DE4402444A1 - Reißfestes Klebeband auf der Basis von monoaxial orientiertem Polyethylen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein reißfestes Klebeband auf der Ba­ sis von monoaxial orientiertem Polyethylen. Insbesondere be­ trifft die Erfindung ein Kunststoffband mit einer Be­ schichtung aus druckempfindlichem Klebstoff, das hohe Reiß­ festigkeit, hohe Weiterreißfestigkeit und geringe Bruchdeh­ nung aufweist, wobei der Bandträger ein in Band-Längsrich­ tung monoaxial gerecktes, orientiertes Niederdruck-Poly­ ethylen umfaßt.

Kunststoffbänder aus einer Vielzahl verschiedener Materia­ lien sind seit langem als Trägermaterial für unterschiedli­ che Anwendungen einschließlich druckempfindlichen Klebebän­ dern bekannt. Hierfür wurden verschiedene Kunststoffarten eingesetzt, wie Polyester, Polyvinylchlorid, Polyurethane, Polyimide, Celluloseacetat und Polyolefine, insbesondere Po­ lypropylen.

Auf bestimmten Anwendungsgebieten, beispielsweise bei der Verwendung der Bänder zum Verschließen von Verpackungen oder zum Bündeln und Zusammenhalten von gestapelten Gütern, wird von dem Klebeband hohe Reißfestigkeit einschließlich hoher Weiterreißfestigkeit (das Band soll nicht leicht in Quer­ richtung weiterreißen, sobald ein kleiner Einriß an seiner Kante entsteht) und geringe Bruchdehnung verlangt. Das unter den Polyolefin-Bandträgern in großem Umfang als Klebeband für Verpackungszwecke, beispielsweise zum Verschließen von Verpackungen, wie Kartons, verwendete biaxial orientierte Polypropylen (BOPP) ist zwar billig und besitzt auch ausrei­ chende Zugfestigkeit, zeigte aber stets den Nachteil einer sehr geringen Weiterreißfestigkeit. Diesen Nachteil hat man dadurch zu beheben versucht, daß man Polymer- oder Glasfa­ sern in die Bandträger einbaute, um dadurch ihre Reißfestig­ keit zu erhöhen; vgl. US-A-2,750,030, 2,750,314, 2,750,315, 2,750,316, 3,391,050, 4,454,192 und 4,770,490. Solche faser­ verstärkte Bänder sind jedoch schwierig herzustellen und er­ geben im Fall von Glasfasern als Glas/Polymer-Verbundmate­ rial auch Probleme mit der Wiederverwendung bzw. Entsorgung. Weitere Vorschläge für verstärkte Klebebänder mit erhöhter Reißfestigkeit finden sich in US-A-4,973,517, 5,079,066, 5,080,957, 5,084,121, 5,145,544 und 5,173,141. Unter hoher Reißfestigkeit und Weiterreißfestigkeit wird in der vorlie­ genden Erfindung gemäß den vorstehenden Ausführungen eine Reiß- bzw. Weiterreißfestigkeit verstanden, die größer als diejenige von BOPP-Bändern bis zu derjenigen von faserver­ stärkten Bändern ist.

Eine weitere Schwierigkeit, die bei Klebebändern, insbeson­ dere monoaxial orientierten Bändern, auftreten kann, ist das Aufspalten in Längsrichtung des Bandes bei Zugbeanspruchung in Querrichtung. Auch diese Schwierigkeit hat man durch phy­ sikalische Verstärkung, chemische Modifizierung des Bandma­ terials oder Orientierung der Folie sowie auch durch Kombi­ nation dieser Maßnahmen zu lösen versucht. Die meisten An­ strengungen haben sich dabei aber auf Polypropylene konzen­ triert. Dementsprechend werden auch heute noch Klebebänder auf der Basis von biaxial orientiertem Polypropylen in großem Umfang zum Verschließen von Verpackungen eingesetzt.

Neben den bereits genannten Schwierigkeiten haben Klebebän­ der aus Polypropylen ebenso wie faserverstärkte Bänder den zusätzlichen Nachteil, daß sie, wenn sie zum Verbinden oder Verschließen von Verpackungsmaterial, das häufig aus Poly­ ethylen-Folien besteht, verwendet werden, nicht einfach zu­ sammen mit diesem entsorgt werden können. Polyethylen gilt im übrigen allgemein als umweltfreundlicher als Polypropy­ len. Es besteht somit ein Bedarf an in hohem Maße reißfe­ sten, einschließlich weiterreißfesten Klebebändern auf Poly­ ethylenbasis mit geringer Bruchdehnung, die sich insbeson­ dere zum Bündeln und Verschließen von Gegenständen eignen, die ihrerseits bereits mit Polyethylen-Material verpackt sind.

Klebebänder auf Polyethylenbasis sind beschrieben worden und werden auch in geringem Umfang für spezielle Anwendungs­ zwecke verwendet. Ihr Vorteil liegt vor allem darin, daß sie zusammen mit Polyethylen-Verpackungsmaterial entsorgt werden können. Das Band muß nicht vom Verpackungsmaterial abgelöst werden, sondern beides kann zusammen gemahlen und zu einer neuer Polyethylenfolie extrudiert werden.

