DE69124626T2

DE69124626T2 - Entfernbares klebeband

Info

Publication number: DE69124626T2
Application number: DE69124626T
Authority: DE
Inventors: Patrick J. Saint Paul Mn 55133-3427 Hager; Karl W. D-4040 Neuss 1 Kreckel; James H. Saint Paul Mn 55133-3427 Rickert
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2011-12-17
Also published as: WO1992011333A1; EP0563272A1; MX9102731A; DE69124626D1; TW215105B; HK1007761A1; JPH06504077A; AU9157591A; AU654315B2; KR0185422B1; KR930703410A; CA2096935A1; EP0563272B1; BR9107249A; ZA9110081B; ES2097902T3; CA2096935C; JP3063915B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Klebebänder, insbesondere Bänder, die fest mit einein Träger verklebt werden können und entfernt werden können, ohne den Träger zu beschädigen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Klebebänder, wie zum Beispiel Haftklebebänder, werden gewöhnlich fest mit Trägern verklebt, da eine spätere Trennung der Bänder von den Trägern weder beabsichtigt noch erwünscht ist. Es gibt jedoch Haftklebebänder, bei denen die Klebstoffe so speziell formuliert sind, daß sie nach dem Gebrauch sauber und leicht von den Trägern entfernt werden können, wie zum Beispiel der für abziehbare Notizzettel der Marke "Post-It" verwendete Klebstoff. Diese Klebstoffe weisen gewöhnlich kein hohes Maß an Haltekraft auf, d.h. mehr als 4 bis 6 oz./Zoll (45 bis 67 g/cm) Haftfestigkeit an Standard-Kopierpapier. Klebstoffe, die für einen hohen Grad an Haftfestigkeit formuliert sind, z.B. mehr als 30 oz./Zoll (335 g/cm) Haftfestigkeit an Papier, lassen sich im allgemeinen nur schwer abziehen, ohne das Substrat zu beschädigen.
In US-A-4,652,473 wird ein Haftklebeband offenbart, das einen Schutz gegen das Hantieren an Behältern mit Verschlußkappe bieten kann und einen Träger umfaßt, der eine äußere Schicht mit so hoher Zugfestigkeit besitzt, daß diese beim Abziehen von dem Band ihre Unversehrheit bewahrt, sowie eine innere Schicht angrenzend an den Klebstoff, die dünn und verformbar ist, wobei die äußere Schicht von der inneren Schicht abgelöst weren kann, ohne die Verklebung der inneren Schicht mit dem Haftkleber zu zerstören.
In dem US-Patent Nr. 4,024,312 wird ein auf einer Folie getragenes, normalerweise klebriges und haftendes Klebeband offenbart, das stark dehnbar und hochelastisch ist.
Das Band läßt sich leicht von einer Oberfläche entfernen, auf die es durch Strecken desselben in Längsrichtung in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Ebene der Oberfläche aufgebracht wurde. Die Trägerfolie wird aus einer Zusammensetzung gebildet, die aus elastomeren und thermoplastischen A-B-A-Blockcopolymeren besteht, und weist eine Bruchdehnung in Längsrichtung von mindestens etwa 200 %, vorzugsweise mindestens etwa 300 %, und einen 50%igen Kautschukmodul von nicht mehr als etwa 2000 lbs. pro Quadratzoll (140,6 kg/cm²) auf. Dieser niedrige Kautschukmodul ist angeblich ein bedeutender Faktor, um eine leichte Streckbarkeit und eine leichte Ablösbarkeit des Bandes bei hohen Dehnungen zu gewährleisten. Die Elastizität des Trägers ist wichtig für seine Anpassungsfähigkeit und andere Zwecke, und die elastische Erholung von einer Streckung von 50 % beträgt vorzugsweise mindestens etwa 75 %, mehr bevorzugt mindestens etwa 90 %. Ein bevorzugter Zweck dieses Bandes ist die sogenannte "schmerzfreie" Bandage. In der DE-OS 33 31 016 A1 wird ein weiteres Haftklebeband für lösbare Verklebungen offenbart, wobei das Band hohe Elastizität und niedrige Plastizität aufweist. Die Klebefestigkeit ist geringer als die Kohäsionsfestigkeit, und das Klebevermögen geht im wesentlichen verloren, wenn die Folie gestreckt wird. Das Verhältnis der Ablösekraft zur Reißfestigkeit des Bandes beträgt etwa 1:2 oder mehr, und die Verklebung kann gelöst werden, indem die Folie in der Richtung der Ebene der Klebeverbindung gezogen wird. Das Band dient als belastungsfester Klebstoff zur Verklebung mit steifen, festen Trägern. Eine Trennung der miteinander verklebten Materialien ist möglich ohne Beschädigung des Trägers.
Diese beiden Bänder sind hochelastisch und schnellen, wenn die Streckkraft weggenommen wird, stark in der gleichen Weise zurück, in der ein Gummiband zurückschnappt, wenn die Streckkraft weggenommen wird. Diese Zurückschnelleigenschaft kann gefährlich sein und erhöht die Kraft, die zur Ableimung dieser Bänder mit kleinen Winkeln erforderlich ist. Schließlich neigen diese hochelastischen Bänder dazu, im wesentlichen wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen, wenn die Streckkraft weggenommen wird, ünd sie eignen sich deshalb nicht dazu, eine Manipulation daran anzuzeigen oder einmaligen Gebrauch für Hygienezwecke zu garantieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein leicht entfernbares, haftendes Klebeband geschaffen, umfassend einen stark dehnbaren, im wesentlichen nicht erholungsfähigen Träger, der auf mindestens einer Hauptfläche eine Haftkleberschicht aufweist, wobei das Band fest mit einem Träger verklebt werden kann und des weiteren von diesem entfernt werden kann, nachdem es nur in einem Winkel von nicht mehr als 35º von der Oberfläche des Trägers weggezogen wurde.
