Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrschichtiges Flächengebilde, insbesondere für selbstklebende Etiketten, bestehend aus mindestens zwei Schichten, von denen eine ein druckempfindliches Klebemittel enthält.
Druckempfindliche Klebemittel haben die Eigenschaft, an einer Oberfläche durch Anwendung von nicht mehr als Druck von der Hand anzukleben. Klebe- oder Haftmittel dieser Art können auf verschiedene Substrate, beispielsweise Papier, Gewebe und Kunststoffolien aufgebracht werden, und die erhaltenen beschichteten Substrate können zu Bändern, Etiketten, Plakaten usw. verarbeitet werden, welche für die verschiedensten Verwendungszwecke geeignet sind.
Die Klebemittel sollen wasserlöslich sein und dadurch den Vorteil bieten, von einem Untergrund nur durch Waschen mit Wasser entfernt werden zu können. Diese Klebemittel sind frei von organischen Lösungsmitteln, welche ausser ihrem hohen Preis oft für den Benutzer wie auch für die Gegenstände, auf welche sie aufgeklebt werden, schädlich sind.
Beim Waschen von gebrauchten Reagenzgläsern, Mineralwasserflaschen und dergleichen hat es sich als sehr wünschenswert herausgestellt, dass sich darauf befindliche Etiketten schnell von selbst innerhalb kurzer Zeitdauer und ohne mechanische Unterstützung ablösen. Während sich wasserlösliche, druckempfindliche Haftetiketten wohl an sich von selbst ablösen, ist eine Unterstützung von Hand normalerweise erforderlich, da eine Berührung mit einer Waschlösung allein zu lange dauert.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Flächengebilde zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist und für selbstklebende Etiketten, die sich beim Waschen mit wässrigen Lösungen von selbst ablösen, geeignet ist.
Erfindungsgemäss wird dies mit einem mehrschichtigen Flächengebilde erreicht, in welchem mindestens eine der Schichten ein gaserzeugendes Reaktionsmittel enthält.
Das gaserzeugende Reaktionsmittel kann eine oder mehrere Komponenten enthalten, die bei Berührung mit Wasser reagieren. Um Stabilität bei hoher Luftfeuchtigkeit zu erzielen, wird ein System aus zwei Komponenten, wovon sich eine in der Klebemittelschicht und die andere in der Waschlösung oder in einer Sperrschicht zwischen der Klebemittelund der anderen Schicht befindet, bevorzugt. Falls die andere Schicht Papier ist, kann eine der aktiven Komponenten während der Papierherstellung in das Papier oder dessen Leimüberzug und die andere in die Sperr- oder Klebemittelschicht eingebaut werden.
Um ohne eine Spezialwaschlösung auszukommen und/ oder zu verhindern, dass hohe Luftfeuchtigkeit unbeabsichtigt das gaserzeugende Reaktionsmittel aktiviert, kann ein gaserzeugendes Reaktionsmittel, welches bei Anwendung von Hitze Gasblasen freigibt, verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform kann ein Selbstablösen beispielsweise nur durch Erhöhen der Temperatur der Waschlösung auf die Aktivierungstemperatur herbeigeführt werden.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird eine wasserlösliche Sperrschicht verwendet, um die beiden Komponenten der Gasfreigabesysteme zu trennen und so eine unbeabsichtigte Reaktion zu verhindern. Bei Eintauchen in Wasser löst sich die Sperrschicht auf, und die beiden Komponenten reagieren miteinander.
Im nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Flächengebildes, und
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform.
Das in Fig. 1 gezeigte, mit einem druckempfindlichen Klebemittel versehene Flächengebilde 1 kann bedruckt und zu Etiketten verarbeitet werden. Das mehrschichtige Flächengebilde 1 weist eine Grundschicht 3, eine Sperrschicht bzw.
einen Leimüberzug 5 und eine wasserlösliche, druckempfindliche Klebemittelschicht 7 auf. Obwohl die Grundschicht 3 mit Bezug auf Etiketten als Papier beschrieben wurde, kann dafür natürlich jedes Substrat verwendet werden, auf welches druckempfindliche Klebemittel aufgebracht werden können.
Die freiliegende Oberfläche der wasserlöslichen, drukkempfindlichen Klebemittelschicht 7 wird durch ein Abzugsblatt 9 geschützt, welches aus einem Substrat 11, vorzugsweise aus Kraftpapier, und einer Trennschicht 13 besteht, die zwischen der Klebemittelschicht 7 und dem Substrat 11 liegt.
