DE3239638C2

DE3239638C2 -

Info

Publication number: DE3239638C2
Application number: DE3239638A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Nagahama Shiga Jp Nanbu
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1991-11-14
Also published as: IT1153291B; DE3239638A1; JPS5874774A; FR2515197A1; US4414261A; IT8223874A0; GB2108008A; GB2108008B; FR2515197B1; JPS64995B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein transparentes Polypropylen-Klebeband, welches leicht abtrennbar ist, und zwar sowohl mittels der Finger als auch mittels einer Schneideklinge eines Klebebandspenders.

Es sind transparente Klebebänder im Handel, welche eine Basisschicht umfassen, die hauptsächlich aus einem Polypropylen zusammengesetzt und mit einem Klebstoff beschichtet ist. Keines der bekannten Klebebänder erfüllt jedoch vollständig die verschiedenen Anforderungen, die an ein transparentes Klebeband gestellt werden. Insbesondere im Hinblick auf die Abtrennbarkeit des Bandes, die für den Nutzeffekt bei der praktischen Verwendung des Klebebandes entscheidend ist, genügt keines der herkömmlichen Klebebänder in vollem Umfang den Anforderungen hinsichtlich der Abreißbarkeit mittels der Finger wie auch der Abtrennbarkeit mittels einer Spenderschneideklinge.

Von den Erfindern wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die oben erwähnten Schwierigkeiten der herkömmlichen Klebebänder zu überwinden und ein transparentes Polypropylen-Klebeband mit guter Abtrennbarkeit zu erhalten. Dabei wurde festgestellt, daß die Abreißbarkeit mittels der Finger (im folgenden als "Finger-Abreißbarkeit" bezeichnet) dadurch verbessert werden kann, daß man einem Polypropylen ein Petroleumharz einverleibt. Durch die Einverleibung des Petroleumharzes neigt das Band jedoch dazu, eine starke Dehnung oder Streckfähigkeit anzunehmen, wodurch seine Abtrennbarkeit mittels der Klebebandspender-Schneideklinge (im folgenden als "Spender-Abtrennbarkeit" bezeichnet) verschlechtert wird.

Bei weiteren Untersuchungen wurde festgestellt, daß sowohl die Finger-Abreißbarkeit als auch die Spender-Abtrennbarkeit dadurch verbessert werden kann, daß man jede Seite der Polypropylenschicht, welcher das Petroleumharz einverleibt ist, mit einer dünnen Polypropylenschicht laminiert. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Beobachtungen.

Genauer gesagt, wird mit der vorliegenden Erfindung ein Klebeband geschaffen, welches eine Basisschicht umfaßt sowie eine Klebstoffschicht, die auf eine Seite der Basisschicht aufgetragen ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Basisschicht eine Zwischenschicht, hergestellt aus einem kristallinen Polypropylen, enthaltend 25 bis 35 Gew.-% eines Petroleumharzes, umfaßt sowie äußere Schichten, hergestellt aus einem kristallinen Polypropylen, wobei die äußeren Schichten auf beide Seiten der Zwischenschicht laminiert sind und wobei die Zwischenschicht eine Dicke in einem Bereich von 60 bis 90% der Gesamtdicke der Basisschicht aufweist und die Schichten der Basisschicht in der Weise biaxial orientiert sind, daß die Orientierung in longitudinaler Richtung größer ist als die Orientierung in transversaler Richtung.

Bei dem kristallinen Polypropylen gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich um ein isotaktisches Polypropylen eines Propylenhomopolymeren handeln, welches herkömmlicherweise für Filme oder Folien verwendet wird. Bevorzugt ist ein isotaktisches Polypropylen mit einem isotaktischen Index von 90 bis 97% und einem Schmelzindex von 0,5 bis 4,0.

Das für die Zwischenschicht verwendete Petroleumharz kann ein aliphatisches Petroleumharz, ein alicyclisches Petroleumharz oder ein aromatisches Petroleumharz sein. Im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit und die Kompatibilität mit dem Polypropylen wird es jedoch bevorzugt, ein vollständig hydriertes, alicyclisches Petroleumharz zu verwenden.