Der Träger besitzt einen Youngschen Elastizitätsmodul von mindestens 2500 psi (175,8 kg/cm²), vorzugsweise mindestens 3000 psi (210,9 kg/cm²), jedoch weniger als 72 500 psi (5097 kg/cm²), vorzugsweise weniger als 50 000 psi (3516 kg/cm²), mehr bevorzugt zwischen 5000 (351,6) und 30 000 psi (2109 kg/cm²). Der Träger besitzt eine hohe Zugfestigkeit, eine Bruchdehnung in Längsrichtung von 150 % bis 1200 % und eine geringe Erholung von weniger als 50 % elastische Erholung nach dem Strecken, vorzugsweise weniger als 30 % elastische Erholung. Die Reißfestigkeit des Trägers muß so hoch sein, daß der Träger nicht reißt, bevor das Band von der Oberfläche weggezogen wird, mit der es verklebt ist.
Die Klebstoffschicht weist ausreichende Scherfestigkeit und Klebhaltekraft für die speziellen Zwecke auf, wobei seine Klebhaltekraft auf einem Substrat vorzugsweise geringer ist als seine Kohäsionskraft, so daß sich die Klebstoffschicht nicht von dem Träger trennt, wenn der Träger gestreckt wird. Die Klebstoffschicht ist vorzugsweise auch stark dehnbar.
Das Band kann fest mit einem Substrat verklebt werden und dann abgezogen werden, indem das Band einfach in eine Richtung bis zu einem Winkel von 35º zu der Oberfläche des Trägers, vorzugsweise bis zu 30º, mehr bevorzugt bis zu 10º, gestreckt wird, ohne daß Spuren von Klebstoffresten auf dem Träger zurückbleiben, und ohne daß die Oberfläche des Substrats erkennbar beschädigt wird.
Mit dieser Erfindung wird des weiteren ein doppelseitig beschichtetes Band geschaffen, umfassend einen Träger, der auf seinen beiden Hauptflächen Klebstoffschichten aufweist. Der Klebstoff von jeder Schicht kann die gleiche oder eine verschiedene chemische Zusammensetzung, die gleichen oder verschiedene Adhäsionseigenschaften, die gleiche oder eine verschiedene Dicke besitzen und in gleicher oder verschiedener Weise aufgebracht oder aufkaschiert sein.
Die Bänder gemaß dieser Erfindung können zu mehreren Zwecken verwendet werden. Die Hauptzwecke des Bandes gemäß dieser Erfindung liegen in den weiten Bereichen der Befestigung und der Verbindung. In beiden diesen Bereichen werden typischerweise zwei koplanare Flächen mittels des Bandes aneinander befestigt, wobei das Band typischerweise auf seinen beiden Hauptflächen einen Klebstoff aufweist. Weitere Zwecke des Bandes gemäß dieser Erfindung liegen in den Bereichen des Etikettierens und des Abdeckens. In beiden diesen Bereichen wird das Band typischerweise auf einer einzigen Fläche befestigt, wobei das Band typischerweise nur auf einer Hauptfläche desselben einen Klebstoff aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIG. 1a ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei der Träger nicht gestreckt ist.
FIG. 1b ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei der Träger gestreckt ist, der Klebstoff jedoch noch auf dem Substrat hält.
FIG. 1c ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei der Träger gestreckt ist und der Klebstoff aufhört, auf dem Träger zu halten.
FIG. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, das Klebstoffschichten auf seinen beiden Hauptflächen und eine klebstofffreie Lasche aufweist.
FIG. 3A ist eine perspektivische Ansicht eines Befestigungshakens, bei dem das Band gemäß der vorliegenden Erfindung als Einrichtung zum Verkleben mit einer vertikalen Fläche dient.
FIG. 3B ist eine Querschnittsansicht des Befestigungshakens von FIG. 3A längs der linie B - B' von FIG. 3A.
FIG. 4 ist eine Vorderansicht eines Gegenstandes, z.B. eines Bildes, eines Kalenders usw., der mittels des Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer vertikalen Fläche verklebt ist.
FIG. 5 ist eine perspektivische Ansicht von zwei Packungen, die mit einem doppelseitig beschichteten Band gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sind.
FIG. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Packung, bei der das Band gemäß der vorliegenden Erfindung als Verschluß verwendet wird.
FIG. 7 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei das Band eine einzige Klebstoffschicht und eine klebstofffreie Lasche aufweist.
FIG. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Blockes von Papierbögen, die mit dem Band gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verklebt sind.
FIG. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Schachtel, deren Deckelklappen mit dem Band gemäß der vorliegenden Erfindung versiegelt sind.
FIG. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Behälters, bei dem das Band gemäß dieser Erfindung als Etikett dient.
FIG. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Giebelbehälters, bei dem das Band gemäß dieser Erfindung als Verschluß dient.
FIG. 12 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zum Messen der Haftfestigkeit bei verschiedenen Winkeln veranschaulicht.
FIG. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ableimungskraft und dem Ablösewinkel des Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In FIG. 1a umfaßt ein Band 10 gemäß dieser Erfindung einen Träger 12, der auf mindestens einer Hauptfläche desselben eine Schicht 14 aus einem Haftkleber aufweist. Wie in FIG. 1a zu sehen ist, ist das Band 10 mit dem Substrat 16 verklebt. Materialien, die sich für den Träger des Bandes gemäß dieser Erfindung eignen, sind stark dehnbare polymere Folienmaterialien mit (1) einer hohen Zugfestigkeit; (2) einer Bruchdehnung in Längsrichtung von 150 bis 1200 %, vorzugsweise von 150 bis 700 %, mehr bevorzugt von 350 bis 700 %; (3) einer starken Inelastizität, d.h. mit weniger als 50 % elastischer Erholung nach dem Strecken, vorzugsweise mit weniger als 30 % elastischer Erholung, mehr bevorzugt mit weniger als 20 % elastischer Erholung; und (4) einem Youngschen Elastizitätsmodul von mindestens 2500 psi (175 kg/cm²), vorzugsweise von mindestens 3000 psi (210,9 kg/cm²), jedoch von weniger als 72 500 psi (5097 kg/cm²), vorzugsweise von weniger als 50 000 psi (3516 kg/cm²), mehr bevorzugt zwischen 5000 (351.6) und 30 000 psi (2109 kg/cm²). Ist der Youngsche Elastizitätsmodul zu hoch, ist es sehr schwierig, das Band so sehr zu strecken, daß es sich beim Strecken sauber ablöst. Ist der Youngsche Elastizitätsmodul zu niedrig, verliert das Band seinen plastischen Charakter und wird gummiartig. Die Reißfestigkeit des Trägers muß so hoch sein, daß der Träger nicht zerreißt, bevor das Band von der Oberfläche weggezogen wird, mit der es verklebt ist. Die Reißfestigkeit des Trägers beträgt vorzugsweise mindestens 4300 psi (302,3 kg/cm²), mehr bevorzugt mindestens 5300 psi (372,6 kg/cm²) und am meisten bevorzugt mindestens 6300 psi (443,0 kg/cm²).
