DE102006061812A1

DE102006061812A1 - Mehrlagiges Klebeband

Info

Publication number: DE102006061812A1
Application number: DE102006061812A
Authority: DE
Inventors: Petra Yun; Ulrich Otten
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-03
Also published as: CA2672923A1; US20100055426A1; EP2121863A1; WO2008077729A1; JP2010513623A

Abstract

Klebeband mit einem in überwiegend einer Richtung gereckten Träger, wobei der Träger mindestens eine Basisschicht aufweist, die mit mindestens einer außenliegenden schlagzähen Schicht versehen ist, die schlagzäher ist als die Basisschicht, die Basisschicht auf der der Schicht gegenüberliegenden Seite mit einer Klebeschicht auf Basis einer wässrigen Acrylatdispersion versehen ist und die außenliegende Schicht auf der freien Seite keine Releasebeschichtung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrlagiges Klebeband, das insbesondere als Aufreißstreifen Verwendung finden kann.
Aufreißstreifen sind bekannt und dienen in verschiedenen Formen als Öffnungshilfe einerseits für Zigarettenpackungen, Süßwarenverpackungen und ähnlichen Verpackungen, die mit einer Folie eingeschlagen sind, andererseits für Kartonagen wie etwa Waschmittelverpackungen. Dabei wird der Aufreißstreifen an der Verpackung so befestigt, dass man zum Öffnen an dem Aufreißstreifen zieht und damit die Einschlagfolie beziehungsweise den Karton an der gewünschten Stelle zerstört.
Traditionell sind Aufreißstreifen im Einsatz, die einseitig mit einer Klebemasse auf Hotmeltbasis ausgerüstet sind. Beispielsweise werden diese in der US 3,187,982 A , der US 3,311,032 A oder der CA 749 198 A beschrieben.
Weiterhin wird ein Aufreißstreifen verwendet, der selbstklebend ausgerüstet ist. Dazu bedient man sich einer monoaxial gereckten Trägerfolie, die mit einer selbstklebenden Schicht auf der einen Seite und einer Silikonreleaseschicht auf der anderen Seite ausgestattet ist. Optional ist unter einer der beiden Schichten ein Druck. Solche oder ähnliche Aufbauten sind für die Herstellung von Haftklebebändern bekannt, beispielsweise aus der DE 21 04 817 A , der US 3,088,848 A , der US 3,482,683 A oder der US 2,956,904 A . Nicht offenbart wird in diesen Schriften die Verwendung solcher Folienaufbauten für selbstklebende Aufreißstreifen. Die Verwendung von selbstklebenden Bändern dieser Art als Aufreißstreifen wird aber in der Zeitschrift "Packaging Review" vom Februar 1973, Seite 57 erwähnt.
Eine spezielle Ausführungsform dieser selbstklebend ausgerüsteten Aufreißstreifen beschreibt die DE 43 38 524 A1 . In dieser wird ein selbstklebender Aufreißstreifen offenbart bestehend aus einer Trägerfolie, einer Releaseschicht, einer der Releaseschicht abgewandten Kleberschicht und gegebenenfalls einem Druck unter der Kleber- oder Releaseschicht. Der Streifen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie aus einer verstreckten Folie besteht, dass die Release- und Kleberschicht aus wässriger Lösung, Emulsion oder Dispersion aufgetragen werden und dass Releaseschicht, Druckfarbe und Kleberschicht auf einer gegenüber dem Aufreißstreifen um ein vielfaches breitere Folie in einem Arbeitsgang auf einer Maschine aufgetragen werden.
Üblich für den Einsatz als Öffnungshilfe von Folienverpackungen sind mindestens monoaxial, bevorzugt biaxial verstreckte mindestens einschichtige 15 bis 60 μm dicke Trägerfolien.
Selbstklebende oder wärmeaktivierbare Aufreißstreifen aus in Längsrichtung verstreckter Polypropylen-Folie werden für das Aufreißen von Kartonagen seit langem eingesetzt. Sie werden angeboten in Folienstärken von 50 bis 140 μm. Foliendicken größer 85 μm finden Verwendung beim Öffnen besonders schwerer Kartonagen. Üblicher sind Aufreißstreifen in Dicken zwischen 60 und 90 μm.
Aufreißstreifen, die auf einem monoaxial gerecktem Polypropylenträger basieren, verwenden häufig für den Träger eine spezielle, in ihrer Aufreißleistung optimierten Polymerabmischung, die in Zugfestigkeiten in Längsrichtung von 230 bis 330 N/mm² resultiert.
Diese Polypropylen-Aufreißstreifen in vorzugsweise 60 bis 65 μm zeigen ein einwandfreies Aufreißverhalten bei sämtlichen Wellpapp-Kartonagen einschließlich der Mikrowellpappe. Dies gilt unabhängig davon, ob genau in Richtung des aufgeklebten Streifens aufgerissen wird.
