CN101475104B - 用于压纸辊更换的胶带及其用途 - Google Patents

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Abstract

一种用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带(1)，包括具有主导面(4)和拖动面(5)的载体(2)。光学检测装置(6)和可暴露的自粘化合物(10)分布在主导面上。可分开粘合系统(16，17，18)位于拖动面上。感应检测装置(8)以视觉上难以察觉的的方式设置在胶带(1)上。

Description

用于压纸辊更换的胶带及其用途
技术领域
本发明涉及一种用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带，并且还涉及这种类型的胶带的使用。
背景技术
在平纸幅(flat web)材料(纸、箔、无纺物等)的加工中，压纸辊(flying roll)更换是一种用于不需停下高速机器并将新辊代替几乎未缠绕的旧辊的已经确定的工艺。该类型的压纸辊更换过程中，接触性胶带经常用于连接旧纸幅的末端和新纸幅的起始处。
在纸、箔和无纺物的加工工业中，使用两种不同的工艺实施压纸辊更换(也称为“动态辊更换”)。
在第一种工艺的情况下，双面自粘胶带以有利的布局(传统的是W-型或V-型布局)手工粘在新辊的纸幅的起始处，并将伸出超过胶带的纸幅材料分离。另外，新辊的纸幅的起始处使用所谓的固定标签固定到新辊下方的拐弯，以防止纸幅在新辊加速到旧辊的表面速度时展开。这种工艺的一个缺点是辊的准备非常耗时，且粘结需要安排熟练员工。此外，这种工艺并不总是能产生希望的结果，由于纸幅材料、固定标签和粘结带的分层设置，这种工艺得到的粘结物比较厚。而且，特别是在薄的弹性纸幅材料的情况中可能发生下述情况，即在旋转过程中在新纸幅的起始处，相反方向的空气流引起纸幅材料中出现凸起，并且这一般会导致纸幅的弱粘结。
在第二种已知工艺的情况下，两面自粘胶带以直线状粘结在辊状材料顶层的下面或上面。
US5323981公开了一种用于压纸辊更换的具有引导面上高粘性胶粘化合物的双面胶带。在拖动面(trailing side)上具有两个粘性化合物部分，在这两部分之间有利地具有无粘性化合物区。在此情况下，具有永久粘性的后粘性化合物部分粘结到新辊的顶层，并且可再定位的前粘性化合物部分经由顶层充分地粘结到第二层。在该变化形式中可再定位的粘性化合物部分用作辊锁。在压纸辊更换的情况下，在胶带的主导面上，终止纸幅(expiring web)与新辊接触。可再定位的粘性化合物部分与第二层的材料分离，并且新辊被拖进机器中，在胶带的末端被粘性化合物永久地固定。
WO95/29115A公开了相似的胶带。两面胶带在上面(主导面)具有两种粘性化合物并且在下面(拖动面)具有一种粘性化合物。胶带固定在新辊的顶层的下面。在此情况下，上面的一种粘性化合物固定顶层。上面的第二粘性化合物用于与终止纸幅接触。在下面具有可再定位的粘性化合物，当以拼接的方式即当操作新辊时，该可再定位的粘性化合物暴露其顶层。
这两个已知的胶带具有共同的缺点。即在这两个胶带的例子中，可再定位的粘性化合物被精整机即加工平纸幅材料的机器打开，从而纸幅可能被粘到偏斜辊或可能发生印刷遮盖现象，这又可能再次导致纸幅破裂。
DE19628317A教导了对于该问题的改进。虽然拖动面的可再定位粘性化合物被具有可分开载体的双面胶带(通常为“可分开粘合系统”)代替，但是其中公开的胶带与WO95/29115A中的结构相似。在拼接情况下，载体分开，从而新辊的顶层与第二层分离，并用各自的分开物残余部分以所述粘性化合物保持不粘合的方式来覆盖粘性化合物。这避免了通过精整机时产生破坏性的粘结。
