JP2017122210A - 接着テープ及びその使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロールに巻かれる非極性平坦ウェブ材料の高いウェブ速度でのフライングスプライスに、高温であっても使用できるフライングスプライス用接着テープを提供する。
【解決手段】上部自己接着性配合物層と、平坦所定破壊点として構成される内側接着テープ領域と、該内側接着テープ領域の下側にある下部自己接着性配合物とを含み、前記上部自己接着性配合物層のために自己接着性配合物として天然ゴム接着性配合物が使用された接着テープ、並びに対応する接着テープを使用した、ロールに巻き付けられる平坦ウェブ材料、特に非極性の表面の平坦ウェブ材料のフライングスプライスのための方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、メインクレームの一般的な部分の特徴に従ってロールに巻かれる非極性平坦ウェブ材料のフライングスプライス用接着テープ、並びにロールに巻かれる非極性平坦ウェブ材料のフライングスプライス方法に関する。
平坦ウェブ材料(紙、フィルム、不織材料など)の処理加工において、フライングスプライスは、高速で動作する機械を停止させることなく、ほとんど消耗した古いロールを新たなロールに交換するための一般的な方法である。このようなフライングスプライスでは、自己接着テープ(感圧接着テープとも呼ばれる)を、古いウェブの端部を新しいウェブの先頭に接着させるために使用する場合が多い。
フライングスプライス(「ダイナミックスプライス」とも呼ばれる)は、フィルム及び不織材料加工産業において、2つの異なる方法に従って非極性表面を有する材料で実施されている。
第1の方法では、両面自己接着テープを新たなロールのウェブの先頭に有利な構成(通常はw又はv字形)で手作業で接着させ、そして接着テープからはみ出したウェブ材料を切断する。さらに、新たなロールのウェブの先頭を、新たなロールが古いロールの表面速度にまで加速するときにウェブが巻き戻されるのを防止するために、新たなロールの下側コイル上にあるいわゆる固定ラベル(又は「フィックス」)を使用して取り付ける。この方法の欠点は、ロールの製造に非常に時間がかかり、専門の人材によって接着を実施しなければならないことである。さらに、この方法は常に所望の結果を生じるとは限らない。というのは、このようにして生じた接着は、ウェブ材料、固定ラベル及び接着ストリップの積層のため比較的厚いからである。また、特に薄い可撓性ウェブ材料の場合には、回転によって発生する対向空気流のため新たなウェブの先頭に膨らみが生じ、これによって一般にウェブの接着不良を引き起こす可能性がある。
第2の既知の方法では、片面自己接着性テープを、重複してかつ新たなロールの第1ウェブの自由端部下に直線的に接着させ、それによって接着面が外方向に向き、かつ、新たなウェブによって一部分のみが覆われるようにする。外側を向いた接着面の露出部分を古いロールのウェブに接着させる。この方法では、古いロールの表面速度にまでの新たなロールの加速時にウェブが巻き戻るのを防止するために、新たなロールの第1コイルと下にあるコイルとの間に液体を挿入し、それによって上部のコイルを下側のコイルに対して毛細管力によって固定する。この場合の欠点は、液体によるウェブ材料の固定の効率が多数のパラメータ、例えば表面エネルギー、フィルム材料の単位面積当たりの可撓性及び重量、液体の使用量、その極性、粘度及び密度並びに液体膜の層厚、面積及びせん断挙動に依存するため、この方法でも専門の人員が必要であり、この方法が常に技術的に有利な結果をもたらすとは限らないことである。さらに、この方法の対応する欠点は、スプライス中のウェブ速度が高すぎてはならず、使用される液体が設備及びウェブ材料の汚染も引き起こすことである。
上記方法は、紙加工産業でも使用されている。ここで、スプライス方法(スプライシング方法;スプライシングプロセス)の第1プロセスの改良は、紙ウェブを接着させる自己接着テープでの固定に用いられる固定剤を一体的に構成することである。ウェブの接着後に、固定剤として機能する分割可能な下地が分割し、それによってこの分割可能な下地の一部がウェブを接着させる自己接着テープ上に(すなわち上部コイル上に)残る一方で、他の部分が下側コイル上に残る。下地は、それらの表面、特にスプライスにおいて必要に応じて実際に分割される表面に対して平行に分割できる場合に「分割可能」と呼ばれる。
製紙業界では、この方法を実施するための多くの製品が知られている。例えば、独国特許出願公開第19632689号には、主下地に加えて分割可能な裏紙を備える接着テープが記載されている。2個のロールのウェブの接着時に生じる動的応力のため、紙の下地は割れ、その残留物が他の接着テープの場合に露出する領域にわたって固定のために使用される接着性配合物(接着性コンパウンド)を非粘着的に覆う。また、独国特許出願公開第19902179号には、応力下での引裂きを防止するために、分割可能な紙の下地を主下地に対してずらしてして配置される接着テープが開示されている。
フィルム及びウェブ加工産業においてフライングスプライスを改善するために、製紙業界で既に知られているのと同様に構成された接着テープを使用できることが有利であろう。これは、非極性表面を有するフィルム及び不織布材料にとって特に望ましい。このような非極性表面は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレート(PET)などの表面エネルギーの低い材料で生じる。
このような非極性表面については、接着性及び粘着性が特に高い自己接着性配合物が必要とされる。この目的のために必要とされる高い接着強度及び高い初期粘着(いわゆる「粘着性」)は、通常、接着性配合物の流動性を増加させることによって得ることができる。
また、製紙及び紙加工産業において、紙は、添加剤及び/又は所定の糊剤、デンプンの塗布などの表面処理のためますます非極性になっていることも分かる。その結果、この場合にも、それに対応して接着性配合物を適合させることがますます重要になっている。
しかしながら、スプライス方法では、従来の高接着性及び高粘着性の接着性配合物は、フィルム、不織布材料及び所定の紙といった非極性材料によるフライングスプライスにはあまり適していない又は全く不適当である。接着性配合物の接着強度及び初期粘着の増加は、その流動性の増加を伴う。この高い流動性のため、このような接着性配合物は、接着剤分割可能系から横方向に押し出され、さらに分割可能な下地に浸透することもあり、これによって分割可能系の全体的な閉塞及びスプライス接着の失敗が生じる場合がある。さらに別の欠点は、流動性の接着性配合物がスプライシングプロセス中に接着剤接合部から逃げ、それによって分割可能下地接着性配合物の分離後に残留物が系内に露出したままになる可能性があることである。独国特許出願公開第102006008561号に提示されたような接着テープによって、フィルム材料用の接着テープをスプライシングする際の改善が提供されている。ここで、接着性配合物は、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ベースを有する合成ゴムをベースとする接着性配合物を含めて、上部接着性配合物層、すなわち、スプライシングプロセスにおいて巻き戻しフィルムウェブに付着する層に使用される。好適な合成ゴム化合物は、アクリレート系接着性配合物よりも良好に非極性表面を有する基材に付着する。しかしながら、より高い温度(例えば、100℃を超える温度)では、ブロック共重合体のスチレンドメインが溶融するので、このような接着性配合物は、それよりも高い温度では使用できない。
独国特許出願公開第19632689号明細書 独国特許出願公開第19902179号明細書 独国特許出願公開第102006008561号明細書
したがって、本発明の目的は、少なくとも1種の上部接着性配合物(コンパウンド)、特に自己接着性配合物、分割可能な下地及び該分割可能な下地の下側にある下部自己接着性配合物を有する接着テープであって、ロールに巻かれる非極性平坦ウェブ材料の高いウェブ速度でのフライングスプライスに、高温であっても特に好適なものを提供することであった。
本発明の目的は、少なくとも1種の上部接着性配合物層、特に自己接着性配合物と、平坦所定破断領域(所定破断領域ともいう)として構成された内側接着テープ領域と、該内側接着テープ領域の下側にある下部接着性配合物層、特に自己接着性配合物層とを含む平坦ウェブ材料、特に非極性表面を有する平坦ウェブ材料のフライングスプライス用接着テープであって、少なくとも上部接着性配合物層(特に自己接着性配合物層)、すなわち、スプライシングプロセスにおいて巻き戻しウェブに接着する接着性配合物層(特に自己接着性配合物層)用の接着性配合物として(特に自己接着性配合物として)、天然ゴム接着性配合物を使用するものによって顕著に達成できた。
分割力を測定するための測定装置を概略的に示す 継続分割力の測定を示す。 微小剪断経路測定用の装置を示す。 加熱シリンダ試験を示す。
