DE4124064C1 - - Google Patents
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- Coating Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer
rasterförmigen Klebstoffbeschichtung von Klebstoffpunkten
auf ein Substrat und eine zur Durchführung dieses
Verfahrens bestens geeignete Vorrichtung. Ferner betrifft die
Erfindung nach diesem Verfahren herstellbare
druckempfindlich klebende Substrate, deren Haftkaft von
permanent haftend bis rückstandsfrei wieder ablösbar
einstellbar ist.
Haftklebende, wieder ablösbare Etiketten aus Papier,
insbesondere Haftnotizen, haben eine weite Verbreitung
gefunden. Hierbei ist auf der Rückseite des Papiers, ggf.
nur auf einem Randbereich, eine Klebstoffschicht
aufgebracht. Die Klebstoffschicht kann aus einzelnen,
nicht miteinander verbundenen Klebstoffpunkten gebildet
sein, wobei die Anzahl dieser Klebepunkte z. B. zwischen 10
und 15 000/cm² liegt, was einem Klebemasseauftrag von
ca. 1 bis 30 g/m² entspricht. Zur Herstellung solcher
Etiketten sind eine Reihe von Verfahren im Gebrauch.
So beschreibt DE-A1 33 46 100 die Herstellung von
rückstandsfrei wieder ablösbaren, haftklebrigen
Flächengebilden mit Hilfe eines Siebdruck- und eines
Tiefdruckverfahrens. Beim Rotationssiebdruck, einem für
die Auftragung von Klebstoffpunkten besonders geeigneten
Verfahren, wird in einer einseitig geschlossenen
Rundsiebdruckform eine Druckrakel stationär angeordnet.
Der Klebstoff wird in den Schabloneninnenraum zugeführt
und mittels der Rakel durch die Perforation der
Schablonenwand auf die außen umlaufende Substratbahn
gedrückt. Hierbei entsteht eine Auftragung rasterförmiger
Klebstoffpunkte entsprechend der Ausbildung der Schablone.
Beim Tiefdruckverfahren wird Klebstoff in näpfchenförmige
Vertiefungen auf einer Druckwalze eingebracht, der dann
auf eine Substratbahn unter Ausbildung eines
rasterförmigen Musters aus einzelnen Klebstoffpunkten
übertragen wird. Bei diesem Verfahren tritt jedoch der
Nachteil auf, daß bei der Verarbeitung von Klebstoffen
(insbesondere Dispersionsklebstoffen) die Siebporen durch
aushärtenden Klebstoff verstopfen können. Vor allem beim
Siebdruck bleiben häufig Reste in der perforierten
Schablone zurück, die besonders bei Stillstand aushärten.
Der gleiche Vorgang findet auch bei längerer
Produktionszeit an den Rändern des Siebs statt.
Insbesondere beim Rotationssiebdruck wird zwischen Rakel
und Sieb ständig eine gewisse Klebstoffmenge umgewälzt.
Dies führt zu Lufteinschlüssen und Blasenbildung im
Klebstoff. Diese Einschlüsse können die Klebeigenschaften
in ungewünschter Weise verändern.
Siebdruck-, Tiefdruck- und verwandte Verfahren sind
berührende Verfahren, bei denen Klebstoff über Träger und
Substrat direkt in Kontakt geraten. Es besteht aber auch
die Möglichkeit, die Klebstoffmasse durch ein
berührungsloses Verfahren auf das Substrat aufzubringen.
Nach dem in der europäischen Patentanmeldung EP-A1-2 76 557
beschriebenen Sprühverfahren zur Herstellung wieder
ablösbarer Etiketten wird ein unregelmäßiges Muster von
Klebstoffpunkten auf der Rückseite eines Papiersubstrats
erzeugt. Die technische Durchführung dieses Verfahrens ist
recht einfach, jedoch ist es schwierig, Beschichtungen
definierter Raster in gleichmäßiger Verteilung
aufzubringen. Ferner nimmt die Klebstoffdichte an den
Rändern der besprühten Zone ab, so daß keine einheitliche
Haftkraft über die ganze Fläche des Etiketts gewährleistet
ist.
