EP4622785A1 - Mechanisches recycling von klebebändern und deren verwendung - Google Patents

Mechanisches recycling von klebebändern und deren verwendung

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EP4622785A1
EP4622785A1 EP23817309.0A EP23817309A EP4622785A1 EP 4622785 A1 EP4622785 A1 EP 4622785A1 EP 23817309 A EP23817309 A EP 23817309A EP 4622785 A1 EP4622785 A1 EP 4622785A1
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EP
European Patent Office
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adhesive
plastic
carrier layer
mixture
mass
Prior art date
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Pending
Application number
EP23817309.0A
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English (en)
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Inventor
Ingo Neubert
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Publication date
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    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2433/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers

Definitions

  • such adhesive tapes are multi-component materials, which, in addition to the adhesive, also include a carrier layer, which is usually made of plastic. Both the adhesives used in the adhesive layer and the plastics used in the carrier layers are often based on fossil resources. In light of increasing awareness of the The need for more sustainable economic activity and more careful use of fossil resources is often perceived as a disadvantage.
  • EP 0 839 621 A2 discloses the use of a film for producing an adhesive tape with a self-adhesive coating on at least one side, wherein the film consists of at least 10% by weight of recycled material consisting of adhesive tapes and/or production residues from their manufacture as well as adhesive tapes after their use, wherein the adhesive tapes each have a carrier in the form of a plastic film.
  • the method to be specified should create new possibilities for the recycling of adhesive elements in order to thereby increase the general recyclability of adhesive elements and to reduce the proportion of adhesive elements that must be incinerated or disposed of.
  • the plastic films obtained with the process according to the invention are advantageously particularly suitable for use as carrier layers in adhesive tapes, in particular those adhesive tapes which correspond in type to the adhesive tapes which were previously used as adhesive tape waste in the process according to the invention.
  • this advantageous suitability for the use of corresponding films in the production of adhesive tapes is due to the presence of domains derived from adhesive in the film produced, it being particularly advantageous to coat the carrier layer with an adhesive which, in terms of its chemical nature, is as similar as possible to the adhesive domains present in the material.
  • the method according to the invention is used to produce plastic films. These plastic films are in turn particularly suitable for use in the production of adhesive elements.
  • process step a the starting material for the subsequent manufacturing process is first provided.
  • this will mostly be an initial amount of adhesive tape waste that is to be recycled in the process according to the invention.
  • the corresponding collection of adhesive tape waste which can be provided as collected adhesive tape waste in a container, for example, is referred to as the initial compilation in the context of the present invention in order to clearly identify all of the old adhesive elements.
  • the old adhesive elements can in particular be previously used adhesive elements, for example used packaging adhesive tapes or protective films removed from electronic devices.
  • the inventor believes that the recycling of previously used adhesive elements will usually be associated with additional difficulties, in particular with regard to the logistical return of the corresponding adhesive tape waste from the end user without the appropriate recycling infrastructure and with regard to possible contamination of the adhesive layers with undesirable Components, for example paper and/or cardboard residues in the case of packaging adhesive tapes. Accordingly, it is particularly preferred to use process waste from adhesive element production as the starting material, since this can usually be collected directly on site and also does not have any contamination due to use and, secondly, has a defined material composition.
  • the corresponding initial composition can also be produced in the process. This can be done in particular by collecting the process waste that occurs within an adhesive tape production line and which is obtained by cutting a manufactured initial adhesive tape and introducing it into the process according to the invention as an initial composition. This enables particularly efficient integration of recycling into existing production lines.
  • it is a process according to the invention, additionally comprising the process step before process step a): a0) Producing a target adhesive element by cutting an initial adhesive composite, whereby old adhesive elements are obtained as process waste during the production of the adhesive tape.
  • the old adhesive elements in the initial composition can in principle be presented in different forms, for example as pieces of process sections or as long strip-shaped materials. With a view to efficient handling, however, the inventor suggests that at least very long old adhesive elements should be somewhat shredded before further processing in order to be able to be processed efficiently later in a mixing unit.
  • used adhesive tapes were pre-cut, for example, using a roll cutter, which was essentially done from a handling perspective and is not essential to the basic principle of the invention. Rather, it can be seen as an advantage of the method according to the invention that the mixing technology for kneading makes it possible to use even a few large pieces of old adhesive elements and, in particular, that no small-scale pre-shredding is necessary.
  • shredding units could also be used that enable finer pre-shredding.
  • it is a method according to the invention, additionally comprising, before method step b), the method step: bO) comminuting the initial assembly with a comminution unit to obtain a comminuted initial assembly comprising a plurality of old adhesive pieces from the comminuted old adhesive element(s).
  • the process according to the invention it is advantageously possible in the process according to the invention to process at least those release liners which themselves consist of a thermoplastic which is also contained in the initial assembly as a thermoplastic release layer plastic, whereby this is particularly efficient when the thermoplastic is the carrier layer plastic which has the largest mass proportion in the initial assembly.
  • the one or more waste adhesive elements at least partially, potentially predominantly, in some cases also substantially all, comprise a separating layer arranged on an adhesive layer, preferably a liner, wherein the separating layer comprises a thermoplastic release layer plastic, which is also included in the carrier layer.
  • the adhesive elements are defined in such a way that they comprise at least one carrier layer and an adhesive layer arranged on the carrier layer.
  • the expression “at least one” expresses that, for example, multi-layer carriers or adhesive elements that are sticky on both sides, for example double-sided adhesive tapes, can also be included in the initial composition.
  • a method according to the invention is particularly relevant in practice in this respect, wherein the one or more old adhesive elements at least partially, preferably predominantly, particularly preferably essentially all, comprise exactly one carrier layer.
  • a method according to the invention is particularly relevant in practice in this respect, wherein the one or more old adhesive elements at least partially, preferably predominantly, particularly preferably essentially all, comprise exactly one adhesive layer.
  • An example of a method according to the invention is one in which the carrier layer has an average thickness in the range from 20 to 120 pm, preferably in the range from 40 to 100 pm, particularly preferably in the range from 60 to 80 pm.
  • An example of a method according to the invention is one in which the adhesive layer has an average thickness in the range from 10 to 40 pm, preferably in the range from 20 to 30 pm.
  • the carrier layer will be a carrier film.
  • old adhesive elements can also be used whose carrier layer is formed by a foamed carrier material or a textile fabric made of plastic fibers.
  • the carrier layer is selected from the group consisting of carrier films, plastic foams and textile fabrics, in particular woven fabrics, scrims or nonwovens, wherein the carrier layer is particularly preferably a carrier film.
  • the at least one carrier layer comprises at least one thermoplastic material, which is referred to as a carrier layer plastic in the context of the present invention for the purpose of identifying it as clearly as possible.
  • this is therefore a plastic carrier layer, for example a plastic film on which the adhesive layer of the adhesive element is arranged.
  • the corresponding plastic films are nowadays mostly high-performance materials which, in addition to the actual polymer, can in many cases also comprise further additives, so that in many cases the corresponding carrier layers do not consist entirely of the carrier layer plastic.
  • the person skilled in the art understands, however, that in practice the carrier layers mostly consist predominantly of the corresponding thermoplastic carrier layer plastics and this is also preferred for the method according to the invention.
  • the carrier layer consists of 80% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, very particularly preferably essentially completely, of the one or more thermoplastic carrier layer plastics, based on the mass of the carrier layer.
  • the inventor has succeeded in identifying particularly suitable materials for the carrier layer of the old adhesive elements to be reused, with which excellent results can be achieved in the process according to the invention, in particular in combination with poly(meth)acrylate-based and/or rubber-based adhesives, as disclosed below, with excellent processability being found, in particular in the recycling of polypropylene-based carrier materials with corresponding adhesives, which resulted in a high-performance mixed material.
  • the one or more thermoplastic carrier layer plastics are selected from the group consisting of polyesters and polyolefins, preferably polyolefins.
  • thermoplastic carrier layer plastics are selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene and polypropylene, preferably polypropylene.
  • the carrier layer it is possible for the carrier layer to comprise a mixture of several thermoplastic carrier layer plastics, for example polyethylene and polypropylene.
  • carrier layers that are as pure as possible, for example carrier layers that consist essentially of polyethylene or polypropylene, since, in the opinion of the inventor, this makes it easier to choose the optimal processing parameters during kneading.
  • a method according to the invention is preferred, wherein the carrier layer comprises a thermoplastic carrier layer plastic with a mass fraction of 90% or more, preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more.
  • the adhesive layer arranged on the carrier layer comprises an adhesive.
  • the adhesive layer also comprises other components in addition to the adhesive, in particular insoluble fillers, for example particulate inorganic compounds or macroscopic fillers such as fibers or hollow microspheres. In the context of the present invention, these fillers are not included in the adhesive when calculating mass fractions. Fortunately, however, the method according to the invention is relatively tolerant of certain amounts of filler being introduced into the plastic film to be produced later via the adhesive layer. However, the inventor considers it particularly advantageous if the adhesive layer consists as largely as possible only of the adhesive and, for example, low filler contents are set in the adhesive layer accordingly. A method according to the invention is therefore preferred, wherein the adhesive layer consists of 80% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, very particularly preferably essentially completely, of the adhesive, based on the mass of the adhesive layer.
  • a pressure-sensitive adhesive is an adhesive that has pressure-sensitive adhesive properties, i.e. the ability to form a permanent bond to an adhesive substrate even under relatively light pressure.
  • Such pressure-sensitive adhesive tapes can usually be removed from the adhesive substrate after use without leaving any residue and are generally permanently adhesive even at room temperature, which means that they have a certain viscosity and tackiness so that they wet the surface of a substrate even under light pressure.
  • the tackiness of a pressure-sensitive adhesive tape results from the fact that a pressure-sensitive adhesive is used as the adhesive.
  • a pressure-sensitive adhesive can be regarded as an extremely highly viscous liquid with an elastic component, which consequently has characteristic viscoelastic properties that lead to the permanent tackiness and pressure-sensitive adhesive ability described above. It is assumed that in the case of corresponding PSAs, mechanical deformation leads to both viscous flow processes and the build-up of elastic restoring forces. The viscous flow serves to achieve adhesion, while the elastic restoring forces are particularly necessary to achieve cohesion.
  • the relationships between rheology and pressure-sensitive adhesiveness are known in the state of the art and are described, for example, in “Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology”, Third Edition, (1999), pages 153 to 203.
  • the storage modulus (G') and the Loss modulus (G") is used, which can be determined by means of dynamic mechanical analysis (DMA), for example using a rheometer, as disclosed for example in WO 2015/189323.
  • DMA dynamic mechanical analysis
  • an adhesive is preferably understood to be pressure-sensitively adhesive and thus a pressure-sensitive adhesive if, at a temperature of 23 °C in the deformation frequency range of 10° to 10 1 rad/sec, G' and G" are each at least partly in the range of 10 3 to 10 7 Pa.
  • a process according to the invention is preferred, wherein the combined mass proportion of adhesive (co)polymers in the adhesive is in the range from 20 to 90%, preferably in the range from 30 to 80%, particularly preferably in the range from 40 to 70%, based on the mass of the adhesive. Additionally or alternatively, a process according to the invention is preferred, wherein the adhesive comprises one or more adhesive resins, such as rosin or terpene phenol resins, preferably in a combined mass proportion in the range from 10 to 50%, preferably in the range from 15 to 45%, particularly preferably in the range from 20 to 40%, based on the mass of the adhesive.
  • adhesive resins such as rosin or terpene phenol resins
  • the weight-average molar mass Mw of the adhesive (co)polymers is typically 100,000 g/mol or more, preferably 150,000 g/mol or more, particularly preferably 200,000 g/mol or more.
  • the weight-average molar mass Mw of the adhesive resins, measured by GPC is typically 30,000 g/mol or less, preferably 20,000 g/mol or less, particularly preferably 10,000 g/mol or less.
  • a combination of columns of type PSS-SDV, 5 pm, 10 3 ⁇ as well as 10 5 ⁇ and 10 6 ⁇ , each with 8.0 mm * 300 mm, is used for separation (columns from Polymer Standards Service; detection using a Shodex RI71 differential refractometer). The flow rate is 1.0 ml per minute. Calibration is carried out for polyacrylates against PMMA standards (polymethyl methacrylate calibration) and otherwise (resins, elastomers) against PS standards (polystyrene calibration).
  • the one or more adhesive (co)polymers are selected from the group consisting of poly(meth)acrylates, wherein the mass fraction of adhesive resins in the adhesive is 5% or less, preferably 1% or less, particularly preferably 0.1% or less, based on the mass of the adhesive.
  • poly(meth)acrylate-based and rubber-based adhesives and corresponding adhesive elements are particularly suitable for processing in the method according to the invention and have particularly advantageous recyclability.
  • thermoplastic carrier layer plastics made of polyester or polyolefin, in particular with polypropylene
  • great advantages are shown, which result in high-performance material mixtures and corresponding plastic films with excellent physical-chemical properties.
  • Corresponding poly(meth)acrylate-based or rubber-based adhesive tapes are commercially available from numerous suppliers, whereby the nature of the adhesive used in each case can usually be seen from the product information.
