Itaconsäure,
Maleinsäure,
Acrylamid, Methacrylamid, 2-Hydroxyethylacrylat und dergleichen
ein.
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Das Polymer kann bis zu etwa 1 Gew.-%
eines internen Verknüpfungsmittels
umfassen. Die Bezeichnung "internes
Verknüpfungsmittel" ist so gemeint,
daß sie
polyfunktionale Verbindungen, die zumindest zwei nichtkonjugierte
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen pro Molekül aufweisen,
einschließt,
wobei das Mittel während
der Polymerisation ein Teil des Polymers wird. Es wurde beobachtet,
daß die
Menge an internem Verknüpfungsmittel
etwa 1% nicht überschreiten
sollte, da Mengen größer als
1% dazu neigen, die Stabilität der
Emulsionen auf Acrylbasis, aus welcher die Polymere zubereitet werden,
zu verringern. Dies resultiert in der Koagulation der Emulsionspartikel
während
der Zubereitung. Eine Menge an internem Verknüpfungsmittel über etwa
0,3% ist nicht bevorzugt, da kein zusätzlicher Vorteil typisch beobachtet
werden kann. Beispiele für geeignete
interne Verknüpfungsmittel
schließen
Diallylmaleat, Diallylphthalat und multifunktionelle Acrylate und
Methacrylate, die Polyethylenglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat,
ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythritoltriacrylat,
Propylenglycoldiacrylat und Trimethylolpropantrimethacrylat und
dergleichen einschließen,
ein.
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Die Polymersysteme können weiterhin
ein externes Verknüpfungsmittel,
welches Postpolymerisierungsverknüpfung verursacht, in einer
Menge von etwa 2 Gew.-% und bevorzugt von etwa 0,1 bis etwa 0,7 Gew.-%,
enthalten. Externe Verknüpfungsmittel
schließen
Metallsalze, wie z. B. Zirkonium-Ammoniumcarbonat, Zink-Ammoniumcarbonat,
Aluminiumacetat, Zinkacetat und Chromacetat ein. Mengen an externem
Verknüpfungsmittel,
die größer als
etwa 2% sind, werden im allgemeinen nicht eingesetzt, aufgrund des
unerwünschten
Verlusts der Haftung.
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Die derzeit bevorzugten entfernbaren
druckempfindlichen Acryl-Klebstoffe sind Klebstoffe, die Klebstoffpolymere
enthalten, die aus einer Mischung von etwa 98 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat
oder Isooctylacrylat und etwa 2 Gew.-% Carbonsäuren, insbesondere Acrylund
Methacrylsäuren
gebildet sind.
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Die permanenten druckempfindlichen
Klebstoffe, welche als Verankerungsmittel zwischen der Schicht des
entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs und dem Träger oder
dem Flächenmaterial
dienen, sind vorzugsweise hochleistungsfähige druckempfindliche Klebstoffe
auf Acrylbasis, welche größere Mengen
an polaren Monomeren enthalten. Die Aggressivität kann ebenso unter Verwendung
eines Klebrigmachers verbessert werden. Einige solcher druckempfindlichen
Klebstoffe werden im hierin als Referenz aufgenommenen US-Patent
5,164,444 beschrieben und enthalten im allgemeinen von etwa 35 bis
60 Gew.-% von zumindest einem Alkylacrylat, etwa 15 bis 25% von
zumindest einem Vinylester, etwa 20 bis 40 Gew.-% von einem Diester
einer Dicarbonsäure,
bevorzugt Di-2-octylmaleat oder Di-2-ethylhexylfumarat und etwa 3 Gew.-%
einer ungesättigten
Carbonsäure.
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Das derzeit bevorzugte Herstellungsverfahren
verwendet ein mehrschichtiges oder Zweifachextrusionswerkzeug 10,
wie z. B. das in 3 illustrierte,
für das
Auftragen von zwei angrenzenden Klebstoffschichten, d. h. entfernbarer
und permanenter, auf die Trennfläche
einer Bahn eines Trennliner-Substrats 12. Die Bahn 12 wandert
um eine Abstützrolle 14 während sie
das distale Ende des mehrschichtigen Extrusionswerkzeugs 10 passiert.
