本發(fā)明涉及用于根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分特征的卷繞成卷(卷繞在輥上)的非極性平坦幅面材料的高速換卷(拼接)的膠帶以及用于卷繞成卷的非極性平坦幅面材料的高速換卷的方法。
背景技術(shù):
在平坦幅面材料(紙、膜、非織造物等)的加工中,高速換卷是一種將舊的、幾乎開卷(耗盡)的卷更換成新的卷而無需為此停止高速運行的機器的常用方法。在這樣的高速換卷中,經(jīng)常使用自粘膠帶(也稱作壓敏膠帶)來將舊幅面的尾部(Ende)粘結(jié)至新幅面的起始部(Anfang)。
高速換卷(也稱為“動態(tài)換卷”)的實施在膜和非織造物加工工業(yè)中對于具有非極性表面的材料根據(jù)兩種不同的方法進行。
在第一種方法中,以手動的方式將雙面膠粘的自粘膠帶按有利的布置(通常以w或v形的形式)粘結(jié)在新卷的幅面的起始部處,并且切掉(拆離)突出在膠帶之外的幅面材料。額外地,使用所謂的固定標(biāo)簽(Festhalteetiketten)(或“固定件,F(xiàn)ixen”)將新卷的幅面的起始部固定在位于其下方的新卷的圈(coil)上,以防止在新卷加速至舊卷的表面速度時幅面開卷(解開)。這種方法的缺點是,卷的準(zhǔn)備工作(制備)是非常費時的并且粘結(jié)要求使用專業(yè)人員。此外,該方法并不總是導(dǎo)致期望的結(jié)果,因為如此實現(xiàn)的粘結(jié)由于幅面材料、固定標(biāo)簽和膠粘條的層疊(分層)而為相對厚的。另外,特別地對于薄的、柔性的幅面材料,如下可發(fā)生:由于因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反向氣流而在新卷的起始部處在幅面材料中形成隆起,這通常可導(dǎo)致幅面的不良粘結(jié)。
在第二種已知的方法中,重疊地并且以直線將單面膠粘的自粘膠帶粘結(jié)在新卷的最上層(第一)幅面的自由端下方,使得粘結(jié)側(cè)朝外并且僅部分地被新的幅面覆蓋。朝外的粘結(jié)側(cè)的暴露部分粘結(jié)至舊卷的幅面。在這種方法中,為了防止在新卷加速至舊卷的表面速度時的幅面的開卷,而在新卷的最上層的(第一)圈和位于其下的圈之間施加液體,使得上方的圈通過毛細(xì)管作用力而被固定在位于其下的圈上,在此,缺點是,這種方法也要求使用專業(yè)人員,但并不總是導(dǎo)致技術(shù)上有利的結(jié)果,因為通過液體的幅面材料的固定的效率取決于多項參數(shù)例如膜材料的表面能、柔性和每單位面積的重量,使用的液體的量、其極性、粘度和密度,以及液體膜的層厚度、面積和剪切性能。此外,這種方法的相應(yīng)缺點在于,換卷時的幅面速度不能太高并且使用的液體還導(dǎo)致設(shè)備和幅面材料的污染。
以上方法還在紙加工工業(yè)中使用。那里,換卷方法(拼接方法;拼接工藝)的第一種工藝的改進是,用于固定的固定件一體式地形成在粘結(jié)紙幅面的自粘膠帶中。在此,在粘結(jié)幅面之后用作固定件的可分離的(可拆分的,)載體(背襯)分離,使得所述可分離的載體的一部分保留在粘結(jié)幅面的自粘膠帶上(即在上方的圈上),而另一部分保留在位于其下方的圈上?!翱煞蛛x的”涉及這樣的載體,其可平行于其表面分離,并且特別為這樣的載體,其在換卷中根據(jù)需要實際上分離。
為了實施這種方法,一些產(chǎn)品在紙加工工業(yè)中是已知的。于是,例如DE196 32 689A2公開了一種膠帶,其除主載體(背襯)外還裝配有可分離的紙背襯。在粘結(jié)兩個卷的幅面時的動態(tài)負(fù)荷(應(yīng)力)下,紙背襯分離并且在對其它的膠帶保持暴露的區(qū)域以其剩余部分非膠粘地覆蓋用于固定的膠帶(膠粘劑)。DE 199 02 179 A1同樣公開了這種類型的膠帶,其中可分離的紙背襯相對于主背襯偏移地布置,以防止在負(fù)荷下發(fā)生開裂。
為了改善膜和幅面加工工業(yè)中的高速換卷,期望能夠使用如下膠帶,其與從紙加工工業(yè)中已知的那些相類似地被構(gòu)造。這對于具有非極性表面的膜和非織造材料是特別期望的。這種類型的非極性表面出現(xiàn)在具有低表面能的材料中,例如在聚乙烯、聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中。
對于這種類型的非極性表面,需要特別高膠粘性(hochklebrig)且同時高粘性(hochtackig)的自膠粘劑。為此所必須的高的粘結(jié)強度和高的接觸粘性(所謂的“初粘性”)通常能夠通過提高膠粘劑的流動性來獲得。
在造紙以及紙加工工業(yè)中還可看到,紙由于添加的添加劑和/或表面處理,例如某些膠、淀粉等而越來越非極性。這導(dǎo)致對膠粘劑進行相應(yīng)的調(diào)整在此也變得越來越重要。
然而,在拼接方法中,傳統(tǒng)的高膠粘性的且高粘性的膠粘劑對于非極性材料例如膜、非織造物和某些紙的情況下的高速換卷來說是不太適合的或完全不適合的。膠粘劑的粘結(jié)強度和接觸粘性伴隨其流動性的增加而增加。由于這種高的流動性,這種類型的膠粘劑從裝配膠帶(膠粘性)的可分離的體系中被側(cè)向地擠出,并且甚至可滲透到可分離的背襯中,這在整體上可導(dǎo)致可分離體系的阻塞(粘連)和接頭連接的故障(換卷粘結(jié)的失效)。此外,不利的是,可流動的膠粘劑在拼接過程中從粘合接頭逸出,這可導(dǎo)致在分離可分離的背襯之后膠粘劑殘余物以未覆蓋的形式保留在體系中。
用于膜材料的拼接膠帶的一個改進是例如如DE 10 2006 008 561 A所呈現(xiàn)的那種膠帶。其中,將膠帶、特別是以基于苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的合成橡膠為基礎(chǔ)的膠帶用于上部膠粘劑層,即在拼接過程中粘附在開卷的膜幅面上的那個層。適合的合成橡膠配混物比基于丙烯酸酯的膠粘劑更好地粘附在具有非極性表面的基底上。然而在較高的溫度、例如超過100℃的溫度下嵌段共聚物的苯乙烯疇熔化,使得這樣的膠粘劑無法在較高的溫度下使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的在于,提供具有至少一種(個)上部膠粘劑(特別地自膠粘劑)、可分離的背襯和在所述可分離的背襯的下側(cè)上的下部自膠粘劑的膠帶,該膠帶即使在升高的溫度下也特別適用于在卷繞成卷的非極性平坦幅面材料的高幅面速度下的高速換卷。
該目的可出色地通過用于平坦幅面材料、特別地具有非極性表面的平坦幅面材料的高速換卷的膠帶來實現(xiàn),該膠帶包括:至少一個上部膠粘劑層(特別地自膠粘劑層)、適合作為呈面狀(平坦)預(yù)定斷裂點(下文也稱作預(yù)定斷裂區(qū)域)的內(nèi)部膠帶區(qū)域和在所述內(nèi)部膠帶區(qū)域的下側(cè)上的下部膠粘劑層(特別地自膠粘劑),其中使用天然橡膠膠粘劑作為用于至少所述上部膠粘劑層(特別地自膠粘劑層)、即在拼接過程中粘結(jié)至開卷的幅面的那個膠粘劑層(特別地自膠粘劑層)的膠粘劑(特別地自膠粘劑)。
附圖說明
圖1顯示用于測量初始分離力的測量裝置。
圖2顯示用于測量持續(xù)分離力的測量裝置。
圖3顯示用于測量微剪切距離的測量裝置。
圖4顯示用于加熱缸測試的測量裝置。
具體實施方式
非極性表面出現(xiàn)在具有低表面能的材料中,例如在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中。當(dāng)表面能為50mN/m或更低、特別地小于40mN/m時,該表面能被認(rèn)為是低的。如果本說明書的范圍內(nèi)提到具有非極性表面的材料,則指相應(yīng)地具有50mN/m或更低、特別地小于40mN/m、甚至更優(yōu)選地35mN/m或更低的低表面能的那些材料。在本說明書中,表面能的數(shù)值涉及根據(jù)在章節(jié)“常規(guī)測定方法”中指定的方法的測定。