  • the one or more adhesive (co)polymers are selected from the group consisting of poly(meth)acrylates and rubbers, preferably selected from the group consisting of rubbers, particularly preferably selected from the group consisting of natural rubber and synthetic rubbers, very particularly preferably selected from the group consisting of styrene-containing block copolymers, particularly preferably styrene-isoprene-styrene block copolymer and/or styrene-butadiene-styrene block copolymer.
  • a used adhesive element that is particularly suitable for recycling is obtained in particular when an adhesive mass, which comprises natural rubber and an adhesive resin as an adhesive mass (co-)polymer, is combined with a polypropylene-based carrier layer.
  • poly(meth)acrylates includes, in accordance with the expert's understanding, polyacrylates and polymethacrylates as well as copolymers of these polymers.
  • Poly(meth)acrylates can contain small amounts of monomer units that are not derived from (meth)acrylates.
  • a "poly(meth)acrylate” is understood to mean a (co)polymer whose monomer base consists of a mass fraction of 70% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 98% or more, of monomers selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters and methacrylic esters, based on the mass of the monomer base.
  • the adhesive mass comprises synthetic rubber, preferably styrene-containing block copolymers, particularly preferably styrene-isoprene-styrene block copolymer and/or styrene-butadiene-styrene block copolymer, preferably in a combined mass fraction of 20% or more, preferably 30% or more, particularly preferably 40% or more, based on the mass of the adhesive mass.
  • a method according to the invention is additionally or alternatively preferred, wherein the adhesive mass comprises natural rubber, preferably in a combined mass fraction of 20% or more, preferably 30% or more, particularly preferably 40% or more, based on the mass of the adhesive.
  • the initial composition also comprises other components in addition to the old adhesive elements.
  • the person skilled in the art will readily understand that it is preferred for essentially all embodiments that the initial composition consists predominantly and preferably essentially completely of old adhesive elements, since this enables particularly efficient recycling and any impairment of the method according to the invention by any disruptive components can be excluded.
  • a corresponding process control is particularly easy to implement, particularly in an industrial context when recycling process waste, which again expresses that the method according to the invention is particularly preferred for processing such old adhesive elements from process waste.
  • the initial composition consists of 80% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, very particularly preferably essentially completely, of the one or more old adhesive elements, based on the mass of the initial composition.
  • the inventors assume that it is at least possible in principle to use different old adhesive elements in the initial composition, which differ, for example, in terms of the thermoplastic carrier layer plastic in the carrier layer and/or the adhesive mass (CO) polymers, so that material mixtures are also possible in the initial composition.
  • such a mixing of different materials in the initial composition not only makes it difficult to choose the optimal processing temperature in the subsequent mixing step, but will also probably result in a mixed material whose physical and chemical properties are very difficult to adjust precisely, so that it is more suitable for less demanding applications.
  • thermoplastic carrier layer plastics in the initial composition cannot, however, be chosen to be arbitrarily high, so that in practice there will be a minimum content of adhesive mass.
  • the inventor has succeeded in specifying particularly coordinated mass proportions and ratios for these mass proportions with which advantageous material mixtures can be obtained.
  • thermoplastic carrier layer plastics in the initial composition is in the range from 50 to 90%, preferably in the range from 55 to 80%, particularly preferably in the range from 60 to 70%, based on the mass of the initial composition, and/or wherein the combined mass proportion of adhesive mass in the initial composition is in the range from 10 to 50%, preferably in the range from 20 to 45%, particularly preferably in the range from 30 to 40%, based on the mass of the initial composition.
  • a process according to the invention is preferred, wherein in the initial composition the quotient of the combined mass fraction of thermoplastic carrier layer plastics divided by the combined mass fraction of adhesive mass is in the range from 0.9 to 5, preferably in the range from 1.0 to 4, particularly preferably in the range from 1.1 to 3, very particularly preferably in the range from 1.2 to 2.5, based on the mass of the initial composition.
  • thermoplastic carrier layer plastics the total mass fraction of thermoplastics in the initial composition will be higher than the above-mentioned proportion of thermoplastic carrier layer plastics, given the fact that the adhesive (co)polymers are also generally thermoplastic.
  • An example of this is a process according to the invention, wherein the combined mass fraction of thermoplastics, ie in particular of thermoplastic carrier layer plastics and adhesive (co)polymers, in the initial composition is 75% or more, preferably 85% or more, particularly preferably 95% or more, based on the mass of the initial composition.
  • the initial composition is kneaded at elevated temperatures.
  • the material mixture produced in process step b) accordingly comprises the thermoplastic carrier layer plastics and the adhesive.
  • stamp kneader which is also referred to as an internal mixer
  • the mixing unit is a stamp kneader.
  • a stamp kneader sometimes also referred to as a stamp mixer, in most cases comprises a closed mixing chamber with at least two rotors, usually operated in opposite directions, which are designed to mix the components fed into the stamp kneader.
  • the mixing chamber of the stamp kneader is accessible via an inlet opening that can be closed with a stamp, whereby the stamp, which is typically operated pneumatically or hydraulically, presses the components fed into the mixing chamber through the rotors in order to achieve a mixing of these components. Due to the combined effect of the ram and rotors, the material to be mixed is exposed to particularly high shear forces within the ram kneader, whereby high temperatures are also achieved particularly effectively in ram mixers.
  • twin-screw extruder is particularly advantageous, particularly when processing strand-shaped waste adhesive elements, which can be unwound directly from a waste adhesive roll, for example, although twin-screw extruders are also suitable for processing shredded waste adhesive elements. Accordingly, a method according to the invention is preferred, wherein the mixing unit is a twin-screw extruder, preferably a conical twin-screw extruder. Melting and homogenization/mixing then take place in the twin-screw extruder.
  • the minimum temperature to be used is determined by the properties of the thermoplastic carrier layer plastic of the carrier layer. Accordingly, the minimum temperature for kneading the initial composition in the context of the present invention is defined by the melting temperature T M of the thermoplastic carrier layer plastic at normal pressure, which is given here in °C.
  • T M (i> is the melting temperature of the thermoplastic carrier layer plastic with the highest melting temperature in the initial composition.
  • the temperature used for kneading can be up to 10 °C below the melting temperature TM W , it is clear that, particularly when using powerful mixing units and strong shear forces, complete melting of the polymer components of the starting composition is not necessarily necessary and a reaction close to the melting point can be sufficient. However, it is particularly preferred to set the processing temperature essentially to TM W or even higher.
  • the temperature used for kneading is set essentially to the melting temperature of the thermoplastic carrier layer plastic with the highest melting temperature that is present to a noticeable extent, it follows that the starting composition, apart from any fillers or any small amounts of higher-melting carrier layer plastics, can be essentially completely melted, which enables advantageous homogenization and a particularly efficient process control during kneading.
  • this is a process according to the invention, wherein the kneading in process step b) is carried out in such a way that at least the polymer components, preferably all components, of the
  • thermoplastic carrier layer plastic with the highest melting temperature in the starting composition is polyethylene, wherein the kneading in process step b) takes place at a temperature of 130 °C or more, preferably 135 °C or more.
  • relevant thermoplastic carrier layer plastic with the highest melting temperature in the starting composition is polypropylene, wherein the kneading in process step b) takes place at a temperature of 165 °C or more, preferably 175 °C or more.
  • the time required for kneading will depend primarily on the physicochemical properties of the material mixture, the performance of the mixing unit and the set temperature.
  • a process according to the invention is typical, wherein the kneading in process step b) takes place for a time t in the range from 0.8 to 7 minutes, preferably in the range from 0.9 to 5 minutes, particularly preferably in the range from 1 to 3 minutes.
  • the process according to the invention in particular produces material mixtures which comprise a large number of material domains made of the respective thermoplastic carrier layer plastics or adhesive (co)polymers and optionally the adhesive resins, which, however, are distributed as evenly or finely dispersed as possible in the material mixture during kneading, so that the material mixture obtained has macroscopic properties that are as uniform as possible.
  • a process according to the invention is preferred in which the material mixture comprises a large number of material domains made of thermoplastic carrier layer plastics, the material domains made of thermoplastic carrier layer plastics are preferably evenly distributed in the material mixture, and/or in which the material mixture comprises a large number of material domains made of adhesive (co)polymers, the material domains made of adhesive (co)polymers are preferably evenly distributed in the material mixture.
  • the use of commercially available compatibilizers can be helpful in improving the fine distribution and thus the material properties.
  • the material mixture comprises natural rubber, preferably in a combined mass fraction in the range of 0.5 to 30%, preferably in the range of 1 to 20%, particularly preferably in the range of 5 to 15%, based on the mass of the material mixture.
  • plastic granulate like the material mixture itself, can also be referred to as plastic recyclate or old adhesive tape recyclate.
  • plastic granulate is to be interpreted broadly in the context of the present invention and, in addition to the form of typical granulates, also includes, for example, other pourable, particulate or coarse-grained materials as well as flakes, the functional requirement being in particular that the plastic granulate is suitable for feeding into a typical extruder.
  • processing particularly on a laboratory scale, can consist, for example, in the material mixture output from the mixing unit being formed into a plate between cooling rollers and flakes or cubes being cut from this plate.
  • composition of the plastic mixtures is documented in Table 2.
  • the mechanical properties are determined in a tensile/elongation test.
  • the tensile elongation behavior is determined on type 2 test specimens (rectangular, 150 mm long and, if possible, 15 mm wide test strips) according to DIN EN ISO 527-3/2/300 with a test speed of 300 mm/min, a clamping length of 100 mm and a preload of 0.3 N/cm, with samples being cut with sharp blades to determine the data.
  • the tensile elongation behavior is tested in machine direction (MD, running direction), unless otherwise stated.
  • the tensile strength is expressed in N/mm 2 and the elongation at break in %.
  • the modulus of elasticity is determined from the force-elongation curve at low elongation.
  • the test results, especially the elongation at break, are statistically verified by a sufficient number of measurements.
  • the tear strength is the force in N/cm required to tear a test specimen according to a specified procedure.
  • the measurement is carried out according to DIN EN ISO 6383-2:2004 (Part 2: Elmendorf method (ISO 6383-2:1983)). A rectangular test specimen is used.
  • the test results are also statistically verified by a sufficient number of measurements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen, umfassen die Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen einer Ausgangszusammenstellung, umfassend ein oder mehrere Altklebeelemente, umfassend jeweils: i) zumindest eine Trägerschicht, umfassend einen oder mehrere thermoplastische Kunststoffe, und ii) zumindest eine auf der Trägerschicht angeordnete Klebeschicht, umfassend eine Klebemasse, umfassend ein oder mehrere Klebemassen-(Co-)Polymere, b) Verkneten der Ausgangszusammenstellung in einem Mischaggregat zum Erhalt einer Materialmischung, umfassend den einen oder die mehreren thermoplastischen Kunststoffe und das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co- )Polymere, wobei das Verkneten bei einer Temperatur von T = (TM(i) - 10 °C) oder mehr erfolgt, wobei TM(i) die Schmelztemperatur des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes mit der höchsten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung ist, dessen Massenanteil 5 % oder mehr beträgt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung, und c) Extrudieren und Ausformen einer Kunststofffolie aus einer Kunststoffmischung, wobei die Kunststoffmischung die Materialmischung umfasst.

Description

Mechanisches Recycling von Klebebändern und deren Verwendung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen, ein darauf aufbauendes Verfahren zur Herstellung eines Klebeelementes, sowie mit den Verfahren hergestellte Kunststofffolien und Klebeelemente. Offenbart wird zudem die Verwendung einer Materialmischung aus bei erhöhten Temperaturen verkneteten Klebebandabfällen.
Das Fügen separater Elemente ist eines der zentralen Verfahren der Fertigungstechnik. Neben anderen Methoden, wie beispielsweise dem Schweißen und dem Löten, kommt dabei heutzutage insbesondere dem Kleben, d.h. dem Fügen unter Verwendung eines Klebstoffes, eine wichtige Bedeutung zu. Eine Alternative zur Verwendung formloser Klebstoffe, die beispielsweise aus einer Tube appliziert werden, stellen hierbei sogenannte Klebebänder dar, deren Klebewirkung auf den eingesetzten Klebemassen beruht. Der Einsatz von Klebebändern ist mit vielen Vorteilen verbunden, die diese Technologie für den Einsatz in vielen Industriezweigen, beispielsweise in der Elektronik- oder Fahrzeugindustrie prädestinieren.
In den meisten Fällen sind solche Klebebänder dabei Mehrkomponentenmaterialien, welche neben der Klebemasse auch eine Trägerschicht umfassen, die zumeist aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Sowohl die in der Klebeschicht eingesetzten Klebemassen als auch die in den Trägerschichten zur Anwendung kommenden Kunststoffe basieren häufig auf fossilen Ressourcen. Im Lichte eines steigenden Bewusstseins für die Notwendigkeit eines nachhaltigeren Wirtschaftens und eines schonenderen Umgangs mit fossilen Ressourcen wird dies regelmäßig als nachteilig empfunden.
