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Bereich der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und
ein Gerät
zur Herstellung eines Haftklebstoffproduktes und insbesondere ein Verfahren
und ein Gerät
zur Herstellung eines Abdeckbandes mit einem nicht auf einem Lösungsmittel basierenden
geschäumten
Klebstoff.
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Hintergrund
der Erfindung
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Haftklebebänder werden
kommerziell in grossem Umfang seit Jahren verwendet. Solche Bänder werden
bereits als Abdeckmittel während dem
Malen, als Dichtungsbehälter
und für
eine Vielzahl weiterer Verwendungen verwendet, bei denen ein wiederabnehmbares
befestigtes Band erwünscht ist.
Haftklebebänder
werden kommerziell durch die Verwendung von auf Lösungsmitteln
basierten Klebstoffen hergestellt, wobei eine Klebstoffzusammensetzung
zuerst in einem leicht flüchtigen
Lösungsmittel
gelöst
und die Lösung
auf dem Bandrücken
angebracht wird, wie bspw. auf einem polymerischen Band oder einem
Krepppapier. Nach dem Erhitzen des mit Klebstoff bedeckten Bandes
verdampft das Lösungsmittel
und lässt
auf dem Rücken
einen Haftklebstoff zurück.
Auch wenn Lösungsmittel
basierte Klebstoffe zufriedenstellend sind, hat die Verwendung von
Lösungsmitteln
gewisse Nachteile. Insbesondere müssen die verdampften flüchtigen
Lösungsmittel
gesammelt und weggebracht werden, um eine Umweltverschmutzung zu
vermeiden und diese Lösungsmittel
dürfen
nicht überhitzt
werden, um ein Zünden
des verdampften Rauchs zu vermeiden.
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Entsprechend
wurden andere Verfahren zur Herstellung von Haftklebebändern entwickelt,
um die Verwendung von flüchtigen
Lösungsmitteln
zu vermeiden. Insbesondere heissschmelzende oder thermoplastische
Klebstoffe können
als Alternativen zu auf Lösungsmitteln
basierten Klebstoffen verwendet werden. Heissklebstoffe sind typischerweise
dichte, nicht auf Lösungsmitteln
basierende Materialien, die ein natürliches oder synthetisches
Polymer oder polymerische Zusammensetzung enthalten, und auf dem
Rücken
durch Extrusion oder ähnliche
Prozesse angewendet werden. Das Material ist normalerweise bei Raumtemperatur
fest oder halbfest und wird nach Erhitzen auf eine höhere Temperatur
fliessfähig. Mach
dem Kühlen
kehrt das Material wieder in einen festen oder halbfesten Zustand
zurück.
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Einige
der ersten Bestrebungen bei der Herstellung von Selbstklebebändern in
der Verwendung von Heissklebstoffen waren weniger als schallende Erfolge.
Bei diesen frühen
Bänder
wurde eine feste Schicht eines Heissklebstoffs auf den Papierrücken extrudiert,
was zu einer glitschigen Oberflächenausführung führte, die
die Tendenz aufwies, eine hohe Haftfestigkeit zu erreichen. Dies
war unerwünscht,
da es schwierig sein konnte, das Band von der Oberfläche abzulösen. Die
frühen
Bänder
hatten auch das Problem der geringen Adhäsion des Klebstoffs an den
Papierrücken,
was dazu führen
konnte, dass der Klebstoff auf der Oberfläche, auf welcher das Band angebracht
worden ist, blieb, anstelle, dass es mit dem Rücken abgelöst wurde, wenn das Band entfernt
wurde. Einige Bänder
beinhalteten eine Haftvermittlerbeschichtung auf einer Seite des
Bandes, um die Bindung zwischen dem Klebstoff und dem Band zu verbessern,
aber diese Bänder
wiesen immer noch eine schlechte Adhäsion auf. Diese heissschmelzenden
Bänder
konnten leicht durch die glänzende
Erscheinung auf der Adhäsivseite
erkannt werden und ein Widerstand gegenüber diesen heissschmelzenden
Bänder
oder irgendwelchen Bändern mit
einer glänzenden
Erscheinung entwickelte sich auf dem Markt.
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Ein
anderes Problem mit den früheren
heissschmelzenden Bändern
war, dass die feste Oberfläche
des Heissklebstoffs weniger Volumen im Vergleich zu einem äquivalenten
Gewicht eines Lösungsmittel
basierten Klebstoffs aufwies. Daher hatte die Anwendung von Heissklebstoffe
auf dem Papierrücken
zur Folge, dass das Band eine geringere Gesamtdicke aufwies, als
wenn ein gleiches Gewicht eines auf einem Lösungsmittel basierenden Klebstoffs verwendet
wurde. Konsequenterweise hatten die heissschmelzenden Bänder, wenn
sie auf eine Rolle aufgerollt worden sind, einen kleineren Durchmesser als
die auf einem Lösungsmittel
basierenden Bänder, was
ebenfalls unerwünscht
auf dem Markt war.
