DE60303678T2

DE60303678T2 - Präge- und klebstoffdruckverfahren

Info

Publication number: DE60303678T2
Application number: DE60303678T
Authority: DE
Inventors: R. Matthew Loveland GIACHETTO; Mark David Cincinnati SAGESER; Stephen Kenneth Cincinnati MCGUIRE; Worthington Peter Cincinnati HAMILTON; Michael James West Chester ARCHBOLD; Benson Kevin Loveland MCNEIL; Moss Jeffrey Cincinnati VAUGHN; Jude Timothy Cincinnati LORENZ
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: HK1075635A1; JP4080482B2; EP1509335B1; US20020180097A1; JP2005526614A; KR100646616B1; EP1509335A1; CA2484795A1; WO2003101625A1; ZA200408383B; MXPA04011176A; ES2259146T3; AU2003232435A1; US6872342B2; KR20050004893A; ATE318187T1; AU2003232435B2; CA2484795C; DE60303678D1; NZ536089A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Prägen und Klebstoffbeschichten von dünnen Folienbahnen sowie Bahnen, die anhand dieser Verfahren hergestellt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Flächengebilde, die eine dünne Schicht aus druckempfindlichem Klebstoff einschließen, die gegen unbeabsichtigten Kontakt geschützt ist, sowie Verfahren und Vorrichtungen zu ihrer Herstellung, wurden entwickelt und sind ausführlich im gemeinsam übertragenen Patent Nr. 5,662,758, erteilt an Hamilton et al. mit dem Titel „Composite Material Releasably Sealable to a Target Surface When Pressed Thereagainst and Method of Making"; im US-Patent Nr. 5,871,607, erteilt an Hamilton et al. mit dem Titel „Material Having A Substance Protected by Deformable Standoffs and Method of Making", und im US-Patent Nr. 5,965,235, erteilt an McGuire et al. mit dem Titel „Three-Dimensional, Nesting-Resistant Sheet Materials and Method and Apparatus for Making Same", und im US-Patent Nr. 6,194,062, erteilt an Hamilton et al. mit dem Titel „Improved Storage Wrap Materials", beschrieben. Diese Verfahren sind jedoch eher langwierig und nicht für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet. Somit wurden alternative Verfahren, wie diejenigen, die im US-Patent Nr. 6,193,918 B1, erteilt an McGuire et al. mit dem Titel „High Speed Embossing and Adhesive Printing Process and Apparatus" beschrieben, entwickelt, um den Anliegen in Bezug auf die Geschwindigkeit des Verfahrens gerecht zu werden. In solchen Verfahren werden Trennmittelbeschichtungen auf einigen der Walzen verwendet, um den Klebstoff und die Bahn durch Schälen, d. h. Haftversagen, abzulösen, wenn die Bahn von der Walze abgezogen wird. Obwohl diese Verfahren gezeigt haben, dass sie für erhöhte Liniengeschwindigkeiten sorgen, kann die Verwendung einer Trennsubstanz auf einer oder mehreren Walzen die Zeitspanne, über die eine Linie betrieben werden kann, bevor sie zur Reparatur oder für den Austausch der mit Trennmittel beschichteten Walzen angehalten werden muss, begrenzen. In der Praxis stellen Trennmittelbeschichtungen aufgrund von Abnutzung oder Verlust der Trenneigenschaften in der Regel nicht über längere Zeit eine Trennung bereit. Die Folge davon ist eine kurze Lebensdauer der Walze, was einen häufigen Austausch der beschichteten Walzen erforderlich macht.
Somit wäre es wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung von mit Klebstoff beschichteten oder bedruckten Bahnen, das keine Verwendung einer Trennmittelbeschichtung auf der Walze, die Klebstoff auf die Bahn überträgt, erfordert, und/oder ein Verfahren, das die Lebensdauer der beschichteten Walzen verlängert, bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung schafft die Notwendigkeit einer Trennmittelbeschichtung ab, da sie den Klebstoff bei einer Temperatur bereitstellt, die ein „Aufspalten" des Klebstoffs mittels eines Kohäsionsversagens des Klebstoffs und nicht über einen Schälmechanismus oder ein Adhäsionsversagen zwischen Klebstoff und Walze zur Folge hat. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auch in Zusammenhang mit Walzen verwendet werden, die eine Trennmittelbeschichtung oder -oberfläche aufweisen, um die Standzeit der Beschichtung oder Oberfläche zu verlängern.