Hinzu kommt, dass Klebebänder für viele Anwendungen auf einen einmaligen und zumeist kurzen Einsatz ausgelegt sind, beispielsweise als Verpackungsklebeband oder selbstklebende Oberflächenschutzfolie, wie sie beispielsweise bei elektronischen Geräten zum Einsatz kommen. Entsprechend fallen Klebebänder in der Praxis häufig bereits nach einmaliger Verwendung als Abfall an. Neben Klebebandabfällen, welche in der Folge einer Nutzung der Klebebänder entstehen, fallen zudem weitere Klebebandabfälle in der Klebebandproduktion an. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Prozessabfälle, welche beispielsweise beim Zuschneiden von Klebebändern in den Randbereichen entstehen, und bei denen es sich regelmäßig ebenfalls um Mehrkomponentenmaterialien aus einer Trägerschicht und einer Klebmasse handelt, wobei die Klebemasse zumeist wiederum mehrere Komponenten umfassen, insbesondere (Co-)Polymere und Klebharze.
Unabhängig von der Art der Entstehung, sei es als zuvor verwendetes Klebeband oder als Prozessabfall der Klebebandfertigung, ist den Klebebandabfällen gemeinsam, dass diese Art der Abfälle bis zum heutigen Tage zumeist nicht effizient wiederverwertet werden kann, wobei insbesondere der Mehrkomponentencharakter einem wirtschaftlichen Recycling entgegensteht. Entsprechend werden Klebebandabfälle heutzutage zumeist verbrannt oder deponiert („end of life“).
In der Zusammenschau der vorstehend beschriebenen Aspekte ist somit festzustellen, dass bei der Herstellung von Klebebändern und der späteren Anwendung zumeist nicht recyclebare Klebebandabfälle anfallen, für deren Herstellung zudem signifikante Mengen an fossilen Rohstoffen aufgewendet werden mussten. Dieser Umstand wird regelmäßig als sehr nachteilig wahrgenommen.
Aus dem Stand der Technik sind Versuche bekannt, zumindest den Bedarf an fossilen Ressourcen bei der Klebebandherstellung zu reduzieren, indem Trägerschichten eingesetzt werden, welche zumindest teilweise aus recyclierten Materialien hergestellt werden.
Aus der EP 0 839 621 A2 ist die Verwendung einer Folie zur Herstellung eines zumindest einseitig selbstklebend beschichteten Klebebandes bekannt, wobei die Folie zu einem Anteil von mindestens 10 Gew.-% aus Recyclingmaterial besteht, das aus Klebebändern und/oder Produktionsrückständen aus deren Herstellung sowie Klebebändern nach deren Anwendung besteht, wobei die Klebebänder jeweils einen Träger in Form einer Kunststofffolie aufweisen.
Eine entsprechende Offenbarung findet sich beispielsweise auch in der WO 2014/029664 A1 . Hierbei wird das T rägermaterial für die T rägerschicht im Rahmen eines Recyclings zumindest teilweise aus wiederverwerteten Kunststoffen hergestellt, so dass eine insoweit verbesserte ökologische Bilanz erreicht werden kann. Die entsprechenden Recycling-Verfahren erfordern jedoch regelmäßig möglichst reine Ausgangsmaterialien, so dass beispielsweise beim PET-Recycling möglichst reines Alt-PET eingesetzt wird, welches höchstens minimale Anteile an Verunreinigungen enthalten darf. Ein Recycling von Mehrkomponentenmaterialien ist regelmäßig nicht möglich, so dass entsprechende Ausgangsmaterialien zuvor aufwendigen Trenn- und/oder Aufbereitungsschritten unterzogen werden müssen.
Die vorstehend beschriebene Herangehensweise adressiert entsprechend lediglich eins der zuvor genannten Probleme, nämlich den Bedarf an fossilen Ressourcen für die Herstellung der Trägerschicht. Nach Beschichtung der Trägerschicht mit einer Trägerschicht und damit der Herstellung des Klebebandes bleibt die vorstehend beschriebene Problematik bestehen, dass sich die entsprechenden Mehrkomponentenmaterialien nicht, beziehungsweise zumindest nicht unter wirtschaftlich vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand, wiederverwerten lassen.
Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen oder zumindest zu verringern.
Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen und ein darauf aufbauendes Verfahren zur Herstellung entsprechender Klebeelemente anzugeben, welches eine nachhaltigere Produktion von entsprechenden Kunststofffolien und Klebeelementen ermöglicht.
Insoweit war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren es ermöglichen sollte, den Bedarf an fossilen Ressourcen bei der Klebebandherstellung zu verringern.
Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren neue Möglichkeiten bei der Wiederverwertung von Klebeelementen schaffen sollte, um dadurch die generelle Wiederverwertbarkeit von Klebeelementen zu erhöhen und den Anteil der Klebeelemente zu reduzieren, der verbrannt oder deponiert werden muss.
Zudem war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren möglichst weitgehend ohne den Einsatz von gesundheits- und/oder umweltschädlichen Substanzen durchführbar sein sollte.
Des Weiteren war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren zur Herstellung von Kunststofffolien beziehungsweise Klebeelementen in leistungsfähigen Produkten resultieren sollte, die auch anspruchsvolle Anwendungserfordernisse zuverlässig erfüllen sollten.
Darüber hinaus war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, entsprechende mit dem anzugebenden Verfahren herstellbare Kunststofffolien und Klebeelemente bereitzustellen, welche besonders nachhaltig produziert werden können, ohne inakzeptable Abstriche bei den physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Produkte in Kauf nehmen zu müssen.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat nunmehr gefunden, dass sich die vorstehend beschriebenen Aufgaben überraschenderweise lösen lassen, wenn entgegen dem bestehenden Vorurteil, dass eine sinnvolle Wiederverwertung von Materialien eine möglichst reine Trennung der Ausgangsmaterialien erfordert, vielmehr Klebebandabfälle als Mehrkomponentenmaterialien einer gemeinsamen Wiederverwertung unterzogen werden, die eine mechanische Bearbeitung bei erhöhten Temperaturen umfasst, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Völlig überraschen führt die erfindungsgemäße Verarbeitung von mehrkomponentigen Klebebandabfällen zu einer nicht klebrigen Materialmischung, welche sehr weitgehend homogenisiert und beispielsweise zu einem Granulat verarbeitet werden kann, welches überraschenderweise auch in hohen Massenanteilen in Kunststoffmischungen für die Folienherstellung eingesetzt werden kann. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, Altklebebänder einer effizienten Wiederverwendung zuzuführen und aus den überraschenderweise nicht klebrigen Materialmischungen, welche aus dieser Wiederverwertung erhalten werden, zweckmäßigerweise unter Zugabe gewisser Mengen an frischem Kunststoff, Kunststofffolien herzustellen, welche über ausgezeichnete physikalischchemische sowie mechanische Eigenschaften verfügen und welche insbesondere in gewohnter Weise verarbeitet, beispielsweise verstreckt, werden können. Hierdurch wird nicht nur eine unerwartete Möglichkeit zur zeit- und kosteneffizienten Wiederverwertung von Klebeelementen eröffnet, sondern es kann auch der Gesamtbedarf an fossilen Ressourcen und der damit verbundene COs-Fußabdruck für die entsprechend hergestellten Klebebänder reduziert werden.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Kunststofffolien sind dabei in vorteilhafter Weise besonders geeignet, um als Trägerschichten in Klebebändern eingesetzt zu werden, insbesondere solchen Klebebändern, die von ihrer Art den Klebebändern entsprechen, welche im erfindungsgemäßen Verfahren zuvor als Klebebandabfälle eingesetzt wurden. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, geht der Erfinder davon aus, dass diese vorteilhafte Eignung für die Verwendung entsprechender Folien beim der Herstellung von Klebebändern, insbesondere bei Klebebändern, die hinsichtlich ihrer Art den zuvor verarbeiteten Klebebandabfällen entsprechen, auf die Anwesenheit von aus Klebemasse abgeleiteten Domänen in der hergestellten Folie zurückzuführen ist, wobei es insbesondere vorteilhaft ist, die Trägerschicht mit einer Klebemasse zu beschichten, die hinsichtlich ihrer chemischen Natur den im Material vorhandenen Klebemassendomänen möglichst weitgehend ähnelt.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.
Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Kunststofffolien, Klebeelemente und Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Verfahren.
Insoweit nachfolgend für ein Element, beispielsweise für die thermoplastische Trägerschichtkunststoffe oder die Klebemassen-(Co-)Polymere, sowohl spezifische Mengen bzw. Anteile dieses Elementes als auch bevorzugte Ausgestaltungen des Elementes offenbart werden, sind insbesondere auch die spezifischen Mengen bzw. Anteile der bevorzugt ausgestalteten Elemente offenbart. Zudem ist offenbart, dass bei den entsprechenden spezifischen Gesamtmengen bzw. Gesamtanteilen der Elemente zumindest ein Teil der Elemente bevorzugt ausgestaltet sein kann und insbesondere auch, dass bevorzugt ausgestaltete Elemente innerhalb der spezifischen Gesamtmengen oder Gesamtanteile wiederum in den spezifischen Mengen bzw. Anteilen vorliegen können.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen, umfassen die Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen einer Ausgangszusammenstellung, umfassend ein oder mehrere Altklebeelemente, umfassend jeweils: i) zumindest eine Trägerschicht, umfassend einen oder mehrere thermoplastische
Trägerschichtkunststoffe, und ii) zumindest eine auf der Trägerschicht angeordnete Klebeschicht, umfassend eine Klebemasse, umfassend ein oder mehrere Klebemassen-(Co-)Polymere, b) Verkneten der Ausgangszusammenstellung in einem Mischaggregat zum Erhalt einer Materialmischung, umfassend den einen oder die mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe und das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere, wobei das Verkneten bei einer Temperatur von T = (TM ) - 10 °C) oder mehr erfolgt, wobei TM(i> die Schmelztemperatur des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes mit der höchsten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung ist, dessen Massenanteil 2 % oder mehr beträgt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung, und c) Extrudieren und Ausformen einer Kunststofffolie aus einer Kunststoffmischung, wobei die Kunststoffmischung die Materialmischung umfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung von Kunststofffolien. Diese Kunststofffolien sind wiederrum für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen besonders geeignet.
In Verfahrensschritt a) wird zunächst das Ausgangsmaterial für den späteren Herstellungsprozess vorgelegt. Hierbei wird es sich in der Praxis zumeist um eine Ausgangsmenge an Klebebandabfällen handeln, welche im erfindungsgemäßen Verfahren einer Wiederverwertung unterzogen werden sollen. Die entsprechende Ansammlung von Klebebandabfällen, die beispielsweise als gesammelte Klebebandabfälle in einem Behältnis bereitgestellt werden können, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Ausgangszusammenstellung bezeichnet, um die Gesamtheit der Altklebeelemente klar zu identifizieren.
Bei den Altklebeelementen kann es sich insbesondere um zuvor benutzte Klebeelemente handeln, beispielsweise benutzte Verpackungsklebebänder oder abgezogene Schutzfolien von elektronischen Geräten. In der Praxis wird die Wiederverwertung von zuvor benutzten Klebeelementen nach Einschätzung des Erfinders jedoch zumeist mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden sein, insbesondere bei der logistischen Rückführung entsprechender Klebebandabfälle vom Endanwender ohne entsprechende Recyclinginfrastruktur sowie hinsichtlich einer mögliche Verschmutzung der Klebeschichten mit unerwünschten Bestandteilen, beispielsweise Papier und/oder Pappresten im Falle von Verpackungsklebebändern. Demnach ist es besonders bevorzugt, als Ausgangsmaterial Prozessabfälle der Klebeelementproduktion einzusetzen, da diese zumeist direkt vor Ort gesammelt werden können und zudem noch keine benutzungsbedingten Verunreinigungen aufweisen und zum anderen eine definierte Materialzusammensetzung haben. Beispielhaft ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Altklebeelemente in der Ausgangszusammenstellung ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Prozessabfällen der Klebeelementproduktion, insbesondere Prozessabfällen der Klebebandproduktion, und benutzten Klebeelementen, insbesondere benutzten Klebebändern, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Prozessabfällen der Klebeelementproduktion, insbesondere abgetrennte Randkanten von Mutterrollen aus der Klebebandproduktion.
Bei den Altklebeelementen handelt es sich um Klebeelemente. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis wird es sich in der Praxis zumeist um Klebebänder oder Bestandteile von Klebebändern, beispielsweise Prozessabfälle handeln, wobei jedoch auch andere, inhärent nicht bandförmige Klebeelemente wiederverwertet werden können, beispielsweise sogenannte Stanzlinge oder Klebefolien. Der Ausdruck Klebeelemente wird insoweit verwendet, um neben Klebebändern auch diese sonstigen Ausgangsmaterialien abzudecken, die nicht bandförmig sind.
Gemäß der vorstehenden Definition kann die entsprechende Ausgangszusammenstellung auch im Verfahren hergestellt werden. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass innerhalb einer Klebebandfertigung die auftretenden Prozessabfälle, welche durch Zuschneiden eines hergestellten Ausgangsklebebandes erhalten werden, gesammelt und als Ausgangszusammenstellung in das erfindungsgemäße Verfahren eingebracht werden. Hierdurch ist eine besonders effiziente Integration der Wiederverwertung in bestehende Produktionslinien möglich. In diesem bevorzugten Fall handelt es sich um ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend vor Verfahrensschritt a) den Verfahrensschritt: a0) Herstellen eines Zielklebeelementes durch Zuschneiden eines Ausgangsklebeverbundes, wobei bei der Herstellung des Klebebandes Altklebeelemente als Prozessabfall erhalten werden.