Die bekannten Klebebänder auf Polyethylenbasis, die aus dem üblichen Polyethylen niederer Dichte (LDPE), das durch Hoch­ druck-Polymerisation gewonnen wird, gefertigt werden, müssen eine verhältnismäßig hohe Dicke aufweisen, um Mindestanfor­ derungen an einen Bandträger zu erfüllen. Dadurch sind diese gewöhnlichen Polyethylenbänder auch verhältnismäßig teuer. Hohe Reißfestigkeit besitzen aber auch diese dicken Bänder nicht.

In der Verpackungsindustrie, in der verstärkt Ausschau nach umweltfreundlichen Produkten gehalten wird, besteht somit ein Bedarf an verbesserten Klebebändern auf Polyethylenba­ sis, die sich leicht wiederverwerten lassen. Gesucht werden Bänder mit hoher Leistungsfähigkeit bei verminderter Dicke, um auf diese Weise Rohmaterial und Kosten einzusparen.

Bekannte Verbundwerkstoffe, die ein Polyethylen als eine Schicht aufweisen, können diese Anforderungen nicht erfül­ len. Derartige Verbundwerkstoffe sind bekannt beispielsweise aus EP-A-301 764, in der ein Klebeband beschrieben ist, des­ sen Stützschicht aus Polyethylen mit niedriger Dichte an einen flammhemmenden, in Querrichtung reißbaren Faserstoff laminiert ist; US-A-4,358,494, worin ein Klebeband mit einem Verbund-Träger aus Papier und einer extrudierten Polyethy­ lenfolie beschrieben ist, die sechsfach in Breitenrichtung gereckt worden ist; aus US-A-4,992,331, worin ein flammhem­ mendes Klebeband beschrieben ist, bei dem chloriertes Poly­ ethylen an einen reißbaren synthetischen Textilwerkstoff la­ miniert ist.

Ebenso ungeeignet für eine problemlose Wiederverwendung sind Klebebänder, die neben einem geringen Anteil Polyethylen zum überwiegenden Teil aus Polypropylen bestehen, wie das aus EP-A-255 866 bekannte Klebeband mit einem monoorien­ tierten Träger, der im wesentlichen aus Polypropylen mit 5 bis 25% linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) be­ steht, oder das aus JP-B-82 00527 bekannte druckempfindliche Klebeband mit einem Träger aus 90 bis 98% Polypropylen und 10 bis 2% Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk, bei dem die Orientierung durch eine mathematische Formel festgelegt ist. Für die aus diesen beiden Druckschriften bekannten Klebebän­ der wird auf gute Reißfestigkeit in Querrichtung hingewie­ sen.

In WO 92/11333 ist ein ablösbares Klebeband beschrieben, das fest an einem Substrat befestigt und ohne Beschädigung des Substrates wieder abgelöst werden kann, wenn an ihm in Längsrichtung zur Verklebung gezogen wird. Das Trägermate­ rial dieses Klebebandes weist einen Young-Modul von minde­ stens 2500, jedoch weniger als 72 500 psi auf, hat hohe Zug­ festigkeit und eine Bruchdehnung in Längsrichtung von minde­ stens 150% sowie geringe elastische Rückstellung. Als ge­ eignete Werkstoffe für den Träger dieses Bandes werden u. a. Polyethylene einschließlich Polyethylen hoher Dichte, Poly­ ethylen niederer Dichte, lineares Polyethylen niederer Dichte und lineares Polyethylen ultraniederer Dichte ge­ nannt. Eine Reckung des Trägermaterials vor der Beschichtung mit dem Klebstoff wird nicht erwähnt.

WO 93/01979 betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Gegen­ ständen sowie ein dafür geeignetes, mit Haftkleber beschich­ tetes Klebeband, das beim Gebrauch in Längsrichtung gedehnt wird und dabei seine Klebekraft reduziert. Auch für dieses Klebeband werden als geeignete Trägermaterialien die vorste­ hend genannten Polyethylene erwähnt; auch hier wird keine Reckung des Bandmaterials vor dem Beschichten mit dem Kleb­ stoff beschrieben.

In EP-B-184 362 ist ein Beutel aus einer thermoplastischen Folie beschrieben, die aus uniaxial orientiertem linearem Polyethylen mit niedriger Dichte gebildet ist, das durch Blasen und Kaltverstrecken des Polyethylens auf das 2,5- bis 6-fache bei einem zwischen 1 : 1 und 5 : 1 liegenden Verhältnis von Reckverhältnis zu Aufblasverhältnis erzeugt wurde. In dieser Druckschrift wird erwähnt, daß die Herstellung von Polyethylenfolien mit verbesserter Zugfestigkeit und Bestän­ digkeit gegen Dehnung durch das Verfahren des uniaxialen Kaltverstreckens der Folie unterhalb ihres Schmelzpunkts herzustellen. Solche Folien sollen jedoch unausgeglichene physikalische Eigenschaften, wie schlechte Reißfestigkeit in Maschinenrichtung, aufweisen, was zu einem Aufspalten der Folie führen kann.

CA-A-2,003,282 beschreibt ein in Querrichtung abreißbares Laminat, das eine in Maschinenrichtung orientierte Folie aus linearem Polyethylen niederer Dichte umfaßt, die mindestens an einer Seite an eine Versiegelungsfolie laminiert ist, welche aus einem linearen Ethylen-Copolymerisat mit bestimm­ ten Reißeigenschaften bestehen kann.

