DE599996C

DE599996C - Verfahren zur Herstellung eines klebfaehigen Streifens oder Blattes aus unverwebten, cellulosehaltigen Stoffen als Traeger

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Publication number: DE599996C
Application number: DEM110336D
Authority: DE
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1928-05-28
Filing date: 1929-05-29
Publication date: 1934-07-12
Also published as: FR675811A; US1760820A; GB312610A

Description

Dauernd klebfähige Streifen oder Blätter sind seit langem bekannt, z. B. in Form von medizinischen Pflastern, wie deutschem Heftpflaster, Isolierbändern und Malschablonen. Für viele technische Zwecke und namentlich für die Herstellung und Befestigung von Malschablonen für Spritzmalerei u. dgl. haben sich aber die bisherigen Erzeugnisse nicht ausreichend bewährt.

Die Heftpflaster sind von vornherein hierfür ungeeignet, weil ihr Körper aus Gewebe besteht. Dieses ist teuer und streckt sich ungleichmäßig, so daß die Kanten nicht geradleibleiben, die überdies zum Aufräufeln neigen.

Auch sind die Gewebe für die in den üblichen Malerfarben enthaltenen Lösungsmittel, wie Terpentin, Aceton, Spiritus u. dgl'., sehr durchlässig, was bewirkt, daß der Klebstoff beim Abziehen des Streifens auf dem bemalten Gegenstande o. dgl. hängenbleibt, so daß dieser verschmutzt wird und der Klebstreifen nicht erneut benutzt werden kann, ein Übelstand, der auch dann eintritt, wenn die Farben solche unerwünschten Lösungsmittel nicht enthalten. Auch neigen die Gewebeklebstreifen dazu, die darunterliegende Farbe beim Abziehen von den Gegenständen abzureißen.

Entsprechendes gilt auch von den Isolierbändern mit Gewebekörper, bei welchen es ja auch auf eine wiederholte Benutzbarkeit nicht ankommt.

Ferner kennt man bereits Malschablonen, die einen Auftrag aus Hektographenmasse haben, um mittels dieser auf der Arbeitsfläche befestigt werden zu können. Die Hektographenmasse besteht in der Regel aus Leim, Glycerin und einem mineralischen Zusatz, wie Kaolin. Damit läßt sich aber der angestrebte Zweck nicht erreichen, weil die Masse infolge des Gehaltes an Leim und Glycerin viel zu empfindlich gegen Schwankungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit u. dgl. ist und auch zu schnell mit der Zeit die Bindekraft verliert.

Endlich kennt man auch bereits Isolierbänder aus gekrepptem oder glattem. Pergamentpapier oder Ölpapier, das mit einer flüssigen Lösung von Kautschuk oder einer Mischung von Kautschuk und Harz überzogen ist. Auch diese Bänder haben mannigfache Nachteile. So ist wegen der starken

Klebrigkeit der dünnen Kautschuklösung zwecks Verhinderung des Zusammenkleben aus solchem Isolierband'gewickelter Rollen eine Zwischenlage aus paraffiniertem oder lackiertem Papier erforderlich, was unbequem ist. Auch neigt die Kautschuklösung dazu, beim Abziehen des Bandes von einer bemalten Unterlage o. dgl. an dieser hängenzubleiben, ein Umstand, der bei Isolierbändern keine Rolle spielt. Endlich sind die üblichen Pergamentpapiere zwar sehr reißfest in der Längsrichtung, haben aber in der Dickenrichtung keinen ausreichenden Faserzusammenhang, so daß beim Abziehen des festgeklebten Bandes von einer Unterlage nicht selten Faserschichten aus der Klebfläche des Bandes ausreißen und mit dem Klebstoff an der Unterlage hängenbleiben. Dabei haben die Pergamentpapiere meist nicht die zur wiederholten Verwendung für Schablonenzwecke hinsichtlich Herumschmie-' gens um Unebenheiten und Ecken u. dgl. erforderliche gegenseitige Beweglichkeit und Schmiegsamkeit der einzelnen Faserschichten, sind also zu steif und spröde.

Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile und schafft dauernd klebfähige Streifen oder Blätter aus unverwebten, cellulosehaltigen Stoffen als Träger, wobei eine mehrfach wiederholte Benutzung dadurch gewährleistet wird, daß ein in sich sehr fest zusammenhängender schmiegsamer Träger sehr fest mit einem durch Druck anregbaren Dauerklebstoff vereinigt wird, indem z. B. ein auf« nahmefähiges Papier in an sich bekannter Art mit Leimglycerinlösung geleimt oder verdichtet und vorzugsweise mit Formaldehyd behandelt wird und vor Abschluß dieser Behandlung das Klebmittel aufgebracht wird. Dadurch wird das Papier für Farblösungsmittel undurchdringlich gemacht, verdichtet und verfestigt, ohne daß die gegenseitige Beweglichkeit der Fasern bei Beanspruchungen ungebührlich eingeschränkt wird. Andererseits vermag der bei seiner Aufbringung noch minder zähe Klebstoff sich, solange die Formaldehydbehandlung noch nicht abgeschlossen ist, mit den Papierfasern und der Leimglycerinlösung¹ so innig zu verbinden und zu verfestigen, daß er beim späteren Abziehen des Bandes von irgendwelchen Arbeitsflächen vollständig am Bande verbleibt. Dementsprechend muß der Klebstoff auch eine ausreichende Festigkeit in sich haben, wie dies auch der Bedingung .entspricht, daß der Klebstoff ohne Druckeinwirkung nicht nennenswert kleben, wohl aber durch Druck zum Kleben anregbar sein soll.

Sofern bei manchen Trägerkörpern und Klebstoffen auf diese Weise keine ausreichend feste Verbindung zwischen beiden unmittelbar zu erzielen ist, kann man z. B. auch so vorgehen, daß man den Klebstoff gegebenenfalls erst nach Abschluß der Verfestigungsbehandlung des Trägers aufbringt, nachdem man vorher auf den Träger eine Zwischenschicht aufgebracht hat, welche sowohl gegen den Träger wie gegen den Klebstoff starke Bindekraft entwickelt. Hierfür ist z. B. Kautschuklösung geeignet. Man kann die Zwischenschicht zwecks weiter erhöhter Festigkeit auch schon vor Abschluß der Verfestigungsbehandlung aufbringen.

In vielen Fällen wird der neue Klebstreifen ohne weiteres in Rollenform gewickelt und leicht wieder abgewickelt werden können, weil der laut obigem durch Druck anzuregende Klebstoff nicht zum festen Anhaften an gegen ihn anliegenden, nicht mit Klebstoff überzogenen Rückseiten des Streifens neigt und auch der Glyceringehalt auf den Klebstoff abstoßend wirkt, der an sich schon den durch den Formaldehyd gegerbten Leim an der Rückseite des Streifens nicht mehr zu lösen vermag.

Besonders wenig ist aber ein Zusammenkleben der Rollen aus den neuen Bändern zu fürchten, wenn -für diese gekrepptes Papier verwendet worden ist, das wegen seiner Unebenheit nicht auf volle Fläche an den glatten Klebstoffschichten anliegen kann.

Vollends kann man. aber die Anhaftung verhindern, wenn man die nicht mit Klebstoff versehene Trägerseite mit einer Kautschukappretur, wie chloriertem oder vulkanisiertem Kautschuk, oder mit Glycerin bestreicht, das diese Seite »klamm« macht.

Als Klebstoff wird vorzugsweise eine Lösung von Kautschuk und Harz verwendet. Erfindüngsgemäß wird als Harz Cumaronharz benutzt, und zwar mit besonderem Vorteil im Verhältnis von 2 Gewichtsteilen Cumaronharz auf 10 Gewichtsteile plastizierten Kautschuk und ¹Z₂ Gewichtsteil Zinkoxyd.