Alle zitierten Dokument sind in ihren relevanten Teilen durch Bezugnahme hierin aufgenommen; die Zitierung eines Dokuments bedeutet kein Einverständnis damit, dass dieses einen Stand der Technik für die vorliegende Erfindung darstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Präge- und Klebstoffauftragungsverfahren bereit, das die folgenden Schritte umfasst: Auftragen eines Klebstoffs auf eine erste gemusterte Prägewalze, die mit einer zweiten gemusterten Prägewalze, die ein zur ersten Prägewalze komplementäres Muster aufweist, zusammenwirkt; Führen einer Bahn aus einem Flächengebilde zwischen der ersten und der zwei ten Prägewalze hindurch bei einer solchen tangentialen Liniengeschwindigkeit, dass die Bahn gleichzeitig geprägt und Klebstoff auf die Bahn gelenkt wird; und Entfernen der Bahn von der ersten gemusterten Walze, wobei der Klebstoff ein Kohäsionsversagen zeigt und sich aufspaltet, so dass zumindest ein Teil des Klebstoffs auf der ersten Prägewalze zurückbleibt und ein Teil des Klebstoffs auf der Bahn zurückbleibt und ein Klebstoffmuster zwischen den Prägungen der Bahn bildet.
In weiteren Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Lebensmittelverpackungsfolien bereit, die anhand des Verfahrens der Erfindung hergestellt werden, wobei auf der Lebensmittelfolie zumindest auf einer Oberfläche Klebstoff aufgebracht ist. Die Lebensmittelverpackungsfolie kann zwei- oder dreidimensional sein und kann auf der Oberfläche einen gemustert oder kontinuierlich aufgebrachten Klebstoff aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während die Beschreibung mit den Ansprüchen schließt, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ausdrücklich aufzeigen und genau beanspruchen, wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen, besser verständlich wird, worin:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist. In dieser Ausführungsform laufen das Prägen und der Klebstoffauftrag gleichzeitig ab.
2 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die nicht erfindungsgemäß sind. In dieser Ausführungsform wird die Bahn vor der Klebstoffauftragung geprägt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt in schematischer Form eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung schließt vorzugsweise mindestens ein Paar aus Prägewalze und Gegenprägewalze 14 und 16 ein. (Es werden jedoch auch Ausführungsformen in Betracht gezogen, bei denen die Bahn nicht geprägt wird oder nicht mittels Walze und Gegenwalze geprägt wird.) Die Vorrichtung (10) kann wirkmäßig mit anderen Geräten verbunden sein, beispielsweise mit einer beheizten Schlitzdüse, wie einer Schlitzdüse 24, mit Klebstoffdosierwalzen, wie Walzen 18–22, und einer S-Wicklung, wie einer S-Wicklung 28, die alle ebenfalls in 1 dargestellt sind, sowie mit jeglichen anderen gewünschten Geräten und/oder Verfahren. In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird eine Bahn 12 durch Zusammenwirken der Prägewalzen 14 und 16 und Führen der Bahn 12 zwischen den Prägewalzen 14 und 16 hindurch geprägt. In anderen Ausführungsformen kann die Bahn 12 mit einer oder mehreren Walzen oder anderen Strukturen zum Auftragen von Klebstoff auf die Bahn und/oder zum Prägen der Bahn in Kontakt gebracht werden. Die Bahn 12 kann aus jedem Material bestehen, auf das ein Klebstoff aufgebracht werden kann, und vorzugsweise aus einem, das geprägt werden kann. Die Bahn 12 kann beispielsweise Papier, Folien (einschließlich Polymerfolien, aber nicht darauf beschränkt), Gewebe, Vliese, Laminate, Metallfolien, Wachspapier