Ein weiteres, berührungsloses Auftragungsverfahren, mit
dem ein reguläres Muster von Klebstoffpunkten erzeugt
werden kann, ist in US-A 39 04 038 offenbart. Hierbei wird
ein druckempfindlicher Klebstoff in Form eines
heißgeschmolzenen Tropfens auf eine wieder abziehbare
Unterlage getropft, auf der der Tropfen abkühlt und leicht
anhaftet. Für die Lagerung und den Versand kann ein
zweites Abziehblatt auf die Oberseite der Tropfen
aufgebracht werden. Die Klebstofftropfen sind vorzugsweise
zum permanenten Verkleben von verschiedenen Substraten
geeignet. Der heiße Klebstoff wird aus Düsen gepreßt, die
durch ein Magnetventil periodisch geöffnet und geschlossen
werden. Der Durchmesser der Tropfen beträgt typischerweise
ca. 6 mm. Dieses Verfahren ist daher für die Herstellung
von druckempfindlich haftenden, wieder ablösbaren
Substraten praktisch nicht geeignet, da hierfür die
Klebstofftröpfchen als Mikrokügelchen mit einem
Durchmesser von nicht größer als 300 µm ausgebildet
sein sollen.
DE-AS 11 31 079 beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen
von Klebstoffen auf Papierbahnen. In einem zur
Klebstoffzuführung dienenden Mundstück ist ein Zellenrad
gelagert, das einen intermittierenden Auftrag des
Klebstoffs auf eine über eine Gegenwalze laufende
Papierbahn erlaubt. Hierdurch wird jeweils nur wenig
Klebstoff zugeführt, und es kommt aufgrund der Anordnung
des Zellenrads innerhalb des Mundstücks zu einer
gleichmäßig unterbrochenen Leimauftragung.
Nach einem Verfahren zur Aufbringung von Mustern auf
Warenbahnen gemäß CH-PS 6 13 387 werden in ihrem Öffnen und
Schließen steuerbare Düsen verwendet, die entweder auf der
Warenoberfäche aufliegen oder aber einen Abstand von höchstens
2 mm von der Warenoberfläche haben. Durch die genaue
Festlegung der Lage der Warenoberfläche hinsichtlich der
Düsen läßt sich die Warenbahn auf einfache Weise mit einem
wählbaren Muster, z. B. durch Aufbringung von Farbe,
versehen, ohne daß eine Siebdruckschablone verwendet
werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Aufbringung von Klebstoffpunkten auf ein Substrat zur
Verfügung zu stellen, das sich ohne großen technischen
Aufwand auf verschiedene Substratspezifikationen, wie
unterschiedliches Substratmaterial, anpassen läßt, und
sich eine unterschiedliche Haftkraft von permanent haftend
bis rückstandsfrei wiederablösbar, einstellen läßt, wobei
die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile
vermieden werden. Das Verfahren soll insbesondere auf die
Herstellung von Etiketten anwendbar sein.
Damit verbunden ist die Aufgabe, eine Vorrichtung zur
Verfügung zu stellen, mit der druckempfindlich klebende
Substrate von unterschiedlicher Spezifikation hergestellt
werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1
angegebene Verfahren zum berührungslosen Aufbringen von
Klebstoffpunkten auf ein Substrat gelöst.
Hierbei preßt man Klebstoff unter Druck durch feine Düsen,
die ggf. in einem Block angeordnet sein können, führt
gleichzeitig ein mit Ausnehmungen versehenes Band an den
Öffnungen der Düsen vorbei, wobei ein periodisches Öffnen
und Schließen der Düsen erfolgt. Der als kontinuierlicher
Faden aus der Düsenöffnung austretende Klebstoff wird zu
feinen Teilchen zerschnitten, die sich berührungslos in
Austrittsrichtung weiter bewegen. Umter den Düsen bzw. dem
Düsenblock führt man, vorzugsweise im rechten Winkel zu
dem mit Ausnehmungen versehenen Band ein Substrat vorbei,
auf dem die Klebstoffteilchen aufgefangen werden und einen
Raster aus Klebstoffpunkten ausbilden.
Es hat sich gezeigt, daß der Abstand der Klebstoffpunkte
des rasterförmig beschichteten Substrats und der
Basisdurchmesser der Klebstoffpunkte eine Rolle in der
erzielbaren Haftkraft und der rückstandsfreien
Ablösbarkeit der Substrate spielen. Nach dem
erfindungsgemäßen berührungslosen Aufbringungsverfahren
lassen sich Basisdurchmesser und der Abstand der
Klebstoffpunkte auf technisch einfache Weise genau
steuern.