非極性表面は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)又はポリエチレンテレフタレート(PET)などの表面エネルギーの低い材料で生じる。表面エネルギーは、50mN/m以下、好ましくは40mN/m以下であれば低いとみなされる。本願において非極性表面を有する材料に言及する場合には、これは、それに応じて50mN/m以下、好ましくは40mN/m以下、より好ましくは35mN/m以下の表面エネルギーの低い材料をいう。本願における表面エネルギーの記載は、「一般的決定方法」の節で特定された方法による決定を指す。
天然ゴムは、その名称が示すように、植物産物、例えば主として乳白色の樹液(ラテックス)由来の天然産物(シス−1,4−ポリイソプレン)から得ることのできる弾性重合体である。天然ゴムは、天然ゴム接着性配合物と呼ばれる接着性配合物のための必須原料に処理加工できる。一般に、自己接着性配合物は、純度及び粘度の要求レベルに依存して、クレープ、リブ付きスモークシート(RSS)、空気乾燥シート(ADS)、技術的格付けゴム(TSR)又は一定粘度(CV)タイプといった、得ることのできる全ての品質で製造できる。好ましい粘着性及び耐熱性の要求特性を調節するために、処理加工中に天然ゴムにわずかな咀嚼を施し、低分子量タイプよりも高分子量タイプを使用することが好ましい。
同義的に感圧接着性配合物PSAとも呼ばれる自己接着性接着剤は、特に、塗布温度(特に示さない限り室温)では多数の表面への接触時に恒久的に粘着性でかつ接着性で貼り付き(自己接着性配合物及びそれぞれの基材の性質に応じて)、特に、直ちに貼り付く(いわゆる「粘着」[粘着性又は初期粘着]を示す)。これらのものは、適用温度であっても、溶媒や熱による活性化なしに(場合によっては多かれ少なかれ高圧の影響下で)、被接着基材を十分に濡らすことができ、それによって該配合物と該被接着基材との間に接着のための十分な相互作用を形成させることができる。
目的の用途に適合するように特性を調節するために、自己接着性配合物は、接着性樹脂、可塑剤、架橋剤又は充填剤を混合することによって変性できる。
本発明によれば、少なくとも上部自己接着性配合物層のために、有利には、上部及び下部自己接着性配合物層の両方のために、自己接着性配合物として次の成分を含む天然ゴム配合物を特に好ましく使用する:
(a)天然ゴム40〜60質量%
(b)少なくとも60℃の軟化点(DIN EN 1427:2007に相当する)を有する1種以上の樹脂、特に接着性樹脂10〜50、好ましくは20〜50、より好ましくは30〜50質量%(「固体樹脂」)
(c)可塑剤8〜40質量%、好ましくは8〜20質量%、より好ましくは8〜15質量%
(d)任意に追加成分10質量%まで、好ましくは3質量%まで。
本願の意味において「追加成分」は、成分(a)の意味の範囲内において天然ゴムの定義には該当しない全ての追加成分と、成分(b)の意味の範囲内における固体樹脂と、成分(c)の意味の範囲内における可塑剤とを区別するために使用される。さらなる制限なしに、これらのものは、一般に、考えられる全ての材料又は物質であることができる;例えば、天然ゴム、添加剤、充填剤などの他の高分子物質。成分(d)の意味の範囲内における特別な共成分について以下に説明する。
好ましくは、成分(a)、(b)、(c)及び存在する場合には(d)は、は合計で100%である。通常、接着性配合物は、使用時には通常乾燥している(乾燥は例えば120℃で10分間にわたって行われる)ので、溶媒は製造プロセスから大部分が排除される。残留溶剤が接着性配合物中に存在する場合(通常、最小%又はppm範囲内)には、これらのものは、可塑剤成分に含まれる。好ましくは、接着性配合物は、1%未満、より好ましくは0.5%未満、最も好ましくは0.2%未満の非常に少量の残留溶媒しか含有しない。
天然ゴムをベースとする本発明の自己接着性配合物は、特にポリエチレンなどのフィルム材料において、非極性表面上での高い粘着及び良好な結合強度を特徴とする。また、これらのものは、良好な耐熱性も示す。
粘着とは、接着性配合物のいわゆる初期接着、すなわちそれぞれの材料に直ちに結合する特性をいう。
本願の意味において用語「樹脂」は、相対モル質量の多少広範な分布を有する、室温で固体の高粘度又は低粘度(液体)有機物質の総称である。樹脂は、天然由来のもの(天然樹脂)又は人工的に製造されたもの(人工樹脂)とすることができる。これらのものは、一般に、非晶質構造、極めて低いモル質量及び比較的高いガラス転移温度を示す。特に本願の範囲内において、オリゴマー及び(低)ポリマー化合物は、数平均分子量Mが5000g/mol以下、好ましくは4000g/mol以下、より好ましくは3000g/mol以下の樹脂であるとみなされる。本願における分子量の全ての記載は、「一般的決定方法」の節に記載された方法による決定を指す。
用語「粘着付与樹脂」(「粘着付与性樹脂」とも呼ばれる)は、当業者には、粘着性を増加させる樹脂ベースの物質を意味すると解される。
成分(b)に相当する樹脂は、60℃超、好ましくは80℃以上、より好ましくは最大150℃までの軟化点を有する。したがって、室温では、このような接着性樹脂は、一般に流動性を全く又はほとんど示さない(粘性が高い又は固体である)。よって、本願の範囲内において、これらのものを、専ら以下でさらに詳細に説明する「軟質樹脂」との意味的な区別のために「固体樹脂」というが、それらの軟化点に関するもの以外に接頭辞「固体」及び「軟質」によって樹脂の特性を限定する意図はない。
例えばオリゴマー化合物及びポリマー化合物(特に樹脂など)並びに例えば可塑剤の本願における軟化点の全ての記載は、DIN EN 1427:2007(実験の節参照)による決定を指す。
本発明によれば、好適な固体樹脂は、例えば、天然及び/又は合成樹脂、例えばピネン及びインデン樹脂、コロホニー及びコロホニー誘導体(コロホニーエステル並びに例えば不均化又は水素化により安定化されたコロホニー誘導体)、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、脂肪族、芳香族及び脂肪族−芳香族炭化水素樹脂であり、それぞれ対応する軟化点を考慮して選択されるが、これらに限定されない。
固体樹脂は、好ましくはテルペンフェノール樹脂及び/又はコロホニー樹脂、特に好ましくはα−ピネン及び/又はβ−ピネン及び/又はd−リモネンをベースとするポリテルペン樹脂である。
得られる接着性配合物の特性を所望通りに調節するために、これらの固体樹脂及び他の固体樹脂の任意の所望の組み合わせを成分(b)に使用することができる。一般に、固体樹脂についての本発明の条件を満たす天然ゴムに相溶性のある全ての(可溶性)樹脂を使用することができる。Donatas Satas(van Nostrand、1989)による「Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technolog」における技術水準の記載を参照されたい。
本発明に係る接着性配合物は、天然ゴム成分(a)及び固体樹脂成分(b)に加えて、可塑剤(成分(c))も含有する。本願の意味において、可塑剤とは、軟化点が60℃以下の化学物質のことである。したがって、これらのものには、可塑化用薬剤としての使用に好適であるという利点がある。可塑剤は、原則として不揮発性であり、特に乾燥プロセスでは除去されない。本発明によれば、少なくとも1種の可塑剤を使用するが、複数の可塑剤を使用してもよく、好ましくは、以下に記載の化合物から選択されるが、必ずしもそれらに限定されるわけではない。
可塑剤の例は、低分子量ポリアクリレート、ホスフェート又はポリホスフェート、パラフィン及びナフテンオイル、オリゴブタジエン及びオリゴイソプレンなどのオリゴマー、液体ニトリルゴム、液体テルペン樹脂、並びに植物及び動物油脂である。
また、本出願の意味における可塑剤は、軟質樹脂も含む。この用途の範囲内において、軟質樹脂とは、上記の固体樹脂と同じ化学的基礎を有するが、ただし軟質樹脂については40℃以下、好ましくは30℃以下である軟化点の点で前者とは異なる化合物をいう。例えば、軟質樹脂は、特に、様々な軟化温度に関する記載を考慮して、接着樹脂について記載された結合クラスから選択できる。成分(c)としては、例えば、個々の軟質樹脂、2種以上の軟質樹脂の組み合わせ、又は軟質樹脂と1種以上の他の可塑剤との組み合わせを使用することができ、該可塑剤は、 好ましくは上記リストから選択される。
多くの軟質樹脂は、それらの軟化温度が低いため室温では液状であり、そのため液状樹脂とも呼ばれる。室温で液体の樹脂を軟質樹脂として選択することが有利であることが分かっている。
好ましい方法では、可塑剤として使用される化合物は、専ら40℃以下、特に好ましくは30℃以下の軟化点を有するものであり、これらは有利には前2段落で列挙した化合物(低分子量ポリアクリレート、ホスフェート又はポリホスフェート、パラフィンオイル及びナフテンオイル、オリゴブタジエン及びオリゴイソプレンなどのオリゴマー、液体ニトリルゴム、液体テルペン樹脂、植物及び動物油脂、並びに軟質樹脂)から選択されるが、必ずしもこれらに限定されない。
