DE2440286C2

DE2440286C2 - Druckempfindliches Klebeband

Info

Publication number: DE2440286C2
Application number: DE2440286A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Miki; Hideo Nishizawa; Yukio Ibaraki Osaka Suzuki
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1973-08-27
Filing date: 1974-08-22
Publication date: 1982-05-19
Also published as: BE819210A; FR2242450A1; GB1447837A; DE2440286A1; FR2242450B1; JPS5052142A; JPS5328058B2

Description

Db Erfindung betrifft ein druckempfindliches Klebeband mit guter Festigkeit in Querrichtung, das ohne spezielle Werkzeuge oder Schneideeinrichtung leicht mit den Fingern geschnitten werden kann.

Druckempfindliche Klebebänder müssen eine große Festigkeit in Querrichtung haben, z. B. dann, wenn sie dazu verwendet werden, um die Bedeckungen von Kartons abzuschließen. Bislang sind als solche druckempfindliche Klebebänder zum Abschließen von Kartons druckempfindliche Kraftpapierbänder und Gummibänder verwendet worden. Wenn jedoch die Inhalte des Kartons relativ schwer sind, dann sind vom Standpunkt der praktischen Festigkeit druckempfindliche Stoffbänder und druckempfindliche Klebebänder mit einer harten PoIyvinylchlorldfolie oder eine Polypropylenfolie, die in Längsrichtung verstreckt wurde, als Trägerfolie verwendet worden. Druckempfindliche Klebebänder mit einer Kunststoffolle als Träger haben Im Vergleich zu druckempfindlichen Klebebändern mit Stoff oder Papier als Träger viele Vorteile, weil sie z. B. eine gute Wasserbeständigkeit haben und billig sind. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie mit den Fingern nur sehr schwierig geschnitten werden können oder daß sie nicht in Querrichtung geschnitten werden können. Selbst wenn sie geschnitten werden können, dann entstehen viele Falten. Die Anwendbarkeit dieser druckempfindlichen Klebebänder zum Verschließen 1st daher nur gering, da es erforderlich ist, spezielle Werkzeuge oder Schneldelnrlchtungen zu verwenden. Da diese Produkte in Querrichtung eine schlechte Festigkeit haben, sind sie auch nicht als druckempfindliche Klebebänder, z. B. zum Verschließen von Kartons, geeignet.

Es ist bekannt, Trägerfolien aus Kunststoff in Längsrichtung zu verstrecken und In Querrichtung so zu verstrecken, daß sie leicht mit den Fingern geschnitten werden können und die Festigkeit In Querrichtung zunimmt. Es ist jedoch bislang angenommen worden, daß derartige Klebebänder für die Praxis nicht geeignet sind, da sie In Längsrichtung eine geringe Festigkeit haben und da sie während des Abwickeins beim Gebrauch brechen, was darauf zurückzuführen ist, daß sie nicht fest genug sind, um den Abwickelkräften zu widerstehen. Somit wurde die Einsetzbarkelt von solchen Klebebändern übersehen.

Aus GB-PS 8 87 950 sind Polypropylenfolien für druckempfindliche Klebebänder bekannt, die in Querrichtung stärker gereckt worden sind als in Längsrichtung. Auch die dort beschriebenen Trägerfolien sind nur schwer manuell einzureißen, was dort gleichfalls als Nachteil angesehen wird. Gemäß der Lehre In dieser Druckschrift soll durch eine Strahlungsvernetzung mit ultraviolettem Licht sowohl die Quer- als auch die Längsreckung vermindert werden. Durch diese Behandlungsweise soll die bessere Schneidbarkeit mit den Fingern erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem druckempfindlichen Klebeband gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs durch einfache Maßnahmen und ohne daß eine Strahlungsvernetzung des ultravioletten Lichts erforderlich ist, spezielle Festigkeitseigenschaften auszubilden. Diese Aufgabe wird durch ein druckempfindliches Klebeband gemäß dem Patentanspruch gelöst.

Eine Trägerfolie gemäß dem Patentanspruch weist eine Schockkantenrißbeständigkeit von weniger als 200 g, eine Bruchdehnung in Längsrichtung oberhalb 200%, eine Reißfestigkeit in Längsrichtung von mehr als 176 kg/cm², eine Reißfestigkeit in Querrichtung von mehr als 800 kg/cm² und eine Schlagfestigkeit in Längsrichtung von mehr als 15 kg · cm/mm², auf.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt die Verschließung eines Kartons unter Verwendung des erfindungsgemäßen druckempfindlichen Klebebandes, während Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 1-1' in Fig. 1 darstellt. Dabei ist 1 der Karton und 2 das druckempfindliche Band.