Die durch das umlaufende, mit Ausnehmungen versehene Band
periodisch austretenden Klebstoffteilchen können sich nach
Austritt zu feinen kugelförmigen Klebstofftröpfchen
ausformen, die nach dem Auftreffen auf dem Papier
kalottenförmige Klebstoffpunkte ergeben. Durch geeignete
Wahl des Substratvorschubs bzw. des Vorschubs des Bands
lassen sich auch Klebstoffpunkte in ovaler bzw.
ellipsoider Ausbildung erzeugen. Im Gegensatz zu den aus
EP-A1-2 76 557 bekannten Sprühverfahren läßt sich hierbei
ein Raster aus Klebstoffpunkten mit genau definierten
Eigenschaften und Ausdehnungen erreichen.
Es hat sich gezeigt, daß bei einem Druck von 4 bis 120 bar,
vorteilhaft 20 bis 90 bar, mit dem der Klebstoff
angefordert wird, der Klebstoff in Form feiner Partikel
sich von der den Düsenöffnungen abgewandten Seite des mit
Ausnehmungen versehenen Bands ablöst und sich kontaktlos
in Austrittsrichtung weiterbewegt. Als besonders
vorteilhaft hat sich ein Zufuhrdruck von 60 bis 80 bar
erwiesen.
Es kann auch zweckmäßig sein, die den Düsenöffnungen
abgewandte Seite des Bands mit einer klebstoffabweisenden
Schicht, z. B. aus Teflon, zu versehen, um ein Anhaften des
Klebstoffs zu vermeiden.
Als günstig für die Bildung von kugelförmigen
Klebstofftröpfchen hat sich ein Abstand des Substrats von
der Unterseite des mit Ausnehmungen versehenen Bands von
0,1 bis 5,0 mm, vorzugsweise 1,0 bis 2 mm erwiesen. Die
Form und Austrittsrichtung der Klebstoffteilchen hängt
auch davon ab, in welcher Weise der Klebstoff durch das
umlaufende Band zerteilt wird, wobei bei der Abtrennung
auf den Klebstoffaden in Bewegungsrichtung des Bands eine
möglichst geringe Kraft ausgeübt wird. Hierfür wird
vorteilhaft die Kante der Aussparung auf der den
Düsenöffnungen zugewandten Seite des Bands so ausgeführt,
daß ein Phasenwinkel zwischen 5 und 17° eingestellt wird,
der je nach Viskosität des Klebstoffs leicht variiert
werden kann. Ein besonders günstiger Winkel ergibt sich
zwischen 9 und 12°. Auch die Vorschubgeschwindigkeit des
mit Ausnehmungen versehenen Bands beeinflußt die Form der
Klebstoffpunkte und liegt zweckmäßig im Bereich von 50 bis
400 m/min. Die Höhe der Klebstoffpunkte wird auch durch
den Druck, mit dem der Klebstoff dem Düsenblock zugeführt
wird, mit beeinflußt.
Als Klebstoff zur Verwendung im erfindungsgemäßen
Verfahren läßt sich jeder bekannte, für diesen Zweck
geeignete Klebstoff einsetzen, z. B. Schmelzklebstoffe,
Haftkleber, Dispersionsklebstoffe. Letztere können als
wäßrige Dispersion oder in einem organischen Lösungsmittel
aufgebracht werden. Geeignet sind Klebstoffe auf
Acrylatbasis dispergiert oder emulgiert, z. B.
Methacrylsäureester wie Isoamylacrylat oder
n-Butylacrylat. Auch die Verwendung von Schmelzklebern ist
möglich, wobei hierfür die Düsen oder der Düsenblock und
ggf. auch die Zuführvorrichtung für den Klebstoff heizbar
ausgelegt sein muß. Solche Schmelzkleber sind bekannt,
wobei sich Formulierungen auf Basis von Polyolefinen, z. B.
Polyethylen, Polyestern aber auch Polyamiden, insbesondere
aber deren Copolymere, besonders bewähren. Diesen
Klebstoffen können Haftförderer, z. B. Behensäure etc.,
zugefügt sein. Die Viskosität des Klebstoffs sollte im
allgemeinen 1000 bis 70 000 mPas betragen, speziell für
druckempfindliche, wieder ablösbare Etiketten verwendet
man zweckmäßig Klebstoff von 10 000 bis 25 000 mPas.