Für das Problem eines unbeabsichtigten Reißens eines Klebe­ bandes mit einem Bandträger aus u. a. einer Folie aus li­ nearem Polyethylen hoher Dichte schlägt US-A-4,237,889 das Anbringen eines Musters von abwechselnden Rippen und Tälern auf einer Seite des Bandes vor.

Ein aufrollbares Malerabdeckband, bei dem der Träger aus einer dehnfähigen Polyethylenfolie, insbesondere Nieder­ druck-Polyethylenfolie, besteht, die auf der der Klebstoff beschichteten Seite gegenüberliegenden Seite frei von Be­ schichtungsmaterial ist, ist aus DE-A-29 34 530 bekannt. Die Polyethylenfolie ist nicht verstreckt. Ebenfalls nicht ver­ streckt und orientiert ist die Polyethylenfolie, die gemäß US-Reissue-Patent Nr. 32,929 als Träger eines biegsamen und verformbaren Etiketts dient.

Klebebänder aus einem thermoplastischen Folienmaterial mit regelmäßig angeordnetem Reliefmuster auf mindestens einer Oberfläche, die uniaxial oder biaxial verstreckt sein kann, wobei das Material des Reliefmusters dann ein nicht gewebtes Netzwerk bildet, und wobei die Folien aus Olefinen, insbe­ sondere Ethylen, bestehen können, sind in GB-A-1,130,395 be­ schrieben.

Ein weiterer Vorschlag zur Lösung des Problems der geringen Reißfestigkeit unter Vermeidung des Einbaus von Fasern aus einem bandfremden Material ist in US-A-3,482,683 beschrie­ ben. Das daraus bekannte Klebeband hat einen Bandträger, der eine hypermolekular orientierte lineare kristalline Polyole­ finfolie umfaßt, die im wesentlichen aus überwiegend in Längsrichtung des Bandes orientierten Molekülketten beste­ hen, so daß die orientierte Folie eine Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden faserigen Polyolefin-Elementen umfaßt, die in der Folie kohärent angeordnet sind.

Schließlich beschreibt JP-B-2-18219 ein Herstellungsverfah­ ren für verstreckte Polyethylenfolien, die durch Elektronen­ strahlen vernetzt wurden. Die vernetzte Folie wird derart gewalzt, daß sie mindestens 1,5-fach in Maschinenrichtung gestreckt und 4- bis 8-fach in Querrichtung orientiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klebeband be­ reitzustellen, das hohe Reißfestigkeit, hohe Weiterreißfe­ stigkeit und geringe Bruchdehnung aufweist, sich zum Ver­ schließen von Verpackungen und zum Bündeln und Zusammenhal­ ten von Gegenständen, insbesondere gestapelten Gütern, eignet, das preiswert ist und günstige Eigenschaften hin­ sichtlich Wiederverwendung bzw. Entsorgung besitzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Klebebandes, das zusätzlich zu einem annehmbaren Ni­ veau der vorstehend genannten Eigenschaften eine hohe Deh­ nung in Breitenrichtung und damit geringe Neigung zum Auf­ spalten des Bandes in Längsrichtung bei Zugbeanspruchung in Querrichtung aufweist und das sich deshalb insbesondere für Anwendungen eignet, bei denen Zugkräfte in Querrichtung auf­ treten können, beispielsweise zum Verschließen von Kartons.

Diese Aufgaben werden durch den überraschenden Befund ge­ löst, daß Bänder aus monoaxial orientiertem Polyethylen, insbesondere Polyethylen, das durch das Niederdruck-Polyme­ risationsverfahren gewonnen wurde, ausgezeichnete Reißfe­ stigkeit in Querrichtung (Festigkeit gegen Reißen in Quer­ richtung bei Zugbeanspruchung in Längsrichtung), insbeson­ dere Festigkeit gegen Weiterreißen bei aufgetretener Beschä­ digung an der Kante aufweisen. Zusammen mit ihrer niedrigen Bruchdehnung und den günstigen Entsorgungs- bzw. Wiederverwendungsmöglichkeiten stellen solche Polyethylen- Bänder ein günstiges Trägermaterial für Klebebänder, bei­ spielsweise mit einem druckempfindlichen Klebstoff beschich­ tete Klebebänder dar.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Klebeband mit hoher Reißfestigkeit, hoher Weiterreißfestigkeit und geringer Bruchdehnung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Klebe­ bandträger ein in Band-Längsrichtung monoaxial gerecktes Po­ lyethylen umfaßt.