Die Grundschicht 3 kann aus Gewebe, Kunststoff oder Papier bestehen und besteht im allgemeinen aus einem hochqualitativen Buchpapier. Die Schicht 5 kann ein herkömmlicher Leimüberzug sein, um die Stabilität zu erhöhen, oder sie kann eine Sperrschicht sein, welche ein Wandern des Klebemittels in die Grundschicht verhindert.
Die Trennschicht 13, welche in Berührung mit der drukkempfindlichen Klebemittelschicht steht, kann aus beliebigem Material, wie beispielsweise Nitrocellulose, Cellulosetriacetat, Silikon oder jedem anderen üblichen Trennmaterial für druckempfindliche Klebemittel bestehen.
Das wasserlösliche, druckempfindliche Klebemittel kann jedes der bekannten Mittel sein, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 3 249 572 und 2 985 609 beschrieben sind.
Die Schichten können nach bekannten Verfahren, beispielsweise mittels Walzen oder Rakeln aufgebracht und in einem Ofen nach bekannter Praxis getrocknet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein gaserzeugendes Reaktionsmittel verwendet, welches durch Eintauchen in Wasser aktiviert werden kann. Das gaserzeugende Reaktionsmittel kann in die Klebemittelschicht 7 oder ganz oder teilweise in andere Schichten eingebaut werden.
Das gaserzeugende Reaktionsmittel kann eine oder mehrere Komponenten enthalten, welche bei Berührung mit Wasser reagieren, Gasblasen erzeugen und dadurch das Klebemittel von der Oberfläche, an welcher es haftet, entfernen. Beispiele solcher Mittel sind: Saponin, Calciumoxyd, Cäsiumcarbonat, Cäsiumtetroxyd. Typisch für gaserzeugende Systeme mit zwei Komponenten sind Reaktionen einer schwachen Säure, wie Ameisen-, Wein-, Zitronen-, Essig-, Phosphor-, Oxal-, Titan- oder Sulfamidsäure, mit einem Metallsalz, wie Natriumbicarbonat, -borat, perborat, säurepyrophosphat, -pyrophosphatperoxyd, -citrat, -xylolsulfonat, -toluolsulfonat, Bleicarbonat, Natriumaluminiumphosphat oder -laurylsulfat.
Im Hinblick auf gasfreigebende Mehrkomponentensysteme kann sich die hier verwendete Bezeichnung ein gaserzeugendes Reaktionsmittel auf eine der Komponenten davon beziehen und erfordert nicht notwendigerweise das Vorhandensein aller Komponenten.
Während im vorstehenden zweckmässige, gasfreigebende Mittel erläutert werden, können auch andere Mittel verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie mit den anderen Schichtmaterialien verträglich sind, innerhalb kurzer Zeitdauer reagieren und den Erfordernissen einer besonderen Anwendung bei Berührung mit Wasser entsprechen, dass sie ferner eine ausreichende Gasmenge erzeugen, um die gewünschte Selbstablösefunktion auszuführen, und dass sie und ihre Reaktionsprodukte ungiftig und ungefährlich sind. Saure
Reaktionsmittel sollen nicht alkalischen und Salze nicht sauren Medien beigegeben werden.
Das gaserzeugende Reaktionsmittel kann ganz oder teilweise in andere Schichten des Flächengebildes 1 als die Kle bemittelschicht 7 eingebaut werden. Als Beispiel kann ein Zweikomponentensystem verwendet werden, wovon eine Komponente im Grundsubstrat 3 oder in der Sperr- oder Leimschicht 5 und die andere Komponente in der Klebemittelschicht 7 angeordnet ist, um die Komponenten etwas voneinander zu isolieren und unbeabsichtigte Reaktion bei hoher Luftfeuchtigkeit zu verhindern. Weiterhin kann eine Komponente in der Sperr- oder Leimschicht 5 und eine Komponente im Grundsubstrat 3 angeordnet werden.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Gasfreigabekomponenten vollständig voneinander isoliert sind. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Komponenten des gaserzeugenden Reaktionsmittels voneinander getrennt und durch eine Sperrschicht 21 voneinander isoliert, wobei eine Komponente im Grundsubstrat 19 oder in die Leimung 23 und eine Komponente in der druckempfindlichen Klebemittelschicht 25 eingelagert ist. Die Sperrschicht 21 kann wasserlöslich sein, so dass sie sich bei Eintauchen in Wasser auflöst und dadurch die Möglichkeit schafft, dass das gaserzeugende Reaktionsmittel schnell reagiert.