Es ist wesentlich, daß der Gehalt an Petroleumharz innerhalb eines Bereichs von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zwischenschicht, beträgt. Wie oben erwähnt, hat der Petroleumharzanteil einen Einfluß auf die Finger-Abreißbarkeit des Klebebandes. Falls der Gehalt unter 25 Gew.-% liegt, wird die Finger-Abreißbarkeit des Klebebandes schlecht. Falls andererseits der Gehalt 35 Gew.-% übersteigt, wird die Streckverarbeitbarkeit schlechter und die Spender-Abtrennbarkeit des Klebebandes wird gering. Darüber hinaus kommt es, abhängig von den Lagerungsbedingungen (bei einer Temperatur von 60°C oder mehr) des Bandes im aufgewickelten Zustand, zu einer Schrumpfung des Bandes, und die aufgewickelte Bandkonfiguration neigt dazu, eine teleskopartige Deformation zu erleiden.

Es kann ferner, zusätzlich zu dem Petroleumharz, eine geringe Menge, d. h. von 1 bis 20 Gew.-%, eines Äthylen-α-Olefin-Copolymeren, wie eines Äthylen-Propylen-Copolymeren oder eines Äthylen-Buten-1-Copolymeren, der Zwischenschicht einverleibt werden, um die Interschichtenhaftung an die die Außenschichten darstellenden, kristallinen Polypropylenschichten zu verbessern.

Bei der Herstellung des Klebebandes gemäß der vorliegenden Erfindung werden zunächst beide Seiten der Zwischenschicht aus dem kristallinen Polypropylen mit einem Gehalt des Petroleumharzes mit den kristallinen Polypropylenschichten unter Bildung der Basisschicht laminiert. Die Laminierung kann nach einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, z. B. einem Extrusions-Laminierverfahren oder einem Co-Extrusions-Laminierverfahren. Im Hinblick auf das Dickenverhältnis der Schichten der Basisschicht ist es erforderlich, daß die Dicke der Zwischenschicht in einem Bereich von 60 bis 90% der Gesamtdicke der Basisschicht liegt. Genauer gesagt, wird die Finger-Abreißbarkeit des erhaltenen Klebebandes ausgesprochen schlecht, falls die Dicke der Zwischenschicht weniger als 60% beträgt. Falls andererseits die Dicke 90% übersteigt, nimmt die Dehnung oder Streckbarkeit des Klebebandes zu und führt damit zu einer schlechteren Spender-Abtrennbarkeit. Das Verhältnis der Dicke der kristallinen Polypropylenschicht, die auf einer Seite der Zwischenschicht laminiert ist, zu der Dicke der kristallinen Polypropylenschicht, die auf der anderen Seite der Zwischenschicht laminiert ist, beträgt vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1 : 1,5. Indem man die Dicken beider Schichten auf diese Weise im wesentlichen gleich macht, ist es möglich, bei dem als Endprodukt erhaltenen Klebeband das Kräuseln zu verhindern.

Anschließend wird eine Klebstoffschicht auf eine Seite der Basisschicht, welche den obigen Aufbau aufweist, appliziert. Falls man einen Acrylsäureester-Klebstoff als Klebstoff verwendet, ist es bevorzugt, im Hinblick auf eine Verbesserung der Bindungseigenschaft des als Endprodukt erhaltenen Klebebandes ein sog. modifiziertes Polypropylen, d. h. ein Polypropylen, dem eine geringe Menge einer Carbonsäure oder deren Derivat, wie ein Carbonsäureanhydrid, einverleibt ist, zwischen der Basisschicht und der Klebstoffschicht vor der Applikation der Klebstoffschicht zu placieren.