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Es
wurden an den Heissklebstoffbändern Verbesserungen
durchgeführt,
insbesondere die Haltefestigkeit sowie die Probleme bez. der Dicke
wurden Klebstoffe durch schäumen
verbessert. Das Schäumen
der Klebstoffe wird typischerweise durch die Zugabe eines chemischen
Schäumungs-
oder Treibmittels zu der Klebstoffzusammensetzung vollbracht, wobei
diese breit klassifiziert werden können, entweder als chemisch
oder physikalisch. Chemische Schäumungs-
oder Treibmittel bilden einen Schaum oder eine Zellstruktur oder
durch Zersetzung des Schäumungsmittels,
sobald eine Zersetzungstemperatur erreicht wird. Physikalische Schaummittel
wie bspw. chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ketone und Alkohole bilden
durch Verdampfung nach Heizen eine Zellstruktur. In beiden Fällen führt das
Aufheizen des Klebstoff beschichteten Bandes dazu, dass das Schäumungsmittel
reagiert und der Klebstoff schäumt.
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Bekannterweise
werden gasförmige
Schäumungsmittel,
die in thermoplastische Mischungen bei höheren Drucken inkorporiert
werden, geschäumt, wenn
der Druck reduziert wird. Daher führen Schäumungs- und Treibmittel zu
kleinen Blasen in dem Heissklebstoff, wobei die klebende Schicht
eine poröse
oder raue Oberflächenbeschaffenheit
mit verbesserten Abgabeeigenschaften und besseren ästhetischen
Qualitäten
aufweist, wie bspw. eine erwünschte
matte Oberflächenbeschaffenheit.
In einigen Fällen
wurde Feuchtigkeit, die in einem Abgabeträgermaterial vorgekommen ist,
wie in silikoniertem, beschichtetem Papier, dazu verwendet als Schäumungsmittel
zu dienen, anstelle der Zugabe eines Schaum- oder Treibmittels in
den Heissklebstoff. Insbesondere US-Patent Nr. 5,605,717 von Simmons
et al. („Das
Simmons Patent")
beschreibt ein Verfahren zur Verdampfung der Feuchtigkeit, die in
einem Abgabeträgermaterial
vorhanden ist, um die darin vorhandene Feuchtigkeit in ein Gas zu
verwandeln, wobei das Gas in Form von kleinen Blasen von dem Silikonpapier
in den Klebstoff wandert. Allerdings ist das Simmons Patent nicht
auf Abdeckbänder
gerichtet und befasst sich daher nicht mit der Ausbildung einer
starken Bindung zwischen dem Klebstoff und dem Abgabeträger wie
dies durch die Verwendung eines silikonbeschichteten Papiers anstelle
eines unbeschichteten Papiers hervorgeht. Zusätzlich beschreibt das Simmons
Patent die Anwendung des Adhäsivs
in einem geschmolzenen Zustand auf den Abgabeträger, um den Klebstoff zu schäumen. Dies kann
nachteilig in gewissen Anwendungen sein, wenn bspw. eine sehr dünne Schicht
eines Adhäsivs auf
einen dicken Träger
aufgebracht wird, da der Träger
als Hitzesenke agieren kann und der Klebstoff schnell unter den
Siedepunkt von Wasser sinken kann, so dass die Schäumung frühzeitig
beendet wird.
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Die
Patentzusammenfassung JP-A-60203687 beschreibt ein Verfahren zur
Herstellung eines Klebebandes. Eine Seite eines porösen Substrats
enthaltend ungefähr
2–30 Gew.-%
einer flüchtigen
Substanz, wird mit einer dünne
Schicht (skin layer) von PE, PP etc., versehen mit einem Erweichungspunkt
der höher
ist als der Siedepunkt der flüchtigen
Substanz und auf der anderen Seite mit einer Schicht des Klebstoffs
versehen ist. Die Klebstoffschicht und das Substrat werden erhitzt,
um eine grosse Anzahl von sehr kleinen geschlossenen Zellschäumungen
in der Klebstoffschicht zu erhalten.
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Wie
oben beschrieben, werden chemische und physikalische Schaum- und
Treibmittel oft in die Heisskleber inkorporiert, um die Qualität dieser
zu erhöhen.