Eine Sperrschicht kann von wasserlöslichen Filmbildnern gebildet werden, beispielsweise von tierischen Leimen, wie Knochen- oder Tischlerleim, Fischleim, Kasein, pflanzlichen Leimen einschliesslich natürlichem Gummi, wie Tragant-, Dammer-, Karazagummi, Agar Agar, Gummiarabikum, pflanzlichen Leimen, wie Stärke und Stärkederivate, Dextrin, Stär kegummi, Kartoffeldextrin, chlorierte Stärke, Mineralleimen wie Natriumsilikate und synthetischen Leimen, wie Polyviny lalkohol, Dextrin, Carboxymethylcellulose und Methyl- und
Hydroxyäthylcellulose.
Das gaserzeugende Reaktionsmittel kann in einer Über zugsmasse durch Beimischung dispergiert werden. Im Falle der Beimischung zu einem Papier als Substrat kann das Reak tionsmittel dem Papierbrei im Holländer oder vor dem Auf lauf auf das Sieb zugegeben werden.
Die Einsatzmenge an gaserzeugendem Reaktionsmittel hängt von verschiedenen Faktoren, einschliesslich der beson deren verwendeten Reaktionsmittel und der für ein Selbstab lösen gewünschten Geschwindigkeit, ab. Allgemein gespro chen wird diese Einsatzmenge selten, wenn überhaupt, 80% des Trockengewichtes des Flächengebildes übersteigen, und in den meisten Fällen wird sie wesentlich darunter liegen.
In den folgenden Beispielen beziehen sich die Teilanga ben (T) auf Gewichtsteile.
Beispiel 1
6 T Natriumbicarbonat wurden langsam unter Rühren zu
100 T eines wasserlöslichen, druckempfindlichen Klebemit tels gegeben und dann langsam unter beständigem Rühren
14 T Zitronensäure hinzugefügt. 2 T eines Suspensionsmittels, Aluminiumsilikat, wurden dann hinzugefügt und weitere 30 min gerührt, bis die Bestandteile vollkommen dispergiert waren.
Die Masse wurde dann auf ein Äbzugsblatt von 30 cm2, wie in Fig. 1 dargestellt, aufgetragen und dann in einem Ofen während 2 min bei 65 C zu einer 25,4 dicken Klebemittelschicht getrocknet.
Das so beschichtete Abzugsblatt wurde dann kalt auf ein Etikettenmaterial aus Papier von Lithoqualität laminiert, indem die beiden aufeinandergelegten Blätter durch einen Zweiwalzenlaminator geschickt wurden.
Das Abzugsblatt wurde dann abgezogen, wobei die Klebemittelschicht am Etikettenmaterial verblieb. Danach wurden Quadrate von 2,5 cm2 des beschichteten Etikettenmaterials auf Aluminiumplatten von 3,75 cm2 aufgebracht. Kontrollmuster mit einer gleichen, wasserlöslichen, druckempfindlichen Klebemittelschicht von 25,4 Dicke, aber ohne gaserzeugendes Reaktionsmittel, wurden auf gleiche Aluminiumplatten aufgebracht. Die nachstehende Tabelle zeigt den Unterschied in der Selbstablösezeit, wenn die beklebten Aluminiumplatten in Wasser von verschiedenen Temperaturen eingetaucht wurden.
Wasser Selbstablösezeit für Selbstablösezeit für Vergleichsversuche erfindungsgemässe ohne gaserzeugendes Versuchsmuster
Reaktionsmittel, sek sek 40 1810 100 45 1650 90 50 1505 75 55 1415 65 60 1210 55 65 1085 47 70 935 38 75 802 30 80 650 23 85 540 17
Aus der Tabelle geht hervor, dass die Selbstablösezeit durch die Zugabe von gaserzeugendem Reaktionsmittel bei verschiedenen Temperaturen um einen Faktor von etwa 20 gesteigert wurde.
Beispiel II
Etikettenmaterial wurde wie in Beispiel I beschrieben her gestellt, mit der Ausnahme, dass die Hälfte an gaserzeugendem Reaktionsmittel verwendet wurde, indem 3 T Natriumcarbonat und 7 T Zitronensäure in das Klebemittel gemischt wurden. Die Prüfung erfolgte wie in Beispiel I beschrieben.
Wasser Selbstablösezeit sek 40 145 45 125 50 84 60 83 65 73 70 52 75 69 80 32 85 26 Beispiel III
10 T Natriumcitrat wurden langsam unter Rühren zu 100 T wasserlöslichem, druckempfindlichem Klebemittel gegeben und 3 T Essigsäure wurden dann langsam unter beständigem Rühren innert 30 min hinzugefügt, bis die Bestandteile vollständig dispergiert waren.