„Genau in Richtung des aufgeklebten Streifens" bedeutet, dass der Aufreißstreifen beim Aufreißvorgang so geführt wird, dass die Zugrichtung nie von der Richtung abweicht, die der auf der Kartonrückseite verklebte Aufreißstreifen vorgibt und die während des Aufreißvorganges als Aufreißfuge auch von der Kartonvorderseite aus sichtbar wird. Nur dann ist die Kräfteverteilung im Aufreißstreifen bei dem Aufreißvorgang symmetrisch und die Belastung beider Schnittkanten gleichmäßig. In der Praxis wird diese ideale Aufreißrichtung meist nicht eingehalten. Man hat mit Abweichungen von dieser Richtung bis zu etwa 30° zu rechnen.
Ein Trend im Aufreißstreifenmarkt ist das Abweichen von der auf die Aufreißleistung optimierten Folienrezeptur. Eine verminderte Aufreißleistung wird hierbei billigend in Kauf genommen, um im Gegenzug eine verbesserte Maschinengängigkeit des Aufreißstreifens während seiner Applikation zu erzielen.
Beispielsweise kann eine Reduzierung der Schlagzähzusätze unter die für eine optimale Aufreißleistung empfehlenswerte Menge bis hin ihrem völligen Weglassen vorgenommen werden.
Schwere Vollpapp-Qualitäten mit etwa 1000 g/m² lassen sich nur noch in der optimalen Aufreißrichtung störungsfrei aufreißen. Bei Abweichen von dieser Richtung können infolge der unsymmetrischen Belastung des Streifens von der stärker belasteten Kante des Streifens ausgehende Abrisse beim Aufreißvorgang auftreten. Die Häufigkeit der Abrisse wird zum Beispiel von Inhomogenitäten in der Folie, von Mikroscharten in den Schnittkanten der Folienstreifen, von Holzteilchen oder besonders verfestigten Partikeln in der Pappe und ähnlichen Erscheinungen beeinflusst. Außerdem besitzt die Aufreißgeschwindigkeit einen Einfluss.
Für die Verpackung von Waschmitteln werden in stärkerem Masse Vollpappen zwischen 450 und 660 g/m² Flächengewicht eingesetzt, die unter Umständen eine wachsimprägnierte Zwischenschicht aufweisen, auf jeden Fall aber mit einer auflaminierten Deckschicht aus hochglänzendem gussgestrichenem Chromolux-Papieren versehen sind. Diese Pappen lassen sich mit den Polypropylen-Aufreißstreifen nur mit einem ähnlich schlechten Ergebnis aufreißen wie die oben genannten 1000 g/m²-Vollpappen.
Aus der EP 0 269 967 A1 ist ein Aufreißstreifen mit einem in überwiegend einer Richtung gerecktem Träger bekannt, der mit einer Klebeschicht versehen ist, wobei der Träger aus mindestens einer Basisschicht besteht, die mit mindestens einer zähen Schicht versehen ist, die zäher ist als die Basisschicht.
Besonders bevorzugt wird ein Aufreißstreifen mit einem in überwiegend einer Richtung gereckten Träger, der mit einer Klebeschicht versehen ist, wobei der Träger aus mindestens einer ein Polypropylen-Olefin-Copolymerisat und/oder ein Polypropylen-Schlagzähzusatz-Gemisch enthaltenden Basisschicht besteht, die mit mindestens einer polypropylenhaltigen zähen Schicht versehen ist, die einen Schlagzähzusatz enthält und zäher ist als die Basisschicht ist.
Bei der Beschreibung von einseitig klebend ausgerüsteten Aufreißstreifen ist gemäß Stand der Technik auf der der Klebmasse abgewandten Seite ein Release aufgetragen, als Beispiel sei die schon erwähnte DE 43 38 524 A1 zu nennen.
Für Abdeck- und Oberflächenschutzfolien sind Klebebänder bekannt, die einen vollständig oder teilweise aus PE(Polyethylen) bestehenden Träger und eine Klebemasse auf Basis einer Acrylatdispersion aufweisen. Hauptsächlich aus Kostengründen haben diese Klebebänder keine Releaseschicht auf der offenen Trägerseite.
Für CST („carton sealing tapes") ist des Weiteren die Kombination Acrylat-Dispersionsklebemasse zusammen mit einem Polypropylen-Träger, genauer gesagt mit BOPP bekannt, ebenfalls ohne dass der Träger eine Releasebeschichtung aufweist. Das Abrollverhalten dieser ist aber schwergängig und meistens laut.
Dies ist für Aufreißstreifen keine in Frage kommende Lösung.
Bei Aufreißstreifen auf Polypropylen-Basis kommt bevorzugt TPP (entspricht monoaxial gestrecktem Polypropylen (MOPP) zur Verwendung, da auch unter hoher Zugbelastung nur eine geringe Dehnung auftreten darf.
Hohe Zugbelastungen treten einmal bei der Endanwendung auf, wenn der Aufreißstreifen beim Öffnen der Verpackung durch die Pappe oder den Karton beziehungsweise die Folie gezogen wird und diese sicher zertrennen soll. Sie treten des Weiteren auch bei der Applikation des Aufreißstreifens auf die Verpackung auf, da dieser häufig mit Geschwindigkeiten von mehr als 150 m/min aufgebracht wird. Insbesondere beim Start, das heißt dem Auflegen des Aufreißstreifens auf zum Beispiel die Pappe, wird die bis zu ca. 15 kg schwere Spule, zu welcher der Aufreißstreifen handelsüblich konfektioniert ist, plötzlich und ruckartig beschleunigt. Selbst im Dauerbetrieb wirken auf den Aufreißstreifen oftmals Zugbeanspruchungen von mehr als 8 N. Dies schließt den Einsatz von ungerecktem oder auch biaxial gerecktem Polypropylen aus.
