DE69017298T2 - Maskierband. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft mit den Fingern zerreißbare Klebebänder der Klasse, die auf dem Gebiet von Maskierungsbändern bekannt ist.
• Während die Patentliteratur voll von Bezugnahmen auf Maskierungsbänder ist, umfassen diejenigen, die heutzutage kommerziell erhältlich sind, eine Kreppapierbasis oder einen Kreppapierträger für die druckempfindliche Klebeschicht (Haftkleberschicht). Diese Papierbasis wird zuerst mit einem Latexbindemittel gesättigt und dann getrocknet. Dann können typischerweise eine Trennbeschichtung auf eine Seite dieser Papierbasis und eine Haftkleberschicht auf die andere Seite aufgebracht werden.
• Die Sättigung mit dem Latexbindemittel, um die kohäsive Festigkeit des Papiers zu verbessern, und die Aufbringung der Trennbeschichtung, um ein leichtes Abrollen des Bandes zu ermöglichen, erfordern beide Energie hinsichtlich einer Lösungsmittelentfernung.
• Eine Hauptaufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein kosteneffektiveres Verfahren zur Herstellung von Maskierungsbändern zu liefern.
• Eine andere Aufgabe besteht darin, Maskierungsbänder zu liefern, die eine verbesserte Dehnung und Anpassungsfähigkeit aufweisen.
• Erfindungsgemäß wird ein Naskierungsband geliefert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es der Reihe nach eine Polyolefinträgerschicht, die aus zwei Schichten aus HDPE und LDPE besteht, die auf einen Vliesstoff koextrudiert worden sind, wobei das Verhältnis der Dicken der HDPE-Schicht und der LDPE-Schicht im Bereich von 8 1 bis 2 : 1 liegt, die polyolefinische Trägerschicht nicht dicker als 0,075 mm (3,0 mil) aber mehr als 0,0635 mm (2,5 mil) dick ist, den Vliesstoff und eine Schicht aus Haftkleber umfaßt, die nicht dicker als 0,05 mm (2,0 mil) ist.
• Die Kleberschicht ist vorzugsweise mehr als 0,038 mm (1,5 mil) dick. Der Kleber ist vorzugsweise ein Heißschmelzkleber.
• Bei diesem Trägermaterial besteht die äußere Schicht vorzugsweise aus Polyethylen hoher Dichte und besteht die innere Schicht vorzugsweise aus Polyethylen niederer Dichte.
• Der Vliesstoff ist vorzugsweise ein Rayon/Polyester-Gemisch.
• Der Vliesstoff ist vorzugsweise chemisch verbunden.
• Der Stoff besitzt vorzugsweise unterbrochene Oberflächen mit Zwischenräumen zwischen seinen Fasern und das polymere Trägermaterial bedeckt eine Oberfläche des Stoffes und dringt auch in seine Zwischenräume ein.
• Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Klebebandes, das eine Koextrusion einer dünnen Schicht aus Polyethylen hoher Dichte und einer dünnen Schicht aus Polyethylen niederer Dichte auf eine Oberfläche eines Vliesstoffes, wobei das Verhältnis der Dicken der HDPE-Schicht und der LDPE-Schicht im Bereich von 8 : 1 bis 2 : 1 liegt und der Stoff dadurch gekennzeichnet ist, daß er in dem Polyethylen niederer Dichte eingebettet ist, und anschließend eine Aufbringen einer dünnen Schicht eines Haftklebers auf die entgegengesetzte Oberfläche des Stoffes umfaßt, wobei ein Teil des Klebers mit dem Polyethylen niederer Dichte verbunden wird und die koextrudierten Schichten eine Gesamtdicke von nicht größer als 0,075 mm (3,0 mil) aber mehr als 0,0635 mm (2,5 mil) aufweisen.
• Es ist natürlich klar, daß der Vliesstoff nicht als diskrete Schicht vorhanden ist. Vielmehr bedeckt die beschichtete Polyolefinträgerschicht die Oberfläche des Stoffes und dringt in seine Zwischenräume ein, so daß der Stoff als in die Trägerschicht "eingebettet" bezeichnet werden kann und ferner als mechanisch gebunden und auflaminiert.