Die erhaltene Masse wurde wie in Beispiel I beschrieben weiterverarbeitet und geprüft. Die erhaltenen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
Wasser Selbstablösezeit sek 40 226 45 202 50 178 55 164 60 150 Wasser Selbstablösezeit sek
65 140
70 125 75 110
80 91
85 77
Beispiel IV
12 T Bleicarbonat wurden langsam unter Rühren zu 100
T wasserlöslichem, druckempfindlichem Klebemittel gege ben und 5 T Titansäure wurden dann langsam unter beständi gem Rühren innert 30 min hinzugefügt, bis die Bestandteile vollkommen durchdispergiert waren.
Die erhaltene Masse wurde wie in Beispiel I beschrieben weiterverarbeitet und geprüft. Die erhaltenen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
Wasser Selbstablösezeit sek 40 183 45 167
50 147
55 138
60 123 65 108
70 92
75 77
80 60
85 34
Beispiel V
6 T Natriumbicarbonat wurden langsam unter Rühren zu
100 T wasserlöslichem, druckempfindlichem Klebemittel ge geben und während 30 min gerührt, bis die Bestandteile voll kommen durchdispergiert waren.
Die erhaltene Masse wurde wie in Beispiel I beschrieben auf ein Abzugsblatt geschichtet und getrocknet.
Eine Sperrschichtmasse wurde durch Mischen von 10 T
Polyvinylalkohol mit 10 T Wasser und Zusatz von 56 T Zitro nensäure hergestellt und so lange gerührt, bis alles vollstän dig dispergiert war.
Die erhaltene Masse wurde auf ein Etikettenmaterial von 30 cm2 geschichtet und zu einer 25,4 dicken Sperr schicht getrocknet.
Das beschichtete Abzugsblatt wurde mit dem sperrbe schichteten Etikettenmaterial kalt lamelliert wie vorstehend beschrieben. Das Abzugsblatt wurde dann abgezogen, wobei die Klebemittelschicht an der Sperrschicht des Etikettenma terials verblieb. Die Herstellung von Prüfmustern und deren
Prüfung erfolgte wie in Beispiel I beschrieben. Die erhalte nen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
Wasser Selbstablösezeit C sek 40 136 45 120 50 102 55 75 60 74 65 48
70 39
75 38 80 34
85 25
Im vorstehend beschriebenen und geprüften Etikettenmaterial befindet sich eine Komponente des gaserzeugenden Reaktionsmittels in der Klebemittel- und die andere Komponente in der Sperrschicht. Auf Grund der Isolation wird eine unbeabsichtigte Reaktion zwischen den beiden Komponenten auf ein Minimum herabgesetzt.
Beispiel VI
10 T Natriumcarbonat wurden langsam unter Rühren zu 100 T wasserlöslichem, druckempfindlichem Haftmittel gegeben und dann 14 T Zitronensäure langsam unter beständigem Rühren und danach 2 T eines Suspensionsmittels, Aluminiumsilikat, hinzugefügt und das Rühren 30 min fortgesetzt, bis die Bestandteile vollkommen durchmischt waren.
Die erhaltene Masse wurde wie in Beispiel I beschrieben auf ein Abzugsblatt geschichtet und getrocknet.
Etikettenpapier wurde durch Hinzufügen von 8 T CaCO3 zu 100 T Papierbrei präpariert, welcher je 50% Hartholzund Weichholzfibrillen enthielt. Dieser Brei wurde dann 15 min lang gemischt.
25 T Leimmittel, bestehend aus einem alkalischen Dimer zusammen mit 0,75 T eines Stärkerückhaltemittels, wurden dann dem Brei hinzugefügt und 30 min lang gemischt Etiketten wurden dann gebildet, indem der Brei von Hand auf eine 20x20 cm grosse Blattsiebform gegossen wurde. Das Blatt wurde dann mittels eines Löschblattes abgehoben, durch eine Presse geschickt und zum Trocknen auf eine Dampftrommel aufgelegt. Das so hergestellte Blatt enthielt 5 $CaCO3.
Eine Sperrschichtmasse wurde durch Mischen von 90 T Polyvinylalkohol mit 10 T Wasser hergestellt.
Die Etiketten wurden mit der Sperrschichtmasse beschichtet und zu einer 25,4 dicken Sperrschicht getrocknet.
Das beschichtete Abzugsblatt wurde dann wie vorstehend beschrieben mit den sperrbeschichteten Etiketten kalt lamelliert.
Danach wurde das Abzugsblatt abgezogen, wobei die Klebemittelschicht an der Sperrschicht der Etiketten verblieb.
