DE4338524A1 - Selbstklebender Aufreißstreifen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Selbstklebender Aufreißstreifen und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstklebenden Aufreißstreifen aus einer
biaxial gereckten Trägerfolie oder Laminaten daraus, welche zuerst in einem
Arbeitsgang mit Farbe, Releasesystem und Kleberschicht, die insbesondere aus
wäßrigem Medium aufgebracht werden, versehen werden, dem sich weitere
Arbeitsgänge wie das Aufschneiden bzw. das Verspulen anschließen.
Aufreißstreifen sind seit langem bekannt und dienen in verschiedenen Formen als
Öffnungshilfe für Zigarettenpackungen, Süßwarenverpackungen und ähnlichen
Verpackungen, die mit einer Folie eingeschlagen sind. Dabei wird der Aufreiß
streifen an der Verpackungsfolie so befestigt, daß man zum Öffnen an dem Auf
reißstreifen zieht und damit die Einschlagfolie an der gewünschten Stelle zerstört.
Traditionell sind Aufreißstreifen im Einsatz, die eine Hotmeltschicht tragen.
Beispiele dieser Art werden in US 339690, US 3187982, US 3311032 oder CA
749198 beschrieben. Bekannt ist auch das Aufbringen von Wachs oder Hotmelt
auf den Aufreißstreifen vor dem Applizieren auf die Folie direkt in der
Verpackungsmaschine. Zu den älteren Systemen gehört auch das Anlösen des Auf
reißstreifens mit einem Lösungsmittel vor dem Aufbringen oder eine direkte Ver
siegelung des Aufreißstreifens mit der Verpackungsfolie.
Eleganter kann ein Aufreißstreifen verwendet werden, der selbstklebend ausge
rüstet ist. Dazu bedient man sich einer monoaxial gereckten Trägerfolie, die mit
einer selbstklebenden Schicht einerseits und einer Silikonreleaseschicht anderer
seits mit optionalem Druck unter einer der beiden Schichten ausgestattet ist.
Solche oder ähnliche Aufbauten sind für die Herstellung von Haftklebebändern seit
langer Zeit bekannt (DE 21 04 817, US 3088848, US 3482683, US 2956904). Darin
wird die Verwendung solcher Folienaufbauten für selbstklebende Aufreißstreifen
nicht beschrieben.
Die Verwendung von selbstklebenden Bändern dieser Art als Aufreißstreifen wer
den in der Zeitschrift "Packiging Review" vom Febr. 1973, S57 erwähnt.
Haftklebebänder mit u. a. Polyesterfolie oder Laminaten aus Polyesterfolien werden
zum Verschließen und leichtem Öffnen von Dosen z. B. für Fruchtsäfte eingesetzt
(CA 1114278, JP 61190440).
Es ist auch bekannt, daß Haftkleberschichten für Haftklebebänder mittels Elektro
nenstrahlen gehärtet werden (US 2956904, US 4246297, EP 0453254). Speziell EP
0453254 beschreibt die Option zusätzlich eine Releaseschicht in einem Arbeits
gang aufzubringen. Es fehlt aber deren Verwendung als selbstklebender Aufreiß
streifen, der durchaus möglich ist.
Ein Verpackungsmaterial mit einem selbstklebenden Aufreißstreifen aus vorzugs
weise monoaxial orientiertem Trägermaterial, der mit Hilfe einer angetriebenen
Abspulvorrichtung aufgebracht wird, beschreibt EP 121371).
Die bekannten Verfahren zur Hersteilung von Haftklebebändern haben den Nach
teil, daß die Haftkleber für selbstklebenden Aufreißstreifen in zu großen Schicht
dicken aufgetragen werden. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung
führen und ist im Hinblick auf eine gewünschte Packstoffreduzierung nicht sinn
voll.
Außerdem sind teure Maschinen (Elektronenstrahlhärtung) oder mehrere in Summe
unrentable Arbeitsschritte zur Herstellung nötig.