Die Altklebeelemente in der Ausgangszusammenstellung können prinzipiell in unterschiedlichen Formen vorgelegt werden, beispielsweise als Stücke von Prozessabschnitten oder als lange bandförmige Materialien. Mit Blick auf eine effiziente Handhabung schlägt der Erfinder jedoch vor, dass zumindest sehr lange Altklebeelemente vor der weiteren Verarbeitung etwas zerkleinert werden sollten, um später effizient in einem Mischaggregat verarbeitet werden zu können. In den Versuchen des Erfinders wurden benutzte Klebebänder beispielsweise unter Einsatz eines Rollenschneiders vorgeschnitten, was im Wesentlichen unter handhabungstechnischen Aspekten erfolgte und für das Grundprinzip der Erfindung nicht wesentlich ist. Vielmehr kann es als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass die Mischtechnik zum Verkneten es ermöglicht, dass auch wenige große Stücke an Altklebeelementen verwendet werden können und insbesondere keine kleinteilige Vorzerkleinerung notwendig ist. Insoweit ist es jedoch vorstellbar, dass insbesondere für spätere großtechnische Anwendungen und insbesondere in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Altklebeelemente auch Zerkleinerungsaggregate eingesetzt werden könnten, die eine feinere Vorverkleinerung ermöglichen. In diesem Fall handelt es sich beispielsweise um ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend vor Verfahrensschritt b) den Verfahrensschritt: bO) Zerkleinern der Ausgangszusammenstellung mit einem Zerkleinerungsaggregat zum Erhalt einer zerkleinerten Ausgangszusammenstellung, umfassend eine Vielzahl an Altklebestücken aus dem oder den zerkleinerten Altklebeelementen.
Bevorzugt ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Zerkleinerungsaggregat eine Schneidvorrichtung ist, bevorzugt ein Schredder oder ein Rollenschneider, wobei das Zerkleinerungsaggregat bevorzugt ein automatisiertes Zerkleinerungsaggregat ist. Bevorzugt ist für die weit überwiegende Zahl der Fälle ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Ausgangszusammenstellung eine Vielzahl an Altklebeelementen, insbesondere zerkleinerten Altklebeelementen, umfasst.
In den Experimenten des Erfinders wurde insoweit auch eine weitere bevorzugte Ausführungsform identifiziert. In diesen Experimenten hat sich gezeigt, dass es möglich ist, eine für die Wiederverwertung vorgesehene Kleberolle effizient zu recyceln, wenn das Altklebeband von dieser Klebeband-Abfallrolle abgewickelt und direkt in das Mischaggregat eingegeben wird, wobei diese Ausführungsform insbesondere für die Kombination mit dem Einsatz eines Doppelschneckenextruders geeignet ist, wie es nachfolgend offenbart wird.
Viele der aus dem Stand der Technik bekannten Klebebänder umfassen in dem für die Lagerung und Handhabung vorgesehenen Zustand einem auf der Klebeschicht angeordneten Trennliner, welcher die Klebeschicht schützt und bei Klebebandrollen ein leichtes Abwickeln der Klebeschicht ermöglichen soll. Bei benutzten Klebeelementen wird dieser Trennliner zumeist nicht mehr auf der Klebeschicht aufliegen. Bei Prozessabfällen der Klebeelementproduktion wird ein entsprechender Trennliner in dem Moment, in dem der Verschnitt entsteht, wiederum in vielen Fällen noch nicht aufgebracht sein. Zudem lässt sich ein solcher Trennliner bei Bedarf vor dem Verfahren entfernen. Entsprechend werden die Altklebeelemente der Ausgangszusammenstellung häufig keinen Trennliner umfassen. Nach Einschätzung des Erfinders ist es jedoch im erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise möglich, zumindest solche Trennliner, welche selbst aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, welcher auch als thermoplastischer Trennschichtkunststoff in der Ausgangszusammenstellung enthalten ist, mitzuverarbeiten, wobei dies besonders effizient dann möglich ist, wenn es sich bei dem thermoplastischen Kunststoff um den Trägerschichtkunststoff handelt, welcher in der Ausgangszusammenstellung den größten Massenanteil hat. In diesem Fall handelt es sich um ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Altklebeelemente zumindest teilweise, potentiell überwiegend, in einigen Fällen auch im Wesentlichen sämtlich, eine auf einer Klebeschicht angeordnete Trennschicht umfassen, bevorzugt einen Liner, wobei die Trennschicht einen thermoplastischen Trennschichtkunststoff umfasst, den auch die Trägerschicht umfasst.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Klebeelemente insoweit definiert, dass diese zumindest eine Trägerschicht und eine auf der Trägerschicht angeordnete Klebeschicht umfassen. Der Ausdruck „zumindest eine“ drückt dabei aus, dass beispielsweise auch mehrlagige Träger oder beidseitig klebrige Klebeelemente, beispielsweise doppelseitige Klebebänder in der Ausgangszusammenstellung enthalten sein können. Für die Praxis besonders relevant ist insoweit jedoch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Altklebeelemente zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt im Wesentlichen sämtlich, genau eine Trägerschicht umfassen. Für die Praxis besonders relevant ist insoweit zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Altklebeelemente zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt im Wesentlichen sämtlich, genau eine Klebeschicht umfassen.
Es kann als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass dieses für eine breite Palette an typischen Klebeelementen einsetzbar ist. Beispielhaft ist dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerschicht eine mittlere Dicke im Bereich von 20 bis 120 pm, bevorzugt im Bereich von 40 bis 100 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 pm, aufweist. Beispielhaft ist zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht eine mittlere Dicke im Bereich von 10 bis 40 pm, bevorzugt im Bereich von 20 bis 30 pm, aufweist.
Die Trägerschicht wird in der weit überwiegenden Zahl der Fälle eine Trägerfolie sein. Ausgehend von den Experimenten des Erfinders können jedoch auch Altklebelemente eingesetzt werden, deren Trägerschicht durch ein geschäumtes Trägermaterial oder ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern gebildet wird. Beispielhaft ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trägerfolien, Kunststoffschäumen und textilen Flächengebilden, insbesondere Geweben, Gelegen oder Vliesen, wobei die Trägerschicht besonders bevorzugt eine Trägerfolie ist. Die zumindest eine Trägerschicht umfasst erfindungsgemäß zumindest einen thermoplastischen Kunststoff, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke einer möglichst klaren Identifikation als Trägerschichtkunststoff bezeichnet wird. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis handelt es sich somit um eine Kunststoffträgerschicht, beispielsweise um eine Kunststofffolie, auf der die Klebeschicht des Klebeelements angeordnet ist. Bei entsprechenden Kunststofffolien handelt es sich heutzutage zumeist um Hochleistungsmaterialien, welche neben dem eigentlichen Polymeren in vielen Fällen auch noch weitere Additive umfassen können, so dass entsprechende Trägerschichten in vielen Fällen nicht vollständig aus dem Trägerschichtkunststoff bestehen. Der Fachmann versteht jedoch, dass die Trägerschichten in der Praxis zumeist weit überwiegend aus den entsprechenden thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen bestehen und dies auch für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt ist. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerschicht zu 80 % oder mehr, bevorzugt zu 90 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 95% oder mehr, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig, aus dem einen oder den mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen besteht, bezogen auf die Masse der Trägerschicht.
Dem Erfinder ist es insoweit gelungen, besonders geeignete Materialien für die Trägerschicht der wiederzuverwendenden Altklebeelemente zu identifizieren, mit denen sich im erfindungsgemäßen Verfahren ausgezeichnete Ergebnisse erzielen lassen, insbesondere in Kombination mit Poly(meth)acrylat-basierten und/oder Kautschuk-basierten Klebemassen, wie sie nachfolgend offenbart sind, wobei sich insbesondere bei der Wiederverwertung von Polypropylen-basierten Trägermaterialien mit entsprechenden Klebemassen eine ausgezeichnete Prozessierbarkeit ergeben hat, die in einem leistungsfähigen Mischmaterial resultierte. Bevorzugt ist nämlich zunächst ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der eine oder die mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern und Polyolefinen, bevorzugt Polyolefinen. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der eine oder die mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen und Polypropylen, bevorzugt Polypropylen. Zumindest theoretisch ist es möglich, dass die Trägerschicht eine Mischung aus mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen umfasst, beispielsweise Polyethylen und Polypropylen. Aus fertigungstechnischer Hinsicht und mit Blick auf die industriell relevanten Kunststofffolien, welche in der Herstellung von Klebeelementen regelmäßig zum Einsatz kommen, ist es jedoch besonders bevorzugt, möglichst sortenreine Trägerschichten einzusetzen, beispielsweise Trägerschichten, welche im Wesentlichen aus Polyethylen oder Polypropylen bestehen, da hierdurch nach Einschätzung des Erfinders insbesondere die Wahl der optimalen Verarbeitungsparameter beim Verkneten erleichtert wird. Bevorzugt ist demgemäß ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerschicht einen thermoplastischen Trägerschichtkunststoff mit einem Massenanteil von 90 % oder mehr, bevorzugt 95 % oder mehr, besonders bevorzugt 99 % oder mehr, umfasst.
Die auf der Trägerschicht angeordnete Klebeschicht umfasst eine Klebemasse. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ist es dabei möglich, dass die Klebeschicht neben der Klebemasse auch weitere Bestandteile umfasst, insbesondere unlösliche Füllstoffe, beispielsweise partikuläre anorganische Verbindungen oder makroskopische Füllstoffe wie Fasern oder Mikrohohlkugeln. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden diese Füllstoffe bei der Kalkulation von Massenanteilen nicht der Klebemasse zugerechnet. Erfreulicherweise ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch relativ tolerant dafür, dass über die Klebeschicht gewisse Anteile an Füllstoff in die spätere herzustellende Kunststofffolie eingetragen werden. Jedoch erachtet es der Erfinder als besonders vorteilhaft, wenn die Klebeschicht möglichst weitgehend nur aus der Klebemasse besteht und entsprechend beispielsweise niedrige Füllstoffgehalte in der Klebeschicht eingestellt werden. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht zu 80 % oder mehr, bevorzugt zu 90 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 95% oder mehr, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig, aus der Klebemasse besteht, bezogen auf die Masse der Klebeschicht.
Erfindungsgemäß umfasst die Klebemasse ein oder mehrere (Co-)Polymere, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur klaren Identifikation als Klebemassen- (Co-)Polymere bezeichnet werden. In der weit überwiegenden Zahl der Fälle wird die Klebmasse darüber hinaus auch Klebharze umfassen. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Klebemasse mit vorteilhaften Klebeeigenschaften, insbesondere einer Haftklebrigkeit auszuführen. Eine entsprechende Haftklebrigkeit ist für viele Klebeanwendungen bevorzugt, so dass viele Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren eine Haftklebemasse umfassen werden, welche sich in vorteilhafter besonders gut im erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiten lassen. Besonders bevorzugt ist somit auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebemasse eine Haftklebemasse ist.
Eine Haftklebemasse ist in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis eine Klebemasse, die über haftklebrige Eigenschaften verfügt, d.h. über die Eigenschaft bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung zu einem Haftgrund einzugehen. Entsprechende Haftklebebänder sind üblicherweise nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder ablösbar und in der Regel schon bei Raumtemperatur permanent eigenklebrig, was bedeutet, dass sie eine gewisse Viskosität und Anfassklebrigkeit aufweisen, so dass sie die Oberfläche eines Untergrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Haftklebrigkeit eines Haftklebebandes ergibt sich daraus, dass als Klebemasse eine Haftklebemasse verwendet wird. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, wird häufig davon ausgegangen, dass eine Haftklebemasse als extrem hochviskose Flüssigkeit mit einem elastischen Anteil betrachtet werden kann, die demzufolge charakteristische viskoelastische Eigenschaften aufweist, die zu der vorstehend beschriebenen dauerhaften Eigenklebrigkeit und Haftklebefähigkeit führen. Man geht davon aus, dass es bei entsprechenden Haftklebemassen bei mechanischer Deformation sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Der anteilige viskose Fluss dient dabei zur Erzielung von Adhäsion, während die anteiligen elastischen Rückstellkräfte insbesondere zur Erzielung von Kohäsion notwendig sind. Die Zusammenhänge zwischen der Rheologie und der Haftklebrigkeit sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in „Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology“, Third Edition, (1999), Seiten 153 bis 203, beschrieben. Zur Charakterisierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil werden üblicherweise der Speichermodul (G‘) und der Verlustmodul (G“) herangezogen, die mittels dynamisch mechanischer Analyse (DMA), beispielsweise unter Verwendung eines Rheometers, ermittelt werden können, wie es beispielsweise in der WO 2015/189323 offenbart wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Klebemasse vorzugsweise dann als haftklebrig und somit als Haftklebemasse verstanden, wenn bei einer Temperatur von 23 °C im Deformationsfrequenzbereich von 10° bis 101 rad/sec G‘ und G“ jeweils zumindest zum Teil im Bereich von 103 bis 107 Pa liegen.