Die Papiergrundlage kann z. B. aus Kraftpapier, Sulfatpapier, Holzzellstoffpapier, -Sulfitpapier mit Baumwollfasern, geeignet appretiert und durch Zusätze von kleinen Mengen von Glycerin weichgehalten, bestehen oder aus einem gut saugfähigen, kalanderten oder unkalanderten, vorzugsweise aber ungeleimten und unkalanderten gekreppten Papier. Dieses Papier -wird zunächst durch Tränkung mit einer Leimglycerinlösung verdichtet und verfestigt, deren Leimgehalt die Fasern besser verbindet, -während der Glyceringehalt die dauernde Schmiegsamkeit gewährleistet. Der Leim wird dann vorzugsweise durch Formaldehyd unlöslich gemacht bzw. verfestigt oder gegerbt.

Glycerin oder Leimglycerin beseitigen auch die für den angestrebten Zweck störende

Steifigkeit und Sprödigkeit von Pergamentpapier u. dgl., so daß auch dieses verwendbar wird.

Zur Herstellung der Tränkungslösung werden vorzugsweise 36 kg trockenen Leims in 72 kg Wasser unter Erwärmung völlig gequollen.

Hierzu werden dann 108 kg blaßgelben Glycerins und 2i6kg Wasser zugesetzt.

Das Papier wird durch diese Sättigungslösung und dann durch Preßwalzen geschickt, um den Überschuß abzuquetschen. Es ist eine eben vollständige Sättigung vorzuziehen, da hiervon der Erfolg sehr abhängt. Eine ungenügende Sättigung verursacht nur eine unvollständige Bindung der Fasern des nichtappretierten Papiers und Fehlen der Sättigungslösung an der Rückseite. Eine überreichliche Sättigung des Papiers macht seine Oberfläche zum späteren Überziehen ungeeignet. Die Papierbahn wird dann einer Behandlung unterworfen, um den Leim unlöslich zu machen bzw. zu gerben. Dazu kann man z. B. Formaldehyd in Lösung oder als Dampf verwenden, Chromtrioxyd oder Chromalaun oder andere Chrom- und Aluminiumsalze.

Vorzugsweise taucht man das Papier in ein Bad aus 1 VolumEnteile Handelsformaldehyd und 9 Volumenteilen Wasser. Einwirkung des Formaldehydes auf nur eine Fläche des vorbehandelten Papiers ist vorzuziehen, wenn man wünscht, die andere . Oberfläche weiter zu überziehen und die gegenüberliegende Fläche wesentlich unaktiv zu lassen, und hat den Vorteil, daß das Papier weniger als bei vollständiger Eintauchung beansprucht wird. Die behandelte Oberfläche wird dann einer Neutralisierung unterworfen. Überschüssiger Formaldehyd wird z. B. durch Behandlung des Papiers mit Kalkwasser unschädlich gemacht oder durch eine Trocknung bei 60 bis 71 ° verflüchtigt.

Man kann auch das Gerbmittel o. dgl. der obigen Sättigungslösung einverleiben und das Gerben oder Unlöslichmachen des Leims gleichzeitig mit dem Trocknen der Sättigungslösung erzielen. Bei Verwendung von Formaldehyd bringt man eine Aldehydverbindung in die Leimlösung vor der Sättigung. Vorzugsweise wird die Wirkung des Aldehydes verzögert, so daß sie erst beim Trocknen eintritt. Hierzu setzt man außer einer Aldehydverbindung, wie Formaldehyd, Ammoniak zu, und zwar praktisch in gleichen molekularen Prozentsätzen und in Mengen, die äquivalent 5 °/o des Aldehydes relativ zum Trockengewicht des Leimes sind. Beim Trocknen des Papiers wird die Aldehyd-Ammoniak-Verbindung gespalten, um Formaldehyd zur Wirkung freizumachen. Vorzugsweise wird die Zersetzung durch Erwärmung des gesättigten Papiers auf etwa 8o° C, besser aber auf 100 bis 120 ° beschleunigt.

Das Blatt enthält den Leim oder die Gelatine wesentlich unlöslich und sozusagen wasserfest. Das Papier ist besonders verfestigt und widerstandsfähig gegen plötzliche Stöße oder Beanspruchungen. Besonders erwünschte elastische Eigenschaften erhält gerauhtes oder gekrepptes Papier, dem durch die Behandlung Elastizität verliehen wird, so daß es seine Krempung oder Kreppung beibehält und höhere Zugfestigkeit sowie Zähigkeit in feuchtem Zustande zeigt und auch scharfer Faltung besser widersteht.