Wenn TPP ohne Release verwendet wird, tritt beim Abrollen, also beim Trennen von Masse und Träger, ein Spleißen des Trägers auf, sprich ein Teil der in Längsrichtung ausgerichteten und gereckten Fasern wird aus der Trägeroberfläche herausgerissen. Dies kann den Prozess der Konfektionierung beeinträchtigen, wenn die beschichtete und gegenüber dem Aufreißstreifen viel breitere Folienbahn in einzelne Aufreißstreifen geschnitten und hierfür vom Ballen abgerollt wird. Die aus der Trägeroberfläche stehenden Fasern selbst behindern den Prozess, oder es kann auch zu Abrissen der gesamten Trägerbahn kommen. Weiterhin können ähnliche Probleme beim Abrollen des Aufreißstreifens während der Applikation auf die Verpackung auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klebeband zur Verfügung zu stellen, das insbesondere als Aufreißstreifen geeignet ist, das also eine orientierte, vorwiegend längsgereckte Trägerfolie besitzt, die bei möglichst geringer Dicke ein optimales Aufreißergebnis in der Verwendung als Aufreißstreifen gewährleistet, auch wenn die Aufreißrichtung von der Richtung des verklebten Klebebands abweicht
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Klebebands sowie bevorzugte Anwendungsfelder des erfindungsgemäßen Klebebands.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Klebeband mit einem in überwiegend einer Richtung gereckten Träger, wobei der Träger mindestens eine Basisschicht aufweist, die mit mindestens einer außenliegenden schlagzähen Schicht versehen ist, die schlagzäher ist als die Basisschicht ist, die Basisschicht auf der der außenliegenden Schicht gegenüberliegenden Seite mit einer Klebeschicht auf Basis einer wässrigen Acrylatdispersion versehen ist und die außenliegende Schicht auf der freien Seite keine Releasebeschichtung aufweist.
Neben den Vorteilen dieser zweiten Schicht im Hinblick auf ihre Schlagzähigkeits-Eigenschaften, welche auch bei einem Aufreißstreifen gemäß der hier beschriebenen Erfindung unvermindert zur Geltung kommen, erfüllt diese Schicht die für die Erfindung wesentliche weitere Funktion, nämlich den möglichen Verzicht auf eine Releaseschicht.
Bevorzugt wird, wenn der Träger aus einem ein Polypropylen-Olefin-Copolymerisat und/oder einem Polypropylen besteht.
Die Basisschicht oder die Basisschichten bestehen bevorzugt überwiegend, vorzugsweise zu mindestens 70 Gew.-% aus einem Polypropylen mit hohem, vorzugsweise mindestens 70% isotaktischem Anteil. Vorzugsweise werden statistische oder auch Blockcopolymere aus Propylen und Olefinen verwendet. Besonders bevorzugt werden Propylen-Ethylen-Copolymere eingesetzt, die bis zu 20 Gew.-% Ethylen copolymerisiert enthalten.
Die Basisschicht beziehungsweise die Basisschichten können zu 100% aus Propylen-Olefin-Copolymeren bestehen oder können, diesen Copolymeren beigemischt, vorzugsweise bis zu 25 Gew.-% eines Schlagzähzusatzes enthalten, der geeignet ist, die Schlagzugzähigkeit von in der Bahnrichtung verstreckten Polypropylen in der Richtung senkrecht dazu zu verbessern. Bevorzugte Zusätze sind Polyethylen niedriger Dichte, insbesondere lineares PE niedriger Dichte (LLDPE), thermoplastische Kautschuke wie Butadien-Styrol-Copolymerisate (SBS) oder Isopren-Styrol-Copolymerisate (SIS), insbesondere jeweils deren Blockcopolymerisate, oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA).
Die Basisschichten können auch aus Polypropylen-Homopolymerisat bestehen, dem dann ein Schlagzähzusatz zugemischt ist, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, maximal bevorzugt 30 Gew.-%.
Auch Mischungen der genannten Propylen-Olefin-Copolymeren mit dem Propylenhomopolymerisat können verwendet werden, wobei entsprechend dem steigenden Copolymerisatanteil der Anteil der Schlagzähzusätze sinken kann.
Die Schlagzähzusätze werden vorzugsweise einzeln zugesetzt. Mischungen der angegebenen Schlagzähzusätze sind jedoch auch verwendbar.
Vorzugsweise enthalten die Basisschichten 75 Gew.-% bis 100 Gew.-% Copolymerisat und 25 Gew.-% bis 0 Gew.-% LLDPE oder 80 Gew.-% bis 100 Gew.-% Copolymerisat mit 20 Gew.-% bis 0 Gew.-% thermoplastischen Kautschuk, insbesondere SBS, oder 75 Gew.-% bis 100 Gew.-% Copolymerisat und 25 Gew.-% bis 0 Gew.-% EVA, besonders bevorzugt jedoch 80 Gew.-% bis 95 Gew.-% Copolymerisat und 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% LLDPE oder 85 bis 95 Gew.-% Copolymerisat und 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% thermoplastischen Kautschuk, insbesondere SBS, oder 85 Gew.-% bis 95 Gew.-% Copolymerisat und 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% EVA.