Beim Abwickeln des Aufreißstreifens aus längsgerecktem Polypropylen von der
Rolle treten besonders in Kernnähe hohe Kräfte auf, die zu einer reversiblen
Dehnung des Aufreißstreifens führt. Nach dem Aufbringen bzw. Fixieren des
Streifens auf den Hüllstoff, der z. B. aus biaxial verstrecktem Polypropylen sein
kann, geht der Aufreißsteifen in seine ursprüngliche Form zurück und es kommt
besonders bei nicht angetriebenen Abspulvorrichtungen zu Faltenbildung, die die
Verpackungsoptik nachteilig stört.
Es stellte sich daher die Aufgabe, einen selbstklebenden Aufreißstreifen herzu
stellen, der die genannten Nachteile nicht aufweist, und darüber hinaus mit einem
umweltverträglichem Verfahren hergestellt wird, das keine aufwendigen Investitio
nen wie z. B. der einer Elektronenstrahlhärtung erfordert und zugleich ein preis
wertes und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Aufreißstreifens dar
stellt.
Erfindungsgemaß gelang dies durch einen selbstklebenden Aufreißstreifen beste
hend aus einer Trägerfolie, einer Releaseschicht, einer der Releaseschicht abge
wandten Kleberschicht und gegebenenfalls einem Druck unter der Kleber- oder
Releaseschicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Trägerfolie aus einer ver
streckten Folie besteht, 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, wäh
rend das Aufschneiden zu Aufreißstreifen mit gewünschter Breite seperate Arbeits
gänge darstellen, und daß bei der Applikation des Aufreißstreifens auf einen An
trieb in den Abspulvorrichtungen verzichtet werden kann.
Es Trägerfolie dient eine mindestens einschichtige 15-60 µm dicke, mindestens
monoaxial, bevorzugt biaxial verstreckte Folie, die vorzugsweise aus isotaktischem
Polypropylen, aus Polystyrol, aus Polyamid oder aus Polyester hergestellt wird.
Besonders bevorzugt wird eine Trägerfolie aus Polyester mit einer Dicke von 20-
40 µm, die beidseitig druckvorbehandelt ist. Für die Releaseschicht werden vor
zugsweise ein- oder mehrkomponentige wäßrige Kondensations- oder Additions
vernetzende Trennsysteme auf Siliconbasis eingesetzt. Sie werden mit einem Glatt
walzenwerk oder einem Tiefdruckauftragswerk aufgetragen und getrocknet bzw.
gehärtet. Als Klebeschicht finden in Form wäßriger Systeme applizierbare Haft
kleber Einsatz, deren klebewirksame Substanzen vorzugsweise aus Poly(meth)
acrylaten, (Meth)acrylatcopolymerisaten, Polyvinylacetaten oder Gemischen dar
aus, die gegebenenfalls Haftverstärkende Harze enthalten, bestehen. Diese können
zusätzlich durch Beimischung von Vernetztem teilvernetzt werden oder aber auch
als selbstvernetzende Systeme vorliegen. Sie sind außerdem mit den üblichen
Hilfsmitteln ausgerüstet. Aufgetragen werden die wäßrigen Haftkleber nach dem
Aufbringen der Releaseschicht auf der Rückseite der Trägerfolie durch ein oder
mehrere Auftragswerke, denen jeweils ein separater Trockenkanal nachgeschaltet
ist, in einer Gesamtschichtdicke von 3,5-12 µm, vorzugsweise 5-10 µm.
Für spezielle Anwendungen kann die Trägerfolie eingefärbt sein. Es kann auch
eine farblose Trägerfolie benutzt werden, die in einem Arbeitsgang mit dem Auf
bringen des Releasesystems und des Klebers entweder unter der Releaseschicht
oder unter der Kleberschicht ein- oder mehrfarbig bedruckt wird.