oder andere beschichtete Papiere und Kombinationen davon einschließen, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Die Prägewalzen 14 und 16 weisen vorzugsweise komplementäre Prägemuster auf, die ineinander greifen, um die Flächengebildebahn 12, die zwischen ihnen hindurchläuft, zu prägen. Eine Walze mit Taschen und erhöhten Stegen wird allgemein als Matritzen-Prägewalze bezeichnet, während eine Walze mit erhöhten Noppen und zurückgesetzten Stegen allgemein als Patritzenwalze bezeichnet wird. In dieser Ausführungsform wird die Matritzen-Prägewalze 16 auch verwendet, um Klebstoff 26 (oder Haftmittel) auf die Bahn 12 aufzubringen, so dass der Klebstoff 26 ein Klebstoffmuster zwischen den Prägungen der Bahn 12 bildet. (Es werden jedoch auch alternative Ausführungsformen in Betracht gezogen, bei denen der Klebstoff nicht in einem Muster, z. B. kontinuierlich oder zufällig, und/oder in Regionen aufgebracht wird, bei denen es sich nicht um die Prägezwischenbereiche handelt. Ferner wird in Betracht gezogen, dass der Klebstoff auf andere Weise als mittels der Matritzenwalze 16 aufgebracht wird, wie beispielsweise mittels einer Sprühvorrichtung, eines Extruders, eines Druckers, durchlässiger oder undurchlässiger Walzen, Pinsel, Kissen usw.) Zumindest ein Teil des Klebstoffs 26 wird bei einer Temperatur oder einer Bedingung gehalten, dass der Klebstoff 26 kohäsiv versagt oder „sich spaltet", wenn die Bahn 12 von der Walze 16 abgenommen wird. Wie hierin verwendet, bezeichnen die Ausdrücke „Kohäsionsversagen", „Spalten" oder „Spaltung" ein Versagen im Inneren des Klebstoffs. Das heißt, die kohäsive Bindung im Klebstoff ist schwächer als die adhäsive Bindung zwischen dem Klebstoff und den Flächen, auf die der Klebstoff aufgebracht wurde. Somit spaltet sich in dieser Ausführungsform der Klebstoff 26 und verbleibt sowohl auf der Walze 16 als auch der Bahn 12, nachdem die Bahn 12 von der Walze 16 entfernt wurde.
Zwar kann Klebstoff 26 anhand jedes in der Industrie bekannten Verfahrens auf die Matritzenwalze 16 aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Sprühen, Drucken, Extrudieren, durch Pinselauftrag, mittels durchlässiger oder undurchlässiger Walzen und/oder Kissen, aber 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Schlitzdüse 24 und Klebstoffdosierwalzen 18–22 verwendet werden. Die Klebstoffdosierwalzen 18–22 können von beliebiger Größe und aus jedem beliebigen Material sein. In einer Ausführungsform hat es sich gezeigt, dass die Dosierwalzen 18–22 gut funktionieren, wenn zwischen gewöhnlichem Stahl und gummibeschichtetem Stahl abgewechselt wird. Mit Bezug auf die in 1 dargestellte Ausführungsform kann ein Klebstoff 26 über eine beheizte Schlitzdüse, wie die Düse 24, auf die Oberfläche einer Walze, wie einer Walze 22, extrudiert werden. Bei der Schlitzdüse 24 kann es sich um jede geeignete Schlitzdüse oder ein anderes Mittel zum Auftragen von Klebstoff auf die Walze 22 handeln. Die Schlitzdüse 24 oder ein anderes Klebstoffauftragungsmittel kann anhand jeder geeigneten Vorrichtung beschickt werden. Beispielsweise kann die Schlitzdüse 24 über einen beheizten Trichter und ein Zahnradpumpe mit variabler Fördergeschwindigkeit durch einen beheizten Schlauch beschickt werden. Der Klebstoff 26 wird vorzugsweise bei einer Temperatur auf die Oberfläche der Walze 22 extrudiert, die es erlaubt, den Klebstoff 26 zumindest teilweise auf andere Walzen im Klebstoffdosierstapel oder auf die Prägewalze 16 zu übertragen, je nach der speziellen Ausführungsform.