• Die Polyolefinträgerschicht des Maskierungsbandes kann als multifunktionell in den Sinn beschrieben werden, daß sie als Dichtungsmittel für die unterbrochene Vliesoberfläche wirkt, als Barriereschicht gegen Klebstoffmigration dient, ein einfaches Abwickeln von einer Bandrolle ermöglicht, wodurch der Bedarf an einer Trennmittelbehandlung beseitigt wird, und außerdem als Verstärkung für den Vliesstoff wirkt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er schlechte Querreißeigenschaften und schlechte Zugeigenschaften besitzt.
• Der beschichtete Stoff, der als Träger für das Klebeband angesehen werden kann, liefert ausgezeichnete "Fingerzerreißbarkeit", d.h. Querzerreißeigenschaft, sowie ausgezeichnete Dehnung und verbesserte Zugfestigkeit. Der Vliesstoff mit seiner zugänglichen, unterbrochenen Oberfläche wiederum liefert eine verbesserte Verankerung des Klebstoffs an dem Folienträger in dem resultierenden Laminat im Hinblick auf die Tatsache, daß ein Teil der Kleberschicht an der Polyolefinträgerschicht verankert ist.
• Wie zuvor erwähnt worden ist, kann die Trägerschicht als Zweischichtträger bezeichnet werden, der im wesentlichen aus einer Außenschicht aus einem Polymer, z.B. HDPE, und einer Innenschicht aus einem anderen Polymer, z.B. LDPE, besteht. Der Zweischichtträger wird durch Koextrusionsbeschichtung auf dem Vliesstoff gebildet. In jedem Fall ist die Gesamtdicke der beiden Schichten nicht größer als 0,075 mm (3,0 mil) aber größer als 0,0635 mm (2,5 mil). Das Verhältnis der Dicke des HDPE und des LDPE in diesem Zweischichtträger beträgt 8 : 1 bis 2 : 1.
• Das speziell verwendete HDPE und das speziell verwendete LDPE können eine der bekannten Arten sein. Beispielsweise werden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten, wenn HDPE und LDPE verwendet werden, die koimnerziell von Chevron Chemical unter den Handelsbezeichnungen 9116 bzw. 4560 erhältlich sind. Das Polyethylenharz hoher Dichte 9116 weist eine Dichte von 0,958 g/cm³ auf und das Polyethylenharz niederer Dichte 4560 weist eine Dichte von 0,923 g/cm³ auf.
• Ein wichtiger Aspekt dieser bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die verbesserte Zugfestigkeit, die durch Verwendung der Zweischicht-HDPE/LDPE-Trägerschicht gegenüber LDPE allein erhältlich ist. Während LDPE kosteneffektiver und anpassungsfähiger ist als HDPE, hat es sich gezeigt, daß der Ersatz von etwa von der Dicke der Trägerschicht durch HDPE die benötigte Zugfestigkeit für das betrachtete Maskierungsband liefert, die nicht durch Verwendung von LDPE allein erhältlich ist.
• Die folgende Tabelle veranschaulicht die verbesserte Zugfestigkeit, die mit dem HDPE/LDPE-Zweischichtträger gegenüber LDPE allein erhältlich ist. Tabelle 1 Harz Dichte Schmelzindex Dicke Zugfestigkeit Dehnung Harz auf Vliesstoff
• Der zu verwendende Vliesstoff ist vorzugsweise einer der synthetischen Vliesstoffe, die bisher bekannt sind. Wie oben erwähnt worden ist, ist es ein Stoff mit geringem Gewicht, z.B. wiegt er weniger als 50 g/m². (g/Quadratyard). Geeignete synthetische Fasern umfassen Rayon, Polyester, Polyamide, Acryle usw. Es ist bekannt, daß Fasern zuerst kardiert werden können, um sie primär in die Maschinenrichtung auszurichten. Die kardierten Fasern können dann einer Zerhackung unterzogen werden, wonach sie chemisch oder thermisch gebunden werden können oder hydroverfilzt werden können, um den Vliesstoff herzustellen, was alles per se bekannt ist.
• Vorzugsweise wird der Vliesstoff jedoch chemisch gebunden, d.h. die Faserbahn wird mit einem oder mehreren von bekannten Bindemitteln auf eine bekannte Weise in Kontakt gebracht, z.B. durch Imprägnierung, Drucken usw.