DE19902179A教导了另一改进。其中，可分开带被新辊的引导边缘阻碍。这种阻碍使拼接效率大大提高。
DE19841609A公开了双面胶粘部件，其载体不包括单层纸，而是包括连接到固化粘结点的纸/纸复合物。该胶粘部件也接合在新辊的顶层的下方。在拼接的情况下，胶粘点从复合纸的其中一张中撕裂纸纤维，从而暴露顶层。
在纸张精整机的例子中，特别是印刷机，一方面在辊更换的准备期间，必须检测连接点，另一方面，胶带残余部分(也叫做“拼接”，为避免误解这里指“拼接残余”)在最终印刷产品中为了分离在后期必须被检测。为了达到这个目的，具有不同的方法，因此对胶带也有不同的要求。
在辊更换中，用于拼接的胶带的位置可以被光学或感应检测。
WO03/018451A公开了一种胶带，其以确保光学检测并及时开始拼接的方式在朝向终止纸幅的接触面上被染色，优选的是黑色。胶带(基于新辊)中为检测而染色的胶带的那一面径向向外，从而辊更换器上的传感器能检测到胶带。通过在一面上印刷载体材料能够实施染色，在该面上后来层叠了粘性化合物用于与终止纸幅接触。
EP1041025A公开了一种具有铝箔载体的胶带，通过铝箔来触发感应检测。
在最终印刷品上的拼接残余可通过伸出辊的边缘的标签而被检测。但是，该工艺存在印刷过程中丢失标签的潜在失误，从而不能可靠的去除拼接残余。此外，一些额外的复制品必须被去除，从而确保具有拼接残余的所有复制品也被去除。
感应检测具有可将拼接残余可靠去除的优点，且也可去除包含拼接残余的每个复制品个体。因此，必要的是去除较少的复制品，这本身能减少成本。
从WO03/018452A、WO03/018453A和WO03/018454A中得知了提供检测可能性的其它用于压纸辊更换的胶带。
光学确定辊更换器中的拼接位置但以感应方式从印刷产品上切断拼接残余的印刷机存在着问题。现在，在这方面，至少一个标签在任何情况下必须另外地连接到胶带。
最近的印刷机现在对胶带有更具体的要求。一方面，在辊更换过程的初期，胶带必须被准确地检测，以允许可靠地确定胶带的位置并且因此也可靠地实现拼接。另一方面，在最终印刷产品中的拼接残余必须被可靠地检测，从而确保具有拼接残余的印刷品被切断。而且现在还要求，在通过印刷机时拼接过程之后没有可检测的额外物是可见的。也就是说，现代印刷机器具有传感器，从而能迅速识别破裂和快速地停止印刷过程，以降低损失。现在，如果其中一个可检测额外物明显地被识别，传感器不再识别正常的纸，而是识别例如铝箔或黑色染色物，且可以检测作为纸裂口，于是这导致进行过程中的故障。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带，该胶带是可靠的且在应用中被固定，并且不会导致所述的现有印刷机中出现的故障。
该目的通过用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带来实现。
本发明提供一种用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带，包括具有主导面和拖动面的载体；设置在所述主导面上的可光学检测装置和可暴露的自粘化合物；以及设置在所述拖动面上的可分开粘合系统，其特征在于，可感应检测装置以视觉上难以察觉的方式被设置，且所述可感应检测装置设置在所述载体的拖动面上，且设置有视觉上难以察觉的覆盖层或设置在所述载体的主导面上，且由所述可光学检测装置隐藏。
本发明还提供一种如上所述的胶带的用途，所述胶带用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换。