天然橡膠,顧名思義,即為從天然產(chǎn)物可獲得的彈性聚合物(順式-1,4-聚異戊二烯),其源自植物產(chǎn)物例如特別地乳膠(Latex)。
天然橡膠可加工成膠粘劑的基本原料,即所謂的天然橡膠膠粘劑。一般,可取決于所需的純度和粘度水平以所有可獲得的等級(品質(zhì)),例如縐片膠、煙膠片(RSS)、風(fēng)干膠片(Air-dried-sheets,ADS)、工藝分類橡膠(技術(shù)分級橡膠,Technically-specified-rubber,TSR)、或恒粘(CV)型,來制造自膠粘劑。為了設(shè)置所需的良好的粘性和優(yōu)異的耐熱性的性能,有利的是,使天然橡膠在加工期間經(jīng)歷低程度的塑煉或相對于低分子量的類型優(yōu)選使用高分子量的類型。
自膠粘劑(同義地還被稱為壓敏膠粘劑,PSA)特別為這樣的聚合物配混物,其在應(yīng)用溫度下(在室溫下,除非另外定義)是永久粘性和永久膠粘性的并且(取決于自膠粘劑和相應(yīng)的基底的性質(zhì))在接觸時粘附、更特別地立刻粘附至多種表面(具有所謂的“粘性”[初粘性或接觸粘性])。它們即使在應(yīng)用溫度下在不通過溶劑或熱活化的情況下(任選地通過或多或少的高壓的影響)也能夠充分地潤濕待粘結(jié)的基底,由此在配混物和待粘結(jié)的基底之間可形成足夠用于粘附的相互作用。
為了調(diào)節(jié)自膠粘劑的性質(zhì)以符合預(yù)定應(yīng)用,可通過混合增粘樹脂、塑化劑、交聯(lián)劑或填料改性自膠粘劑。
根據(jù)本發(fā)明,特別優(yōu)選地使用天然橡膠配混物作為至少用于上部自膠粘劑層、有利地既用于上部自膠粘劑層又用于下部自膠粘劑層的自膠粘劑,其包括下列組分:
a)40-60重量%的天然橡膠
b)10-50重量%、優(yōu)選地20-50重量%、更優(yōu)選地30-50重量%的具有至少60℃的軟化點(根據(jù)DIN EN1427:2007)的一種或多種樹脂、特別地增粘樹脂(“固體樹脂”)
c)8-40重量%、優(yōu)選地8-20重量%、更優(yōu)選地8-15重量%的增塑劑(Weichmacher),和
d)任選地最高達(dá)10重量%、優(yōu)選地最高達(dá)3重量%的另外的成分。
在本說明書的范圍內(nèi),“另外的成分”用于區(qū)別所有其它的組分,其不屬于組分(a)的范圍內(nèi)的天然橡膠、組分(b)的范圍內(nèi)的固體樹脂和組分(c)的范圍內(nèi)的增塑劑的定義。在不作特別限制的情況下,這原則上可為所有可想到的物質(zhì);例如其它的聚合物物質(zhì)如天然橡膠、添加劑、填料等。組分(d)的范圍內(nèi)的具體的共組分將在下文被討論。
有利地,組分a)、b)、c)和可能存在的d)相加為100%。通常膠粘劑在使用時以干燥的狀態(tài)存在(干燥例如在120℃進行10分鐘),即來自制造過程的溶劑基本被除去。如果在膠粘劑中仍然存在殘留溶劑(通常在小的百分比或ppm范圍),則將它們歸入(計入)增塑劑組分。
優(yōu)選地,膠粘劑僅具有在1%以下、進一步優(yōu)選地小于0.5%、甚至特別優(yōu)選地<0.2%的非常低的殘留溶劑含量。
根據(jù)本發(fā)明的基于天然橡膠的自膠粘劑的特征在于對非極性表面、特別地膜材料例如聚乙烯的良好的粘結(jié)強度和高粘性。此外,它們具有良好的耐熱性。
粘性涉及膠粘劑的所謂的接觸粘性,即其立刻粘結(jié)至相應(yīng)的材料的性能。
在本說明書的范圍內(nèi),術(shù)語“樹脂”是對在室溫下為固體的、高粘度或低粘度的(液態(tài)的)、具有或多或少寬的相對摩爾質(zhì)量分布的有機產(chǎn)品的通稱。樹脂可為天然來源的(天然樹脂)或人工制造的(合成樹脂)。它們通常具有無定形結(jié)構(gòu)、相當(dāng)?shù)偷哪栙|(zhì)量和相對高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在本說明書的范圍內(nèi),樹脂特別地被認(rèn)為是寡聚物和(低)聚合物化合物,其數(shù)均分子量Mn為不超過5000、優(yōu)選地不超過4000且甚至特別地不超過3000g/mol。在本說明書中的分子量的所有數(shù)值涉及根據(jù)在章節(jié)“常規(guī)測定方法”中給出的方法的測定。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解表述“增粘樹脂”(也被稱為增粘劑樹脂)是指增加初粘性的基于樹脂的物質(zhì)。
對應(yīng)于組分(b)的樹脂具有超過60℃、優(yōu)選地80℃或更高以及特別地最高達(dá)150℃的軟化點。因此,在室溫下,這樣的增粘樹脂一般不顯示流動性或顯示很低的流動性(高度粘稠的或固態(tài)的)。從而,在本說明書的范圍內(nèi),為了專門在語言上區(qū)別于將在下文被詳述的“軟樹脂”,它們被稱為“固體樹脂”(“硬樹脂”),但不希望通過前綴“固體”(“硬”)和“軟”在樹脂的性能上加以除軟化點方面以外的限制。
在本說明書中的軟化點的所有數(shù)值(例如寡聚物和聚合物化合物如特別地樹脂、和例如增塑劑的)涉及根據(jù)DIN EN 1427:2007的測定,參見實驗部分。
根據(jù)本發(fā)明,合適的固體樹脂為例如天然和/或合成樹脂,如蒎烯和茚樹脂,松香和松香衍生物(松香酯、還有通過例如歧化或氫化穩(wěn)定的松香衍生物),聚萜烯樹脂,萜烯酚醛樹脂,烷基酚醛樹脂,脂族、芳族和脂族-芳族烴樹脂,各自在考慮相應(yīng)的軟化點的情況下來選擇,僅舉幾個例子。
優(yōu)選地,固體樹脂為萜烯酚醛樹脂和/或松香樹脂、極其特別優(yōu)選地為基于α-蒎烯和/或β-蒎烯和/或δ-檸檬烯的聚萜烯樹脂。
在組分(b)的范圍內(nèi)可使用這些和另外的固體樹脂的任意期望的組合,以根據(jù)需要調(diào)整得到的膠粘劑的性能。一般容許使用所有與天然橡膠可相容的(可溶的)、滿足根據(jù)本發(fā)明的針對固體樹脂的條件的樹脂。明確地提及在Donatas Satas的“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology”(van Nostrand,1989)中的知識水平的介紹。
除天然橡膠組分(a)和固體樹脂組分(b)之外,根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑還包含增塑劑(組分(c))。在本說明書的范圍內(nèi),增塑劑為這樣的化學(xué)物質(zhì),其具有不超過60℃的軟化點。由此,它們提供適合用作塑化劑(Plastifizierungsmittel)的優(yōu)點。增塑劑一般是非揮發(fā)性的并且特別地在干燥過程中不能被分離(除去)。根據(jù)本發(fā)明,使用至少一種增塑劑,但也可使用多種增塑劑,優(yōu)選但不是必須地選自下列化合物。
增塑劑為例如低分子量的聚丙烯酸酯,磷酸酯(鹽)或多磷酸酯(鹽),石蠟油和環(huán)烷油,寡聚物如寡聚丁二烯、寡聚異戊二烯,液態(tài)丁腈橡膠,液態(tài)萜烯樹脂,植物油和動物油以及脂肪。
在本說明書的范圍內(nèi),軟樹脂也屬于增塑劑。在本說明書的范圍內(nèi)這樣的化合物被稱為軟樹脂,其具有與上面列出的固體樹脂相同的化學(xué)基礎(chǔ),但在其軟化點上不同于這些固體樹脂,對于軟樹脂來說軟化點不超過40℃、優(yōu)選地不超過30℃。軟樹脂可例如有利地選自對于增粘樹脂所描述的化合物(粘結(jié)劑)類型(考慮對不同軟化點的要求(規(guī)定))。作為組分(c)可使用例如單獨的軟樹脂、兩種或更多種軟樹脂的組合或軟樹脂與一種或多種其它增塑劑的組合,其中所述增塑劑優(yōu)選地選自上面的列舉。
