EP1314487B1 - Beschichtungsverfahren - Google Patents

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EP1314487B1
EP1314487B1 EP02024369A EP02024369A EP1314487B1 EP 1314487 B1 EP1314487 B1 EP 1314487B1 EP 02024369 A EP02024369 A EP 02024369A EP 02024369 A EP02024369 A EP 02024369A EP 1314487 B1 EP1314487 B1 EP 1314487B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
roller
process according
lay
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02024369A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1314487A3 (de
EP1314487A2 (de
Inventor
Hermann Neuhaus-Steinmetz
Lars Guldbrandsen
Maren Klose
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Publication of EP1314487A2 publication Critical patent/EP1314487A2/de
Publication of EP1314487A3 publication Critical patent/EP1314487A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1314487B1 publication Critical patent/EP1314487B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B05D1/265—Extrusion coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/007—Processes for applying liquids or other fluent materials using an electrostatic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means

Definitions

  • the invention relates to a process for producing sheet-like, at least two-layered Products, in particular adhesive tapes with a carrier material, on the an adhesive is applied.
  • solvent-free acrylate-based adhesives have also been available can be further processed as a hot melt adhesive for adhesive tapes. Achieve this However, usually not the shear strengths such as acrylate, which in Solvent be coated solved. A major reason for this is that the viscosity The masses during processing must not be too high, otherwise the melting and coating on a carrier from an economic point of view too expensive is. The viscosity is essentially determined by the molecular length. Shorter chain molecules however, cause worse shear strengths. Also with a crosslinking of the glue after the coating, only a limited improvement is possible.
  • melting can be avoided if it does manages to mix the components of the mass without solvent, and if the hot mass feeds directly to a coating system.
  • mixing units for example extruder in question.
  • the rubber may only slightly be degraded, otherwise the product properties are impaired.
  • melting can be avoided by using solvents or in water polymerized masses inline to coat the solvent or withdrawing water.
  • Solvent or water can be, for example, via vacuum zones Remove in a suitable extruder.
  • slot slit nozzles For the coating of highly viscous masses slot slit nozzles are suitable. It shows that it is also suitable for highly viscous adhesive compositions as described above are. However, from a relatively small web speed air bubbles between the adhesive and the substrate to be coated, typically on a platen is coated, included.
  • Blowers suction nozzles and so-called vacuum boxes recommended and offered. With their help is to increase the pressure force of the mass against the substrate.
  • the maximum amount of charge on the substrate is relatively low, since it already on leaving the charging roller is reduced so far, by the out of the Charge density resulting electric field strength no longer ionization of the air takes place.
  • Foil production discloses a roller insulation in which electrical charges are applied to the insulator layer before the film is laid down in order to increase the contact pressure when the film is placed on the roller. If no charges are applied to the insulated roller, then electrostatic pressure forces are greatly weakened when placed with increasing thickness of the insulator layer. With the requisite insulator thicknesses required for the ceramic coatings specified herein for adequate high voltage strength, achievable bubble-free coating speeds are drastically reduced.
  • the leading of the substrate is done in particular via a second roller.
  • the substrates used are papers, films, non-wovens and release-coated materials such as release papers, films and the like.
  • the second roller also referred to as the application roller, may be provided with a rubber coating and is preferably pressed against the roller with a line pressure of 50 to 500 N / mm, in particular 100 to 200 N / mm.
  • the application roller preferably has a Shore hardness (A) of 40 to 100, in particular a Shore hardness of 60 to 80 shore (A).
  • the substrate is preferably fed to the roller so that the speed of the roller surface coincides with that of the substrate. However, if a reduction in thickness is desired with the decrease of the adhesive film, the substrate may also have a higher speed.
  • the roller is a steel roller, a chromium-plated steel roller, a rubber roller or a silicone rubber roller and / or the roller is made of elastic material.
  • the roller may have a smooth or a slightly textured surface.
  • the smooth roller may preferably have a chromium layer.
  • the chrome-plated steel roller can have a highly polished surface with a roughness R z ⁇ 0.02 ⁇ m.
  • the coating roller may also be rubberized, preferably with a rubber hardness of 40 to 100 shore (A), in particular with a hardness of 60 to 80 shore (A).
  • the roll cover can be made according to the prior art of EPDM, Viton or silicone rubber or other elastic materials.
  • the roller is temperature-controlled, namely preferably in a range from -10 ° C to 200 ° C, especially from 2 ° C to 50 ° C.
  • the invention relates to a method for producing sheet-like, at least two-layer products, in which one of an applicator device emerging mass as a layer under application of electrostatic charges on a web-shaped substrate is applied, which is guided on a transport device and in which the mass-coated substrate before leaving the Transport device is electrostatically neutralized, wherein the web-shaped substrate applied electrostatic charges before coating by means of a substrate electrode be so that the substrate is pressed onto the transport device.
  • the application device as Nozzle, in particular slot die, two- or multi-channel nozzle or adapter nozzle, designed.
  • the transport device is preferably with the emerging from the nozzle mass coated without contact.
  • the distance of the nozzle to the transport device may preferably 0.01 to 60 mm, in particular 1 to 30 mm.
  • the transport device is designed as a lay-on roller, which continues in particular earthed and / or tempered, and preferably in a range of -10 ° C to 200 ° C, most preferably in a range of 0 ° C to 180 ° C, especially from 2 ° C to 50 ° C.
  • the composition can be electrostatically charged by means of at least one charging electrode, referred to below as the laying electrode, which is located in particular above the transport device, preferably the laying roller, in the region of the contact line of the mass layer.
  • the laying electrode which is located in particular above the transport device, preferably the laying roller, in the region of the contact line of the mass layer.
  • the layer is pressed onto the substrate. Charges are applied to the ground on one side with the lay-on electrode.
  • On the surface of the transport device, preferably lay-on roller counter-charges are immediately established. From the resulting field acts a force on the mass plus substrate, which presses both layers on the transport device, preferably lay-on roll.
  • the substrate coated with the mass is electrostatically neutralized by means of at least one counter-charging electrode before leaving the transport device, preferably lay-on roller, wherein the counter-charging electrode in particular on the transport device, preferably lay-on roller, in the area is located between the support layer of the ground layer and the withdrawal line of the coated substrate.
  • electrostatic discharges may be avoided as a result of the application of charges by the lay-on electrode, by the application of reverse polarity counter-charges and suitable thickness, even before leaving the coated substrate from the preferred lay-up roll.
  • the counter-charging electrode is in the form of a "wire”, “knife” and / or Needle electrode “executed, which is arranged transversely to the web.
  • corona discharge may occur between the lay-up roll and the underside of the substrate, adversely affecting particularly anti-adhesive properties of the substrate.
  • the corona discharge transports charges of opposite polarity to the underside of the web as on the coating side. If such a web is subsequently neutralized with conventional active or passive discharge devices, the measurable electric field is eliminated, but thereafter very large, equally high charges of opposite polarity are present on the two sides. If the electrical conductivity of the layers between charges is low, uncontrollable discharges may occur in wound bales.
  • the substrate in order to stress the substrate slightly, the substrate should be placed with a pressure roller on the transport device, preferably lay-up roller, and / or removed with a take-off roller from the transport device, preferably lay-up roller. It is also advantageous to select a conductive elastic coating for the preferred pressure roller with which the substrate is placed on the preferably selected application roller. If a conductive coating can not be used for reasons of process technology, it is advantageous to discharge the roll shell electrostatically in a region in which it is not covered by the substrate. Otherwise, the roller surface can absorb more electrical charges with each revolution until uncontrolled discharge phenomena occur.
  • the substrate before the Coating electrostatically neutralized is formed from the substrate before the Coating electrostatically neutralized.
  • the electrical voltage of the transport device preferably lay-on roller, 1 to 40 kV, in particular 2 to 15 kV.
  • the Mass on the substrate before leaving the transport device preferably lay-on roller, crosslinked or polymerized, in particular by means of electron beams, UV rays, visible light or a combination thereof and / or thermal.
  • the substrate electrode formed from a plurality of electrodes, preferably needle, knife or wire electrodes, which are arranged one behind the other.
  • the substrate electrode between the pressure roller and the applicator arranged.
  • the substrate electrode instead of a pressure roller in the area over the support line of the substrate to the transport device, preferably lay-on roller, to arrange.
  • the substrate electrode can advantageously be connected to an electrical voltage the opposite polarity as the laydown electrode are applied, wherein the Height of voltage to be applied regardless of the level of voltage selected can be located on the Auflegelektrode.
  • the thickness of the coating Thinner than 300 microns, especially between 20 and 200 microns especially between 20 and 120 microns thick and / or softens on the entire substrate-contacting surface the transport device preferably not more than ⁇ 20% of the average, in particular not more than ⁇ 5%.
  • the coating has a low roughness and / or antiadhesive Has properties.
  • the coating in an area where he is not through the Substrate is covered to neutralize electrostatically. Otherwise this can be with everyone Turn more electrical charges absorb until uncontrolled discharge phenomena occur. But even smaller uncontrolled charges, in particular, if they are uneven, they have a negative influence on blistering between coating and substrate.
  • the coating is polyester, Teflon, Kapton, silicone rubber, polypropylene, cast resin or other materials with sufficient High voltage strength with low layer thickness.
  • a shrink tube via the transport device,
  • a lay-up roll drawn and shrunk, can be used.
  • the coating is applied in a preferred variant of the method in excess, is optionally cured, further this will hereinafter except for one desired very constant layer thickness removed and the final for a low roughness polished.
  • Another preferred variant is an electrical insulator coated electrically conductive conveyor belt on which the substrate for coating over a lay-up roll is guided, the cover preferably having thicknesses of between 20 microns and 300 microns and in particular thicknesses between 20 microns and 120 microns may have.
  • a thin conveyor belt made of an electrical insulator preferably with Thicknesses between 20 microns and 300 microns and in particular with thicknesses between 20 microns and 120 ⁇ m, on which the substrate is guided over a lay-up roller for coating, represents preferred variant.
  • Another preferred variant is a modification in which an auxiliary film, the after unwinding a bale between the electrical conductive transport device and the substrate is placed after stripping the coated substrate is wrapped by the auxiliary film back into a bale.
  • the method can be used excellently in applications in which the Substrate is a carrier material for an adhesive tape and / or the mass is an adhesive.
  • the method can also be used excellently in the use cases, if the substrate is a release liner for an adhesive tape and the mass is an adhesive is.
  • the substrate is a precursor consisting of release liner, adhesive and carrier, or a double-sided adhesive tape and the compound is an adhesive
  • discharge devices are always on the Side mounted on the charges caused by separation processes.
  • the delivered bales with the substrate already in the pre-process to drive electrostatically controlled, or the intermediate storage time due to sufficient electrical residual conductivities large enough for confluence of double charges to choose.
  • the time required can also be achieved by storage at elevated temperatures be shortened.
  • the coating may consist of one or more views and / or the substrate one or more layers, where it is advantageous, multi-layered Coatings with multi-channel or adapter nozzles produce.
  • a coating consisting of a first adhesive, a Carrier and a second adhesive, is discharged and the substrate is a release liner is.
  • the inventive method provides a solution for the set tasks.
  • a coating with a slot die on a substrate at sufficiently high web speeds possible without bubbles between the ground layer and the substrate are formed without further properties the quality of the product to be manufactured and without Special hazards arise for the operating personnel.
  • a particularly good wetting of the transport device, preferably roller, with the Substrate with low air inclusions can be achieved if the substrate with a Substrate electrode, instead of a pressure roller, in the area above the support line of the Substrates is pressed.
  • a good wetting, that is an almost complete squeezing out the air, is further promoted by a very smooth roller surface.
  • the existing gas space volume of bubbles between substrate and transport device in the region of charging electrodes in which one harmful to the release layer Ionization, in particular by the high electric fields of the ground electrode, can take place, reduces with the quality of wetting the transport device, preferably lay-up roll.
  • the on the transport device located substrate by means of irradiation device high-energy radiation, by means of electron beams (ES), UV or IR radiation, be networked.
  • ES electron beams
  • Typical irradiation devices which in the inventive design of the Method are used, provide linear cathode systems, scanner systems or multi-longitudinal cathode systems, if it is electron beam accelerator is.
  • the acceleration voltages are preferably in the range between 40 kV and 500 kV, in particular between 80 kV and 300 kV.
  • the dose rates range from 5 to 150 kGy, especially 15 to 90 kGy.
  • As UV crosslinking systems in particular one or more medium-pressure mercury lamps with a power of up to 240 W / cm per emitter can be used.
  • As cans preferably 10 to 300 mJ / cm 2 are set.
  • halogen lamps For crosslinking or polymerization with visible light, in particular halogen lamps be used.
  • release liners with antiadhesive coatings, on which Stick adhesives only slightly, be used.
  • the carrier materials of release liners typically consist of paper or plastics, such as PET, PP or PE.
  • the plastics used generally have good electrical Insulation properties and high breakdown electric field strengths.
