DE4211510C2 - Recycling-fähiges bedruckbares Verpackungsklebebandpapier - Google Patents

Recycling-fähiges bedruckbares Verpackungsklebebandpapier

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Description

Die Erfindung betrifft ein bedruckbares Papier für Verpackungsklebebänder mit einem Papierträger und einer Trennbeschichtung auf der Rückseite des Papierträgers.
Ein derartiges Papier ist aus DE-OS 38 35 507 bekannt. Als Papier wird ein mikrogekrepptes, imprägniertes und beschichtetes Papier verwendet, das z. B. nach dem Clupak- Verfahren hergestellt werden kann. Das Papier ist saugfähig und weist folglich eine leichte Imprägnierfähigkeit auf. Als Beschichtungsmaterialien können Polyacrylate verwendet werden. Ziel dieser Lehre ist, die Imprägniermenge zu vermindern.
Aus DE-GM 79 16 346 ist ein Malerabdeckband bekannt, dessen Trägermaterial ein vollgeleimtes, naßfestes, gebleichtes oder ungebleichtes Kraftpapier ist, das feuchtigkeitsstabilisiert ist.
DE-AS 11 60 293 beschreibt ein imprägniertes, verdichtetes, dehnbares Papier mit hohem Aufspaltwiderstand. Als Papier wird ein offenes, saugfähiges Kraftpapier empfohlen.
DE-AS 26 29 535 beschreibt Selbstklebematerialien, deren Träger aus Kunststoff, insbesondere Polyvinylchlorid hergestellt ist.
Die Entsorgung solcher, auf einer Kunststoff- Folie aufgebauten Kleberbänder ist problematisch. Der Stand der Technik, der als Trägermaterialien Papiere beschreibt, enthält jedoch keinerlei Aussage über eine Wiederverwertung bzw. Aufarbeitung. Aber auch die meisten Papierselbstklebebänder sind nicht mehr wiederzuverwerten bzw. aufzuarbeiten, weil sie, damit sie den geforderten technischen Eigenschaften entsprechen, viel Kunststoff, der in das Papier eingebracht wurde, enthalten.
Es gibt andere Klebebänder auf Papierbasis, die nicht selbstklebend sind, sondern bei denen ein Leim auf das Papier aufgebracht ist, der vor dem Verkleben angefeuchtet werden muß. Der Papierträger besteht dabei aus Natron-Kraftpapier ohne Kunststoffeintrag und einem wasserlöslichen Kleber, der in vielen Fällen auf Stärkebasis aufgebaut ist. Solche leicht zu entsorgende und wieder verwertbare Papierklebebänder haben jedoch entscheidende Nachteile: sie müssen vor dem Verkleben mit speziellen Spendern angefeuchtet werden und die Verklebung ist so lange nicht vollständig, bis der Kleber trocken ist. Deshalb sind solche Papierklebebänder mit einem aufgetragenen Leim für viele kontinuierlich und schnell ablaufende Verpackungsvorgänge nicht geeignet.
Auch Selbstklebebänder auf Papierbasis sind seit langem bekannt. Solche Selbstklebebänder weisen auf dem Papierträger eine Rückseitbeschichtung (Trennstrich) auf, die dem Anhaften des aufgewickelten Klebebandes entgegenwirkt. Auf der Klebstoffseite weisen diese Klebebänder in der Regel einen Primer auf, der als Haftvermittler zwischen dem Papierträger und der Klebmasse dient.
Klebebänder der vorgenannten Art werden auch im großen Umfang für Verpackungen aller Art, nämlich zum Verschließen von Pappkartons und zum Verkleben von Packpapier verwendet.