Die Herstellung von Prüfmustern und deren Prüfung er folgte wie in Beispiel I beschrieben. Die erhaltenen Resul tate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
Wasser Selbstablösezeit sek
40 159 45 147
50 116
55 84
60 63
65 53
70 53
75 43
80 35
85 30
In den vorstehend beschriebenen und geprüften Etiket ten befindet sich eine der beiden Komponenten des gaserzeu genden Reaktionsmittels in der Klebemittelschicht und die andere Komponente im Etikettenmaterial mit einer dazwi schenliegenden Sperrschicht, welche die beiden Komponen ten gegeneinander isoliert und deren unbeabsichtigte Reak tion verhindert. Dies hat gegenüber der Kombination von
Beispiel V den Vorteil, dass eine vollständige Isolation vor liegt. Bei jeder Beschichtung mit dispergierten Teilchen set zen sich diese während des Trocknens in einem gewissen Ausmass auf der Oberfläche der Beschichtung ab. Demgemäss sind die Komponenten des gaserzeugenden Reaktionsmittels in Beispiel V nur teilweise isoliert.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine vollständige Isolation erreicht.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Aktivierung des gaserzeugenden Reaktionsmittels durch ein in der Waschlösung enthaltenes Aktivierungsmittel erfolgen. Dieses System wird als chemische Aktivierung bezeichnet. Hierfür können einige der hier beschriebenen Zweikomponentensysteme verwendet werden.
Beispiel VII
Eine mit wasserlöslichem, druckempfindlichem Klebemittel beschichtete Etikette wurde wie im Beispiel I beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Zitronensäure weggelassen wurde.
Als Waschlösung wurde dann 2%ige Essigsäure verwendet, wobei die Herstellung der Prüfmuster und deren Prüfung im übrigen wie in Beispiel I beschrieben erfolgte. Die erhaltenen Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angeführt.
2%ige Essigsäure Zeit für Selbstablösung sek
40 130
45 124
50 98
55 80
60 74
65 65
70 45
75 37
80 29
85 26
Dies ist ebenfalls eine Möglichkeit zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Reaktion.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er findung kann das gaserzeugende Reaktionsmittel durch
Hitze aktiviert werden. Derartige Mittel werden allgemein als Blasmittel bezeichnet.
Während derartige gaserzeugende Reaktionsmittel in der vorliegenden Erfindung nicht auf besonders feste, chemi sche Mittel eingeschränkt sind, haben sich die nachstehen den Verbindungen beispielsweise als zufriedenstellend für die sen Zweck erwiesen.
Zersetzung bei C
N,N'-Dimethyl-N,N'dinitrosoterephthalamid 95 Aluminiumbromat 100 Ammoniumbicarbonat 60 Ammoniumcarbonat 58 Natriumcarbonat 35 Natriumammoniumphosphat 80 Cadmiumphosphat einbasisch 100
Ausser den vorstehend genannten, hitzezersetzbaren gaserzeugenden Reaktionsmitteln, können auch andere solche Mittel verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie bei Zimmertemperatur fest sind und sich in einer wässrigen Waschlösung von 32-100 C zersetzen, eine ausreichende Gasmenge erzeugen und sowohl das Mittel selbst als auch seine Zersetzungsprodukte ungiftig und ungefährlich zu behandeln sind.
Der Bereich der Zersetzungstemperatur kann erweitert werden und andere Materialien einschliessen, da unter gewissen Verhältnissen normale Verwendung der Endprodukte auf einen zu kleinen Bereich beschränkt sein würde. Beispielsweise sind Gefriergutetiketten einem Temperaturbereich von -32 bis +5 C unterworfen. Dementsprechend können Blasmittel, welche sich oberhalb 5 C zersetzen, verwendet werden.
Beispiel VIII
100 T eines wasserlöslichen, druckempfindlichen Klebemittels wurde 10 T N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid, enthaltend 30 % weisses Mineralöl, zugefügt.
Die erhaltene Masse wurde wie in Beispiel I beschrieben auf ein Abzugsblatt geschichtet und getrocknet und wie in Beispiel I beschrieben Prüfmuster hergestellt und in Wasser von 85 C die Zeit für deren Selbstablösung bestimmt, welche 120 sek betrug.
The present invention relates to a multilayer sheet-like structure, in particular for self-adhesive labels, consisting of at least two layers, one of which contains a pressure-sensitive adhesive.
Pressure sensitive adhesives have the property of sticking to a surface with the application of no more than pressure from the hand. Adhesives or adhesives of this type can be applied to various substrates, for example paper, fabric and plastic films, and the coated substrates obtained can be processed into tapes, labels, posters, etc., which are suitable for a wide variety of uses.
The adhesives should be water-soluble and thus offer the advantage that they can only be removed from a substrate by washing with water. These adhesives are free from organic solvents which, in addition to their high price, are often harmful to the user as well as to the objects to which they are glued.