Für die auf der Basisschicht oder den Basisschichten angeordnete, der Klebemasse abgewandten äußeren Schicht des Aufreißstreifens werden Materialmischungen eingesetzt, die vorzugsweise deutlich höhere Anteile eines Schlagzähzusatzes enthalten als die Basisschicht und somit gleichzeitig eine höhere Schlagzugzähigkeit als auch ein anwendungsgerechtes Abrollverhalten von dieser äußeren Schicht gewährleisten. Es werden vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% eines Propylen-Olefin-Copolymerisats oder eines Propylen-Homo-Polymerisats verwendet, wie für die Basisfolie angegeben. Der Anteil des Ethylenpolymers kann 50 Gew.-% bis 100 Gew.-%, betragen, vorzugsweise jedoch 60 Gew.-% bis 80 Gew.-%.
Vorzugsweise wird in Basisschichten und der zähen Schicht jeweils der gleiche einzelne Schlagzähzusatz verwendet. Die Verwendung verschiedener einzelner Schlagzähzusätze oder gleicher oder verschiedener Mischungen der Schlagzähzusätze ist jedoch auch möglich.
Als Polyethylene kommen LDPEs, Metallocen-PEs, insbesondere jedoch lineare Polyethylene niedriger Dichte (LLDPE) in Betracht. Bei dem vorzugsweise verwendeten linearen Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) handelt es sich um ein spezielles Ethylen-Copolymer mit einer Dichte von 0,910 bis 0,935 g/cm³, welches unter Verwendung eines mindestens drei Kohlenstoffatomen enthaltenden Olefins copolymerisiert wurde (siehe L. Schwiegk: „LLDPE – ein neues Polyäthylen", Plastverarbeiter 33. Jahrgang 1982, Nr. 9, Seiten 1035 bis 1037).
Der Träger wird durch Extrusion und monoaxiales Verstrecken, vorzugsweise durch Coextrusion der Schichten zu einer coextrudierten Primärfolie und anschließendes Verstrecken der Primärfolie in mindestens einer Richtung, unter Verwendung üblicher, allgemein bekannter Verfahren erhalten. Vorzugsweise wird in Längsrichtung gereckt.
Das Reckverhältnis bei der Reckung der coextrudierten Primärfolie in Längsrichtung beträgt vorzugsweise 1:5 bis 1:9, besonders bevorzugt 1:6,5 bis 1:7,5. Das Reckverhältnis gibt an, dass aus einem Abschnitt der Folie von zum Beispiel 1 m Länge ein Abschnitt von 6 m Länge der gereckten Folie entsteht (Reckverhältnis 1:6). Für den Ausdruck „Bahnrichtung" sind auch andere Formulierungen bekannt, beispielsweise: Längsrichtung, Maschinenlaufrichtung. Das Recken erfolgt, ohne dass die Breite der Primärfolie wesentlich abnimmt, einzig zu Lasten der Dicke der Folie.
Die Dicke des verstreckten Träger kann 50 bis 140 μm betragen, vorzugsweise 60 bis 120 μm, besonders vorzugsweise 65 bis 90 μm. Dabei beträgt der Anteil der Basisschicht oder Basisschichten zusammengerechnet 50 bis 95%, für einen auf Aufreißleistung optimierten Träger vorzugsweise 65 bis 75% der Gesamtdicke des Trägers. Aus ökonomischen Gründen kann es erwünscht sein, die Dicke der zähen Schicht auf eine für die Abrolleigenschaften minimal erforderliche Dicke zu reduzieren. In diesem Fall kann der Anteil der tragenden Basisschicht auf bis zu 95% erhöht werden.
Es können erfindungsgemäß zwei oder mehr zähe Schichten auf beiden Oberflächen der Basisschicht und übereinander angebracht sein.
Zur Herstellung des Klebebands wird auf den Träger einseitig eine Klebemasse auf Basis einer wässrigen Acrylatdispersion aufgebracht. Um die Verankerung der Klebemasse zu verbessern, kann die Oberfläche mit Methoden vorbehandelt werden, wie man sie üblicherweise für Polyolefinoberflächen anwendet, zum Beispiel mit Corona- oder Flammvorbehandlung. Spezielle Verankerungsschichten können ebenfalls benutzt werden.
Wässrige Acrylatdispersionen sind bekannt und werden sowohl für Klebemassen von Klebebändern als auch für Klebemassen von Etiketten in großen Mengen eingesetzt. Die Acrylatdispersionen enthalten Partikel aus Acrylatpolymeren, die dispers in der wässrigen Phase der Dispersion verteilt sind. Die Herstellung von Acrylatdispersionen erfolgt in wässrigem Medium durch Polymerisation geeigneter Monomere. Die Herstellung kann sowohl mittels Batchprozeß als auch durch Zudosierung einer oder mehrerer Komponenten während der Polymerisation erfolgen. Beim Batchprozeß werden alle benötigten Komponenten gleichzeitig vorgelegt.