Den Abstand der Rasterpunkte quer und längs zur Richtung,
mit der das Substrat unter den Düsen oder dem Düsenblock
geführt wird, läßt sich vorteilhaft durch zwei Parameter
steuern. Es entspricht der Abstand der nebeneinander
liegenden Klebstoffpunkte quer zum Substrat dem Abstand
der Düsenöffnungen, vorzugsweise im Bereich von 250 bis
1500 µm, besonders bevorzugt 250 bis 400 µm, während
der Abstand der Klebstoffpunkte in Längsrichtung
zweckmäßig durch das Verhältnis von
Vorschubgeschwindigkeit des Substrats zur
Vorschubgeschwindigkeit des mit Ausnehmungen versehenen
Bands bestimmbar ist. Sind z. B. beide Geschwindigkeiten
gleich und haben die Ausnehmungen auf dem Band denselben
Abstand wie die Düsenöffnungen, so wird ein regelmäßiges
Raster erzeugt, bei dem alle Klebstoffpunkte denselben
Abstand voneinander haben.
Eine Veränderung der Geschwindigkeit des mit Ausnehmungen
versehenen Bands bewirkt eine Veränderung des Abstands der
Klebstoffpunkte in Vorschubrichtung des Substrats. Von
Abstand 0 (durchgehende Raupe) bis zu einem beliebig
weiten Abstand sind alle Variationen möglich, bevorzugt
ist jedoch ein Abstand von 250 bis 1500 µm, besonders
bevorzugt 250 bis 350 µm. Durch unterschiedlichen
Abstand der Haftpunkte in Längs- und Querrichtung kann das
Substrat mit unterschiedlicher Haftkraft und
Wiederablösbarkeit in diesen Richtungen ausgestattet
werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß
immer nur die Menge an Klebstoff zugeführt wird, die auch
aufgetragen wird. Das beim Siebdruck auftretende Problem
der Rückstände im Sieb, die besonders bei Stillstand
aushärten, tritt beim berührungslosen
Beschichtungsverfahren nicht auf. Die Düsenöffnungen
werden durch den unter Druck austretenden Klebstoff
freigespült und es findet kein Zusetzen nach
Produktionsstillstand statt. Ferner kommt es beim
erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren auch nicht zum
Einschluß von Luft oder Blasenbildung im Klebstoff. Der
Klebstoff befindet sich erst unmittelbar vor dem
Aufbringen auf den Träger in Kontakt mit der Umwelt.
Veränderungen durch sie, vor allem Lufteinschlüsse, sind
somit ausgeschlossen. Es entfällt die Notwendigkeit, dem
Klebstoff ein schaumverhinderndes Mittel zuzusetzen.
Dadurch ist die Druckgeschwindigkeit nicht limitiert und
kann vorteilhaft bis zu 400 m/min, besonders bevorzugt 150
bis 300 m/min, betragen.
In den anliegenden Figuren 1 bis 7 ist eine
erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht eines Düsenaggregats,
bestehend aus einem Düsenblock mit umlaufendem, mit
Ausnehmungen versehenen Band.
Fig. 2 gibt den durch die Linie A-B in Fig. 1 angegebenen
Schnitt durch den Düsenblock wieder. In die Figur wurden
zwei Schnittebenen gelegt, E-F (Fig. 3) und C-D (Fig. 4).
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Düsenblock parallel zu den Düsenkammern (Schnitt E-F).
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Einzeldüse quer zur
Laufrichtung des mit Ausnehmungen versehenen Bands. Die
Figur verdeutlicht, wie das Band in einer Führungsnut an
der Düse vorbeigeführt wird. Die Führungsnut kann den
Anforderungen entsprechend mit gleitfähigem Material ausgelegt werden.
Fig. 5 ist eine Ansicht des mit Ausnehmungen versehenen
Bands von oben. Die länglichen Aussparungen in der Mitte
sind die Durchlaßöffnungen für den Klebstoff. Die
Schnittebenen G-H und I-J ergeben Fig. 6 und Fig. 7.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung durch das mit
Ausnehmungen versehene Band.
Fig. 7 gibt einen Schnitt quer zur Längsrichtung durch das
mit Ausnehmungen versehene Band wieder.
Fig. 8 bis 16 zeigen den erzielbaren Klebstoffauftrag
unter den Bedingungen der Beispiele 2 bis 10.
Fig. 1 gibt schematisch die wesentlichen Merkmale einer
Vorrichtung zur berührungslosen Aufbringung von
Klebstoffpunkten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
wieder. In einem Düsenblock 1 sind eine Reihe von
miteinander versehenen Düsenkammern 2 vorgesehen, die
nebeneinander in einer Linie angeordnet sind. Der
Klebstoff wird über die Zuführeinheiten 3 unter Druck in
die Düsenkammern gepreßt, überschüssig zugeführter
Klebstoff, der nicht durch die Düsen selbst austritt, kann
über die Abführung 4 in das Klebstoffdepot zurückgeführt
werden. Um den Düsenblock herum wird ein mit Ausnehmungen
versehenes Band 5 geführt, wobei die Öffnungen in einer
Linie parallel zur Längsachse des Bands eingebracht sind.