Bei dem verwendeten Klebstoff 26 kann es sich um jeden geeigneten Klebstoff handeln, einschließlich Schmelzklebern, Latexklebstoffen, Klebstoffen, die in Wasser oder Lösungsmitteln löslich sind, durch UV-Licht härtbaren Klebstoffen und/oder durch Elektronenstrahlen härtbaren Klebstoffen, aber nicht auf diese beschränkt. Mit Bezug auf die in 1 dargestellte Ausführungsform kann es bevorzugt sein, dass der Klebstoff zumindest in gewissem Umfang von elastischer Beschaffenheit ist, dies muss jedoch nicht sein. Der Grund dafür ist, dass eine Übertragung von der ortsfesten Schlitzdüse 24 auf eine sich drehende Walze dazu führen kann, dass der Klebstoff gedehnt wird und reißt oder dass er nicht an der Walze haftet. Um die Dehnungsrate des Klebstoffs 26 in solchen Ausführungsformen zu verringern, wird er vorzugsweise zuerst auf eine sich langsam drehende Walze, wie die Walze 22 aufgetragen, und dann über eine Reihe von Dosierspalten (den Spalten zwischen den Dosierwalzen 18–22), wo er zu einem sehr dünnen Klebstofffilm ausgewalzt und auf die gewünschte tangentiale Liniengeschwindigkeit beschleunigt wird. In einer Ausführungsform kann die Oberflächengeschwindigkeit der ersten der Klebstoffdosierwalzen 22 geringer sein als die nominale tangentiale Liniengeschwindigkeit der Flächengebildebahn 12, die geprägt und mit Klebstoff beschichtet werden soll. Die übrigen Klebstoffdosierwalzen 18–20 und die Prägewalze 16 drehen sich zunehmend schneller, so dass die Oberflächengeschwindigkeit des Klebstoffauftragungsspalts 30 (wo der Klebstoff auf die Bahn 12 aufgebracht wird) an die Geschwindigkeit der Bahn 12 angepasst wird.
Zwar können die Klebstoffwalzen 18–22 beheizt oder gekühlt werden, um jede beliebige Temperatur aufrechtzuerhalten, aber es hat sich gezeigt, dass es wünschenswert ist, mindestens einen Teil des Klebstoffs 26 über einer Temperatur zu halten, die nach Wunsch eine effiziente Übertragung von Walze zu Walze ermöglicht. Die Walzen, und somit der Klebstoff, können anhand jedes geeigneten Mittels erwärmt oder gekühlt werden, einschließlich internen oder externen Heiz- und/oder Kühleinrichtungen. Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, die Walzen in Umfangsrichtung und quer zur Laufrichtung gleichmäßig zu beheizen, um eine wärmeinduzierte Balligkeit oder Unrundheit („runout") der Walze zu verhindern. Es hat sich gezeigt, dass im Fall von elektrisch beheizten Walzen der Ausfall einer einzelnen Heizung genügend Unrundheit erzeugen kann, dass eine gleichmäßige Klebstoffbedruckung der Bahn verhindert wird. Ein Wärmeverlust über Lager und Walzenschäfte kann zu einer Walzenballigkeit führen, was in bestimmten Ausführungsformen ebenfalls einen gleichmäßigen Klebstoffdruck verhindern kann. Somit können die Lagerblöcke der Walzen beheizt werden, um Temperaturgradienten quer zur Laufrichtung zu verhindern.
Nachdem der Klebstoff 26 auf die gewünschte Dicke dosiert wurde, wird er vorzugsweise auf die Matritzen-Prägewalze 16 übertragen. Der Klebstoff 26 verbleibt dann vorzugsweise auf der Oberfläche der Walze 16, bis er von der Matritzen-Prägewalze 16 auf die Bahn 12 übertragen wird. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen wird der Klebstoff 26 so auf die Bahn 12 aufgetragen, dass der Klebstoff 26 ein Klebstoffmuster zwischen den Prägungen der Bahn 12 bildet. Es werden jedoch alternative Ausführungsformen in Betracht gezogen, bei denen der Klebstoff 26 auf andere Stellen der Bahn 12 und/oder kontinuierlich oder zufällig und nicht in einem bestimmten Muster aufgetragen wird.