  • release coatings are used for release liners. Often also so-called “Schiffde coatings” are used. By this is meant that the carrier is not 100% covered by the release coating. It has been found that with such release liners, a neutralization of the coated substrate must be carried out much more accurately than, for example, in PET or PP films with completely covering silicone coatings of 1.5 g / m 2 and more.
  • Double-sided tapes distinguish between the open and the covered tapes Side of the release liner.
  • the covered side of the release liner is after the unwinding of the roll with the composite of first adhesive layer, carrier and second adhesive layer covered.
  • For a trouble-free further processing after the Coating up to the application should have the release forces of the adhesive on the open smaller than or equal to, but at least not significantly larger than the separation forces be on the covered page, as it would otherwise reorientation of the release liner for other side can come.
  • graded release liners available. With them you can ensure that the covered side has significantly higher separation forces. In particular, in non-graded release liners damage to the open side in the production of a double-sided adhesive tape may be relatively low, if you want to avoid an exchange for an undamaged release liner.
  • the substrate may also be from the precursor from the first operation, namely a release liner, an adhesive layer and the carrier.
  • nonwoven fabrics As a substrate or carrier material, it is also possible to use all known textile carriers, such as woven, knitted or nonwoven fabrics, "nonwoven” being understood to mean at least textile fabrics according to EN 29092 (1988) and stitchbonded nonwovens and similar systems. Also, lamination fabrics and knitted fabrics can be used. Such spacer fabrics are disclosed in EP 0 071 212 B1. Spacer fabrics are mat-shaped laminates with a cover layer of a fibrous or filament nonwoven fabric, a backing layer and individual layers or tufts of retaining fibers present between these layers, which are needled through the particle layer distributed over the surface of the laminate body and interconnect the cover layer and the backing layer.
  • inert rock particles such as, for example, sand, gravel or the like
  • the holding fibers needled through the particle layer keep the cover layer and the underlayer spaced apart and are bonded to the cover layer and the underlayer.
  • Spacer fabric or knitted fabric are described inter alia in two articles, namely an article from the trade journal “kettenwirk-praxis 3/93", 1993, pages 59 to 63 “Raschel knitted spacer” and an article from the trade journal “kettenwirk-praxis 1/94", 1994, pages 73 to 76 “Raschel knitted spacer fabric” the contents of which are hereby incorporated by reference, and the content of which becomes part of this disclosure and invention.
  • Knitted fabrics are textile fabrics made of one or more threads or thread systems by stitching (thread grinding), in contrast to woven goods (Fabric), where the surface is crossed by crossing two thread systems (warp and wefts) and the nonwovens (fiber composites), in which a loose fibrous web solidified by heat, needling, sewing or by water jets becomes.
  • Knitted fabrics can be knitted fabrics in which the threads in the transverse direction through the Textile run, and in knitted fabrics, in which the threads run longitudinally through the textile. Due to their mesh structure, knitwear is in principle yielding, cuddly Textiles, because the stitches can stretch in length and width and the endeavor have to return to their starting position. They are very high quality material durable.
  • Nonwovens are particularly solid staple fiber webs, but also filament, Meltblown and spun nonwovens in question, which are usually additionally solidify.
  • Solidification methods are for nonwovens the mechanical, the thermal and the chemical hardening known. Become the fibers in mechanical consolidation usually by turbulence of the individual fibers, by meshing of fiber bundles or by sewing additional threads held together purely mechanically, so leave Adhesive (with binder) by thermal as well as chemical processes or cohesive (binder-free) fiber-to-fiber bonds.
  • Adhesive with binder
  • thermal by thermal as well as chemical processes or cohesive (binder-free) fiber-to-fiber bonds.
  • Nonwovens have proved to be particularly advantageous, in particular by over-stitching are solidified with separate threads or by meshing.
  • Such solidified nonwovens are produced, for example, on stitchbonding machines of the "Malivlies" type from Karl Meyer, formerly Malimo, and can be obtained, inter alia, from the companies Naue Fasertechnik and Techtex GmbH.
  • a Malivlies is characterized in that a cross-fiber fleece is solidified by the formation of stitches of fibers of the fleece.
  • a nonwoven type Kunitvlies or Multiknitvlies can also be used as a carrier.
  • a Kunitvlies is characterized in that it results from the processing of a longitudinally oriented nonwoven fabric to a fabric having on one side mesh and on the other mesh webs or pile fiber pleats, but has neither threads nor prefabricated fabrics.
  • nonwoven fabric has been produced for example for some time on stitchbonding machines of the "Kunitvlies" type from Karl Mayer.
  • Another characteristic feature of this fleece is that it can absorb high tensile forces in the longitudinal direction as a longitudinal fiber fleece.
  • a Multiknitvlies is characterized over the Kunitvlies characterized in that the fleece by the piercing both sides with needles undergoes solidification both on the top and on the bottom.
  • sewing nonwovens are suitable as a precursor to form an adhesive tape.
  • a stitchbonded web is formed from a nonwoven material having a plurality of seams running parallel to one another. These seams are created by sewing or stitching of continuous textile threads. For this type of nonwoven stitching machines of the type "Maliwatt" the company Karl Mayer, formerly Malimo, known.
  • a staple fiber fleece which is preconsolidated by mechanical processing in the first step or which is a wet fleece, which was hydrodynamically laid, wherein between 2% and 50% of the fibers of the fleece are Schmelzfasem, in particular between 5% and 40% of the fibers of the fleece.
  • a nonwoven fabric is characterized in that the fibers are wet or, for example, a staple fiber nonwoven fabric is preconsolidated by the formation of loops of fibers of the nonwoven or by needling, sewing or air and / or water jet machining.
  • the heat-setting takes place, wherein the strength of the nonwoven fabric is further increased by the melting or melting of the melt fibers.
  • the solidification of the nonwoven backing can also be achieved without binders, for example by hot stamping with structured rolls, wherein properties such as strength, thickness, density, flexibility, etc. are determined by way of pressure, temperature, residence time and the embossing geometry. can be controlled.
  • Binders can be made in solid, liquid, foamed or pasty form. principal Dosage forms are variously possible, for example, solid binders as a powder for trickling, as a film or as a grid or in the form of binding fibers. liquid Binders are dissolved in water or organic solvents or applied as a dispersion.
  • binder dispersions are selected for adhesive bonding: Thermosets in the form of phenolic or melamine resin dispersions, elastomers as dispersions natural or synthetic rubbers or mostly dispersions of thermoplastics such as acrylates, vinyl acetates, polyurethanes, styrene-butadiene systems, PVC and the like. and their copolymers. Normally these are anionic or nonionic stabilized dispersions, but in special cases also cationic dispersions be beneficial.
  • binder application can be done according to the prior art and is for example in standard works of the coating or nonwoven technology such as "nonwovens” (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) or “textile technology nonwovens production” (Employer group Inteltextil, Eschborn, 1996).
  • the one-sided spray application of a binder is available in order to change surface properties in a targeted manner.
  • the energy requirement for drying is also significantly reduced in such an operation. Since no nip rolls are required and the dispersions remain predominantly in the upper region of the nonwoven fabric, undesirable hardening and stiffening of the nonwoven fabric can be largely prevented.
  • binders of the order of 1% to 50%, in particular 3% to 20%, based on the weight of the nonwoven fabric.
  • the addition of the binder can already in the nonwoven production, in the mechanical Pre-consolidation or take place in a separate process step, which inline or off-line.
  • a state is created in which it becomes adhesive and adhesive connecting the fibers - this can be done during the drying of, for example, dispersions, but can also be achieved by heating, with over-surface or partial pressure application further variations are given.
  • the activation of the binder can in known drying channels, with a suitable choice of binder but also by means of infrared radiation, UV radiation, ultrasound, high-frequency radiation or the like respectively.
  • adhesive bonding Another special form of adhesive bonding is that activation the binder is made by dissolving or swelling. In principle, this can also be the fibers themselves or mixed Spezialfasem take over the function of the binder. However, for most polymeric fibers, such solvents are environmental are questionable or problematic in their handling, This method is rarely used.
  • the textile carrier As starting materials for the textile carrier are in particular polyester, polypropylene, Viscose or cotton fibers provided. The selection is not on the but it can, for the expert recognizable without having to be inventive, a variety of other fibers for the production of the fleece are used.
  • laminates and nets are used as support materials.
  • films for example, a polyolefin from the group of polyethylenes (for example HDPE, LDPE, MDPE, LLDPE, VLLDPE, copolymers of ethylene with polar Comonomers) and / or the group of polypropylenes (for example polypropylene homopolymers, Polypropylene random copolymers or polypropylene block copolymers), mono- or biaxially oriented polypropylene, polyester, PVC, PET, polystyrene, Polyamide or polyimide), foams, foam, for example of polyethylene and Polyurethane, foamed films and creped and uncreped papers.
  • the adhesive of the adhesive tape may consist of an adhesive based on solvent-containing natural rubber and acrylate adhesives. Adhesives based on acrylate dispersions are preferred, adhesives based on styrene-isoprene-styrene block copolymers being particularly preferred. These adhesive technologies are well known and used in the tape industry.
  • the application amount of the adhesive to the carrier material is preferably 15 to 60 g / sqm. In a further preferred embodiment, the layer order of 20 to 30 g / sqm adjusted.
  • the adhesive tapes can be produced by known processes. An overview conventional production methods can be found, for example, in "Coating Equipment”, Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, second edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York pp. 767-808. The known methods for drying and cutting the tapes are also in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, pp. 809-874.
  • the concentration can take place in suitably equipped boilers or extruders, in particular in the concomitant degassing, a degassing extruder is preferred.
  • Such an adhesive is set forth in DE 43 13 008 C2.
  • the K value is determined in particular in analogy to DIN 53 726.
  • the solution of the composition may be from 5 to 80% by weight, in particular from 30 to 70% by weight. Solvent included.
  • solvents are preferably used, in particular low boiling hydrocarbons, ketones, alcohols and / or esters.
  • single-screw, twin-screw or multi-screw extruders used with one or in particular two or more degassing units.
  • benzoin derivatives can be polymerized such as benzoin acrylate or benzoin methacrylate, acrylic or methacrylic acid esters.
  • benzoin derivatives are described in EP 0 578 151 A.
  • the acrylate-based adhesive can be UV-crosslinked.
  • Other types of networking but are also possible, for example, the electron beam crosslinking.
  • copolymers are used as self-adhesive compositions from (meth) acrylic acid and its esters having 1 to 25 C atoms, maleic, Fumaric and / or itaconic acid and / or their esters, substituted (meth) acrylamides, Maleic anhydride and other vinyl compounds, such as vinyl esters, in particular Vinyl acetate, vinyl alcohols and / or vinyl ethers used.
  • the residual solvent content should be below 1% by weight.
  • an adhesive which belongs to the group of natural rubbers or the synthetic rubbers or any blend of natural rubbers and / or synthetic rubbers, wherein the natural rubber or the Natural rubbers basically of all available qualities such as crepe, RSS, ADS, TSR or CV types, depending on the required level of purity and viscosity, and the synthetic rubber or synthetic rubbers from the group of random copolymerized styrene-butadiene rubbers (SBR), the butadiene rubbers (BR), the synthetic polyisoprenes (IR), butyl rubbers (IIR), halogenated butyl rubbers (XIIR), acrylate rubbers (ACM), ethylene vinyl acetate copolymers (EVA) and the polyurethanes and / or their blends can be selected.
  • SBR random copolymerized styrene-butadiene rubbers
  • BR butadiene rubbers
  • IR butyl rubbers
  • XIIR halogenated butyl rubbers
  • thermoplastic elastomers having a weight proportion of 10 to 50% by weight, based on the total elastomer content.
  • SIS styrene-isoprene-styrene
  • SBS styrene-butadiene-styrene
  • tackifying resins are all previously known and in the literature without exception can be used described adhesive resins. Mention may be made of the rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene phenolic resins. Any combination of these and other resins may be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired. On the presentation of the state of knowledge in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology "by Donatas Satas (van Nostrand, 1989) is explicitly pointed out.
  • Hydrocarbon resin is a collective name for thermoplastic, colorless bis intense brown colored polymers with a molecular weight of generally ⁇ 2000.
  • coal tar resins In petroleum, Coal tar and terpene resins.
  • the most important coal tar resins are the coumarone-indene resins.
  • the hydrocarbon resins are made by polymerization of the raw materials recovered isolable unsaturated compounds.
  • hydrocarbon resins are also calculated by polymerization of monomers such as styrene or by polycondensation (certain formaldehyde resins) accessible polymers having a correspondingly low molecular weight.
  • Hydrocarbon resins are products with a softening range varying from ⁇ 0 ° C (at 20 ° C liquid hydrocarbon resins) to> 200 ° C in a wide range and a density of about 0.9 to 1.2 g / cm 3 .
  • Rosin resin is understood to be a natural resin derived from the crude resin of Conifers is obtained. There are three types of rosin: balsam resin Distillation residue of turpentine oil, root resin as extract of coniferous rootstocks and tall resin, the distillation residue of tall oil. The largest in terms of volume Meaning has balsam resin.