Die verbrauchten Verpackungsmaterialien, d. h. die mit dem Selbstklebeband auf Papierbasis versehenen Kartons und/oder die abgezogenen Klebebänder sollen in einem Recycling-Prozeß wieder aufgearbeitet werden. Es hat sich aber herausgestellt, daß die derzeit auf dem Markt befindlichen druckempfindlichen Klebebänder auf Papierbasis aufgrund des auf und in dem Papierträger befindlichen Polymermaterials nicht ausreichend recycling-fähig sind, weil eine Abtrennung des Polymermaterials, also insbesondere des Kunststoffmaterials, einschließlich Naturkautschuk nicht oder nur mit großem Aufwand möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein bedruckbares Verpackungsklebeband zur Verfügung zu stellen, das in seinen technischen Eigenschaften die Reißfestigkeit und die Dehnfähigkeit der herkömmlichen Materialien aufweist, aber darüber hinaus ohne erheblichen Aufwand recycling-fähig ist.
Diese Aufgabe wird durch ein bedruckbares Papier für Verpackungsklebebänder der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Trennbeschichtung wasserempfindlich und silikonfrei ist und einen geringen Vernetzungsgrad aufweist, der Papierträger ein geleimtes, wenig saugfähiges, nach dem Clupak-Verfahren hergestelltes Natron-Kraftpapier ist und das Papier recyclingfähig ist.
In der Fig. 1 stellt (6) den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Papiers für Verpackungsklebebänder dar. Auf dem Papierträger (1) befindet sich eine Trennbeschichtung (2), die gegebenenfalls über einer weichen Zwischenbeschichtung (5) aufgetragen ist. Die selbstklebende Klebeschicht (4) ist mittels eines Haftvermittlers (3) an dem Papierträger (1) verankert. Der Selbstkleber ist kein Bestandteil der Erfindung.
Der Papierträger soll im verklebten Zustand einer ausreichenden Druck- und Stoßbelastung standhalten und auch Dehnfähigkeit aufweisen. Um eine ausreichende Dehnfähigkeit bei gleichzeitig glatter Oberfläche zu haben, soll die Dehnfähigkeit nicht durch den herkömmlichen Krepp-Prozeß mit seiner relativ groben Oberflächenstruktur zustande kommen.
Semi-Clupak- und Clupak-Papiere sind deshalb für den vorliegenden Verwendungszweck besonders geeignet. Solche Papiere bestehen aus gebleichtem oder ungebleichtem langfaserigen Sulfatzellstoff, der die notwendige mechanische Festigkeit und Weiterreißfestigkeit bewirkt.
Beim Clupak-Verfahren wird die noch feuchte Papierbahn zwischen einer rotierenden Walze und einer rotierenden, elastischen Bahn, meistens ein Gummituch, gestaucht. Dadurch wird die Dehnfähigkeit dieses Papiers bei einer sehr glatten Oberfläche erreicht.
Wesentlich ist auch, daß der verwendete Papierträger nicht imprägnierbar ist, weil bei der unbedingt erforderlichen Beschichtung mit einer Trennbeschichtung (Klebstoff abweisende Beschichtung) ein Eindringen der Trennbeschichtung, welche der Wiederverwertbarkeit entgegensteht, verhindert werden muß. Deshalb ist das verwendete Rohpapier stark geleimt, z. B. mit Naturharz, Kunstharz und/oder Stärke und daher im wesentlichen nicht oder nur noch wenig saugfähig.
Die Reißfestigkeit des unbeschichteten Papierträgers beträgt vorzugsweise 50 bis 80 N/15mm.
Die erfindungsgemäß einzusetzende, silikonfreie und wasserempfindliche Trennbeschichtung ist relativ hart. Bringt man eine solche Schicht direkt auf das Papier auf, so erhält es dadurch einen steifen Griff. Um aber die höchstmögliche Flexibilität zu erreichen bzw. beizubehalten, ist es zweckmäßig, das Papier mit 2 bis 10 g/m² eines sehr weichen Elastomers vorzubeschichten, also eine weiche Zwischenbeschichtung aufzubringen. Auf diese Zwischenbeschichtung kann aber verzichtet werden, wenn die Trennbeschichtung nicht zu hart ist.