• Brauchbare Bindemittel für diesen Zweck umfassen Acryle, Vinylacryle, Acetate/Ethylen, Polyvinylacetat, Polyester usw.
• Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Maskierungsbänder verwendeten Klebstoffe können diejenigen sein, die bisher in der Technik zur Herstellung von Maskierungsbändern verwendet wurden, wobei die Auswahl davon per se nicht Teil dieser Erfindung ist. Bevorzugt sind diejenigen, die als "Heißschmelz"-Klebstoffe bekannt sind und die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie nichtflüchtige Klebstoffe sind, die aus synthetischen Harzen und Weichmachern hergestellt worden sind und auf den Träger heiß im geschmolzenen Zustand aufgebracht werden. Wie den Fachleuten klar ist, sollte der Klebstoff ausreichend aggressiv sein, um gut an dem betrachteten Substrat zu haften, z.B. Glas, Metall, Kunststoff usw., sollte aber auch dadurch gekennzeichnet sein, daß er gute Abwickeleigenschaften von der Klebebandrolle aufweist und keine erkennbaren Haftrückstände nach der Entfernung zurückbleiben.
• Beispielsweise umfassen geeignete Kleber der allgemeinen Beschreibung kautschukartige Blockcopolymer, die einen Polyisoprenmittelblock enthalten wie diejenigen, die in der US-A-4 699 941 beschrieben sind, oder die Heißschmelzklebstoffe, die 5beispielsweise in den US-A-4 623 698, 4 636 555, 4 669 163, 4 698 242, 4 698 405 oder 4 717 749 beschrieben sind.
• Auf jeden Fall wird der ausgewählte Kleber in einer Schicht aufgebracht, die nicht dicker als 0,05 mm (2,0 mil) aber vorzugsweise dicker als 0,038 mm (1,5 mil) ist.
• Die Art der Aufbringung des Klebers auf den Vliesstoff ist ebenfalls nicht kritisch für die Durchführung dieser Erfindung.
• Vorzugsweise wird er aufgebracht, indem ein Heißschmelzapplikator verwendet wird. Andere Aufbringungsweisen wie Lösungsmittelbeschichtung, Extrusionsbeschichtung und dergleichen können jedoch ebenfalls verwendet werden.
• Wie zuvor erwähnt, besteht in der bevorzugten Ausführungsform die Trägerschicht aus Polyolefin und besteht vorzugsweise im wesentlichen aus einem Zweischichtträger, nämlich einer dünnen HDPE-Schicht und einer dünnen LDPE-Schicht. Obwohl es für die Durchführung der Erfindung nicht kritisch ist, wie die beiden Schichten aufgebracht werden, besteht ein besonders effizienter Weg dies zu tun darin, daß Koextrusion verwendet wird, wobei an sich bekannte Koextrusionstechniken angewendet werden können.
• Im allgemeinen, werden bei solchen bekannten Koextrusionsverfahrensweisen zwei oder mehr Extruder verwendet, die jeder eine Einkomponentenpolymerschmelze (in diesem Fall HDPE/LDPE) zu einem Kombinationszuführungsblock fördern, der die Polymere glättet, kombiniert und zu einer einzel oder mehrfach Beschichtungsdüse fördert, die wiederum die Zweischichtfolie in eine Walzen/Spaltanordnung fördert, wobei die Stoffbahn gleichzeitig zu diesem Punkt gefördert wird, um das Trägerschicht/-Vliesstoff-Laminat zu bilden. Standard-Einschraubenextruder können verwendet werden, um die einzelnen Schichten zu schmelzen und zu dem Koextrusionszufuhrblock oder der Koextrusionsdüse zu pumpen, was vom Einzelfall abhängt. Hohe Extrusionstemperaturprofile, z.B. 260 bis 316 ºC (500 bis 600 ºF) sind in diesem Stadium ratsam ebenso wie in dem Zufuhrblock- und dem Düsenstadium. Diese hohen Temperaturen verbessern den Bindungsmechanismus der koextrudierten Schicht an den Stoff.
• Vorzugsweise werden die Zufuhrleitungen, die die Extruder mit dem Zufuhrblock verbinden, so kurz wie möglich gehalten, um lange Verweilzeiten zu vermeiden, die zu einem Polymerabbau sowie einem hohen Druckabfall führen können, was zu Wellen der Schinelze führen kann.