Solche Mittel haben jedoch zusätzliche
Kosten bei der Herstellung des fertigen Bandes zur Folge, sowie
erhöhen
sie die Komplexität
zu dem Verfahren selbst. Überdies
benötigen
gewisse hochflüchtige
Schäumungsmittel
relativ hohe Temperaturen, um zu verdampfen, was unerwünscht ist,
da die hohe Temperatur den Träger
beschädigen
kann. Simmons hat vorgeschlagen, die Verwendung der in dem Abgabepapier
als Schäumungsmittel
zu verwenden aber dieses Verfahren kann keine ausreichende Kontrolle über den
Schäumungsprozess
zur Verfügung
stellen und kann zu nur mittelmässigen Resultaten
führen.
Es wäre
daher vorteilhaft ein Haftklebeabdeckband bereit zu stellen, das
einen geschäumten
Heissklebstoff aufweist ohne die Zugabe eines chemischen oder physikalischen
Schäum- oder
Treibmittel. Es wäre
ebenfalls erwünscht,
ein solches Abdeckband bereit zu stellen, das eine bessere Bindung
zwischen dem geschäumten
Klebstoff und dem Papierträger
aufweist, und dennoch eine gewünschte
Haftfähigkeit
aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese
und weitere Bedürfnisse
werden bereitgestellt durch die vorliegende Erfindung mittels eines
Verfahrens zur Herstellung eines Abdeckbandes mit einem geschäumten Klebstoff
wie in Anspruch 1 beansprucht. Der geschäumte Klebstoff wird durch die
Feuchtigkeit in dem Band gebildet, die verdampft und durch den Klebstoff
dispergiert, um dem Klebstoff die schaumartige Qualität zu verleihen.
Spezifischer wird in einer Ausführungsform
der Erfindung ein Heissklebstoff ohne Zugabe eines Schäumungs- oder Treibmittels
auf eine unbeschichtete Oberfläche eines
Trägers
mit Mulden angewendet, wie auf einem Krepppapier mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 2–8%,
um ein Laminat zu bilden, indem der Heissklebstoff auf den Träger bei
einer ausreichend tiefen Temperatur aufgebracht wird, dass die Feuchtigkeit in
dem Träger
im Wesentlichen nicht verdampft. Das Laminat wird anschliessend
erhitzt wie bspw. durch ein Zwangsgebläse oder eine geheizte Rolle,
um zu verursachen, dass die Feuchtigkeit in der Stützschicht
verdampft und sich zumindest teilweise durch den Klebstoff dispergiert.
Daher fungiert die Feuchtigkeit in der Stützschicht als Schäumungsmittel,
wobei das Erfordernis für
ein zusätzliches
chemisches oder physikalisches Schäumungs- oder Treibmittel in dem
Heissklebstoff wie oben beschrieben eliminiert wird. Zusätzlich führt das
Erhitzen des Laminates zu einer erwünschten starken Bindung zwischen
dem Klebstoff und der Stützschicht.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren unabhängig von der Dicke der Stützschicht
in Beziehung zu dem Klebstoff verwendet werden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist die Stützschicht Papier basiert, wie
Krepppapier mit einer Oberfläche,
die kleinen Spitzen und Tälern gleicht.
Die Papierstützschicht
hat einen relativ unveränderten
Feuchtigkeitsgehalt von 2–8%
und in anderen Ausführungsformen
ungefähr
3–5%,
wobei dieser durch eine Konditionierungseinheit kontrolliert wird.