Das Ausgangsmaterial für die Haftkleberschicht dienen als Reinsubstanzen oder
Mischungskomponenten untereinander oder mit Wasser:
- 1. Produkt XPE 425
(Acrylic Pressure Sensitive Adhesive Emulsion der Firma AV Chemie AG
Festkörperanteil 60%
Dichte 1,0 g/cm³
Viskosität (Brookfield RVT, Sp 2, 20 RPM, 25°C) 250mPas
pH-Wert 5 - 2. Ipacoll D 790/5
Haftklebedispersion der Fa. Fuller
Polyacrylate
Festkörper ca 54%
pH-Wert 6
Viskosität (DIN 51 550, Brookfield HBT, 20°C 20RPM) 4000 mPas - 3. Ipacoll D 773
Haftklebedispersion der Fa. Fuller
Vinyl-Acetate-Maleinate/Acryiat-Polymer
Festkörper ca 51%
pH-Wert 4-6
Viskosität (DIN 51 550, Brookfield HBT, 20°C 20RPM) 3000 mPas - 4. Ipacoll LP 2730
Haftklebedispersion der Fa. Fuller
modifiziertes Polyacrylat
Festkörper ca 55%
pH-Wert 4-5
Viskosität (DIN 51 550, Brookfield HBT, 20°C 20RPM) 8000 mPas - 5. Acronal 4D,
Polymerdispersion der Fa. BASF
pH-Wert (DIN 53 785) 6-7,5
Dichte (DIN 51 757) 1,02 g/cm³
Viskosität (Cotraves Rheometer Typ STV bei 25°C, Geschwindigkeit III, Meßkör per A) 15-35 mPas
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 50% - 6. Acornal 30 D,
Dispersion eines Copolymerisates auf der Basis von n-Butylacrylat der Fa. BASF
pH-Wert (DIN 53 785) 5-7,5
Dichte (DIN 51 757) 1,03
Viskosität (Cotraves Rheometer Typ STV bei 25°C, Geschwindigkeit II, Meßkör per A) 10-70 mPas
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 50% selbstvernetzend - 7. Acronal 80 D
Polymerdispersion der Fa. BASF
pH-Wert (DIN 53 785) 4,5-5,5
Dichte (DIN 51 757) 1,01 g/cm³
Viskosität (Cotraves Rheometer Typ STV bei 25°C, Geschwindigkeit III, Meßkör per B) 100-220 mPas
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 50% selbstvernetzend - 8. Acronal 500 D
Polymerdispersion der Fa. BASF
pH-Wert (DIN 53 785) 3,5-4,7
Dichte (DIN 51 757) 1,06 g/cm³
Viskosität (Cotraves Rheometer Typ STV bei 25°C, Geschwindigkeit III, Meß körper A) 17-27 mPas
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 50% - 9. Crodafix CF 27-017
Dispersion von Acrylsäureestem unter Mitverwendung von Acrylnitril der Fa. Croda
pH-Wert 2-3
Festkörpergehalt ca 55% - 10. Crodafix 27-062
Dispersion eines Polyacrylsäurebutylesters der Fa. Croda
pH-Wert 6-7,5
Festkörpergehalt ca 50% - 11. Morstic 219
Polyacrylatemulsion der Fa. Morton
pH-Wert 7,3-8,3
Festkörpergehalt 57%
Viskosität (Brookfield RVT, 30 RPM, Spindel 3) 400-800 mPa·s - 12. Vinnapas Dispersion AF 75
weichmacherfreie Polymer-Dispersion eines Acrysäureestercopolymeren in Wasser der Fa. Wacker
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 60%
Dichte (20°C) 1,00 g/cm³
Viskosität (Brookfield RVT, 20RPM, 23°C) 3500-6500 mPas
pH-Wert 5 - 13. Vinnapas-Dispersion EAF 60
weichmacherfreie Polymerdispersion eines Terpolymeren aus Vinylacetat, Ethylen und Acrylsäureester in Wasser
Festkörpergehalt (DIN 53 189) 60%
Dichte (20°C) 1,03 g/cm³
Viskosität (Brookfield RVT, 20RPM, 23°C, Spindel 5) 8000-16000 mPas
pH-Wert 5,5 - 14. Crodafix EP 27-311
Versuchsprodukt der Fa. Croda Als Ausgangsmaterialien für die Releaseschicht dienen: - 1. Silikonemulsion aus:
Polyhydrogenmethysiloxan in wäßriger Zubereitung mit Polydimethyl-siloxan/Po lyaminoether/Dialkylzinnverbindung in wäßriger Zubereitung (Perlit Si/SW der Fa. Bayer AG) - 2. Silikonemulsion aus:
Polymer SM 2013 und Katalysator SM 2014C Kondensationssystem der Fa. GE Silicones - 3. Silikonemulsion aus:
Polymer SM 2800 und Katalysator SM 2801 Additionssystem der Fa. GE Silicones - 4. essigsaure Silikonemulsion aus:
Phoboton SP (oder Phoboton KS), einer kationaktiven Emulsion auf Polysiloxan basis, mit Phoboton BC neu, einer kationaktiven Emulsion eines Polydimethyl siloxans und eines selbstvernetzenden Polymerisates mit Zusatz einer metallorgani schen Verbindung, und gegebenenfalls Phoboton-Katalysator SN der Chemischen Fabrik Pfersee GmbH - 5. Rhodorsil-Emulsion 21808 der Fa. Rhone-Poulenc
- 6. Rhodorsil-Emulsion 891 der Fa. Rhone-Poulenc.