When washing used test tubes, mineral water bottles and the like, it has proven to be very desirable that the labels thereon peel off quickly by themselves within a short period of time and without mechanical assistance. While water-soluble, pressure-sensitive adhesive labels are likely to peel off on their own, hand assistance is usually required as contact with a washing solution alone takes too long.
The object of the present invention is to create a sheet-like structure which does not have the disadvantages described above and which is suitable for self-adhesive labels which peel off by themselves when washed with aqueous solutions.
According to the invention, this is achieved with a multilayer sheet-like structure in which at least one of the layers contains a gas-generating reactant.
The gas generating reactant may contain one or more components which react on contact with water. In order to achieve stability in high humidity, a two component system, one in the adhesive layer and the other in the washing solution or in a barrier layer between the adhesive and the other layer, is preferred. If the other layer is paper, one of the active components can be incorporated into the paper or its size coat during papermaking and the other into the barrier or adhesive layer.
In order to get by without a special scrubbing solution and / or to prevent high humidity from inadvertently activating the gas-generating reactant, a gas-generating reactant which releases gas bubbles when heat is applied can be used. In this embodiment, self-peeling can only be brought about by increasing the temperature of the washing solution to the activation temperature, for example.
In a particular embodiment of the invention, a water-soluble barrier layer is used to separate the two components of the gas release system and thus to prevent an unintended reaction. When immersed in water, the barrier layer dissolves and the two components react with each other.
In the following the invention is explained with reference to the drawings, for example.
Fig. 1 shows a cross section through an embodiment of a planar structure according to the invention, and
Fig. 2 shows a cross section through a further embodiment.
The planar structure 1 shown in FIG. 1 and provided with a pressure-sensitive adhesive can be printed and processed into labels. The multilayer sheet 1 has a base layer 3, a barrier layer or
a size coat 5 and a water-soluble pressure-sensitive adhesive layer 7. Although the base layer 3 has been described as paper with reference to labels, any substrate to which pressure-sensitive adhesives can be applied can of course be used.
The exposed surface of the water-soluble, pressure-sensitive adhesive layer 7 is protected by a release sheet 9, which consists of a substrate 11, preferably made of kraft paper, and a separating layer 13, which lies between the adhesive layer 7 and the substrate 11.
The base layer 3 can consist of fabric, plastic or paper and generally consists of a high quality book paper. Layer 5 can be a conventional glue coating to increase stability, or it can be a barrier layer which prevents migration of the adhesive into the base layer.
The release layer 13, which is in contact with the pressure-sensitive adhesive layer, can be made of any material, such as nitrocellulose, cellulose triacetate, silicone or any other conventional release material for pressure-sensitive adhesives.
The water-soluble, pressure-sensitive adhesive can be any of the known agents such as those described in U.S. Patents 3,249,572 and 2,985,609.
The layers can be applied by known methods, for example by means of rollers or doctor blades, and dried in an oven according to known practice.
In one embodiment of the invention, a gas generating reactant is used which can be activated by immersion in water. The gas-generating reactant can be incorporated into the adhesive layer 7 or completely or partially in other layers.
The gas generating reactant may contain one or more components which, on contact with water, react to generate gas bubbles and thereby remove the adhesive from the surface to which it is adhered. Examples of such agents are: saponin, calcium oxide, cesium carbonate, cesium tetroxide. Typical for gas-generating systems with two components are reactions of a weak acid, such as formic, tartaric, citric, acetic, phosphoric, oxalic, titanic or sulfamic acid, with a metal salt such as sodium bicarbonate, borate, perborate, acid pyrophosphate , pyrophosphate peroxide, citrate, xylene sulfonate, toluene sulfonate, lead carbonate, sodium aluminum phosphate or lauryl sulfate.
With regard to multi-component gas-releasing systems, the term gas-generating reagent as used herein may refer to any of the components thereof and does not necessarily require all of the components to be present.
While appropriate, gas-releasing agents are explained in the above, other agents can also be used, provided that they are compatible with the other layer materials, react within a short period of time and meet the requirements of a particular application in contact with water, and that they also have a sufficient amount of gas to perform the desired self-releasing function and that they and their reaction products are non-toxic and harmless. Acid
Reactants should not be added to alkaline media and salts to non-acidic media.
The gas-generating reactant can be fully or partially incorporated into other layers of the sheet 1 than the adhesive layer 7. As an example, a two-component system can be used, one component of which is arranged in the base substrate 3 or in the barrier or glue layer 5 and the other component in the adhesive layer 7, in order to isolate the components somewhat from one another and to prevent unintentional reactions in high humidity. Furthermore, one component can be arranged in the barrier or glue layer 5 and one component in the base substrate 3.