Zusätzlich
kann die Stützschicht
auch eine Freisetzungsbeschichtung enthalten auf der nicht adhäsiven Seite,
um das Band vom Kleben selbst zu schützen, wenn es auf eine Rolle
aufgerollt wird und um die darin enthaltene Feuchtigkeit vom Ausströmen in eine
andere Richtung als jene des Klebstoffs zu hindern. Der Klebstoff
wird auf die Papierstützschicht
in einem ausreichenden nicht flüssigen
Zustand aufgebracht, so dass er nicht signifikant in die kleinen
Täler der
unbeschichteten Oberfläche
der Stützschicht
runterfliessen kann. Vielmehr kommt der Klebstoff mit den Spitzen
der Stützschicht
in Berührung
und ist im Wesentlichen über
die Täler
ausgesetzt. Daher kann das Klebband kleine Mengen von Luft zwischen
dem Klebstoff und der Papierstützschicht
während
dem Extrusionsprozess einfangen, Die Klebstoff beschichtete Stützschicht
wird dann zu einem Heizgerät
weiter gegeben um die Kombination auf eine Temperatur von ungefähr 149–260°C (300–500F) zu
erhitzen, um den Klebstoff zu schäumen und im Wesentlichen den
Klebstoff auf der Stützschicht
anzuhaften. Bei dieser Temperatur verdampft die Feuchtigkeit in
dem Band und die eingefangene Luft zwischen dem Klebstoff und dem
Band expandiert, was zu einem Wasserdampf und Luft führt die
durch den Klebstoff dispergieren und dem Klebstoff eine schaumähnliche
Qualität
verleihen. Vorzugsweise werden keine Schäumungs- oder Treibmittel zu
dem Heissklebstoff zugegeben, um die schaumartigen Charakteristiken
zu erhalten. Zusätzlich
wird der Klebstoff ausreichend flüssig, um ganz genau auf die
Umrisse der Stützschicht anzuhaften, um
eine verbesserte Bindung zwischen den beiden zu bilden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das das Verfahren zur Bildung eines Laminates zeigt,
enthaltend einen Haftklebstoff und einen Stützträger nach der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Schnittzeichnung eines Laminates nach der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Schnittzeichnung eines Laminates enthaltend einen Klebstoff
und das Laminat von 2;
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4 ist
eine andere Schnittzeichnung des Laminates von 3;
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5 ist
ein Diagramm, das ein Verfahren zur Bildung eines geschäumten Haftklebstoffs
zeigt, enthaltend ein Zwangsgebläse
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
ein Diagramm mit einem Verfahren zur Bildung eines geschäumten Haftklebstoffs
enthaltend eine Hitzerolle nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist
eine weitere Schnittzeichnung des Laminates von 3,
nachdem das Laminat erhitzt wurde.
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Detaillierte
Beschreibung der vorliegenden Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nun vollständig beschrieben mit Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch viele
verschiedene Formen umfassen und sollte nicht als für diese
Ausführungsformen
limitierend angesehen werden, sondern diese Ausführungsformen sind vorgesehen,
so dass die Offenbarung gründlich
und vollständig
wird und der Bereich der Erfindung dem Fachmann vollständig vermittelt
wird. Gleiche Zahlen beziehen sich durchwegs auf gleiche Elemente.
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In
dem man sich erst 1 zuwendet wird ein Diagramm
eines Apparates 10 zur Bereitstellung eines Produktes mit
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie gezeigt, enthält der Apparat 10 eine
Walze mit einem Stützschichtmaterial 12 das
angebracht auf einer Abwickelwalze 14 aufgebaut ist, eine
Beschichtungsvorrichtung 16 enthaltend einen Matrizenkopf 18,
eine Heizvorrichtung 20 und eine Aufwickelwalze 30.
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1 illustriert
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines Laminates enthaltend
einen geschäumten
Heissklebstoff und eine Stützschicht.
Insbesondere eine Walze mit Stützschichtmaterial 12 ist
vorgesehen, die einen relativ festgelegten Feuchtigkeitsgehalt durch
die Walze aufweist. Der Feuchtigkeitsgehalt ist 2–8% und bevorzugt
ungefähr
3–5%.
Wie unten detaillierter diskutiert, wird der resultierende geschäumte Heissklebstoff
durch den Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst. Daher sollte der spezifische
Feuchtigkeitsgehalt auf Grund des gewünschten Schäumungsgrades des Klebstoffs
und den äusseren
Bedingungen während der
Verarbeitung wie relative Feuchtigkeit und Temperatur in der Arbeitsumgebung
bestimmt werden. Andere Faktoren, wie Maschinengeschwindigkeit und
Heizverfahren können
auch berücksichtigt
werden.
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In
der Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, ist eine Konditionierungseinheit 32 zwischen
der Abwickelrolle 14 der Beschichtungsvorrichtung 16 gezeigt.
Die Konditionierungseinheit 32 enthält eine Vielzahl von Düsen, die
den Dampf zu beiden Oberflächen
des Stützmaterials 12 führen. Abhängig von verschiedenen
Bedingungen wie Maschinengeschwindigkeit, Art des Stützmaterials
und Art des Klebstoffs wird die Konditionierungseinheit den Dampf
zu dem Stützschichtmaterial 12,
um das Stützschichtmaterial
mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 2–8% zu versehen. Alternativ
kann die Konditionierungseinheit eine nicht angeschlossene Einheit
sein, die eine bekannte Konditionierungseinheit enthält, wie
eine Befeuchtungsvorrichtung, so dass die Walze mit dem Stützschichtmaterial
in dieser Konditionierungseinheit für eine ausreichende Zeit gelagert
werden kann, um den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
gleichmässig
durch die Walze zu erhalten. Wenn das Stützschichtmaterial 12 einen geeigneten
Feuchtigkeitsgehalt ohne Verwendung der Konditionierungseinheit
hat, ist eine Konditionierungseinheit nicht notwendig. Die Konditionierungseinheit
führt jedoch
zu einem präziseren
Grad der Herstellung, die gewünscht
sein kann, falls der Feuchtigkeitsgehalt der Walze mit dem Stützschichtmaterial
nicht bekannt ist oder Fluktuationen durch die Walze aufweisen kann.