Statt Glycerin kann man auch andere Stoffe, z. B. für gewisse Zwecke sulfurierte Öle, wie Türkischrotöl oder sulfuriertes Rizinusöl, verwenden. Diese sind nicht hygroskopisch und suchen in gewissem Maße das Bestreben zur Absorbierung und Führung von zu viel Wasser zu verringern. Man kann dem Leim hygroskopische Stoffe zusetzen, damit er einen gewissen Wassergehalt zur Regelung der Schmiegsamkeit beibehält; vorzugsweise verwendet man hierzu organische Zusätze und besonders Zucker, der in dem Glycerin aufgelöst wird.

Statt der beschriebenen Leimung kann man auch eine Harztränkung verwenden. Hierzu wird das Papier erst mit einer Lösung eines Naturharzes oder eines synthetischen Harzes, z. B. aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Säuren oder ihren Anhydriden, getränkt. Auch hier können die Schmiegsamkeit verbessernde Zusätze gemacht werden. Das Lösungsmittel wird dann abgedampft.

Auf eine Fläche des, wie beschrieben, behandelten Papiers kann unmittelbar durch Druck anregbarer Dauerklebstoff obiger Art aufgebracht werden. Diesier Klebstoff! kann folgender sein:

B e i s ρ ielA

Eine Kautschukmasse und ein die Klebkraft verstärkender Stoff in Form eines synthetischen Harzes. Für das gemäßigte Klima kann folgende Zusammensetzung dienen:

4,5 kg plastizierten erstklassigen Plantagenkautschuk wie klarer Krepp oder geräucherte Platten, 0,98 kg Cumaronharz, 0,227 kg Zinkoxydpigment.

Diese Stoffe werden 'auf einem Gummiwalzwerk plastiziert und dann auf die gewünschte Konsistenz mittels eines Kautschuklösemittels, wie Benzol, oder eines Petroleumdestilr lates, wie hochsiedendes Benzin, verarbeitet

Statt des Cumaronharzes kann man ein na.-türliches Harz von niedrigem Schmelzpunkt verwenden, wie in Alkohol und Benzol lösliches Brauerpech oder Kienölharz.

B ei sp i el B

0,98 kg Plantagenkautschuk, 2,27 kg harzreichen mexikanischen oder Wildkautschuks, 0,454 kg Zinkoxydpigment: Diese Stoffe werden auf einem Gummimischwalzwerk vereinigt und dann mit einem Gummilösemittel auf die zum Auftragen gewünschte Konsistenz gebracht.

Die Mengen von Harz oder Wildkautschuk werden je nach dem Klima bemessen.

Die Harzmasse kann auch in ihrem Verhalten gegen Lösemittel durch geeignete Wahl des Harzes beeinflußt werden. So kann z. B. die Klebmasse zwecks besseren Entfernens von einem Gegenstande löslich, z. B. in Benzol, Benzin, Aceton oder Alkohol, gemacht werden. Wünscht man einen in Alkohol löslichen Streifen Klebstoff für ärztliche Zwecke herzustellen, so wird ein alkohollösliches Harz den obigen Mischungen zugesetzt, z. B. Brauerpech. Dies ermöglicht das Entfernen des Klebstreifens z. B. von der Haut eines Patienten durch Aufbringen von Alkohol auf die Rückseite des Streifens.