Das auf diese Weise erhaltene, laminierte Blatt wird anschließend orientiert, und zwar in einem derartigen Streckverhältnis, daß die Orientierung in longitudinaler Richtung größer ist als die Orientierung in der transversalen (d. h. Breiten-)Richtung. Genauer gesagt, ist es erforderlich, daß die Reckrate (das Ausmaß der Reckung) in longitudinaler Richtung größer ist als die Reckrate in transversaler Richtung. Falls die Reckrate in longitudinaler Richtung nicht größer ist als die Reckrate in transversaler Richtung, wird die Verstreckbarkeit oder Dehnung des erhaltenen Klebebandes groß und führt damit zu einer schlechten Spender-Abtrennbarkeit. Speziell wird es bevorzugt, daß das Blatt biaxial gereckt wird, und zwar mit einer transversalen Reckrate von wenigstens dem 6fachen, und daß das Produkt der longitudinalen und transversalen Reckraten innerhalb eines Bereichs von wenigstens 42 und kleiner als 72 liegt. Falls die transversale Reckrate kleiner als das 6fache ist, neigt die Uniformität der Reckung dazu, unzureichend zu werden und somit zu einer Unregelmäßigkeit hinsichtlich der Dicke in transversaler Richtung zu führen. Falls andererseits das Produkt der longitudinalen und transversalen Reckraten kleiner als 42 ist, kann ein genügender Orientierungseffekt als Folge des Reckens nicht erwartet werden, und falls das Produkt 72 oder mehr beträgt, besteht die Gefahr, daß das Blatt während des Reckverfahrens reißt, was bei dem Verfahren der industriellen Herstellung unerwünscht ist. Das Recken wird vorzugsweise bei einer Umgebungstemperatur von 150 bis 160°C durchgeführt. Das als Endprodukt erhaltene Klebeband nach dem Recken hat gewöhnlich eine Basisschichtdicke von 30 bis 40 µm und eine Klebstoffschichtdicke von 15 bis 25 µm.

Das erfindungsgemäße, gereckte Klebeband kann ferner einer Elektronenstrahl-Bestrahlung von etwa 10 Mrad ausgesetzt werden, um die Abtrennbarkeit des Klebebandes weiter zu verbessern.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Beide Seiten einer Zwischenschicht, bestehend aus einem kristallinen Polyporopylen mit einem Gehalt an vollständig hydriertem, alicyclischem Petroleumharz in einer Menge, wie in Tabelle 1 angegeben, sowie 5 Gew.-% eines Äthylen-Buten-1-Copolymeren und mit einem isotaktischen Index von 96% und einem Schmelzindex von 2, werden mit Schichten des gleichen kristallinen Polypropylens, wie oben, laminiert, und zwar mittels eines Co-Extrusions-Laminierverfahrens bei einer Extrusionstemperatur innerhalb eines Bereichs von 230 bis 250°C. Auf diese Weise wird eine Basisschicht erhalten. In diesem Fall beträgt die Dicke der Zwischenschicht 1810 µm, was 80% der Gesamtdicke (d. h. 2270 µm) der Basisschicht entspricht. Die Dicke der kristallinen Polypropylenschicht, die auf jede Seite der Zwischenschicht laminiert ist, beträgt 230 µm.

Anschließend wird eine Seite der so erhaltenen Basisschicht mit einem Acrylsäureester-Klebstoff in einer Dicke von 800 µm beschickt und das Produkt wird bei einer Recktemperatur innerhalb eines Bereichs von 150 bis 160°C gereckt, und zwar mit einer longitudinalen Reckrate von dem 9fachen und mit einer transversalen Reckrate von dem 7fachen. Anschließend wird die gereckte Bahn 6 sec einer Hitzebehandlung bei 170°C unterworfen, woraufhin man ein Klebeband mit einer Dicke der Basisschicht von 36 µm und einer Dicke der Klebstoffschicht von 20 µm erhält. Die Qualität und die Eigenschaften jedes der auf diese Weise hergestellten Klebebänder sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Die Finger-Abreißbarkeit wird auf folgende Weise bestimmt. Das erhaltene Klebeband mit einer Breite von 18 mm wird mit den Fingern beider Hände gefaßt, und es wird versucht, es in transversaler Richtung zu zerreißen. Dieser Reißversuch wird 20mal wiederholt, und die Erfolgsrate wird in Prozent ausgedrückt.

Die Spender-Abtrennbarkeit wird unter Verwendung des Bandes mit der gleichen Breite wie im Falle der Bestimmung der Finger-Abreißbarkeit folgendermaßen bestimmt. Unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Spenders wird 20mal ein Schneidversuch durchgeführt, und die Erfolgsrate wird durch Prozent ausgedrückt.