Haftvermittler welche das Haften der Selbstklebeschicht am Papier verbessern, sind bei Klebebändern üblich und werden auch im vorliegenden Fall wenn nötig verwendet.
Der individuell aufzubringende Selbstkleber kann ein üblicher Selbstkleber sein.
Der Papierträger wird zweckmäßig mit einem Flächengewicht von 50 bis 90 g/m², vorzugsweise 60 bis 80 g/m² eingesetzt.
Die Trennbeschichtung wird mit einem Auftragsgewicht von 2 bis 8 g/m² verwendet. Diese Schicht muß hydrophil sein, weil dadurch erreicht wird, daß sie beim Wiederaufbereitungsprozeß des Klebebandpapiers sehr schnell durchnäßt und aufgeweicht wird. Geeignet sind alle Polymere mit silikonfreier, klebstoffabweisender Komponente, die sich durch Wasser relativ leicht zersetzen lassen. Bevorzugt wird eine Acrylatdispersion(wie z. B. Primal R253) pur oder in Abmischung z. B. mit anderen Kunststoffdispersionen oder Füllstoffen.
Die Trennbeschichtung bildet beim Trocknen über 60°C einen harten, hydrophilen Film, der durch Wasser innerhalb von kurzer Zeit zersetzt wird. Durch Nacherhitzen bei wenigstens 150°C während eines Zeitraums von 5 Minuten wird der Latexfilm vernetzt bzw. gehärtet und bildet dann eine wasserunempfindliche Beschichtung. Dies ist aber nicht im Sinne der vorliegenden Erfindung. Deshalb wird die Trennbeschichtung für das erfindungsgemäße Papier bei 100 bis 130°C getrocknet, so daß der Vernetzungsgrad vernachlässigbar ist und die Wasserempfindlichkeit gewährt bleibt. Das Auftragsgewicht dieser Schicht beträgt z. B. 2 bis 8 g/m², vorzugsweise 4 bis 6 g/m². Mit den üblichen Flexodruckfarben ist diese Trennbeschichtung bedruckbar.
Weil diese Schicht hart eingestellt ist, ist es zweckmäßig und oftmals erforderlich, eine weiche Zwischenbeschichtung zwischen der Trennbeschichtung und dem Trägerpapier zu verwenden. Diese Zwischenbeschichtung ermöglicht die Beibehaltung einer hohen Flexibilität. Geeignet für eine solche Zwischenbeschichtung sind weiche Elastomere mit einem Auftraggewicht von 2 bis 10 g/m². Bevorzugt wird die Zwischenbeschichtung aus einer Dispersion eines carboxylierten Styrol-Butadien-Kautschuks mit einem Anteil von 50 Gew.-% Styrol gebildet. Andere geeignete weiche Zwischenbeschichtungen können auf weichen Acrylatpolymeren, Acryl-Nitril-Butadien-Kautschuk, Naturkautschuk, Polyvinylacetat oder einer Kombination daraus aufgebaut sein. Die Zwischenbeschichtung kann auch Füllstoffe wie Talkum oder Kaolin enthalten.
Der Auftrag der Zwischenbeschichtung kann aus einer Dispersion oder als Lösung oder auch lösungsmittelfrei erfolgen. Diese weiche Zwischenbeschichtung kann identisch sein mit dem weichen Haftvermittler. Ist die Trennbeschichtung selbst weich eingestellt, kann auf die Zwischenbeschichtung verzichtet werden.