  • Rosin is a brittle, transparent product of red to brown color. It is insoluble in water, but soluble in many organic solvents such as (chlorinated) aliphatic and aromatic hydrocarbons, esters, ethers and ketones as well in vegetable and mineral oils.
  • the softening point of rosin is in Range of about 70 to 80 ° C.
  • Rosin is a mixture of about 90% resin acids and 10% neutral substances (fatty acid esters, terpene alcohols and hydrocarbons).
  • the most important rosin resin acids are unsaturated carboxylic acids of the general formula C20H3002, abietic, neoabietic, levopimaric, pimaric, isopimaric, and palustric acids, in addition to hydrogenated and dehydrated abietic acid.
  • the proportions of these acids vary depending on the provenance of the rosin.
  • plasticizer all known from the adhesive tape technology plasticizing Substances are used. These include, among others, the paraffinic and naphthenic oils, (functionalized) oligomers such as oligobutadienes, -isoprene, liquid Nitrile rubbers, liquid terpene resins, vegetable and animal oils and fats, phthalates, functionalized acrylates.
  • paraffinic and naphthenic oils such as oligobutadienes, -isoprene, liquid Nitrile rubbers, liquid terpene resins, vegetable and animal oils and fats, phthalates, functionalized acrylates.
  • thermally induced chemical crosslinking are all previously known thermally activated chemical crosslinkers such as accelerated sulfur or Sulfur donor systems, isocyanate systems, reactive melamine, formaldehyde and (optionally halogenated) phenol-formaldehyde resins or reactive phenolic resin or diisocyanate crosslinking systems with the corresponding activators, epoxidized Polyester and acrylate resins and their combinations used.
  • thermally activated chemical crosslinkers such as accelerated sulfur or Sulfur donor systems, isocyanate systems, reactive melamine, formaldehyde and (optionally halogenated) phenol-formaldehyde resins or reactive phenolic resin or diisocyanate crosslinking systems with the corresponding activators, epoxidized Polyester and acrylate resins and their combinations used.
  • the crosslinkers are preferably activated at temperatures above 50 ° C, in particular at temperatures of 100 ° C to 160 ° C, most preferably at temperatures of 110 ° C to 140 ° C.
  • the thermal excitation of the crosslinker can also be done by IR radiation or other high-energy electromagnetic alternating fields.
  • FIG. 1 shows a device in which an adhesive 8 is applied to a substrate 7. It thus shows a process for the production of adhesive tapes.
  • the device has a lay-on roller 6, in which case a grounded cooling roll is used.
  • the substrate 7 is a release liner, consisting of a monoaxially stretched polypropylene film, which was equipped on both sides with anti-adhesive silicone layers.
  • the substrate 7 is placed on the laying roller 6 via a pressure roller 4, which removes the air between the substrate 7 and the laying roller 6. Then, the last remaining air between the substrate 7 and the application roller 6 is largely removed by means of a substrate electrode 10 which is located between the pressure roller 4 and the coating nozzle 5.
  • the compound 8 here an adhesive, is applied via the coating nozzle 5, which is performed under the Auflegelektrode 1.
  • Figure 2 largely corresponds to Figure 1.
  • the pressure roller 4 for placing the substrate 7 on the lay-on roller 6 is not present.
  • the application of the substrate on the Laying roller 6 is done here by means of a substrate electrode 10 in the area above the Supporting line of the substrate 7 on the laying roller 6, whereby the air between the substrate 7 and roll-up 6 is removed particularly effectively.
  • An acrylate adhesive was polymerized in solvents and concentrated in an extruder.
  • resins were mixed with anti-aging agents and other additives.
  • the coating of the mass was carried out via a melt pump through a slot die (Extrusion Dies Inc./USA), with a coating width of 35 cm on a 70 micron thick polypropylene release film, which was placed with a pressure roller on a temperature-controlled application roller.
  • a 50 ⁇ m thick BOPP film was laminated in a subsequent laminating station. Thereafter, the laminate was wound up.
  • the lay-up roll in this case was equipped with a conductive very smooth polished chrome layer.
  • a needle electrode was used as a lay-on electrode (type: R130A from Eltex) used by a high voltage generator (type KNH34 / N supplied by Fa. Eltex).
  • a same second needle electrode (Counter charge electrode) in the area between the ground support line and the deduction line of the coated substrate applied by the lay-up roll and by a Another high voltage generator (type KNH34 / P from Eltex) with high voltage of supplied opposite polarity.
  • the layup electrode became at a web speed of 75 m / min with a negative high voltage of -15.8 kV applied.
  • the distance of the needle tips from the roll surface, the position of the electrode in the web running direction and the angle of inclination of the electrode to the tangent of the laying roll were optimized until no more bubbles between mass and substrate were watching.
  • the needle spacing was about 5 mm from the roll surface, the position of the electrode was about 8 mm in the web running direction behind the laying line and the angle of inclination to the tangent of the lay-up roll was 90 °.
  • the counter-charge electrode was covered with an opposite, ie positive, high voltage of +13.7 kV, so that the absolute value of the electrode current was equal to that of the lay-up electrode and the coated substrate was thus electrostatically neutralized before leaving the roll.
  • the distance of the needle tips of the counter-charging electrode from the roll surface was about 12 mm.
  • an active discharge electrode (type R51A from Eltex), which was supplied with 8 kV alternating current at a frequency of 50 Hz from a power supply unit (Eltex type: ES52), was additionally supplied over the detachment line of the web from the lay-up roll.
  • the blistering was determined on the one hand inline with a camcorder, a strong Light source and a monitor with the help of still images at exposure times between 100 and 1000 microseconds and secondly by looking at patterns stopping the train.
  • a charging electrode (substrate electrode) was mounted in the region between the pressure roller and the coating apparatus over the lay-up roller.
  • the substrate electrode (type: R130A from Eltex) was assigned a positive high voltage of +8.7 kV. So it had the opposite polarity as the layup electrode.
  • the supply was carried out by a high voltage generator (type KNH34 / P from Eltex).
  • the distance of the needle tips of the counter-charging electrode from the roll surface was about 12 mm. Due to the positive charges applied to the substrate, the high voltage at the laydown electrode could be lowered to 9.2 kV. The high voltage at the counter charge electrode could also be reduced.
  • the high voltage was adjusted so that the sum of the currents into the substrate electrode and into the counter charge electrode was equal to the absolute value of the current in the lay-on electrode. This was followed by a fine adjustment, so that only minimal charges were found on the coated substrate after leaving the lay-up roll.
  • a coating speed of 92 m / min was achieved with this arrangement without bubbles being observed between the mass and the substrate.
  • the tendency of the MOPP release film to wrinkle due to heating by the application of the hot mass due to the firm adhesion to the lay-up roll due to charging with the substrate electrode was significantly reduced.
  • small bubbles of the coating and the substrate became noticeable, arranged around circles of about 3-5 mm in diameter.
  • Example 1 It was assumed that the bubbles arranged in circles as described in Example 1 were caused by still remaining residual air between the laying roll and the substrate. This was to be assumed, since the electric field under the lay-up electrode is affected by residual air bubbles. In addition, it is to be expected that the air is ionized in these residual air bubbles, as well as an even greater influence on the electric field lines and increased damage to the release layer can occur.
  • the same structure as in Example 1 was chosen. However, the web path was changed so that the pressure roller was not wrapped. Instead, the substrate with the substrate electrode placed over the support line was pressed against the lay-up roller. The same voltage settings as in example 1 could be selected.
  • Example 2 With the same application rate of 50 g / m as in Example 1, this arrangement reached the maximum coating speed of 100 m / min at the experimental installation without any bubbles between mass and substrate being observed. The small bubbles between the coating and the substrate observed in Example 1, which were arranged around circles of about 3 to 5 mm, were no longer observed. To compare the damage of the release layers, samples were also produced at 85 m / min and compared with the procedure in Example 1 with a pressure roller and without a substrate electrode.
  • the damage was determined with the following measuring method.
  • release liner On the side of the release liner to be measured is a double-sided test adhesive tape applied bubble-free and pressed with a 2 kg steel roller by rolling over five times. This is followed by storage for one week in a heating chamber at 70.degree.
  • release force the side facing away from the release liner becomes of the test band fixed on a steel rail.
  • the on the test tape glued release liners at an angle of 180 ° at a speed deducted from 300 mm / min.
  • the required tensile force (in cN / cm) is at a Tensile testing machine under standardized conditions (23 ° C, 50% humidity) measured.

Landscapes

  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bahnförmigen, zumindest zweischichtigen Produkten, insbesondere Klebebändern mit einem Trägermaterial, auf das eine Klebemasse aufgetragen ist.
Seit langem wird daran gearbeitet, Klebebänder ohne Verwendung von Lösungsmitteln herzustellen oder zumindest den Beschichtungsvorgang und die nachfolgenden Schritte lösungsmittelfrei zu gestalten. Entsprechende Produkte mit Klebeschichten auf Basis von Synthetikkautschuken sind bekannt. Dieses Produkte decken aber nur den unteren Leistungsbereich von Klebebändern ab.
Seit einigen Jahren sind auch lösungsmittelfreie Klebstoffe auf Acrylatbasis erhältlich, die als Heißschmelzklebstoff für Klebebänder weiterverarbeitet werden können. Diese erreichen üblicherweise jedoch nicht die Scherfestigkeiten wie Acrylatmassen, die in Lösungsmittel gelöst beschichtet werden. Ein wesentlicher Grund dafür ist, daß die Viskosität der Massen bei der Verarbeitung nicht zu hoch werden darf, da sonst das Aufschmelzen und das Beschichten auf einen Träger aus ökonomischer Sicht zu aufwendig ist. Die Viskosität wird wesentlich von der Moleküllänge bestimmt. Kürzere Kettennioleküle bedingen jedoch schlechtere Scherfestigkeiten. Auch mit einer Vernetzung des Klebers nach der Beschichtung ist nur eine begrenzte Verbesserung möglich.
Bei Naturkautschuk-Klebesystemen kann man das Aufschmelzen umgehen, wenn es gelingt, die Komponenten der Masse ohne Lösungsmittel zu mischen, und wenn man die heiße Masse einem Beschichtungssystem direkt zuführt. Als Mischaggregate kommen zum Beispiel Extruder in Frage. Bei der Mischung darf der Kautschuk jedoch nur wenig abgebaut werden, da sonst die Produkteigenschaften beeinträchtigt werden.
Bei Acrylatsystemen kann man das Aufschmelzen umgehen, indem man in Lösungsmitteln oder in Wasser polymerisierte Massen inline zur Beschichtung das Lösungsmittel oder Wasser entzieht. Lösungsmittel oder Wasser kann man zum Beispiel über Vakuumzonen in einem geeignetem Extruder entziehen.
Für die Beschichtung hochviskoser Massen sind Breitschlitzschlitzdüsen geeignet. Es zeigt sich, daß sie auch für hochviskose klebende Massen wie oben beschrieben geeignet sind. Allerdings werden ab einer relativ kleinen Bahngeschwindigkeit Luftblasen zwischen der Klebemasse und dem zu beschichtenden Substrat, das typischerweise auf einer Auflagewalze beschichtet wird, eingeschlossen.
Zur Reduzierung der Blasenbildung für obige Aufgabenstellung werden auf dem Markt Blasdüsen, Saugdüsen und sogenannte Vakuumboxen empfohlen und angeboten. Mit ihrer Hilfe soll die Andruckkraft der Masse gegen das Substrat erhöht werden.
Aus der Folienherstellung (zum Beispiel EP 0 920 973 A2) sind Draht-, Messer- und Nadelelektroden, die quer zur Bahn angeordnet sind, bekannt, mit denen elektrische Ladungen auf die aufzulegende Masse gebracht werden. Hierdurch wird die Masse durch elektrostatische Kräfte gegen eine Metallwalze gepreßt. Weiterhin werden auch Kombinationen von elektrostatischen Kräften und Kräften durch Luftbewegung eingesetzt (EP 0 707 940 A2).
In der Literatur werden für die oben beschriebene Beschichtung von Substraten aufwendige Lösungen angegeben, bei denen das Substrat vor dem Auflegen auf die Kühlwalze in mehrstufigen Vorprozessen aufgeladen, durch Erwärmung teilweise entladen und gekühlt wird, um letztendlich eine gleichmäßige Aufladung des Substrates auf der Auflegewalze zu erhalten (zum Beispiel EP 0 299 492 A2).
Die maximale Ladungsmenge auf dem Substrat ist hierbei jedoch relativ gering, da sie schon beim Verlassen der Aufladungswalze soweit reduziert wird, bis durch die aus der Ladungsdichte resultierende elektrische Feldstärke keine Ionisation der Luft mehr stattfindet.
Aus der Folienherstellung (siehe zum Beispiel US 4,997,600 A1) ist eine Walzenisolierung bekannt, bei der vor dem Auflegen der Folie elektrische Ladungen auf die Isolatorschicht aufgetragen werden, um die Andruckkräfte beim Auflegen der Folie auf die Walze zu erhöhen.