根据本发明的胶带在其主导面上可被光学检测，例如需要用于压纸辊更换的准备和顺序，即用于拼接。在随后的通过诸如用于纸张的印刷机的精整机期间，拼接残余能被感应地记录。由于可感应检测装置(优选的是铝箔)以视觉上难以察觉的方式设置，上述最近的印刷机也可无故障地操作。术语“视觉上难以察觉(视觉上中性)”具体意味着可感应检测装置不被用于检测纸裂口的传感器所识别，或不能与平常的纸表面区分，关于这些，从属权利要求及以下所述的示例实施例详细说明了一些实施例。
附图说明
下文中将参考示例性的实施例更详细地对本发明进行描述。图中
图1是根据本发明的胶带的第一实施例的示意性剖视图，
图2是根据本发明的胶带的第二实施例的示意性剖视图，
图3是根据本发明的胶带的第三实施例的示意性剖视图，和
图4是根据本发明的胶带的第四实施例的示意性剖视图。
具体实施方式
首先描述胶带的第一实施例，其中涉及更全面的方面。
在第一实施例中，提供双面光滑的牛皮纸作为载体，该牛皮纸具有例如55μm的厚度和65g/m2的纸张重量，且一面(此后称为主导面)印刷有黑色的印刷油墨。有利的是，牛皮纸能够被涂以彩釉，以更好地固定印刷油墨。纸的重要因素是其物理性质，最重要的是撕裂强度。该撕裂强度必须比使用中的印刷机或其它加工机器中的纸幅应力要高。在具有低纸幅应力的情况下，纸张也可选择为更薄。这对工艺操作是有利的，因为更薄的材料更少地干扰通过机器的传送。
作为可感应检测的装置的铝箔是在另外的过程中被层压到载体的与印记相对的面(这里指拖动面)上。铝箔通常具有6μm到12μm的厚度。不过，取决于传感器的类型，铝箔还可更薄或更厚。在此情况下，更薄的复合物也比厚的复合物更少地干扰通过机器的传送。叠层例如可经由两组分粘合剂或通过聚乙烯实现。用于制造此类复合物的工艺已众所周知。虽然使用时铝箔可以更窄，但是铝箔可以与载体纸具有相同的宽度。铝箔印刷有白色的印刷油墨。这确保在现代的印刷机中，用于裂口的传感器不会由于铝箔的通过而受到干扰，因此也不检测或报告有任何裂口。
在印刷黑油墨的一面(即主导面)上，用粘性化合物(自粘化合物(self-adhesivecompound))涂覆多组分复合物。粘性化合物必须是高粘性化合物，即具有高粘持(tack)力和展现高粘附(adhesive)力。
在示例性的实施例中，使用硅树脂处理材料覆盖粘性化合物，优选的是硅树脂纸。如果人工处理胶带，那么这种可分离的覆盖物可具有缝隙，即被分割，从而允许最终部分片彼此分离。另一方面，如果在自动过程中使用胶带，那么更加优选的是无缝隙覆盖物材料。为了人工粘结，覆盖物材料优选的是纸，因为接着纸可被手撕破。在自动应用中，覆盖物材料也可包括箔，因为这种情况下带有覆盖物的胶带被机器切割。
粘性化合物的粘持力可以通过下面所示例子的方式进行测量：
粘持力以下列方式被确定：已知的滚球快粘力(rolling ball tack)被测量作为较短接触时间的粘持力的测量。具有23μm厚的相应的自粘化合物的标准聚酯载体被涂敷在一面上作为测试样品(蒸发溶剂后自粘化合物的应用：50g/m2)。约10cm长的胶带水平地固定在测试板上且粘合面朝上。钢制的样品球(直径11mm；质量：5.6g)用丙酮清洁，并在大气环境下(温度：23℃+/-1℃；相对湿度：50％+/-1％)停放2小时。为了测量，钢球通过从65mm高的斜坡(倾斜角度：21°)上滚下在重力的作用下被加速。钢球从斜坡上被直接引入到样品的粘结表面。测量球静止前覆盖粘性化合物的距离。在此情形下由此确定滚动的距离并作为自粘化合物的粘持力的相反测量(即滚动距离越短，粘持力越大，反之亦然)。从5次单独测量中取平均值得到各自的测量值(以mm标识的长度)。
粘附力的测量用下述实例进行说明：