Als Werkstoff für die Klebebänder der Erfindung eignen sich insbesondere die nach dem Niederdruck-Polymerisationsverfah­ ren erhaltenen Polyethylen-Qualitäten. Die Niederdruck-Poly­ merisation erfolgt im Gegensatz zur Hochdruck-Polymerisa­ tion, die unter Drucken von etwa 1000 bis 3500 bar durchge­ führt wird, bei Drucken von etwa 7 bis 20 bar in der Gas­ phase im Fließbett-Reaktor oder in flüssiger Phase. Bei die­ sen Niederdruckverfahren polymerisieren die Ethyleneinheiten linear, wobei durch Copolymerisation von geringen Mengen, bis zu etwa 20 Gew.-%, von α-Olefinen, wie Propylen, Buten, Hexen oder Octen, in statistischen Abständen kurze Verzwei­ gungen oder Seitenketten eingebaut werden können. Durch Häu­ figkeit und Länge der Seitenketten wird die Dichte des Poly­ mers gesteuert. Es können dabei Produkte mit Dichten im Be­ reich von etwa 0,88 bis 0,97 g/cm³ erhalten werden. Nieder­ druck-Polyethylene mit einer Dichte im Bereich von 0,91 bis 0,94 g/cm³ werden allgemein als lineare Polyethylene nie­ derer Dichte (LLDPE) bezeichnet und Niederdruckpolyethylene mit höherer Dichte als LLDPE (bis 0,97 g/cm³) als lineare Polyethylene hoher Dichte (HDPE). Niederdruckpolyethylene mit einer Dichte unterhalb des Bereichs von LLDPE werden als lineare Polyethylene mit sehr niedriger Dichte (VLLDPE; Dichte 0,90-0,91) bzw. als lineare Polyethylene mit ultra­ niedriger Dichte (ULLDPE; Dichte unter 0,90) bezeichnet. Das Molekulargewicht dieser Polymeren liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 100 000 bis 500 000, vorzugsweise etwa 100 000 bis 300 000.

Alle vorstehend genannten Qualitäten des Niederdruck-Poly­ ethylens können als Trägermaterial für die Klebebänder der Erfindung verwendet werden. Bänder aus HDPE und solche aus den wegen ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugten LLDPE- Qualitäten besitzen besonders hohe Weiterreißfestigkeit mit Werten über 140 N/mm², sowie ferner hohe Reißfestigkeit in Querrichtung (bei Zugbeanspruchung in Längsrichtung) bei verhältnismäßig niedriger Dehnung. Ihre Reißfestigkeit und Dehnung bei Zugbeanspruchung in Querrichtung ist nicht be­ sonders ausgeprägt.

In einer Ausführungsform besteht das Klebeband der Erfindung somit aus LLDPE, HDPE oder einem Gemisch davon und besitzt ausgezeichnete Reißfestigkeit bei Zugbeanspruchung in Längs­ richtung und hervorragende Weiterreißfestigkeit bei Beschä­ digung seiner Kante. In dieser Ausführungsform kann das Kle­ beband mit Vorzug zum Bündeln und Zusammenhalten von einem oder mehreren Gegenständen, beispielsweise Gegenständen auf einer Palette, zur Bündelung von Rohren, Blechrollen, zur Transportsicherung von Möbeln oder Elektrogeräten, nach ent­ sprechender, an sich bekannter Ausgestaltung als Tragegriff sowie als Aufreißklebeband verwendet werden.

Besonders bevorzugt als Trägermaterial für diese Ausfüh­ rungsform der Klebebänder der Erfindung sind LLDPE-Qualitä­ ten mit einer Dichte von etwa 0,940 g/cm³, bestehend aus Po­ lyethylen mit geringen Mengen 1-Octen als Comonomer, bei­ spielsweise das Produkt Dowlex 2740E der Dow Chemical Company, Midland, USA; vgl. Produktinformation CH-254-034-E- 787.

In dieser Ausführungsform der Erfindung besitzen die Klebe­ bänder vorzugsweise eine Reißfestigkeit (Zugbeanspruchung in Längsrichtung) von mindestens 200 N/mm², eine Weiterreiß­ festigkeit von mindestens 140 N/mm², eine Bruchdehnung (Zug­ beanspruchung in Längsrichtung) von höchstens 60%, stärker bevorzugt von höchstens 40%, sowie vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von mindestens 500 N/mm², insbesondere von 1000 bis 4000 N/mm².

Bänder aus VLLDPE und/oder ULLDPE oder deren Gemischen mit LLDPE und/oder HDPE, sowie Bänder aus LLDPE und/oder HDPE, die eine geringe Menge (bis zu 25, bevorzugt 5-10 Gew.-%) eines damit verträglichen Polymers eingemischt enthalten, besitzen noch gute aber nicht mehr so überragende Reißfestigkeit bei Zugbeanspruchung in Längsrichtung (<60 N/mm²). Diese Bänder besitzen aber darüber hinaus auch eine hohe Dehnung in Querrichtung und damit sehr geringe Neigung zum Aufspalten des Bandes in Längsrichtung bei Zugbeanspruchung in Querrichtung.

In einer weiteren Ausführungsform besteht das Klebeband der Erfindung somit aus VLLDPE und/oder ULLDPE oder deren Gemi­ schen mit LLDPE und/oder HDPE, oder aus einem Niederdruckpo­ lyethylen oder einem Gemisch verschiedener Niederdruckpoly­ ethylene, das (die) eine geringe Menge eines damit verträg­ lichen Polymers eingemischt enthält (enthalten). Diese Kle­ bebänder besitzen neben ausreichender Reißfestigkeit bei Zugbeanspruchung in Längsrichtung und Weiterreißfestigkeit sehr gute Festigkeit gegen Aufspalten in Längsrichtung bei Zugbeanspruchung in Querrichtung und können deshalb mit Vor­ zug zum Verschließen von Kartons und andere Anwendungen ein­ gesetzt werden, bei denen sie einer Beanspruchung in Quer­ richtung unterliegen können.