• Die bei Extrusionsbeschichtungsanwendungen typischerweise verwendete Düse besteht aus einem einfachen oder mehrfachen Beschichtungshänger(coat hanger)design mit einem Tränentropfenquerschnitt und einer engen Landlänge (land length). Dieses Design vereinfacht eine bessere Kontrolle über die Dicke der dünnen Folie durch graduelles und kontinuierliches Aufbauen von Kopfdrücken.
• Da die Koextrusionstechniken wie oben kurz beschrieben bekannt sind, sind Details wie Faß- und Düsentemperaturen, Schraubengeschwindigkeiten und dergleichen leicht zu verstehen und eine weitere ausführliche Beschreibung ist für ein klares Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.
• Die folgenden Beispiele zeigen illustrativ aber nicht einschränkend die Durchführung dieser Erfindung.
Beispiel 1
• Eine Mischung aus 95 % LDPE und 5 % einer 50/50 Mischung aus einem Farbpigment und LDPE < Gesamtgehalte: 97,5 Gew.-% LDPE und 2,5 Gew.-% Pigment) und eine Mischung aus 95 % HDPE und 5 % einer 50/50 Mischung aus einem Farbpigment und HDPE (Gesamtgehalte: 95,5 % HDPE und 2,5 % Pigment) wurden auf einen Rayon/Polyestermischvliesstoff koextrudiert, der 14,2 g/m² (17 g/quadratyard) wog, um einen Zweischichtträger zu liefern, bei dem 5die Außenschicht 0,033 mm (1,3 mil) dickes HDPE war und die Innenschicht, die an den Stoff gebunden war, eine 0,018 mm (0,7 mil) dicke LDPE-Schicht war. Die Verarbeitungsbedingungen für die Extrusionsbeschichtung waren wie folgt: Extruder Temp., Faßzone Temp., Adapter Temp., Düsenzonen Schmelztemperatur Kopfdruck Ausstoß Bandgeschwindigkeit Spaltwalzendruck
• Ein Styrol/Isopren-Blockcopolymerheißschmelzhaftklebstoff (hellgelbe Farbe; Erweichungspunkt (Ring und Kugel) 106 bis 112 ºC (223 bis 233 ºF), Anwendungstemperatur 149 bis 166 ºC (300 bis 330 ºF), spezifisches Gewicht 0,93 bis 0,97, Feststoffgehalt 100 %) wurde dann auf die entgegengesetzte Oberfläche des Stoffes durch Schlitzdüsenbeschichtung aufgebracht, wobei ein Heißschmelzapplikator bei einer Temperatur von etwa 149 ºC (300 ºF) verwendet wurde, um eine Klebstoffbeschichtung zu lie-25 fern, die etwa 20 g/m² (Gramm pro Quadratyard) wog, wobei die Beschichtung etwa 0,0259 mm (1 mil) dick war.
BEISPIEL 2
• Beispiel 1 wurde wiederholt, ausgenommen, daß die Klebstoffbeschichtung mit einer berechneten Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) aufgebracht wurde.
BEISPIEL 3
• Beispiel 1 wurde nochmals wiederholt, ausgenommen, daß die Klebstoffbeschichtung mit einer berechneten Dicke von 0,018 mm 5(0,7 mil) aufgebracht wurde.
• Das auf die vorangegangene Weise hergestellte Maskierungsband kann dann auf die gewünschten Breiten geschnitten werden, z.B. Breiten von 2,5, 5 oder 7,5 cm (1, 2, oder 3 Inch).
• Die in den vorangegangengen Beispielen hergestellten Bänder wurden zum Vergleich der Klebkraft, der Sondierung (probe), der Abwicklung und der Dehnung bei 25 ºC mit sechs kommerziell erhältlichen Standardmarkenmaskierungsbändern verglichen (die in der folgenden Tabelle einfach als Kontrolle 1 bis Kontrolle 6 bezeichnet worden sind).