Das Polypropylen, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist gewöhnlich Isotaktisches Polypropylen, das durch Polymerisation unter Verwendung eines Koordinr.tionskatalysators zur Erzielung einer stereospezifisehen Struktur erzeugt wird. Es kann jedoch jedes Polypropylen verwendet werden, wenn es einen isotaktischen Grad von oberhalb 80% besitzt. Ferner können gemäß der Erfindung Propylen/Äthylen-Copolymere verwendet werden, die weniger als 15 Gew.-% einer Äthylenkomponente enthalten.

Gewöhnlich werden Polypropylene mit einer Intrinsic-Vlskosität (gemessen In Tetrahydronaphtalin bei 135° C) von etwa 1,5 bis etwa 3,0 verwendet.

Das gegebenenfalls zum Vermischen mit dem PoIypropylen vorgesehene Polyäthylen kann in Mengen von unterhalb 40 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht von Polyäthylen und Polypropylen, verwendet werden.

Der Verstreckungsgrad der Trägerfolie In Querrichtung beträgt 4 oder mehr, vorzugsweise 5 bis 8. Der Verstrekkungsgrad In Längsrichtung beträgt 3 oder weniger und der Verstreckungsgrad in Querrichtung beträgt das 1,5- oder Mehrfache des Verstreckungsgrades in Längsrichtung.

Die druckempfindlichen Klebebänder können hergestellt werden, indem die Oberflächen der Trägerfolie mit einer Koronaentladung oder mit Blchromaten behandelt werden, um eine Oberflächenoxldatlonsbehandlung durchzuführen, auf die Oberfläche des behandelten Films in einer Menge von 20 bis 50 g/m² auf Feststoffbasis ein bekannter Klebstoff aufgebracht wird und indem auf die andere Oberfläche ein Trennmittel aufgebracht wird. Bei diesen druckempfindlichen Klebebändern hat die Trägerfolie die folgenden Eigenschaften:

1. Die Schockkantenrißbeständigkeit liegt unterhalb etwa 200 g und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40 g. Dies ls'i notwendig, well die Bänder mit den Fingern nicht leicht geschnitten werden können, wenn die Schocklcantenrißbeständigkelt mehr als 200 g beträgt. Die Schockkantenrißbeständigkeit kann wie folgt gemessen werden:

Bei der Methode gemäß der JIS-Norm Z 1523 wird eine Probe In der Welse vorgesehen, daß die Länge

davon die Längsrichtung des druckempfindlichen Klebebandes darstellt. Der Wert der Schockkantenrißbeständlgkelt wird bei 20° C und einer Testgeschwindigkeit von 4,5 m/sec bestimmt. Der resultierende Wert wird als Schockkantenrißbeständigkeitswert angegeben.

2. Die Dehnung beim Bruch in Längsrichtung liegt oberhalb etwa 2009b und vorzugsweise 400 bis 800%. Dies ist deswegen notwendig, weil das auf einen Kern aufgewickelte druckempfindliche Band beim Abwickeln bricht, wenn die Dehnung beim Bruch unterhalb etwa 200% liegt, weil die Trägerfolie der Veränderung der raschen Abwicklungskraft beim Beginn des Abwikkelns nicht widerstehen kann. Die Dehnung beim Bruch kann nach der JIS-Norm Z 1702 bestimmt werden.

3. Die Zugfestigkeit in Längsrichtung liegt oberhalb etwa 170 kg/cm² und die Zugfestigkeit in Querrichtung oberhalb etwa 800 kg/cm². Höhere Zugfestigkeiten werden bevorzugt. Die Zugfestigkeit kann nach der JlS-Norm Z 1702 bestimmt werden.

4. Die Schlagfestigkeit in Längsrichtung liegt oberhalb etwa 15 kg ■ cm/mm² und die Schlagfestigkeit in Querrichtung oberhalb etwa 40 kg · cm/mm². Höhere Schlagfestigkeiten werden bevorzugt. Die Schlagfestigkeit kann wie folgt bestimmt werden:

Ein Ende einer rechteckigen Probe mit einer Länge von 750 mm und einer Breite von 5 mm wird bei 20° C eingespannt. Das andere Ende der Probe wird mit einer Testgeschwindigkeit von 2,8 m/sec gereckt. Hierauf wird die Kraft gemessen, die zum Brechen der Probe erforderlich ist. Die Schlagfestigkeit wird als Kraft beim Bruch pro Flächeneinheit der Probe angegeben.