在此情况下粘附力以下列方式被确定：放在衬垫上的单面粘合SC(超级砑光(super calendered))纸的纸面用作确定的粘合或测试基底(粘附力板)。23μm厚的标准聚酯载体的一面涂有相应的自粘化合物作为测试样品(干燥溶剂后自粘化合物的应用：50g/m2)。20mm宽的被涂覆的标准聚酯载体在负荷(2kg)的作用下压到SC纸上。之后胶带立即以180°的角度和300mm/min的速度从基底上移去，并且测量在室温下为此目的所需要的力。从3次单独的测量中取平均值得到测量值(N/cm)。
在具体的实施例中，接触面(主导面)即粘附到新辊后径向向外的面，其粘性化合物可具有增大的剪切值。在此情况下剪切强度以如下方式被测量：
为了测量粘性化合物的剪切强度，化合物层压到标准载体(聚酯薄膜；厚度：25μm)上。优选地，选择恒定均一的25g/m2的化合物应用。在粘性化合物进行干燥和可选的交联之后，切出13mm宽且至少20mm长的带条，并粘合到限定的纸(例如，诸如Neopress T54的54g/m2的轮转凹印纸，或诸如Mediaprint的135g/m2的涂布原纸)上。粘合表面面积为13mm×20mm。为了确保粘合中恒定的接触压力，测试项目被辊(重量：2kg)缓慢地辊压两次。由此产生的测试样品负载有平行于粘附板的1kg重量，并且胶带保持在纸上的时间被测量。为了更好地区别单独的粘性化合物，因而在其它的测试温度(例如40℃和70℃)下进行测试。
具有提高剪切值的这类产品除了用于冷定型印刷单元以及热定型印刷单元之外，还特别地用于印刷机。未来，这会逐步发展成通常的情况，因为此方式可增大印刷机的效率。
如开始所述，可分开粘合系统应用在与覆盖物相对的一面(拖动面)上，允许具有平纸幅材料的新辊的顶层固定在位于其下的层上。可分开粘合系统具有较广范围的实施例。
如DE19902179A所述，纸两面都涂覆粘性化合物，且在Z方向上经受负荷时自身分开，因此覆盖粘合所必需的粘性化合物。在Z方向上的负荷是与载体平面垂直的力分量，例如这会在平纸幅材料从新辊上卷绕，并且顶层从位于其下的层分离时产生。朝向载体的拖动面的粘性化合物和纸的另一面上的粘性化合物可以是自粘化合物。但是，也可采用固化粘性化合物。
用于载体的固化粘性化合物具有如下优点：它们能以更小的层厚被涂敷，从而能减少系统的整个厚度。另一面即接合到纸幅材料的一面上的固化粘性化合物提供了将特别难连接的基底牢固接合的优点。此种类型的粘性化合物例如通过水或其它溶剂或加热而活化。虽然使用这种类型的粘性化合物需要更多时间，因为粘性化合物必须被活化，并且旋加的胶带和粘性化合物随后必须被固化，但是这在现代生产过程中可实现，因为其中许多操作都有中央拼接的准备阶段。在这种情况下，辊通常提前6-8小时进行准备。
如EP1076026A所述，也可使用纸/纸复合物、纸/箔复合物或箔/箔复合物来替代单层纸。
所有所述系统的裂开力应该在15cN/cm和70cN/cm之间。
现在参考图1对胶带的第一实施例的具体例子进行说明。图1是附图标记1所示的胶带的示意性剖视图，该胶带并不是以真实尺寸示出，而是特别地对尺寸进行放大。胶带1的宽度方向从左向右延伸，从而在应用中平纸幅材料的纵向方向连接到胶带1。
作为载体的牛皮纸2两面都光滑，其具有例如55μm的厚度和65g/m2的纸张重量，并具有主导面4和拖动面5，该牛皮纸印有黑印刷油墨的层6作为光学检测装置。如前所述，牛皮纸可以是单面或双面的釉面纸。在主导面4上即当胶带1粘合到具有平纸幅材料的新辊上时径向向外的一面上进行印刷。
铝箔8层压到层6的相对的一面即拖动面5上，作为感应检测装置。铝箔在径向向内的一面上印刷上染料，从而组成覆盖物层9，因而铝箔8的铝不可见。染料优选为白色，即类似纸的颜色。
高粘附自粘化合物10(压敏胶，接触性粘性化合物)施加在层6上。自粘化合物可以是透明的，从而层6的黑色印刷物可透过或能自身染黑以提高可检测性。自粘化合物10被可分离的覆盖物12覆盖，该覆盖物可被裂缝13分为两部分14，15。