由于其低的軟化溫度,多種軟樹脂在室溫下以液體的形式存在,從而也被稱為液體樹脂。已發(fā)現(xiàn)有利的是,選擇這樣的樹脂作為軟樹脂,其在室溫下是液態(tài)的。
在優(yōu)選的方式中,僅使用這樣的化合物作為增塑劑,其具有不超過40℃、優(yōu)選地不超過30℃的軟化點,其中這些化合物有利地但不是必須地選自在以上兩段中提到的化合物(低分子量的聚丙烯酸酯,磷酸酯(鹽)或多磷酸酯(鹽),石蠟油和環(huán)烷油,寡聚物如寡聚丁二烯、寡聚異戊二烯,液態(tài)丁腈橡膠,液態(tài)萜烯樹脂,植物油和動物油以及脂肪,和軟樹脂)。
在另一有利的方式中,這樣來選擇組分(b)使用的固體樹脂和使用的增塑劑(組分(c)),使得組分(b)使用的樹脂的軟化溫度和使用的增塑劑的軟化溫度相差至少20℃、優(yōu)選地至少40℃。
有利的是,在自膠粘劑中,天然橡膠(即組分(a))的量對使用的固體樹脂和增塑劑(即組分(b)和(c))的量之和的比率在0.75-1.60的范圍內(nèi),其中術(shù)語“量”在此基于各自的重量含量(換言之,天然橡膠的重量含量除以固體樹脂和增塑劑的總重量含量應(yīng)得到0.75-1.60的數(shù)值)。
在本發(fā)明的一項實施方式的變型中,膠粘劑不含另外的組分[除組分(a)、(b)和(c)以外],以保持基礎(chǔ)混合物的良好的粘性。
但已發(fā)現(xiàn)有利的是,添加至少抗氧化劑(抗老化劑、穩(wěn)定劑)作為組分(d)。作為自膠粘劑的穩(wěn)定劑,通常添加主抗氧化劑例如空間位阻酚、輔抗氧化劑例如亞磷酸酯或硫醚和/或C-自由基清除劑。
在本發(fā)明的一項其它的實施方式變型中,除組分(a)、(b)和(c)以外僅混合抗氧化劑作為組分(d)(“另外的成分”)。
除此之外,自膠粘劑也可另外地包括其它的組分(d)。特別地,為實現(xiàn)膠粘劑的特定的性能,可例如添加填料(添加劑),和/或可添加或存在另外的物質(zhì)(除填料或添加劑以外)(例如由制造導(dǎo)致的外來物質(zhì))。
如果除組分天然橡膠(組分(a))、樹脂(組分(b))和增塑劑(組分(c))以外還存在另外的組分,則其在自膠粘劑中的總含量應(yīng)優(yōu)選地不超過10重量%、更優(yōu)選地不超過3重量%。
添加劑(填料)例如被用來提高自膠粘劑的內(nèi)聚力。在此,填料/填料相互作用和填料/聚合物相互作用的組合常常導(dǎo)致期望的聚合物基質(zhì)的增強。
為了增加重量或體積,還將添加劑添加到紙、塑料、以及膠粘劑或涂料、
和其它產(chǎn)品中。添加劑的加入常常改善產(chǎn)品在技術(shù)上的易用性并且對其品質(zhì)例如強度、硬度等產(chǎn)生影響。天然的無機和有機填料包括例如,但不限于:纖維、炭黑、氧化鋅、二氧化鈦、白堊(碳酸鈣)、實心玻璃珠、其它材料的微珠、二氧化硅、硅酸鹽、高嶺土、滑石、白云石,并且對于根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑可單獨使用或以彼此任意的組合使用。
此外,自膠粘劑可包含有機和/或無機顏料,其可代替上述填料或者還可以與一種或多種另外的填料的組合使用。
另外,對于橡膠和合成彈性體,可通過使用合適的添加劑來改善品質(zhì),例如硬度、強度、彈性和伸長率。常用的填料為碳酸鹽、特別地碳酸鈣,但還有硅酸鹽(滑石、粘土、云母),硅藻土,硫酸鈣和硫酸鋇,氫氧化鋁,玻璃纖維和玻璃珠以及炭黑。
還可根據(jù)其密度來區(qū)分無機和有機添加劑。例如,常常在塑料以及膠粘劑中使用的無機填料如白堊、二氧化鈦、硫酸鈣和硫酸鋇提高了復(fù)合物的密度,因為它們本身具有比聚合物的密度高的密度。于是,在相同的層厚下,每單位面積的重量更高。
此外,還有可降低復(fù)合物的整體密度的添加劑。它們包括空心微珠,其為體積非常大的輕質(zhì)填料。所述珠填充有空氣、氮氣或二氧化碳,珠殼體由玻璃制成,對于一些產(chǎn)品也由熱塑性材料制成。所述珠可預(yù)膨脹或作為可膨脹的填料引入。
為提高自膠粘劑的內(nèi)聚力和耐熱性,可額外地通過化學(xué)或物理方法使該自膠粘劑交聯(lián)。
物理方法包括例如使用電子射線(束)的輻射。可使用的典型的輻射設(shè)備為線性陰極系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)或分段式陰極系統(tǒng),條件是它們涉及電子射線加速器。重要的方法參數(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)說明可在Skelhorne,Electron Beam Processing,in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings,Inks and Paints,Vol.1,1991,SITA,London中找到。典型的加速電壓位于50kV-500kV、優(yōu)選地80kV-300kV的范圍。使用的散射劑量在5-150kGy、特別地在20-100kGy的范圍內(nèi)變化。
電子射線硬化導(dǎo)致根據(jù)本發(fā)明的自膠粘劑的交聯(lián)。由此實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的自膠粘劑的溫度耐受性的顯著改善。
出于熱誘導(dǎo)化學(xué)交聯(lián)的目的,可使用所有已知的熱可活化的化學(xué)交聯(lián)劑如加速的硫或硫供體體系、過氧化物交聯(lián)劑、異氰酸酯體系、反應(yīng)性三聚氰胺、甲醛和(任選地鹵化的)苯酚-甲醛樹脂或反應(yīng)性酚醛樹脂體系或具有相應(yīng)的活化劑的二異氰酸酯交聯(lián)體系、環(huán)氧化的聚酯樹脂和丙烯酸酯樹脂、及其組合。
交聯(lián)劑優(yōu)選地在50℃以上的溫度、特別地在100℃-160℃的溫度、極其特別優(yōu)選地在110℃-140℃的溫度下活化。
上述天然橡膠膠粘劑特別優(yōu)選地至少作為用于高速換卷的膠帶的上部自膠粘劑使用。上部自膠粘劑在拼接方法中以有利的方式用于使根據(jù)本發(fā)明的膠帶的上側(cè)粘結(jié)至新卷的幅面的起始部和舊卷的幾乎開卷的幅面,由此兩個卷的幅面通過膠帶相互連接。下部自膠粘劑特別地用于使根據(jù)本發(fā)明的膠帶的下側(cè)與僅次最上方(第二高)的圈粘結(jié),由此新卷的最上方的和僅次最上方的圈通過膠帶彼此連接。在拼接方法的稍后的過程中,在膠帶的預(yù)定斷裂點打開時卷的上方的兩個圈的連接再次分離,并且非常優(yōu)選地以如下方式,使得下部自膠粘劑和上部自膠粘劑的背向相應(yīng)圈的上側(cè)的膠粘區(qū)域被此時已分離的背襯非膠粘地覆蓋。
原則上所有的膠粘劑可用作下部自膠粘劑。對于下部膠粘劑,優(yōu)選地使用如下膠粘劑,其復(fù)數(shù)粘度被如此調(diào)節(jié),使得低溫流動被阻止。由此,下部膠粘劑,特別地當(dāng)它被設(shè)置在形成預(yù)定斷裂點的結(jié)構(gòu)單元(例如可分離的背襯)的下側(cè)上時,將不從膠粘接頭逸出并且粘結(jié)至形成預(yù)定斷裂點的結(jié)構(gòu)單元的上側(cè),由此防止預(yù)定斷裂點的阻塞并且容許體系保持進一步可分離的。