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Die
Walze mit dem Stützmaterial 12 wird
auf der Abwickelwalze 14 befestigt die durch eine Bremse
oder eine andere Spannungskontrollapparatur (nicht gezeigt) kontrolliert
sein kann, um das Stützmaterial
mit einem geeigneten Spannungsgrad zu versehen, wenn es im Apparat 10 verarbeitet
wird. Alternativ kann eine Serie von Spannwalzen (nicht gezeigt)
alleine verwendet werden oder in Kombinatian mit der Abwickelrolle,
um das Stützmaterial 12 mit
einer Spannung zu versehen.
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Wie
in 2 gezeigt, enthält das Stützmaterial 12 eine
Stützschicht 40 und
eine Abgabelage 42. Nach einer Ausführungsform enthält die Stützschicht 40 Krepppapier,
auch wenn andere Produkte wie Glaswolle oder Gewebe verwendet werden
konnte. In einer Ausführungsform
ist die Stützschicht 40 ungefähr 1–7 mm dick
und insbesondere ungefähr
4 mm dick und erfindungsgemäss
umfasst eine nicht beschichtete Seite eine Vielzahl von Senken in
der Oberfläche,
die einer Serie von winzigen Spitzen 44 und Tälern 46 gleichen.
Die Spitzen 44 und Täler 46 versehen
die Stützschicht 40 mit
mehr Oberfläche und
erhöhen
die Klebeigenschaften davon wie nachfolgend ausführlicher beschrieben. Die Abgabeschicht 42 wird
auf die Stützschicht 40 auf
der die Schicht, auf welche der Klebstoff angewendet wird, gegenüber liegt,
angebracht, und wird vor der weiteren Verarbeitung getrocknet. Die
Abgabeschicht 42 enthält
ein Latex oder anderes Wasser basierendes Material, auch wenn andere
Materialien wie Lösungsmittel
basierte Polymere oder Wachse verwendet werden können. Die Abgabebeschichtung 42 ist eine
Grenze für
den Durchlass der Feuchtigkeit die im Stützmaterial 12 anwesend
ist, sowie eine Abgabeoberfläche,
dass eine fertige Rolle von Klebeband einfach entrollt werden kann
ohne übermässig daran zu
kleben wie nachfolgend ausführlicher
beschrieben.
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Das
Stützmaterial 12 wird
zu der Beschichtungsapparatur 16 vorgezogen in der eine
Schicht Klebstoff auf die nicht beschichtete Seite der Stützschicht 40 angebracht
wird. Wie in 3 und 4 gezeigt
verlässt
eine Schicht Klebstoff 50 die Beschichtungsapparatur 16 durch
einen Matrizenkopf und tritt in Kontakt mit der Stützschicht 40.
Insbesondere erhält
die Beschichtungsapparatur einen Fluss von geschmolzenem Heissklebstoff 50 von
einer Aufbereitungseinheit (nicht gezeigt). In einer Ausführungsform
enthält
der Heissklebstoff 50 synthetischen Gummi oder Harze, wobei
der Gummi 50 Gew.-% und das Harz 50 Gew.-% enthält. Andere Kombinationen und/oder
Materialien können
auch verwendet werden, sowie Acryl, Butylgummi und Silikonhaftklebstoffe
und Silikon drucksensitive Klebstoffe. Natürliche Gummizusammensetzungen
können
alleine oder in Kombination verwendet werden.