Repräsentative Beispiele für Materialien, die sich für den Träger des Bandes gemäß dieser Erfindung eignen, sind Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, beispielsweise Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte und lineares Polyethylen niedrigster Dichte, Polypropylen und Polybutylene; Vinylcopolymere wie zum Beispiel Polyvinylchloride, sowohl plastifiziert als auch unplastifiziert, und Polyvinylacetate; olefine Copolymere wie zum Beispiel Ethylen/Methacrylat-Copolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymere und Ethylen/Propylen-Copolymere; Acrylpolymere und -copolymere; und Kombinationen derselben. Gemische oder Mischungen aus irgendwelchen plastischen oder aus plastischen und elastomeren Materialien wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylen, Polyurethan und Polyolefin, Polyurethan und Polycarbonat, Polyurethan und Polyester, können ebenfalls verwendet werden. Träger können die Form von einschichtigen oder mehrschichtigen Folien, Faservliesfolien; porösen Folien, schaumstoffartigen Folien und von Kombinationen derselben aufweisen. Träger können auch aus gefüllten Materialien hergestellt werden, wie zum Beispiel aus gefüllten Folien, z.B. aus mit Calciumcarbonat gefüllten Polyolefinen. Träger werden vorzugsweise ausgewählt aus Polyethylen- und Polypropylenfolien, wobei die am meisten bevorzugten Materialien Folien aus linearern Polyethylen niedriger Dichte bzw. niedrigster Dichte sind.
Träger können mit jedem bekannten Verfahren zur Folienherstellung hergestellt werden, wie zum Beispiel durch Extrusion, Koextrusion, Gießen aus Lösungsmittel, Aufschäumen und Faservliestechnologie und dergleichen. Der Träger kann eine beliebige Dicke aufweisen, solange er so viel Stabilität besitzt, daß er bearbeitbar und handhabbar ist, wobei die Dikken vorzugsweise im Bereich von etwa 10 Mikrometern bis 250 Mikrometern liegen. Träger mit Dicken von weniger als etwa 10 Mikrometern werden für aggressive Klebstoffe nicht bevorzugt. Träger mit Dicken von mehr als etwa 250 Mikrometern benötigen oft Streckkräfte zum Ablösen, die höher sind als erwünscht, und dadurch wird das Ablösen schwieriger. In dem bevorzugten Bereich wird das Ablösen von dünneren Trägern oft leichter als von dickeren.
Der Klebstoff der Klebeschicht kann jeden beliebigen Haftkleber umfassen, wobei die speziellen Klebeeigenschaften von der Verwendungsart des Bandes abhängen, wobei die bevorzugten Klebeeigenschaften im allgemeinen im Bereich von 13 N/dm bis 200 N/dm, vorzugsweise von 25 N/dm bis 100 N/dm bei einem Ablösungswinkel von 180º liegen, gemessen gemäß PSTC-1 und PSTC-3 und ASTM D 903-83 bei einer Ablösungsgeschwindigkeit von 12,7 cm/min. Bei Klebstoffen mit höheren Haftfestigkeitsgraden sind gewöhnlich Träger mit höherer Zugfestigkeit erforderlich.
Zu Haftklebern, die sich für diese Erfindung eignen, zählen klebrig gemachte Kautschukklebstoffe wie Naturkautschuk, Olefine, Silicone, Polyisopren, Polybutadien, Polyurethane, Blockcopolymere aus Styrol-Isopren-Styrol und Styrol- Butadien-Styrol sowie andere Elastomere; und klebrig gemachte oder nicht klebrig gemachte Acrylklebstoffe wie zum Beispiel Copolymere von Isooctylacrylat und Acrylsäure, die durch Bestrahlungs-, Lösungs-, Suspensions- oder Emulsionsverfahren polymerisiert werden können. Vernetzte Klebstoffe werden bevorzugt, insbesondere jene Haftkleber, die so vernetzt sind, daß sie hohe Scherfestigkeiten erbringen. Die am meisten bevorzugten Klebstoffe sind diejenigen, die durch Bestrahlung mit oder ohne chemisches Vernetzungsmittel vernetzt werden. Solche Klebstoffe, die hohe Scherfestigkeit aufweisen, erzeugen eine niedrige Ableimungskraft und lassen sich durch Strecken leicht entfernen.
Die Dicke der Klebstoffschicht kann im Bereich von 25 Mikrometern bis 1000 Mikrometern, vorzugsweise von 50 Mikrometern bis 400 Mikrometern liegen. In diesem bevorzugten Dickenbereich bewirken oft die dickeren Schichten, daß sich die Bänder leichter entfernen lassen als bei dünneren Schichten. Das steht im Gegensatz zu herkömmlichen Ablösungsverfahren, wie zum Beispiel dem Entfernen durch Wegziehen bei Ablösungswinkeln von 90º oder mehr. Im allgemeinen bewirken dickere Klebstoffschichten oft, daß die Bänder eine höhere Haftfestigkeit bei einem Ablösungswinkel von 180º aufweisen als bei dünneren Schichten. Wenn die Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung abgelöst werden, indem sie in einem kleinen Winkel gestreckt werden, d.h. von weniger als 35º, wird der Klebstoff bei einem einseitig beschichteten Klebeband oft von dem Träger und dem Substrat und bei einem zweiseitig beschichteten Klebeband von zwei Substraten gespannt und wird gezwungen, sich sehr stark zu dehnen. Unter diesen Bedingungen zieht sich die Klebstoffschicht (oder jede Klebstoffschicht) zusammen, wodurch sich ihre Querschnittsfläche vermindert. Da die Querschnittsfläche, d.h. die Dicke mal die Breite, einer dünneren Klebstoffschicht schon kleiner ist als diejenige einer dickeren Klebstoffschicht, ist die Spannung, d.h. die Kraft pro Flächeneinheit, in der dünneren Klebstoffschicht größer als in der dickeren Klebstoffschicht. Das führt in der Praxis zu einem Steifwerden des Klebstoffs. Da steifere Schichten der Verformung einen besseren Widerstand bieten, ist die zur Ableimung erforderliche Kraft größer.