Wie in 3 dargestellt,
wird verstanden werden, daß sowohl
das Extrusionswerkzeug 10 als auch die Bahn 12 im
wesentlichen die gleiche Breite aufweisen, so daß die ganze Breite des Substrats
in einem Durchgang durch die Flüssigkeit,
die aus dem Extrusionswerkzeug 10 und auf die Bahn 12 fließt, überzogen
wird. In diesem Fall fließen
zwei getrennte Fluidschichten aus Verteilern 16, die in
dem Extrusionswerkzeug ausgebildet sind, und entlang individueller
Schlitze 20, welche durch die distalen Anschlußflächen 22 des Extrusionswerkzeuges
definiert sind. Die Schlitze 20 kommunizieren jeweils mit
der Grenzfläche
zwischen der Bahn 12 und den distalen äußersten Spitzen 18 des
Extrusionswerkzeugs 10. Diese Spitzen werden als die "Extrusionswerkzeugslippen" 18 bezeichnet
und werden unten im Zusammenhang mit 4 in
größerer Einzelheit
veranschaulicht und beschrieben.
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Das mehrschichtige Extrusionswerkzeug 10 ist
baukastenartig und erlaubt daher Variationen der Anordnungen der
individuellen Schlitze 20 und Lippe 18, ohne Veränderungen
an den anderen Schlitzen und Lippen erforderlich zu machen. Daher
können
diese Gestaltungen abgestimmt werden, um ein erfolgreiches Überziehen
zu erreichen. Andere Variablen schließen den "Überzugsspalt" (c. g.) und den "Angriffswinkel" (α) des Extrusionswerkzeugs
ein. Wie in 3 dargestellt,
ist der Überzugsspalt
die Entfernung, die die Lippen 18 von der Bahn zurückgesetzt
sind. Der Angriffswinkel (α)
ist der Grad der Winkelabgleichung der Lippenoberflächen und
des ganzen Extrusionswerkzeugs bezüglich der nach außen zeigenden
normalen Bahn wie in 5 dargestellt.
Einendere Variable ist die Bahngeschwindigkeit, welche zwischen
etwa 50 bis 1.000 Fuß pro Minute
und mehr variieren kann.
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Es können entweder ein oder zwei
Extrusionswerkzeugüberzugsverfahren
verwendet werden: Interferenzüberzug
oder Näherungsüberzug.
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Im ersteren Fall werden die Lippen 18 des
Extrusionswerkzeugs eigentlich vorwärts in die Richtung der Bahn 12 gedrückt,ber
sie berühren
weder die Bahn noch verursachen sie dadurch einen Schaden daran, weil
sie auf einer dünnen
Schicht des Klebstoffüberzugmaterials
gleiten. Dennoch kann der Druck tatsächlich verursachen, daß sich die
Abstützrolle 14 (typi scherweise
aus Hartgummimaterial hergestellt) verformt, um den Druck des Extrusionswerkzeugs
gegen die Lippen 18 zu entlasten.
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Beim Näherungsüberzug werden die Lippen 18 des
Extrusionswerkzeugs 10 in einem genauen Abstand von der
Bahn 12 positioniert und werden nicht gegen die Bahn gedrückt. Die
Abstützrolle 14 ist
typischerweiseus nicht-rostendem Stahl gefertigt, welcher Genauigkeit
im Umfang der Rolle ermöglicht
und den Rollenseitenausschlag minimiert.
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Im Überzugsverfahren werden sehr
dünne Schichten
der hochviskosen Emulsion der Klebstoffzusammensetzung bei relativ
hohen Bahngeschwindigkeiten überzogen.
Das Verfahren wird vorsichtig kontrolliert.