在特別優(yōu)選的方式中,同樣使用天然橡膠配混物、優(yōu)選地使用如上文已詳述的天然橡膠配混物、更優(yōu)選地與上部自膠粘劑相同的膠粘劑作為下部自膠粘劑。因為設(shè)計用于非極性表面的膠粘劑在該情況下也是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的膠帶以其對高速換卷的適宜性為特征,也就是說,它具有至少一個上部膠粘劑和下部膠粘劑以及位于它們之間的形成為呈面狀預(yù)定斷裂點的內(nèi)部膠帶區(qū)域。這樣的預(yù)定斷裂點被設(shè)計成在高速換卷期間它能夠以層狀(laminar)的方式分離,使得上部膠粘劑層和下部膠粘劑層彼此分開。
這種情況下,膠帶可以不同的方式配置。在第一實施方式變型中,膠帶由上部和下部膠粘劑層以及布置在這兩個層之間的第三、單層的可呈面狀分離(平坦可分離)的層(分離層)組成。所述第三、單層的、可呈面狀分離的層特別地可為背襯層,非常優(yōu)選地為此使用可分離的紙(參見下文)。
在另一有利的實施方式中,可分離層被設(shè)計為雙層的,其中特別地如此使兩個背襯層彼此連接,使得在施加垂直于層表面的力時它們可容易地彼此分離。在此,連接可以物理機械的方式來實現(xiàn),例如通過沖壓等。
兩個可相互層離的層之間的連接還可通過引入最初將各層結(jié)合在一起的化學(xué)物質(zhì)來進行。
因此,可例如使用化學(xué)物質(zhì)的溶液、懸浮體、分散體等將背襯層“粘在一起”,之后將該溶液、懸浮體、分散體等隨后干燥,從而它仍然將背襯層保持在一起,但是以如下的方式:它們以其干燥的膜的形式不顯示粘性或壓敏膠粘性,即使在較高的溫度下亦如此,由此在復(fù)合物分開后暴露的表面不污染任何機械部件或產(chǎn)品。
可使用層壓膠粘劑、涂料(清漆)等作為連接背襯層的化學(xué)物質(zhì)(參見下文)。在此,化學(xué)物質(zhì)可施加在整個面上或僅部分區(qū)域上,例如以條、點等的形式。實例為以條帶點陣(帶,Streifenstrich)施加、通過絲網(wǎng)印刷施加等。
在進一步的實施方式中,將下部膠粘劑層施加至背襯層,其中使用功能層如此來裝配背襯層,使得所述功能層在分離過程中從背襯層完全地分離或以部分層的形式分離,其中功能層本身以層狀的形式分離。這還可通過以下配置實現(xiàn):其中存在可彼此分開的兩個或更多個功能層。
以上實施方式可通過以下來改變:在膠帶中存在另外的層,特別地布置在上部膠粘劑層和可分離層之間。這樣的層可例如為容許膠帶的檢測的層例如金屬層和/或?qū)㈩~外的穩(wěn)定性引入膠帶的那些層。同樣地可設(shè)置另外的(內(nèi)部)膠粘劑層和/或著色層(顏料顆粒支撐層、涂料層等)。
根據(jù)本發(fā)明的膠帶的設(shè)計可為其應(yīng)用目的而進一步地調(diào)整。專門為高速換卷設(shè)計的膠帶示于例如以下文獻中;在這些文獻中公開的實施方式對于本發(fā)明也是可實現(xiàn)的并且被視為有利的實施方式:EP 818 408 A;EP 881 046 A;EP 860 489 A;EP 970 904 A;EP 1 022 245 A;EP 1 104 795 A;EP 1 355 843 A;EP 1 258 441 A;WO 2003 018454 A;WO 2003 018453 A;WO 2003 018451 A;WO 2003 018451 A;WO 2003 024850 A;EP 1 342 684 A;EP 2 048 212 A;EP 2 130 886 A;EP 2 130 887 A;EP 2 130 888 A;EP 2 130 889 A;WO 2011 069821 A;EP 2 571 949 A;EP 1 428 861 A;EP 1 645 533 A;EP 1 604 927 A;WO 2007 048695 A;EP 2 113 543 A;EP 1 215 287 A;WO 1995 029115 A。
例如,包括至少一個在其上側(cè)上設(shè)置上部自膠粘劑層的主背襯的膠帶被證明非常適合用于高速換卷,并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)同樣是非常有利的。
通過將機械穩(wěn)定的非可分離型的材料用于主背襯,可在拼接方法中大大提高舊卷的幅面與新卷的幅面起始部的粘結(jié)效率。特別地,可使用用于膠帶的所有典型的片型背襯材料作為主背襯,例如紙背襯、特別地耐磨紙背襯、例如由單面或雙面涂覆的光滑的紙形成的那些,以及膜背襯、例如BOPP膜、PET膜、鍍鋁的PET膜和鋁膜。在此,期望的是,其為抗撕裂的主背襯。上部自膠粘劑層可直接存在于主背襯上,或者一個或多個另外的層例如檢測層、著色層、其它背襯層、其它膠粘劑層等還可位于上部膠粘劑層和主背襯層之間。
在優(yōu)選的方式中,在主背襯的下側(cè)上直接地或通過中間層設(shè)置可分離的體系,其包括至少一個可分離層(特別地如上所述的那些)、以及下部自膠粘劑層。下部可分離的體系可特別地通過另外的膠粘劑層錨定于主背襯的下側(cè)。然而,下部可分離的體系還可由下部膠粘劑層和一個或多個功能層形成,所述功能層的至少一個或其部分層可從主背襯剝離。
下部可分離的體系可包括另外的層例如另外的功能層如檢測層、著色層,另外的背襯層,另外的膠粘劑層等。
下部可分離的體系可覆蓋主背襯的整個表面(整個面地(全部面積地,)位于主背襯下方),但是特別地也可僅占據(jù)主背襯的下側(cè)的部分表面。
在主背襯的下側(cè)上,可直接地或通過另外的中間層設(shè)置除所述可分離的體系以外的一個或多個另外的相同或其它類型的可分離的體系和/或非可分離的膠粘劑體系。
在非常優(yōu)選的實施方式中,下部可分離的體系以條的形式施用,其在膠帶的一個有利的設(shè)計中與其邊之一平行地(即特別地以直線)延伸。有利地,這種膠粘劑條在膠帶的縱向(l)上延伸,即在膠帶的縱邊(長邊)之一上或平行于膠帶的縱邊之一(特別地以直線)延伸。
通常,膠帶在第一方向(l)上的范圍(伸長,尺寸)比定義為與其垂直的第二方向(b)上的范圍(尺寸)大得多;因此在本說明書的范圍內(nèi)將所述第一方向稱作縱向(l),并且該方向上的尺寸作為膠帶的長度(lK)。第二方向稱作橫向(b),并且該第二方向上的尺寸作為膠帶的寬度(bK)。膠帶的長度(lK)和寬度(bK)決定其面積上的尺寸。
膠帶的厚度(dK)(在笛卡爾坐標(biāo)系中第三方向(d)上的尺寸,所述第三方向定義為與第一和與第二方向垂直并因此與膠帶的表面積垂直的方向)通常反而比膠帶的寬度小得多。
然而,根據(jù)本發(fā)明的膠帶也可以膠帶段(部分)(“標(biāo)簽”)的形式存在,其中膠帶的長度和寬度以類似的數(shù)量級存在。
在優(yōu)選的實施方式中,以條的形式施用的下部可分離的體系平行于膠帶的與所述體系最靠近的縱邊來定向,并且以距離A從該縱邊縮進(einrücken)。有利地,縮進量(Einrückung)最高達(dá)10mm、優(yōu)選地0.5-5mm、非常優(yōu)選地1-3mm。根據(jù)本發(fā)明的膠帶的一個具體實施方式具有2mm的縮進量。
在另一非常優(yōu)選的實施方式的變型中,以條的形式設(shè)置下部可分離的體系,盡管其整體上在膠帶的縱向(l)上延伸,但自身不具有任何直邊。這看起來可像是例如可在膠帶的縱向上定義假想的直線(虛線),其特別地平行于膠帶的至少一個縱邊延伸,其中該線將膠粘劑層的條(在俯視該條時)分成兩個相等尺寸的表面積。在一個優(yōu)選的方式中,膠帶理論上由一系列膠帶段形成,而在各自情況下通過假想線將相應(yīng)的位于其上的膠粘劑段分成相等面積的兩部分。