Das Band gemäß dieser Erfindung kann mit jedem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Haftklebebändern hergestellt werden. Der Klebstoff kann entweder direkt auf den Träger aufgebracht werden oder kann als separate Schicht ausgebildet und dann später auf den Träger aufkaschiert werden. In einigen Fällen kann der Träger, um die Verklebung der Klebstoffschicht mit dem Träger zu verbessern, vor dem Aufbringen oder dem Aufkaschieren in einer oder in mehreren der folgenden Arten vorbehandelt werden: durch Koronaentladung, Plasmaentladung, Flammenbehandlung, Elektronenstrahlbestrahlung, UV- Bestrahlung, Säurebeizen oder chemische Grundierbeschichtung. Diese Vorbehandlungsgänge können mit oder ohne reaktionsfähige chemische Haftvermittler wie zum Beispiel Hydroxyethylacrylat oder Hydroxyethylmethacrylat, oder mit anderen reaktionsfähigen Arten mit niedrigem Molekulargewicht ausgeführt werden. Vorbehandlung durch Koronaentladung wird im allgemeinen bevorzugt, wenn ein Träger aus Polymerfolie verwendet wird.
Das Band kann von der Oberfläche eines Substrats dadurch entfernt werden, daß das Band einfach in einer Richtung unter einem Winkel bis etwa 35º zur Oberfläche gestreckt wird. Wird es in dem geeigneten Winkel abgelöst, führt dies dazu, daß keine wesentlichen Klebstoffreste zurückbleiben, und daß die Oberfläche des Substrats nicht beschädigt wird.
Eine schematische Darstellung der Ableimung oder des Ablösens durch Strecken ist in den FIG. 1a, 1b und 1c dargestellt. FIG. 1a zeigt ein einseitig beschichtetes Band gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Träger, der eine Haftkleberschicht aufweist, wobei die Schicht das Band mit einem Substrat verklebt. Die Kraft F wird in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Trägers aufgebracht. Der Anfangswiderstand gegen die Scherspannung dieser Art ist hoch. Wird ausreichend Kraft aufgebracht, um diesen Widerstand zu überwinden, beginnt sich der Träger zu verformen. In FIG. 1b gibt der Träger nach, während sich der Klebstoff dehnt und orientiert, und erfährt dadurch eine Dehnungsversteifung auf Grund der verminderten Querschnittsfläche. Dieser Versteifungseffekt bewirkt dann, daß sich die Spannung auf die Grenzfläche-überträgt, und daß eine Ableimung erfolgt, wie FIG. 1c zeigt, wobei im wesentlichen keine triaxiale Spannung und keine Filamentierung in der Klebstoffschicht erfolgen.
Eine Ableimung eines stark gestreckten Klebebandes gemäß dieser Erfindung bei kleinen Winkeln ist gekennzeichnet durch eine "scharfe" Art der Rißausbreitung. Wie beim Zerbrechen von glasartigen Materialien führt ein scharfer Riß zu einer hohen Konzentration von Spannungen an der Vorderseite des Risses, wo sich eine geringe Menge an klebendem Material befindet (in dem Spannungen zerstreut werden können). Hohe Konzentration von Spannungen an der Vorderseite eines Risses führt zu der Erscheinung, die als "Sprödspaltungsversagen" des Klebstoffs bezeichnet wird. Ein solches Versagen tritt (auf Grund der geringen in dem klebenden Material abgeleiteten Energiemenge) typischerweise mit geringer Kraft auf und ist rein grenzschichtgebunden.
Dagegen streckt sich der Träger bei größeren Ablösungswinkeln nicht, d.h. bei Winkeln von mehr als 35º und der Klebstoff erfährt, wie festzustellen ist, eine Filamentierung und zerbricht kohäsiv. Wie beim Zerbrechen von glasartigen Materialien bilden sich vor der Ausbreitung eines "stumpfen" Risses Haarrisse. Bei diesem Modell dient die festgestellte Filamentierung des Klebstoffs bei größeren Winkeln hauptsächlich als Energieableitungsmechanismus analog zu haarfeinen Fibrillen, die in glasartigen Materialien anzutreffen sind. Je größer die Energieableitung ist, desto größer ist die Ablösungsfestigkeit, und desto höher ist die zum Ablösen des Bandes erforderliche Kraft. An der Energieableitung ist ein größeres Materialvolumen beteiligt, und die Spannung ist weniger konzentriert, wie oben festgestellt wurde. Die Klebstoff- Filamente zerbrechen kohäsiv und hinterlassen dadurch Klebstoffreste auf der Oberfläche oder rufen Schäden auf der Oberfläche hervor.
Das Band gemäß dieser Erfindung kann zu verschiedenen Zwecken eingesetzt werden, zu denen die folgenden Bereiche gehören:
(1) zum Befestigen, wie zum Beispiel von Wandbehängen, Karosserieseitenformteilen an Fahrzeugen, Tragegriffen, zum Anbringen von Schildern, z.B. von Straßenhinweisschildern, Fahrzeugkennzeichen, Transportkennzeichen und reflektierenden Folien usw.;
(2) zum Verbinden, zum Beispiel zum Zusammenkleben von zwei oder mehr Behältern, z.B. Schachteln, zwecks späterer Trennung, usw.;
(3) zum Verschließen, zum Beispiel von Behälterverschlüssen, Schachtelverschlüssen, Verschlüssen für Lebensmittel- und Getränkebehälter, Windelverschlüssen, Verschlüssen an chirurgischen Abdecktüchern, usw.;
(4) für ablösbare Etiketten, wie zum Beispiel Preisschilder oder Kennzeichnungsschilder an Behältern usw; und
(5) für medizinische Zwecke, zum Beispiel für Bandagen usw.