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Solche Kontrolle wird bei dem sofortigen
mehrschichtigen Extrusionsüberzugsverfahren
zum Teil durch die Gestaltung und die Anordnung der Extrusionswerkzeuglippen 18 bewältigt. In
Bezuguf 4 wird dort
eine Nahansicht der am meisten distalen Spitzen 22 des
mehrschichtigen Extrusionswerkzeugs aus 3 gezeigt, einschließlich der mit jedem Schlitz
assoziierten Lippen 18, die die Grenzfläche oder den Überzugsspalt,
bezogen auf die Bahn 12, zeigt. In Bezug auf 4 sollte beachtet werden,
daß zur
Erleichterung der Darstellung das Extrusionswerkzeug 10 um 90°,ausgehend
von der in 3 gezeigten
Stellung, gedreht dargestellt ist. Darüber hinaus ist die Bahn in
einer horizontalen Anordnung gezeigt, während in Wirklichkeit dort eine
leichte Krümmung
zu der Bahn 12 und zur Abstützrolle 14 hin vorliegen
kann. Dennoch sind die damit einhergehenden Entfernungen so kurz,
daß durch
Annahme einer horizontalen Bahn 12 eine gute Näherung der
Fluiddynamik erreicht werden kann.
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Für
die einheitliche Bezugnahme sollen die individuellen Lippen 18 des
mehrschichtigen Extrusionswerkzeugs 10 mit Bezug auf die
Richtung des Transports der Bahn 12 bezeichnet werden.
Z. B wird die auf der linken Seite in 4 dargestellte
Lippe 18a als die "aufstromige
Lippe" bezeichnet
werden, während
diem weitesten rechte Lippe 18c als die "abstromige Lippe" bezeichnet werden
soll. Daher wird die "mittlere
Lippe" 18b den
gleichen Bezug haben. Dementsprechend definieren die aufstromige
und mittlere Lippe 18a, 18b einen aufstromigen
Einspeisungsspalt 24, durch welchen eine Klebstoffmaterialemulsion 26 auf
die Bahn 12 fließt,
um eine untere entternbare druckempfindliche Klebstoffschicht 28 eines
mehrschichtigen Klebstoffproduktsuszubilden. Dementsprechend bilden
die mittlere Lippe 18b und die abstromige Lippe 18c zusammen den
geschlitzten Einspeisungsspalt 30, durch welchen Klebstoffmaterialemulsion 32 auf
die Oberseite der unteren Schicht 28 fließt, wenn
die Bahn in der Richtung von links nach rechts wandert, wie in 4 dargestellt. Dies bildet
eine obere permanente druckempfindliche Klebstoffschicht 34 des
mehrschichtigen Klebstoffproduktsus. Wieder wurde zur Erleichterung
der Darstellung die obere Schicht 34 als dunkler gefärbtes Material gezeigt,ber
dies muß nicht
notwendigerweise der Fall bei der tatsächlichen Herstellung sein.
Z. B. können
verschiedene Farben oder Markierungen, wie z. B. ultraviolett-fluoreszierende
Farbe verwendet werden, um die Messung der individuellen Schichtdicken
zu erleichtern.
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Das Überziehen von viskosen Klebstoffen
bei diesen Bahngeschwindigkeitsraten kann mit einer Reihe von Problemen
einhergehen. Z. B. können
Rückführungen
in dem Fluß von
entweder den unteren oder oberen Klebstoffschichten zu verschiedenen
Fehlern im fertigen mehrschichtigen Produkt führen. Solche Rückführungen
könnenuftreten,
wenn der Trennpunkt jedes flüssigen
Klebstoffs in Bezug auf die Extrusionswerkzeuglippen 18 an
einer ungeeigneten Stelleuftritt. Außerdem kann einußerordentlicher
Druckgradient zu einem nachgeschalteten Auslaufen der Flüssigkeit
aus dem Überzugsausgangsbereich
zur Folge haben, was wiederum zu Fehlern im Endprodukt infolge von
ungleichmäßigen Klebstoffschichtdicken
etc. führen
kann. Darüber
hinaus haben diese undndere nachteilige Effekte die Diffusion von
einer Schicht in die andere zur Folge, da sie gleichzeitig im flüssigen Zustand überzogen
werden. Solches Diffundieren gefährdet
die Intaktheit und die Leistungsfähigkeit des resultierenden
Produkts.