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Vorzugsweise
enthält
der Heissklebstoff 50 keine Schäumungsmittel, Treibmittel oder
Oberflächen
aktive Mittel, die im Stand der Technik bekannt sind und bekannt
dafür waren,
den Schäumungsprozess
zu begünstigen
und zu stabilisieren. Der Heissklebstoff 50 wird auf das
Stützmaterial 12 durch
den Matrizenkopf 18 extrudiert und kann so extrudiert werden,
dass er die gewünschte
Dicke des Klebstoffs aufweist, typischerweise ungefähr 0,1–10 mm,
auch wenn es gemäss
der vorliegenden Erfindung besonders erwünscht ist, wenn eine Dicke
von weniger als 2 mm verwendet wird. In einer Ausführungsform
ist der Matrizenkopf 18 so positioniert, dass der Heissklebstoff 50 in
einem ausreichend steifen Zustand ist, wenn er auf das Stützmaterial 12 aufgebracht
wird, so dass Lufttaschen 18 zwischen dem Klebstoff und dem
Stützmaterial
gebildet werden. Insbesondere wird der Klebstoff 50 so
aufgebracht, dass der Klebstoff nicht der Kontur der Stützschicht 40 folgt,
d.h., der Klebstoff fliesst nicht in die Täler 46 der Stützschicht
aber bleibt auf den Höhen 44 der
Stützschicht und
fliesst im Wesentlichen nicht in die Täler 46 hinunter. Daher
werden Lufttaschen 48 zwischen den Tälern 46 und der Stützschicht 40 und
dem Klebstoff 50 gebildet. Zusätzlich zu der Temperatur des
Klebstoffs 50, wenn er auf die Stützschicht 40 angebracht wird,
kann die Bildung von Lufttaschen 48 auch durch die Position
des Matrizenkopfs 18 beeinflusst werden, indem der Klebstoff
von dem Matrizenkopf durch einen Winkel X relativ zu der Oberfläche der
Stützschicht 40 extrudiert
wird. Der Winkel 40 der experimentell bestimmt werden kann,
ist zwischen 0 und 90° und
insbesondere zwischen 10 und 60°,
wobei verschiedene Charakteristika des Apparats 10 wie Maschinengeschwindigkeit,
Klebstofftemperatur beim Matrizenkopf 18 und Typ des Stützschichtmaterials 12 berücksichtigt
werden sollten. Durch Extrudieren des Klebstoffs 50 bei
einem Winkel X von dem Matrizenkopf 18 kühlt der
Klebstoff auf dem Weg zu der Stützschicht 40 ab,
so dass der Klebstoff 18 ausreichend steif ist, wenn er
in Kontakt mit der Stützschicht
tritt, so dass der Klebstoff auf den Höhen 44 der Stützschicht
bleibt. Bei Abnahme des Winkels X tendiert der Klebstoff dazu, eine
grössere
Strecke zurückzulegen,
bevor er in Kontakt mit der Stützschicht 40 tritt.
Der Klebstoff 50 als solches kühlt stärker ab, wenn der Winkel X
abnimmt, weil der Klebstoff mehr Kühlzeit hat und mehr Kontakt
mit Luft bevor er die Stützschicht
erreicht. Wenn der Klebstoff 50 kühlt, wird er weniger fliessfähig, was
zur Folge hat, dass der Klebstoff auf den Höhen 44 der Stützschicht 40 bleibt
und Stand hält
davor in die Täler 46 zu
fliessen. Daher kann die Menge der eingeschlossenen Luft in den
Lufttaschen 48 und die Fliessbarkeit des Klebstoffs 50 zumindest
teilweise durch den Winkel X des Matrizenkopfs 18 kontrolliert
werden, da ein kühlerer Klebstoff 50 mehr
Luft in die Lufttaschen einschliesst und ein wärmerer Klebstoff wird weniger
Luft einschliessen, da der Klebstoff ausreichend fliessbar sein
wird und sich über
die Täler 46 erstreckt
was relativ kleine Lufttaschen zur Folge hat.
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In
einer Ausführungsform
ist der Klebstoff 50 bei dem Aufbringen auf das Stützmaterial 12 nahe oder
unterhalb der Siedetemperatur von Wasser und weist daher eine Temperatur
auf, die ungenügend
ist, um eine wesentliche Verdampfung der Feuchtigkeit in der Stützschicht 40 zu
verursachen. Durch Aufbringen des Klebstoffs bei einer Temperatur
nahe oder unterhalb dem Siedepunkt von Wasser wird die Feuchtigkeit
weiter in der Stützschicht 40 in
der gewünschten
Menge für
den nachfolgenden Schäumungsprozess
anwesend sein. Der Schäumungsprozess
der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn sehr
dünne Schichten
des Klebstoffs 50 verwendet werden. Beispielsweise, wenn der
Klebstoff 50 der auf der Stützschicht 40 angebracht
ist sehr dünn
ist, (d.h., 1 mm vor dem Schäumen)
in Bezug auf die Stützschicht,
wird die Temperatur des Klebstoffs schnell sinken, wenn der Klebstoff
das Stützschichtmaterial 12 berührt, da
das Stützschichtmaterial
als Hitzesenke agiert, um schnell die Hitze von dem Klebstoff wegzuziehen.