Die spezielle Konstruktion des Bandes, z.B. die Art des Trägers, die Art von Klebstoffzusammensetzungen und die Anordnung von Träger und Klebstoffschichten zueinander, muß oft für jeden Einsatzbereich verschieden sein. Bandkonstruktionen umfassen einseitig beschichtete Bänder und doppelseitig beschichtete Bänder. Ein einseitig beschichtetes Band ist eines, das auf einer Hauptfläche des Trägers eine Klebstoffschicht aufweist. Das Band in FIG. 1a ist ein einseitig beschichtetes Band, wie das Band in FIG. 7. Das Band 20 in FIG. 7 umfaßt einen Träger 22, der auf einer Hauptfläche desselben eine Klebstoffschicht 24 aufweist. Die Klebstoffschicht 24 ist mit einer wegziehbaren, ablösbaren Deckschicht 26 verklebt. Ein Abschnitt der Klebstoffschicht 24 ist mit einer klebstofffreien Zuglasche 28 bedeckt, die dazu dient, das Band 20 zwecks leichten Wegziehens von Substraten zu ergreifen, mit denen es anschließend verklebt wird. Ein doppelseitig beschichtetes Band ist eines, das auf beiden Hauptflächen des Trägers eine Klebstoffschicht aufweist. Das Band in FIG. 2 ist ein doppelseitig beschichtetes Band. Das Band 30 in FIG. 2 umfaßt einen Träger 32, der auf beiden Hauptflächen desselben Klebstoffschichten 34, 36 aufweist. Die Klebstoffschicht 34 ist mit einer ersten wegziehbaren, ablösbaren Deckschicht 38 verklebt, und die Klebstoffschicht 36 ist mit einer zweiten wegziehbaren, ablösbaren Deckschicht 40 verklebt. Ein Abschnitt der Klebstoffschichten 34 und 36 ist mit einer klebstofffreien Zuglasche 42 bedeckt, die dazu dient, das Band 30 zwecks leichten Wegziehens von Substraten zu ergreifen, mit denen es anschließend verklebt wird. Die Materialien für die Träger und für die Klebstoffschichten der Bänder 20 und 30 können die gleichen wie die oben für das Band 10 beschriebenen sein. Die klebstofffreien Zuglaschen können aus polymeren Materialien oder Papiermaterialien bestehen, vorzugsweise aus den gleichen Materialien, die sich zur Herstellung der Träger eignen. Sie können auch dadurch konstruiert werden, daß ein Ende des Bandes ohne Klebstoffschicht belassen wird.
Vorzugsweise wird der Träger vor dem Aufbringen des Klebstoffs durch Koronaentladung behandelt, wenn der Träger eine Polymerfolie ist. Konstruktionen mit mehreren Trägern können ebenfalls eingesetzt werden. Zum Beispiel kann das Band gemäß dieser Erfindung mehrere getrennte Schichten aufweisen und mit Faservliesen, Schaumpolymeren oder übereinanderliegenden oder einander abwechselnden Schichten aus elastischen und plastischen Materialien hergestellt werden, solange die Gesamtkonstruktion eine gute Dehnbarkeit und eine geringe elastische Erholung aufweist, z.B. von weniger als 50 %. Bänder mit mehreren Trägern gemäß dieser Erfindung können zwei oder mehr Träger aufweisen, wobei die Träger durch Klebstoffe, z.B. Haftkleber, oder durch Kaschieren miteinander verklebt werden können.
Wie oben angegeben, bilden sich die Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung auf Grund der im wesentlichen plastischen Beschaffenheit der Träger nach deren Strecken nicht zu ihrer ursprünglichen Form oder Größe zurück und können folglich auch als Manipulationen anzeigende Bänder verwendet werden.
FIG. 3A und FIG. 3B zeigen eine Ausführungsform eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Befestigungszweck. In den meisten Haushalten werden gewöhnlich Haken verwendet, um Bilder, Handtücher, Kleidungsstücke, Küchengeräte, Werkzeuge, Pflanzen und andere Gegenstände aufzuhängen. Für herkömmliche Haken müssen oft Löcher in Schränke, Decken, Wände oder Balken gebohrt werden, wenn Nägel, Schrauben, Stifte, Bolzen oder andere mechanische Vorrichtungen benutzt werden, um die Haken auf diesen Unterlagen zu befestigen. Löcher sind kein Problem, wenn sie durch ein Bild verdeckt sind, nach dem Abnehmen des Bildes müssen die Löcher jedoch ausgefüllt werden. Bilderhaken, die mit Hilfe von herkömmlichen Klebebändem angeklebt sind, lassen sich nur schwer, wenn nicht unmöglich, ohne Kratzer oder andere Beschädigungen an der Oberfläche der Wand wieder entfernen. Als Befestigungshaken, die Bilder, Wandbehänge und andere Dekorationen festhalten, können abnehmbare Bilderhaken mit Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Werden Bänder gemgß der vorliegenden Erfindung zur Befestigung verwendet, können diese Haken fest an Ort und Stelle gehalten werden, solange sie gebraucht werden, und können bei Bedarf entfernt werden, ohne die Oberfläche der Unterlage zu beschädigen. Wie in FIG. 3A und FIG. 3B zu sehen ist, umfaßt die Befestigungsanordnung 50 einen Hakenabschnitt 52 und eine Halterung 54 dafür, wobei die Halterung mit Hilfe von einer der Haftkleberschichten 58, 60, die sich auf dem Träger 62 befinden, mit einem doppelseitig beschichteten Band 56 verklebt ist. Bei Bedarf kann auch eine Zuglasche 64 vorgesehen werden, damit das Band 56 ergriffen werden kann, um das Ablösen des Bandes 56 von der Wand 66 zu erleichtern. Die Zuglasche 64 kann mit jedem bekannten Verfahren zur Herstellung eines nichtklebenden Greifbereiches ausgebildet werden, zum Beispiel durch Aufbringen eines nichtklebenden Materials auf den Klebstoff, um diesen nichtklebrig zu machen. Die Zuglasche 64 kann freiliegend belassen werden, oder der Haken kann so konstruiert werden, daß die Zuglasche 64 durch die Halterung 54 verdeckt ist.