Werden keine Ladungen auf die isolierte Walze aufgebracht, so werden elektrostatische Andruckkräfte beim Auflegen mit zunehmender Dicke der Isolatorschicht stark geschwächt. Mit den erforderlichen Isolatordicken, die für die hier angegebenen Keramikbeschichtungen für eine ausreichende Hochspannungsfestigkeit notwendig sind, werden erreichbare blasenfreie Beschichtungsgeschwindigkeiten drastisch gesenkt.
In der DE 199 05 935 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung von lösungsmittelfreien Haftklebesystemen auf insbesondere releasebeschichteten Substraten offenbart, wobei
  • auf eine rotierende Walze das Haftklebesystem in einer oder mehreren Lagen mittels eines Klebstoffauftragswerks aufgebracht wird,
  • das auf der Walze befindliche Haftklebesystem in einer Bestrahlungsvorrichtung durch energiereiche Strahlung, und zwar mit Hilfe von Elektronenstrahlen (ES), UV- oder IR-Strahlen, vernetzt wird und
  • an die Walze das Substrat herangeführt wird, so daß das Haftklebesystem von der Walze auf das Substrat transferiert wird und gegebenenfalls aufgerollt wird.
Typische Bestrahlungsvorrichtungen, die bei der dort gezeigten Ausgestaltung des Verfahrens zum Einsatz kommen, stellen Linearkathodensysteme, Scannersysteme beziehungsweise Multilängskathodensysteme dar, sofern es sich um Elektronenstrahlbeschleunigern handelt.
Die Beschleunigungsspannungen liegen im Bereich zwischen 40 kV und 350 kV, vorzugsweise 80 kV bis 300 kV. Die Dosisleistungen bewegen sich zwischen 5 bis 150 kGy, insbesondere 20 bis 90 kGy.
Als UV-Vernetzungsanlagen können insbesondere zwei Quecksilbermitteldruckstrahler mit jeweils einer Leistung von 120 W/cm beziehungsweise ein Quecksilbermitteldruckstrahler mit einer Leistung von 240 W/cm zum Einsatz kommen. Als Dosen werden bevorzugt 10 bis 300 mJ/cm2 eingestellt.
In der DE 199 05 935 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung von lösungsmittelfreien Haftklebesystemen auf insbesondere releasebeschichteten Substraten beschrieben, wobei
  • auf eine rotierende Walze mittels eines Fluidauftragswerk ein Fluidfilm aufgetragen wird,
  • auf den Fluidfilm das Haftklebesystem in einer oder mehreren Lagen mittels eines Klebstoffauftragswerks aufgebracht wird, so daß sich der Fluidfilm zwischen Walze und Haftklebesystem befindet, und
  • an die Walze das Substrat herangeführt wird, so daß das Haftklebesystem von der Walze auf das Substrat (releasebeschichtete und nicht releasebeschichtete) transferiert wird.
Das Heranführen des Substrats geschieht insbesondere über eine zweite Walze. Als Substrate finden Papiere, Folien, Non-Wovens und releasebeschichtete Materialien wie Trennpapiere, Folien und dergleichen Verwendung.
Die zweite Walze, auch als Anlegewalze bezeichnet, kann mit einem Gummiüberzug versehen sein und wird vorzugsweise mit einem Liniendruck von 50 bis 500 N/mm, insbesondere mit 100 bis 200 N/mm an die Walze angepreßt. Die Anlegewalze hat vorzugsweise eine Shore-Härte (A) von 40 bis 100, insbesondere eine Shore-Härte von 60 bis 80 shore (A).
Das Substrat wird bevorzugt so an die Walze angeführt, daß die Geschwindigkeit der Walzenoberfläche mit der des Substrats übereinstimmt. Sollte jedoch mit der Abnahme des Klebstoffilms eine Dickenverringerung angestrebt werden, kann das Substrat auch eine höhere Geschwindigkeit aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Walze eine Stahlwalze, eine verchromte Stahlwalze, eine Gummiwalze oder eine Silikongummiwalze und/oder ist die Walze aus elastischem Material gefertigt. Des weiteren kann die Walze glatt oder eine gering strukturierte Oberfläche aufweisen.
Die Glattwalze kann vorzugsweise eine Chromschicht aufweisen. Optional kann die verchromte Stahlwalze eine hochglanzpolierte Oberfläche besitzen mit einer Rauhtiefe Rz < 0,02 µm.
Die Beschichtungswalze kann aber auch gummiert sein, vorzugsweise mit einer Gummihärte von 40 bis 100 shore (A), insbesondere mit einer Härte von 60 bis 80 shore (A). Der Walzenbezug kann gemäß dem Stand der Technik aus EPDM, Viton oder Silikongummi oder anderen elastischen Materialien bestehen.
Weiterhin als vorteilhaft wird herausgestellt, wenn die Walze temperierbar ist, und zwar bevorzugt in einem Bereich von -10 °C bis 200 °C, insbesondere von 2 °C bis 50 °C.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Beschichtung von insbesondere hochviskosen Massen, wie sie zur Herstellung von Klebebändern oder ähnlichen Produkten verwendet werden, unter der bevorzugten Verwendung einer Breitschlitzdüse bei ausreichend hohen Bahngeschwindigkeiten auf ein Substrat zu ermöglichen.
Dabei sollen
  • keine Blasen zwischen der Masseschicht und dem Substrat eingeschlossen werden,
  • keine Eigenschaften des herzustellenden Produktes qualitätsbestimmend beeinträchtigt werden,
  • keine Gefährdungen für das Bedienungspersonal entstehen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von bahnförmigen, zumindest zweischichtigen Produkten, bei welchem eine aus einer Auftragsvorrichtung austretende Masse als Schicht unter Aufbringung elektrostatischer Ladungen auf ein bahnförmiges Substrat aufgetragen wird, welches auf einer Transportvorrichtung geführt wird, und bei welchem das mit der Masse beschichtete Substrat vor dem Verlassen der Transportvorrichtung elektrostatisch neutralisiert wird, wobei auf das bahnförmige Substrat vor der Beschichtung mittels einer Substratelektrode elektrostatische Ladungen aufgebracht werden, so daß das Substrat auf die Transportvorrichtung gedrückt wird.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist die Auftragsvorrichtung als Düse, insbesondere Breitschlitzdüse, Zwei- oder Mehrkanaldüse oder Adapterdüse, ausgestaltet.
Die Transportvorrichtung wird mit der aus der Düse austretenden Masse vorzugsweise berührungsfrei beschichtet. Der Abstand der Düse zur Transportvorrichtung kann vorzugsweise 0,01 bis 60 mm betragen, insbesondere 1 bis 30 mm.
Weiter vorzugsweise ist die Transportvorrichtung als Auflegewalze ausgestaltet, die weiter insbesondere geerdet und/oder temperierbar ausgeführt ist, und zwar bevorzugt in einem Bereich von -10 °C bis 200 °C, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0 °C bis 180 °C, insbesondere von 2 °C bis 50 °C.
Um die Masse mit der erfindungsgemäßen Ladung versehen zu können, kann die Masse mittels zumindest einer Aufladungselektrode, im folgenden Auflegeelektrode genannt, elektrostatisch aufgeladen werden, welche sich insbesondere über der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, befindet, und zwar im Bereich der Auflagelinie der Masseschicht. Mit Hilfe der Ladungen wird die Schicht auf das Substrat gedrückt.
Mit der Auflegeelektrode werden Ladungen einseitig auf die Masse aufgebracht. An der Oberfläche der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, stellen sich sofort Gegenladungen ein. Aus dem daraus resultierenden Feld wirkt eine Kraft auf die Masse plus Substrat, die beide Schichten auf die Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, drückt.
Weiterhin stellt es eine hervorragende Ausgestaltung des erfinderischen Gedankens dar, wenn das mit der Masse beschichtete Substrat mittels zumindest einer Gegenladungselektrode vor dem Verlassen der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, elektrostatisch neutralisiert wird, wobei sich die Gegenladungselektrode ganz insbesondere über der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, im Bereich zwischen der Auflagelinie der Masseschicht und der Abzugslinie des beschichteten Substrats befindet.
Somit können elektrostatische Entladungen, als Folge des Aufbringens von Ladungen durch die Auflegeelektrode, durch das Aufbringen von Gegenladungen mit umgekehrter Polarität und geeigneter Stärke, noch vor dem Verlassen des beschichteten Substrates von der bevorzugten Auflegewalze, vermieden werden.
Zum Feinausgleich ist es weiterhin vorteilhaft, über der Ablöselinie des beschichteten Substrates von der bevorzugten Auflegewalze eine aktive Entladungsvorrichtung anzubringen, um durch den Prozeß bedingte Schwankungen über die Zeit und die Breite der Bahn auszugleichen.
Vorzugsweise ist die Gegenladungselektrode in Form einer "Draht-", "Messer-" und/oder Nadelelektrode" ausgeführt, die quer zur Bahn angeordnet ist.
Ohne eine ausreichende Neutralisation der durch die Auflegeelektrode(n) auf die Bahn aufgebrachten elektrischen Ladungen kann es zu einer Coronaentladung zwischen der Auflegewalze und der Unterseite des Substrates kommen, durch die besonders antiadhäsive Eigenschaften des Substrates beeinträchtigt werden.
Zusätzlich werden durch die Coronaentladung Ladungen mit entgegengesetzter Polarität wie auf der Beschichtungsseite auf die Unterseite der Bahn transportiert. Neutralisiert man eine solche Bahn danach mit üblichen aktiven oder passiven Entladevorrichtungen, so wird zwar das meßbare elektrisches Feld eliminiert, aber es befinden sich danach immer sehr starke gleich hohe Ladungen mit entgegengesetzter Polarität auf den beiden Seiten. Wenn die elektrische Leitfähigkeit der Schichten zwischen den Ladungen gering ist, kann es zu unkontrollierbaren Entladungen in aufgewickelten Ballen kommen.
Sodann sollte, um das Substrat möglicht geringfügig zu beanspruchen, das Substrat mit einer Andruckwalze auf die Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, gelegt und/oder mit einer Abnahmewalze von der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, abgenommen werden.
Vorteilhaft ist es weiter, für die bevorzugte Andruckwalze, mit der das Substrat auf die bevorzugt gewählte Auflegewalze gelegt wird, eine leitfähige elastische Beschichtung zu wählen. Kann eine leitfähige Beschichtung aus prozeßtechnischen Gründen nicht eingesetzt werden, so ist es vorteilhaft, den Walzenmantel in einem Bereich, in dem er nicht durch das Substrat abgedeckt ist, elektrostatisch zu entladen. Sonst kann die Walzenoberfläche mit jeder Umdrehung mehr elektrische Ladungen aufnehmen, bis unkontrollierte Entladungserscheinungen auftreten.
Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Blende aus elektrisch isolierendem Material in Bahnlaufrichtung vor der Auflegeelektrode anzuordnen, wodurch der mit Ionen angereicherte Raum im Bereich der Auflegeelektrode zur Düsenseite begrenzt wird. Günstig ist es zusätzlich auf der, der Auflegeelektrode abgewandten Seite der Blende ein geerdetes elektrisch leitendes Blech anzubringen. Mit der Blende kann eine Coronaentladung vor der Auflegelinie durch die Masseschicht auf das Substrat deutlich reduziert werden.
Vorteilhaft ist auch eine Anordnung, bei der nicht nur eine Nadelelektrode als Auflegeelektrode verwendet wird, sondern zwei in Bahnrichtung direkt hintereinander und bei der die beiden Elektroden seitlich um einen halben Nadelabstand versetzt sind, wodurch die Fähigkeit der Nadelelektroden zu hohen Aufladeströmen mit einer relativ gleichmäßigen Ladungsverteilung gepaart wird. Als vorteilhaft hat sich dabei gezeigt, die vordere Elektrode mit einer kleineren Hochspannung zu belegen als die hintere.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat vor dem Beschichten elektrostatisch neutralisiert.
Um die bekannten Nachteile des Standes der Technik weiter auszuschließen, kann die elektrische Spannung der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, 1 bis 40 kV, insbesondere 2 bis 15 kV, betragen.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Masse auf dem Substrat vor dem Verlassen der Transporteinrichtung, bevorzugt Auflegewalze, vernetzt oder polymerisiert, insbesondere mittels Elektronenstrahlen, UV-Strahlen, sichtbarem Licht oder einer Kombination daraus und/oder thermisch.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Substratelektrode aus mehreren Elektroden gebildet, vorzugsweise Nadel-, Messer oder Drahtelektroden, die hintereinander angeordnet sind.
Weiter vorzugsweise ist die Substratelektrode zwischen der Andrückwalze und der Auftragsvorrichtung angeordnet.
Sehr vorteilhaft ist es, die Substratelektrode anstelle einer Andrückwalze im Bereich über der Auflagelinie des Substrates auf die Transportvorrichtung, vorzugsweise Auflegewalze, anzuordnen.