Dem Erfindern ist es insoweit gelungen, bevorzugte Massenanteile für die Klebemassen-(Co-)Polymere und die entsprechenden Klebeharze anzugeben. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der kombinierte Massenanteil von Klebemassen-(Co-)Polymeren in der Klebemasse im Bereich von 20 bis 90 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 80 %, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 70 %, liegt, bezogen auf die Masse der Klebemasse. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebemasse ein oder mehrere Klebharze, wie z.B. Kolophonium- oder Terpenphenolharze, umfasst, bevorzugt in kombinierte Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 15 bis 45 %, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 %, bezogen auf die Masse der Klebemasse.
Für den Fachmann im Bereich der Klebetechnik ist es dabei problemlos möglich, die Klebemassen-(Co-)Polymere, welche zuweilen auch als filmbildende (Co- )Polymere bezeichnet werden, von Klebharzen zu unterscheiden. Die Unterscheidung erfolgt dabei insbesondere über die mittleren Molmassen, die für typische Klebemassen-(Co-)Polymere signifikant über denen typischer Klebharze liegen. Die gewichtsmittlere Molmasse Mw der Klebemassen-(Co-)Polymere, gemessen mittels GPC, liegt typischerweise bei 100.000 g/mol oder mehr, bevorzugt bei 150.000 g/mol oder mehr, besonders bevorzugt bei 200.000 g/mol oder mehr. Die gewichtsmittlere Molmasse Mw der Klebharze, gemessen mittels GPC, liegt typischerweise bei 30.000 g/mol oder weniger, bevorzugt bei 20.000 g/mol oder weniger, besonders bevorzugt bei 10.000 g/mol oder weniger.
Die Angaben der gewichtsmittlere Molmasse Mw beziehen sich dabei auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (GPC). Die Bestimmung erfolgt an 100 pl klarfiltrierter Probe (Probenkonzentration 4 g/l). Als Eluent wird Tetrahydrofuran mit 0,1 Vol. -% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 25 °C. Als Vorsäule wird eine Säule Typ PSS-SDV, 5 pm, 103 Ä, 8,0 mm * 50 mm (Angaben hier und im Folgenden in der Reihenfolge: Typ, Partikelgröße, Porosität, Innendurchmesser * Länge; 1 Ä = 10-10 m) verwendet. Zur Auftrennung wird eine Kombination der Säulen des Typs PSS-SDV, 5 pm, 103 Ä sowie 105 Ä und 106 Ä mit jeweils 8,0 mm * 300 mm eingesetzt (Säulen der Firma Polymer Standards Service; Detektion mittels Differentialrefraktometer Shodex RI71 ). Die Durchflussmenge beträgt 1 ,0 ml pro Minute. Die Kalibrierung erfolgt bei Polyacrylaten gegen PMMA-Standards (Polymethylmethacrylat-Kalibrierung) und sonst (Harze, Elastomere) gegen PS-Standards (Polystyrol-Kalibrierung).
Beim Einsatz von Poly(meth)acrylat basierten Klebemassen ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, den Gehalt an Klebharzen niedrig zu halten und gegebenenfalls sogar vollständig darauf zu verzichten. In diesem Fall handelt es sich um ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, wobei der Massenanteil von Klebharzen in der Klebemasse 5 % oder weniger, bevorzugt 1 % oder weniger, besonders bevorzugt 0,1 % oder weniger, beträgt, bezogen auf die Masse der Klebemasse.
Der Erfinder hat in eigenen Versuchen erkannt, dass sich insbesondere Poly(meth)acrylat-basierte und Kautschuk-basierte Klebemassen und entsprechende Klebeelemente ausgezeichnet für die Verarbeitung im erfindungsgemäßen Verfahren eignen und eine besonders vorteilhafte Wiederverwertbarkeit aufweisen. Dabei zeigen sich insbesondere in Kombination der entsprechenden Klebemassen mit thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen aus Polyester oder Polyolefin, insbesondere mit Polypropylen große Vorteile, die in leistungsfähigen Materialmischungen und entsprechenden Kunststofffolien mit ausgezeichneten physikalisch-chemischen Eigenschaften resultieren. Entsprechende Poly(meth)acrylat-basierte oder Kautschuk-basierte Klebebänder sind von zahlreichen Anbietern kommerziell erhältlich, wobei die Natur der jeweils eingesetzten Klebemasse zumeist aus den Produktinformationen ersichtlich ist. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten und Kautschuken, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Kautschuken, besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk und Synthesekautschuken, ganz besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Styrolhaltigen Blockcopolymeren, insbesondere bevorzugt Styrol-Isopren-Styrol- Blockcopolymer und/oder Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer.
Nach Einschätzung des Erfinders ergibt sich ein besonders gut für die Wiederverwertung geeignetes Altklebeelement insbesondere dann, wenn eine Klebemasse, welche als Klebemassen-(Co-)Polymer Naturkautschuk und ein Klebharz umfasst, mit einer Polypropylen-basierten Trägerschicht kombiniert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Poly(meth)acrylate“ in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis Polyacrylate und Polymethacrylate sowie Copolymere dieser Polymere. Poly(meth)acrylate können kleinere Mengen an Monomereinheiten enthalten, die sich nicht aus (Meth)acrylaten ableiten. Unter einem „Poly(meth)acrylat“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend ein (Co-)Polymer verstanden, dessen Monomerbasis zu einem Massenanteil von 70 % oder mehr, bevorzugt 90 % oder mehr, besonders bevorzugt 98 % oder mehr, aus Monomeren besteht, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern, bezogen auf die Masse der Monomerbasis.
Bei den Kautschuk-basierten Klebeelementen haben sich insbesondere Synthese- Kautschuk-basierte Klebeelemente als besonders effizient wiederverwertbar erwiesen, wobei nach Einschätzung der Erfinder zusätzlich oder alternativ auch Naturkautschuk eingesetzt werden kann. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebemasse Synthesekautschuk, bevorzugt Styrol-haltige Blockcopolymere, besonders bevorzugt Styrol- Isopren- Styrol-Blockcopolymer und/oder Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 20 % oder mehr, bevorzugt 30 % oder mehr, besonders bevorzugt 40 % oder mehr, bezogen auf die Masse der Klebemasse. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebemasse Naturkautschuk umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 20 % oder mehr, bevorzugt 30 % oder mehr, besonders bevorzugt 40 % oder mehr, bezogen auf die Masse der Klebemasse.
Insbesondere bei der Verarbeitung von benutzten Altklebeelementen können auf den Klebeschichten noch Rückstände vorhanden sein, beispielsweise Reste von Papier oder Pappe. Entsprechend ist es zumindest theoretisch denkbar, dass die Ausgangszusammenstellung neben den Altklebeelementen auch weitere Bestandteile umfasst. Der Fachmann versteht insoweit jedoch zwanglos, dass es für im Wesentlichen aller Ausführungsform bevorzugt ist, dass die Ausgangszusammenstellung weit überwiegend und bevorzugt im Wesentlichen vollständig nur aus Altklebeelementen besteht, da so eine besonders effiziente Wiederverwertung möglich ist und eine Beeinträchtigung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch etwaige störende Bestandteile ausgeschlossen werden kann. In vorteilhafter Weise ist eine entsprechende Verfahrensführung dabei insbesondere im industriellen Kontext bei der Verwertung von Prozessabfällen besonders leicht umzusetzen, wodurch erneut ausgedrückt wird, dass das erfindungsgemäße Verfahren für die Verarbeitung von solchen Altklebeelementen aus Prozessabfällen besonders bevorzugt ist. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Ausgangszusammenstellung zu 80 % oder mehr, bevorzugt zu 90 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 95% oder mehr, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig, aus den ein oder mehreren Altklebeelementen besteht, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung.
Ausgehend von den eigenen Experimenten gehen die Erfinder davon aus, dass es zumindest prinzipiell möglich ist, in der Ausgangszusammensetzung verschiedene Altklebeelemente einzusetzen, die sich beispielsweise hinsichtlich des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes in der Trägerschicht und/oder der Klebemassen-(CO-)Polymere unterscheiden, so dass auch Materialmischungen in der Ausgangszusammenstellung möglich sind. Nach Einschätzung des Erfinders erschwert eine solche Vermischung unterschiedlicher Materialien in der Ausgangszusammenstellung jedoch nicht nur die Wahl der optimalen Verarbeitungstemperatur im nachfolgenden Mischschritt, sondern wird wohl auch in einem Mischmaterial resultieren, dessen physikalisch-chemische Eigenschaften sehr schwer präzise einzustellen sind, so dass es sich wohl eher für wenig anspruchsvolle Anwendungen eignen wird. Nach Einschätzung des Erfinders ist es für im Wesentlichen alle Ausführungsformern bevorzugt, möglichst die gleiche Art von Altklebelementen zu verarbeiten. Beispielsweise ist es sowohl mit Blick auf die Verarbeitbarkeit als auch hinsichtlich der Einheitlichkeit der physikalischchemischen Eigenschaften der herstellbaren Kunststofffolien bevorzugt, wenn beispielsweise kautschuk-basierte Klebebänder mit einem Polypropylenträger separat von Poly(meth)acrylat-basierten Klebebändern mit PET-Träger prozessiert werden, um insoweit möglichst reine Kautschuk/PP- beziehungsweise Poly(meth)acrylat/PET-Mischmaterialien zu erhalten, die dann jeweils wiederum besonders effizient bei der Herstellung der entsprechenden Ausgangsklebebänder eingesetzt werden können. Auch diese Verfahrensführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich besonders effizient umsetzen, wenn Prozessabfälle eingesetzt werden, bei dem die Zusammenstellung eines möglichst sortenreinen Klebebandabfalls besonders effizient möglich ist. Bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Altklebeelemente in der Ausgangszusammenstellung zu 50 % oder mehr, bevorzugt zu 70 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 90% oder mehr, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig, die gleiche Trägerschicht und/oder die gleiche Klebeschicht, bevorzugt die gleiche Trägerschicht und die gleiche Klebeschicht, umfassen, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung.
Der Fachmann versteht, dass eine vorteilhafte Ausgangszusammenstellung, beispielsweise ein Container voll mit Klebebandverschnitt aus der Klebebandherstellung, abgesehen von Nebenbestandteilen wie Füllstoffen oder Kunststoffadditiven im Wesentlichen aus thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen und Klebemassen bestehen wird. Da die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Materialmischungen später in Kunststoffmischungen für die Folienherstellung verwendet werden sollen, schlägt der Erfinder vor, dass der Anteil an thermoplastischem Trägerschichtkunststoff nicht zu gering gewählt werden sollte, damit beim Mischen mit frischen Kunststoffen hohe Substitutionsgrade möglich bleiben und die resultierende Materialmischung in anderen Worten noch einen ausgeprägten Kunststoffcharakter hat. Mit Blick auf die typische Belegung von Kunststoffträgern mit Klebemasse wird, da eine vorgelagerte Abtrennung der Klebemasse nicht gewünscht ist, der Anteil an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen in der Ausgangszusammenstellung jedoch auch gerade nicht beliebig hoch gewählt werden können, so dass in der Praxis ein Mindestgehalt an Klebemasse vorliegen wird. Dem Erfinder ist es insoweit gelungen, besonders aufeinander abgestimmte Massenanteile und Verhältnisse für diese Massenanteile anzugeben, mit denen sich vorteilhafte Materialmischungen erhalten lassen. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der kombinierte Massenanteil an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen in der Ausgangszusammenstellung im Bereich von 50 bis 90 %, bevorzugt im Bereich von 55 bis 80 %, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 70 %, liegt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung, und/oder wobei der kombinierte Massenanteil an Klebemasse in der Ausgangszusammenstellung im Bereich von 10 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 45 %, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 40 % liegt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei in der Ausgangszusammenstellung der Quotient des kombinierten Massenanteils an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen geteilt durch den kombinierten Massenanteil an Klebemasse im Bereich von 0,9 bis 5, bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 4, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,1 bis 3, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 2,5, liegt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung.