Eine Führungsvorrichtung (Führungsnut) für das mit
Ausnehmungen versehene Band sorgt dafür, daß dieses so
fest an die Düsenöffnungen 7 gepreßt wird, daß zwischen
Band und Düsenöffnung kein Klebstoff austreten kann. Durch
eine Bewegungsvorrichtung 6 wird das mit Ausnehmungen
versehene Band 5 an den Düsenöffnungen 7 vorbeigeführt, so
daß durch das abwechselnde Erscheinen von offenen und
verschlossenen Flächen vor den Düsen die Düsenausgänge
geöffnet und Klebstoff austreten kann bzw. geschlossen
werden. Zusätzlich ist am Düsenaggregat eine
Rakelvorrichtung 8 vorgesehen, mit der das mit
Ausnehmungen versehene Band von eventuell anhaftenden
Klebstoffresten gesäubert wird. Eine
Befeuchtungseinrichtung 9 für das mit Ausnehmungen
versehene Band verhindert zusätzlich das Absetzen des aus
den Düsen auftretenden Klebstoffs auf dem Band.
Im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des mit
Ausnehmungen versehenen Bands wird unterhalb des
Düsenblocks das Substrat vorbeigeführt. Der Abstand des
Substrats zu dem mit Ausnehmungen versehenen Band beträgt
dabei 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise 1,0 bis 2 mm, insbesondere
z. B. 1 bis 1,2 mm.
Der Abstand zwischen den äußeren, in Linie angeordneten
Düsenöffnungen entspricht der Gesamtbreite des
aufgebrachten Klebstoffpunktrasters. Je nach gewünschter
Rasterbreite muß das Sprühaggregat entsprechend ausgelegt
bzw. diesem Klebstoff zugeführt sein. Vorteilhaft ist die
Halterungsvorrichtung für das Sprühaggregat so ausgelegt,
daß dieses jederzeit leicht ausgewechselt werden kann. Der
Schnitt E-F in Fig. 3 gibt die Verhältnisse in den
Düsenkammern 2 in Längsrichtung zum mit Ausnehmungen
versehenen Band wieder. Der Durchmesser der Düsenöffnung 7
bestimmt wesentlich den Basisdurchmesser des
Klebstoffpunkts auf dem Substrat und kann zweckmäßig im
Bereich von 50 bis 100 µm liegen. Durch den Abstand 11
der Düsenöffnungen voneinander wird auch der Abstand der
Rasterpunkte der Klebstoffbeschichtung quer zur
Vorschubrichtung des Substrats bestimmt. Er liegt
bevorzugt im Bereich von 250 bis 400 µm zum Bedrucken
wieder ablösbarer Haftetiketten, kann jedoch je nach
gewünschter Produktspezifikation vergrößert oder
verkleinert werden. Die Breite einer Düsenkammer 12 und
die Höhe des Düsenmunds 13 sind nicht kritisch und richten
sich nach der jeweils vorteilhaftesten Ausführungsform.
Ein Schnitt quer durch die Düsenkammer quer zur Richtung des
mit Ausnehmungen versehenen Bands (Fig. 4) gibt auch einen
Schnitt durch die Führungsvorrichtung 14 für das mit
Ausnehmungen versehene Band wieder, wobei diese als Nut
ausgelegte Führungsvorrichtung zur Verringerung der
Reibung während des Transports des Bands mit einem
gleitfähigen Material, z. B. Teflon, ausgelegt sein kann.