在根据图1的示例性实施例中的可分开粘合系统位于覆盖物层9上，该系统由可开裂纸16和设置成自粘化合物的两种粘性化合物17、18组成。该系统的定位有利地通过从胶带1的边缘19偏移1mm至15mm而实现(参见图1)。
图2示出了在此例中用附图标记20标识的胶带的第二实施例，其中层的顺序和胶带1中的顺序不同。
作为载体的牛皮纸22两面都光滑，其具有例如55μm的厚度和65g/m2的纸张重量，并具有主导面24和拖动面25，铝箔28层压在该牛皮纸的主导面24上。铝箔28的厚度也在6μm到12μm之间。因此，本例中的不同于第一实施例的感应检测装置以铝箔28的形式设置在主导面24上。复合物在铝箔28上被印刷成黑色，从而形成光学检测层26。高粘性自粘化合物30(接触粘性化合物)再次施加到光学检测层上，并覆盖有可分离的覆盖物32。覆盖物32不被分成段，即没有任何缝隙，这在胶带20的自动应用中更为有利。
在拖动面上设置的还是如图1实施例中的可分开粘合系统，该系统具有可开裂纸36和两个自粘化合物37、38。
图3示出了胶带的第三实施例，在该例中用附图标记40标识该胶带。
作为载体的牛皮纸42两面都光滑，其具有例如55μm的厚度和65g/m2的纸张重量，并具有主导面44和拖动面45，该牛皮纸层压有铝箔48。具有染料的印刷层46和接触粘性化合物50的叠层层压到层叠的铝箔48上。接触粘性化合物50覆盖有可分离的覆盖物52，该覆盖物被缝隙53分为两个部分54、55，但是仍可呈现为单件。
如EP1076026A所述，纸层57通过层叠的涂层56层压到载体42的拖动面45上。该纸层可与载体42是相同的纸。为了减少系统的总厚度，并且因为纸层57不必吸收任何纸幅应力，因此优选地使用相对薄的纸。纸层57然后又设置有与接触粘性化合物50相似的粘性化合物58。但是在这种情况下，也是少使用化合物对总厚度有利。另一方面，胶带40的这一面由人工粘附，即设置在粘性化合物58上所需的技术没有设置在粘性化合物50上所需的技术高。在拼接期间，在层压涂层56上的纸层57从载体42分离，从而不产生粘性拼接残余。
图4示出了胶带的第四实施例，在该例中用附图标记60标识该胶带。
作为载体的牛皮纸62两面都光滑，其具有例如55μm的厚度和65g/m2的纸张重量，并且在其主导面64上层压有铝箔68。在此实施例中，铝箔68比整体产品要窄。铝箔68的宽度通过可分开粘合系统76、77、78的宽度加上从边缘79限定的距离而得以减少。因此在可分开粘合系统76、77、78和铝箔68之间没有重叠。这对柔韧性具有积极作用，特别是对于前部区域。这提高了机械可加工性。在铝面(层66)的整个宽度上印刷有复合物，且层压有接触粘性化合物70并被覆盖有可分离的覆盖物72。
在本实施例中，可分开粘合系统包括单层纸76，其在负荷下沿Z方向分离。粘性化合物77、78不是自粘化合物，而是经过活化过程后活化(粘结性的)的粘性化合物，例如通过溶剂(有机物或水)或加热，然后通过蒸发或冷却而固化。在基底必须特别紧密连接的实施例中，这些粘性化合物具有优点。
从前述内容得到胶带的所述实施例的应用。

Claims (17)

1.一种用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换的胶带，包括具有主导面(4；24；44；64)和拖动面(5；25；45；65)的载体(2；22；42；62)；设置在所述主导面上的可光学检测装置(6；26；46；66)和可暴露的自粘化合物(10；30；50；70)；以及设置在所述拖动面上的可分开粘合系统(16，17，18；36，37，38；56，57，58；76，77，78)，其特征在于，可感应检测装置(8；28；48；68)以视觉上难以察觉的方式被设置，且所述可感应检测装置设置在所述载体(2)的拖动面(5)上，且设置有视觉上难以察觉的覆盖层(9)或设置在所述载体(22；42；62)的主导面(24；44；64)上，且由所述可光学检测装置(26；46；66)隐藏。