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Daher wurde in Bezug auf den mehrschichtigen
Extrusionswerkzeugüberzug,
der hierin beschrieben wird, beobachtet, daß es sehr wichtig ist, die
Druckgradienten der Klebstoffe unter jeder Lippe zu kontrollieren. Insbesondere
sollte sich die obere Schicht von der mittleren Lippe an der abstromigen
Ecke dieser Lippebtrennen. Um solche Überzugskontrolle zu erreichen,
erkennt man aus 4, daß die Lippen 18 jedes
Extrusionswerkzeugabschnitts von der Bahn 12 in der abstromigen
Richtung zurücktreten
oder beabstandet sind. Dies ermöglicht
es den Lippen, den geeigneten Druckgradienten zu bilden und den
glatten Fluß des
Klebstoffs und gleichmäßige Schichtdicken
zu sichern. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Abgleichung einer
Anzahl von Laufparametern notwendig. Z. B. sollten die Überzugsspalte
der Lippen 18b und 18c ungefähr in dem Bereich der 1- bis
3-fachen Dicke des compoundierten feuchten Films der Schichten,
die der besagten Lippe vorgeschaltet eingespeist werden, sein. Unter
der aufstromigen Lippe 18a ist die Nettoflußrate notwendigerweise Null
und ein Umkehrfluß ist
die einzige Möglichkeit.
Daher wird der Überzugsspalt
unter dieser Lippeusschließlich
eingerichtet, um den Ausfluß der
Flüssigkeit
aus dem Überzugsspalt
in aufstromige Richtung zu vermeiden. Darüber hinaus können die
aufstromigen Stufe, definiertls Maß A in 4, und die abstromige Stufe, definiertls
Maß B,
im ganzen Bereich zwischen Null bis etwa 4 mil (0 bis 0,004 Zoll)
liegen. Die Einspeisungsspalte (definiertls Maß C und D in 4) kann ebenso im ganzen Bereich zwischen
etwa einem und etwa 15 mil (0,001 Zoll bis 0,015 Zoll)bgeglichen
werden, bevorzugt ohne die fünffache
Dicke des feuchten Films oder seiner korrespondierenden Schichten
zu überschreiten.
Zusätzlich
spielt die Länge
der Lippen 18 in Richtung des Bahntransports eine wichtige
Rolle zum Erreichen des zweckmäßigen Druckgradienten.
Daher sollte die aufstromige Lippe 18a ungefähr 2 mm
oder mehr lang sein, wie es notwendig ist, den Kopf wie oben bemerktbzudichten.
Die abstromige Lippe 18c und mittlere Lippe 18b können in
der Länge
in den Bereich von 0,1 bis 3 mm fallen.
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Es kann klar erkannt werden, daß ein gewöhnlicher
Fachmann diese verschiedenen Parameterbgleichen kann, um richtige
Fluiddynamiken für
den gleichmäßigen Schichtüberzug erreichen
zu können.
Selbstverständlich
können
Personen mit größeren Fähigkeitenls
gewöhnlich,
das Extrusionswerkzeug und die Laufparameter präziserbgleichen, um gute Ergebnisse
zu erzielen. Allerdings stehen solche Personen für die Einstellung der Herstellung
nicht immer leicht zur Verfügung.
Daher ist es vorteilhaft, eine Extrusionswerkzeuggestaltung bereitzustellen,
welche die Größe des Fensters
der erfolgreichen Durchführung
des mehrschichtigen Überzugs
erhöhen
wird. Dies kann durch gewisse Abgleichungen bei der Ausrichtung
der Extrusionswerkzeuglippen erreicht werden.
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Daher zeigt 5, daß das Extrusionswerkzeug 10 aus 4 geringfügig im Uhrzeigersinn
gedreht ist, und einen "Angriffswinkel α" darstellt. Für den einheitlichen
Bezug stellt der in 4 gezeigte
Angriffswinkel (α)
einen negativen Angriffswinkel oder eine konvergierende Ausrichtung
der abstromigen Lippe 18c in Bezug auf die Bahn 12 dar.
Diese Ausrichtung der konvergierenden Lippe liefert einen negativen
Druckgradienten (in der Richtung des Bahntransports) entlang der
abstromigen Lippe 18c, was vorteilhaft zur Verhinderung
eines Überzugsfehlers,
der als "Verrippung" bekannt ist, einem
Muster von regelmäßiger Streifung
im Sinne des Bahntransports in dem Film. Die Tatsache, daß die mittlere
und die aufstromige Lippe 18a und 18c auch eine konvergente
Ausrichtung erreichen, ist nicht besonders vorteilhaft. Obwohl der
Angriffswinkel des Extrusionswerkzeugs breit variiert werden kann,
um diese Vorteile zu erzielen, wurde beobachtet, daß Winkel
in dem Bereich von 0° bis –5° geeignet
sind.