Es ist erstrebenswert, den Klebstoff 26 bei einer Temperatur oder einer Bedingung bereitzustellen, die ein Kohäsionsversagen des Klebstoffs in dem Bereich, wo die Kombination aus Klebstoff und Bahn von der Matritzenwalze 16 entfernt wird, ermöglicht, so dass der Klebstoff über ein Aufspalten des Klebstoffs und nicht durch Abschälen von der Walze 16 auf die Bahn 12 übertragen wird. Für Latexklebstoffe oder Klebstoffe, die wasserlöslich oder in anderen Lösungsmitteln löslich sind, bedeutet dies, dass der Klebstoff bei einem solchen Verhältnis von Klebstoff zu Wasser oder anderem Lösungsmittel gehalten wird, dass der Klebstoff in der speziellen Anwendung kohäsiv versagt. Für Ausführungsformen, die durch UV-Licht härtende Klebstoffe einschließen, und für durch Elektronenstrahlen härtende Klebstoffe, bei denen es sich durchweg oder im Wesentlichen um Feststoffe handelt, bedeutet dies, dass der Klebstoff bei einer Temperatur gehalten werden sollte, die ein Kohäsionsversagen ermöglicht. Für UV- und Elektronenstrahl-härtende Klebstoffe, die einen nichtreaktiven Träger, wie ein Lösungsmittel, einschließen, sollte das Verhältnis von Klebstoff zu Lösungsmittel für die spezielle Anwendung so sein, dass der Klebstoff kohäsiv versagt. In solchen Ausführungsformen kann es nützlich sein, das Lösungsmittel oder den Träger zu entfernen, bevor die UV- oder Elektronenstrahlhärtung stattfindet.
In Ausführungsformen, bei denen Wärme verwendet wird, um den Klebstoff 26 in einen Zustand zu bringen, in dem ein Kohäsionsversagen stattfindet, kann die gesamte Oberfläche der Matritzenwalze 16 bei der gewünschten Temperatur der Walze 16 gehalten werden, oder die Walze 16 kann in Zonen beheizt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu liefern. Bei Zonenbeheizung ist es generell bevorzugt, dass die Walze 16 so beheizt wird, dass der Klebstoff 26 bei einer Temperatur vorliegt, die ein Kohäsionsversagen des Klebstoffs 26 zumindest im Bereich des Walzenspalts 30 ermöglicht. Jedes bekannte Mittel zum Beheizen der Walze kann verwendet werden, einschließlich Heizeinrichtungen, die Wärme durch Konvektion, Leitung, Strahlung oder Kombinationen davon, aber nicht darauf beschränkt, erzeugen. Alternativ dazu kann der Klebstoff 26 anhand eines anderen Mittels als der Matritzenwalze 16 beheizt werden, wie der Patritzenwalze, warmer Luft, Mikrowellen, Schall, Licht usw. oder anderer Mittel, einschließlich Heizeinrichtungen, die Wärme mittels Konvektion, Leitung, Strahlung oder Kombinationen davon erzeugen. In jedem Fall hilft die Bereitstellung des Klebstoffs bei einer Temperatur, die ein Kohäsionsversagen des Klebstoffs ermöglicht, dabei, die Notwendigkeit einer Trennmittelbeschichtung der Walze 16 zu verringern oder die Lebensdauer einer Walze mit oder ohne Trennmittelbeschichtung oder Trennmitteloberfläche zu verlängern.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Klebstoff 26 nur auf die Stegflächen der Matritzen-Prägewalze 16 aufgetragen. Dies kann durch sorgfältiges Steuern des Abstands zwischen der Matritzen-Prägewalze 16 und der Klebstoffdosierwalze 18 erreicht werden. In der Regel können in solchen Ausführungsformen die Klebstoffdosierwalzen 18–22 so beschliffen werden, dass eine Unrundheitstoleranz des Spitze-zu-Spitze-Werts (Total Indicated Runout, „TIR") von etwa 0,0127–0,025 mm (0,0005–0,001 Zoll) erreicht wird. In solchen Ausführungsformen wird ferner die Klebstoffdosierwalze 18 leicht an die Matritzen-Prägewalze 16 gedrückt, so dass die Verformung der Oberfläche eine Unrundheit der Prägewalze 16 und der Klebstoffauftragswalze kompensiert, aber die Verformung nicht so stark ist, dass Klebstoff 26 in die Taschen in der Oberfläche der Matritzen-Prägewalze 16 gedrückt wird. Das Aufbringen von Klebstoff 26 nur auf die Stege der Matritzen-Prägewalze 16 verhindert generell, dass Klebstoff oben auf die Prägungen der Bahn 12 übertragen wird.
Der Umfang oder das Ausmaß des Zusammenwirkens zwischen der Patritzen-Prägewalze 14 und der Matritzen-Prägewalze 16 kann so gesteuert werden, dass dazu beigetragen wird, eine Beschädigung der Walzen oder der Bahn 12 zu vermeiden. Es wurde gefunden, dass es in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt ist, die äußeren Flächen der Prägewalzen auf etwa 0,0127 min (0,0005 Zoll) TIR-Unrundheitstoleranz zu schleifen. Das Zusammenwirken der Prägewalzen beeinflusst in der Regel die endgültige Stärke der Folie (d. h. die endgültige Höhe der Prägungen).