Das mit Ausnehmungen versehene Band 5, das die
Düsenaustrittsöffnungen abwechselnd öffnet und wieder
verschließt, kann aus einem beliebigen Material gefertigt
sein, so lange es die Anforderungen an hohe Flexibilität,
mechanische Belastbarkeit und Beständigkeit gegenüber dem
Klebstoff erfüllt. Besonders geeignet ist ein flexibles
Metallband. Zur Erhöhung der Stabilität kann das Band an
den Rändern, die in die Führungsnut greifen, dicker
ausgelegt sein. Die Ausnehmungen 10 auf der Längsachse des
Bands, die beim Vorbeitransport des Bands die
Düsenöffnungen abwechselnd öffnen und schließen, weisen
zweckmäßig einen etwas größeren Durchmesser als die
Düsenöffnungen auf, um ein Anhaften des Klebstoffs unter
dem Band zu vermeiden. Als zweckmäßig hat sich für die
Ausnehmungen im Band ein 1,2- bis 2fach größerer
Durchmesser als der Durchmesser der Düsenöffnungen
erwiesen. Der Abstand 15 der Ausnehmungen entspricht dabei
dem Abstand der Düsenöffnungen. Die Form der Ausnehmungen
auf dem Band kann kreisförmig sein, sie ist jedoch
vorzugsweise (siehe Fig. 5) so ausgebildet, daß eine
scherenförmig zulaufende, scharfe Schnittkante 16
entsteht, um eine glatte Abtrennung des Klebstoffadens zu
ermöglichen. Der Rand der Ausnehmung auf der der
Düsenöffnung zugewandten Seite des Bands weist dabei eine
scharfe Kante mit einem Phasenwinkel 17 von vorteilhaft 5
bis 17° auf. Der optimale Phasenwinkel ist von der
Viskosität des verwendeten Klebstoffs abhängig; bei einer
Viskosität von 10 000 bis 25 000 mPas erwies sich ein
Winkel zwischen 9 und 12° als besonders günstig. Das Band
kann zusätzlich auf der den Düsenöffnungen abgewandten
Seite noch mit einer klebstoffabweisenden Schicht, z. B.
Teflon, versehen sein.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind druckempfindlich
haftklebende Substrate erhältlich, deren Haftkraft je nach
Anforderung von permanent haftend bis rückstandsfrei
wieder ablösbar und ggf. wieder verklebbar eingestellt
ist. Die Substrate weisen dabei auf einer Oberfläche ein
Raster von kalottenförmigen Klebepunkten auf, wobei die
Haftkraft durch den Abstand der Klebstoffpunkte, deren
Durchmesser sowie der Fläche der Klebstoffbeschichtung im
Vergleich zur Gesamtfläche des Substrats abhängt. Das
erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine gleichmäßige
und lokalisierte Auftragung der Klebstoffbeschichtung,
z. B. für besonders geformte Substrate.
Als Substrat kann prinzipiell jedes Material verwendet
werden, das sich mit einer Haftklebeschicht versehen läßt.
Besonders geeignet ist das Verfahren für Flächengebilde,
Blätter oder Folien, die aus Papier, Recyclingpapier,
Vliesen, Geweben und/oder Kunststoff bestehen können,
vorausgesetzt, daß an diesen der Klebstoff anhaftet.
Besonders bevorzugt ist die Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von
Etiketten, insbesondere von druckempfindlich haftenden und
rückstandsfrei wieder ablösbaren Etiketten. Diese können
auch als sogenannte Haftnotizen ausgebildet sein.
Erfindungsgemäße, wieder ablösbare Etiketten lassen sich
rückstandsfrei von einer Substratunterlage abziehen, wobei
es häufig nicht erforderlich ist, die Substratunterlage
zur Erleichterung der Abziehbarkeit mit einer
klebstoffabweisenden Siliconschicht zu versehen. Das
erfindungsgemäße Verfahren vereinigt somit die Vorteile
des Siebdruckverfahrens, exakte und einheitliche
Beschichtung, mit dem konventionellen Sprühverfahren, was
vor allem eine rasche und einfache Handhabung erlaubt,
ohne deren spezielle Nachteile aufzuweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen
erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Der Fachmann
kann im Rahmen der Erfindung geeignete Veränderungen der
Parameter vornehmen, um gewünschte Produktspezifikationen
einzustellen.
Es wurde ein druckempfindlich haftendes, wieder ablösbares
Etikett mit einer Haftkraft von 50 N/cm Breite erzeugt. Es
wurde ein Basisdurchmesser der Klebstoffpunkte 100 µm
und eine Rasterweite von 350 µm eingestellt, wobei die
nachfolgenden Vorrichtungs- bzw. Verfahrensparameter
beobachtet wurden.
Klebstoffbeschichtungsvorrichtung:
Durchmesser der Düsenöffnungen: 70 µm
Abstand der Düsenöffnungen: 350 µm.
Abstand der Düsenöffnungen: 350 µm.
Abstand der Ausnehmungen auf dem umlaufenden Band:
350 µm; das Band weist an der düsenabgewandten Seite eine Teflonschicht auf.
350 µm; das Band weist an der düsenabgewandten Seite eine Teflonschicht auf.
Das Band besteht aus Metall. Phasenwinkel des Rands der
Ausnehmung auf dem Metallband: 10°.
Durchmesser der Ausnehmungen im Metallband: 120 µm.
Abstand des Papiersubstrats vom Metallband: 1,1 mm.