Der Fachmann versteht insoweit, dass der Gesamtmassenanteil an thermoplastischen Kunststoffen in der Ausgangszusammenstellung angesichts des Umstandes, dass auch die Klebemassen-(Co-)Polymere regelmäßig thermoplastisch sind, höher liegen wird als der vorstehend angegebene Anteil der thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen. Beispielhaft ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der kombinierte Massenanteil an thermoplastischen Kunststoffen, d.h. insbesondere an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen und Klebemassen-(Co-)Polymeren, in der Ausgangszusammenstellung 75 % oder mehr, bevorzugt 85 % oder mehr, besonders bevorzugt 95 % oder mehr, beträgt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung. In Verfahrensschritt b) erfolgt ein Verkneten der Ausgangszusammenstellung bei erhöhten Temperaturen. Die in Verfahrensschritt b) hergestellte Materialmischung umfasst entsprechend die thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe und die Klebemasse. Dieser Verfahrensschritt erfolgt in einem Mischaggregat, wobei sich in den Versuchen der Erfinder insbesondere der Einsatz eines Stempelkneters, welcher auch als Innmischer bezeichnet wird, als besonders vorteilhaft erwiesen, um die Ausgangszusammenstellung zu homogenisieren. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Mischaggregat ein Stempelkneter ist. Ein solcher Stempelkneter, zuweilen auch als Stempelmischer bezeichnet, umfasst in den meisten Fällen eine geschlossene Mischkammer mit zumindest zwei, zumeist gegenläufig betriebenen Rotoren, welche dazu eingerichtet sind, die in den Stempelkneter eingegebene Komponenten zu vermischen. Die Mischkammer des Stempelkneters ist über eine mit einem Stempel verschließbare Einlassöffnung zugänglich, wobei der typischerweise pneumatisch oder hydraulisch betriebene Stempel die in die Mischkammer eingegebenen Komponenten durch die Rotoren drückt, um eine Vermischung dieser Komponenten zu erreichen. Durch die gemeinsame Wirkung von Stempel und Rotoren wird das Mischgut innerhalb des Stempelkneters besonders hohen Scherkräften ausgesetzt, wobei in Stempelmischern ebenfalls besonders effektiv hohe Temperaturen erreicht werden.
Neben dem Einsatz eines Stempelkneters hat sich in den Experimenten des Erfinders insbesondere auch der Einsatz eines Doppelschneckenextruders als vorteilhaft erwiesen, insbesondere bei der Verarbeitung von strangförmigen Altklebeelemente, welche beispielsweise direkt von einer Abfall-Kleberolle abgewickelt werden können, obwohl Doppelschneckenextruder auch für die Verarbeitung von zerkleinerten Altklebeelementen geeignet sind. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Mischaggregat ein Doppelschneckenextruders, bevorzugt ein konischer Doppelschneckenextruder, ist. In dem Doppelschneckenextruders kommt es dann zum Aufschmelzen und Homogenisieren/Mischen. Am Ende des Doppelschneckenextruders kann dann beispielsweise eine Stranggranulierung zu einem Kunststoffgranulat erfolgen. Nach Einschätzung des Erfinders ist es wesentlich, dass die vom Mischaggregat ausgeübten Scherkräfte mit einer erhöhten Temperatur kombiniert werden. Dabei hat der Erfinder gefunden, dass die minimal anzusetzende Temperatur durch die Eigenschaften des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffs der Trägerschicht bestimmt wird. Entsprechend wird die Mindesttemperatur für das Verkneten der Ausgangszusammenstellung im Rahmen der vorliegenden Erfindung über die Schmelztemperatur TM des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes bei Normaldruck definiert, welche vorliegend in °C angegeben wird. Der Fachmann versteht insoweit, dass in der weit überwiegenden Zahl der Fälle und insbesondere für bevorzugte Ausgangszusammenstellungen im Wesentlichen nur ein thermoplastischer Trägerschichtkunststoff vorliegen wird, so dass die Temperatur beim Verkneten auf dessen Schmelzpunkt abgestimmt werden kann. Beim Einsatz von Altklebeelementen, welche in der Trägerschicht über mehrere thermoplastische Trägerschichtkunststoffe verfügen und/oder beim Einsatz von mehreren unterschiedlichen Altklebeelementen mit unterschiedlichen Trägerschichten in der Ausgangszusammenstellung, sollte die Temperatur nach Einschätzung des Erfinders auf den thermoplastischen Trägerschichtkunststoff abgestimmt werden, welcher in der Ausgangszusammenstellung den größten Schmelzpunkt hat und dabei in einem hinreichend großen Massenanteil vorliegt, dass sein vollständiges Aufschmelzen aus verfahrenstechnischen Gründen auch erforderlich ist. Beispielsweise kann die Verarbeitung einer Ausgangszusammenstellung, welche zu mehr als 99,5 % aus einen thermoplastischen Trägerschichtkunststoff mit einer Schmelztemperatur von 135 °C besteht, und 0,5 % eines höher schmelzenden Kunststoffes enthält, auf die Schmelztemperatur von 135 °C abgestimmt werden.
Zur möglichst weitgehenden Aufschmelzung solcher Ausgangszusammenstellungen ist ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, wobei TM(i> die Schmelztemperatur des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes mit der höchsten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung ist, dessen Massenanteil 1 % oder mehr, bevorzugt 0,5 % oder mehr, besonders bevorzugt 0,1 % oder mehr, beträgt, bezogen auf die Masse der
Ausgangszusammenstellung. Insbesondere bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei TM(i> die Schmelztemperatur des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes mit der höchsten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung ist.
Die Schmelztemperatur von in Klebemassen eingesetzten Klebemassen-(Co- )Polymeren liegen regelmäßig unter den höchsten Schmelztemperaturen der thermoplastische Trägerschichtkunststoffe. Mit anderen Worten handelt es sich um ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere, thermoplastische Klebemassen-(Co-)Polymere sind, wobei die Schmelztemperatur der Klebemassen-(Co-)Polymere kleiner ist als TM(i). Dies gilt analog auch für andere Bestandteile typischer Klebemasse, insbesondere für die eingesetzten Klebeharze und Weichmacher.
Aus der vorstehenden Definition, dass die beim Verkneten verwendete Temperatur bis zu 10 °C unter der Schmelztemperatur TMW liegen kann, ist ersichtlich, dass insbesondere beim Einsatz von leistungsfähigen Mischaggregaten und starken Scherkräften nicht unbedingt ein vollständiges Aufschmelzen der polymeren Bestandteile der Ausgangszusammenstellung nötig ist, und eine Umsetzung nahe am Schmelzpunkt ausreichend sein kann. Besonders bevorzugt ist es jedoch, die Verarbeitungstemperatur im Wesentlichen auf TMW oder sogar höher einzustellen. Wenn die zum Verkneten verwendete Temperatur im Wesentlichen auf die Schmelztemperatur des in spürbarem Maße enthaltenen thermoplastischen Trägerschichtkunststoffs mit der höchsten Schmelztemperatur eingestellt wird folgt, dass die Ausgangszusammenstellung, abgesehen von etwaigen Füllstoffen oder etwaigen geringen Gehalten an höherschmelzenden Trägerschichtkunststoffen, im Wesentlichen vollständig aufgeschmolzen werden kann, wodurch eine vorteilhafte Homogenisierung und eine besonders effiziente Verfahrensführung beim Verkneten ermöglicht wird. Es handelt sich in diesem Fall somit in anderen Worten um ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) so durchgeführt wird, dass zumindest die polymeren Bestandteile, bevorzugt sämtliche Bestandteile, der
Ausgangszusammenstellung in dem Mischaggregat aufgeschmolzen werden.
Bevorzugt ist hinsichtlich der Temperatur beim Verkneten insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) bei einer Temperatur von T = (TMW - 5 °C) oder mehr, bevorzugt von T = TM(i> oder mehr, besonders bevorzugt T = (TMW + 5 °C) oder mehr, ganz bevorzugt von T = (TM ) + 10 °C) oder mehr, insbesondere besonders bevorzugt von T = (TM(i> + 20 °C) oder mehr, erfolgt.
Nach Einschätzung der Erfinder sollte ein zu heißes Verarbeiten vermieden werden, um unnötige Schädigung wie Polymerabbau zu vermeiden, insbesondere bei langen Verweilzeiten im Mischaggregat. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) bei einer Temperatur im Bereich von T = (TM(i> - 10 °C) bis (TMW + 50 °C), bevorzugt im Bereich von (TM(i> - 5 °C) bis (TM(i> + 45 °C), besonders bevorzugt im Bereich von T = TM(i) bis (TMW + 40 °C), erfolgt.
Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der relevante thermoplastische Trägerschichtkunststoff mit der größten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung Polyethylen ist, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) bei einer Temperatur von 130 °C oder mehr, bevorzugt 135 °C oder mehr, erfolgt. Beispielhaft ist alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der relevante thermoplastische Trägerschichtkunststoff mit der größten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung Polypropylen ist, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) bei einer Temperatur von 165 °C oder mehr, bevorzugt 175 °C oder mehr, erfolgt.
Die zum Verkneten benötigte Zeit wird in der Praxis vor allem von den physikalischchemischen Eigenschaften der Materialmischung, der Leistungsfähigkeit des Mischaggregats und der eingestellten Temperatur abhängen. Typisch ist dabei nach Einschätzung des Erfinders ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) für eine Zeit t im Bereich von 0,8 bis 7 min, bevorzugt im Bereich von 0,9 bis 5 min, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 min, erfolgt.
Ausgehend von den in den Versuchen enthaltenden Materialmischung wurde gefunden, dass, in Abhängigkeit von den eingesetzten Altklebebändern, in der weit überwiegenden Zahl der Fälle keine vollständig homogene Materialmischung erhalten werden kann, dass dies jedoch in vorteilhafter Weise für eine anschließende Weiterverarbeitung zu einer Kunststofffolie auch nicht unbedingt notwendig ist. Vielmehr werden im erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere Materialmischungen erhalten, die eine Vielzahl von Materialdomänen aus den jeweiligen thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen beziehungsweise Klebemassen-(Co-)Polymeren sowie gegebenenfalls den Klebharzen umfassen, die jedoch beim Verkneten wiederum möglichst gleichmäßig bzw. feindispers in der Materialmischung verteilt werden, so dass die erhaltene Materialmischung über möglichst gleichmäßige makroskopische Eigenschaften verfügt. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Materialmischung eine Vielzahl von Materialdomänen aus thermoplastischem Trägerschichtkunststoff umfasst, wobei die Materialdomänen aus thermoplastischem Trägerschichtkunststoff bevorzugt gleichmäßig in der Materialmischung verteilt sind, und/oder wobei die Materialmischung eine Vielzahl von Materialdomänen aus Klebemassen-(Co- )Polymeren umfasst, wobei die Materialdomänen aus Klebemassen-(Co- )Polymeren bevorzugt gleichmäßig in der Materialmischung verteilt sind. Zur Verbesserung der Feinverteilung und somit der Materialeigenschaften kann die Verwendung von handelsüblichen Kompatibilisatoren hilfreich sein.
Es kann als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass die Herstellung der Materialmischung durch Verkneten Überaschenderweise ohne den Zusatz zusätzlicher Chemikalien möglich ist, so dass es sich um eine reine thermomechanische Umsetzung handelt. Der Fachmann versteht, dass sich entsprechend die vorstehend offenbarten Zusammensetzungen bevorzugter Ausgangszusammenstellungen direkt auf die Zusammensetzung bevorzugter Materialmischung übertragen lassen. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der kombinierte Massenanteil an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen in der Materialmischung im Bereich von 50 bis 90 %, bevorzugt im Bereich von 55 bis 80 %, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 70 %, liegt, bezogen auf die Masse der Materialmischung, und/oder wobei der kombinierte Massenanteil an Klebemasse in der Materialmischung im Bereich von 10 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 45 %, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 40 % liegt, bezogen auf die Masse der Materialmischung. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei in der Materialmischung der Quotient des kombinierten Massenanteils an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen geteilt durch den kombinierten Massenanteil an Klebemasse im Bereich von 0,9 bis 5, bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 4, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,1 bis 3, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 2,5, liegt, bezogen auf die Masse der Materialmischung.
Der Fachmann versteht insoweit wiederum, dass der Gesamtmassenanteil an thermoplastischen Kunststoffen in der Materialmischung angesichts des Umstandes, dass auch die Klebemassen-(Co-)Polymere regelmäßig thermoplastisch sind, höher liegen wird als der vorstehend angegebene Anteil der thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen. Beispielhaft ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der kombinierte Massenanteil an thermoplastischen Kunststoffen, d.h. insbesondere an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen und Klebemassen-(Co-)Polymeren, in der Materialmischung 75 % oder mehr, bevorzugt 85 % oder mehr, besonders bevorzugt 95 % oder mehr, beträgt, bezogen auf die Masse der Materialmischung.
Bevorzugt ist ebenfalls zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Materialmischung Naturkautschuk umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,5 bis 30 %, bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 %, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 %, bezogen auf die Masse der Materialmischung. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Materialmischung Synthesekautschuk, bevorzugt Styrol-haltige Blockcopolymere, besonders bevorzugt Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer und/oder Styrol-Butadien-Styrol- Blockcopolymer, umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,5 bis 30 %, bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 %, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 %, bezogen auf die Masse der Materialmischung.
Auch wenn es mit Blick auf eine zeit- und kosteneffiziente Verfahrensführung besonders vorteilhaft ist, im Mischaggregat lediglich die Ausgangszusammenstellung umzusetzen, bietet das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise auch die Möglichkeit, schon während des Verknetens weitere Additive zuzusetzen, die beispielsweise der Einstellung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der erhaltenen Materialmischung dienen. Bevorzugt ist hierfür ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Materialmischung ein oder mehrere Additive umfasst, wobei die Additive bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alterungsschutzmitteln, welche beispielsweise unter den Handelsnamen Irganox 1010 oder Irgafos 168 kommerziell erhältlich sind, UV-Schutzmitteln, Farbstoffen, Weichmachern, Kompatibilisatoren und Prozesshilfsmitteln, wobei die Additive bevorzugt im Mischaggregat zugesetzt werden.