• Die Daten für diese Vergleichstests sind in Tabelle 2 angegeben. Da die Daten leicht bei wiederholten Tests variieren, sind zwecks größerer Genauigkeit der angegebenen Zahlen Durchschnitte von sieben Tests angegeben. TABELLE 2 Testprobe Haftung/Stahl Haftung/Rücken Sonde (probe) Abrollen Dehnung Beispiel Kontrolle
• Wie aus den Daten der Kontrollen in der vorangegangenen Tabelle (kommerzielles Maskierungsband) ersichtlich ist, gibt es einen recht weiten Bereich für die Haftung an Stahl und die Haftung an einem Träger, sowie für die Sonde (Probe), was anzeigt, daß es für diese physikalischen Qualitäten kein definiertes Kriterium für die Verbraucherakzeptanz dieser physikalischen Qualitäten zu geben scheint. In jedem Fall ist es klar, daß die neuen erfindungsgemäßen Bänder sich in dieser Hinsicht vorteilhaft vergleichen lassen. Von besonderem Interesse ist die bemerkenswert überlegene Dehnung der erfindungsgemäßen Bänder, was bestätigt, daß diese Aufgabe der Erfindung gelöst worden ist.
• Aufgrund dieser erhöhten Dehnung weisen die erfindungsgemäßen Maskierungsbänder eine verbesserte Fähigkeit auf, sich um Gegenstände herum anzulegen und sich an die Substratgestalt strikt anzupassen. Solche Eigenschaften machen die Bänder besonders vorteilhaft für übliche Anwendungen wie Maskierung vor dem Drukken. Im Hinblick auf Lackierung durch Autokarosseriefirmen und dergleichen ist beobachtet worden, daß die neuen erfindungsgemäßen Bänder sauberere Farblinien liefern, was ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung ist.
• Da bestimmte Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken, der hierin beschrieben ist, zu verlassen, soll alles was in der vorangegangenen Beschreibung einschließlich den Beispielen beschrieben worden ist, lediglich als illustrativ angesehen werden.

Claims (8)

1. Maskierungsband, dadurch gekennzeichnet, daß es der Reihe nach eine polyolefinische Trägerschicht, die aus zwei Schichten aus HDPE und LDPE besteht, die auf einen Vliesstoff koextrudiert worden sind, wobei das Verhältnis der Dicken der HDPE-Schicht und der LDPE-Schicht im Bereich von 8 : 1 bis 2 : 1 liegt, die polyolefinische Trägerschicht nicht dicker als 0,075 mm (3,0 mil) aber mehr als 0,0635 mm (2,5 mil) dick ist, den Vliesstoff und eine Schicht aus Haftkleber umfaßt, die nicht dicker als 0,05 mm (2,0 mil) ist.

2. Maskierungsband nach Anspruch 1, bei dem die Kleberschicht mehr als 0,038 mm (1,5 mil) dick ist.

3. Maskierungsband nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Kleber ein Heizschmelzkleber ist.

4. Maskierungsband nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem in dem Trägermaterial die äußere Schicht aus Polyethylen hoher Dichte und die innere Schicht aus Polyethylen niederer Dichte besteht.

5. Maskierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Vliesstoff ein Rayon/Polyester-Gemisch ist.

6. Maskierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Vliesstoff chemisch verbunden ist.

7. Maskierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Stoff unterbrochene Oberflächen mit Zwischenräumen zwischen seinen Fasern besitzt und das polymere Trägermaterial sowohl eine Oberfläche des Stoffes bedeckt als auch in seine Zwischenräume eindringt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Klebebandes, das eine Koextrusion einer dünnen Schicht aus Polyethylen hoher Dichte und einer dünnen Schicht aus Polyethylen niederer Dichte auf eine Oberfläche eines Vliesstoffes, wobei das Verhältnis der Dicken der HDPE-Schicht und der LDPE-Schicht im Bereich von 8 : 1 bis 2 : 1 liegt und der Stoff dadurch gekennzeichnet ist, daß er in dem Polyethylen niederer Dichte eingebettet ist, und anschließend ein Aufbringen einer dünnen Schicht eines Haftklebers auf die entgegengesetzten Oberflächen des Stoffs umfaßt, wobei ein Teil des Klebers mit dem Polyethylen niederer Dichte verbunden wird und die koextrudierten Schichten eine Gesamtdicke von nicht größer als 0,075 mm (3,0 mil) aber mehr als 0,0635 mm (2,5 mil) aufweisen.