根據(jù)本發(fā)明的具有非直邊的條可例如以這樣的方式實施,其具有左界邊和右界邊,其中這兩個邊的至少一個不是直的,從而所述非直邊具有凸部,其在突出最遠(yuǎn)的位置處是連續(xù)可微分的并具有與假想線平行延伸的切線;特別地,這些為這樣的凸部,其在突出最遠(yuǎn)的位置處被設(shè)計成圓角(圓形)。這種條形式定義于例如EP 1 948 545 A中。明確提及如下:在WO 2007/48695 A和EP 1 948 545 B的權(quán)利要求中描述的線形狀和這些文獻的圖(尤其是WO 2007/48695 A的圖1、2、3、4、5、6和7)連同相關(guān)的公開內(nèi)容中所示的線形狀,這些線形狀對于本發(fā)明也是可有利地實現(xiàn)的。特別有利的是根據(jù)WO 2007/48695 A的圖7的對稱的波形狀和由其修改的變型,例如具有波狀邊和直邊、具有不同曲率的波狀邊、或具有最大值彼此錯開(displace)的波狀邊。因而,也可實現(xiàn)例如關(guān)于假想線成鏡像的邊的形狀。
此外,根據(jù)本發(fā)明的具有非直邊的條也可如此配置,使得其界邊的至少一個為平行于假想線延伸的曲線的形式并且特征在于一系列上升和下降的曲線段,從而在相應(yīng)的上升的曲線段和隨后的下降的曲線段之間在由這兩種曲線段形成的曲線區(qū)域中形成一個或多個最大值,并且在相應(yīng)的下降的曲線段和隨后的上升的曲線段之間在由這兩種曲線段形成的曲線區(qū)域中形成一個或多個最小值,其中各上升的曲線段和各下降的曲線段中的斜率不同。
這種對于本發(fā)明也是有利的曲線示于例如EP 2 130 887 A中,明確提及如下:在權(quán)利要求中描述的線形狀和這些文獻的圖(尤其是圖2、3、3a、4、5、6和7)連同相關(guān)的公開內(nèi)容中所示的線形狀。
對于在本發(fā)明的范圍內(nèi)可實現(xiàn)的呈非直線形延伸的條邊,其它的邊形狀示于EP 2 615 049 A中;可特別提及權(quán)利要求和圖2、3、4、5、6、7、8、9和相關(guān)說明,其中在那里示出的幾何形狀被轉(zhuǎn)移至根據(jù)本發(fā)明的條。
可在主背襯的下側(cè)上設(shè)置多個可分離的體系(特別地相連的體系),例如以多個(沒有相互連接的)直線形或非直線形條例如波形狀條等的形式。
這種實施方式具有在膠帶的縱向上平行延伸的兩個、三個或更多個條,其各自具有預(yù)定斷裂區(qū)域。這些預(yù)定斷裂區(qū)域可特別地以關(guān)于本申請的預(yù)定斷裂區(qū)域所詳細(xì)討論的方式配置,例如通過使用可呈面狀分離的紙、兩個或更多個紙的可分離的層壓體、兩個或更多個膜的可分離的層壓體、兩個或更多個其它平坦材料的可分離的層壓體,或者還通過使用混合層壓體例如紙和膜的混合層壓體;以及還通過容許在下方的條材料被分離的主背襯層的表面涂層(詳情參見上文)。也可實施預(yù)定斷裂區(qū)域的其它構(gòu)造。
有利的是,這些帶的第一個距與其最近的膠帶的縱邊具有一定距離,如以上對于具有一個條的膠帶所述的,特別地具有以上說明的尺寸。
例如,具有兩個條的體系也可包括具有至少一個非直線形的、更特別地波形狀的邊(特別地兩個非直線形的、尤其是波形狀的邊)的條,如例如WO 2011/144466 A中所示。
反面膠粘劑層、特別地具有線性的條形狀的反面膠粘劑層(在膠帶的縱向(l)上具有兩個平行邊的那些)例如在各自情況下且彼此獨立地具有3mm-30mm、特別地5-18mm、非常特別地15mm和9mm的寬度(bS)。波形狀的膠粘劑體系可例如具有20、30或40mm的寬度(以非線性形式延伸的條的寬度(bS)應(yīng)理解為相應(yīng)條在橫向(b)上的最大尺寸)。然而,原則上,上述數(shù)值不限制可選擇的寬度。如果僅有一個條形狀的反面膠粘劑層,則同樣有利的是選擇上述尺寸。
在對相應(yīng)應(yīng)用的有利的適應(yīng)性變化中,也可優(yōu)選地使用根據(jù)本發(fā)明的膠帶的變型,其中僅(單個的)以條的形式存在的反面膠粘劑層或(對于兩個或更多個條的情況)其中最接近縱邊的反面膠粘劑層直接地與該縱邊相鄰,即沒有縮進。
根據(jù)本發(fā)明的膠帶的可分離層(預(yù)定斷裂區(qū)域)、特別地上面所討論的實施方式,可例如如下進行設(shè)計:
可分離的背襯涉及所有可分離的平坦背襯材料,特別地易分離的紙、牛皮紙、紙復(fù)合體系(例如雙層紙(雙面紙)和膠合的紙體系)、膜復(fù)合體系(例如膠合的膜體系)、聚合物復(fù)合體系(例如共擠出的聚合物復(fù)合體系)和聚合物非織造材料。
有利地,使用如下的可分離的背襯,其具有比必須吸收拉伸力的背襯顯著更低的分離強度(剝離強度,Spaltfestigkeit)。特別優(yōu)選地,使用如下的可分離的背襯,其具有比吸收膠帶的主平面內(nèi)的實際拉伸力的背襯或背襯層(即比主背襯H)顯著更低的抗撕裂性,以使兩個材料幅面彼此連接。由此,體系背襯在主背襯被破壞之前分離??煞蛛x的體系優(yōu)選地基于紙。為此,可考慮例如特別地下列紙或紙復(fù)合體系:
-膠合的高密度紙
-可易于分離的紙體系,例如不防潮的紙
-牛皮紙(例如雙面光滑的牛皮紙、特別合適地呈現(xiàn)出55μm的厚度和65g/m2的每單位面積的重量的牛皮紙)
-雙層紙(定義為層壓的紙,其分離過程極其均勻地進行;其例如由于不均勻的壓實而沒有張力峰值。這種紙還被用來制造壁紙和濾紙)
-可分離的體系,其中分離力由粘結(jié)點的尺寸確定,這樣的可分離的體系例如在DE 198 41 609 A1中被描述。
適合用于粘結(jié)兩個可相互分離的背襯層或另外的可相互分離的層(例如背襯層的下部膠粘劑層)的化學(xué)物質(zhì)的實例包括如下組合物:其除粘合劑以外還包含分離活性的物質(zhì)(對分離具有影響的其它物質(zhì))和彈性添加劑,并且特別地是基于水可制造的(可通過基于水的方法制造的)和/或可涂覆的。這樣的組合物可例如包含10-90重量%的粘合劑、10-90重量%的分離劑、任選地最高達(dá)60重量%的增彈劑(Elastifiziermittel)、最高達(dá)30重量%的填料以及增稠劑。作為粘合劑優(yōu)選地使用改性淀粉,作為分離劑優(yōu)選地使用滑石、硬脂基衍生物或不含氟的分離劑和聚合物有機酮的分散體,以及作為增彈劑優(yōu)選地使用水溶性聚乙二醇或阿拉伯樹膠。根據(jù)本發(fā)明的另外的可出色地用于制造表面涂層的組合物(配混物)包括作為粘合劑的至少一種多糖組分(例如淀粉或淀粉衍生物)、和由一種或多種表面活性劑組成的表面活性組分(例如正十八烷基磺基琥珀酸二鈉、二烷基磺基琥珀酸鈉、正十二烷基硫酸鈉、月桂基硫酸鈉、月桂基硫酸銨、油基鯨蠟醇硫酸鈉、脂肪醇聚乙二醇醚、脂肪醇乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物)、和任選地彈性添加劑(例如聚乙二醇或阿拉伯樹膠)。
這樣的組合物例如在文獻EP 1 076 026 A和EP 2 116 581 A中作為層壓組合物被描述并且也能夠良好地用于本發(fā)明。
此外,可使用基于聚合物化合物的組合物作為化學(xué)物質(zhì),根據(jù)本發(fā)明,可非常有利地使用這樣的聚合物,如在WO 99/46196 A中所公開的、特別地在那里的第9頁第15-29行中公開的那些。因此,用于聚合物層的聚合物可例如特別有利地選自:聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物??衫缡褂脻櫇駝?、消泡劑、增塑劑和/或殺真菌劑作為添加劑。
優(yōu)選的在上面提及的文獻中公開的并且在本發(fā)明中也適用的聚合物為可再漿化的聚合物,例如基于聚乙烯醇的可再漿化的聚合物,此外優(yōu)選地包括一種或多種增塑劑的可再漿化的聚合物。特別優(yōu)選地使用化合物如多元醇(例如二甘醇)、羥基改性的橡膠或這兩者的組合作為增塑劑。