In Figure 2, an embodiment of the invention is shown in which the gas release components are completely isolated from one another. In this embodiment, the two components of the gas-generating reagent are separated from one another and isolated from one another by a barrier layer 21, one component being embedded in the base substrate 19 or in the glue 23 and one component in the pressure-sensitive adhesive layer 25. The barrier layer 21 may be water-soluble so that it dissolves when immersed in water, thereby allowing the gas generating reactant to react quickly.
A barrier layer can be formed by water-soluble film formers, for example animal glues such as bone or carpenter glue, isinglass, casein, vegetable glues including natural gum such as tragacanth, dammer, karaza gum, agar agar, gum arabic, vegetable glues such as starch and Starch derivatives, dextrin, starch gum, potato dextrin, chlorinated starch, mineral glues such as sodium silicates and synthetic glues such as polyvinyl alcohol, dextrin, carboxymethyl cellulose and methyl and
Hydroxyethyl cellulose.
The gas-generating reactant can be dispersed in a coating composition by admixture. In the case of admixture with a paper as a substrate, the reac tion agent can be added to the paper pulp in the Hollander or before the run on the screen.
The amount of gas-generating reactant used depends on various factors, including the particular reactant used and the speed desired for a self-releasing. Generally speaking, this amount used will seldom, if at all, exceed 80% of the dry weight of the fabric, and in most cases it will be substantially less.
In the following examples, the part numbers (T) relate to parts by weight.
example 1
6 T sodium bicarbonate were slowly added with stirring
100 T of a water-soluble, pressure-sensitive adhesive given and then slowly with constant stirring
14 T citric acid added. 2 parts of a suspending agent, aluminum silicate, were then added and stirring was continued for a further 30 minutes until the ingredients were completely dispersed.
The mass was then applied to a 30 cm 2 offset sheet, as shown in FIG. 1, and then dried in an oven for 2 minutes at 65 ° C. to give a 25.4 thick layer of adhesive.
The release sheet thus coated was then cold laminated to a label material made of lithographic quality paper by passing the two superimposed sheets through a two-roll laminator.
The release sheet was then peeled off, leaving the adhesive layer on the label stock. Then 2.5 cm2 squares of the coated label material were applied to 3.75 cm2 aluminum plates. Control samples with an identical, water-soluble, pressure-sensitive adhesive layer 25.4 thick, but without a gas generating reagent, were applied to identical aluminum plates. The table below shows the difference in self-peeling time when the glued aluminum plates were immersed in water at different temperatures.
Water self-release time for self-release time for comparative tests according to the invention without a gas-generating test sample
Reagent, sec sec 40 1810 100 45 1650 90 50 1505 75 55 1415 65 60 1210 55 65 1085 47 70 935 38 75 802 30 80 650 23 85 540 17
The table shows that the addition of gas-generating reactants at various temperatures increased the self-release time by a factor of about 20.
Example II
Label material was prepared as described in Example I, with the exception that half the gas generating reagent was used by mixing 3 parts of sodium carbonate and 7 parts of citric acid into the adhesive. The test was carried out as described in Example I.
Water self-release time sec 40 145 45 125 50 84 60 83 65 73 70 52 75 69 80 32 85 26 Example III
10 parts of sodium citrate were slowly added with stirring to 100 parts of water-soluble, pressure-sensitive adhesive, and 3 parts of acetic acid were then slowly added with constant stirring over a period of 30 minutes until the ingredients were completely dispersed.
The mass obtained was further processed and tested as described in Example I. The results obtained are given in the table below.
Water self-release time sec 40 226 45 202 50 178 55 164 60 150 Water self-release time sec
65 140
70 125 75 110
80 91
85 77
Example IV
12 T of lead carbonate slowly became 100% with stirring
T water-soluble, pressure-sensitive adhesive was given and 5 T titanic acid were then slowly added with constant stirring over a period of 30 minutes until the components were completely dispersed.
The mass obtained was further processed and tested as described in Example I. The results obtained are given in the table below.
Water self-release time sec 40 183 45 167
50 147
55 138
60 123 65 108
70 92
75 77
80 60
85 34
Example V
6 T sodium bicarbonate were slowly added with stirring
Give 100 T of water-soluble, pressure-sensitive adhesive and stir for 30 minutes until the ingredients were completely dispersed.
The resulting mass was coated onto a release sheet as described in Example I and dried.
A barrier compound was made by mixing 10T
Polyvinyl alcohol prepared with 10 T water and the addition of 56 T citric acid and stirred until everything was fully dispersed dig.