In dem vorher genannten Simmons Patent ist der Klebstoff oberhalb
der Siedetemperatur von Wasser, wenn der Klebstoff auf das Abgabematerial
angewendet wird, um den Klebstoff durch Verdampfen der Feuchtigkeit
in dem Abgabematerial zu schäumen.
In diesem Verfahren kann der schnelle Temperaturabfall einer sehr
dünnen
Klebstoffschicht zu einer schnellen Kühlung unter den Siedepunkt
von Wasser führen,
was weitere Verdampfung der Feuchtigkeit in dem Abgabematerial unterbricht.
Dies führt
dazu, dass die Feuchtigkeit in dem Abgabematerial im Wesentlichen
nicht verdampft und durch den Klebstoff dispergiert was minderwertiges
Schäumen
des Klebstoffs verursachen kann.
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Im
Gegensatz dazu erlaubt die vorliegende Erfindung eine präzisere Kontrolle
der Feuchtigkeit in der Stützschicht 40 und
der Verdampfung der Feuchtigkeit durch Anwendung des Klebstoffs 50 auf
das Stützmaterial 12 bei
einer Temperatur nahe oder unterhalb des Siedepunkts von Wasser
und Vorschieben des Klebstoffs und des Stützmaterials zu einer Heizvorrichtung 20.
Insbesondere das nachfolgende Heizen des Bandes und der Verwendung
einer Heizvorrichtung 20 erlaubt der Feuchtigkeit im Wesentlichen
zu verdampfen und durch den Klebstoff zu dispergieren mit mehr Kontrolle
und Präzision
als dies bei konventionellen Systemen der Fall war. Als solches
erlaubt die vorliegende Erfindung die Verwendung von sehr dünnen Klebstoffen,
wobei ausreichende Schäumung
erreicht wird wie unten ausführlicher
beschrieben wird.
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Nach
der Anwendung des Klebstoffs 50 auf das Stützschichtmaterial 12,
um ein Klebstoff beschichtetes Band 49 zu erhalten, wird
das Band zu der Heizvorrichtung 20 vorgeschoben. Die Heizvorrichtung 20 versieht
das Klebstoff beschichtete Band 49 ausreichend mit Hitze,
um im Wesentlichen die Feuchtigkeit in dem Band zu verdampfen und
zu verursachen, dass der Dampf durch den Klebstoff 50 dispergiert,
um den Klebstoff zu schäumen.
Wenn der Klebstoff so angewendet wird, dass Luft wie oben beschrieben,
eingeschlossen wurde, wird die eingeschlossene Luft in den Lufttaschen 48 auch
erhitzt durch die Heizvorrichtung 20 und expandiert durch den
Klebstoff 50, um den Klebstoff weiter zu schäumen.
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5 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung bei der die Hitzvorrichtung 20 ein Zwangsgebläse 60 ist.
Individuelle Heizelemente 61, 62 blasen erhitzte
Luft 63 gegen das Klebstoff beschichtete Band 49.
In einer Ausführungsform
kommt die erhitzte Luft 63 von den Heizelementen 61 und 62 bei
einer Temperatur von ungefähr
260–316°C (500–600°F), so dass
das Klebstoff beschichtete Band auf eine Oberflächentemperatur von ungefähr 149–204°C (300–400°F) erhitzt
wird. Andere Temperaturen der erhitzten Luft können verwendet werden, hängen jedoch
von anderen Faktoren wie Maschinengeschwindigkeit und Feuchtigkeitsgehalt
in der Klebstoffschicht 40 ab. 6 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der die Heizapparatur eine geheizte
Rolle 60 ist. Die geheizte Rolle 60 kann so erwärmt werden
wie dies dem Fachmann bekannt ist, bspw. durch Elektrizität, heisses Öl oder ähnliches.
In einer Ausführungsform
enthält
die geheizte Rolle 60' eine
Temperatur von ungefähr 260°C (500°F) sowohl,
dass das Klebstoff beschichtete Band 49 an der Oberfläche so erwärmt ist,
dass es 149–204°C (300–400°F) aufweist.
Auch wenn 5 und 6 zwei Ausführungsformen
einer Heizapparatur 20 aufweisen, kann die Heizapparatur eine
Vielzahl von anderen Zusammenstellungen aufweisen wie bspw. Infrarot
oder Mikrowellen.