Die Zugfestigkeit und die Dehnung werden in longitudinaler Richtung der Bänder bestimmt, und zwar bei Klebebändern mit einer Breite von 18 mm gemäß JIS Z-1522.

Der Elastizitätsmodul wird in longitudinaler Richtung der Bänder bestimmt, und zwar gemäß ASTM D-882.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die Proben 3 und 4, die innerhalb des erfindungsgemäß beanspruchten Bereichs liegen, sowohl hinsichtlich der Finger-Abreißbarkeit als auch der Spender-Abtrennbarkeit überlegen sind und einen hohen Elastizitätsmodul, d. h. eine überlegene Steifigkeit, aufweisen. Sie sind somit als Klebebänder hervorragend geeignet.

Demgegenüber weisen die Proben 1 und 2, bei denen der Petroleumharzgehalt in der Zwischenschicht kleiner als 25% ist, eine große Zugfestigkeit auf und sind somit hinsichtlich der Finger-Abreißbarkeit schlechter. Andererseits ist bei der Probe 5, bei der der Petroleumharzgehalt 35% übersteigt, die Spenderabtrennbarkeit schlechter, und es besteht die Gefahr, daß wähend der Lagerung im aufgewickelten Zustand des Bandes Probleme durch Schrumpfung auftreten, da das Band eine geringe Zugfestigkeit aufweist.

Beispiel 2

Beide Seiten einer Zwischenschicht, die aus kristallinem Polypropylen, enthaltend 25 Gew.-% des gleichen Petroleumharzes wie in Beispiel 1 und 5 Gew.-% des Äthylen-Buten-1-Copolymeren, besteht und einen isotaktischen Index von 96% und einen Schmelzindex von 2 aufweist, werden mit Schichten des gleichen kristallinen Polypropylens, wie oben, laminiert, und zwar in gleicher Dicke mittels eines Co-Extrusions-Laminierverfahrens bei einer Temperatur innerhalb eines Bereiches von 230 bis 250°C. In diesem Fall werden gemäß Tabelle 2 verschiedene Verhältnisse von Dicke der Zwischenschicht zu Gesamtdicke (2270 µm) zu der Basisschicht verwirklicht. Nach dem Beschichten einer Seite jeder Basisschicht mit einem Acrylsäureester-Klebstoff in einer Dicke von 1260 µm wird die Bahn der Reckbehandlung und der Hitzebehandlung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unterworfen. Es wird ein Klebeband mit einer Dicke der Basisschicht von 36 µm und einer Dicke der Klebstoffschicht von 20 µm erhalten. Die Qualität und Eigenschaften jedes auf diese Weise erhaltenen Klebebandes sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Die verschiedenen Messungen werden gemäß Beispiel 1 durchgeführt.

Tabelle 2

Aus Tabelle 2 geht hervor, daß die Proben 2 bis 4, die innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen, sowohl hinsichtlich der Finger-Abreißbarkeit als auch der Spender-Abtrennbarkeit überlegen sind und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen. Sie eignen sich somit hervorragend als Klebebänder.

Demgegenüber weist die Probe 1, bei der das Dickenverhältnis der Zwischenschicht 90% übersteigt, eine große Dehnung auf und hat somit eine schlechte Spender-Abtrennbarkeit. Die Probe 5 andererseits, bei der das Dickenverhältnis der Zwischenschicht kleiner als 60% ist, hat eine extrem schlechte Finger-Abreißbarkeit.