2.如权利要求1所述的胶带，其特征在于，所述可感应检测装置具有金属箔(8；28；48；68)。
3.如权利要求2所述的胶带，其特征在于，所述可感应检测装置是厚度在2μm至20μm范围内的铝箔。
4.如权利要求3所述的胶带，其特征在于，所述视觉上难以察觉的覆盖层(9)具有印刷油墨。
5.如权利要求4所述的胶带，其特征在于，所述印刷油墨是纸颜色的印记。
6.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述可光学检测装置具有可光学检测层(6；26；46；66)。
7.如权利要求6所述的胶带，其特征在于，所述可光学检测层为具有染色印刷油墨的印记。
8.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述自粘化合物(10；30；50；70)被可分离覆盖物(12；32；52；72)覆盖。
9.如权利要求8所述的胶带，其特征在于，所述可分离覆盖物具有硅树脂纸。
10.如权利要求8所述的胶带，其特征在于，所述可分离覆盖物(12；52)被分段。
11.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述可分开粘合系统(16，17，18；36，37，38；76，77，78)具有单层纸(16；36；76)，所述单层纸在其一面上经由第一粘性化合物(17；37；77)连接到所述载体(22；62)的拖动面(25；65)，或连接到设置在所述载体(2)的拖动面(5)和所述第一粘性化合物(17)之间的层(9)；并且所述单层纸在其相反的第二面上具有能够被选择性地覆盖的第二粘性化合物(18；38；78)，其中，所述纸(16；36；76)是可开裂的并且开裂后分成两个残余覆盖物，一个是具有一种残余物的第一粘性化合物(17；37；77)，并且另一个是具有其余残余物的第二粘性化合物(18；38；78)。
12.如权利要求11所述的胶带，其特征在于，所述第一粘性化合物(17；37；77)和/或所述第二粘性化合物(18；38；78)具有可活化的粘性化合物、固化粘性化合物和/或自粘化合物。
13.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述可分开粘合系统(56，57，58)具有第二载体(57)，所述第二载体通过涂层(56)连接到所述载体(42)的拖动面(45)或连接到设置在所述涂层和所述载体的拖动面之间的层，所述第二载体(57)的与所述涂层(56)相对的面上设置有粘性化合物(58)，并且所述涂层(56)被配置为在开裂过程中在所述涂层的边界层处或所述涂层内发生分离。
14.如权利要求13所述的胶带，其特征在于，所述第二载体(57)由纸制成。
15.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述可分开粘合系统具有复合物，该复合物包括纸/纸、纸/箔材料或箔材料/箔材料。
16.如权利要求1到5中任一权利要求所述的胶带，其特征在于，所述载体(2；22；42；62)包括牛皮纸。
17.一种如权利要求1到16中任一权利要求所述的胶带的用途，所述胶带用于缠绕在辊上的平纸幅材料的压纸辊更换。
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