Die Eigenschaften der Acrylatdispersionen und der entsprechenden Klebemassen wird überwiegend durch die Auswahl der Monomere und das erzielte Molekulargewicht bestimmt. Die wichtigsten Monomere sind n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Acrylsäure. Geeignete Monomerbausteine sind beschrieben in „Acrylic Adhesives", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 396 bis 456.
Die erfindungsgemäß bevorzugten Acrylatdispersionen enthalten insbesondere
0 bis 10 Gew.-% Acrylsäure-Einheiten
0 bis 100 Gew.-% n-Butylacrylat-Einheiten
0 bis 100 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat-Einheiten
In einer bevorzugten Ausführung werden Acrylatdispersionen mit 0,5 bis 3 Gew.-% Acrylsäure-Einheiten verwendet. In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden Acrylatdispersionen mit 0,5 bis 3 Gew.-% Acrylsäure-Einheiten und 99,5 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 99,5 bis 96 Gew.-%, n-Butylacrylat-Einheiten verwendet. Ein weiteres Beispiel für erfindungsgemäße Acrylatdispersionen sind Acrylatdispersionen mit 80 bis 90 Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat-Einheiten und 8 bis 20 Gew.-% n-Butylacrylat-Einheiten.
Die Acrylatdispersionen können zusätzlich weitere Monomer-Einheiten enthalten, durch die beispielsweise die Glasübergangstemperatur und die Vernetzbarkeit gesteuert werden können. Beispiele sind Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylethylacrylat, Maleinsäureanhydrid, Acrylamid, Glycidylmethacrylat, Isopropylacrylat, n-Propylacrylat, Isobutylacrylat, n-Octylacrylat sowie die entsprechenden Methacrylate dieser Acrylate. Die Acrylatdispersionen enthalten üblicherweise 0 bis 10 Gew.-% dieser zusätzlichen Monomereinheiten, entweder werden ausschließlich eine zusätzliche Monomereinheit oder Mischungen derselben verwendet.
Der Feststoffgehalt der Acrylatdispersionen liegt insbesondere zwischen 40 und 70 Gew.-%, bevorzugt zwischen 45 und 65 Gew.-%. Beispielhaft seien die erfindungsgemäß einsetzbaren Acrylatdispersionen Primal PS 83d oder Primal PS 90 der Firma Rohm & Haas genannt.
Falls erwünscht, kann die Dispersion weitere Zusätze enthalten wie zum Beispiel Füllstoffe oder Vernetzungsmittel. Geeignete Vernetzungsmittel können Epoxydharze, Aminderivate wie beispielsweise Hexamethoxymethylmelamin und/oder Kondensationsprodukte von einem Amin zum Beispiel Melamin, Harnstoff mit einem Aldehyd, zum Beispiel Formaldehyd sein.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Klebebänder verwendeten Klebemassen können weitere Komponenten enthalten, wenn diese so gewählt werden, dass die Eigenschaften (insbesondere Anfassvermögen und Wasserunempfindlichkeit) hierdurch nicht verschlechtert werden. Beispiele sind Harze, Weichmacher, Farbstoffe, Entschäumer und Verdickungsmittel sowie weitere Zuschlagstoffe zum Einstellen des gewünschten rheologischen Verhaltens. Modifikationen von Acrylatdispersionen sind bekannt und beispielsweise beschrieben in „Modification of Acrylic Dispersions", Alexander Zettl in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 457 bis 493.
Die Klebemasse kann durch Einsatz von Vernetzern in Richtung auf höhere Scherfestigkeit optimiert werden. Auswahl und Anteil der Vernetzer ist dem Fachmann bekannt und kann durch entsprechende Versuche festgelegt werden. Vernetzer für Acrylatdispersionen sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise beschrieben in „Acrylic Adhesives", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 411 bis 419.
Vernetzer auf Basis von Isocyanat sind grundsätzlich geeignet, aber wegen der begrenzten Topfzeiten und des erhöhten Aufwands bezüglich Arbeitssicherheit nicht bevorzugt. Ein Beispiel für Vernetzer auf Basis von Isocyanat ist Basonat F DS 3425 X (BASF).
Bevorzugt sind isocyanatfreie Vernetzer, beispielsweise Vernetzer auf Basis von Salzen mehrfunktioneller Metalle. Diese sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise in US 3,740,366 A , US 3,900,610 A , US 3,770,780 A und US 3,790,553 A beschrieben. Besonders geeignet sind Vernetzer auf Basis von Zinkkomplexen, die mit Carboxylgruppen kovalente und/oder komplexartige Bindungen ausbilden können.
Gegenstand der Erfindung ist auch das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Klebebands.
Die Herstellung der Klebebänder kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Eine Übersicht über übliche Herstellverfahren findet sich beispielsweise in „Coating Equipment", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 767 bis 808. Die bekannten Verfahren zum Trocknen und Schneiden der Klebebänder sind ebenfalls im Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology Seiten 809 bis 874 zu finden.