Schließlich kann die Substratelektrode vorteilhafterweise mit einer elektrischen Spannung der entgegengesetzten Polarität wie die Auflegeelektrode beaufschlagt werden, wobei die Höhe der anzulegenden Spannung unabhängig von der Höhe der Spannung gewählt werden kann, die an der Auflegelektrode liegt.
Vorteilhaft ist auch, wenn die Transportvorrichtung mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Dicke des Überzugs dünner als 300 µm, besonders zwischen 20 und 200 µm ganz besonders zwischen 20 und 120 µm stark und/oder weicht auf der gesamten substratberührenden Oberfläche der Transportvorrichtung vorzugsweise nicht mehr als ± 20 % vom Mittelwert ab, insbesondere nicht mehr als ± 5 %.
Sehr vorteilhaft ist des weiteren, wenn der Überzug eine geringe Rauheit und/oder antiadhäsive Eigenschaften hat.
Besonders vorteilhaft ist es, den Überzug in einem Bereich, in dem er nicht durch das Substrat abgedeckt wird, elektrostatisch zu neutralisieren. Sonst kann dieser mit jeder Umdrehung mehr elektrische Ladungen aufnehmen, bis unkontrollierte Entladungserscheinungen auftreten. Aber auch schon kleinere unkontrollierte Aufladungen, insbesondere, wenn sie ungleichmäßig sind, haben einen negativen Einfluß auf die Blasenbildung zwischen Beschichtung und Substrat.
In einer hervorragenden Ausführungsform besteht der Überzug aus Polyester, Teflon, Kapton, Silikonkautschuk, Polypropylen, Gießharz oder anderen Materialien mit ausreichender Hochspannungsfestigkeit bei geringer Schichtdicke.
Beispielsweise kann als Überzug ein Schrumpfschlauch, der über die Transportvorrichtung, insbesondere eine Auflegewalze, gezogen und geschrumpft wird, verwendet werden.
Auch eine mit einem Isolator beschichtete, elektrisch leitfähige Sleeve-Hülse, die über die über die Transportvorrichtung, insbesondere Auflegewalze gezogen wird, eignet sich in hervorragender Weise.
Der Überzug wird in einer bevorzugten Variante des Verfahrens im Überschuß aufgetragen, wird gegebenenfalls ausgehärtet, des weiteren wird dieser im folgenden bis auf eine gewünschte sehr konstante Schichtstärke abgetragen und die abschließend für eine geringe Rauheit poliert.
Beispielhaft seien als mögliche Ausführungsformen des Überzugs unterschiedlich dicke PET-Folien genannt, des weiteren Gießharzaufträge vorzugsweise mit Dicken zwischen 20 µm und 300 µm, insbesondere mit Dicken zwischen 20 µm und 120 µm.
Eine weitere bevorzugte Variante stellt ein mit einem elektrischen Isolator überzogenes elektrisch leitfähiges Transportband dar, auf dem das Substrat zur Beschichtung über eine Auflegewalze geführt wird, wobei der Überzug vorzugsweise Dicken zwischen 20 µm und 300 µm und insbesondere Dicken zwischen 20 µm und 120 µm haben kann.
Auch ein dünnes Transportband aus einem elektrischen Isolator, vorzugsweise mit Dicken zwischen 20 µm und 300 µm und insbesondere mit Dicken zwischen 20 µm und 120 µm, auf dem das Substrat zur Beschichtung über eine Auflegewalze geführt wird, stellt bevorzugte Variante dar.
Eine weitere bevorzugte Variante stellt eine Abwandlung dar, bei der eine Hilfsfolie, die nach dem Abwickeln von einem Ballen zwischen die elektrische leitfähige Transportvorrichtung und das Substrat gebracht wird, nach dem Abziehen des beschichteten Substrates von der Hilfsfolie wieder zu einem Ballen gewickelt wird.
Hervorragend verwenden läßt sich das Verfahren in den Anwendungsfällen, in denen das Substrat ein Trägermaterial für ein Klebeband und/oder die Masse eine Klebemasse ist.
In diesem Falle können auch als Masse eingesetzt werden Acrylat-, Naturkautschuk-, Synthesekautschuk- oder EVA-Klebemassen.
Ebenso hervorragend verwenden läßt sich das Verfahren in den Anwendungsfällen, wenn das Substrat ein Release-Liner für ein Klebeband und die Masse eine Klebemasse ist.
Ebenso hervorragend verwenden läßt sich das Verfahren in den Anwendungsfällen, wenn das Substrat ein Vorprodukt, bestehend aus Release-Liner, Klebemasse und Träger, oder ein doppelseitiges Klebeband ist und die Masse eine Klebemasse ist
Weiterhin zeigt sich, daß die Neigung zur Blasenbildung zwischen der Masse und dem Substrat zunimmt, wenn das Substrat sich vor dem Auflegen auf die Auflegewalze unkontrolliert aufgeladen hat. Problematisch ist es auch, wenn elektrostatische -Entladungsvorrichtungen nicht auf der Seite der Bahn angebracht werden, auf der Aufladungen durch Trennungsvorgänge stattfinden können. Auch in diesem Fall wird zwar von außen kein elektrisches Feld mehr gemessen, aber trotzdem befinden auf beiden Seiten der Bahn gleich starke elektrische Ladungen mit entgegengesetzter Polarität. Die Höhe dieser Doppelladungen schwankt typischer Weise in Bahnrichtung und auch quer zur Bahn. Diese nicht definierten Doppelladungen reduzieren die effektiv in einem Produktionsprozeß sicher zu fahrende maximale Bahngeschwindigkeit.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden Entladungsvorrichtungen immer auf der Seite angebracht, auf der Ladungen durch Trennvorgänge entstehen. Bei elektrostatisch schwierigen Substraten kann es im Extremfall vorteilhaft sein, hinter jeder Umlenkwalze auf der Berührungsseite und schon im Wickelspalt bei der Abwicklung geeignete Entladungsvorrichtungen anzubringen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den angelieferte Ballen mit dem Substrat schon im Vorprozeß elektrostatisch kontrolliert zu fahren, oder die Zwischenlagerzeit aufgrund ausreichender elektrischer Restleitfähigkeiten groß genug zum Zusammenfließen von Doppelladungen zu wählen. Die benötigte Zeit kann auch durch Lagerung bei erhöhten Temperaturen verkürzt werden.
Besonders vorteilhaft ist, in Bahnlaufrichtung zwischen der Auftragsvorrichtung und der Auflegeelektrode eine Blende aus elektrisch isolierendem Material anzubringen, wodurch der mit Ionen gefüllte Raum im Bereich der Auflegeelektrode von der Auftragsvorrichtung, insbesondere Düse, der Transportvorrichtung, insbesondere Auflegewalze, und der Blende begrenzt wird.
Auch kann die Beschichtung aus einer oder mehreren Sichten und/oder das Substrat aus einer oder mehreren Schichten bestehen, wobei es vorteilhaft ist, mehrschichtige Beschichtungen mit Mehrkanal- oder Adapterdüsen herzustellen.
Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn mit Hilfe von Adaptern bei einer Einkanaldüse oder mit einer Dreikanaldüse eine Beschichtung, bestehend aus einer ersten Klebemasse, einem Träger und einer zweiten Klebemasse, ausgetragen wird und das Substrat ein Release-liner ist.
Für den Fachmann unerwartet bietet das erfinderische Verfahren eine Lösung für die gestellten Aufgaben. So wird eine Beschichtung mit einer Breitschlitzdüse auf ein Substrat bei ausreichend hohen Bahngeschwindigkeiten ermöglicht, ohne daß Blasen zwischen der Masseschicht und dem Substrat entstehen, ohne daß weitere Eigenschaften des herzustellenden Produktes qualitätsbestimmend beeinträchtigt werden und ohne daß besondere Gefährdungen für das Bedienungspersonal entstehen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Blasen zwischen der Masseschicht und dem Substrat besonders dann gebildet werden, wenn sich Luft zwischen dem Substrat und der Auflegewalze befindet. Bei biasenfreiem Auflegen des Substrats auf die Aufiegewaize konnte mit einer höheren Bahngeschwindigkeit beschichtet werden, ohne daß es zur Blasenbildung kam. Das Beschichtungsbild ist deutlich gleichmäßiger als bei einer Beschichtung, bei der während des Herstellungsprozesses das Substrat auf der Auflegewalze nicht blasenfrei aufgelegt war.
Besonders beim Auflegen von empfindlichen Substraten, die nur mit niedrigen Bahnspannungen gefahren werden können, mit einer Andrückwalze kommt es leicht zum Anheben (Anlupfen) des Substrates direkt hinter der Walzen, so das sich wieder ein Luftschicht zwischen Substrat und Transportvorrichtung befindet.
Eine besonders gute Benetzung der Transportvorrichtung, vorzugsweise Walze, mit dem Substrat bei geringen Lufteinschlüssen läßt sich erreichen, wenn das Substrat mit einer Substratelektrode, anstelle einer Andrückwalze, im Bereich über der Auflagelinie des Substrates angedrückt wird. Eine gute Benetzung, das heißt ein fast vollständiges Herauspressen der Luft, wird durch eine sehr glatte Walzenoberfläche noch weiter gefördert.
Zusätzlich hat sich auch gezeigt, daß eine antiadhäsive Releaseschicht auf der der Transportvorrichtung zugewandten Seite weniger durch die Auf- und Entladungsprozesse geschädigt wird, wenn die Benetzung auf der Transportvorrichtung besser ist.
Der vorhandene Gasraum (Volumen der Blasen zwischen Substrat und Transportvorrichtung im Bereich von Aufladeelektroden) in dem eine für die Releaseschicht schädliche Ionisation, insbesondere durch die hohen elektrischen Felder der Masseelektrode, stattfinden kann, reduziert sich mit der Qualität der Benetzung der Transportvorrichtung, vorzugsweise Auflegewalze.
Weiterhin kann unerwartet festgestellt werden, daß eine Blasenbildung zwischen der Masseschicht und dem Substrat stark vermindert wird, wenn eine elektrostatische Neutralisation des Substrates im Bahnbereich vor der Auflegewalze erfolgt, und zwar sehr bevorzugt auf der Seite, auf der es infolge von Ladungstrennungsvorgängen zu einer Ladungsanhäufung kommt.
Weiter vorzugsweise kann zwischen der Auflegeelektrode und Entladungselektrode das auf der Transportvorrichtung befindliche Substrat mittels Bestrahlungsvorrichtung durch energiereiche Strahlung, und zwar mit Hilfe von Elektronenstrahlen (ES), UV- oder IR-Strahlen, vernetzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Substrat um eine KJebemasse handelt.
Typische Bestrahlungsvorrichtungen, die bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens zum Einsatz kommen, stellen Linearkathodensysteme, Scannersysteme beziehungsweise Multilängskathodensysteme dar, sofern es sich um Elektronenstrahlbeschleuniger handelt.
Die Beschleunigungsspannungen liegen vorzugsweise im Bereich zwischen 40 kV und 500 kV, insbesondere zwischen 80 kV und 300 kV. Die Dosisleistungen bewegen zwischen 5 bis 150 kGy, insbesondere 15 bis 90 kGy.
Als UV-Vemetzungsanlagen können insbesondere ein oder mehrere Quecksilbermitteldruckstrahler mit einer Leistung von jeweils bis zu 240 W/cm je Strahler zum Einsatz kommen. Als Dosen werden bevorzugt 10 bis 300 mJ/cm2 eingestellt.
Zur Vernetzung oder Polymerisation mit sichtbarem Licht können insbesondere Halogenstrahler zum Einsatz kommen.
Als Substrate können auch Release-Liner mit antiadhäsiven Beschichtungen, auf denen Klebemassen nur wenig haften, eingesetzt werden. Die Trägermaterialien von Release-Linern bestehen typischer Weise aus Papier oder Kunststoffen, wie zum Beispiel PET, PP oder auch PE. Die verwendeten Kunststoffe haben im allgemeinen gute elektrische Isolationseigenschaften und hohe elektrische Durchschlagsfeldstärken.
Bei Papieren werden die elektrischen Eigenschaften dagegen wesentlich durch die dünne antiadhäsive Beschichtung, aber auch durch die Imprägnierung und den Feuchtegehalt, bestimmt. Beim Auftragen der Masse mit Unterstützung durch elektrostatische Aufladung kommt den elektrischen Eigenschaften der aufgebrachten Masse eine stärkere Bedeutung zu. Obwohl meistens elektrische Isolatoren als Massen eingesetzt werden, haben sie bei typischen Beschichtungstemperaturen von 100 °C und mehr oft schon eine so hohe Restleitfähigkeit, daß ein Teil der aufgebrachten Ladungen durch die Masse und das als Release-Liner eingesetzte Papier in die Auflegewalze abfileßen, bevor die Walze verlassen wird. Da sich an der Auflegelinie bei nicht zu hoher elektrischer Leitfähigkeit praktisch noch alle Ladungen auf der Masseschicht befinden, sind trotzdem ausreichend hohe Andruckkräfte für eine blasenfreie Beschichtung erreichbar. Bei der anschließenden elektrischen Neutralisation durch das Aufbringen von Gegenladungen muß man allerdings beachten, daß bereits ein Teil der Ladungen abgeflossen ist. Bei kleinen Bahngeschwindigkeiten wird die zur Verfügung stehende Zeit zum Abfließen der Ladungen größer, und es fließen anteilig mehr Ladungen vor dem Erreichen der Ablöselinie ab. Der optimale Höhe der Gegenladungen ist also abhängig von der Bahngeschwindigkeit.