Die Klebstoffschicht 60 ist in der Lage, fest an Flächen aus Holz, Metall, Glas und Keramik zu kleben. Damit die Befestigungsanordnung 50 benutzt werden kann, wird eine schützende Deckschicht (nicht dargestellt) abgezogen, um die Klebstoffschicht 60 freizulegen, und dann wird die Befestigungsanordnung 50 an der gewünschten Stelle an die Wand 66 gepreßt. Um die Befestigungsanordnung 50 zu entfernen, kann an der Zuglasche 64 oben an der Befestigungsanordnung 50 in einer Richtung parallel zu der Wand 66 gezogen werden. Wenn sich das Band 56 streckt, löst es langsam die Befestigungsanordnung 50 von der Wand. Jeder Haken kann so konstruiert werden, daß er Belastungen aushält, sogar von mehr als 15 pounds pro linearem Zoll, und dennoch entfernt werden kann, ohne auf der Oberfläche der Wand Rückstände zu hinterlassen.
Zu weiteren Befestigungszwecken für das Band gemäß dieser Erfindung gehört die Verwendung des Bandes als solches ohne einen Haken aufweisende Befestigungsanordnung, wie in FIG. 4 zu sehen ist. Mit dem Band gemäß dieser Erfindung wird die Haltekraft von gegenwartig erhältlichen, von einem Klebstoff getragenen dauerhaften Befestigungsbändern und ausgestanzten Quadraten zusammen mit dem Merkmal der sauberen Ablösbarkeit geschaffen. Das Band als solches kann auch zum Befestigen von Gegenständen verwendet werden, z.B. von Seitenformteilen und von Fächern an Karosserien. Das Band kann auch dazu dienen, leichtere Gegenstände zu befestigen, z.B. Kalender, Poster und Schilder. In FIG. 4 ist zu sehen, wie mit einem Band 70 gemäß dieser Erfindung ein Bilderrahmen 72 an eine Wand 74 geklebt wird.
Ein weiterer Verwendungszweck für Bänder gemäß dieser Erfindung sind abnehmbare grafische Darstellungen. Für Grafikfolien einschließlich von reflektierenden Folien, die gegenwärtig verwendet werden, werden aggressive Haftkleber verwendet, die eine lange Klebebeständigkeit gewährleisten; jedoch sind diese nur schwer von der Oberfläche eines Substrats zu entfernen. Bei gegenwärtig angewandten Verfahren zum Ablösen von Folien wird mit Wärme (von einer Heizpistole, Heizlampe oder heißem Wasser) oder mit organischen Lösungsmitteln oder beidem gearbeitet. Beim Ablösen durch Wärme können dennoch Klebstoffablagerungen auf dem Substrat zurückbleiben, die mit organischen Lösungsmitteln entfernt werden müssen. Durch Lösungsmittel und durch Abziehen kann die Oberfläche beschädigt werden, weil sich Anstriche oder andere Oberflächenschichten lösen. Bei Lösungsmitteln sind Vorsorgemaßnamen zur ordentlichen Entlüftung, zu Brandschutz, Lagerung und Entsorgung geboten. Bei manchen dieser Verfahren sind Temperaturen über einer Mindesttemperatur oder mit einem festgelegten Temperaturbereich erforderlich. Mit dem Band gemäß dieser Erfindung können aggressive Klebstoffe eingesetzt werden, wird jedoch auch eine viel einfachere und leichtere Ablösungseinrichtung geschaffen. Die Grafikfolie läßt sich von einem Substrat entfernen, indem die dehnbare Schicht im wesentlichen in der Ebene des Substrats gestreckt wird. Diese Art des Ablösens ist sauber und trocken und schließt dadurch Umwelt-, Gesundheits-, Aufbewahrungs- und Entsorgungsprobleme aus, die bei organischen Lösungsmitteln auftreten. Außerdem hinterlassen die Bänder meist keine Klebstoffreste auf dem Substrat und beschädigen das Substrat nicht, d.h. sie lösen keinen Anstrich ab. Auf Grund dieser Eigenschaften entstehen für den Benutzer sowohl Kosten- als auch Zeiteinsparungen.
FIG. 5 verauschaulicht einen Verbindungszweck, bei dem zum Beispiel zwei oder mehr Behälter 80 und 82, z.B. Schachteln, zwecks späterer Trennung fest zusammengehalten werden. Für diesen Zweck wird das doppelseitig beschichtete Haftklebeband 84 mit einer Zuglasche 86 zum Anfassen bevorzugt. Ist eine Trennung erwünscht, wird einfach an der Zuglasche 86 gezogen, um das Band 84 zu strecken. Dieses System ist besser als herkömmliche Verbindungssysteme, bei denen ein doppelseitig beschichtetes Band, eine Klebstoffschicht oder Leim benutzt werden und das Trennen von Schichten, die durch einen aggressiven Klebstoff verbunden sind, die Packung im allgemeinen unansehnlich macht.
FIG. 6 zeigt einen leicht zu öffnenden Behälter 90 mit dem Band 92 gemäß dieser Erfindung. Manchmal sind Behälter mit herkömmlichen Verschlüssen, z.B. mit Wärmesiegeln, Klebstoffen und Lochpappe oder Lochkarton, schwer zu öffnen, insbesondere wenn kein Schneidwerkzeug vorhanden ist. Durch das Öffnen wird der Behälter, der in vielen Fällen oft als Spender benutzt werden soll, oft beschädigt. Das Band gemäß dieser Erfindung kann eine ausreichende Festigkeit für den Verschluß herstellen und auch als Einrichtung dienen, die Manipulationen anzeigt.