Ein weiteres Kriterium, das in Betracht gezogen werden muss, ist die Entsprechung zwischen den Patritzen- und Matritzen-Prägewalzen 14 und 16. Eine geeignete Technik ist die Bildung einer Walze anhand eines Photoätzverfahrens und die Verwendung dieser Walze als „Vorlage", um die andere Walze als negatives Abbild zu bilden.
Die Oberfläche der Prägewalzen 14 und 16 kann aus Metall bestehen, wie Stahl, Chrom, Aluminium oder Nickel, oder kann aus polymeren oder elastomeren Materialien bestehen, wie Gummi oder Polyurethan, oder jedem anderen geeigneten Material. Ferner kann die Oberfläche der Walze mit Materialien wie Chrom, Nickel oder Materialien, die die Oberflächenenergie der Walze mit Bezug auf den in dem Verfahren verwendeten Klebstoff, wie Silicon und/oder Fluorkohlenstoffe, verringern, beschichtet oder überzogen sein. Die Patritzen- und Matritzen-Prägewalzen können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen, je nach dem gewünschten Ergebnis des Verfahrens.
Nachdem sie den Walzenspalt 30 verlassen hat, kann die mit Klebstoff beschichtete Bahn 12 zu einer S-Wicklung 28 oder einer anderen Einrichtung laufen, wo sie abgekühlt werden kann, um ihre Festigkeit zu verstärken, oder anderweitig bearbeitet werden kann, um Eigenschaften der Bahn hinzuzufügen oder zu modifizieren. Ferner kann in bestimmten Ausführungsformen die Bahn 12 zu einer Trockeneinrichtung, einer UV-Lichtquelle, einer Elelctronenstrahlenquelle oder einer anderen Ausrüstung geleitet werden, um den Klebstoff 26 zu härten oder seine Klebeigenschaften anderweitig zu modifizieren. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Bahn 12 auf eine Ausrüstung gerichtet werden, die die Bahn aufwickelt, umformt oder verpackt.
2 zeigt eine Vorrichtung, die nicht erfindungsgemäß ist. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung 11 der Vorrichtung 10 von 1 ähnlich, schließt aber eine Prägewalze 15 ein, die verwendet wird, um die Bahn 12 vor dem Klebstoffauftrag zu prägen. In diesem Fall werden die Walzen 14 und 16 verwendet, um den Klebstoff auf die geprägte Bahn 12 aufzutragen. Wie in der Vorrichtung von 1 ist es wünschenswert, den Klebstoff 26 bei einer Temperatur zuzuführen, die für ein Kohäsionsversagen des Klebstoffs 26 in dem Bereich, wo die Kombination aus Klebstoff und Bahn von der Matritzenwalze 16 entfernt wird, sorgt, so dass der Klebstoff durch Klebstoffspaltung und nicht durch Abschälen von der Walze 16 auf die Bahn 12 übertragen wird. In einer Ausführungsform kann zumindest ein Teil der Oberfläche der Matritzen-Prägewalze 16 dieser Ausführungsform mindestens im Bereich des Walzenspalts 30 bei einer Temperatur gehalten werden, bei der der Klebstoff 26 über Klebstoffspaltung auf die Bahn 12 übertragen wird. Dies kann wiederum für eine längere Lebensdauer und eine geringere Ausfallzeit für die Ausrüstung sorgen, verglichen mit ähnlichen Ausrüstungen, die mit Trennmaterial beschichtet sind, die darauf beruhen, dass der Klebstoff beim Verlassen des Walzenspalts 30 von der Walze 16 abgeschält wird.