Die in Verfahrensschritt b) erhaltene Materialmischung wird anschließend in Verfahrensschritt c) extrudiert und zu einer Kunststofffolie ausgeformt. Der Fachmann versteht, dass die Materialmischung dafür in geeigneter Weise vom Mischaggregat zum Extruder überführt werden sollte, wobei der Fachmann eine für ihn und die für ihn verfügbaren Vorrichtungen geeignete Überführung wählen kann. Nach Einschätzung der Erfinder wird die Materialmischung in der weit überwiegenden Zahl der Fälle nach dem Mischaggregat abgekühlt und in eine gut handhabbare Feststoffform überführt werden, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die Materialmischung in der Kunststoffmischung auch noch mit anderen Thermoplastmaterialien kombiniert werden soll. Hierbei ist insbesondere die Verarbeitung zu einer gut handhabbaren Form als Schüttgut zweckmäßig, welches effizient mit anderen Kunststoffgranulaten vermischt und in einen Extruder eingegeben werden kann. Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt b) den Verfahrensschritt: b2) Verarbeiten der Materialmischung zum Erhalt eines Kunststoffgranulats, wobei die Kunststoffmischung das Kunststoffgranulat umfasst.
Dieses Kunststoffgranulat kann wie die Materialmischung selbst auch als Kunststoffrezyklat oder Altklebebandrezyklat bezeichnet werden. Der Fachmann versteht, dass der Ausdruck Kunststoffgranulat im Rahmen der vorliegenden Erfindung breit auszulegen ist und neben der Form typischer Granulate, beispielsweise auch andere schüttfähige, partikuläre oder grobkörnige Materialien sowie Flakes umfasst, wobei die funktionelle Maßgabe insbesondere darin besteht, dass sich das Kunststoffgranulat für die Eingabe in einen typischen Extruder eignet. Eine solche Verarbeitung kann insbesondere im Labormaßstab beispielsweise darin bestehen, dass die aus dem Mischaggregat ausgegebene Materialmischung zwischen Kühlwalzen zu einer Platte ausgeformt wird, und aus dieser Platte Flakes oder Würfel geschnitten werden.
In dem Verfahrensschritt b2) des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens wird die im Mischaggregat erhaltene Materialmischung in der späteren großtechnischen Anwendung aber insbesondere extrudiert und granuliert werden, um ein Kunststoffgranulat zu erhalten, welches aus der Materialmischung besteht, sofern im Extruder nicht noch weitere Bestandteile zugesetzt werden. Für die industrielle Anwendung besonders bevorzugt ist somit ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verarbeiten der Materialmischung in Verfahrensschritt b2) durch Extrudieren und Granulieren erfolgt.
Es kann als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass für die Umsetzung dieses Verfahrensschrittes b2) auf typische Extrusionsverfahren und Vorrichtungen zurückgegriffen werden kann, welche aus dem Bereich der kunststoffverarbeitenden Industrie umfassend bekannt sind, wobei insbesondere solche Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden können, welche auch zur Granulatherstellung für die thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe dienen würden, die in den Trägerschichten der Altklebeelemente enthalten waren. Bevorzugt ist hinsichtlich der Extrusionstemperatur ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Extrudieren bei einer Temperatur TE im Bereich von 120 bis 240 °C, bevorzugt im Bereich von 130 bis 220 °C, besonders bevorzugt im Bereich von TE = TM(i) bis (TMW + 60 °C) erfolgt. Das Granulieren kann mit üblichen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfolgen. In Verfahrensschritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kunststofffolie aus einer extrudierten Kunststoffmischung ausgeformt, welche die Materialmischung, beispielsweise in der Form des Kunststoffgranulats, umfasst. Beispielhaft ist dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Kunststofffolie eine Castfolie oder eine Blasfolie ist. Beispielhaft ist insoweit zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Kunststofffolie eine ein oder mehrschichtige Trägerfolie ist, bevorzugt eine einschichtige. Es kann als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass für das Ausformen der Kunststofffolie solche Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden können, die auch im Stand der Technik zur Folienherstellung aus entsprechenden thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen verwendet werden.
Die Kunststoffmischung umfasst die Materialmischung, beispielsweise in der Form des Kunststoffgranulats. Während es zumindest in der Theorie, insbesondere bei hohen Gehalten an thermoplastischem Trägerschichtkunststoff in der Materialmischung, möglich ist, dass die Kunststoffmischung im Wesentlichen aus der Materialmischung besteht, sind entsprechende Kunststofffolien nach Einschätzung der Erfinder wohl eher für vergleichsweise anspruchslose Anwendungen geeignet, d.h. für Anwendungen, in denen beispielsweise Abstriche bei den mechanischen Eigenschaften der Kunststofffolien gemacht werden können.
Für die überwiegende Zahl der Fälle ist es bevorzugt, dass die Materialmischung vielmehr mit weiteren thermoplastischen Kunststoffen vermischt wird, insbesondere solchen, welche frisch aus fossilen Ressourcen hergestellt wurden (auch als „virgin material“ bezeichnet). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das zur Mischung mit der Materialmischung verwendete Material zum Zwecke einer klaren Unterscheidung als Thermoplastmaterial bezeichnet, umfasst in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis selbst aber wiederum thermoplastische Kunststoffe. Für das Thermoplastmaterial gilt entsprechend das, was vorstehend auch für die Trägerschicht offenbart wurde, beispielsweise, dass dieses bevorzugt weit überwiegend aus thermoplastischen Kunststoffen besteht und insoweit möglichst sortenreine Thermoplastmaterialien gegenüber gemischten thermoplastischen Kunststoffen bevorzugt sind. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Kunststoffmischung in Verfahrensschritt c) erhalten wird durch Vermischen der Materialmischung, bevorzugt in der Form des Kunststoffgranulats, mit einem Thermoplastmaterial, welches zu 95 % oder mehr, bevorzugt 98 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 99 % oder mehr, aus einem oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen besteht, bezogen auf die Masse des Thermoplastmaterials.
Nach Einschätzung der Erfinder ist es analog zu den vorstehenden Überlegungen zu der Mischung von Altklebeelementen mit unterschiedlichen Trägerschichten aus verschiedenen thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen in Verfahrensschritt c) ganz besonders bevorzugt, als thermoplastischen Kunststoff das Material einzusetzen, welches auch in der Materialmischung der dominante thermoplastische Trägerschichtkunststoff ist. Für die besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren, bei denen möglichst sortenreine Altklebeelemente mit einer Trägerschicht aus einem möglich sortenreinen thermoplastischen Kunststoff eingesetzt werden, bedeutet dies, dass der thermoplastische Kunststoff des Thermoplastmaterials eben diesem thermoplastischen Trägerschichtkunststoff der Trägerschicht entspricht. Besonders bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der eine oder die mehreren thermoplastischen Kunststoffe des Thermoplastmaterials ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen, die in der Materialmischung enthalten sind, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den drei thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe, die mit dem höchsten Massenanteil in der Materialmischung enthalten sind, wobei der eine thermoplastische Kunststoff des Thermoplastmaterials besonders bevorzugt der thermoplastische Trägerschichtkunststoff ist, der mit dem höchsten Massenanteil in der Materialmischung enthalten ist.
Insbesondere wenn in der Materialmischung relativ große Anteile des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffs vorliegen und an die Eigenschaften der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende Kunststofffolie nur vergleichsweise geringe Anforderungen gestellt werden, können in der Kunststoffmischung auch sehr hohe Massenanteile der Materialmischung vorgesehen werden. Den Erfindern ist es insoweit jedoch gelungen, besonders geeignete Massenanteile für den Anteil der Materialmischung an der Kunststoffmischung zu identifizieren, mit denen sich in vorteilhafter Weise Folien erhalten lassen, welche über ausgezeichnete Eigenschaften verfügen und somit auch für anspruchsvolle Anwendungen geeignet sind, wobei die entsprechenden Anteile insbesondere auf die vorstehend als bevorzugt bezeichneten Anteile des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffs in der Materialmischung abgestimmt sind. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der Massenanteil der Materialmischung in der Kunststoffmischung im Bereich von 2,5 bis 80 %, bevorzugt im Bereich von 5 bis 70 %, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 %, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %, liegt, bezogen auf die Masse der Kunststoffmischung.
Es kann als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens angesehen werden, dass die hergestellten Kunststofffolien trotz der Herstellung aus zumindest teilweise wiederverwerteten Materialien mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verstreckverfahren verarbeitet werden können, um die mechanischen Eigenschaften zu optimieren. Bevorzugt ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Verfahrensschritt: e) Verstrecken der Kunststofffolie zum Erhalt einer verstreckten Kunststofffolie, bevorzugt einer monoaxial oder biaxial verstreckten Kunststofffolie.
Das Konzept einer mono-axial oder bi-axial orientierten Trägerschicht ist dem Fachmann bekannt. In Anlehnung an das zur Einstellung der entsprechenden Orientierung verwendete Verfahren spricht der Fachmann insoweit auch von biaxial beziehungsweise mono-axial verstreckten Materialien. Bei der mono- oder bixialen Versteckung wird eine Kunststofffolie, beispielsweise eine Cast- oder Blasfolie, inline in der Folienherstellung oder offline in einem separaten Prozess mittels Walzen oder in einen Wärmekanal auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg, insbesondere mehr als 20 °C über Tg, aber unterhalb der Schmelztemperatur Tm des Folienmaterials temperiert. Die Verstreckung findet beispielsweise zwischen zwei oder mehr mit ansteigender Geschwindigkeit laufenden Walzen statt. Die Temperaturführung sollte bei der Verstreckung dabei sehr konstant und homogen sein. Der Faktor der Verstreckung für die mono-axiale Verstreckung in Maschinenrichtung liegt beispielsweise im Bereich von 1 :4 bis 1 :8 und der Verstreckfaktor in Querrichtung für die bi-axiale Verstreckung liegt beispielsweise im Bereich von 1 :4 bis 1 :6.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Klebeelementes, umfassend die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Kunststofffolie, sowie den Schritt: q) Beschichten der Kunststofffolie mit einer Klebemischung zum Erhalt des Klebeelementes. In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Klebeelementes wird die aus dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie erhaltene Kunststofffolie mit einer Klebemischung beschichtet, wobei in vorteilhafter Weise die üblichen aus dem Bereich der Technik bekannten Beschichtungsverfahren zur Herstellung von Klebelementen verwendet werden können, beispielsweise die Beschichtung aus Lösung, Dispersion oder Schmelze, auf die an dieser Stelle verwiesen wird.
In der vorstehenden Definition des Verfahrens zur Herstellung eines Klebeelementes wird der Ausdruck „Klebemischung“ verwendet, um eine sprachliche Unterscheidung zu den im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Klebemassen zu ermöglichen. Der Fachmann versteht insoweit jedoch, dass es sich bei entsprechenden Klebemischungen in der Sprache des Fachmannes ebenfalls um Klebemassen handelt, für die die vorstehenden Ausführungen entsprechend zutreffen.
Im Lichte der vorstehenden Ausführung ist es zum Erhalt besonders vorteilhafter Klebeelemente besonders bevorzugt, als Klebemischung eine Zusammensetzung einzusetzen, die der Klebemasse der Altklebebänder entspricht, welche bei der Herstellung der Kunststofffolie verarbeitet wurden. Mit anderen Worten ist es besonders bevorzugt, wenn beispielsweise die Herstellung der Kunststofffolie aus Altklebebändern erfolgt, welche in der Klebemasse Styrol-Isopren-Styrol- Blockcopolymere und eine bestimmte Menge an Klebharz umfassen, für die Klebmischung die gleiche Zusammensetzung an Styrol- Isopren-Styrol- Blockcopolymeren und Klebharz vorzusehen. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, gehen die Erfinder davon aus, dass es die hohe chemische Kompatibilität der Klebemischung zu den entsprechenden Materialdomänen in der beschichteten Kunststofffolie, die aus der entsprechenden Klebemasse entstanden sind, ist, die zu den vorteilhaften Eigenschaften der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Klebeelemente beiträgt.
Die Erfindung betrifft zudem eine Kunststofffolie, hergestellt oder herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Klebeelement, insbesondere ein Klebeband, bevorzugt hergestellt oder herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Klebeelementes, umfassend als Trägerlage eine erfindungsgemäße Kunststofffolie und zumindest eine auf der Trägerlage angeordnete Klebelage, umfassend eine Klebemischung.
Offenbart wird zudem die Verwendung einer Materialmischung aus bei einer Temperatur von T = (TMW - 10 °C) oder mehr verkneteten Klebebandabfällen bei der Herstellung von Kunststofffolie für den Einsatz in Klebebändern zur Verringerung des Verbrauchs an fossilen Ressourcen.
Nachfolgend werden die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf Experimente weiter erläutert und beschrieben.
A. Herstellung der Muster
A1 Herstellung einer Materialmischung aus Altklebeband:
Unter Durchführung der Verfahrensschritte a), bO) b) und b2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden zunächst zwei verschiedene Materialmischungen in der Form von Flakes hergestellt.