Als Zusammenhaltevorrichtungen für Papier, Folie und dergleichen werden gewöhnlich Büroklammern und Heftklammern benutzt. Büroklammern halten flache Gegenstände, z.B. Papierbögen, am Rand zusammen und sind darauf beschränkt, nur wenige Bogen zusammenzuhalten. Büroklammern können Papier beschädigen, da sie sich sowohl in die Bögen "einprägen" als auch die Oberfläche der Bögen dort verbiegen, wo die Klammern befestigt sind.Werden Heftklammern benutzt, um Papierbogen aneinanderzuklammern, bilden sie kleine Löcher in den Bögen. Außerdem können einzelne Bögen stark beschädigt werden, wenn sie aus der Gruppe der aneinandergeklammerten Bögen herausgerissen werden. Heftklammern lassen sich auch schwer herausziehen, sind scharf und wirken folglich verletzend, und bilden Abfälle, insbesondere in der Nähe von Kopiermaschinen. Die Klebebänder gemäß dieser Erfindung können als Ersatz für Büroklammern und Heftklammern verwendet werden. Diese Bänder können fest an Papierbögen befestigt und dennoch leicht und sauber abgelöst werden, wenn die Bänder gestreckt werden. Zu diesem Zweck können einseitig und doppelseitig beschichtete Bänder verwendet werden.
Das Band gemäß dieser Erfindung kann als Befestigungsvorrichtung für zwei oder mehr Artikel wie Bögen, z.B. aus Papier oder Folie, verwendet werden. Mit einem Band der in FIG. 2 dargestellten Art gemäß dieser Erfindung können zwei Bögen aneinander befestigt werden, d.h. mit einem Band mit einem Träger, der auf beiden Hauptflächen mit einem aggressiven Haftkleber beschichtet ist. Nach dem Ablösen des Bandes ist der Schaden an den Bogen minimal, und auf ihnen verbleiben wenig Klebstoffreste. Mit einem Band 100 gemäß der Erfindung können mehr als zwei Bögen aneinander befestigt werden, wie in FIG. 8 zu sehen ist. Das Band 100 kann mit der Rückseite 102, den Seiten 104 und der Vorderseite 106 eines Blocks 108 von Bögen in Längsrichtung verklebt werden, so daß eine lösbare Randbindung entsteht. Wenn das Band 100 in der Richtung des Pfeils gezogen wird, läßt es sich sauber von den Oberflächen entfernen, mit denen es verklebt war.
Schachteln dienen gewöhnlich zum Aufbewahren und Transport einer Vielzahl von Gegenständen. Solche Schachteln werden gewöhnlich fest verschlossen, um Fremdkörper fernzuhalten und Aufschlagkräfte während des Transports zu minimieren. Gleichzeitig muß der Zugang in die Schachteln zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Teil des Inhalts oder der gesamte Inhalt herausgenommen werden soll, relativ einfach sein. Leicht zu öffnende Schachtelverschlüsse, die in FIG. 9 zu sehen sind, lassen sich aus Klebebändern gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen. Diese Verschlüsse können dazu dienen, eine Schachtel fest zu verschließen, und lassen sich dennoch leicht entfernen, um die Schachtel durch festes Ziehen an einer Zuglasche zu öffnen. Wenn an der Lasche gezogen wird, wird der Klebstoff von der Oberfläche der Schachtel abgelöst, und die Schachtel kann geöffnet werden, ohne daß die Oberfläche derselben beschädigt wird. Ist ein Wiederverschließen erwünscht, können die Deckelklappen wieder umgelegt und mit einem anderen Verschlußband verklebt werden. In FIG. 9 dient ein doppelseitig beschichtetes Band 110 mit einer Zuglasche 112 zum Anfassen dazu, zwei Deckelklappen 114, 116 an einer Schachtel 118 zu verbinden, um dieselbe zu verschließen. Ein Band zum Verschließen von Schachteln kann eine Klebstoffschicht nur auf einer Fläche des Trägers aufweisen und auf die Außenseite der Schachtel aufgebracht werden, um diese zu verschließen.
Mit Klebstoff beschichtete Etiketten werden in weitem Maße benutzt, um Artikel zur Kennzeichnung, Preisbeschriftung und dergleichen zu etikettieren. Sollen Haushaltartikel, wie zum Beispiel Behälter zum Aufbewahren von Lebensmitteln, und Tonbänder zwecks Kennzeichnung etikettiert werden, sollten die Etiketten gut auf der Oberfläche eines Sübstrats haften, so daß der Artikel gekennzeichnet werden kann, und sollten sich zu einem späteren Zeitpunkt, wenn eine Neuetikettierung erfolgen soll, leicht ablösen lassen. Viele Haushaltetiketten, die hinreichende Haftfestigkeit besitzen, lassen sich nur schwer ablösen und hinterlassen Klebstoffreste auf der Oberfläche, auf der sie aufgeklebt waren. Etiketten, die sich leicht entfernen lassen, besitzen oft keine hinreichende Haftfestigkeit, lösen sich beim Gebrauch ab und lassen den Artikel nicht erkennen.
Zur Herstellung eines Etiketts oder einer Abdeckung kann ein einseitig beschichtetes Band verwendet werden. Das Band kann entfernt werden, wenn es unter einem Winkel Von weniger als 35º zu der Oberfläche des Substrats weggezogen wird, mit der es verklebt ist. Etiketten, die aus Bändern gemaß der vorliegenden Erfindung gefertigt sind, weisen eine große Haftfestigkeit auf und lassen sich bei Gebrauch an Ort und Stelle fest an Ort und Stelle halten, und lassen sich dennoch leicht ablösen, ohne Klebstoffreste zu hinterlassen oder die Oberflächen zu beschädigen, mit denen sie verklebt sind, wie FIG. 10 zeigt. Das Etikett 120 läßt sich von dem Behälter 122 entfernen, wenn es in einer Richtung im wesentlichen tangential zu der Oberfläche gezogen wird, mit der es verklebt ist. Das Etikett 120 besitzt vorzugsweise eine Zuglasche 124, mit deren Hilfe das Band leicht ergriffen und entfernt werden kann. Kontrollabschnitte, Preisschilder, Reklamezettel und dergleichen können ebenfalls aus Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung eignen sich insbesondere zum Zwecke der Anzeige von Manipulationen, da sie sich nach dem Strecken nicht wieder zu ihren ursprünglichen Formen zurückbilden. Manipulationen anzeigende Bänder gemäß dieser Erfindung können an Verschlüssen für über frei verkäufliche Medikamente, an Verschlüssen für Lebensmittel- und Getränkebehälter, z.B. Reißlaschen an Saftdosen, für leicht zu öffnende Sicherheitsumschläge, Preisschilder oder UPC-Strichcodeetiketten verwendet werden.