Der weiche Haftvermittler (Primer) wird mit einem Auftragsgewicht von 2 bis 8 g/m², vorzugsweise 4 bis 7 g/²m aufgetragen. Ein geeigneter Haftvermittler besteht z. B. zu 50 Gew.-% aus vorvulkanisiertem Naturlatex und zu 50 Gew.% aus einer Butylacrylatdispersion. Die Aufgabe des Haftvermittlers ist, eine gute Haftung zwischen dem Papier und dem Klebstoff (Selbstkleber) zu bewirken. Weil die Auswahl des Selbstklebers bei der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt ist und zahlreiche Selbstkleber eingesetzt werden können, kann sich die Auswahl des Haftvermittlers an der Wahl des verwendeten Selbstklebers orientieren. Der Haftvermittler kann je nach Klebstoff auch weggelassen werden.
Als Selbstklebemassen kommen alle solche Kleber in Frage, wie sie aus dem Stand der Technik für Papierklebebänder bekannt sind.
Beim erfindungsgemäßen Papier ist die gezielte Auswahl einer Trennbeschichtung und eines geeigneten Papierträgers für die Recycling-Fähigkeit wesentlich. Klebebänder ähnlichen Aufbaus, bei denen die vorher angegebenen wesentlichen Eigenschaften nicht eingehalten werden, sind nach den bisherigen Erfahrungen nicht oder wesentlich schlechter recycling-fähig als ein erfindungsgemäßes Produkt.
Die Recyclingfähigkeit von Verpackungsklebebändern wird durch folgende Labormethode ermittelt:
Auf ein 25 g schweres Stück Wellpappe werden einige Klebebandstreifen aufgeklebt. Dieser Verbund wird in kleinere Stücke zerschnitten und in einem Labor-Aufschlaggerät mit 2 l Wasser versetzt. Diese Mischung wird 20 min mit 2800 Upm aufgeschlagen. Nach Beendigung wird aus dem aufgeschlagenen Stoff mittels Laborblattbildner ein Blatt erzeugt. Wie gut bzw. schlecht sich ein Klebeband aufschlagen (= wiederverwerten) läßt, ist an Hand der verbleibenden Fremdkörper auf dem Blatt zu erkennen.
Dieses Verfahren ist erfahrungsgemäß sehr gut auf das in der Wellpapeherstellung übliche Produktionsverfahren übertragbar.
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben die Erfindung.
Beispiel 1
Der Papierträger bestand aus:
einem 70 g/m² schweren, mit Stärke geleimten Natronkraftpapier, das nach dem Clupak-Verfahren hergestellt wurde.
Der Papierträger wurde mit eine wäßrige Dispersion folgender Zusammensetzung vorbeschichtet:
carboxyliertes Styrol-Butadien-Copolymerisat mit 50 Gew.% Butadien.
Beschichtungsgewicht insgesamt: 5 g/m²
Anschließend wurde auf die eine Seite des Trägers eine Trennbeschichtung folgender Zusammensetzung aufgetragen:
Mischung aus
40 Gew.-% Acrylat-Dispersion (Primal R253 von Rohm und Haas)
40 Gew.-% Dispersion eines Acrylat-Styrol- Copolymeren
20 Gew.-% Kaolin
Auftragsgewicht: 4 g/m².
Auf die Gegenseite wurde ein Haftvermittler aus einer Mischung von 50 Gew.-% Naturlatex und 50 Gew.-% Acrylatdispersion aufgetragen.
Auftragsgewicht: 4 g/m²
Auf dieses nun fertige Klebebandpapier wurde ein Selbstkleber, bestehend aus 50 Gew.-% Naturkautschuk und 50 Gew.-% Kohlenwasserstoffharz aufgebracht.
Beschichtungsgewicht: 30 g/m²
Dieses Klebeband wurde nach dem vorher angegebenen Verfahren geprüft. Bis auf den Kleber läßt sich das Klebeband vollständig auflösen. Der Kleber fällt in relativ großen Stücken an und wird zum größten Teil aussortiert.
Beispiel 2
Der Papierträger bestand aus einem 60 g/m² schweren, mit Stärke geleimten Natronkraftpapier, das nach dem Clupak- Verfahren hergestellt wurde. Der Papierträger wurde auf einer Seite mit einer Trennbeschichtung folgender Zusammensetzung beschichtet:
100 Gew.% Acrylat-Dispersion(Primal R 253)
Auftragsgewicht: 4 g/m²
Trocknungstemperatur: 110°C
Trocknungszeit: 30 Sekunden.