作為另外的可適用于根據(jù)本發(fā)明的粘結(jié)元件的聚合物層的體系已發(fā)現(xiàn)底漆,例如從建筑和DIY領(lǐng)域已知的用于制備漆、灰泥、膠粘劑和地面平整配混物的那些和其中特別地用于預(yù)處理強吸水性(吸附劑)物質(zhì)例如石膏建材或顆粒板的那些,在此,特別地提及基于聚丙烯酸酯的底漆。
在根據(jù)本發(fā)明的膠帶中,上部和下部膠粘劑層在各自情況下為外膠粘劑層,換而言之,特別地,在使用期間能夠粘結(jié)至相應(yīng)基底表面(特別地,在高速換卷方法中使用的相應(yīng)平坦幅面)的膠粘劑層。術(shù)語外膠粘劑層不意圖排除如下的可能性:第一膠粘劑層和/或第二膠粘劑層在應(yīng)用前(特別地用于更好的處理和/或存儲和/或用于保護暴露的膠粘劑表面)可各自被分離(剝離)覆蓋物(也稱為“襯墊”或“剝離襯墊”)覆蓋。然后,在各自情況下,在暴露的膠粘劑表面需要用于應(yīng)用之前移除剝離襯墊。
在此,用于剝離襯墊的材料可為所有本身已知用于此目的的具有分離效果的材料;更特別地,這些材料在此為抗膠粘材料或抗膠粘涂布的(更特別地經(jīng)硅化處理的)材料,如例如有機硅、硅化紙、玻璃紙、涂覆的或未涂覆的HDPE襯墊(低壓聚乙烯)、涂覆的或未涂覆的LDPE襯墊(高壓聚乙烯)、涂覆的或未涂覆的MOPP和BOPP襯墊(單軸和雙軸取向的聚丙烯)、涂覆的或未涂覆的PET襯墊(聚對苯二甲酸乙二醇酯)等。
特別地,在上部膠粘劑層上的剝離襯墊可具有一個或多個縫、一個或多個穿孔等,特別地在膠帶的縱向上。因此,在換卷準(zhǔn)備的特定階段,在上部膠粘劑層上的剝離襯墊的一部分可被剝離,而另一部分仍暫時保留在那里。
對于根據(jù)本發(fā)明的膠帶在特定(預(yù)定)用途中的適宜性,為引發(fā)高速換卷中的分離過程所需的作用在預(yù)定斷裂區(qū)域上的力和為進一步分離預(yù)定斷裂區(qū)域所需的力是至關(guān)重要的。這些值應(yīng)以這樣的方式設(shè)置,使得預(yù)定斷裂點的初始分離和進一步分離僅在預(yù)定的應(yīng)用過程中發(fā)生,但是隨后又可靠地發(fā)生而不妨礙高速換卷的過程。在這里有利的是,分離體系應(yīng)該以這樣的方式來設(shè)置,一方面避免在加速階段中的不需要的初始分離的風(fēng)險,和另一方面確保拼接帶在不損壞待粘結(jié)的材料幅面的情況下根據(jù)應(yīng)用(anwendungsgerecht)分離。
為了克服在前邊緣處(an der vorderen Kante)的抗分離性,體系的初始分離在此需要提高的最大力(初始分離力,引發(fā)預(yù)定斷裂點的分離過程(在預(yù)定斷裂點處引發(fā)分離過程)所需的力)。此外,需要較低水平的力(持續(xù)分離力)用于在拼接帶的整個寬度上分離。所施加的力和分離體系的寬度的乘積是分離所需的功(分離功)。
一方面,應(yīng)將初始分離力設(shè)置在足夠高的水平,從而產(chǎn)品不會由于在加速期間作用的離心力和空氣動力而過早打開;另一方面,必須將分離功設(shè)置得足夠低,使得預(yù)定斷裂區(qū)域的完全分離所需的功不造成撕裂。用于這些參數(shù)的有利的值可通過本發(fā)明的膠帶的配置來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中,根據(jù)本發(fā)明的膠帶的預(yù)定斷裂點的分離所需的初始分離力在0.1N/cm至2.0N/cm(牛頓/厘米粘結(jié)寬度)的范圍內(nèi),并且分離預(yù)定斷裂區(qū)域所需的力(持續(xù)分離力)為5-50cN/cm。在本說明書中,初始分離力和持續(xù)分離力的所有數(shù)值涉及根據(jù)章節(jié)“常規(guī)測定方法”中所給出的方法的測定。
用于根據(jù)本發(fā)明的膠帶的自膠粘劑的制造有利地通過如下進行:橡膠和另外的組分的配混以及任選的橡膠的塑煉或降解,例如根據(jù)已知的方法。在根據(jù)本發(fā)明的膠帶的制造中使用的自膠粘劑的層的制造也可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常用涂布方法來進行。在此,包括溶解在合適溶劑中的添加劑的自膠粘劑可借助例如網(wǎng)紋輥涂布(Rasterwalzenauftrag)、逗號刮刀涂布(Kommarakelbeschichtung)、多輥涂布或以印刷方法(壓力工藝)被涂布到背襯膜或分離(剝離)膜上,并且隨后溶劑可在干燥烘道或爐中被除去。替代地,背襯膜或分離膜的涂布還可通過無溶劑的方法進行,于是特別地,配混也通過無溶劑的方法進行。可在擠出機中進行另外的工藝步驟例如與所述的添加劑的混合、過濾或脫氣。然后,借助于壓延機將熔體涂布到相應(yīng)的背襯上,或者首先涂布到臨時背襯上,然后可由該臨時背襯進行另外的層壓。
可通過其制造膠粘劑的可能的方法在DE 198 06 609 A1以及在文獻WO 94/11175 A1、WO 95/25774 A1、WO 97/07963 A1中被公開。
此外,本發(fā)明涉及用于卷繞成卷的平坦幅面材料的高速換卷的拼接方法,特別地如在前面已簡要介紹過的。在本發(fā)明的優(yōu)選的方法中,用根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的膠帶將新的平坦幅面的卷的形成最上方圈的平坦幅面段固定至形成位于下方的圈的平坦幅面段來進行準(zhǔn)備,所述膠帶包括上部自膠粘劑層、適合作為呈面狀預(yù)定斷裂點的內(nèi)部膠帶區(qū)域和在所述內(nèi)部膠帶區(qū)域的下側(cè)上的下部自膠粘劑,并且其中使用天然橡膠膠粘劑作為用于至少所述上部自膠粘劑層的自膠粘劑。這優(yōu)選地以這樣的方式進行:使得拼接過程所需的正面(前側(cè))的第一膠粘劑層的表面區(qū)域()暴露。隨后將如此裝配的新卷放置在幾乎完全開卷的待替換的舊卷旁,并且將其加速至與所述舊卷基本等同的圓周速度。然后將該卷壓向從舊卷開卷(展開)的舊幅面,其中以基本等同的幅面速度將膠帶的正面膠粘劑層的暴露的表面區(qū)域粘結(jié)至舊幅面。為了提高粘結(jié)可靠性,有利的是,在粘結(jié)過程中使用壓制設(shè)備(輥、刷等)從幅面的背面施加反向壓力。與粘結(jié)同時地或在粘結(jié)之后立即,至少在膠帶的預(yù)定斷裂區(qū)域中發(fā)生呈面狀分離或?qū)臃珠_。保留在膠帶殘余物上的相應(yīng)材料殘余物覆蓋膠帶層,結(jié)果在分離或分開后沒有膠粘區(qū)域保持暴露。
在本發(fā)明方法的擴展中,將膠帶垂直地粘結(jié)至運行的平坦幅面。在本發(fā)明方法有利的變型中,膠帶的粘結(jié)還可以與運行的幅面成最高達(dá)30°、特別地成最高達(dá)5°的銳角進行。
對于拼接過程,在有利的方式中,根據(jù)本發(fā)明配置的膠帶呈直線地在新的平坦幅面的最上方的圈的下方粘結(jié)至新的平坦幅面卷。在此,如此進行粘結(jié),使得膠帶的一部分保持暴露以用于與開卷的幅面粘結(jié)。
優(yōu)選地,膠帶呈直線地粘結(jié)在新卷的平坦幅面的最上方的圈下方,使得膠帶的一部分保持暴露,而膠帶的反面膠粘劑層粘結(jié)至位于下方的平坦幅面圈,并由此穩(wěn)定最上方的幅面圈,其中任選地僅任選地位于第一正面膠粘劑上的覆蓋物的一部分被剝離,使得拼接過程所需的膠粘劑層的部分仍被覆蓋物覆蓋,并且卷在這種狀態(tài)下不具有暴露的粘結(jié)區(qū)域。隨后,為了進行拼接過程的最后的準(zhǔn)備,移除任選地仍存在的殘留的覆蓋物,于是,將如此裝配的新卷放置在幾乎完全開卷的待替換的舊卷旁,并將其加速至與后者基本等同的圓周速度,然后壓向從舊卷開卷的舊幅面,其中以基本等同的幅面速度將膠帶的正面膠粘劑層的暴露的區(qū)域粘結(jié)至舊幅面,而與此同時或在此之后立即,膠帶在其中裝配有第二反面膠粘劑層的區(qū)域中基本上分離,并且反面膠粘劑層通過殘留物非膠粘性地覆蓋預(yù)定斷裂區(qū)域。