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Ein noch erfolgreicheres Betriebsfenster
kann durch zusätzliche
Lippenmodifikationen erzielt werden. In 6 ist eine Variation der Lippenanordnung
aus 5 gezeigt, die "abgeschrägte" Lippen darstellt.
Bei diesem Aufbau ist die abstromige Lippe 18c winklig
oder abgeschrägt,
so daß sie
ein sich näherndes
Profil aufweist, ähnlich
wie das in 5 gezeigte.
Dennoch ist die mittlere Lippe 18b so angeordnet, daß sie flach oder
parallel in Bezug auf die Bahn 12 ist. Auf der anderen
Seite ist die aufstromige Lippe 18a abgeschrägt, so daß sie in
abstronniger Richtung von der Bahn 12 divergiert. Dieser
Aufbau liefert wieder den geeigneten Druckgradienten unter den individuellen
Lippen, um Rückführungen
und aufstromiges Auslaufen zu vermeiden. Falls darüber hinaus
Störungen
in den Überzugsbedingungen
auftauchen (wie z. B. infolge des Seitenausschlags der Rolle, Fremdkörper auf
der Bahn, Schwankungen im Umgebungsdruck, etc.), wird die sich nähernde Anordnung
der in 6 gezeigten aufstromigen
Lippe 18a eine dämpfende
Wirkung auf die Flußbedingungen
hervorbringen, so daß Fehler
in den Überzugsschichten
nicht auftreten. Auf diese Weise wirkt der mehrschichtige Überzugswulst
als eine nichtlineare Feder, um solche ungewollten Vorkommnisse
zu dämpfen, um
zu dem stabilen Zustand zurückzukehren.
Das Extrusionswerkzeug 10 kann dann in Übereinstimmung mit Variationen
des Standardangriffswinkels abgeglichen werden, um vorteilhafte Überzugsbedingungen
zu erzielen. Da die Lippen 18 in einer vorteilhaften Ausrichtung
prädisponiert
oder abgeschrägt
sind, braucht die Abgleichung des Angriffswinkels sowie des Überzugspalts
nicht so präzise
zu sein. Daher können
Personen mit gewöhnlichen
Fähigkeiten präzise zu
sein. Daher können
Personen mit gewöhnlichen
Fähigkeiten
oder sogar geringeren Fähigkeiten
erfolgreich gute Überzugsergebnisse
erzielen.
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In den folgenden Beispielen und Kontrollen
ist R-1 ein entfernbarer druckempfindlicher Klebstoff, der aus einer
hochviskosen Emulsion eines Acrylcopolymers, das aus 98 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat
und 2 Gew.-% einer Mischung aus Acryl- und Methacrylsäuren gebildet
ist, abgeschieden wird. Die Emulsion verwendet ein anionisches Tensid.
Der Feststoffgehalt ist 66 bis 65% und die Emulsion mit einem organischen Eindicker
eingedickt. R-2 ist die gleiche Emulsion wie R-1 aber ohne den Eindicker.
R-3 ist eine zu 61–63% feste
Emulsion aus einem plastizierten Copolymer von 98% 2-Ethylhexylacrylat
und 2 Gew.% einer Mischung aus Acrylund Methacrylsäuren. P-1
ist ein klebrig gemachtes Acrylemulsionscopolymer, das in der Anwesenheit
eines anionischen Tensids ausgebildet ist. P-2 ist ein Emulsionspolymer,
das aus 2-Ethylhexylacrylat/di-2-octylmaleat/vinylacetat/acrylsäure/methacrylsäure in relativen
Gewichtsverhältnissen
von 48/29/21/1,5/0,5 gebildet ist und in der Anwesenheit von Dodecylmercaptan
gebildet ist.
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Die grundlegenden Versuche wurden
durch Auswertung der Klebstoftleistung, des Schnellklebens und der
90°-Schälhaftung
durchgeführt.