Die Beschichtung des Trägers mit Dispersionsklebemassen erfolgt bevorzugt mit Drahtrakelsystemen, die so eingestellt werden, dass der gewünschte Masseauftrag erzielt wird. Die nachfolgende Trocknung der beschichteten Folie erfolgt insbesondere im Trockenkanal, der mit Heißluft betrieben wird. Grundsätzlich ist auch eine zusätzliche Trocknung mittels Infrarotstrahlern möglich.
Die Klebebandrollen sind möglichst mit gleichmäßiger Spannung und gleichmäßigem Andruck aufzuwickeln. Die Optimierung des Wickelns ist abhängig von den verwendeten Geräten und dem Fachmann bekannt.
Aufgrund seiner Eigenschaften kann das Klebeband hervorragend als Aufreißstreifen verwendet werden.
Dieser kann Materialien mit hohem Aufreißwiderstand, insbesondere Kartonagen, einwandfrei aufreißen.
Das Klebeband weist einen ökonomischen Vorteil auf, weil ein Release weggelassen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist, dass auf ein Silikon als Release verzichtet wird.
Das für Aufreißstreifen gewöhnlich verwendete Silikon wird manchmal als kritisch angesehen, mitunter wird Silikonfreiheit von Produkten als solches verlangt (zum Beispiel in der japanischen Lebensmittelbranche).
Des Weiteren verursacht Silikon durch Silikonübertrag Probleme. Bei Aufreißstreifen kommt es auf bedruckten Pappen, die im Stapel in Kontakt mit der Rückseite des Aufreißstreifens waren, von Zeit zu Zeit zu Störungen im Druckbild.
Die Abrollcharakteristik ist für die Anwendung bei hohen Geschwindigkeiten (Wellpapp-Anlagen laufen meist mit > 150 min, bis zu 300 m/min) vorteilhaft.
Diese ist zwar ähnlich der von Carbamat, bei jenem besteht aber prinzipiell die Gefahr des Trägerspleißens, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, wenn das Carbamat nicht optimal verteilt oder nach zu warmer Lagerung verblockt ist.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband" umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge, Etiketten und dergleichen.
Das erfindungsgemäße Klebeband wird nachfolgend in bevorzugter Ausführung anhand mehrerer Beispiele beschrieben, ohne damit die Erfindung irgendeiner Beschränkung unterwerten zu wollen.
Der Schmelzindex „Melt Flow Ratio" (MFR) wird gemäß ISO 1133 aufgeführt. Für Polyethylene werden diese meistens angegeben in g/10 min bei 190°C und einem Gewicht von 2,16 kg, für Polypropylene entsprechend, allerdings bei einer Temperatur von 230°C.
Alle Mengenangaben und Prozentanteile sind auf das Gewicht bezogen. „GT" bedeutet Gewichtsteile.
Beispiel 1
Eine Mischung I aus 90 GT Polypropylencopolymer mit 3 bis 6 Gew.-% Ethylen, Schmelzindex (230/2,16) 0,9–0,3 g/10 min, zum Beispiel Propathene GSF 113 der Firma ICI, und 10 GT eines LLDPE mit einer Dichte von 0,920 g/cm³, das als Comonomer 1-Octen enthält, Schmelzindex (230/2,16) 3,0 + 0,5 g/10 min, zum Beispiel Stamylex PE 1026 der Firma DSM, wird in einem Hauptextruder größerer Durchsatzleistung aufgeschmolzen und extrudiert. In einem zweiten Nebenextruder geringerer Durchsatzleistung wird eine Mischung II aus 35 GT des oben angegebenen Polypropylencopolymerisats mit 65 GT des oben angegebenen Polyethylencopolymerisats ebenfalls aufgeschmolzen. Beide Extruder sind so aufeinander abgestimmt, dass über eine Breitschlitzdüse ein coextrudierter Film von insgesamt 620 bis 650 μm Stärke und 1400 mm Breite auf eine Kühlwalze extrudiert wird. Dabei beträgt der Anteil der Mischung I an der Gesamtdicke 450 bis 470 μm, der der Mischung II 180 bis 200 μm. Dieser Primärfilm wird über Vorheizwalzen einem Walzenreckwerk üblicher Bauart zugeführt und bei Temperaturen von 100 bis 135°C im Verhältnis 1:7,5 längsverstreckt. Die erhaltene Folie hat eine Dicke von 83 bis 87 μm und nach Kantenbeschnitt eine Breite von 1200 mm. Der Anteil der Mischung I an der Gesamtdicke beträgt 60 bis 63 μm. Die gereckte Gesamtfolie weist in Längsrichtung eine Zugkraft bei 10% Dehnung von 85 N/cm, eine Reißkraft von 180 N/cm und eine Reißdehnung von 60% auf.
Wird ein druckempfindlicher Klebstoff aufgetragen. Mittels Drahtrakel wird zunächst ein die Haftung der Klebmasse auf dem Film verbessernder Vorstrich mit einem Auftragsgewicht von 0,75 g/m² aufgetragen. Im selben Arbeitsgang, nach dem Trocknen dieses Vorstrichs, wird sodann auf die coronavorbehandelte Oberfläche der Basisschicht eine Klebemasse mit einem Flächengewicht von 28 g/m² darüberbeschichtet. Hierbei handelt es sich um eine Acrylatdispersion mit