Druck, mit dem der Klebstoff in das Düsensystem eingeführt wird: 4×10⁶ Pa.
Abstand des Papiersubstrats vom Metallband: 1,1 mm.
Druck, mit dem der Klebstoff in das Düsensystem eingeführt wird: 4×10⁶ Pa.
Vorschubgeschwindigkeit des Papiersubstrats: entspricht
Vorschubgeschwindigkeit des umlaufenden Metallbands
200 m/min.
Klebstoff:
Dispersionsklebstoff (wäßrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 56% auf Acrylbasis. Viskosität 10 000 Pa·s)
Papier:
60 g weißes holzfreies Papier, maschinenglatt.
Dispersionsklebstoff (wäßrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 56% auf Acrylbasis. Viskosität 10 000 Pa·s)
Papier:
60 g weißes holzfreies Papier, maschinenglatt.
In den folgenden Beispielen 2 bis 10 sind die jeweiligen
Verfahrens- und Vorrichtungsparameter sowie die
Kleberausbildung der erhaltenen Produkte tabellarisch
zusammengefaßt (Klebstoff: Dispersionsklebstoff,
Viskosität 9000 bis 1200 mPas). Der durch das Düsensystem
unter diesen Bedingungen jeweils in Abhängigkeit von der
Vorschubgeschwindigkeit erzielbare Auftrag ist in den
Fig. 8 bis 16 gezeigt.
Beispiel 2 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 100 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 1000.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 333 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 667 |
Schichtdicke | (µm): 5 |
Punkte | (m-2): 1,0×10⁶ |
Beispiel 3 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 100 | |
Viskosität | (mPa·s): 10.000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 2000.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 667 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 1333 |
Schichtdicke | (µm): 5 |
Punkte | (m-2): 2,5×10⁵ |
Beispiel 4 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 120 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 500 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 1000 |
Schichtdicke | (µm): 6 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 5 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 140 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 500 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 1000 |
Schichtdicke | (µm): 9 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 6 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 160 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 500 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 1000 |
Schichtdicke | (µm): 11 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 7 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 200 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1000 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.2000 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 500 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 1000 |
Schichtdicke | (µm): 17 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 8 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 100 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1200 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.1800 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 600 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 900 |
Schichtdicke | (µm): 5 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 9 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 100 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1500 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.1500 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 750 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 750 |
Schichtdicke | (µm): 7 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Beispiel 10 | |
Durchmesser der Düsenöffnung | |
(µm): 100 | |
Viskosität | (mPa·s): 10 000 |
Druck | (bar): 60 000 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 100 |
Düsenöffnung offen | (ms): 0.1800 |
Düsenöffnung verschlossen | (ms): 0.1200 |
Punktabst. quer | (µm): 1500.0 |
Durchmesser der Ausnehmung | (µm): 900 |
Abstand zwischen zwei Ausnehmungen | (µm): 600 |
Schichtdicke | (µm): 8 |
Punkte | (m-2): 4,4×10⁵ |
Claims (21)
1. Verfahren zum Aufbringen von Klebstoffpunkten in
rasterförmiger Konfiguration unter Verwendung von
Düsen bzw. eines Düsenblocks, dem der Klebstoff unter
Druck zugeführt wird, auf ein hierunter geführtes
Substrat, insbesondere Papier, wobei die Öffnungen der
Düsen in vorgegebenen Zeitintervallen unter
Klebstoffaustritt geöffnet und hiernach geschlossen
werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit
Ausnehmungen versehenes Band derart über die Öffnungen
der Düsen geführt wird, daß ein periodischer Austritt
von Klebstoffteilchen auf die Substratbahn erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man den Basisdurchmesser eines Klebstoffpunkts auf
50 bis 120 µm durch den Durchmesser der
Düsenöffnungen, den Substratvorschub und den
beaufschlagten Druck des Klebstoffs einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man den Abstand des Rasters der Klebstoffpunkte quer
zur Längsrichtung des Substrats auf 250 bis
1500 µm und/oder den Abstand der Klebstoffpunkte
in Längsrichtung, vorzugsweise auf 250 bis 1500 µm
einstellt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Klebstoff Schmelzkleber, Haftkleber oder
Dispersionsklebstoffe aus wäßrigen oder organischen
Systemen verwendet.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen
Klebstoff mit einer Viskosität beim Austritt aus der
Düse, ggf. nach Erwärmen, von 1000 bis 70 000 mPas,
vorzugsweise 10 000 bis 25 000 mPas verwendet.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den
Klebstoff mit einem Druck von 4 bis 120 bar,
vorzugsweise 60 bis 80 bar, in die Düsen oder den
Düsenblock einführt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den
Substratvorschub und/oder den Vorschub des mit
Ausnehmungen versehenen Bandes auf 50 bis 400 m/min,
vorzugsweise 150 bis 300 m/min, einstellt.