Das Schnellkleben wird gemäß dem FINAT-Testverfahren
Nr. 9 (FTM 9) und die 90°-Schälhaftung
gemäß dem FINAT-Testverfahren
Nr. 2 (FTM 2) durchgeführt.
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Das FTM 9 mißt die Klebrigkeit eines druckempfindlichen
Klebstoffs und erlaubt den Vergleich von "initialer Griffigkeit" oder "Aufbringungsklebrigkeit" von Klebstoffen.
Der Schnellklebewert wird ausgedrückt als die Kraft in Newton
pro Meter (N/M), die erforderlich ist, um bei einer bestimmten Geschwindigkeit
eine Schlaufe aus Material mit Klebstoff, der nach außen zeigt,
welche mit einer bestimmten Fläche
einer Standard- oder Testoberfläche
in Kontakt gebracht wurde, abzulösen.
Unter Verwendung eines Zerreißprüfers wird
eine ungefähr
25 mm breite Schlaufe einer Probe veranlaßt, auf eine Testoberfläche abzusteigen,
um dann plötzlich
davon entfernt zu werden. Die Rate ist 300 mm pro Minute. Die Kontaktfläche ist
ungefähr
25 mm × 25
mm.
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FTM 2 verwendet ebenfalls
eine 25 mm breite Probe. Ihre Klebstoffüberzugsoberfläche wird
unter leichtem Fingerdruck auf eine ausgewählte Testoberfläche aufgebracht
und mit einem Standard-FINAT-Testroller angerollt, um einen innigen
Kontakt zwischen der Klebstoffmasse und der Substratoberfläche zu erhalten.
Nach einem vorbestimmten Aufzeichnungszeitraum wird der Teststreifen
von der Oberfläche
in einem Winkel von 90° zu
der Oberfläche
bei einer Rate von 300 mm pro Minute abgeschält und in Newton pro Meter angezeigt.
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Beide Tests werden bei einer Temperatur
von 23 °C ± 2 °C und bei
einer relativen Feuchtigkeit von 50% ± 5% RH durchgeführt.
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Beispiele 1 und 2 und
Kontrollen 1 bis 5
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In der Absicht der Auswertung der
Erfindung wurde eine Emulsion eines permanenten druckempfindlichen
Klebstoffs P-1 und Emulsionen von entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffen R-1 und R-2 bereitgestellt. Die Klebstoffe wurden unter
Verwendung eines Zweifachextrusionswerkzeugs auf Pergament aufgetragen
und zur Ausbildung eines Laminats aus Pergament, permanentem druckempfindlichen
Klebstoff und entfernbarem druckempfindlichen Klebstoff getrocknet.
Diese Laminate sind Beispiel 1 (Ex-1) und Beispiel 2 (Ex-2. Diese
Konstruktionen wurden mit einer entfernbaren Handelskonstruktion
(Kontrolle 1), zwei Konstruktionen, in welchen R-2 auf einem grundierten
Pergament aufgetragen wurde (Kontrollen 2 und 3), einer Konstruktion,
bei der R-1 auf ein nicht-grundiertes Pergament aufgetragen wurde
(Kontrolle 4) und eine, bei der R-2 auf ein nicht-grundiertes Pergament
aufgetragen wurde (Kontrolle 5) verglichen. Die Überzugsgewichte für jede Konstruktion
sind in Tabelle 1 dargestellt.
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TABELLE
1
Überzugsgewichtszunahmen
pro Quadratmeter (95M)
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Die Haftungsleistung der Konstruktionen
wurde für
das Schnellkleben auf verschiedenen Substraten (7), für
90°-Haftung
auf Pergament (8), für 90°-Haftung
auf Glas (9), für 90°-Haftung
auf hochdichtem Polyethylen (10),
für 90°-Haftung
auf Pappe (11) und für 90°-Haftung
auf Polyvinylchlorid (PVC) (12)
evaluiert. Die Entfernbarkeit wurde unter natürlichen Alterungsbedingungen
ausgewertet (23°C
bei 50% relativer Feuchte bei bis zu einem Monat auf verschiedenen
Substraten). Auf Pergament und Pappe, 9 und 11, schlugen drei der Konstruktionen,
Kontrollen 4 und 6 und Beispiel 2 mit zumeist sofort nach der Anbringung
(20 Minuten) auftretender Klebstoffübertragung fehl. Dies trat
auf, wenn der R-2-Klebstoff ohne
die Verwendung einer Grundierung überzogen wurde und wenn ein
Laminat von R-2 auf P-1 eingesetzt wurde. Auf Glas, hochdichtem
Polyethylen und Polyvinylchlorid wurde für die nicht-grundierten Konstruktionen (Cont
4 und 5) nach zwei Wochen Klebstoffübertragung beobachtet. Die
anderen R-1-Konstruktionen ergaben gut entfernbare Eigenschaften.