さらなる有利な方法では、使用される成分(b)の固体樹脂及び使用される可塑剤(成分(c))は、使用される成分(b)の樹脂の軟化温度及び使用される可塑剤の軟化温度が少なくとも20℃、好ましくは少なくとも40℃異なるように選択される。
自己接着性配合物において、使用される固体樹脂及び可塑剤、すなわち成分(b)及び(c)の総量に対する天然ゴム、すなわち成分(a)の量の比が0.75〜1.60の範囲内にある場合に有利であり、ここで、用語「量」とは、それぞれの比率質量をいう(言い換えれば、天然ゴムの比率質量を固体樹脂及び可塑剤の全質量含有量で割ったものが0.75〜1.60の値とならなければならない)。
本発明の変形例では、接着性配合物は、ベース混合物の良好な粘着性を達成するために、さらなる成分[成分(a)、(b)及び(c)を除いて]を含まない。
しかし、成分(d)として少なくとも酸化防止剤(老化防止剤、安定剤)を添加することが好ましいことが分かった。自己接着性配合物を安定化させるために、立体障害フェノールなどの一次酸化防止剤、ホスファイトやチオエーテルなどの二次酸化防止剤、及び/又はCラジカル捕捉剤が通常添加される。
本発明のさらなる変形例では、成分(a)、(b)及び(c)に加えて、専ら酸化防止剤が成分(d)(「追加成分」)として混合される。
この代わりに又はこれに加えて、自己接着性配合物が他の成分(d)を含むことも可能である。特に、接着性配合物の特定の特性を達成するために、充填剤(添加剤)が添加でき、及び/又は他の物質(充填剤若しくは添加剤以外)が添加又は存在できる(例えば、製造で生じる異物など)。
天然ゴム(成分(a))、樹脂(成分(b))及び可塑剤(成分(c))の他に追加の成分が存在する場合には、自己接着性配合物中におけるそれらの総含有量は10質量%を超えない、より好ましくは3質量%を超えない。
添加剤(充填剤)は、例えば、自己接着性配合物の凝集力を高めるために使用される。この場合、充填剤/充填剤相互作用及び充填剤/重合体相互作用の組み合わせにより、重合体マトリックスの所望の強化が得られる場合が多い。
重量又は体積を増加させるために、添加剤は、紙、プラスチック、接着剤又は被覆材料及び他の製品にも混合される。これらの添加剤は、製品の技術的適用性を改善し、かつ、それら品質、例えば、それらの強度、硬度などの品質に影響を及ぼす場合が多い。天然の無機及び有機充填剤は、例えば、繊維、カーボンブラック、酸化亜鉛、二酸化チタン、チョーク(炭酸カルシウム)、固体ガラスビーズ、他の材料のマイクロビーズ、シリカ、ケイ酸塩、カオリン、タルク、及びドロマイトを含み(これに限定されない)、かつ、本発明に係る接着性配合物に、個々に又は任意の所望の組み合わせで使用できる。
さらに、自己接着性配合物は、有機顔料及び/又は無機顔料を含有してもよく、これは上記充填剤の代わりに又は1種以上の追加充填剤と組み合わせて使用できる。
ゴム及び合成エラストマーの場合も同様に、好適な添加剤を使用することによって、例えば硬度、強度、弾性及び伸びに関して品質を改善することができる。頻繁に使用される充填剤は、炭酸塩、特に炭酸カルシウムのみならず、ケイ酸塩(タルク、クレー、マイカ)、珪質土、硫酸カルシウム及び硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維及びガラスビーズ、並びにカーボンブラックである。
また、無機及び有機添加剤は、それらの密度に応じて区別することもできる。チョーク、二酸化チタン、硫酸カルシウム、及び硫酸バリウムといった、プラスチック並びに接着性配合物に使用されることの多い無機充填剤は、重合体の密度よりも高い密度を有するので、複合材の密度を増加させる。同じ層の厚さでは、単位面積当たりの重量は高くなる。
さらに、複合材の総密度を低下させることができる添加剤も存在する。これらのものとしては、非常に容積の大きい軽質充填剤である中空マイクロビーズが挙げられる。これらのビーズには、空気、窒素又は二酸化炭素が充填され、また、ビーズのシェルは、ガラス又はいくつかの製品では熱可塑性樹脂から構成される。これらのビーズは、予め膨張でき、又は膨張可能な充填剤として取り込まれることができる。
自己接着性配合物の凝集力及び耐熱性を高めるために、これを化学的又は物理的方法によってさらに架橋させることができる。
物理的方法の一例は、電子ビームの照射である。使用される典型的な照射装置は、線陰極システム、スキャナシステム又はセグメント陰極システムであるが、ただし、これらのものは電子ビーム加速器であるものとする。従来技術及び最も重要なプロセスパラメーターの広範な記載は、Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints,Vol.1,1991,SITA,LondonのSkelhorne,Electron Beam Processingに見出される。典型的な加速電圧は、50kV〜500kV、好ましくは80kV〜300kVの範囲である。使用される散乱線量は、5〜150kGy、特に20〜100kGyで変動する。
電子ビーム硬化は、本発明に係る自己接着性配合物の架橋を引き起こす。これにより、本発明に係る自己接着性配合物の耐熱性が著しく改善する。
従来知られている熱活性化可能な化学架橋剤の全て、例えば加速硫黄又は硫黄供与体系、過酸化物架橋剤、イソシアネート系、反応性メラミン、ホルムアルデヒド及び(ハロゲン化されていてよい)フェノールホルムアルデヒド樹脂、反応性フェノール樹脂、又は対応する活性化剤とのジイソシアネート架橋系、エポキシ化ポリエステル及びアクリレート樹脂、並びにそれらの組み合わせを、熱誘導化学架橋の目的のために使用することができる。
架橋剤は、好ましくは、50℃を超える温度、より好ましくは100℃〜160℃の温度、最も好ましくは110℃〜140℃の温度で活性化される。
上記天然ゴム系接着剤は、少なくとも、フライングスプライス用接着テープの上部接着性配合物として使用することが特に好ましい。スプライシング法では、上部自己接着性配合物は、有利な方法では、本発明に係る接着テープの上面を新たなロールのウェブの先頭及び古いロールのほぼ空いたウェブに接着させ、それによって接着テープを用いてロールのウェブを相互に接着させるのに役立つ。下部自己接着性配合物は、特に、本発明に係る接着テープの下面を第2の最も高いコイルに接着させ、新たなロールの上部と第2の最も高いコイルとを接着テープを介して互いに接着させる。スプライシング法のさらなる過程において、接着テープの所定破断点が破損したときに、ロールの2つの上部コイル間の接着は、最も好ましくは上部自己接着性配合物と各コイルの上側から離間して面している下部自己接着性配合物との接着領域が現在の分割下地によって非粘着的に覆われるようにして再び破壊される。
全ての接着性配合物は、一般に、下部自己接着性配合物として使用できる。下部接着性配合物としては、低温流動を防止するために複素粘度が調整された接着性配合物を使用することが好ましい。このため、下側接着性配合物は、分割可能な下地などの所定の破断点を形成する構造単位の下側に設けられる場合には特に、接着結合部から逃げず、かつ、所定の破断点を形成する構造体の上面に接着し、それによって所定の破断点のブロックを防止し、この系が分割可能な状態を保持するのを可能にする。
特に好ましい方法では、天然ゴム配合物を下部自己接着性配合物、好ましくは上でさらに詳細に記載したような天然ゴム配合物、より好ましくは上部自己接着性配合物と同一の接着性配合物としても使用する。その理由は、この場合にも同様に非極性表面のために設計された接着性配合物が有利だからである。
本発明に係る接着テープは、フライングスプライスに適していること、すなわち、少なくとも1種の上部接着性配合物及び少なくとも1種の下部接着性配合物と、平坦所定破断点として構成される1つの中間内側接着テープ領域とを有することを特徴とする。上記所定破断点は、上部接着性配合物層と下部接着性配合物層とが互いに分離するように層状に分割できるように構成される。
接着テープは様々な方法で構成できる。第1の変形実施形態では、接着テープは、上部及び下部接着性配合物層並びにこれらの2つの層(分割層)の間に配置される第3単一レベル平坦分割可能層からなる。好ましくは、このものは下地層であり、より好ましくはこの目的のために分割可能紙が使用される(下記参照)。
別の有利な実施形態では、分割可能層は2つの層で構成され、特に、2つの下地層を、層表面に垂直に力を加えることによって互いに容易に分離できるように互いに接着させる。ここで、この結合は、物理的機械的方法、例えば打ち抜きなどによって生成できる。
互いに層間剥離できる2つの層間の接着は、まずこれらの層を共に保持する化学物質を添加することによっても生成できる。
例えば、下地層を、化学物質の溶液、懸濁液、分散液などで「くっつける」ことができ、その後、この溶液、懸濁液、分散液などを、該下地層を一緒に保持するように、ただし高温であっても乾燥皮膜の状態で粘着性又は感圧接着性を示さないように乾燥させ、それによって、複合材を剥離した後に露出する表面が機械部品又は製品を汚すことがないようにする。