The resulting mass was coated onto a label material of 30 cm 2 and dried to form a 25.4 thick barrier layer.
The coated release sheet was cold laminated with the barrier coated label stock as described above. The release sheet was then peeled off, leaving the adhesive layer on the barrier layer of the label material. The production of test samples and their
The test was carried out as described in Example I. The results obtained are shown in the table below.
Water self-release time C sec 40 136 45 120 50 102 55 75 60 74 65 48
70 39
75 38 80 34
85 25
In the label stock described and tested above, one component of the gas generating reagent is in the adhesive and the other component is in the barrier layer. Due to the isolation, any unintended reaction between the two components is reduced to a minimum.
Example VI
10 parts of sodium carbonate were slowly added with stirring to 100 parts of water-soluble, pressure-sensitive adhesive and then 14 parts of citric acid were slowly added with constant stirring, followed by 2 parts of a suspending agent, aluminum silicate, and stirring continued for 30 minutes until the ingredients were thoroughly mixed.
The resulting mass was coated onto a release sheet as described in Example I and dried.
Label paper was prepared by adding 8 T CaCO3 to 100 T paper pulp, which each contained 50% hardwood and softwood fibrils. This slurry was then mixed for 15 minutes.
25 T sizing agent, consisting of an alkaline dimer along with 0.75 T of a starch retainer, was then added to the slurry and mixed for 30 minutes. Labels were then formed by hand pouring the slurry onto a 20x20 cm sieve mold. The sheet was then lifted off with a blotter, passed through a press and placed on a steam drum to dry. The sheet produced in this way contained 5 $ CaCO3.
A barrier compound was prepared by mixing 90 parts of polyvinyl alcohol with 10 parts of water.
The labels were coated with the barrier compound and dried to a 25.4 thick barrier layer.
The coated release sheet was then cold laminated with the barrier coated labels as described above.
The release sheet was then peeled off leaving the adhesive layer on the barrier layer of the labels.
The production of test samples and their testing he followed as described in Example I. The results obtained are listed in the table below.
Water self-release time sec
40 159 45 147
50 116
55 84
60 63
65 53
70 53
75 43
80 35
85 30
In the above-described and tested labels, one of the two components of the gas-generating reagent is in the adhesive layer and the other component is in the label material with an intervening barrier layer that isolates the two components from each other and prevents their unintentional reaction. This has over the combination of
Example V has the advantage that there is complete insulation. With every coating with dispersed particles, these settle to a certain extent on the surface of the coating during drying. Accordingly, the components of the gas-generating reagent in Example V are only partially isolated.
In the present example, complete isolation is achieved.
In one embodiment of the present invention, the gas-generating reactant can be activated by an activating agent contained in the washing solution. This system is known as chemical activation. Some of the two-component systems described here can be used for this.
Example VII
A water-soluble, pressure-sensitive adhesive coated label was made as described in Example I except that the citric acid was omitted.
2% acetic acid was then used as the washing solution, the production of the test samples and their testing otherwise being carried out as described in Example I. The results obtained are given in the table below.
2% acetic acid Time for self-peeling sec
40 130
45 124
50 98
55 80
60 74
65 65
70 45
75 37
80 29
85 26
This is also a way of avoiding an unintended response.
In a further embodiment of the present invention, the gas generating reactant can by
Heat activated. Such agents are commonly referred to as blowing agents.
While such gas generating reactants are not limited to particularly solid chemical agents in the present invention, the compounds below have been found to be satisfactory for this purpose, for example.
Decomposition at C
N, N'-dimethyl-N, N'dinitrosoterephthalamide 95 aluminum bromate 100 ammonium bicarbonate 60 ammonium carbonate 58 sodium carbonate 35 sodium ammonium phosphate 80 cadmium phosphate monobasic 100
In addition to the heat-decomposable gas-generating reactants mentioned above, other such agents can be used, provided that they are solid at room temperature and decompose in an aqueous washing solution of 32-100 C, generate a sufficient amount of gas and both the agent itself and its Decomposition products are non-toxic and safe to handle.
The range of the decomposition temperature can be extended to include other materials as under certain circumstances normal use of the end products would be limited to too small a range. For example, frozen food labels are subjected to a temperature range of -32 to +5 C. Accordingly, blowing agents which decompose above 5 ° C can be used.
Example VIII
100 parts of a water-soluble, pressure-sensitive adhesive were added to 10 parts of N, N'-dimethyl-N, N'-dinitrosoterephthalamide containing 30% of white mineral oil.
The resulting mass was coated onto a release sheet as described in Example I and dried, and test samples were produced as described in Example I and the time for their self-detachment was determined in water at 85 ° C., which was 120 seconds.