Vorzugsweise verwendet man eine Mischung aus Polypropylen und Polyäthylen. Die besten Ergebnisse können erhalten werden, wenn zu dem Polypropylen In einer Menge von unterhalb etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 30 Gew.-%, ein thermoplastisches Harz gegeben wird, das mit dem Polypropylen im geschmolzenen Zustand verträglich ist, z. B. ein Äthylen/Propylen/Dlen-Terpolymeres, Polyisobutylen- oder Äthylen/ Vinylacetat -Copolymeres.

Somit können als Polypropylenarten, die als Hauptkomponente für Trägerfolie verwendet werden, folgende Arten eingesetzt werden:

1. Polypropylenhomopolymere mit einem isotaktischen Grad von mehr als 80%;

2. Propylen/Äthylen-Copoiymere, die weniger als 15 Gew.-96 einer Äthylenkomponente enthalten; so

3. Gemische aus Propylenhomopolymeren und Polyäthylen, die weniger als 40 Gew.-96 Polyäthylen enthalten und

4. Gemische aus Propylen/Äthylen-Conolymeren, die weniger als 15 Gew.-96 einer Äthylenkomponente enthalten, und Polyäthylen, bei dem das Gemisch weniger als 40 Gew.-% Polyäthylen enthält.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Angaben bezüglich der Teile, Prozentverhältnisse und dergleichen auf das Gewicht bezogen.

Der Klebstoff, der Primer und das Trennmittel bei den Beispielen hatten folgende Zusammensetzung:

Klebstoff:

Naturkautschuk

Polyterpenharz

Toluol
Primer:

Chlorbutadienkautschuk

Phenol formaldehydharz

Toluol
Trennmittel:

Gewichtsteile:
100
50
440

20

15

150

Eine Toluoüösung mit 1% Reaktionsprodukt aus N-Octadecylisocyanat und löslicher Stärke.

Beispiel 1

80 Gewichtsteile Pellets aus isotaktischem Polypropylen (Intrinsic-Viskosität 2,0) und 20 Gewichtsteile Polyäthylenpellets mit niedriger Dichte (spezifisches Gewicht 0,921, Schmelzindex gemäß ASTM D 1238: 32) wurden in einer Mischeinrichtung vermengt. Das Gemisch wurde als Schmelze mit einem üblichen Extruder durch eine T-Düse zu einem Blatt mit einer Dicke von 480 μΐη extrudiert.

Das Blatt wurde in Querrichtung bei 130 bis 17O⁰C unter Verwendung eines Spannrahmens 7,0mal verstreckt und dann einer Wärmebehandlung bis zu einer prozentualen Vergütung von 5 bis 8% unterworfen.

Beide Oberflächen der Trägerfolie wurden durch Koronabehandlung bis zu einer Naßspannung von 40 Dyn behandelt. Dann wurden der oben beschriebene druckempfindliche Klebstoff, der Primer und das Trennmittel bei einer Temperatur aufgebracht, bei der die Eigenschaften des Films sich nicht wesentlich veränderten. Auf diese We'.se wurde ein druckempfindliches Klebeband mit einer Breite von 1 m hergestellt, das nach dem Aufrollen auf einen Papierkern zu Rollen mit einer Breite von 50 mm zerschnitten wurde.

Beispiele 2 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Nach der Methode des Beispiels 1 wurden Rollen des druckempfindlichen Klebebandes hergestellt. Die angewendeten Bedingungen sind in Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle 1

Beispiel	PP	PPE	Blatt	PIB	Dicke	Verstrerkungs-
Nr.		Blattbildende Komponente	(μηι)	verhältnis
		(Gewichtstelle)
		PE EPT EVA		LR QR

2	80	-	30
3	82	-	18
4	76	-	34
5	-	95	5
6	100	-	_
7		100	_

660	1,5	7,5
390	1,0	8,0
1200	1,7	9,0
1300	2,0	7,0
440	1,0	4,0
620	1,2	4,5

Fortsetzung

Beispiel	PP	PPE	Blatt	PIB	Dicke	Verstreckungs-
Nr.		Blattbildende Komponente	(μΐη)	verhältnls
		(Gewichtstelle)
		PE EPT EVA		LR QR

90

10

9	75
10	85
11	82
12	80
Vergl.
Beispiel
1	80
2	100
3	50
4	100

20 13 15 20

20

50

In der Tabelle I bedeutet PP Polypropylen. Bei den Beispielen 2, 9, 11 und 12 sowie bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurde ein Polypropylen mit einer Intrinsic-Viskosltät von 2,0 verwendet. Bei den Beispielen 3, 4, und 6 wurde ein Polypropylen mit einer Intrinslc-Viskosität von 1,6 eingesetzt. Bei den Vergleichsbeispielen und 4 wurde ein Polypropylen mit einer Intrlnsic-Viskosität von 2,7 verwendet.