下地層を結合するための化学物質として、積層用接着性配合物、ラッカーなどを使用することができる(下記参照)。その際に、この化学物質は、全表面に適用でき、又はストリップ状、点状などの一部の領域のみに適用できる。例は、ストライプでの塗布、スクリーン印刷による塗布などである。
さらなる実施形態では、下部接着性配合物層を下地層に適用し、この下地層に機能性層を設け、分割の過程でこの機能性層は下地層から完全に剥離する又は部分層の形態で剥離されるようにし、この機能層自体は層状に分割する。これは、互いに分離可能な2つ以上の機能層が存在する構成によっても達成できる。
上記実施形態は、接着テープ内に、特に上部接着性配合物層と分割可能層との間に追加の層を設けることによって改変できる。このような層は、例えば、金属層といった接着テープの層の検出を可能にする層及び/又は接着テープにさらなる安定性を与える層とすることができる。さらに、(内部)接着性配合物層及び/又は染色層(染料粒子、ラッカー層などを有する層)を設けることもできる。
本発明に係る接着テープの設計は、その用途の目的にさらに適合できる。フライングスプライス用に特別に設計された接着テープは、例えば以下の文献に示されている。これらの文献に開示された実施形態も本発明のために実施可能であり、有利な実施形態を構成すると考えられる:EP818408A;EP881046A;EP860489A;EP970904A;EP1022245A;EP1104795A;EP1355843A;EP1258441A;WO2003018454A;WO2003018453A;WO2003018451A;WO2003024850A;EP1342684A;EP2048212A;EP2130886A;EP2130887A;EP2130888A;EP2130889A;WO2011069821A;EP2571949A;EP1428861A;EP1645533A;EP1604927A;WO2007048695A;EP2113543A;EP1215287A;WO1995029115A。
例えば、上部自己接着性配合物層が設けられる上面に少なくとも1つの主下地を備える接着テープは、フライングスプライスに非常に適しており、また、本発明の意味においても非常に有利であることが分かった。
スプライス法における主下地のために機械的に安定な非分割可能材料を使用することによって、新たなロールのウェブの先頭への古いロールのウェブの接着の効率を急激に高めることができる。特に、接着テープ用の全ての典型的なシート型下地材料を、主下地、例えば紙下地、特に固形紙下地材、例えば片面又は両面が被覆された滑らかな紙で構成されたもの、並びにフィルム下地、例えばBOPPフィルム、PETフィルム、アルミニウム化PETフィルム及びアルミニウムフィルムとして使用できる。この場合、耐引裂性主下地を使用することが好ましい。上部自己接着性配合物層は、主下地上に直接存在してもよく、又は検出層、色素層、追加の下地層、追加接着性配合物層などの1以上の追加層を、接着性配合物層と主下地層との間に配置することができる。
有利な手順では、特に上でさらに詳細した少なくとも1つの分割可能層を含む主下地の下側に直接又は中間層を介して分割可能系並びに下部自己接着性配合物層を設ける。特に、下部分割可能系は、追加の接着性配合物層によって主下地の下側に固定できる。しかし、下部分割可能系は、下部接着性配合物層及び1以上の機能層であってそのうちの少なくとも1つの機能層又はその部分層が主下地から分離できるもので構成することもできる。
下部分割可能系は、追加の層、例えば追加の機能層(検出層及び色素層など)、追加の下地層、追加の接着性配合物層などを備えることができる。
下部分割可能系は、主下地の表面全体を覆うことができるが、特に主下地の下面の一部の表面のみを含むこともできる。
分割可能系の他に、1以上の追加の類似の又は異なる分割可能系及び/又は非分割可能接着剤系を主下地の下側に直接的に又はさらに中間層を介して設けることができる。
特に好ましい実施形態では、下部分割可能系はストリップの形態で適用され、該ストリップは、接着テープの有利な実施形態ではその縁部の一方に平行に、すなわち特に直線で延在する。有利には、このような接着性配合物ストリップは、接着テープの長手方向(l)に、すなわち接着テープの長手方向縁部の一方に又は平行に、特に直線で延在する。
通常、接着テープは、それに垂直なものと定義される第2の方向(b)への伸びよりもはるかに大きい第1の方向(1)への伸びを有する。したがって、この第1の方向を、本願の範囲内において長手方向(l)といい、この方向への伸びを接着テープの長さ(l)という。第2の方向を横方向(b)といい、この第2方向への伸びを接着テープの幅(b)という。接着テープの平坦な伸びは、その長さ(l)及び幅(b)によって決定される。
対照的に、接着テープの厚さ(d)(第1及び第2の方向に対して垂直、すなわちデカルト座標系における接着テープ(d)の表面領域に対して垂直であると定義される第3の方向への伸び)は、通常、接着テープの幅よりもはるかに小さい。
しかしながら、本発明に係る接着テープは、該接着テープの長さ及び幅が同様の大きさである接着テープ部(「ラベル」)の形態とすることもできる。
好ましい実施形態では、ストリップ状に適用された下部分割可能系は、該系に最も近接して位置する接着テープの長手方向縁部に対して平行に配向され、この長手方向縁部から距離Aで凹んでいる。この凹みは、有利には10mmまで、好ましくは0.5〜5mm、より好ましくは1〜3mmとすべきである。本発明に係る接着テープの特別な実施形態は、2mmの凹みを示す。
別の特に好ましい変形実施形態では、下部分割可能系は、全体として接着テープの長手方向(l)に延びているが、それ自体はいかなる直線縁部も有さないストリップの形態で与えられる。例えば、これは、特に接着テープの長手方向縁部の少なくとも1つに平行に、接着テープの長手方向に延びる仮想線を画定することができるような外観を有することができ、この仮想線は、該ストリップを上面から見て2つの等しい大きさの表面領域に分割する。好ましくは、接着テープは、概念的に一連の接着テープセクションによって形成され、そのそれぞれについて、その上にある対応する接着配合物部が仮想線によって等しい面積の2つのセクションに分割される。
直線縁部を有さない本発明に係るストリップは、例えば、1つの左境界縁部と1つの右境界縁部とを有し、これら2つの縁部の少なくとも1つは直線ではなく、それによってこの非直線縁部が、最も遠くに突出する部位で常に区別でき、かつ、仮想線に対して平行に走る接線を有することができる突出部を有するように構成できる。特に、これらは、最も遠くに突出する部位に丸みのある構成を有する突出部である。このようなストリップ形状は、例えばEP1948545Aに定義されている。WO2007/48695A号及びEP1948545B号の請求の範囲に記載された線形状並びにこれらの文献の図に示された線形状、特にWO2007/48695A号の図1、2、3、4、5、6及び7に示された線形状をその開示と共に明示的に参照する。これらの線形状も、本発明について顕著に実現可能である。特に有利なのは、WO2007/48695A号の図7に係る対称波形及びその変形例であり、例えば1つの波形縁部及び1つの直線縁部を有し、異なる曲率を有する複数の波形縁部を有し、又は最高点が互いに変位する波形縁部を有するものである。例えば、仮想線上の左右反対縁部形状を実現することもできる。
さらに、直線縁部を有さない本発明に係るストリップは、その境界縁部の少なくとも1つが仮想線に対して平行に延びる曲線の形態であり、かつ、上昇及び下降曲線セクションの連続によって特徴付けられるように構成することもでき、それによって、これらの2つの曲線セクションにより形成された曲線領域内の各上昇曲線セクションとそれに続く下降曲線セクションとの間には最高地点又は複数の最高地点が形成され、また、これら2つの曲線セクションによって形成された曲線領域内の各下降曲線セクションとそれに続く上昇曲線セクションと間には最低地点又は複数の最小地点が形成され、ここで、該各曲線セクション及び各下降曲線セクションの傾きは同一ではない。
本発明にとっても有利なこのような曲線は、例えばEP2130887A号に示されており、請求の範囲に記載された線の形状及びこれらの文献の図、例えば図1、2、3、3a、4、5、6及び7に示された線の形状を添付の開示と共に参照されたい。
本発明の意味の範囲内で実施できる直線状に延びていないストリップ縁部についてのさらなる縁部形状は、EP2615049A号に示されている。本発明に係るストリップについて、そこに示された形状を開示する請求の範囲、図2、3、4、5、6、7、8、9及び付随する説明を特に参照されたい。
主下地の下面には、複数の分割可能系、特に連続系を、例えば複数(互いに結合されていない)の直線又は直線ではないストリップ、例えば波形形状のストリップなどの形態で設けることができる。