Ausführungsbeispiel für eine Lebensmittelverpackung
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um viele verschiedene Arten von Gegenständen und Bahnen herzustellen, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – Lebensmittelverpackungen. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Lebensmittelverpackung" jedes flexible Material, das verwendet werden kann, um Lebensmittel oder andere Nahrungsmittel für eine Langzeit- oder Kurzzeitaufbewahrung einzuwickeln, abzudecken oder einzuschließen. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen können solche Lebensmittelverpackungen FDA-Standards für direkten und/oder indirekten Kontakt mit Lebensmitteln oder Lebensmittelverpackungen genügen, es werden jedoch auch andere Verwendungen (z. B. Tierfutterverpackungen) in Betracht gezogen. Beispiele für geeignete Lebensmittelverpackungsmaterialien schließen Papier, Folien (einschließlich – aber nicht beschränkt auf – Polymerfolien), Gewebe, Vliese, Laminate, Metallfolien, Wachspapier oder andere beschichtete Bahnen und Kombinationen davon ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Obwohl das Verfahren der vorliegenden Erfindung hierin generell als eine Art von Prägung oder ein anderes Mittel zum Versehen der Bahn mit einer dreidimensionalen Struktur enthaltend beschrieben wird, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch für die Herstellung von zweidimensionalen Bahnen verwendet werden. Ferner kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um zwei- oder dreidimensionale Bahnstrukturen mit gemustertem oder nicht gemustertem Klebstoff, unterbrochenem oder kontinuierlichem Klebstoff auf mindestens einer ihrer Oberflächen zu versehen.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher sollen in den beiliegenden Ansprüchen alle solchen Änderungen und Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen, abgedeckt sein.

Claims

Präge- und Haftmittelauftragverfahren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Auftragen des Haftmittels auf eine erste gemusterte Prägewalze, die mit einer zweiten gemusterten Prägewalze zusammenwirkt, deren Muster zu dem der ersten Prägewalze komplementär ist; (b) Durchlaufenlassen einer Bahn aus flächenförmigem Material zwischen der ersten und der zweiten Prägewalze bei einer tangentialen Liniengeschwindigkeit, um die Bahn gleichzeitig zu prägen und das Haftmittel auf die Bahn zu lenken; und (c) Abnehmen der Bahn von der ersten gemusterten Walze, worin das Haftmittel einen Kohäsionsbruch erfährt und sich aufspaltet, so dass mindestens ein Teil des Haftmittels auf der ersten Prägewalze zurückbleibt und ein Teil des Haftmittels auf der Bahn zurückbleibt und ein Haftmittelmuster zwischen den Prägestellen auf der Bahn bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Auftragen des Haftmittels auf eine Klebstoffdosierwalze; Auswalzen des Haftmittels auf eine verringerte Dicke durch eine Reihe von Dosierspalten zwischen einer Vielzahl von benachbarten Klebstoffwalzen hindurch und Auftragen des Haftmittels auf die Klebstoffauftragwalze, die das Haftmittel auf die Prägewalze aufbringt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Haftmittel um einen Heißkleber, einen Latexkleber, einen wasserlöslichen Kleber, einen Kleber, der in einem Lösungsmittel löslich ist, einen durch UV-Licht härtenden Kleber und/oder einen durch Elektronenstrahl härtenden Kleber handelt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haftmittel unmittelbar vor dem Schritt, in dem die Bahn von der ersten gemusterten Walze abgenommen wird, erwärmt oder anderweitig behandelt wird, um das Haftmittel in einen Zustand zu bringen, in dem es einen Kohäsionsbruch erfährt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner den Schritt des Kühlens, Trocknens oder anderweitigen Härtens des Haftmittels nach dem Prägeschritt umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der ersten gemusterten Prägewalze auf eine Temperatur erwärmt wird, die für einen Kohäsionsbruch des Haftmittels sorgt, wenn die Bahn von der ersten gemusterten Prägewalze abgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen eines Haftmittels auf eine Walze, die sich mit einer tangentialen Anfangsgeschwindigkeit dreht; Auswalzen des Haftmittels auf eine verringerte Dicke und Beschleunigen des Haftmittels durch eine Reihe von Dosierspalten zwischen einer Vielzahl von benachbarten Klebstoffwalzen hindurch und Auftragen des Haftmittels auf die Klebstoffauftragwalze, die sich mit einer tangentialen Liniengeschwindigkeit dreht, die höher ist als die tangentiale Anfangsgeschwindigkeit.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die erste gemusterte Prägewalze eine Prägewalze mit Vertiefungen ist und die zweite gemusterte Prägewalze eine Prägewalze mit Erhöhungen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen einer haftenden Verpackung zum Aufbewahren von Lebensmitteln.