Durch den gewählten Aufbau des selbstklebenden Aufreißstreifens in Verbindung
mit der Herstellung in einer Tiefdruckmaschine, die gegebenenfalls mit einem zu
sätzlichen Klebstoffauftragswerk ausgestattet ist, gelingt es in besonders einfacher
und wirtschaftlicher Weise, einen selbstklebenden Aufreißstreifen herzustellen, der
die genannten Nachteile nicht aufweist und durch die Verwendung von wäßrigen
Releaesesystemen und wäßrigen Klebern mit einem umweltverträglichen Verfah
ren produziert wird.
Das Herstellen des beschriebenen selbstklebenden Aufreißstreifens erfolgt im
ersten Schritt auf einer üblichen Tiefdruckmaschine, die mit einem Wendekreuz
oder einem oder mehreren umsteuerbaren Druckwerken und gegebenenfalls mit
einem Klebstoffauftragswerk ausgestattet ist. Dabei erfolgt in der bevorzugten
Ausführungsform zunächst der Druck des Silikonsystems auf einer in der
Maschine druckvorbehandelten Seite. Danach läuft die Folie über ein Wendekreuz
und wird auf der Rückseite mit einem farbigen Druck versehen und ein- oder
mehrmals mit Kleber beschichtet oder wird alternativ mit umsteuerbaren Druck
werken auf der Rückseite bedruckt und ein oder mehrmals mit Kleber beschichtet.
Der Klebstoffauftrag erfolgt vorzugsweise durch ein Klebstoffauftragswerk, kann
aber auch durch Druck in einem oder mehreren Auftragswerken erfolgen.
In einer anderen Ausführungsform wird zuerst gedruckt und danach auf dem
Druck das Releasesystem appliziert. Nach dem Wenden erfolgt mittels des oben
ausgeführten Verfahrens der Klebstoffauftrag.
In den nachfolgenden Beispielen werden folgende Prüfmethoden und Verfahren
zur Bestimmung der Werte und Eigenschaften verwendet:
Die Viskosität wird nach unterschiedlichen Methoden in Anlehnung an DIN 51 550
mit unterschiedlichen Rheometern, die mit verschiedenen Meßkörpern ausgestattet
sind und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden, gemessen.
Der pH-Wert wird nach DIN 53 785 gemessen.
Die Dichte wird nach DIN 51 757 gemessen.
Der Festkörpergehalt wird nach DIN 53 189 gemessen.
Das Auftragsgewicht des Klebers wird üblicherweise an der fertigen Rollenware
vor dem Verspulen ermittelt. Dazu bestimmt man das Gewicht einer Probe mit
und ohne Kleber, errechnet das Gewicht des aufgetragenen Klebers und rechnet
auf einem Quadratmeter um. Den Klebstoff entfernt man dabei mit einem ge
eigneten Lösungsmittel von der Probe.
In der Tabelle entspricht 15g/m² einem hohen Klebstoffauftrag und 10g/m²
einem niedrigen Klebstoffauftrag.