このような実施形態は、接着テープの長手方向に平行に走る2又は3以上のストリップを有し、それぞれのストリップは所定破壊領域を有する。これらの所定破壊領域は、特に、本願所定の破壊領域に関してさらに詳細に説明される態様で構成でき、例えば、平坦な分割可能な紙、2枚以上の紙の分割可能な積層体、2枚以上のフィルム若しくは2以上の他の平坦材料を使用することによって、又は例えば紙とフィルムとの混合ラミネートを使用することによって;また、下地のストリップ材料を分離することを可能にする主下地層の表面被覆によっても構成できる(詳細については上記参照)。所定破壊領域の他の構成を実現することもできる。
特に上記寸法の一つのストリップを有する接着テープについて上記したように、これらのストリップの第1のものがそれに最も近い接着テープの長手方向の縁部から離間している場合に有利である。
また、例えば、2つのストリップの系は、例えば、WO2011/144466Aに示されるように、少なくとも1つの非直線状、特に波形形状の縁部、具体的には2つの非直線状、特に波形形状の縁部を持つストリップを有することもできる。
裏面接着性配合物層、例えば、特に直線ストリップ形状(接着テープの長手方向(l)において2つの平行な縁部を有する)のものは、それぞれ独立して、3mm〜30mm、好ましくは5mm〜18mm、より好ましくは15mm〜9mmの幅(b)を有する。例えば、波状接着剤系は、20、30又は40mmの幅を有することができる(非直線的に延びるストリップの幅(b)は、それぞれのストリップの横方向の最大伸び(b)を意味すると解される)。しかしながら、上記は決して選択可能な幅を限定するものではない。また、ストリップ状裏面接着性配合物層が1つだけ存在する場合に上記寸法を選択することも有利である。
それぞれの用途に対する有利な適応では、単一のストリップ状裏面接着性配合物層又は複数のストリップの場合には長手方向縁部の最も近くに位置する裏面接着性配合物層が該長手方向縁部に直接隣接している、すなわち、凹んでいない本発明に係る接着テープの変形例も好ましく使用できる。
本発明、特に上述の実施形態に係る接着テープの分割可能層(所定破壊領域)は、例えば以下のように構成できる:
全ての分割可能平坦下地材料、特に易分割可能紙、クラフト紙、複合紙系(両面紙及び接着紙系)、複合フィルム系(接着フィルム系など)、複合重合体系(共押出複合重合体系など)及び重合体不織布材料が分割可能下地として好適である。
引張り力を吸収しなければならない下地よりも著しく低い分割強度を示す分割可能下地を使用することが好ましい。特に好ましいのは、2つの材料ウェブを互いに接着させるために接着テープの主層(すなわち主下地H)の実際の引っ張り力を吸収する下地又は下地層よりも有意に低い引裂抵抗を有する分割可能下地を使用することである。したがって、主下地が破壊される前に系の下地が分割する。一以上の分割可能系は好ましくは紙ベースである。その具体例は、次の紙又は複合紙系である:
・粘着高密度紙
・非耐湿紙などの易分割可能紙系
・クラフト紙(両面平滑クラフト紙など:厚さ55μmで、65g/mの単位面積当たり重量を有するクラフト紙が特に適していることが分かった)
・抄き合わせ紙(高度に均質な分割プロセスによる積層紙として定義される;これらは、例えば均質でない圧縮により生じる張力ピークを示さない。これらの紙は壁紙及びフィルターの製造にも使用されている)
・分割力が結合点の大きさによって決定される分割可能系;このような分割可能系は、例えばDE19841609A1に記載されている。
互いに分離可能な2つの下地層又は他の相互に分離可能な層(下地層の下部接着層など)の結合に適した化学物質の例としては、結合剤に加えて、分割性化及び弾性化添加剤に効果を及ぼす他の物質、特に水系方法によって製造できるもの及び/又は被覆可能であるものを含有する組成物が挙げられる。例えば、このような組成物は、結合剤10〜90質量%、分離剤10〜90質量%、任意に弾性化剤60質量%まで、充填剤30質量%まで及び増粘剤を含むことができる。好適な結合剤は、好ましくは変性デンプンであり、好ましい分離剤としては、タルク、ステアリル誘導体又は重合シリコーン及び非含フッ素分離剤の分散体が挙げられ、好ましい弾性化剤は、水溶性ポリグリコール又はアラビアゴムである。表面被膜を生成するのに非常に好適な本発明に係るさらなる化合物は、結合剤として、少なくとも1種の多糖成分(例えばデンプン又はデンプン誘導体)及び1種以上の界面活性剤からなる1種の界面活性成分、例えば二ナトリウム−n−オクタデシルスルホスクシネート、ナトリウムジアルキルスルホスクシネート、ナトリウム−n−ドデシルスルフェート、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、オレイルセチルアルコール硫酸ナトリウム、脂肪アルコールポリグリコールエーテル、脂肪アルコールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート及び任意に弾性化添加剤、例えばポリグリコール又はアラビアゴムを含む。
このような組成物は、例えば積層用化合物として文献EP1076026A及びEP2116581Aに記載されており、また本発明での使用にも好ましい。
また、高分子化合物をベースとする組成物も化学物質として使用することができる。本発明によれば、WO99/46196A号の特に9頁15〜29行に開示されているような重合体を極めて有利に使用することができる。例えば、重合体層用の重合体は、特に、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン及び塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体よりなる群から選択するのが有利である。好適な添加剤の例としては、湿潤剤、消泡剤、可塑剤及び/又は殺菌剤が挙げられる。
上記文献に開示され、また、本発明での使用に極めて好適な好ましい重合体は、例えばポリビニルアルコールをベースとする再パルプ化重合体であり、好ましくは、1種以上の可塑剤を含む。可塑剤として使用するのに特に好ましいのは、ポリオール(例えば、ジエチレングリコールなど)、ヒドロキシ変性ゴム又はこれらの組み合わせなどの配合物である。
ペイント、プラスター、接着剤及び地均し用配合物の製造のための建物及びDIY分野で知られているようなプライマー被覆剤、特に石膏建築材料又はパーティクルボードなどの吸収性物質の前処理に使用されるものは、本発明に係る結合要素の重合体層にとって非常に好適な系を構成することが分かった。ここでは、特にポリアクリレートベースプライマー被覆を参照する。
本発明に係る接着テープにおいて、上部及び下部接着性配合物層は、それぞれ外部接着性配合物層、すなわち使用時にそれぞれの基材表面に(特にフライングスプライス法での使用時にそれぞれの平坦ウェブに)接着することのできる接着性配合物層である。外部接着性配合物層という用語は、使用前に、特に取扱い及び/又は貯蔵の改善のため及び/又は露出した接着性配合物表面を保護するための第1接着性配合物層及び/又は第2接着性配合物層をそれぞれ分離用カバー(「ライナー」又は「剥離ライナー」とも呼ばれる)で覆うことができる可能性を排除するものではない。その後、剥離ライナーは、露出した接着性配合物の表面が使用のために必要となる前に除去される。
この目的のためにそれ自体公知の分離効果を有する材料の全てを、剥離ライナー用の材料として使用することができる:具体例としては、抗接着性材料又は抗接着被覆材料(特にシリコーン処理材料)、例えばシリコーン、シリコーン処理紙、グラシン紙、被覆又は非被覆HDPEライナー(低圧ポリエチレン)、被覆又は非被覆LDPEライナー(高圧ポリエチレン)、或いは被覆又は非被覆MOPP及びBOPPライナー(一軸又は二軸配向ポリプロピレン)、被覆又は非被覆PETライナー(ポリエチレンテレフタレート)などが挙げられる。
特に、上部接着性配合物層上の剥離ライナーは、特に接着テープの長手方向において、1個以上のスリット、1個以上の孔などを有することができる。例えば、スプライス製造の特定の段階では、上部接着性配合物層上の剥離ライナーの一部を剥がすことができるのに対し、他の部分は当面は適所に残す。
本発明に係る接着テープの目的の用途における好適性に関して、フライングスプライスにおける分割プロセスを開始させるのに必要な所定破壊領域に作用する力とこの所定破壊領域をさらに分割させるのに必要な力とが決定的に重要なものである。これらの値は、所定破断点での初期及びさらなる分割が目的の使用中にのみ生じるように調節すべきであるが、ただしフライングスプライスのプロセスを妨げることなく確実に生じるように調節すべきである。この場合、分割系は、一方では、加速段階における意図しない初期分割の危険性を回避し、他方では、結合すべき材料ウェブに対する損傷なしに適用に応じてスプライシングテープが分割するのを確保するように調節されることが好ましい。