In der Ausgangszusammenstellung werden als Altklebelemente Abfallrollen oder anderweitiger Abfall, die aus der Produktion der Klebebänder entstammen, wie zum Beispiel Randkantenbeschnitt, aus Altklebeband verwendet.
Konkret wurden für die zwei verschiedenen Materialmischungen, welche nachfolgend als „Recyclat A“ und „Recyclat B“ bezeichnet werden, Altklebebandrollen von Klebebändern verwendet, welche unter dem Handelsnamen tesa 64294 (85 pm MOPP Folie beschichtet mit 22 g/m2 einer Klebharz-haltigen Naturkautschuk Haftklebmasse) bzw. unter dem Handelsnamen tesa 64286 (45 pm MOPP Folie beschichtet mit 20 g/m2 einer Klebharz-haltigen Synthesekautschuk SIS Haftklebmasse) kommerziell erhältlich sind.
Die entsprechenden Abfallklebebandrollen wurden jeweils mit einem Ballenschneider in kleine Stücke geschnitten. Diese Stücke wurden dann anschließend in einen Mischer vom Typ GK5E der Firma HF Mixing Group bei ansteigender Temperatur mit einer Endtemperatur von 172 °C für 1 min verknetet und weitestmöglich homogenisiert.
Die entsprechenden Abfallklebebandrollen wurden jeweils mit einem Ballenschneider in kleine Stücke geschnitten. Diese Stücke wurden dann anschließend in einen Mischer vom Typ GK5E der Firma HF Mixing Group bei ansteigender Temperatur mit einer Endtemperatur von 172 °C für 1 min verknetet und weitestmöglich homogenisiert.
Die resultierende Masse, welche mit bloßem Auge im Wesentlichen homogen erschien, wurde aus dem Mischaggregat ausgegeben und im heißen Zustand auf einem Walzwerk zu einer Platte gewalzt, die anschließend in einem Bandschneider in Flakes mit einer Kantenlänge von 5 mm geschnitten wurde.
A2 Herstellung der Kunststofffolien
Zur Herstellung der Kunststofffolien E1 bis E4 werden aus den Flakes aus „Recyclat A“ bzw. „Recyclat B“ durch Vermischen mit einem Thermoplastmaterial aus einem heterophasischen Polypropylen-Copolymer (HECO PP; Handelsname: Profax SV258; Firma: LyondellBasell) Kunststoffmischungen hergestellt, welche anschließend mit einem Einschneckenextruder vom Typ E30 der Firma Collin extrudiert und zu Kunststofffolien ausgeformt wurden. Hierfür wurden die Kunststoffmischungen nach dem Aufschmelzen über eine Breitschlitzdüse auf einer Walzanlage mit Kühlrolle (Handelsname: TeachLine; Firma: Collin) zu einer Flachfolie ausgeformt.
Als Vergleichsbeispiel V1 wurde in analoger Weise eine Folie hergestellt, deren Kunststoffmischung ausschließlich aus dem heterophasischen Polypropylen- Copolymer (HECO PP; Handelsname: Profax SV258; Firma: LyondellBasell) bestand.
Die Zusammensetzung der Kunststoffmischungen ist in Tabelle 1 dokumentiert.
Tabelle 1 - Zusammensetzung der Kunststoffmischungen, alle Angaben in Massenanteilen
Die Herstellung der Kunststofffolien E5 bis E8 erfolgt prinzipiell analog zu der Herstellung der Kunststofffolien E1 bis E4, wobei die Folien jedoch mit einer höheren initialen Dicke hergestellt und inline, also unmittelbar im Folienherstellprozess, auf einer Reckeinheit (Firma: Collin) in Maschinenrichtung mit einem Faktor von 1 :6 verstreckt.
Als Vergleichsbeispiel V2 wurde wiederum in analoger Weise eine Folie hergestellt, deren Kunststoffmischung ausschließlich aus dem heterophasischen Polypropylen-Copolymer (HECO PP; Handelsname: Profax SV258; Firma: LyondellBasell) bestand.
Die Zusammensetzung der Kunststoffmischungen ist in Tabelle 2 dokumentiert.
Tabelle 2 - Zusammensetzung der Kunststoffmischungen, alle Angaben in Massenanteilen
B. Durchgeführte Versuche:
An den wie vorstehend beschrieben hergestellten Mustern wurden einer oder mehrere der folgenden Test durchgeführt. Die Messungen werden (sofern nichts anderes angegeben ist) bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt. Mechanische Untersuchungen:
Die mechanischen Eigenschaften werden in einem Zug-/Dehnungsversuch bestimmt. Das Zugdehnungsverhalten wird an Prüflingen vom Typ 2 (rechteckige, 150 mm lange und nach Möglichkeit 15 mm breite Prüfstreifen) nach DIN EN ISO 527-3/2/300 mit einer Prüfgeschwindigkeit von 300 mm/min, einer Einspannlänge von 100 mm und einer Vorkraft von 0,3 N/cm ermittelt, wobei Muster zur Ermittlung der Daten mit scharfen Klingen zugeschnitten werden.
Das Zugdehnungsverhalten wird, wenn nicht anders angegeben, in Maschinenrichtung (MD, Laufrichtung) geprüft. Die Zugfestigkeit wird in N/mm2 und die Bruchdehnung in % ausgedrückt. Der E-Modul wird aus der Kraft- Dehnungs-Kurve bei niedriger Dehnung ermittelt. Die Prüfergebnisse, insbesondere die Bruchdehnung werden durch eine hinreichende Zahl von Messungen statistisch abgesichert.
Weiterreißfestigkeit:
Die Weiterreißfestigkeit ist die Kraft in N/cm, die benötigt wird, um einen Probenkörper nach festgelegtem Verfahren weiterzureißen. Die Messung erfolgt nach DIN EN ISO 6383-2:2004 (Teil 2: Elmendorf- Verfahren (ISO 6383-2:1983)). Es wird ein rechteckiger Probenkörper verwendet. Die Prüfergebnisse werden ebenfalls durch eine hinreichende Zahl von Messungen statistisch abgesichert.
Shredding Test:
Für den Shredding Test wird der Prüfling zunächst mit Corona (30 kW/m2) vorbehandelt und mit einer Haftklebmasse beschichtet (lösemittelbasierte Naturkautschuk-Haftklebemasse, die 40% Klebharz enthält). Anschließend erfolgt die Verklebung des Prüflings auf PS Platten mit anschließender Lagerung der verklebten Muster für 24 h bei 40 °C. Anschließend erfolgt eine Rekonditionierung bei Raumtemperatur (klimatisierte Laborbedingung) für 2 h und abschließend eine Lagerung des Musters bei -10 °C für 24 h in der Tiefkühltruhe. Das Tape wird dann in der Kühltruhe im 180° Winkel erst langsam dann schnell abgezogen. Die Bewertung erfolgt visuell, ob und bei welcher Geschwindigkeit des Abziehens es zum Splicen (Spalten) des Klebebands (Trägers) kommt. Schlagzugzähigkeit:
Die Schlagzugzähigkeit der Folie wird entsprechend DIN EN ISO 8256:2005-05 an Proben der Abmaße 15 mm Breite und 27 mm Länge bestimmt. Bei der Schlagzugzähigkeit längs werden die Prüflinge parallel zur Maschinenrichtung geschnitten und der Rissverlauf erfolgt demzufolge quer zur Maschinenrichtung.
Es wird jeweils das arithmetische Mittel aus 10 Messungen angegeben.
C. Ergebnisse
Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche sind in den nachfolgenden Tabelle 3 und 4 zusammengefasst. Tabelle 3 - Ergebnisse der durchgeführten Versuche - Teil 1
Die mechanischen Eigenschaften der Flachfolien mit Recyclatanteil E1 bis E4 zeigen überraschenderweise vergleichbare Eigenschaften mit der Folie aus 100 % Neupolymer. Die Beispiele belegen, dass die Zugabe eines Anteils bis zu 75 % von Recyclat die Eigenschaften der Folie im Wesentlichen nicht nachteilig beeinflusst. Tabelle 4 - Ergebnisse der durchgeführten Versuche - Teil 2
* die Messwerte zeigen eine sehr große Streubreite, was ein Hinweis auf eine Inhomogenität in der Mischung sein könnte.
Die mechanischen Eigenschaften der mono-axial orientierten Folien mit Recyclatanteil E5 bis E8 zeigen vergleichbare Eigenschaften mit der Folie aus 100 % Neupolymer. Dabei deuten die Experimente jedoch an, dass mit einem hohen Anteil an Recyclat, beispielsweise von 75 %, die Festigkeit der Folie aufgrund des hohen Kautschukanteils aus der Haftklebmasse spürbar abnimmt. Der Kautschukanteils aus der Haftklebmasse führt aber im Gegenzug zu einer deutlichen Verbesserung im Applikationstest (Verringerung des Shreddings).

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie für den Einsatz in der Herstellung von Klebeelementen, umfassend die Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen einer Ausgangszusammenstellung, umfassend ein oder mehrere Altklebeelemente, umfassend jeweils: i) zumindest eine Trägerschicht, umfassend einen oder mehrere thermoplastische Trägerschichtkunststoffe, und ii) zumindest eine auf der Trägerschicht angeordnete Klebeschicht, umfassend eine Klebemasse, umfassend ein oder mehrere Klebemassen-(Co-)Polymere, b) Verkneten der Ausgangszusammenstellung in einem Mischaggregat zum Erhalt einer Materialmischung, umfassend den einen oder die mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe und das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere, wobei das Verkneten bei einer Temperatur von T = (TM<i) - 10 °C) oder mehr erfolgt, wobei TM(i> die Schmelztemperatur des thermoplastischen Trägerschichtkunststoffes mit der höchsten Schmelztemperatur in der Ausgangszusammenstellung ist, dessen Massenanteil 2 % oder mehr beträgt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung, und c) Extrudieren und Ausformen einer Kunststofffolie aus einer
Kunststoffmischung, wobei die Kunststoffmischung die Materialmischung umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Altklebeelemente in der Ausgangszusammenstellung ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Prozessabfällen der Klebeelementproduktion und benutzten Klebeelementen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Trägerschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trägerfolien, Kunststoffschäumen und textilen Flächengebilden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der eine oder die mehreren thermoplastischen Trägerschichtkunststoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern und Polyolefinen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen und Polypropylen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten und Kautschuken, und/oder wobei das eine oder die mehreren Klebemassen-(Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Naturkautschuk und Styrol-haltigen Blockcopolymeren.
6. Verfahren nach Anspruch 5, zusätzlich umfassend nach Verfahrensschritt b) den Verfahrensschritt: b2) Verarbeiten der Materialmischung zum Erhalt eines Kunststoffgranulats, wobei die Kunststoffmischung das Kunststoffgranulat umfasst.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der kombinierte Massenanteil an thermoplastischen Trägerschichtkunststoffen in der Ausgangszusammenstellung im Bereich von 50 bis 90 % liegt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung, und/oder wobei der kombinierte Massenanteil an Klebemasse in der Ausgangszusammenstellung im Bereich von 10 bis 50 % liegt, bezogen auf die Masse der Ausgangszusammenstellung.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verkneten in Verfahrensschritt b) bei einer Temperatur von T = (TM(i> - 5 °C) oder mehr erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kunststoffmischung in Verfahrensschritt c) erhalten wird durch Vermischen der Materialmischung mit einem Thermoplastmaterial, welches zu 95 % oder mehr aus einem oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen besteht, bezogen auf die Masse des Thermoplastmaterials.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der eine oder die mehreren thermoplastischen Kunststoffe des Thermoplastmaterials ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen, die in der Materialmischung enthalten sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Massenanteil der Materialmischung in der Kunststoffmischung im Bereich von 2,5 bis 80 % liegt, bezogen auf die Masse der Kunststoffmischung.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , zusätzlich umfassend den Verfahrensschritt: e) Verstrecken der Kunststofffolie zum Erhalt einer verstreckten Kunststofffolie.
13. Verfahren zur Herstellung eines Klebeelementes, umfassend die Verfahrensschritte des Verfahrens zur Herstellung einer Kunststofffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, sowie den Schritt: q) Beschichten der Kunststofffolie mit einer Klebemischung zum Erhalt eines Klebeelementes.
14. Kunststofffolie, hergestellt oder herstellbar mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
15. Klebeelement, umfassend als T rägerlage eine Kunststofffolie nach Anspruch 14 und zumindest eine auf der Trägerlage angeordnete Klebelage, umfassend eine Klebemischung.
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JP3717498B2 (ja) * 2003-07-01 2005-11-16 日東電工株式会社 粘着シート巻回体、巻芯及びそれらの製造方法、並びに粘着シート巻回体のリサイクルシステム
DE102012215133A1 (de) * 2012-08-24 2014-02-27 Tesa Se Strapping-Klebeband
DE102014211186A1 (de) 2014-06-11 2015-12-17 Tesa Se Polyester-Polyurethan
US20230203349A1 (en) * 2020-06-03 2023-06-29 Upm Raflatac Oy Recyclable plastic label

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