Beispiele für geeignete mit Niederdruckpolyethylen verträg­ liche Polymere sind Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA), Ethylen-Acrylsäure-Copolymere (EAA), Ethylen-Methacrylsäure- Copolymere (EMA, z. B. das Produkt Surlyn®) und Ionomere, in denen Ethylen mit ionischen Monomeren copolymerisiert ist, wobei das Verhältnis von Ethylen zu ionischem Monomer 10 : 1 bis 100 : 1 beträgt.

Bevorzugt ist in dieser Ausführungsform ein Klebeband aus einem Gemisch von LLDPE mit bis zu 10 Gew.-% EVA.

In dieser Ausführungsform der Erfindung besitzen die Klebe­ bänder vorzugsweise eine Reißfestigkeit (Zugbeanspruchung in Längsrichtung) von mindestens 100 N/mm², eine Weiterreiß­ festigkeit von mindestens 50 N/mm², eine Bruchdehnung (Zug­ beanspruchung in Längsrichtung) von höchstens 60%, eine Bruchdehnung (Zugbeanspruchung in Querrichtung) von min­ destens 100, stärker bevorzugt mindestens 500%, sowie vor­ zugsweise einen Elastizitätsmodul von mindestens 150 N/mm², insbesondere von 200 bis 500 N/mm².

Das Trägermaterial für die Klebebänder der Erfindung wird durch Extrusion des betreffenden Polyethylens aus der Schmelze hergestellt. Die dabei erhaltenen nicht orientier­ ten Folien werden bei einer Temperatur etwas unterhalb ihres Schmelzpunktes einem Orientierungsverfahren unterzogen, bei dem die Folie in Längsrichtung gereckt wird. Das Reckver­ hältnis beträgt 1 : 4 bis 1 : 10, was bedeutet, daß sich die Länge der Folie um den Faktor 4 bis 10 vergrößert.

Wenn die Folie während des monoaxialen Reckens in Breiten­ richtung nicht festgehalten wird, erfolgt während der Reckung eine Verringerung der Breite. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Bänder verwendet, die ohne Verminderung der Breite monoaxial gereckt sind. Das Recken der Folien kann in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise erfolgen.

Das Klebeband aus monoaxial orientiertem Polyethylen der Er­ findung kann eine wesentlich geringere Dicke aufweisen als herkömmliche Bänder auf Polyethylenbasis, besitzt aber trotzdem eine ausgezeichnete Reißfestigkeit und hohe Festig­ keit gegen Weiterreißen. Beispielsweise kann das monoaxial gereckte Band eine Dicke im Bereich von 10 bis 170 µm auf­ weisen. In Abhängigkeit vom Verwendungszweck können unter­ schiedliche Dicken hergestellt werden. Bevorzugt ist ein Dickenbereich von 25 bis 100 µm, insbesondere 30 bis 60 µm.

Das Klebeband der Erfindung kann ein- oder beidseitig einer chemischen oder physikalischen Behandlung unterzogen werden, um eine Verbesserung der Haftfestigkeit darauf aufgebrachter Schichten zu erreichen. Beispiele für eine solche Behandlung sind die Grundierung mit einem haftverbessernden Mittel oder eine Korona-Entladungsbehandlung. Diese Behandlungen sind auf dem Fachgebiet üblich und dem Fachmann bekannt.

Eine Seite des Klebebandes ist zumindest teilweise mit einem Haftkleber beschichtet. Beispiele für geeignete Haftkleber sind klebrig gemachte Klebstoffe auf Gummibasis, wie natür­ liche Gummiarten, Polyolefine, Silikone, Polyisoprene, Poly­ butadiene, Polyurethane, Styrol-Isopren-Styrol- und Styrol- Butadien-Styrol-Block-Copolymere und andere Elastomere, so­ wie klebrig gemachte oder nicht-klebrig gemachte Poly­ acrylat-Haftstoffe, wie Copolymere des Isooctylacrylates und der Acrylsäure. Die Klebstoffe können in an sich bekannter Weise mit Pigmenten und Füllstoffen modifiziert werden. Ins­ besondere können Haftkleber auf der Basis von natürlichen und synthetischen Kautschuken geringe Mengen an Antioxidan­ tien und/oder UV-Stabilisatoren enthalten.

Der Klebstoff kann auf das Band auf Polyethylenbasis nach einem der auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren aufgebracht werden. Als Beschichtungsverfahren eignet sich z. B. eine Heißschmelz-Beschichtung, bei der der geschmolzene Klebstoff durch eine Tropfdüse auf das Band aufgebracht wird. Dabei wird ein Schmelzen des hitzeempfindlichen Polyethylen-Trä­ gers vermieden. Auch andere bekannte Verfahren, wie Lösungs­ mittelbeschichtung oder Beschichtung aus einem wäßrigen Klebstoffsystem können zur Herstellung der Klebebänder der Erfindung verwendet werden.

Alternativ kann der Klebstoff auf den Polyäthylen-Träger auch durch ein Coextrusionsverfahren aufgebracht werden, wobei eine Trägerschicht und eine Klebstoffschicht gleich­ zeitig schmelzextrudiert werden. Nach der Coextrusion wird das klebstoffbeschichtete Polyethylen dann in bekannter Wei­ se zur Orientierung gereckt.