在另一變型中,在拼接方法中使用根據(jù)本發(fā)明的膠帶,其中新卷的準(zhǔn)備不通過將膠帶粘結(jié)至新幅面的幅面尾部的下側(cè)進行,而是通過將膠帶粘結(jié)至新幅面的幅面尾部的上側(cè)進行。這樣的膠帶構(gòu)造和方法例如在文獻EP 970 905 A或WO 2003/024850 A中被描述,在其中呈現(xiàn)的拼接方法也可以根據(jù)本發(fā)明的具有預(yù)定斷裂點的相應(yīng)膠帶構(gòu)造出色地實施,且應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
常規(guī)測定方法
除非在單獨的情況中另外說明,否則所有測量的測試條件為:溫度23±1℃;50±5%的相對濕度,氣壓1013±5mbar。
1.摩爾質(zhì)量
在本說明書中,數(shù)均分子量Mn和重均分子量Mw的數(shù)值涉及通過凝膠滲透色譜法(GPC)的測定。
對100μl透明過濾(klarfiltriert)的樣品(樣品濃度4g/l)進行測定。將具有0.1體積%三氟乙酸的四氫呋喃用作洗脫劑。在25℃進行測量。使用的預(yù)備柱是PSS-SDV型,5μm,8.0mm*50mm的柱(這里和以下的細(xì)節(jié)按照如下順序:型號,粒度,孔隙率,內(nèi)徑*長度;)。對于分離,使用PSS-SDV型,5μm,和和各自為8.0mm*300mm的柱(來自Polymer Standards Service公司的柱;借助Shodex RI71差示折射計檢測)的組合。流動速率為1.0ml/分鐘。在聚丙烯酸酯的情況下,對照PMMA標(biāo)準(zhǔn)物進行校正(聚甲基丙烯酸甲酯校正)和在其它情況(樹脂,彈性體)下對照PS標(biāo)準(zhǔn)物進行校正(聚苯乙烯校正)。
2.軟化點
軟化點TE的測定通過根據(jù)DIN EN 1427:2007的環(huán)和球法進行,即通過根據(jù)DIN EN 1427:2007的環(huán)和球法使用相應(yīng)的測定,然而其中使用相應(yīng)的物質(zhì)的樣品(例如低聚物或聚合物樣品)代替瀝青進行測試,其中所有的其它工序相同。測量在甘油浴中進行。
3.表面能
可根據(jù)DIN ISO 8296測定表面能(表面張力)。出于該目的,可例如使用來自Softal公司的測試墨。所述墨在30-72mN/m的范圍內(nèi)可用。以墨線(墨條)將所述墨施加至表面。如果墨線在小于2秒內(nèi)收縮,則以具有較低表面張力的墨重復(fù)所述測量。當(dāng)所述墨線保持不改變超過2秒時,則以具有較高表面張力的墨重復(fù)所述測量,直至達(dá)到2秒。在瓶子上指示的值對應(yīng)于膜的表面能。
4.初始分離力
為了測定初始分離力(引發(fā)預(yù)定斷裂點的分離過程所需的初始力)而制造平坦樣品(碎片樣品,Lappenmuster)(例如按DIN A4尺寸),所述樣品包括具有第一和第二表面的載體(背襯)層,其中在整個載體層的第一表面的側(cè)上直接或間接地、全部面積地設(shè)置第一膠粘劑層(對應(yīng)于(取決于)用于測定初始分離力(其初始分離力待測定)的膠帶的構(gòu)造),并且其中特別地在載體層的第二表面的全部面積上設(shè)置第二膠粘劑層(特別地載體層的第二表面設(shè)置在第二膠粘劑層的整個表面上),其中根據(jù)本發(fā)明用表面涂層對載體層的第二表面進行改性,并且其中獨立權(quán)利要求的要求得到滿足。如果要測試其中預(yù)定斷裂區(qū)域在膠帶的縱向上具有中斷(Unterbrechungen)(被分段)的膠帶,則制造具有相應(yīng)地中斷的第二膠粘劑層的平坦樣品。
然后,切割平坦樣品的邊以提供光滑的切邊。將抗撕裂的紙放置在待測試的樣品的第二膠粘劑層上,并且暴露的膠粘劑表面用硅化紙覆蓋。用手指輕輕擠壓所述抗撕裂的紙以防止空氣夾雜。此后,使用手推輥在復(fù)合物上快速輥壓兩次以實現(xiàn)優(yōu)異的粘結(jié)強度。如此產(chǎn)生粘結(jié),使得抗撕裂的紙的末端在光滑的邊處突出在膠帶體之外。使用鋼尺在復(fù)合物的光滑的邊的側(cè)上切出條,所述條的寬度(平行于光滑的邊)為15mm且其長度(垂直于光滑的邊)為約20cm,突出的紙末端位于其一個末端處。該突出的紙末端隨后用作把手耳片。
用于測量初始分離力的測量裝置示意性地示于圖1中。將如上述制造的樣品11夾在拉伸測試機中,其中將正面膠粘劑層上的硅化紙移除,并且將樣品以其此刻暴露的表面水平地牢固粘結(jié)在(利用夾具16)被夾在拉伸裝置(在圖中的底部處示出)中的載體14上。將在反面膠粘劑層上的紙12的把手耳片(利用夾具15)夾在拉伸測試機的拉伸裝置(Zugeinheit)中。應(yīng)該確保的是,預(yù)定斷裂點在測量開始前不允許開始分離。然后,以300mm/分鐘的速度拉施用至反面膠粘劑層的紙12的把手耳片,從而樣品以90°的角度分離。在此,所述分離發(fā)生在預(yù)定斷裂點處。在此,記錄初始力(對應(yīng)于力-位移曲線的最大值),考慮實際樣品寬度將測量的值標(biāo)準(zhǔn)化至1cm的樣品寬度。報告得自三次測量的平均值(以N/cm計)。
5.持續(xù)分離力
為了測定持續(xù)分離力,制造相應(yīng)的樣品條,唯一差別在于將具有把手耳片的抗撕裂的紙設(shè)置在第一膠粘劑的表面和第二膠粘劑的表面二者上(在下方的表面上而不是硅化紙上)。
為了測量持續(xù)分離力(在此參見圖2),首先用手使如此制備的樣品21在窄邊之一(在圖2中由裂隙(縫隙)27示出)處初始分離。然后在襯墊紙(覆蓋紙)22和23的兩個把手耳片處將樣品21夾在拉伸測試機的夾持裝置(夾具)25、26中,并且以這樣的方式固定(例如通過用手指拿住),使得所述樣品垂直于這兩個拉伸方向,并且當(dāng)拉伸測試機進入運行時分離過程在裂隙27處繼續(xù)。在兩個把手耳片處以相同的方式拉,使得樣品以180°的角度和300mm/分鐘的速度繼續(xù)分離。在此,分離發(fā)生在預(yù)定斷裂點處。所報告的持續(xù)分離過程所需的力被標(biāo)準(zhǔn)化至1cm的樣品寬度(以cN/cm報告)。
實驗部分
測量方法
儲存
在進一步描述的測試之前(對于下文描述的測試),將樣品在23℃和50%的相對濕度下儲存至少24小時。
6.膠粘強度(膠粘力)
根據(jù)PSTC-1進行剝離強度(膠粘強度)的測試。
通過使用4kg的輥來回輥壓5次,將由62μm厚的紙背襯和施加至其的55μm厚的膠粘劑涂層形成的自粘膠帶的2cm寬的條粘結(jié)至聚乙烯板(PE板)(表面能29mN/m,參見章節(jié)“常規(guī)測定方法”)形式的測試基底。
PE板的表面在測量前用乙醇清洗兩小時。將該板夾緊并且將自粘膠帶條經(jīng)由其在拉伸測試機上的自由端以180°的剝離(拉脫)角和以300mm/分鐘的速率(或以指定的其它速率)剝離,并測量為此所需的力。測量結(jié)果以N/cm給出并通過三次測量取平均值,并且標(biāo)準(zhǔn)化至所述帶的寬度(以N/cm報告)。
初始膠粘強度(膠粘強度PE)在粘結(jié)后立即且在粘結(jié)后最多10分鐘內(nèi)測量。
7.微剪切距離測試
測量裝置在圖3中示出。