8. Vorrichtung zum berührungslosen Aufbringen von
Klebstoffpunkten auf ein Substrat, gekennzeichnet
durch die folgenden Merkmale:
- - eine Reihe von Düsen 2, die ggf. in einem Block 1 angeordnet sind;
- - ein umlaufendes, mit Ausnehmungen 10 versehenes Band 5, bei dem die Ausnehmungen vorzugsweise in Linien parallel zur Längsachse des Bands eingebracht sind;
- - eine Führungsvorrichtung 14, die das Band so an die Düsenöffnungen 7 preßt, daß zwischen Band und Düsenöffnung kein Klebstoff durchtreten kann;
- - eine Bewegungsvorrichtung 6, die das mit Ausnehmungen versehene Band entlang seiner Längsachse, parallel zur Linie, auf der die Düsenöffnungen liegen, vorbeiführt, wobei durch das abwechselnde Erscheinen von offenen und verschlossenen Flächen vor den Düsen die Düsenausgänge geöffnet bzw. geschlossen werden;
- - eine Bewegungsvorrichtung, die ein Substrat in einem Abstand unterhalb des mit Ausnehmungen versehenen Bands, vorzugsweise im rechten Winkel zu dessen Längsachse vorbeiführt;
- - eine Zuführeinheit 3, die den Klebstoff in die Düsenkammern preßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsen oder der Düsenblock und ggf. die
Zuführeinheit für den Klebstoff heizbar ausgelegt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Düsenöffnungen
50 bis 100 µm und der Abstand der Düsenöffnungen
250 bis 1500 µm beträgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Ausnehmungen
auf dem Band 1,2- bis 2fach so groß wie der Durchmesser
der Düsenöffnungen ist und der Abstand der
Ausnehmungen auf dem Band dem Abstand der
Düsenöffnungen entspricht.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das mit Ausnehmungen versehene Band aus Metall besteht.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem mit Ausnehmungen versehenen Band auf der
düsenabgewandten Seite eine klebstoffabweisende
Schicht aufgebracht ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ränder der Ausnehmungen auf der den Düsenöffnungen
zugewandten Seite des Bandes als scherenförmig
zulaufende scharfe Kanten mit einem Phasenwinkel von 5
bis 17° ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, bei der zusätzlich eine
Rakelvorrichtung 8 vorgesehen ist, mit der das mit
Ausnehmungen versehene Band von anhaftendem Klebstoff
gesäubert wird.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, bei der zusätzlich eine
Befeuchtungseinrichtung 9 für das mit Ausnehmungen
versehene Band vorgesehen ist, wodurch ein Absetzen
des aus den Düsen austretenden Klebstoffs auf dem Band
verhindert wird.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand des Substrats vom mit Ausnehmungen
versehenen Band 0,1 bis 5,0 mm, vorzugsweise 1,0 bis
2 mm, beträgt.
18. Haftklebendes Substrat, erhältlich nach einem
Verfahren zum berührungslosen Aufbringen von
Klebstoffpunkten nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einer Oberfläche
des Substrats ein Raster von Klebepunkten aufgebracht
ist, und die Haftkraft durch den Abstand der
Klebstoffpunkte und deren Durchmesser, sowie der
Fläche des Rasters von permanent haftend bis
rückstandsfrei wieder ablösbar eingestellt ist.
19. Substrat nach Anspruch 18 in Form eines
Flächengebildes, Blattes oder Folie, bestehend im
wesentlichen aus Papier auf Zellstoffbasis,
Recyclingpapier und/oder Kunststoff.
20. Substrat nach einem der Ansprüche 18 und 19 als
haftklebendes, rückstandsfrei wieder ablösbares und
ggf. wieder verklebbares Etikett, insbesondere
Haftnotiz, gekennzeichnet durch ein gleichmäßig
aufgebrachtes Raster von Klebstoffpunkten,
vorzugsweise mit einem Abstand von 250 bis 1500 µm
und einem Basisdurchmesser der Rasterpunkte von 50 bis
120 µm.
21. Etikett nach Anspruch 20, bei dem nur auf einem Teil
der Oberfläche ein Raster aus Klebstoffpunkten
aufgebracht ist.
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