Die Menge des aufgebrachten Klebstoffs ist nicht besonders begrenzt. Die Dicke der Klebstoffschicht kann beispielsweise im Bereich von 5 bis 1000 µm liegen, wobei Schichtdicken von 20 bis 250 µm bevorzugt sind. Wenn der Auftrag aus einem Lö­ sungsmittel erfolgt, wird die Lösung bis zu einem bestimmten Trocken-Beschichtungsgewicht aufgebracht und das Lösungsmit­ tel dann durch Verdampfung, beispielsweise im heißen Ofen, entfernt. Auch Transfer-Verfahren können zur Herstellung des Klebebandes der Erfindung angewendet werden. Dabei wird die Klebstoffschicht auf einer abziehbaren Unterlage ausgebildet und dann durch Laminierung auf den vorbehandelten (Grundie­ rung- oder Koronaentladung) Polyethylen-Träger übertragen.

Das Klebeband auf der Basis von monoaxial orientiertem Poly­ ethylen der Erfindung kann einseitig oder auf beiden Seiten mit Klebstoff beschichtet werden. Wenn es nur auf einer Seite mit Klebstoff beschichtet wird, dann wird die Rück­ seite in auf dem Fachgebiet üblicherweise mit einer Haftkle­ ber-abweisenden Beschichtung versehen. Hierzu eignen sich beispielsweise die bekannten Polyurethan-Beschichtungen mit Klebkraft-abweisenden Eigenschaften. Diese Beschichtung ver­ hindert, daß der Klebstoff, der sich auf der anderen Seite des Bandes befindet, an dem Band haftet, wenn es zu einer Rolle aufgewickelt wird. Die Beschichtung der Rückseite wird üblicherweise als Lösungsbeschichtung durchgeführt.

Wenn eine beidseitige Beschichtung mit Klebstoff vorgesehen ist, wird der Klebstoff auf beide vorbehandelte Seiten des Bandes aufgebracht, wobei naturgemäß keine der Seiten mit einer Klebkraft-abweisenden Beschichtung versehen ist. Beid­ seitig beschichtetes Band wird einseitig mit einer abtrenn­ baren Schutzschicht versehen und dann zu einer Rolle aufge­ wickelt.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Zur Prüfung der in den Beispielen hergestellten Klebebänder wurden folgende Verfahren angewendet:

Reißfestigkeit und Bruchdehnung (Zug in Längsrichtung)

Proben des Haftklebebandes werden nach AFERA-Testmethode 4004 "Breaking strength of adhesive tapes" getestet. Die Klauen des Reißfestigkeit-Prüfgerätes werden mit einer Ge­ schwindigkeit von 300 mm/min auseinanderbewegt. Die zum Reißen der Bandprobe erforderliche Kraft wird ebenso aufge­ nommen, wie die Dehnung der Bandprobe zur Zeit des Reißens.

Die Bänder werden in Längsrichtung geprüft, um die Gesamtfe­ stigkeit des Bands in der Längsrichtung zu bestimmen. Bei Versagen reißen die Bänder in Querrichtung. Dieser Test wird zur Bewertung der Eignung der Bänder für Bündelungs- und andere Umhüllungsanwendungen benutzt, wobei Festigkeit in Längsrichtung ein wichtiger Faktor ist. Diese Messung wird in den Beispielen als "Reißfestigkeit und Dehnung - Längs­ richtung" bezeichnet.

Reißfestigkeit und Bruchdehnung (Zug in Querrichtung)

Proben des Haftklebebandes werden nach AFERA-Testmethode 4004 "Breaking strength of adhesive tapes" getestet. Die Klauen des Reißfestigkeit-Prüfgerätes werden mit einer Ge­ schwindigkeit von 1000 mm/min auseinanderbewegt. Die zum Reißen der Bandprobe erforderliche Kraft wird ebenso aufge­ nommen, wie die Dehnung der Bandprobe zur Zeit des Reißens.

Die Bänder werden in der Querrichtung geprüft, um die Nei­ gung des Bandes zur Aufspaltung in seiner Längsachse zu be­ stimmen. Dieser Test wird zur Bewertung der Eignung eines Bandes benutzt, einer Aufspaltung in seiner Längenrichtung zu widerstehen, was ein wichtiges Kriterium für Bänder dar­ stellt, die beispielsweise zum Verschließen von Kartons ver­ wendet werden. Die Ergebnisse werden in den Beispielen als "Reißfestigkeit und Dehnung - Querrichtung" angegeben.

Weiterreißfestigkeit

Im Weiterreißfestigkeitstest wird die Fähigkeit eines Bandes geprüft, trotz kleiner Einkerbungen an den Kanten eines Bandstückes bei Zugbeanspruchung nicht weiterzureißen. Der­ artige kleine Einkerbungen an den Kanten des Bandes kommen häufig vor und werden beispielsweise verursacht, wenn große Bandrollen in gebrauchsfertige geringere Breiten geschnitten werden. Insbesondere können stumpfe Schneidemesser kleine Fehler an den Kanten des Bandes verursachen, die einen Aus­ gangspunkt für das Reißen darstellen können.

Festigkeit gegen Weiterreißen an Einkerbungen ist eine wich­ tige Eigenschaft für den Endverbraucher, da nur bei Vorlie­ gen dieser Eigenschaft eine Zugbeanspruchung an das Band an­ gelegt werden kann, ohne daß es sofort durchreißt.