Die Farbverankerung und die Klebstoffverankerung werden durch Aufkleben und
Abziehen eines Tesafilms Nr. 4154 der Fa. Beiersdorf, Hamburg, und Bewerten der
verbleibenden Farbe bzw. des verbleibenden Klebers ermittelt.
Normalerweise erfolgt eine Einteilung in Noten von 1 (sehr gute Verankerung) bis
5 (keine Verankerung). In der Tabelle entsprechen die Noten 1 und 2 der Bewer
tung gut. Die Noten 3,4 und 5 werden als schlecht zusammengefaßt.
In separaten Arbeitsschritten wird auf eine längsgereckte 40 µm dicke und 1000 mm
breite Polypropylenfolie zuerst in einer Tiefdruckmaschine einseitig eine Gold
farbe mit Bronzeschliff gedruckt. Danach erfolgt auf die der Farbe abgewandten
Seite der Auftrag eines elektronenstrahlhärtenden lösungsmittelfreien Silikon-
Systems, das mit Elektronenstrahlen gehärtet wird. Abschließend beschichtet man
die bedruckte Seite mit 17 g/m² eines auf Styrol/Isopren- oder Styrol/Butadien-Sty
rol-basierenden Haftklebesystems aus der Schmelze oder Lösung. Diese so her
gestellte Rollenware wird in weiteren Arbeitsschritten zu Aufreißstreifen in 1,5-
5mm Breite verspult.
Eine 1000mm breite und 36 µm dicke biaxial gereckte Polyesterfolie wird zuerst
auf der elektrisch vorbehandelten Seite mit der Releaseemulsion 1 in einer
Tiefdruckmaschine bedruckt und bei Temperaturen < 100°C thermisch gehärtet. In
einem separaten Arbeitsgang erfolgt auf der entgegengesetzten Folienseite in
einem Schritt in einer Tiefdruckmaschine der Druck einer oder mehrerer Farben
und danach der Auftrag der Haftklebeemulsion 1, die mit Leitungswasser auf eine
Viskosität von 22 sec im Ford 4 Becher (ca 50 mPa·s) verdünnt wurde. Mit einem
60er Raster ergibt sich ein Auftragsgewicht von 5,4 g/m². Die so hergestellte
Rollenware wird in weiteren Arbeitsschritten zu Aufreißstreifen in 1,5-5mm Breite
verspult.
Durch Silikonabklatsch nach dem Druck der Releaseemulsion 1 erzielt man im
weiteren Arbeitsgang keine ausreichende Farb- bzw. Klebstoffverankerung. Die so
hergestellten Aufreißstreifen erfüllen die geforderten Ansprüche nicht.
Eine 1000mm breite und 36 µm dicke biaxial gereckte Polyesterfolie (Hostaphan
RN 36 der Fa. Hoechst AG) wird in einem Arbeitsgang in einer Tiefdruckma
schine zuerst auf der nicht vorbehandelten Seite mit einer Coronaentladung ver
sehen, dann auf dieser frisch vorbehandelten Seite mit Silikonemulsion 1 be
schichtet und thermisch bei 150°C getrocknet bzw. gehärtet und anschließend nach
dem Durchlaufen eines Wendekreuzes auf der Rückseite analog dem Vergleichs
beispiel 2 einmalig mit der Haftklebeemulsion 1 im Tiefdruck beschichtet und ge
trocknet. Mit einem 60er Raster ergibt sich ein Auftragsgewicht von 5,4 g/m². Die
so hergestellte Rollenware wird in weiteren Arbeitsschritten zu Aufreißstreifen in
1,5-5mm Breite verspult.
Herstellung und Folienaufbau erfolgt analog dem Beispiel 1 mit dem Unterschied,
daß in einem zusätzlichen Tiefdruckwerk ein weiterer Klebstoffauftrag mit einem
60er Raster erfolgt. Dadurch erzielt man einen Klebstoffauftrag von ca 10 g/m² ins
gesamt. Die so hergestellte Rollenware wird in weiteren Arbeitsschritten zu Auf
reißstreifen in 1,5-5mm Breite verspult.