前縁の分割抵抗性を克服するために、系の初期分割(分割力、すなわち所定破壊点で分割プロセスを開始するのに必要な初期分割力)には高い最大力が必要である。さらに、スプライシングテープの全幅にわたって分割する(分割力を継続する)には、より低いレベルの力が必要である。加えられる力と分割系の幅との積が分割に必要な仕事量(分割仕事量)である。
一方、分割力は、加速時に作用する遠心力及び空気力により製品が早期に開かないように十分に高く設定すべきであり、他方、分割仕事量は、所定破断領域を完全に分割するのに必要な仕事量が裂けまでには至らない程度に十分に低く設定しなければならない。本発明に係る接着テープの実施形態は、これらのパラメータについての優れた値を達成することを可能にする。
本発明の好ましい実施形態では、本発明に係る接着テープの所定破断点を分割するのに必要な分割力は、0.1N/cm〜2.0N/cm(結合幅1cm当たりのニュートン)の範囲であり、所定破断領域を分割するのに必要な力(継続的な分割力)は、5〜50cN/cmである。本願において、初期分割力及び連続分割力の全ての記載は、「一般的決定方法」の項に記載された方法による決定を指す。
本発明に係る接着テープに使用される自己接着性配合物の製造は、ゴム及び他の成分を配合し、そして例えば既知の方法に従って任意にゴムを咀嚼又は分解することにより有利に実施される。また、本発明に係る接着テープを製造する際に使用される自己接着性配合物の層の製造は、当業者に知られている一般的な被覆方法によっても実施できる。この場合、好適な溶媒に溶解させた添加剤を含む自己接着性配合物を、例えば、アニロックスロール塗布、コンマブレード塗布、複数ロール塗布又は加圧プロセスによって下地フィルム又は分離フィルム上に塗布することができ、その後、乾燥チャネル又は乾燥オーブン内で溶媒を除去することができる。あるいは、下地フィルム又は分離フィルムの被覆は、特に配合が無溶剤法で実施される場合には無溶剤法でも実施できる。上記の添加剤との混合、ろ過又は脱気といったさらなる処理工程は、押出機内で実施できる。溶融物を、カレンダを使用して対応する下地上に被覆し、又はまず仮下地上に被覆し、その後追加の積層を実施することができる。接着剤を製造することができる可能な方法は、DE198 06609 A1並びに文献WO94/11175A1、WO95/25774A1及びWO97/07963A1に開示されている。
さらに、本発明は、特に既に上で簡単に説明したように、ロールに巻き取られる平坦ウェブ材料のフライングスプライスのためのスプライス方法に関する。本発明に係る好ましい方法では、新たな平坦ウェブのロールの上部コイル形成平坦ウェブセクションを、まず上部自己接着性配合物層と、平坦所定破断点として構成される内側接着テープ領域と、内側接着テープ領域の下側にある下部自己接着性配合物とを含む本発明に従って構成される接着テープを用いて製造し、下側平坦ウェブセクションが固定される少なくとも上側粘着性配合物層のために自己接着性配合物として天然ゴム接着性配合物を使用する。これは、好ましくは、スプライシングプロセスに必要とされる表面側第1接着性配合物層の表面領域が露出するように行われる。この後、このようにして装備された新たなロールを、ほぼ完全に空になった古いロールの隣に配置して置き換え、この古いロールと実質的に同じ周速度に加速する。その後、このロールを、古いロールから巻き戻された古いウェブに対して押し付け、その際、接着テープの表面側接着性配合物層の露出表面領域を、古いウェブに対して本質的に同じウェブ速度で接着させる。接着の信頼性を向上させるために、押圧装置(ローラー、ブラシなど)を使用して接着プロセス中にウェブの裏側から逆圧を加えることが有利である。接着と同時に又はその直後に、平坦分割又は層分離が生じる。接着テープに残るそれぞれの材料残留物は接着テープ層を覆い、その結果、分割又は分離後に接着領域が露出したままではない。
本発明に係る方法の改善では、接着テープは、走行する平坦ウェブに対して垂直に結合する。本発明に係る方法の有利な変形例では、接着テープの接着は、走行ウェブに対して30°までの鋭角、特に5°までの鋭角でも実施できる。
スプライシングプロセスの有利な手順では、本発明に従って構成された接着テープは、新たな平坦ウェブロールに対して、新たな平坦ウェブの最上部のコイルの下に直線で接着する。ここで、接着は、接着テープの一部が巻き戻しウェブとの接着のために遊離したままとなるように行われる。
好ましくは、接着テープは、新たなロールの平坦ウェブの最上部コイル下で、接着テープの一部が自由になる一方で、接着テープの裏面接着性配合物層が下側平坦ウェブに結合し、それによって最上部ウェブコイルを安定化させるように直線状に接着し、その際、任意に第1表面側接着性配合物上に任意に配置されたカバーの一部のみ任意に剥離され、それによって、スプライシングプロセスに必要な接着性配合物層の部分は依然としてカバーで覆われており、この状態のロールは、いかなる自由結合表面も示さない。この後、スプライスプロセスの準備を完了するために、任意に依然として残っているカバーを除去し、このようにして装備した新たなロールを、ほぼ完全に空になった古いロールの隣に配置して交換し、そして後者と本質的に同じ円周速度にまで加熱し、その後古いロールから巻き戻した古いウェブに対して押し付け、その際、接着テープの表面側接着性配合物層の露出領域は、古いウェブに対して本質的に同一のウェブ速度で結合し、それと同時に又はその直後に、接着テープは、第2裏面側接着性配合物層(又は複数の第2裏面側接着性配合物層)を備える領域内で本質的に分割し、該裏面接着性配合物層は、所定破壊領域を残留物で非接着的に覆う。
さらなる変形例では、本発明に係る接着テープをスプライシング方法で使用し、その際、新たなロールの製造を、新たなウェブのウェブ端部の下側に接着テープを接着させるのではなく、上側に接着させることによって実施する。このような接着テープの構成及び方法は、例えばEP970905A又はWO2003/024850Aに記載されている;ここに示されたスプライシング方法は、本発明に係る所定破断点を有する対応する接着テープ構成により優れた方法で実施することもでき、かつ、本発明の範囲に包含される。
一般的決定方法
個々の場合において特に明記しない限り、全ての測定についての試験環境は次のとおりある:温度23±1℃;相対湿度50±5%、空気圧1013±5mbar。
1.モル質量
本願において示される数平均モル質量Mn及び重量平均モル質量Mwは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)による決定に関連する。決定は、清澄ろ過を受けた100μLのサンプルについて実施した(サンプル濃度4g/L)。0.1容量%のトリフルオロ酢酸を有するテトラヒドロフランを溶離剤として使用した。測定は25℃で行う。プレカラムとして、型式PSS−SDV、5μm、10Å、8.0mm×50mm(ここ及び以下の表示は次の順序である:型式、粒度、多孔性、内径×長さ;1Å=10−10m)のカラムを使用した。それぞれの場合において型式PSS−SDV、5μm、10Å並びに10Å及び10Å、8.0mm×300mmのカラムの組合せを分離のために使用した(Polymer Standards Service社製のカラム;Shodex RI71示差屈折率計を使用して検出)。流速は1分当たり1.0mlである。較正をポリアクリレートについてPMMA基準に対して実施し(ポリメタクリル酸メチル較正)、他の場合(樹脂、エラストマー)にはPS基準に対して実施する。
軟化点
軟化点Tの試験は、DIN EN 1427:2007に従う環球法、すなわちDIN EN 1427:2007に従う環球法により、これらの試験の対応する用途で実施されるが、ただし、ビチューメンの代わりに対応する物質(オリゴマー又は重合体試料など)を使用して実施され、他の手順は全て同一である;測定は、グリセロール浴中で実施される。
3.表面エネルギー
表面エネルギー(表面張力)は、DIN ISO 8296に従って測定される。例えば、Softal社製のテストインクをこの目的のために使用することができる。インクは、30〜72mN/mの範囲で入手可能である。このインクを、インクストライプにおける表面に塗布する。インクストライプが2秒未満で収縮する場合には、測定を表面エネルギーの低いインクで繰り返す。インクストライプが2秒よりも長く変化しない場合には、測定を2秒の時間に達するまで、さらに高い表面エネルギーを有するインクで繰り返す。その際に、ボトルに表示された値がフィルムの表面エネルギーに相当する。
4.分割力
分割力(所定破壊点で分割プロセスを開始するのに必要な初期力)を決定するために、第1及び第2表面を有する下地層を備える平坦試料を生成し(例えばDIN A4サイズで)、その際、第1接着性配合物層を下地層全体の第1表面の側に間接的又は直接的に設け(分割力を決定すべき接着テープの構造に応じて)、そして下地層の第2表面を特に第2接着性配合物層の表面全体にわたって設け、下地層の第2表面を本発明に従って表面被覆で改質し、メインクレームの仕様が満たされる。所定破断領域が接着テープの長手方向に中断を示す(セグメント化される)接着テープを試験すべき場合には、それに対応して中断された第2接着剤層を有する平坦試料を製造する。