82,5 Gew.-% Poly-2-Ethylhexylacrylat

6,2 Gew.-% Methylmethacrylat

5,9 Gew.-% Acrylsäure

5,4 Gew.-% Vinylacetat
Nach der Beschichtung werden die beschichteten Trägerbahnen auf Spezialschneidemaschinen zu 4 mm breiten Aufreißstreifen aufgeschnitten und in üblicher Weise zu 35.000 m langen Großrollen aufgewickelt.
Beispiel 2
Abweichend vom Beispiel 1 wird bei gleicher Rezeptur der Basis- und Coextrusionsschicht die Dicke der Coextrusionsschicht auf 5 μm reduziert. Die resultierende Gesamtdicke des Trägers beträgt 68 μm. Die gereckte Gesamtfolie weist in Längsrichtung eine Zugkraft bei 10% Dehnung von 70 N/cm, eine Reißkraft von 175 N/cm und eine Reißdehnung von 45% auf.
Mittels Drahtrakel wird zunächst ein die Haftung der Klebmasse auf dem Film verbessernder Vorstrich mit einem Auftragsgewicht von 0,75 g/m² aufgetragen. Im selben Arbeitsgang, nach dem Trocknen dieses Vorstrichs, wird sodann auf die coronavorbehandelte Oberfläche der Basisschicht eine Klebemasse mit einem Flächengewicht von 30 g/m² darüberbeschichtet. Hierbei handelt es sich um eine Acrylatdispersion mit

63 Gew.-% Poly-n-Butylacrylat

25 Gew.-% Poly-2-Ethylhexylacrylat

10 Gew.-% Poly-Methylmethacrylat

2 Gew.-% Poly-(2-Hydroxyethyl)methacrylat
Beispiel 3
Eine Mischung I aus 90 GT Polypropylencopolymer, zum Beispiel 7CO6 der Firma Dow, 6,5 GT eines LLDPE, zum Beispiel Dowlex 2032 der Firma Dow sowie 3,5 GT eines Farbmasterbatches wird in einem Hauptextruder größerer Durchsatzleistung aufgeschmolzen und extrudiert. In einem zweiten Nebenextruder geringerer Durchsatzleistung wird eine Mischung II aus 30 GT des oben angegebenen Polypropylencopolymerisats mit 67 GT des oben angegebenen Polyethylencopolymerisats sowie 3 GT des Farbmasterbatches ebenfalls aufgeschmolzen Beide Extruder sind so aufeinander abgestimmt, dass nach der Verstreckung im Verhältnis 1:6,8 die erhaltene Folie eine Dicke von 62 bis 65 μm aufweist. Der Anteil der Mischung I an der Gesamtdicke beträgt 48 bis 49 μm, der Anteil der Mischung II an der Gesamtdicke beträgt 14 bis 15 μm. Die gereckte Gesamtfolie weist in Längsrichtung eine Zugkraft bei 10% Dehnung von 65 N/cm, eine Reißkraft von 145 N/cm und eine Reißdehnung von 50% auf.
Mittels Drahtrakel wird zunächst ein die Haftung der Klebmasse auf dem Film verbessernder Vorstrich mit einem Auftragsgewicht von 0,75 g/m² aufgetragen. Im selben Arbeitsgang, nach dem Trocknen dieses Vorstrichs, wird sodann auf die coronavorbehandelte Oberfläche der Basisschicht eine Klebemasse mit einem Flächengewicht von 28 g/m² darüberbeschichtet. Hierbei handelt es sich um eine Acrylatdispersion mit