Aus ökonomischen Gründen, aber auch aus Verfahrensgründen, werden für Release-Liner möglichst dünne Releasebeschichtungen verwendet. Oft werden auch sogenannte "Unterdeckende Beschichtungen" eingesetzt. Hiermit ist gemeint, daß der Träger nicht 100 %ig von der Releasebeschichtung abgedeckt wird. Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Release-Linern eine Neutralisation des beschichteten Substrates wesentlich exakter durchgeführt werden muß, als beispielsweise bei PET- oder PP-Folien mit vollständig abdeckenden Silikonbeschichtungen von 1,5 g/m2 und mehr.
Bei doppelseitigen Klebebändern unterscheidet man zwischen der offenen und der abgedeckten Seite des Release-Liners. Die abgedeckte Seite des Release-Liners ist nach dem Abwickeln von der Rolle mit dem Verbund aus erster Klebeschicht, Träger und zweiter Klebschicht bedeckt. Zu einer störungsfreien Weiterverarbeitung nach der Beschichtung bis zur Applikation sollten die Trennkräfte von der Klebemasse auf der offenen kleiner oder gleich, zumindest aber nicht-wesentlich größer als die Trennkräfte auf der abgedeckten Seite sein, da es sonst zur Umorientierung des Release-Liners zur anderen Seite kommen kann.
Es werden auch abgestufte Release-Liner angeboten. Mit ihnen kann man sicherstellen, daß die abgedeckte Seite deutlich höhere Trennkräfte hat.
Insbesondere darf bei nicht abgestuften Release-Linern eine Schädigung der offenen Seite bei der Herstellung eines doppelseitigen Klebbandes nur relativ gering sein, wenn man einen Austausch gegen einen ungeschädigten Releaseliners vermeiden möchte.
Zur Herstellung von doppelseitigen Klebbändern kann das Substrat auch aus dem Vorprodukt aus dem ersten Arbeitsgang, nämlich aus einem Release-Liner, einer Klebeschicht und dem Träger bestehen.
Als Substrat beziehungsweise Trägermaterial können weiterhin alle bekannten textilen Träger wie Gewebe, Gewirke, Gelege oder Vliese verwendet werden, wobei unter "Vlies" zumindest textile Flächengebilde gemäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind.
Ebenfalls können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden. Derartige Abstandsgewebe werden in der EP 0 071 212 B1 offenbart. Abstandsgewebe sind mattenförmige Schichtkörper mit einer Deckschicht aus einem Faser- oder Filamentvlies, einer Unterlagsschicht und zwischen diesen Schichten vorhandene einzelne oder Büschel von Haltefasern, die über die Fläche des Schichtkörpers verteilt durch die Partikelschicht hindurchgenadelt sind und die Deckschicht und die Unterlagsschicht untereinander verbinden. Als zusätzliches, aber nicht erforderliches Merkmal sind gemäß EP 0 071 212 B1 in den Haltefasern Partikel aus inerten Gesteinspartikeln, wie zum Beispiel Sand, Kies oder dergleichen, vorhanden.
Die durch die Partikelschicht hindurchgenadelten Haltefasern halten die Deckschicht und die Unterlagsschicht in einem Abstand voneinander und sie sind mit der Deckschicht und der Unterlagsschicht verbunden.
Abstandsgewebe oder -gewirke sind u. a. in zwei Artikeln beschrieben, und zwar einem Artikel aus der Fachzeitschrift "kettenwirk-praxis 3/93", 1993, Seiten 59 bis 63
   "Raschelgewirkte Abstandsgewirke" und
einem Artikel aus der Fachzeitschrift "kettenwirk-praxis 1/94", 1994, Seiten 73 bis 76
   "Raschelgewirkte Abstandsgewirke"
auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird und deren, Inhalt Teil dieser Offenbarung und Erfindung wird.
Maschenwaren sind textile Flächengebilde hergestellt aus einem oder mehreren Fäden oder Fadensystemen durch Maschenbildung (Fadenschleifen), im Unterschied zu Webwaren (Geweben), bei der die Fläche durch Verkreuzen von zwei Fadensystemen (Kett- und Schußfäden) hergestellt wird und den Vliesen (Faserverbundstoffen), bei denen ein loser Faserflor durch Wärme, Nadelung, Nähen oder durch Wasserstrahlen verfestigt wird.
Maschenwaren lassen sich in Gestricke, bei denen die Fäden in Querrichtung durch das Textil laufen, und in Gewirke einteilen, bei denen die Fäden längs durch das Textil laufen. Maschenwaren sind durch ihre Maschenstruktur prinzipiell nachgiebige, anschmiegsame Textilien, weil sich die Maschen in Länge und Breite dehnen können und das Bestreben haben, in ihre Ausgangslage zurückzukehren. Sie sind bei hochwertigem Material sehr strapazierfähig.
Als Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch auch Filament-, Meltblown- sowie Spinnvliese in Frage, die meist zusätzlich zu verfestigen sind. Als mögliche Verfestigungsmethoden sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die chemische Verfestigung bekannt. Werden bei mechanischen Verfestigungen die Fasern meist durch Verwirbelung der Einzelfasern, durch Vermaschung von Faserbündeln oder durch Einnähen von zusätzlichen Fäden rein mechanisch zusammengehalten, so lassen sich durch thermische als auch durch chemische Verfahren adhäsive (mit Bindemittel) oder kohäsive (bindemittelfrei) Faser-Faser-Bindungen erzielen. Diese lassen sich bei geeigneter Rezeptierung und Prozeßführung ausschließlich oder zumindest überwiegend auf Faserknotenpunkte beschränken, so daß unter Erhalt der lockeren, offenen Struktur im Vlies trotzdem ein stabiles, dreidimensionales Netzwerk gebildet wird.
Besonders vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen mit separaten Fäden oder durch ein Vermaschen verfestigt sind.
Derartige verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs "Malivlies" der Firma Karl Meyer, ehemals Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei den Firmen Naue Fasertechnik und Techtex GmbH beziehbar. Ein Malivlies ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Querfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses verfestigt wird.
Als Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunitvlies oder Multiknitvlies verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlieses zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite Maschen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten aufweist, aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde besitzt. Auch ein derartiges Vlies wird beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs "Kunitvlies" der Firma Karl Mayer schon seit längerer Zeit hergestellt. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal dieses Vlieses besteht darin, daß es als Längsfaservlies in Längsrichtung hohe Zugkräfte aufnehmen kann. Ein Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt.
Schließlich sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, ein Klebeband zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet. Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder Nähwirken von durchgehenden textilen Fäden. Für diesen Typ Vlies sind Nähwirkmaschinen des Typs "Maliwatt" der Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, bekannt.
Weiterhin besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Naßvlies ist, das hydrodynamisch gelegt wurde, wobei zwischen 2 % und 50 % der Fasern des Vlieses Schmelzfasem sind, insbesondere zwischen 5 % und 40 % der Fasern des Vlieses.
Ein derartiges Vlies ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern naß gelegt werden oder zum Beispiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses oder durch Nadelung, Vernähung beziehungsweise Luft- und/oder Wasserstrahlbearbeitung vorverfestigt wird.
In einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasem nochmals erhöht wird.
Die Verfestigung des Vliesträgers läßt sich auch ohne Bindemittel beispielsweise durch Heißprägen mit strukturierten Walzen erreichen, wobei über Druck, Temperatur, Verweilzeit und die Prägegeometrie Eigenschaften wie Festigkeit, Dicke, Dichte, Flexibilität u.ä. gesteuert werden können.
Für die Nutzung von Vliesen ist besonders die adhäsive Verfestigung von mechanisch vorverfestigten oder naßgelegten Vliesen von Interesse, wobei diese über Zugabe von Bindemittel in fester, flüssiger, geschäumter oder pastöser Form erfolgen kann. Prinzipielle Darreichungsformen sind vielfältig möglich, zum Beispiel feste Bindemittel als Pulver zum Einrieseln, als Folie oder als Gitternetz oder in Form von Bindefasern. Flüssige Bindemittel sind gelöst in Wasser oder organischen Lösemittel oder als Dispersion applizierbar. Überwiegend werden zur adhäsiven Verfestigung Bindedispersionen gewählt: Duroplasten in Form von Phenol- oder Melaminharzdispersionen, Elastomere als Dispersionen natürlicher oder synthetischer Kautschuke oder meist Dispersionen von Thermoplasten wie Acrylate, Vinylacetate, Polyurethane, Styrol-Butadien-Systeme, PVC u.ä. sowie deren Copolymere. Im Normalfall handelt es dabei um anionische oder nicht-ionogen stabilisierte Dispersionen, in besonderen Fällen können aber auch kationische Dispersionen von Vorteil sein.
Die Art des Bindemittelauftrages kann gemäß dem Stand der Technik erfolgen und ist beispielsweise in Standardwerken der Beschichtung oder der Vliestechnik wie "Vliesstoffe" (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) oder "Textiltechnik-Vliesstofferzeugung " (Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996) nachzulesen.
Für mechanisch vorverfestigte Vliese, die bereits eine ausreichende Verbundfestigkeit aufweisen, bietet sich der einseitige Sprühauftrag eines Bindemittels an, um Oberflächeneigenschaften gezielt zu verändern.
Neben dem sparsamen Umgang mit dem Bindemittel wird bei derartiger Arbeitsweise auch der Energiebedarf zur Trocknung deutlich reduziert. Da keine Abquetschwalzen benötigt werden und die Dispersionen vorwiegend in dem oberen Bereich des Vliesstoffes verbleibt, kann eine unerwünschte Verhärtung und Versteifung des Vlieses weitgehend verhindert werden. Für eine ausreichende adhäsive Verfestigung des Vliesträgers ist im allgemeinen Bindemittel in der Größenordnung von 1 % bis 50 %, insbesondere 3 % bis 20 %, bezogen auf das Gewicht des Faservlieses, zuzugeben.
Die Zugabe des Bindemittels kann bereits bei der Vliesherstellung, bei der mechanischen Vorverfestigung oder aber in einem gesonderten Prozeßschritt erfolgen, wobei dieser inline oder off-line durchgeführt werden kann. Nach der Bindemittelzugabe muß temporär für das Bindemittel ein Zustand erzeugt werden, in dem dieses klebend wird und adhäsiv die Fasern verbindet - dies kann während der Trocknung zum Beispiel von Dispersionen, aber auch durch Erwärmung erreicht werden, wobei über flächige oder partielle Druckanwendung weitere Variationsmöglichkeiten gegeben sind. Die Aktivierung des Bindemittels kann in bekannten Trockenkanälen, bei geeigneter Bindemittelauswahl aber auch mittels Infrarotstrahlung, UV-Strahlung, Ultraschall, Hochfrequenzstrahlung oder dergleichen erfolgen. Für die spätere Endanwendung ist es sinnvoll, aber nicht zwingend notwendig, daß das Bindemittel nach Ende des Vlies-Herstellprozesses seine Klebrigkeit verloren hat. Vorteilhaft ist, daß durch thermische Behandlung flüchtige Komponenten wie Faserhilfsstoffe entfernt werden und somit ein Vlies mit günstigen Foggingwerten entsteht, so daß bei Einsatz einer foggingarmen Klebemasse ein Klebeband mit besonders günstigen Foggingwerten produziert werden kann.
Eine weitere Sonderform der adhäsiven Verfestigung besteht darin, daß die Aktivierung des Bindemittels durch Anlösen oder Anquellen erfolgt. Prinzipiell können hierbei auch die Fasern selbst oder zugemischte Spezialfasem die Funktion des Bindemittels übernehmen. Da für die meisten polymeren Fasern derartige Lösemittel jedoch aus Umweltgesichtspunkten bedenklich beziehungsweise problematisch in ihrer Handhabung sind, wird dieses Verfahren eher selten angewandt.
Als Ausgangsmaterialien für den textilen Träger sind insbesondere Polyester-, Polypropylen-, Viskose- oder Baumwollfasern vorgesehen. Die Auswahl ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Vlieses eingesetzt werden.