從待測試的膠帶切割出10mm x 50mm大小的貼片(平片,)并將如此獲得的膠帶樣品(31)以這樣的方式粘結(jié)至經(jīng)拋光的、溫度受控的用丙酮清洗過的13mm寬的鋼測試板(32),使得膠帶樣品的縱向定向在鋼板的橫向上,粘結(jié)面積為尺寸l x b=13mm x 10mm,并且膠帶在一側(cè)上突出在鋼板之外z=2mm的長度。為了進行固定,隨后使用2kg的鋼輥以10m/分鐘的速度輥壓膠帶六次。在膠帶(31)的背離鋼板(32)的那側(cè)上,用穩(wěn)定的膠粘劑條(33)(尺寸4mm x 25mm;背襯190μm厚的PET膜)與突出在鋼板之外z的長度的部分齊平地加強膠帶(31),所述膠粘劑條(33)用作距離測量傳感器(未示出)的基底。如此制備的組件被以這樣的方式豎直地懸掛,使得膠帶樣品(31)的突出在鋼板(32)之外長度z的部分朝上。鋼測試板(32)與粘結(jié)的樣品(31)一起被加熱至40℃,并且借助于夾具(34)在時間點t0=0時使待測量的膠帶樣品(31)在下端負(fù)載200g的重物(35)。在40℃的溫度和50±5%的相對濕度下,借助于距離測量傳感器測量樣品在剪切應(yīng)力下15分鐘(在t0時開始)的形變。
15分鐘后的剪切距離(最大值;在測量期間的樣品的上邊緣向下移動的距離)作為結(jié)果給出,以μm計。如此測得的剪切距離是對被測樣品的內(nèi)部強度的定量度量。
8.SAFT-測試(剪切膠粘失效溫度測試)
該測試用于快速測試膠帶在溫度應(yīng)力下的剪切強度。測量樣品的制備對應(yīng)于微剪切距離測試的準(zhǔn)備。然而,代替在40℃的恒定溫度和200g的負(fù)載下測定偏移,將待測量樣品負(fù)載50g的重物。將測試鋼板與粘結(jié)的樣品一起在25℃開始以9℃/分鐘的速率加熱至200℃的最終溫度。
借助距離測量傳感器根據(jù)溫度和時間測量樣品的形變。最大滑移距離設(shè)置在1000μm;如果超過該值,則終止測試。測試條件:室溫23±3℃,相對濕度50±5%。記錄達(dá)到1000μm的形變時的溫度(以℃計)作為測試結(jié)果。
9.滾珠粘性
滾珠粘性的測量根據(jù)方法PSTC-6(Test Methods for Pressure Sensitive Adhesive Tapes,15th Edition;Herausgeber:Pressure Sensitive Tape Council,Northbrook(Illinois),USA)進行,其中作出以下改變:
-使用不銹鋼軸承滾珠(不銹鋼1.4401),直徑7/16英寸,質(zhì)量5.7克
-珠的準(zhǔn)備:用纖維素和丙酮進行徹底地清潔;清潔后的珠在測量前被儲存在丙酮浴中15分鐘(珠被丙酮完全包圍);在測量開始前至少30分鐘將珠從丙酮浴中取出,并且在標(biāo)準(zhǔn)條件(23±1℃,50±5%相對濕度)下開放儲存以進行干燥和調(diào)節(jié)
-每個珠僅用于一次測量。
接觸粘性的測定如下進行:作為在非常短的接觸時間內(nèi)的接觸粘性的度量,測量所謂的“滾珠粘性”。在張力下將膠帶的約25cm長的條以膠粘側(cè)朝上地水平地固定到測試平面上。為了進行測量,使鋼珠通過在標(biāo)準(zhǔn)重力場中從65mm高的斜坡(傾斜角:21°)滾落而加速。鋼珠從斜坡被直接引導(dǎo)到樣品的膠粘表面上。測量珠在膠粘劑上直至靜止?fàn)顟B(tài)的經(jīng)過的距離。如此確定的滾動距離長度在此用作自膠粘劑的接觸粘性的逆度量(也就是說,滾動距離越短,接觸粘性就越高,反之亦然)。各測量值由針對五個不同的膠帶條各自的五次單獨測量的平均值給出(作為長度值,以mm計)。
10.加熱缸測試
加熱缸測試測量在溫度和拉伸應(yīng)力下的粘結(jié)的強度(耐受性)。在高速換卷中在使用根據(jù)本發(fā)明的膠帶粘結(jié)膜中,該測試意圖模擬例如制造機器的停機。在這樣的短時停機的過程中不容許膠帶剝離(粘結(jié)變得分離)。
將具有框架的不銹鋼的金屬缸(外直徑50mm,壁厚1mm)(42)在加熱箱中加熱至少30分鐘。在此,加熱箱被調(diào)溫至測試溫度(140℃,160℃)。從膠帶切割出50mm x 20mm大小的樣品(41)。借助于樣品(41),將兩個20mm x 150mm長的膜條(43,44)在中央彼此接觸(位置45)地粘接(圖4),使得各膜條沿著25mm的長度被樣品完全地覆蓋。為了固定粘結(jié),用500g的鋼輥并以166mm/秒的速度輥壓粘結(jié)區(qū)域(經(jīng)粘結(jié)的表面)一次。測試樣品(測試件)被放置在金屬缸(42)上方,其中粘結(jié)區(qū)域朝上且朝外。隨后,借助于夾具使測試樣品的兩端各自負(fù)載500g的重物(得到拉伸力F)。在輥壓后的40-60秒內(nèi)進行懸掛和負(fù)重。
一旦重物被固定,就啟動秒表。如果粘結(jié)在3分鐘后仍未完全失效(重物落下),則認(rèn)為測試通過。然后,測試結(jié)果以>180s給出。進行三次測定。如果粘結(jié)分離,則用秒表測量直至重物落下的時間并作為結(jié)果記錄下來(以秒計)。
自膠粘劑的制備
將在實施例(樣品)中提及的自膠粘劑在具有雙Sigma磁鉤(Doppelsigmaknethaken)的捏合機中均質(zhì)化成基于溶劑的配混物。使用汽油(烴的混合物)作為溶劑。在此,捏合機借助于水冷來冷卻。
在第一步驟中,首先將天然橡膠與汽油的總量的三分之一和抗老化劑(抗氧化劑)以及任選地填料一起在23℃下預(yù)膨脹12小時。此后,將該所謂的預(yù)批料捏合15分鐘。隨后添加樹脂并捏合45分鐘。接著,添加增塑劑或液體樹脂、以及第一另外量的汽油。如此選擇汽油的量,使得在該步驟后理論固含量為50%。捏合15分鐘。隨后,將汽油的總量的最后一部分捏合到混合物中30分鐘。最終的固含量為30重量%。
測試樣品的制備
在市售的實驗室涂布機(例如來自公司SMO(Sondermaschinen Oschersleben GmbH))上借助于刮刀將自膠粘劑涂覆到硅化的剝離紙上。在120℃于對流(空氣循環(huán))烘箱中蒸發(fā)汽油10分鐘。如此調(diào)節(jié)涂層的縫寬(隙距,Spaltbreite),使得在蒸發(fā)溶劑后實現(xiàn)55g/m2的涂布量(Masseauftrag)。隨后,用62μm厚的紙背襯覆蓋無溶劑的膜,并且在23℃和50%的相對濕度下儲存直至進一步的測試。
為進行測量,硅化的剝離紙被剝離。
使用的原料:
進一步說明:
目標(biāo)值:已發(fā)現(xiàn),當(dāng)滿足在表中列出的目標(biāo)值時,膠帶特別地適用于預(yù)期的使用目的,即在具有非極性表面的平坦幅面的換卷中的使用。對于甚至滿足優(yōu)選值(在表中以中括號顯示)的膠帶,可看出在應(yīng)用領(lǐng)域中的特別出色的性能。
橡膠/FH-WM比率=橡膠的量對固體樹脂和增塑劑的總量的比率
SAFT=剪切膠粘失效溫度測試
MSW=微剪切距離測試
KKPE=對聚乙烯的膠粘強度
Tack=滾珠粘性
上述實施例(表格)顯示根據(jù)本發(fā)明的自膠粘劑用于高速換卷的適宜性。所有的實施例(實施例1-8)適合用作用于高速換卷的膠帶的自膠粘劑。特別地,它們滿足對足夠高的剪切強度(微剪切距離)的要求,特別地在溫度應(yīng)力下(SAFT測試,加熱缸測試)。即使在160℃下,所有的根據(jù)本發(fā)明的實施例仍顯示令人滿意的剪切強度,所有均顯示超過40秒的令人滿意的值。此外,根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是如下的膠粘劑:其在所述溫度下也顯示出良好的值,因為該膠粘劑即使在高溫下仍可被出色地使用;該膠粘劑特別為根據(jù)本發(fā)明的實施例4、5和6,其在160℃下的加熱缸測試中具有超過90秒的值,明顯高于其它根據(jù)本發(fā)明的實施例。
雖然比較例1-4可能滿足單個標(biāo)準(zhǔn),但是它們也各自顯示出了缺點。