Beispiel 3

Es werden Basisschichten hergestellt, wobei man die gleiche Kombination der Materialien wie in Beispiel 2 verwendet. In diesem Fall beträgt die Dicke der Zwischenschicht jeweils 80% der Gesamtdicke jeder Basisschicht. Nach der Beschichtung mit einem Acrylsäureester-Klebstoff auf eine Seite jeder Basisschicht wird die Bahn bei einer Recktemperatur innerhalb eines Bereichs von 150 bis 160°C gereckt, und zwar mit den longitudinalen und transversalen Reckraten, die in Tabelle 3 angegeben sind. Anschließend wird bei einer Temperatur von 170°C während 6 sec eine Hitzebehandlung durchgeführt. Man erhält auf diese Weise ein Klebeband mit einer Basisschichtdicke von 36 µm und einer Klebstoffschichtdicke von 20 µm. Die Qualität und Eigenschaften jedes auf diese Weise erhaltenen Klebebandes sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Die verschiedenen Messungen werden nach den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Tabelle 3

Aus Tabelle 3 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Proben 2 und 3 sowohl hinsichtlich der Finger-Abreißbarkeit als auch der Spender-Abtrennbarkeit überlegen sind und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen. Sie eignen sich somit hervorragend für die Verwendung als Klebebänder.

Demgegenüber hat die Probe 1, bei der die longitudinale Reckrate kleiner ist als die transversale Reckrate, zwar eine gute Finger-Abreißbarkeit, jedoch eine große Dehnung und ist somit bei der Spender-Abtrennbarkeit schlecht. Andererseits ist die Probe 4, bei der die longitudinale Reckrate größer ist als die transverale Reckrate, jedoch das Produkt von longitudinaler und transversaler Reckrate nicht kleiner als 72 ist, anfällig für Risse während des Reckverfahrens, und es war nicht möglich, Testproben zu erhalten.

Claims

1. Klebeband, umfassende eine Basisschicht und eine auf eine Seite der Basisschicht aufgetragene Klebstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht eine Zwischenschicht umfaßt, die aus einem kristallinen Polypropylen, enthaltend 25 bis 35 Gew.-% eines Petroleumharzes, hergestellt ist, und an beiden Seiten mit Außenschichten, hergestellt aus einem kristallinen Polypropylen, laminiert ist, wobei die Zwischenschicht eine Dicke innerhalb eines Bereiches von 60 bis 90% der Gesamtdicke der Basisschicht aufweist und wobei die Schichten der Basisschicht in der Weise biaxial orientiert sind, daß die Orientierung in longitudinaler Richtung größer ist als die Orientierung in transversaler Richtung.

2. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem kristallinen Polypropylen in der Zwischenschicht und in den Außenschichten der Basisschicht um ein isotaktisches Polypropylen mit einem isotaktischen Index von 90 bis 97% und einem Schmelzindex von 0,5 bis 4,0 handelt.

3. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Petroleumharz ausgewählt ist unter aliphatischem Petroleumharz, alicyclischem Petroleumharz und aromatischem Petroleumharz.

4. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Petroleumharz um ein vollständig hydriertes, alicyclisches Petroleumharz handelt.

5. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine geringe Menge eines Äthylen-α-Olefin-Copolymeren enthält.

6. Klebeband nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Äthylen-α-Olefin-Copolymeren um ein Äthylen-Propylen-Copolymeres oder ein Äthylen-Buten-1-Copolymeres handelt

7. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke der kristallinen Polypropylenschicht, mit der die eine Seite der Zwischenschicht laminiert ist, zu der Dicke der kristallinen Polypropylenschicht, mit der die andere Seite der Zwischenschicht laminiert ist, innerhalb eines Bereichs von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 liegt.

8. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht aus einem Acrylsäureester-Klebstoff besteht.

9. Klebeband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basisschicht und der Klebstoffschicht ein Polypropylen, das mit einer geringen Menge einer Carbonsäure oder deren Derivat modifiziert ist, vorgesehen ist.

10. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Basisschicht zur Orientierung biaxial gereckt sind, und zwar mit einer transversalen Reckrate von wenigstens dem 6fachen, und daß das Produkt der longitudinalen und transversalen Reckrate innerhalb eines Bereichs von wenigstens 42 und kleiner als 72 liegt.

11. Klebeband nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reckorientierung bei einer Temperatur von 150 bis 160°C durchgeführt wird.

12. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht eine Dicke von 30 bis 40 µm und die Klebstoffschicht eine Dicke von 15 bis 25 µm aufweist.

13. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es nach der biaxialen Orientierung einer Elektronenstrahl-Bestrahlung von etwa 10 Mrad ausgesetzt wird.