Die besten Eigenschaften für
das vorgrundierte Pergament-Grundmaterial wurden für das mit
dem Zweifachextrusionswerkzeug überzogene
Material, das unter Verwendung von R-1 auf einer dünnen (4
gsm) Schicht von P-1 präpariert
war, beobachtet. Die Ergebnisse dieser Studie begründeten, daß es möglich war,
einen entfernbaren Klebstoff unter Verwendung eines Zweifachextrusionswerkzeugüberzugssystems
zuzubereiten, bei dem der Grundierungsüberzug durch einen permanenten
druckempfindlichen Klebstoffüberzug,
der gleichzeitig auf der Oberseite eines entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffs aufgelagert wurde, auf der Trennfläche ersetzt wurde und dann
auf ein Pergament übertragen
wurde. Dies ist die Konstruktion der Beispiele 1 und 2. Ebenso wurde
es klar, daß der
R-2-Klebstoff unannehmbare Eigenschaften ergab, wenn er ohne die
Verwendung einer Grundierung überzogen
wurde und wenn er unter Verwendung eines Zweifachextrusionswerkzeugs
mit einem pennanenten Klebstoff aufgetragen wurde, zu aggressive
Haftung ergab, möglicherweise
aufgrund teilweiser Mischungen des permanenten Klebstoffs mit dem
entfernbaren Klebstoff beim Auftragen mit dem Zweifachextrusionswerkzeug
und möglicherweise
infolge des Erreichens zu hoher und effektiver Dicke des permanenten
Klebstoffs. Die Unterschiede können
ebenso der Tatsache zuschreibbar sein, daß das Gerät zu dem, das zum Auftragen
der Zusammensetzung aus Beispiel 1 verwendet wurde, verschieden
war. Auf jeden Fall bestätigte
die Studie, daß es
möglich
war, eine Zweifachextrusionstechnik zu verwenden, um ein Laminat
eines permanenten druckempfindlichen Klebstoffs und eines entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffs aufzutragen, um einwandfreie Bindung an ein Flächenmaterial
oder einen Träger
zu bekommen, um so die Eigenschaften des entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffs und seine aggressive Bindung an den Träger zu erhalten.
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Kontrollen 6, 7, 8 und
9 und Beispiele 3 und 4
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Eine Studie wurde durchgeführt, um
die Wirkung von Überzugsgewichtsverhältnissen
des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs zu dem entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoff zu zeigen, wobei das Gesamtüberzugsgewicht
etwa 21 gsm war. Zwecks Auswertung wurde ein silikonüberzogener
Trennliner, der von Rhinelander hergestellt und verkauft wurde, als
der Trennliner verwendet. Bezug nehmend auf Tabelle 2 war für diesen
Zweck eine Konstruktion, bei der der einzige verwendete Klebstoff
der permanente Klebstoff P-2 war. Kontrolle 7 wurde unter Verwendung
eines Zweifachextrusionswerkzeugs ausgebildet, allerdings mit einem
niedrigen Überzugsgewicht
des entfernbaren druckempfindlichen Klebstoffs. Das Überzugsgewicht
des permanenten druckempfindlichen Klebstoffs zu dem entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoff war 14 : 7. Die Dicke des entfernbaren
druckempfindlichen Klebstoffs war zu gering, als daß das Produkt
ein entfernbares ist, aber dies zeigt die Möglichkeit der Auswahl des Klebstoffs
durch Variieren der relativen Überzugsgewichte
der entfernbaren zu den permanenten druckempfindlichen Klebstoffen.