Die mit ihren Lösemitteln versetzten Kautschukharzmassen können unmittelbar auf die Papiergrundlage auf gestrichen werden. Dieses Aufstreichen erfolgt vorteilhaft vor Abschluß der das Papier verfestigenden oben beschriebenen Gerbung oder Formaldehydbehandlung, um eine besonders feste Vereinigung des Klebstoffes mit dem Papier und dessen noch nicht völlig ausgegerbter Leimtränkung zu gewährleisten. Vorzugsweise überzieht man vor dem Aufbringen der Klebmasse das Papier mit Grundierungen oder Zwischenbindeschichten. Diese sind besonders bei Papieren nützlich, die den Dauerklebstoff an sich minder gut annehmen, und sie sollen an diesem sowohl wie am Papier sehr fest haften. Dieser Bedingung entspricht z. B. eine sehr dünne Kautschuklösung, die einen entsprechend dünnen klebrigen Kautschukrückstand zurückläßt, der vorzugsweise klebrig ist, um der dann darauf aufgetragenen Klebmasse bessere Haftung zu geben. Eine Käutschukgrundierung kann z. B. wie folgt hergestellt werden: 100 Gewichtsteile gewalzten Plantagenkautschuks, 7¹J₂ Gewichtsteile Phenolsulfosäure. Diese Mischung wird zu Platten verarbeitet und einer Ofentemperatur von 135 bis 140⁰ etwa 6 Stunden ausgesetzt. Das Produkt ist biegsam und ergibt mit Benzol eine äußerst flüssige Lösung.

Statt Phenolsulfosäure kann auch z. B. Toluolsulfonylchlorid und Toruolsulfosäure verwendet werden.

Auf diese Grundierung wird die Klebmasse aufgetragen, aus der dann das Lösemittel verdunstet wird.

Vorzugsweise bringt man auf die Rückseite _r des Papiers, um die Aufbewahrung des Papiers in Rollen oder Stapeln ohne Gefahr des Zusammenkleben 'zu ermöglichen, eine den Klebstoff abstoßende Kautschukdeckschicht auf. Diese ist vorzugsweise z. B. eine Lösung, die einen Niederschlag von chloriertem oder vulkanisiertem Kautschuk zurückläßt. Dieser Rückstand ist unklebrig und nichthaftend an der Hand und erlaubt eine leichte Ablösung von der Klebfläche bei Rollen oder Stapeln. So hergestellte Streifen können ohne Zwischenschießen von Gleitblättern in Rollen aufgewickelt und bequem wieder abgewickelt werden.

Ein Beispiel von Kautschukabdeckung obiger Art ist folgendes:

Plantagenkautschuk, z. B. in Benzol gelöst, wird in einem Rührer bei künstlicher Kühlung so lange mit einem schwachen Strome von Chlorgas behandelt, bis die Lösung mit etwa 55°/o Chlor gesättigt ist.

Wird der Cellulosekörper in der oben beschriebenen Art auf beiden Seiten mit einer dichten Kautschukschicht überzogen, so wird dadurch das in ihm enthaltene Glycerin oder sonstige Weichmachungsmittel gegen die Luftfeuchtigkeit u. dgl. geschützt. Einen besonders wirksamen Schutz des Papierkörpers stellt die Schicht aus chloriertem Kautschuk dar.

Der neue Streifen kann auch dünner hergestellt werden als Gewebeklebstreifen, was für Schablonenzwecke günstig ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung eines klebfähigen Streifens oder Blattes aus unverwebten, cellulosehaltigen Stoffen als Träger, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrfach wiederholte Benutzung des Erzeugnisses dadurch gewährleistet wird, daß ein in sich sehr fest zusammenhängender Träger sehr fest mit einem durch Druck anregbaren Dauerklebstoff vereinigt wird, indem z. B. ein aufnahmefähiges Papier mit Leimglycerinlösung geleimt oder verdichtet und vorzugsweise mit Formaldehyd behandelt und vor Abschluß dieser Behandlung das Klebmittel auf- no gebracht wird, oder daß das Aufbringen des Klebstoffes erst nach Abschluß dieser Behandlung unter Anordnung einer den Klebstoff am Träger festhaltenden Zwischenschicht erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit Klebstoff versehene Trägerseite mit einer Kautschukappretur, wie chloriertem oder vulkanisiertem Kautschuk, oder mit Glycerin bestrichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Zwischenschicht auf den Träger noch vor der Verfestigung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 mit einem Klebstoff, der Kautschuk, Harz und ein Lösemittel dafür enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Cumaronharz und ein Zusatz von Zinkoxyd verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite des Trägers gekreppt oder gewellt gehalten wird.