PPE bedeutet ein Propylenpolymeres mit einer Intrinsic-Viskosität von 2,5 und einem isotaktischen Grad von 97%, das durch Copolymerisation mit 1,0 Gew.-96 einer Äthylenkomponente hergestellt wird.

PE bedeutet das gleiche Polyäthylen wie es in Beispiel 1 verwendet wurde.

EPT bedeutet ein Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymeres (Intrinsic-Viskosität 2,0), bei dem der Anteil des Äthylens naTiezu gleich ist wie derjenige des Propylens.

EVA bedeutet ein Äthylen/Vinylacetat-Copolymeres

Tabelle!!

520
600
470
920
650

2300
510
120

3300

1,0 1,5 1,0 1,5 1,5

1,0 1,0 1,0 6,5

7,5 6,0 7,0 7,2 7,5

6,0 8,5 3,0 8,5

(Vinylacetatgehalt: 12 Gew.-%, Schmelzindex: 3,5 g/10 min, gemessen gemäß ASTM-Norm D 1238).

PIB bedeutet ein Polyisobutylen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200 000.

LR bedeutet das Verstreckungsverhältnis in Längsrichtung und QR das Verstreckungsverhältnis In Querrichtung.

Bei einer geringfügigen Verstreckung in Längsrichtung

gemäß Tabelle I wurde das Blatt bei einer Verstreckungs-

temperatur von 120 bis 13O⁰C verstreckt, indem das

Blatt auf Metallwalzen laufen gelassen wurde, nachdem

in Querrichtung verstreckt worden war und nachdem

eine Wärmebehandlung bis zu einer prozentualen Ve-rgü-

tung von 5 bis 896 durchgeführt worden war.

In Tabelle II sind die Eigenschaften der Rollen der druckempfindlichen Klebebänder der Beispiele 1 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 zusammengestellt.

Beispiel	Dicke	Eigenschaften	der Trägerfolie des druckempfindlichen Klebebandes	Schlagfestigkeit
Nr.	(μπι)	Schockkanten	Zugfestigkeit Dehnung beim	(kg · cm/mm²)
		rißbeständig-	(kg/mm³) Bruch (%)
		keit (g)		LR QR
		LR QR LR

Vergl.
Beispiel

100

110

120

400
60
40
60

25 25 10 25 60 60 70 40 30 30 50 90

400 5

100 >500

340	1200	620
380	1300	450
330	1400	600
400	1600	400
420	1250	250
270	850	220
320	840	250
300	1500	250
370	1000	600
300	1100	680
370	1200	350
500	1500	300
360	1000	700
280	2200	30
200-	600	220
1200	2100	100

23	170
25	185
22	170
33	240
38	175
16	80
17	75
20	180
21	150
20	180
30	170
35	200
20	160
11	200
12	50
175	220

Fortsetzung Tabelle II
Eigenschaften der Trägerfolie

Leichtigkeit des Schneidens	Abwickelbarkeit	Praktische Festigkeit	Arbeitseigenscharten
mit den Fingern			beim Anwenden
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	B
O	C)	O	A
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	A
O	O	O	B
O	C)	O	A
X	O	O	C
O	X	O	C
Λ	O	X	B
X	O	O	C

In Tabelle II wurden die Eigenschaften der Trägerfolie nach den oben beschriebenen Methoden bestimmt.

Die Eigenschaften der druckempfindlichen Klebebänder wurden wie folgt bewertet:

1. Leichtigkeit des Schneidens mit den Fingern:

O bedeutet, daß das druckempfindliche Klebeband in Querrichtung id. h. in der Richtung, die zur Längsrichtung senkrecht ist) unter Verwendung lediglich der Finger der beiden Hände und ohne ein Werkzeug leicht geschnitten werden konnte.

X bedeutet, daß das Band mit den Fingern nur schwierig geschnitten werden konnte.

Δ bedeutet einen mittleren Zustand zwischen beiden Fällen.

2. Abwickelbarkeit:

O bedeutet, daß das druckempfindliche Klebeband beim Abwickeln mit 30 m/min nicht brach.

X bedeutet, daß das druckempfindliche Klebeband bricht, wenn es mit etwa 30 m/min abgewickelt wird. In diesen Fällen betrug die zum Abwickeln notwendige Kraft 400 bis 1600 g/50 mm der Breite.