その後、平坦試料の端部を滑らかな切断縁部を形成するように切断する。耐引裂性紙を、被試験試料の第2接着性配合物層上に配置し、そして自由接着性配合物表面をシリコーン処理紙で覆う。耐引裂性紙を、気泡を防ぐために指で穏やかに平滑化する。次いで、顕著な結合強度を達成するために、ハンドローラーを複合材料にわたって素早く転がす。結合は、耐引裂性紙の端部が滑らかな端部で接着テープの本体を越えて突出するように生じるべきである。スチールルーラーを使用して、ストリップを複合材の滑らかな縁部の側で切り取り、その幅(滑らかな縁部に平行)は15mmであり、その長さ(滑らかな縁部に対して垂直)は約20cmであり、また、突出した紙の端部はその一方の端部に位置する。この突出した紙の端部は、以下ではハンドルとして使用される。
分割力を測定するための測定装置を図1に概略的に示す。上記のように製造された試料11を引張試験装置に留め、表面側接着性配合物層上のシリコーン処理紙を剥がし、その新たに露出した表面を有する試料を引張ユニットに固定された下地に対して水平にしっかりと接着させ(クランプ装置16によって)(図中の下側に示される)、裏面側接着性配合物層上の紙12のハンドルを引張試験装置の引張ユニットに固定する(クランプ装置15によって)。なお、測定を開始する前に、所定破壊点が依然として分裂し始めていないことに留意すべきである。次いで、試料が90°の角度で分割するように裏面接着性配合物層に適用された紙12のハンドルを300mm/分の速度で引っ張る。ここで、分割は所定破断点で生じる。初期力を記録し(これは力−変位曲線の最大値に相当する)、そして測定値を、実際の試料幅を考慮して1cm試料幅に標準化する。測定値の平均を与える(N/cm単位)。
5.継続分割力
継続分割力を決定するために、対応する試料ストリップを製造するが、唯一の相違は、ハンドルを有する耐引裂性紙を第1接着配合物の表面及び第2接着配合物の表面(シリコーン処理紙の代わりに下部表面)の両方に設けることである。
継続分割力の測定について(図2参照)、このようにして準備された試料21を、まず幅狭縁部の一方(スプリット27によって図2に示される)について手で分割する。次いで、試料21を被覆紙22及び23の2つのハンドルによって引張試験装置のクランプ25、26に固定し、そして該試料が2つの引張方向に対して垂直であり、かつ、引張試験装置を作動させたときにスプリット27で分割プロセスが継続するようにして(例えば指で保持することによって)所定の位置に固定する。試料を180°の角度及び300mm/分の速度で引き続き分割するように同じ方法で2つのハンドルを引っ張る。この分割は所定破断点で生じる。示されるのは、分割プロセスを継続するのに必要な1cmの試料幅に標準化された力(cN/cmで示される)である。
実験の部
測定方法
保存
以下に記載する試験のために、試料を23℃及び相対湿度50%で少なくとも24時間貯蔵保存する。
6.接着強度
剥離強度(接着強度)の試験をPSTC−1に準じて実施する。厚さ62μmの紙下地及びそれに適用される厚さ55μmの接着剤皮膜から構成される自己接着テープの2cm幅ストリップをポリエチレンプレート(PEプレート)(表面エネルギー29mN/m、「一般的測定方法」の節を参照)の形態で試験基材に4kgのローラーを使用して5回の二重ローリングによって接着させる。
PEプレートの表面を測定の2時間前にエタノールで洗浄する。このプレートを所定の位置に留め、自己接着性ストリップをその自由端部を介して引張試験装置により180°の剥離角度及び300mm/分の速度で(又は示された他の速度で)で剥がし、そしてこれに必要な力を決定する。測定結果を、3回の測定にわたって平均されたN/cmで与え、ストリップの幅に対して標準化する。
初期接着強度(接着強度PE)を接着直後及び接着の最大10分後に測定した。
7.微小剪断経路測定
測定装置を図3に示す。
10mm×50mmの平坦片を被試験接着テープから切断し、そしてこのようにして得られた接着テープ試料(31)を、研磨された温度制御可能アセトン洗浄13mm幅鋼製試験板(32)に対して、接着テープ試料の長手方向が鋼板の幅方向に向き、接着面の寸法がl×b=13mm×10mmとなり、接着テープがz=2mmの長さだけ試験板を超えて一方の側に突出するようにして接着させる。固定のために、その後2kgのスチールローラーを10m/分の速度で6回接着テープにわたってロールした。鋼板(32)から離間して面する接着テープ(31)の側では、接着テープ(31)を、zの長さだけ試験板を超えて突出する縁部で、経路測定センサ(図示せず)のための基材として機能する安定な接着テープ(33)(寸法4mm×25mm、下地190μm厚PETフィルム)により鋼板と同一平面で補強した。このようにして準備された構成物を、接着テープ試料(31)の長さzの片が上方に面する鋼板(32)を越えて突出するように垂直に吊り下げた。サンプル(31)を貼り付けた鋼製試験板(32)を40℃の温度に調節し、そして被測定接着テープ(31)に対して、その下端にクランプ(34)によって時間t0=0で200gの重り(75)の負荷をかけた。経路測定センサを使用して、15分(t0から開始)にわたって40℃の温度及び50±5%の相対湿度においてせん断応力下での試料の変形を測定した。
15分後のせん断経路(最大値;測定中に覆われたプローブの上端部の下向き移動経路)を結果としてμmで示した。このようにして測定されたせん断経路は、測定プローブの内部強度の定量的尺度である。
8.SAFT試験(せん断接着破壊温度試験)
この試験は、温度応力下での接着テープのせん断強度の迅速な試験に使用される。測定試料の調製は、微小せん断経路測定について説明した調製に相当する。ただし、40℃の一定温度及び200gの負荷でたわみを決定する代わりに、被測定試料には50gの重りが負荷される。試料が貼り付けられた鋼製試験プレートを、25℃から開始して9℃/分の速度で200℃の最終温度まで加熱する。試料の変形を、温度及び時間に対して経路測定センサによって決定する。最大摺動距離を1000μmとし、この値を超えたときに試験を中断する。試験環境:室温23±3℃、相対湿度50±5%。試験結果として、1000μmの変形に到達したときの温度℃を記録する。
9.転がりボール粘着
転がりボール粘着の測定を、PSTC−6法(Test Methods for Pressure Sensitive Adhesive Tapes,第15版;出版社:Pressure Sensitive Tape Council,米国ペンシルベニア州ノースブルック)に従って実施したが、ただし次の変更を行った:
・ステンレス鋼製ボールベアリング(ステンレス鋼1.4401)、直径7/16インチ、重量5.7gを使用する。
・ボールベアリングの準備:セルロース及びアセトンによる徹底的な洗浄;清浄なベアリングを測定シリーズの前に15分間にわたってアセトン浴に保存する(ボールベアリングはアセトンで完全に取り囲まれる);測定開始の少なくとも30分前に、ボールベアリングをアセトン浴から取り出し、通常の環境(23±1℃、相対湿度50±5%)内で開放して保存する・
・各ボールベアリングを1回の測定にのみ使用する。
初期粘着の決定を次のとおりに実施した:いわゆる「転がりボール粘着」を、極めて短い接触時間で初期粘着の基準として決定した。長さ約25cmの接着紙のストリップを、接着面を上向きにして張力下でテキスト面上に水平に固定した。測定のために、鋼ボールベアリングを、通常の重力場で65mmの高さの傾斜路(傾斜角21°)の下方に転がすことによって加速させた。ボールベアリングは傾斜から試料の接着面に直接導かれた。ベアリングが停止するまで接着性配合物の移動経路を測定した。このようにして決定された転がり路長さは、このときに自己接着性配合物の初期粘着の逆の基準として使用する(すなわち、転がり路が短いほど、初期粘着が高く、その逆も同様である)。それぞれの測定値を、それぞれ5個の異なる接着テープストリップについて5回の個々の測定値の平均から決定した(長さmmの測定値として)。
10.加熱シリンダ試験
加熱シリンダ試験は、温度及び引張応力下での接着合強度を測定する。本発明に係る接着テープをフライングスプライスでフィルムを接着させるために使用する際に、例えば、この試験は、製造機械の操業停止をシミュレートすることを目的とする。このような短期間の操業停止中に接着が分離してはならない。
枠付きステンレス鋼製の金属シリンダ(外径50mm、肉厚1mm)(42)を加熱キャビネット内で少なくとも30分間にわたって加熱する。加熱キャビネットを、被試験温度(140℃、160℃)に調節する。50mm×20mmの試料(41)を接着テープから切断する。試料(41)を使用して、2つの20mm×150mmの長さのフィルムストリップ(43、44)を、互いに接触させて中央に接着し(位置45)(図4)、それによって、各フィルムストリップは、25mmの長さに沿って試料によって全体的に覆われる。接着の固定のために、接着表面を500gのスチールローラーにより166g/秒の速度で1回転がす。この試験片を、接着面を上向きかつ外向きにして金属シリンダ(42)にわたって配置する。次に、それぞれ500gの重りを試験片の2つの端部にクランプにより加える(引張力Fを生じる)。吊り下げ及び応力を転がし後40〜60秒以内に実施する。