Für die
Kontrolle 8 wurde nur der permanente druckempfindliche Klebstoff
auf das Hochglanzpapier aufgebracht. Kontrolle 9 war ein gewerblicher
entfernbarer einfachextrusionswerkzeugüberzogener entfernbarer druckempfindlicher
Klebstoff auf grundiertem Hochglanzpapier. Beispiele 3 und 4 liefern
das Verhältnis
der Überzüge des Klebstoffs
R-3 auf permanentem P-2 aufgebracht auf Hochglanzpapier bei relativen Überzugsgewichten
von 10,5 zu 10,5 gsm und 17 zu 4 gsm. Tabelle 2 zeigt Schäl- und Schlaufenwerte
auf nicht-rostendem Stahl. Die angefügte 13 zeigt in einem Blockdiagramm die relative
Haftung von mit einem Zweifachextrusionswerkzeug überzogenen
Konstruktionen der Kontrolle 7 und der Beispiele 3 und 4 und Kontrolle
9 auf nicht-rostendem Stahl, wobei der Test ein zehnminütiges 90°-Schälen war,
während 13 die Schlaufenklebrigkeit
für die
gleichen Konstruktionen zeigt. Es ist offensichtlich, daß die Konstruktion,
die der Kontrolle 9 am nächsten
steht, die war, bei der das Gesamtniveau des Entfernbaren 17 gsm
und des Permanenten 4 gsm war, d. h. Beispiel 4. Tabelle 4 vergleicht
das 90°-Schälen nach
40 Tagen des Alterns auf nicht-rostendem Stahl für die Zusammensetzung von Beispiel
4 im Vergleich zu Kontrolle 9. Die gleichen Daten sind auch in den 15 und 16 eingezeichnet. Es ist offensichtlich,
daß die
Konstruktion von Beispiel 4 gut zu der Konstruktion von Kontrolle
9 paßt.
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Während
die Erfindung als eine einzelne Schicht eines permanenten druckempfindlichen
Klebstoffs und einer einzelnen Schicht eines entfernbaren druckempfindlichen
Klebstoffs beschrieben wurde, versteht es sich, daß jede gegebene
Schicht eine Zusammensetzung von mehreren Schichten von Mischungen
von Polymeremulsionen sein kann, soweit eine wirksame als ein permanenter
druckempfindlicher Klebstoff fungiert und der andere als ein entfernbarer
druckempfindlicher Klebstoff.
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TABELLE
2
10-minütiger
Schältest
und Schlaufenklebrigkeitstest nicht-rostendes Stahlsubstrat
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Laueflachheit
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Der Radius der Krümmung der Konstruktion kann
verwendet werden, um die Wellung des Papiers zu messen. Bezug nehmend
auf Tabelle 5 bezeichnet "wellen" Klebstoffkonstruktwellung,
die quer zur Bahn auftritt, während "hängen" Klebstoffkonstruktwellung bezeichnet,
die in Längsrichtung
der Bahn auftritt. Die bereitgestellten Werte sind Krümmungsradien
in Zoll, wobei unendlich ein perfekt flaches Konstrukt darstellt
(d. h. keine Welle). Zu Vergleichszwekken ist eine "Welle", die einen Krümmungsradius
von unendlich bis 14 Zoll oder größer als annehmbar betrachtet.
Auch für
Vergleichszwecke wird ein "hängen" von unendlich bis
12 Zoll oder größer als
akzeptabel betrachtet. Von den derzeitigen Erfindern wurde bemerkt,
daß grundierungslose entfernbare
Klebstoffkonstrukte der vorliegenden Erfindung Wellen in einem Bereich
von 11 bis 14 Zoll aufwiesen, während
herkömmliche
grundierte entfernbare Klebstoffe Wellen von bestensfalls etwa 8
Zoll aufwiesen. Daher zeigen die grundierungslosen entfernba ren
Klebstoffkonstrukte verbesserte Lageflachheit im Vergleich zu herkömmlichen
entfernbaren Konstrukten.
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Es versteht sich, daß bestimmte
Variationen der vorliegenden Erfindung für den Fachmann sich von selbst
ergeben. Die obige ausführliche
Beschreibung soll ausdrücklich
als beschreibend verstanden werden, wobei der Geist und der Umfang
dieser Erfindung nur durch die anhängigen Ansprüche begrenzt
werden soll.