Auf dieses Klebebandpapier wurde ein Selbstkleber, bestehend aus 50 Gew.% Naturkautschuk und 50 Gew.% Kohlenwasserstoffharz aufgebracht. Beschichtungsgewicht: 30 g/m².
Dieses Klebeband wurde nach dem vorher angegebenen Verfahren geprüft. Bis auf den Kleber läßt sich das Klebeband vollständig auflösen. Der Kleber fällt in relativ großen Stücken an und wird zum größten Teil aussortiert.
Vergleichsversuche 1 bis 3
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde ein Trägerpapier mit folgender Zusammensetzung verwendet:
Vergleichsversuch 1
Basispapier: 65 g/m² saugfähiges Natronkraftpapier, ungeleimt, nach dem Clupak-Verfahren hergestellt.
Imprägnierung: Tauchimprägnierung mit carboxylierter Styrol-Butadien-Dispersion. Imprägnierschicht 10 g/m², 50 Gew.-% Butadienanteil
Trennbeschichtung und Haftvermittler wie erstes Beispiel.
Vergleichsversuch 2
Basispapier: 39 g/m² saugfähiges, nach dem üblichen Verfahren naßgekrepptes Natronkraftpapier
Imprägnierung: 12 g/m² carboxylierte Styrol-Butadien-Dispersion, 50 Gew.-% Butadienanteil
Trennbeschichtung und Haftvermittler wie erstes Beispiel.
Papiere, die nach Vergleichsversuch 1 und Vergleichsversuch 2 hergestellt wurden, sind nach dem vorher angegebenen Verfahren nicht wiederverwertbar, da das Papier vollständig mit Kunststoffdispersion durchtränkt wurde. Diese Papiere verhalten sich wie PVC- bzw. Polypropylenfolie.
Vergleichsversuch 3
Basispapier: 70 g/m² geleimtes Natronkraftpapier nach dem Clupak-Verfahren hergestellt
Trennbeschichtung: 15 g/m² silikonisierte Polyethylenfolie, die auf das Papier extrudiert oder kaschiert wurde
Haftvermittler: keiner.
Beim Aufschlagen läßt die PE-Folie auf der einen und der Selbstkleber auf der anderen Seite kein Wasser ans Papier. Das Papier wird daher nicht aufgeweicht. Der größte Teil wird wie PVC- bzw. Polypropylenfolie als Rückstand aussortiert.

Claims (7)

1. Bedruckbares Papier für Verpackungsklebebänder (6) mit einem Papierträger (1) und einer Trennbeschichtung (2) auf der Rückseite des Papierträgers (1) dadurch gekennzeichnet, daß
die Trennbeschichtung (2) wasserempfindlich und silikonfrei ist und einen geringen Vernetzungsgrad aufweist;
der Papierträger (1) ein geleimtes, wenig saugfähiges, nach dem Clupak-Verfahren hergestelltes Natron- Kraftpapier ist; und daß
das Papier recyclingfähig ist.
2. Papier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trennbeschichtung (2) und dem Papierträger (1) eine weiche Zwischenbeschichtung (5) vorgesehen ist.
3. Papier gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Papierträger (1) auf der der Rückseite gegenüberliegenden Schicht einen weichen Haftvermittler (3) aufweist.
4. Papier gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Natron-Kraftpapier ein Flächengewicht von 50 bis 90 g/m² hat.
5. Papier gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Papierträger (1) eine Reißfestigkeit von 50 bis 80 N/15 mm in unbeschichtetem Zustand hat.
6. Papier gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbeschichtung (2) ein Auftragsgewicht von 2 bis 8 g/m² hat.
7. Papier gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbeschichtung (2) bedruckbar ist.
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