重りを所定位置に固定するとすぐに、ストップウォッチを開始させる。3分後に接着が依然として完全には損なわれていない場合(重りの降下)に試験に合格したものととみなす。そのときに、試験結果は>180秒で示される。3回の決定を行う。接着が離れた場合には、ストップウォッチで重りが落ちるまでの時間を測定し、その結果を秒単位で記録する。
自己接着性配合物の調製
試料中における言及された自己接着性配合物を、二重シグマ磁気フックを有する混練機内で溶媒系化合物として均質化した。ベンジン(炭化水素混合物)を溶媒として使用した。混練機を水冷した。
第1工程において、天然ゴムを、まず、ベンジン、酸化防止剤及び任意に充填剤の全量の3分の1を用いて23℃で12時間にわたって予備膨潤させた。その後、このいわゆる予備バッチを15分間混練した。次に、樹脂を添加し、そして45分間混練した。次いで、可塑剤又は液体樹脂並びに第1追加量のベンジンを添加した。ベンジンの量は、この工程の後に理論固形分が50%になるように選択した。混練を15分間実施した。次に、全量のベンジンの最後の部分を混合物に30分間にわたって混練した。最終固形分は30質量%であった。
試験試料の調製
自己接着性配合物を、市販の実験室延展作業台(SMO(例えばSondermaschinen Oschersleben GmbH)社製)上でドクターブレードを使用してシリコーン処理剥離紙上に被覆した。ベンジンを空気循環オーブン内において120℃で10分間蒸発させた。被覆についてのギャップ幅を、溶媒の蒸発後に55g/m2の塗布量が達成されるように調節した。次いで、無溶剤フィルムを厚さ62μmの紙下地で覆い、そして23℃及び相対湿度50%で追加試験まで保存した。
シリコーン処理剥離紙を測定のために剥がした。
Figure 2017122210
使用原料:
天然ゴム(SVR 3L):天然ゴム
固体樹脂:ポリ−α−テルペン樹脂、R&B=115℃
可塑剤1:ナフテン系ホワイト油、DIN ISO 3016に準拠する流動点:−30℃、軟化点T<30℃;炭素分布ナフテン/パラフィン42/58
可塑剤2:ポリブテン(Mn=910g/mol);軟化点TE<30℃
可塑剤3:液状樹脂−ピペリレン系液体炭化水素樹脂、R&B=10℃;軟化点<30℃(液体)
酸化防止剤:Irganox 1076−酸化防止剤
酸化防止剤:メチル−2−メルカプトベンズイミダゾール
追加説明:
目標値:意図された使用目的のための接着テープ、すなわち非極性表面を有する平坦ウェブのスプライシングに使用するための接着テープは、表で特定された目標値を満たす場合に特に好適であることが分かった。好ましい値(表内に括弧書で示されている)を満たす接着テープについて、適用分野における特に優れた特性が見られる。
Cmp.ex=比較例
ゴム/SR−PL比=固体樹脂及び可塑剤の合計量に対するゴムの量の比
SAFT=せん断接着不良温度試験
MPM=微小せん断経路測定
AESOP=ポリエチレンについての接着強度
粘着=転がりボール粘着
先の実施例(表)は、本発明に係る自己接着性配合物がフライングスプライスに適していることを示す。実施例(実施例1〜8)のいずれも、フライングスプライス用接着テープにおける自己接着性配合物としての使用に好適である。特に、これらのものは、十分に高いせん断強度(微小せん断経路)の要件を、特に温度応力(SAFT試験、加熱シリンダ試験)下で満たす。160℃であっても、本発明に係る実施例のいずれも優れた剪断強度を示し、全ての場合において40秒にわたって優れた値を示した。本発明に従って特に好ましいのは、この温度で好ましい値を示す接着性配合物である。というのは、これらのものは、高温であっても顕著に使用できるからである;これらのものは、特に本発明に係る実施例4、5及び6であり、160°Nでの加熱シリンダ試験における90秒にわたる値が本発明に係る他の実施例よりも明らかに高い。
比較例1〜4は個々の基準を満たしているものの、これらは全て欠点も示す。
12 紙
17 クランプ装置
21 スプリット
22 被覆紙
23 被覆紙
25 クランプ
26 クランプ
27 スプリット

Claims (14)

  1. 上部自己接着性配合物層と、平坦所定破断領域として構成された内側接着テープ領域と、該内側接着テープ領域の下側にある下部自己接着性配合物層とを含む平坦ウェブ材料、特に非極性表面を有する平坦ウェブ材料のフライングスプライス用接着テープであって、少なくとも該上部自己接着性配合物層用の自己接着性配合物として天然ゴム接着性配合物が使用されることを特徴とする接着テープ。
  2. 前記自己接着性配合物として次の成分を含む天然ゴム配合物を使用することを特徴とする、請求項1に記載の接着テープ:
    (a)天然ゴム40〜60質量%、
    (b)1種以上の固体樹脂10〜50質量%、
    (c)可塑剤8〜40質量%、及び
    (d)任意に追加成分10質量%まで。
  3. 前記自己接着性配合物中における前記固体樹脂(成分(b))の含有量が20〜50質量%、好ましくは30〜50質量%であることを特徴とする、請求項2に記載の接着テープ。
  4. 前記自己接着性配合物中における前記可塑剤(成分(c))の含有量が8〜20質量%、好ましくは8〜15質量%であることを特徴とする、請求項2又は3のいずれかに記載の接着テープ。
  5. 前記自己接着性配合物中における前記追加成分(成分(d))の含有量が3質量%までであることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の接着テープ。
  6. 前記自己接着性配合物が成分(a)〜(d)のみからなることを特徴とする、請求項2〜5のいずれかに記載の接着テープ。
  7. 使用される固体樹脂(成分(b))の軟化温度と使用される可塑剤(成分(c))の軟化温度とが少なくとも20℃、好ましくは少なくとも40℃異なることを特徴とする、請求項2〜6のいずれかに記載の接着テープ。
  8. 総固体樹脂(成分(b))及び可塑剤(成分(c))に対する天然ゴム(成分(a))の比が前記自己接着性配合物における各比率質量を基準にして少なくとも0.75で多くとも1.60であることを特徴とする、請求項2に記載の接着テープ。
  9. 前記下部自己接着性配合物層のためにも天然ゴム接着性配合物を使用することを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の接着テープ。
  10. 前記天然ゴム接着性配合物が、請求項2〜8のいずれかに記載の接着性配合物などの接着性配合物であることを特徴とする、請求項9に記載の接着テープ。
  11. 前記下部自己接着性配合物が前記上部自己接着性配合物と組成が同一であることを特徴とする、請求項9又は10に記載の接着テープ。
  12. 前記平坦所定破断点は、前記内側接着テープ領域が全表面若しくは表面の一部にわたって分割可能な紙層、又は全表面若しくは表面の一部にわたって分離可能な積層された層によって形成される又は該層を含むことを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の接着テープ。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の接着テープの、フライングスプライシングプロセスにおける平坦ウェブ材料の接着のための使用。
  14. 新たな平坦ウェブのロールの上部コイル形成平坦ウェブセクションを、まず上部自己接着性配合物層と、平坦所定破断点として構成される内側接着テープ領域と、下側コイル形成平坦ウェブセクションが取り付けられる該内側接着テープ領域の下側にある下部自己接着性配合物とを含む接着テープを用いて、特に表面側第1接着性配合物層の表面領域を露出させるようにして製造し、その後、このようにして装備された新たなロールを、ほぼ完全に空になった古いロールの隣に配置して置き換え、該古いロールと本質的に同じ周速度に加速させ、そして該新たなロールを、該古いロールから巻き戻された古いウェブに対して押し付け、その際、該接着テープの該表面側接着性配合物層の該露出表面領域を、該古いウェブに対して本質的に同じウェブ速度で接着させ、そして接着と同時に又はその直後に、少なくとも該接着テープの該所定破断領域で平坦分割又は層分離が生じ、それによって、該接着テープに残るそれぞれの材料の残留物が該接着テープ層を覆い、その結果、該分割又は分離後に接着領域が露出したままではない、ロールに巻き取られる平坦ウェブ材料、特に非極性表面を有する平坦ウェブ材料のフライングスプライスのための方法であって、該接着テープが請求項1〜9のいずれかに記載のテープであることを特徴とする方法。
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