Herstellung und Folienaufbau erfolgt analog dem Beispiel 1 mit dem Unterschied,
daß der Klebstoff nicht mit einem Tiefdruckauftragswerk, sondern mit einem in
die Tiefdruckmaschine integriertem Klebstoffauftragswerk für lösungsmittelhaltige
Kleber aufgetragen und anschließend getrocknet wird. Der Klebstoff wird im An
lieferungszustand verarbeitet. Durch diese Verfahrensweise erzielt man einen Kleb
stoffauftrag von 5-10 g/m². Die so hergestellte Rollenware wird in weiteren
Arbeitsschritten zu Aufreißstreifen in 1,5-5mm Breite verspult.
Herstellung und Folienaufbau erfolgt analog dem Beispiel 3 mit dem Unterschied,
daß zusätzlich vor dem Auftrag der Silikonemulsion 1 der Druck einer oder meh
rerer Farben erfolgt. Die so hergestellte Rollenware wird in weiteren Arbeits
schritten zu Aufreißstreifen in 1,5-5mm Breite verspult.
Herstellung und Folienaufbau erfolgt analog dem Beispiel 3 mit dem Unterschied,
daß nach dem Wenden vor dem Auftrag des Klebstoffes mit dem Klebstoff
auftragswerk zusätzlich der Druck einer oder mehrerer Farben durchgeführt wird.
Die so hergestellte Rollenware wird in weiteren Arbeitsschritten zu Aufreißstreifen
in 1,5-5mm Breite verspult.
Claims (5)
1. Selbstklebender Aufreißstreifen bestehend aus einer Trägerfolie, einer
Releaseschicht, einer der Releaseschicht abgewandten Kleberschicht und
gegebenenfalls einem Druck unter der Kleber- oder Releaseschicht, der da
durch gekennzeichnet ist, daß die Trägerfolie aus einer mindestens
monoaxial, bevorzugt jedoch biaxial verstreckten Folie oder einem Laminat
aus verstreckten Folien besteht, die Release- und Kleberschicht aus
wäßriger Lösung, Emulsion oder Dispersion aufgetragen werden und daß
Releaseschicht, gegebenenfalls Druckfarbe und Kleberschicht auf die Folie
in einem Arbeitsgang aufgetragen werden.
2. Selbstklebender Aufreißstreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Trägerfolie eine mindestens einschichtige 15- 60 µm
dicke biaxial verstreckte Folie aus vorzugsweise isotaktischen Polypropy
len, Polyethylen, Polystyrol, Polyamid oder Polyester und besonders be
vorzugt aus Polyester mit einer Dicke von 20-40 µm genutzt wird.
3. Selbstklebender Aufreißstreifen gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Klebeschicht in Form wäßriger Systeme applizier
bare Haftkleber zum Einsatz kommen, deren klebewirksame Substanzen
vorzugsweise aus Poly(meth)acrylaten, (Meth)acrylatcopolymerisaten, Poly
vinylacetaten oder Gemischen daraus, die gegebenenfalls zusätzlich mit
haftverstarkenden Harzen, Vernetzern oder weiteren Hilfsmitteln ausge
rüstet sind, bestehen, und daß die Klebeschicht eine Schichtdicke von 3,5-
10 µm, vorzugsweise von 4,5-8 µm, aufweist.
4. Selbstklebender Aufreißstreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß als Releaseschicht ein- oder mehrkomponentige
wäßrige Silikonsysteme verwendet werden.
5. Verfahren zur Herstellung selbstklebender Aufreißstreifen gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung im ersten
Arbeitsgang auf einer an sich bekannten Tiefdruckmaschine erfolgt, die mit
einem Wendekreuz oder einem oder mehreren umsteuerbaren Druckwerken
und gegebenenfalls mit einem Klebstoffauftragswerk ausgerüstet ist, dem
sich die weiteren Arbeitsgänge wie das Aufschneiden bzw. das Verspulen
anschließen.
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DE4338524A1 true DE4338524A1 (de) | 1995-05-18 |
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