98 Gew.-% n-Butylacrylat

2 Gew.-% Hydroxyethylacrylat
Beispiel 4
Ein Polypropylencopolymer mit 3 bis 6 Gew.-% Ethylen, Schmelzindex (230/2,16) 0,9–0,3 g/10 min, zum Beispiel Propathene GSF 113 der Firma ICI, wird in einem Hauptextruder größerer Durchsatzleistung aufgeschmolzen und extrudiert. In einem zweiten Nebenextruder geringerer Durchsatzleistung wird eine Mischung II aus 35 GT des oben angegebenen Polypropylencopolymerisats mit 65 GT des oben angegebenen Polyethylencopolymerisats ebenfalls aufgeschmolzen und wie in Beispiel 2 dargestellt extrudiert und beschichtet. Die gereckte Gesamtfolie weist in Längsrichtung eine Zugkraft bei 10% Dehnung von 110 N/cm, eine Reißkraft von 235 N/cm und eine Reißdehnung von 35% auf.
Gegenbeispiel
Eine Mischung I aus 90 GT Polypropylencopolymer mit 3 bis 6 Gew.-% Ethylen, Schmelzindex (230/2,16) 0,9–0,3 g/10 min, zum Beispiel Propathene GSF 113 der Firma ICI, und 10 GT eines LLDPE mit einer Dichte von 0,920 g/cm³, das als Comonomer 1-Octen enthält, Schmelzindex (230/2,16) 3,0 + 0,5 g/10 min, zum Beispiel Stamylex PE 1026 der Firma DSM, wird in einem Extruder aufgeschmolzen und extrudiert. Dieser Primärfilm wird über Vorheizwalzen einem Walzenreckwerk üblicher Bauart zugeführt und bei Temperaturen von 100 bis 135°C im Verhältnis 1:7,5 längsverstreckt. Die erhaltene Folie hat eine Dicke von 62 bis 64 μm. Die gereckte Folie weist in Längsrichtung eine Zugkraft bei 10% Dehnung von 70 N/cm, eine Reißkraft von 170 N/cm und eine Reißdehnung von 40% auf.

Dieser beidseitig coronavorbehandelte Film wird auf der einen Seite mit einem Silikonrelease ausgestattet und auf der anderen Seite mit einem druckempfindlichen Klebstoff analog Beispiel 2 beschichtet.

	Dicke [μm]	Kraft bei 10%-Dehnung [N/cm]	Reißkraft längs [N/cm]	Reißdehnung längs [%]	Klebkraft auf Stahl [N/cm]
Beispiel 1	85	85	180	60	2,8
Beispiel 2	68	70	175	45	3,4
Beispiel 3	63	65	145	50	4,2
Beispiel 4	68	110	235	35	3,4

Gegenbeispiel	63	70	170	40	3,4

In der 1 ist gezeigt, wie sich die Abrollkraft zur Abrollgeschwindigkeit verhält, und zwar bei einem Klebeband gemäß Beispiel 2 sowie einem Klebeband gemäß dem Gegenbeispiel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 3187982 A [0003]
- US 3311032 A [0003]
- CA 749198 A [0003]
- DE 2104817 A [0004]
- US 3088848 A [0004]
- US 3482683 A [0004]
- US 2956904 A [0004]
- DE 4338524 A1 [0005, 0017]
- EP 0269967 A1 [0015]
- US 3740366 A [0053]
- US 3900610 A [0053]
- US 37700780 A [0053]
- US 3790553 A [0053]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Zeitschrift "Packaging Review" vom Februar 1973, Seite 57 [0004]
- L. Schwiegk: „LLDPE – ein neues Polyäthylen", Plastverarbeiter 33. Jahrgang 1982, Nr. 9, Seiten 1035 bis 1037 [0037]
- „Acrylic Adhesives", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 396 bis 456 [0044]
- „Modification of Acrylic Dispersions", Alexander Zettl in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 457 bis 493 [0050]
- „Acrylic Adhesives", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 411 bis 419 [0051]
- „Coating Equipment", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York, Seiten 767 bis 808 [0055]
- Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology Seiten 809 bis 874 [0055]

Claims

Klebeband mit einem in überwiegend einer Richtung gereckten Träger, wobei der Träger mindestens eine Basisschicht aufweist, die mit mindestens einer außenliegenden schlagzähen Schicht versehen ist, die schlagzäher ist als die Basisschicht ist, die Basisschicht auf der der "Schicht gegenüberliegenden Seite mit einer Klebeschicht auf Basis einer wässrigen Acrylatdispersion versehen ist und die außenliegende Schicht auf der freien Seite keine Releasebeschichtung aufweist.
Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht des Trägers aus einem Polypropylen-Olefin-Copolymerisat und/oder einem Polypropylen besteht.
Klebeband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht überwiegend, vorzugsweise zu mindestens 70 Gew.-% aus einem Polypropylen mit hohem, vorzugsweise mindestens 70% isotaktischem Anteil besteht.
Klebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Basisschicht oder Basisschichten 50% bis 95% der Trägerdicke beträgt.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schlagzähe Schicht und gegebenenfalls die Basisschicht als Schlagzähzusatz ein lineares Polyethylen niedriger Dichte, einen thermoplastischen Kautschuk und/oder ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer enthält.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einer Basisschicht und genau einer schlagzähen Schicht besteht.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des verstreckten Träger 50 bis 140 μm beträgt, vorzugsweise 60 bis 120 μm, besonders vorzugsweise 65 bis 90 μm.
Verwendung eines Klebebands nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche als Aufreißstreifen.
Verfahren zur Herstellung eines Klebebands nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger durch Coextrusion der einzelnen Schichten und anschließendes Recken erhalten wird.