Die Weiterreißfestigkeit ist ferner auch unter Herstellungs­ gesichtspunkten eine in hohem Maße wünschenswerte Eigen­ schaft. Beim Schneiden der Bänder und Wiederaufwickeln auf kleinere Rollen muß nämlich eine Zugbeanspruchung an die Bänder angelegt werden. Diese Handhabung muß toleriert wer­ den, ohne daß an den Punkten des Bandes, wo Unregelmäßigkei­ ten in seiner Kante bestehen, das Band reißt.

Es werden Probestreifen des Haftfklebebandes mit einer Länge von 10 cm und einer Breite von 2,5 cm hergerichtet. Die Länge der Probe entspricht der Richtung der Orientierung des Bandträgers. Etwa in der Mitte in Längenrichtung wird das Band an einer Kante 2 mm tief eingeschnitten. Dann werden die Proben in einem Reißfestigkeits-Prüfgerät wie vorstehend im Abschnitt "Reißfestigkeit und Bruchdehnung" beschrieben, geprüft. Die Klauen des Zugfestigkeit-Prüfgeräts werden mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min auseinanderbewegt. Drei Messungen werden durchgeführt und daraus ein Durch­ schnittswert berechnet, der die Kraft angibt, die zum voll­ ständigen Reißen des Bandes am Ort des Einschnitts erforder­ lich ist.

Bei der Weiterreißfestigkeitsprüfung werden zwei Arten von Versagen festgestellt:

• 1) Weiterreißen des Einschnitts direkt quer durch das Band. Dies ist die normale Art des Bruchs.
• 2) Weiterreißen am Einschnitt quer durch das Band eine be­ stimmte Strecke weit und dann Aufspaltung des Bandes in Längsrichtung. In diesem Fall ändert sich die Art des Bruchs während der Prüfung abrupt. Die Proben, die auf diese Weise versagten, werden mit "SP" bezeichnet.

Statische Scherfestigkeit - AFERA-Methode 4012

Proben des Klebebandes werden an eine Edelstahlplatte ge­ klebt und in einem Gestell etwa vertikal befestigt. An das untere Stück des Klebebandes, das über die Stahlplatte hin­ ausragt, wird ein Gewicht befestigt. Es wird die Zeit aufge­ zeichnet, nach der das Gewicht herunterfällt und somit das Versagen der Klebebindung anzeigt.

180°-Schälhaftung - AFERA 4001

Proben des Klebebandes werden auf eine Edelstahlplatte ge­ klebt. Ein Ende der Bandproben wird ergriffen und das Band langsam durch Zurückziehen im Winkel von 180° zur Ebene der Klebebindung abgezogen. Die zum Abziehen des Klebebands vom Substrat in dieser Weise erforderliche Kraft wird aufge­ zeichnet.

Beispiel 1

Ein Band aus monoaxial orientiertem Polyethylen, bestehend aus 85 Gew.-% LLDPE mit einer Dichte von 0,94 g/cm³ (Dowlex 2740) und 15 Gew.-% HDPE mit einer Dichte von <0,95 g/cm³ (Hostalen) (die Folie ist in Tabelle I mit "A" bezeichnet; Handelsname Polysack L41) wurde beidseitig mit einer Korona- Entladung behandelt und dann auf einer Seite mit einer kleb­ kraftabweisenden Beschichtung versehen. In einem getrennten Beschichtungsschritt wurde auf die gegenüberliegende Seite des Bandträgers ein Haftkleber auf der Basis eines Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymerisates und eines klebrigmachen­ den Harzes in einer einem Trockengewicht von 22 g/m² ent­ sprechenden Menge aufgebracht. Der Haftkleber hatte folgende Zusammensetzung:
1,0 Gew.-Teil Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymerisat (Cariflex TR 1107/Shell)
1,0 Gew.-Teil klebrigmachendes Harz (Escorez 1310/Exxon).

Der Klebstoff wurde aus einer Lösung mit 40 Gew.-% Fest­ stoffgehalt in einem Gemisch aus etwa 6 Teilen Heptan und 1 Teil Toluol auf den polymeren Bandträger aufgebracht. Das fertige Klebeband wurde in einem Heißluftofen getrocknet und dann zu einer Rolle aufgerollt. Die Ergebnisse der Prüfungen auf Weiterreißfestigkeit, Reißfestigkeit und Dehnung bei Zugbeanspruchung in Längs- bzw. Querrichtung sowie statische Scherfestigkeit und 180°-Schälhaftung für das erhaltene Kle­ beband sind in Tabelle II aufgeführt.

Beispiele 2 bis 4

Drei verschiedene Dicken der polymeren Folie, die in Tabelle I mit "B" bezeichnet ist; (Polysack L32) werden beidseitig mit einer Corona-Entladung behandelt und dann auf einer Seite mit einer klebkraftabweisenden Beschichtung und auf der gegenüberliegenden Seite mit Klebstoff wie in Beispiel 1 beschrieben beschichtet. Sodann wurden Weiterreißfestigkeit, Reißfestigkeit und Dehnung bei Zugbeanspruchung in Längs- bzw. Querrichtung, statische Scherfestigkeit und 180°-Schäl­ haftung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II angege­ ben.

Der Bandträger von Beispiel 2 hat eine Dicke von 30 µm, der von Beispiel 3 eine von 40 µm und der von Beispiel 4 eine Dicke von 50 µm.