Als Trägermaterialien finden weiterhin insbesondere Verwendung Laminate und Netze, aber auch Folien (zum Beispiel ein Polyolefin aus der Gruppe der Polyethylene (zum Beispiel HDPE, LDPE, MDPE, LLDPE, VLLDPE, Copolymere des Ethylens mit polaren Comonomeren) und/oder der Gruppe der Polypropylene (zum Beispiel Polypropylen-Homopolymere, Polypropylen-Random-Copolymere oder Polypropylen-Block-Copolymere), mono- oder biaxial orientiertes Polypropylen, Polyester, PVC, PET, Polystyrol, Polyamid oder Polyimid), Schäume, Schaumstoff, beispielsweise aus Polyethylen und Polyurethan, geschäumte Folien und gekreppte und ungekreppte Papiere. Weiter können diese Materialien vor- beziehungsweise nachbehandelt werden. Gängige Vorbehandlungen sind Corona-Bestrahlung, Imprägnieren, Beschichten, Lackieren und Hydrophobieren; geläufige Nachbehandlungen sind Kalandern, Tempern, Kaschieren, Stanzen und Eindecken.
Eine Schwerentflammbarkeit des Trägermaterials und des gesamten Klebebands läßt sich erzielen, indem dem Träger und/oder der Klebemasse Flammschutzmittel zugesetzt werden. Diese können bromorganische Verbindungen sein, bei Bedarf mit Synergisten wie Antimontrioxid, wobei jedoch in Hinblick auf die Halogenfreiheit des Klebebandes roter Phosphor, phosphororganische, mineralische oder intumeszierende Verbindungen wie Ammoniumpolyphosphat allein oder in Verbindung mit Synergisten bevorzugt Verwendung finden.
Als Klebemassen können im wesentlichen alle bekannten Klebemassen mit ausreichend hoher Klebkraft auf dem zu verpackenden Haftgrund eingesetzt werden.
Die Klebemasse des Klebebandes kann aus einer Klebemasse auf Basis von lösemittelhaltigen Naturkautschuk- und Acrylatklebemassen bestehen. Bevorzugt sind Klebemassen auf Basis von Acrylatdispersionen, besonders bevorzugt sind Klebemassen auf Basis von Styrol-lsopren-Styrol-Blockcopolymeren. Diese Klebemassentechnologien sind bekannt und werden in der Klebebandindustrie eingesetzt.
Die Auftragsmenge der Klebemasse auf das Trägermaterial beträgt bevorzugt 15 bis 60 g/qm. In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der Schichtauftrag von 20 bis 30 g/qm eingestellt.
Die Herstellung der Klebebänder kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Eine Übersicht über übliche Herstellungsverfahren findet sich beispielsweise in "Coating Equipment", Donatas Satas in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, second edition, edited by Donatas Satas, Van Nostrand Reinhold New York pp. 767-808. Die bekannten Verfahren zum Trocknen und Schneiden der Klebebänder sind ebenfalls im Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Seite 809-874 zu finden.
Als Klebemasse ist eine solche auf Acrylathotmelt-Basis geeignet, die einen K-Wert von mindestens 20 aufweist, insbesondere größer 30 (gemessen jeweils in 1 Gew.-%iger Lösung in Toluol, 25 °C), erhältlich durch Aufkonzentrieren einer Lösung einer solchen Masse zu einem als Hotmelt verarbeitbaren System.
Das Aufkonzentrieren kann in entsprechend ausgerüsteten Kesseln oder Extrudern stattfinden, insbesondere beim damit einhergehenden Entgasen ist ein Entgasungs-Extruder bevorzugt.
Eine derartige Klebemasse ist in der DE 43 13 008 C2 dargelegt. Diesen auf diesem Wege hergestellten Acrylatmassen wird in einem Zwischenschritt das Lösungsmittel vollständig entzogen.
Der K-Wert wird dabei insbesondere bestimmt in Analogie zu DIN 53 726.
Zusätzlich werden dabei weitere leichtflüchtige Bestanteile entfernt. Nach der Beschichtung aus der Schmelze weisen diese Massen nur noch geringe Anteile an flüchtigen Bestandteilen auf. Somit können alle im oben angeführten Patent beanspruchten Monomere/Rezepturen übernommen werden. Ein weiterer Vorteil der im Patent beschriebenen Massen ist darin zu sehen, daß diese einen hohen K-Wert und damit ein hohes Molekulargewicht aufweisen. Dem Fachmann ist bekannt, daß sich Systeme mit höheren Molekulargewichten effizienter vernetzen lassen. Damit sinkt entsprechend der Anteil an flüchtigen Bestandteilen.
Die Lösung der Masse kann 5 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-% Lösungsmittel enthalten.
Vorzugsweise werden handelsübliche Lösungsmittel eingesetzt, insbesondere niedrig siedende Kohlenwasserstoffe, Ketone, Alkohole und/oder Ester.
Weiter vorzugsweise werden Einschnecken-, Zweischnecken- oder Mehrschneckenextruder mit einer oder insbesondere zwei oder mehreren Entgasungseinheiten eingesetzt.
In der Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis können Benzoinderivate einpolymerisiert sein, so beispielsweise Benzoinacrylat oder Benzoinmethacrylat, Acrylsäure-oder Methacrylsäureester. Derartige Benzoinderivate sind in der EP 0 578 151 A beschrieben.
Die Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis kann UV-vernetzt werden. Andere Vernetzungsarten sind aber auch möglich, zum Beispiel die Elektronenstrahlenvernetzung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden als Selbstklebemassen Copolymerisate aus (Meth)acrylsäure und deren Estern mit 1 bis 25 C-Atomen, Malein-, Fumar- und/oder Itaconsäure und/oder deren Estern, substituierten (Meth)acrylamiden, Maleinsäureanhydrid und anderen Vinylverbindungen, wie Vinylestern, insbesondere Vinylacetat, Vinylalkoholen und/oder Vinylethern eingesetzt.
Der Restlösungsmittel-Gehalt sollte unter 1 Gew.-% betragen.
Weiterhin kann eine Klebemasse verwendet werden, die aus der Gruppe der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder aus einem beliebigen Blend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken besteht, wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können.
Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil.
Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol- (SIS) und Styrol-Butadien-Styrol (SBS) -Typen.
Als klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß-einzustellen. Auf die Darstellung des Wissensstandes im "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
Kohlenwasserstoffharz ist eine Sammelbezeichnung für thermoplastische, farblose bis intensiv braun gefärbte Polymere mit einer Molmasse von im allgemeinen <2000.
Sie lassen sich nach ihrer Provenienz in drei große Gruppen einteilen: In Petroleum-, Kohlenteer- und Terpenharze. Die wichtigsten Kohlenteerharze sind die Cumaron-Inden-Harze. Die Kohlenwasserstoffharze werden durch Polymerisation der aus den Rohstoffen isolierbaren ungesättigten Verbindungen gewonnen.
Zu den Kohlenwasserstoffharze werden auch durch Polymerisation von Monomeren wie Styrol bzw. durch Polykondensationen (bestimmte Formaldehyd-Harze) zugängliche Polymere mit entsprechend niedriger Molmasse gerechnet. Kohlenwasserstoffharze sind Produkte mit in weiten Grenzen von <0 °C (bei 20 °C flüssige Kohlenwasserstoffharze) bis >200 °C variierendem Erweichungsbereich und einer Dichte von ca. 0,9 bis 1,2 g/cm3.
Sie sind löslich in organischen Lösungsmitteln wie Ethern, Estern, Ketonen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, unlöslich in Alkoholen und Wasser.
Unter Kolophoniumharz wird ein natürliches Harz verstanden, das aus dem Rohharz von Koniferen gewonnen wird. Man unterscheidet drei Kolophonium-Typen: Balsamharz als Destillationsrückstand von Terpentinöl, Wurzelharz als Extrakt von Koniferen-Wurzelstöcken und Tallharz, der Destillationsrückstand von Tallöl. Die mengenmäßig größte Bedeutung hat Balsamharz.
Kolophonium ist ein sprödes, transparentes Produkt von roter bis brauner Farbe. Es ist wasserunlöslich, löslich dagegen in vielen organischen Lösungsmitteln wie (chlorierten) aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethem und Ketonen sowie in pflanzlichen und mineralischen Ölen. Der Erweichungspunkt von Kolophonium liegt im Bereich von ca. 70 bis 80 °C.
Kolophonium ist ein Gemisch aus ca. 90 % Harzsäuren und 10 % Neutral-Stoffen (Fettsäureester, Terpenalkohole und Kohlenwasserstoffe). Die wichtigsten Kolophonium-Harzsäuren sind ungesättigte Carbonsäuren der Bruttoformel C20H3002, Abietin-, Neoabietin-, Lävopimar-, Pimar-, Isopimar-, und Palustrinsäure, neben hydrierter und dehydrierter Abietinsäure.
Die Mengenverhältnisse dieser Säuren variieren in Abhängigkeit von der Provenienz des Kolophoniums.
Als Weichmacher können alle aus der Klebebandtechnologie bekannten weichmachenden Substanzen eingesetzt werden. Dazu zählen unter anderem die paraffinischen und naphthenischen Öle, (funktionalisierte) Oligomere wie Oligobutadiene, -isoprene, flüssige Nitrilkautschuke, flüssige Terpenharze, pflanzliche und tierische Öle und Fette, Phthalate, funktionalisierte Acrylate.
Zum Zwecke der thermisch induzierten chemischen Vernetzung sind alle vorbekannten thermisch aktivierbaren chemischen Vernetzer wie beschleunigte Schwefel- oder Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive Melamin-, Formaldehyd- und (optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze beziehungsweise reaktive Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme mit den entsprechenden Aktivatoren, epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze sowie deren Kombinationen einsetzbar.
Die Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über 50 °C, insbesondere bei Temperaturen von 100 °C bis 160 °C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen von 110 °C bis 140 °C.
Die thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder andere hochenergetische elektromagnetische Wechselfelder erfolgen.
Anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren wird eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung näher erläutert, ohne sich durch die Wahl der gezeigten Figuren unnötig beschränken zu wollen.
Es zeigen
Figur 1
das erfindungsgemäße Verfahren in-einer-besonders vorteilhaften Ausführungsformen sowie
Figur 2
das erfindungsgemäße Verfahren in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform.
So zeigt Figur 1 eine Vorrichtung, in der auf ein Substrat 7 eine Klebemasse 8 aufgelegt wird. Sie zeigt also ein Verfahren zur Herstellung von Klebebändern.
Die Vorrichtung weist eine Auflegewalze 6 auf, in diesem Fall wird eine geerdete Kühlwalze eingesetzt. Das Substrat 7 ist ein Release-Liner, bestehend aus einer monoaxial gereckten Polypropylenfolie, die beidseitig mit antiadhäsiven Silikonschichten ausgerüstet wurde.
Das Substrat 7 wird über eine Andrückwalze 4 auf die Auflegewalze 6 aufgelegt, was die Luft zwischen Substrat 7 und Auflegewalze 6 entfernt. Sodann wird die letzte verbliebene Luft zwischen Substrat 7 und Auflegewalze 6 weitgehend mittels einer Substratelektrode 10 entfernt, die sich zwischen der Andrückwalze 4 und der Beschichtungsdüse 5 befindet.
Über die Beschichtungsdüse 5 wird schließlich die Masse 8, hier eine Klebemasse, aufgebracht, die unter der Auflegelektrode 1 durchgeführt wird.
Mit der Auflegeelektrode 1 werden hier Ladungen einseitig auf die Masse 8 aufgebracht. An der Oberfläche der Auflegewalze 6 stellen sich sofort Gegenladungen ein. Aus dem daraus resultierenden Feld wirkt eine Kraft auf die Masse plus Substrat, die beide Schichten auf die Auflegewalze 6 drückt.
Nach Durchlaufen der Gegenladungselektrode 2 sowie der Entladungselektrode 3 wird das mit der Masse 8 beschichtete Substrat 7 von der Auflegewalze 6 abgenommen. Die Gegenladungselektrode 2 bringt positive Ladungen auf die Masse 8, die bisher an der Oberfläche vorhandenen Gegenladungen fließen wieder ab, das Feld bricht weitgehend zusammen.
Bei der Entladungselektrode 3 werden schließlich die letzten Ladungen auf der Masse 8 entfernt.
Mit der Blende 9 vor der Auflegeelektrode 1 wird der mit Ionen angereicherte Raum begrenzt.
Figur 2 entspricht weitgehend der Figur 1. Die Andrückwalze 4 zum Auflegen des Substrates 7 auf die Auflegewalze 6 ist nicht vorhanden. Das Auflegen des Substrates auf die Auflegewalze 6 geschieht hier mittels einer Substratelektrode 10 im Bereich über der Auflagelinie des Substrates 7 auf die Auflegewalze 6, wodurch die Luft zwischen Substrat 7 und Auflegewalze 6 besonders effektiv entfernt wird.