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Wie
oben erwähnt,
erhitzt die Heizvorrichtung 20 das Klebstoff beschichtete
Band 49 zu einer Temperatur von ungefähr 149–204°C (300–400°F). Bei dieser Temperatur verdampft
die Feuchtigkeit in dem Band 49 im Wesentlichen und dispergiert
durch den Klebstoff 50, um dem Klebstoff eine schaumähnliche
Qualität
zu verleihen. In einer Ausführungsform wird
die in den Lufttaschen 48 eingeschlossene Luft ebenfalls
erhitzt und expandiert durch den Klebstoff 50. Vorzugsweise
verhindert die Freigabeschicht 42, dass die Feuchtigkeit
und die eingeschlossene Luft in Richtung weg vom Klebstoff, so dass
im Wesentlichen der gesamte freigesetzte Dampf in dem Band 49 und
die in den Lufttaschen 48 eingeschlossene Luft durch den
Klebstoff dispergieren. Zusätzlich
wird der Klebstoff 50 erhitzt, um ausreichend flüssig zu werden,
so dass der Klebstoff in die Täler 46 der Stützschicht 40 fliesst
und genau auf den Konturen davon klebt, so dass eine stärkere Bindung
dazwischen gebildet wird. Daher erlaubt die vorliegende Erfindung
die eingeschlossene Luft und den Wasserdampf als Schäumungsmittel
zu agieren und dennoch eine ausreichende Adhäsion zwischen dem Klebstoff 50 und
der Stützschicht 40 bereit
zu stellen. Auch wenn andere Systeme wie dasjenige des vorher genannten
Simmons Patent einen geschäumten Klebstoff
beschreiben ohne die Verwendung von zusätzlichen Schäumungs-
oder Treibmittel ist die vorliegende Erfindung insbesondere bevorzugt
zur Herstellung von Abdeckbändern,
wo eine gute Adhäsion zwischen
dem Klebstoff und der Stützschicht
erwünscht
ist. Das Simmons Patent auf der anderen Seite ist nicht auf Abdeckbänder gerichtet
wie dies durch die Einbeziehung eines Silikon beschichteten Papiers
gezeigt wird, so dass der Klebstoff davon freigegeben werden kann,
Entsprechend betrifft das Simmons Patent nicht die Adhäsion zwischen
dem Adhäsiv
und der Stützschicht.
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4 zeigt
eine Schnittzeichnung zwischen einem geschäumten Bandlaminat oder Abdeckband 22.
Wie gezeigt hat das Adhäsiv 50 eine
schaumartige Qualität
und hat bez. Volumen und Dicke zugenommen. In einer Ausführungsform weist
der geschäumte
Klebstoff 50 eine Dicke von ungefähr 2 mm auf. Zusätzlich folgt
der Klebstoff der Kontur der Stützschicht 40 und
eliminiert daher die Lufttaschen 48 und stellt daher eine
grössere
Oberfläche
bereit und eine stärkere
Bindung zwischen dem Klebstoff 50 und der Stützschicht 40.
Das Abdeckband 22 wird dann zu einer Aufwindwalze 30 befördert. Die
Aufrollwalze 30 ist nach einer Ausführungsform eine motorisierte
Walze, die im Stand der Technik bekannt ist. Andere Wickelgeräte wie ein
Akkumulator können auch
verwendet werden. In einer Ausführungsform die
in 6 gezeigt ist, wird das geschäumte Abdeckband 22 auf
eine Walze 33 treffen, bevor es zu der Aufwickelwalze 30 kommt,
um eine ausreichende Spannung auf das geschäumte Abdeckband 22 zu bringen.
Das geschäumte
Abdeckband 22 sollte auch ausreichend abgekühlt werden,
bevor es auf der Wickelrolle 30 aufgewickelt wird. Insbesondere sollte
das geschäumte
Abdeckband 22 auf eine Temperatur kleiner als ungefähr 200°F abgekühlt werden, um
den Klebstoff 50 ausreichend erstarren zu lassen und den
Kontakt zwischen dem Klebstoff und der Stützschicht 40 zu sichern.
Diese Kühlung
kann erreicht werden in dem das Band 22 einfach der Luft ausgesetzt
wird.
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Von
dem vorher genannten kann gesehen werden, dass ein einzigartiges
Verfahren und eine Apparatur zur Herstellung von Abdeckbändern gezeigt
und beschrieben wurde, ohne dass Schäumungsmittel, Treibmittel oder
andere oberflächenaktive
Agenzien zu dem Klebstoff zugeben werden müssen. Während weitere Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, will es so verstanden
sein, dass die Erfindung nicht darauf limitiert wird, da Veränderungen
durch den Fachmann insbesondere im Lichte der vorhergehenden Offenbarung
gemacht werden können.
Daher sollen die nachfolgenden Ansprüche auch all diese Veränderungen
beinhalten und diese Merkmale die wesentlichen Merkmale dieser Verbesserungen
bilden in den Bereich der Erfindung inkorporieren.