Beispiel 5

Eine 40 µm dicke in Tabelle I als "C" (Polysack KT45) be­ zeichnete Folie wurde wie in Beispiel 1 beschichtet und ge­ prüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiele 6 bis 7

Proben einer in Tabelle I als "D" (Spohn) bezeichneten Folie mit einer Dicke von 25 bzw. 35 µm wurden wie in Beispiel 1 beschichtet und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiel 8

Durch Aufbringen eines druckempfindlichen Klebstoffes auf beide Seiten der 25 µm dicken Folie "D" (Spohn) in Tabelle I wurde ein beidseitig beschichtetes Klebeband hergestellt. Die Messung der Weiterreißfestigkeit, der Reißfestigkeit und Dehnung bei Zugbeanspruchung in Längs- bzw. Querrich­ tung, der statischen Scherfestigkeit und der 180°-Schälhaf­ tung ergaben die in Tabelle II angegebenen Werte.

Beispiele 9 bis 10

Klebebänder mit einseitiger Beschichtung wurden unter Ver­ wendung von in Tabelle I als "E" (Polysack S23) bezeichneten Trägerfolien hergestellt. Danach wurden die physikalischen Eigenschaften wie in den vorangehenden Beispielen gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.

Beispiel 11

Eine in Tabelle I als "F" (Polysack S12) bezeichnete 21 µm dicke Trägerfolie wurde wie in den Beispielen 9 bis 10 be­ schichtet und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 1 bis 7

Zum Vergleich mit den Klebebändern der Erfindung wurden die Weiterreißfestigkeit sowie Reißfestigkeit und Dehnung bei Zugbelastung in Längsrichtung und in Querrichtung an ver­ schiedenen bekannten Bändern aus unterschiedlichem Material geprüft.

Für die Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden Bänder aus mo­ noaxial orientiertem Polypropylen (MOPP) von zwei verschie­ denen Herstellern mit Klebstoff beschichtet und geprüft.

In den Vergleichsbeispielen 3 bis 5 wurden im Handel erhält­ liche Klebebänder aus MOPP (Vergleichsbeispiel 3), biaxial orientierten Polypropylen (BOPP; Vergleichsbeispiel 4) und Polyester (Vergleichsbeispiel 5) geprüft.

Für die Vergleichsbeispiele 6 und 7 wurden nicht orientierte Polyethylenfolien (LLDPE in Vergleichsbeispiel 6; HDPE in Vergleichsbeispiel 7) verwendet, mit Klebstoff beschichtet und geprüft.

Die Zusammensetzung der Bänder ist in Tabelle I, die Prüfer­ gebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Claims (14)

1. Klebeband mit hoher Reißfestigkeit, hoher Weiterreiß­ festigkeit und geringer Bruchdehnung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Klebeband

• a) einen Träger aus einem in Band-Längsrichtung monoaxial gereckten Niederdruck-Polyethylen, und
• b) eine Klebstoffschicht auf mindestens einer Seite des Trägers umfaßt.

2. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyethylen ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), ein lineares Polyethylen hoher Dichte (HDPE), oder ein Gemisch davon ist.

3. Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyethylen ein lineares Polyethylen sehr niedriger Dichte (VLLDPE), ein lineares Polyethylen ultraniedriger Dichte (ULLDPE), ein Gemisch davon oder ein Gemisch davon mit LLDPE und/oder HDPE ist.

4. Klebeband nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Polyethylen linear polymerisierte Ethyleneinheiten umfaßt, wobei durch Copolymerisation mit bis zu 20 Gew.-% α-Olefin-Monomeren kurze Verzwei­ gungen oder Seitenketten in die Struktur eingebaut sind.

5. Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyethylen bis zu 25 Gew.-% eines damit verträglichen Polymers eingemischt enthält.

6. Klebeband nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyethylen bis zu 10 Gew.-% Ethylen-Vi­ nylacetat-Copolymerisat (EVA) eingemischt enthält.

7. Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bandträger in einem Verhältnis von 1 : 4 bis 1 : 10 monoaxial gereckt ist.

8. Klebeband nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebebandträger ohne Verminderung der Breite mo­ noaxial gereckt ist.

9. Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es einen Elastizitätsmodul in Längs­ richtung von mindestens 150 N/mm² aufweist.

10. Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gereckte Bandträger eine Dicke von 10 bis 170 µm aufweist.

11. Verwendung eines Klebebandes nach Anspruch 1 bis 3 zum Bündeln und Zusammenhalten von einem oder mehreren Ge­ genständen, wobei das Band eine Reißfestigkeit von min­ destens 200 N/mm², eine Weiterreißfestigkeit von min­ destens 140 N/mm² und eine Bruchdehnung von höchstens 60% aufweist.

12. Verwendung eines Klebebandes nach Anspruch 1 bis 3 als Tragegriff.

13. Verwendung eines Klebebandes nach Anspruch 1 bis 3 als Aufreißklebeband.

14. Verwendung eines Klebebandes nach Anspruch 4 bis 6 zum Verschließen von Kartons, wobei das Band eine Reiß­ festigkeit von mindestens 100 N/mm², eine Weiterreiß­ festigkeit von mindestens 50 N/mm², eine Bruchdehnung von höchstens 50% und eine Bruchdehnung bei Zug in Querrichtung von mindestens 100% aufweist.