3. Arbeitseigenschaften beim Anwenden:

Die druckempfindlichen Klebebänder wurden auf gleichförmig gepackte Kartons (30 cm χ 30 cm χ 50 cm) mil einem Gewicht von 30 kg durch drei Arbeiter aufgeklebt. Das Aufkleben wurde von jedem der drei Arbeiter in 10 Fällen durchgeführt. Die druckempfindlichen Klebebänder wurden nur mit den Fingern und ohne Verwendung einer Schneideinrichtung geschnitten. Die druckempfindlichen Klebebänder wurden auf die oberen und unteren Bedeckungen der Kartons, wie es in den Zeichnungen gezeigt wird, unter Bildung des Buchstabens H aufgeheftet.

In den Zeichnungen bedeutet 1 den Karton und 2 das druckempfindliche Klebeband, das auf die Bedeckungen des Kartons aufgeheftet wird. Das Verhältnis des Versagens beim Anwenden, d. h. beim normalen Verschließen, kann nicht praktiziert werden, wenn das Schneiden unter Verwendung der Finger von einer Hand geschieht, da sich das druckempfindliche Klebeband streckt und nicht geschnitten werden kann. Wenn es schief geschnitten wird, dann bricht es an einem anderen Teil als an dem gewünschten Teil, der durch die Finger geschnitten werden soll, oder es bricht beim Abwickeln. Dieses Verhältnis des Versagens wird gezählt. Weniger als 10% Versagungsfälle bei der Anwendung wurden als Α-Grad bewertet. Weniger als 20% Versagungsfälle beim Anwenden wurden als B-Grad bewertet und mehr als 20% Versagungsfälle beim Anwenden wurden als C-Grad bewertet. 4. Festigkeit für die Praxis:

Unter Verwendung der gemäß 3 verschlossenen Kartons wurden ein Rolltest mit einer hexagonalen Walze und ein Fallschlagtest gemäß JIS Z 0209 durchgeführt.

Beim Walztest mit der hexagonalen Walze wurde nach Wiederholung des Walzens bis N = 29, errechnet gemäß der in der oben angegebenen J IS-Norm angegebenen Gleichung, ein beschädigter Zustand des druckempfindlichen Klebebandes beobachtet. Beim Fallschlagtest wurde nach einem einmaligen Schlag auf die obere Bedeckung und die untere Bedeckung mit einer Fallhöhe von 1 m ein beschädigter Zustand des druckempfindlichen Klebebandes beobachtet. Wenn bei den oben beschriebenen Tests das druckempfindliche Band nicht beschädigt wurde, dann wurde es als O, und wenn es beschädigt wurde, dann wurde es als X bewertet.

In den Beispielen 1 bis 12, bei denen die Ei°enschaften der Grundlagen der druckempfindlichen Klebebänder alle in den oben beschriebenen Bereichen lagen, lagen die erforderlichen Eigenschaften für die Praxis, z. B. Festigkeit für die Praxis, Leichtigkeit des Schneidens mit den Fingern, Abwickelbarkeit und Anwendungseigenschaften, vor. Andererseits lagen bei den Vergleichsversuchen 1 bis 4 nur einige dieser Eigenschaften vor, da mindestens eine der Eigenschaften aus den oben beschriebenen Bereichen herausfiel.

Somit besitzen die druckempfindlichen Klebebänder gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Festigkeit in Querrichtung, und sie können leicht mit den Fingern geschnitten werden. Weiterhin brechen sie beim Abwikkeln von der Rolle nicht, und sie haben beim Verschließen von Kartons und dergleichen gute Anwendungseigenschaften.

Die Erfindung wurde anhand von druckempfindlichen Bändern beschrieben, welche auf einer Oberfläche der Grundschicht bzw. Rückseite eine Schicht aus einem druckempfindlichen Klebstoff hatten. Die Schicht aus dem druckempfindlichen Klebstoff kann aber auch auf beiden Oberflächen der Grundlage vorgesehen werden, um doppelfiiichige druckempfindliche Klebebänder herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Druckempfindliches Klebeband aus einer in Querrichtung stärker als In Längsrichtung gereckten Polypropylen als Hauptkomponente enthaltenden Trägerfolie einer Dicke von 10 bis 300 μιη mit einer druckempfindlichen Klebstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstreckungsgrad der Trägerfolie in Querrichtung 4 oder größer und in Längsrichtung 3 oder niedriger und der Verstreckungsgrad in Querrichtung das l,5fache oder mehr als der Verstreckungsgrad in Längsrichtung ist.