Beispiele Beispiel 1
Eine Acrylatklebemasse wurde in Lösungsmitteln polymerisiert und in einem Extruder aufkonzentriert. In einem weiteren Extruder wurden Harze Alterungsschutzmittel und andere Additive zugemischt. Die Beschichtung der Masse erfolgte über eine Schmelzepumpe durch eine Breitschlitzdüse (Fa. Extrusion Dies Inc./USA), mit 35 cm Beschichtungsbreite auf eine 70 µm starke Polypropylentrennfolie, die dazu mit einer Andruckwalze auf eine temperierbare Auflegewalze gelegt wurde. Auf die beschichtete Seite dieser beidseitig mit 0,5 g/m2 starken antiadhäsiven Silikonschichten ausgerüsteten Folie wurde in einer folgenden Laminierstation eine 50 µm starke BOPP-Folie kaschiert. Danach wurde das Laminat aufgewickelt. Die Auflegewalze war in diesem Falle mit einer leitfähigen sehr glatten polierten Chromschicht ausgerüstet.
Zum Aufladen der Masseschicht wurde eine Nadelelektrode als Auflegeelektrode (Typ: R130A von Fa. Eltex)verwendet, die von einem Hochspannungsgenerator (Typ KNH34/N von Fa. Eltex) versorgt wurde. Zusätzlich wurde eine gleiche zweite Nadelelektrode (Gegenladungselektrode) im Bereich zwischen der Masseauflagelinie und der Abzugslinie des beschichteten Substrates von der Auflegewalze angebracht und von einem weiteren Hochspannungsgenerator (Typ KNH34/P von Fa. Eltex) mit Hochspannung der entgegengesetzten Polarität versorgt. Die Auflegeelektrode wurde bei einer Bahngeschwindigkeit von 75 m/min mit einer negativen Hochspannung von -15,8 kV beaufschlagt. Der Abstand der Nadelspitzen von der Walzenoberfläche, die Position der Elektrode in Bahnlaufrichtung und der Neigungswinkel der Elektrode zur Tangente der Auflegewalze wurden optimiert, bis keine Blasen zwischen Masse und Substrat mehr zu beobachten waren. Dabei betrug der Nadelabstand ca. 5 mm von der Walzenoberfläche, die Position der Elektrode war ca. 8 mm in Bahnlaufrichtung hinter der Auflegelinie und der Neigungswinkel zur Tangente der Auflegewalze betrug 90°.
Die Gegenladungselektrode wurde mit einer entgegengesetzten, also positiven, Hochspannung von +13,7 kV belegt, so daß der Absolutwert des Elektrodenstromes gleich dem der Auflegeelektrode war und das beschichtete Substrat damit vor dem Verlassen der Walze elektrostatisch neutralisiert wurde. Der Abstand der Nadelspitzen der Gegenladungselektrode von der Walzenoberfläche betrug ca. 12 mm.
Über der Ablöselinie der Bahn von der Auflegewalze wurde jedoch zusätzlich eine aktive Entladungselektrode (Typ R51A von Fa. Eltex), die mit 8 kV Wechselstrom bei einer Frequenz von 50 Hz aus einem Netzteil (Fa. Eltex Typ: ES52) gespeist wurde.
Bei einem Masseauftrag von 50 g/m wurde eine Beschichtungsgeschwindigkeit von 85 m/min erreicht ohne das Blasen zwischen Masse und Substrat zu beobachten waren.
Bestimmt wurde die Blasenbildung zum einen inline mit einem Camcorder, einer starken Lichtquelle und einem Monitor mit Hilfe von Standbildern bei Belichtungszeiten zwischen 100 und 1000 Mikrosekunden und zum anderen durch das Betrachten von Mustern nach dem Anhalten der Bahn.
Im folgenden wurde eine Aufladeelektrode (Substratelektrode) im Bereich zwischen der Andrückwalze und der Beschichtungsvorrichtung über der Auflegewalze angebracht. Die Substratelektrode (Typ: R130A von Fa. Eltex) wurde mit einer positiven Hochspannung von +8,7 kV belegt. Sie hatte also die entgegengesetzte Polarität wie die Auflegeelektrode. Die Versorgung erfolgte von einem Hochspannungsgenerator (Typ KNH34/P von Fa. Eltex). Der Abstand der Nadelspitzen der Gegenladungselektrode von der Walzenoberfläche betrug ca. 12 mm.
Aufgrund der auf das Substrat aufgebrachten positiven Ladungen konnte die Hochspannung an der Auflegeelektrode auf 9,2 kV abgesenkt werden. Auch die Hochspannung an der Gegenladungselektrode konnte reduziert werden. Hier wurde die Hochspannung so eingestellt, daß die Summe der Ströme in die Substratelektrode und in die Gegenladungselektrode gleich dem Absolutwert des Stromes in die Auflegeelektrode war. Dem folgte ein Feinabgleich, so daß an dem beschichteten Substrat nach dem Verlassen der Auflegewalze nur noch minimale Aufladungen festgestellt wurden.
Bei einem Masseauftrag von 50 g/m wurde mit dieser Anordnung eine Beschichtungsgeschwindigkeit von 92 m/min erreicht ohne das Blasen zwischen Masse und Substrat zu beobachten waren.
Zusätzlich wurde beobachtet, daß die Neigung der MOPP-Trennfolie zur Faltenbildung, infolge der Erwärmung durch das Auflegen der heißen Masse, durch die feste Haftung auf der Auflegewalze, aufgrund der Aufladung mit der Substratelektrode, deutlich reduziert war.
Bei weiterer Erhöhung der Bahngeschwindigkeit machten sich kleine Bläschen zischen der Beschichtung und dem Substrat bemerkbar, die um Kreise von ca. 3-5 mm Durchmesser angeordnet waren.
Beispiel 2
Es wurde angenommen, daß die im Beispiel 1 beschriebenen um Kreise angeordneten Bläschen durch noch verbliebene Restluft zwischen Auflegewalze und Substrat hervorgerufen wurden. Dieses war anzunehmen, da das elektrische Feld unter der Auflegeelektrode durch Restluftblasen beeinflußt wird. Zusätzlich ist zu erwarten, daß in diesen Restluftblasen die Luft ionisiert wird, wodurch neben einer noch stärkeren Beeinflussung der elektrischen Feldlinien auch eine verstärkte Schädigung der Releaseschicht eintreten kann.
In diesem Versuch wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 gewählt. Der Bahnweg wurde jedoch so verändert, daß die Andrückwalze nicht umschlungen wurde. Anstelle dessen wurde das Substrat mit der Substratelektrode, die über der Auflagelinie angeordnet wurde, gegen die Auflegewalze gedrückt. Es konnten die gleichen Spannungseinstellungen wie in Beispiel 1 gewählt werden.
Bei dem gleichen Masseauftrag von 50 g/m wie in Beispiel 1 wurde mit dieser Anordnung die an der Versuchsanlage maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 100 m/min erreicht ohne das Blasen zwischen Masse und Substrat zu beobachten waren.
Die in Beispiel 1 beobachteten kleinen Bläschen zwischen der Beschichtung und dem Substrat, die um Kreise von ca. 3 bis 5 mm angeordnet waren, wurden nicht mehr beobachtet.
Zum Vergleich der Schädigung der Releaseschichten wurden auch Muster bei 85 m/min hergestellt und mit der Fahrweise in Beispiel 1 mit Andruckwalze und ohne Substratelektrode verglichen.
Ermittelt wurden die Schädigungen mit der folgenden Meßmethode.
Messung der Trennkraft
Auf die zu messende Seite des Release-Liners wird ein doppelseitiges Prüfklebeband blasenfrei aufgelegt und mit einer 2 kg Stahlrolle durch fünfmaliges Überrollen angepreßt. Anschließend erfolgt eine Lagerung von einer Woche in einer Wärmekammer bei 70 °C. Zur Messung der Abzugskraft (Trennkraft) wird die dem Release-Liner abgewandte Seite des Prüfbands auf einer Stahlschiene fixiert. Anschließend wird der auf dem Prüfklebeband verklebte Release-Liner unter einem Winkel von 180° mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min abgezogen. Die dafür erforderliche Zugkraft (in cN/cm) wird an einer Zugprüfmaschine bei standardisierten Bedingungen (23 °C, 50 % Luftfeuchtigkeit) gemessen.
Angegeben werden das Minimum, das Maximum und der Mittelwert aus fünf Einzelmessungen.
Gemessene Trennkräfte mit der angegebenen Meßmethode
Minimum Maximum Mittelwert
Ungeschädigtes Referenzmuster 9 cN/cm 12 cN/cm 11 cN/cm
Offene Seite der Trennfolie Mit Andrückwalze 18 cN/cm 30 cN/cm 23 cN/cm
Abgedeckte Seite der Trennfolie Mit Andrückwalze 16 cN/cm 22 cN/cm 19 cN/cm
Offene Seite der Trennfolie Mit Substratelektrode 17 cN/cm 24 cN/cm 21 cN/cm
Abgedeckte Seite der Trennfolie Mit Substratelektrode 16 cN/cm 20 cN/cm 18 cN/cm
Die Ergebnisse zeigen, das hauptsächlich die Maxmimwerte' bei den Trennkräften abnehmen.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Herstellung von bahnförmigen, zumindest zweischichtigen Produkten, bei welchem eine aus einer Auftragsvorrichtung austretende Masse als Schicht unter Aufbringung elektrostatischer Ladungen auf ein bahnförmiges Substrat aufgetragen wird, welches auf einer Transportvorrichtung geführt wird, und bei dem das mit der Masse beschichtete Substrat vor dem Verlassen der Transportvorrichtung elektrostatisch neutralisiert wird,
    wobei auf das bahnförmige Substrat vor der Beschichtung mittels einer Substratelektrode elektrostatische Ladungen aufgebracht werden, so daß das Substrat auf die Transportvorrichtung gedrückt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Auftragsvorrichtung als Düse, insbesondere Breitschlitzdüse, Zwei- oder Mehrkanaldüse oder Adapterdüse, ausgestaltet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Transportvorrichtung als Auflegewalze ausgestaltet ist, die insbesondere geerdet und/oder temperierbar ausgeführt ist.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Masse mittels zumindest einer Auflegelektrode elektrostatisch aufgeladen wird, welche sich insbesondere über der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, im Bereich der Auflagelinie der Masseschicht befindet.
  5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    als Auflegeelektrode zwei in Bahnrichtung direkt hintereinander angeordnete Nadelelektroden verwendet werden, bei der die Nadeln insbesondere seitlich um einen halben Nadelabstand versetzt sind.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das mit der Masse beschichtete Substrat mittels zumindest einer Gegenladungselektrode vor dem Verlassen der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, elektrostatisch neutralisiert wird, wobei sich die Gegenelektrode insbesondere über der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, im Bereich zwischen der Auflagelinie der Masseschicht und der Abzugslinie des beschichteten Substrats befindet.
  7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das mit der Masse beschichtete Substrat mittels zumindest einer Entladungselektrode beim Verlassen der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, elektrostatisch neutral gehalten wird, wobei sich die Entladungselektrode insbesondere über der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, im Bereich der Abzugslinie des beschichteten Substrats befindet.
  8. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat mit einer Andruckwalze auf die Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, gelegt und/oder mit einer Abnahmewalze von der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, abgenommen wird.
  9. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    in Bahnlaufrichtung zwischen der Auftragsvorrichtung und der Auflegeelektrode eine Blende aus elektrisch isolierendem Material angebracht ist.
  10. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat vor dem Beschichten elektrostatisch neutralisiert wird.
  11. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die elektrische Spannung der Transportvorrichtung, bevorzugt Auflegewalze, 1 bis 40 kV, insbesondere 2 bis 15 kV beträgt.
  12. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Masse auf dem Substrat vor dem Verlassen der Transporteinrichtung, bevorzugt Auflegewalze, vernetzt wird, insbesondere mittels Elektronenstrahlen, UV-Strahlen, sichtbarem Licht oder einer Kombination aus diesen und/oder thermisch.
  13. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Substratelektrode aus einer oder mehreren Einzelelektroden, die hintereinander angeordnet sind, gebildet wird.
  14. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Substratelektrode zwischen der Auftragsvorrichtung und einer Andrückwalze für das Substrat angeordnet ist.
  15. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    anstelle einer Andrückwalze eine Substratelektrode im Bereich über der Auflegelinie des Substrates auf die Transportvorrichtung angeordnet ist.
  16. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Substratelektrode mit einer elektrischen Spannung der entgegengesetzten Polarität wie die Auflegelektrode beaufschlagt wird.
  17. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat ein Trägermaterial für ein Klebeband und/oder die Masse eine Klebemasse ist.
  18. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat ein Releaseliner für ein Klebeband ist.
  19. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat ein Vorprodukt, bestehend aus Release-Liner, Klebemasse und Träger, für ein doppelseitiges Klebeband und die Masse eine Klebemasse ist.
  20. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat aus einer oder mehreren Schichten besteht und/oder die Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten, wobei mindestens eine der Schichten klebend ist.
  21. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Substrat ein Release-Liner ist und die Beschichtung, bestehend aus einer erster Klebemasse, Träger und einer zweiten Klebemasse, aus einer Dreikanal- oder Adapterdüse ausgetragen wird.
  22. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    als Masse eingesetzt werden Acrylat-, Naturkautschuk-, Synthesekautschuk- oder EVA-Klebemassen.
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