FIG. 11 zeigt, wie ein Band 130 gemäß dieser Erfindung dazu dienen kann, einen Behälter 132 zu verschließen, der ein giebelförmiges Oberteil besitzt.
Weitere Verwendungszwecke für die Bänder gemäß dieser Erfindung sind Schleifmittel, Rutschfestmachung und Verabreichungen mit kontrollierter Abgabe. Bei Verwendung für Schleifmittel kann ein beschichteter Schleifkörper mit Hilfe des Bandes gemäß dieser Erfindung auf einer rotierenden Sandstrahlvorrichtung angebracht werden. Diese Scheibe würde festgehalten, ließe sich jedoch leicht abnehmen. Das Band kann auch dazu dienen, einen abnehmbaren, rutschfesten Artikel, z.B. Applikationen oder Streifen, an Treppen, Laderampen, Bootsdecks und Badewannen festzukleben. Wiederum wird durch das Band eine sehr gute Haltekraft und leichte Abnehmbarkeit sichergestellt. Auf Grund der leichten Abnehmbarkeit können obige gereinigt und neu gestrichen werden. Zu Zwecken des Verabreichens mit kontrollierter Abgabe gehören Antifäulnisfolien, schädlingsabhaltende Streifen und die Verabreichung von transdermalen Medikamenten. Beim Verabreichen von Stoffen mit kontrollierter Abgabe ermöglicht das Band, daß das Verabreichungs-Substrat mit starker Haltekraft befestigt wird, läßt dieses zum Auswechseln jedoch auch leicht ablösen, wenn die Verabreichung dieser Dosis abgeschlossen ist, oder wenn der verfügbare aktive Wirkstoff aufgebraucht ist. Eine Antifäulnisfolie, die eine Dosis Kupfersulfid abgibt, kann fast in der gleichen Weise abgelöst werden, in der eine Grafikfolie abgelöst würde.
Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulichen weiter das Band gemäß der Erfindung sowie mehrere Anwendungszwecke dafür.

Testverfahren

1. 90º-Haftfestigkeit

Es wird ein 25 mal 152 mm messender Streifen einer Probe von dem Band mit der Klebstoffseite nach unten auf eine Testplatte aus nichtrostendem Stahl aufgebracht (AISI 302 oder AISI 304). Die Bandprobe wird zweimal mit einer Walze von 4,5 kg überrollt, um sie fest mit der Testplatte zu verkleben. Dann wird ein freies Ende der Bandprobe über eine Länge von etwa 25 mm von Hand abgelöst und in einer Zugfestigkeitstestmaschine in die Klauen des Zugkopfes derselben (d.h. in die oberen) eingespannt. Die Testplatte wird an einer fahrbaren Laufkatze festgehalten, um während des gesamten Testablaufs den Ablösungswinkel konstant auf 90º zu halten. Das Probeband wird mit einer Geschwindigkeit von 305 mm/min weggezogen, wobei die Ablösungswerte für die ersten 25 mm beiseitegelegt werden. Es wird die auf der verbleibenden Ablöselänge gemessene durchschnittliche Ablösungskraft registriert.

2. 180º-Haftfestigkeit

Die zu testende Probe besteht aus einem Träger, auf den ein Haftkleber aufkaschiert oder aufgebracht ist. Als Substrat, von dem die Probe abgelöst wird, dient eine Testplatte aus nichtrostendem Stahl (AISI 302 oder AISI 304) von mindestens 50 mm mal 150 mm. Die letzten 25 mm der Länge der Platte werden mit Abdeckband bedeckt. Mit Hilfe des Haftklebers werden Streifen von Bandproben von 25 mm mal 150 mm mit einer Hauptfläche der Testplatte aus nichtrostendem Stahl verklebt, so daß das Ende der Probe über dem Abdeckband liegt. Die Bandprobe wird zweimal mit einer Walze von 4,5 kg überrollt, um sie fest mit der Testplatte zu verkleben. Die Hauptfläche der Testplatte, auf der die Bandprobe nicht aufliegt, wird mit Hilfe eines doppelseitig beschichteten Bandes auf die Oberfläche eines Rutsch- und Ablösungstestgerätes des Modells 3M90 von Instrumentors Inc. aufgeklebt. Ein Ende des Probebandes wird von Hand von dem Abdeckband abgelöst und mit einer Geschwindigkeit von 305 mm/min auf einer Länge von 127 mm unter einem Ablösungswinkel von 180º weggezogen. Die Ablösungswerte der ersten 25 mm werden beiseitegelegt. Es wird die auf der verbleibenden Ablösungslänge gemessene durchschnittliche Ablösungskraft registriert

3. Haftfestigkeit unter anderen Winkeln

In FIG. 12 ist eine schematische Darstellung eines Gerätes 140 zum Testen der Haftfestigkeit zu sehen. Es werden zwei Testplatten 142, 144 aus nichtrostendem Stahl (AISI 302 oder AISI 304) in einem Abstand von 50 mm voneinander Ende an Ende angeordnet. Auf die Testplatten 142 und 144 wird ein einzelner Streifen des Bandes 146 von der Probe mit Abmessungen von 25 mm mal 254 mm aufgeklebt, wobei der Zwischenraum von 50 mm zwischen diesen überdeckt wird. Das Band 146 wird zweimal mit einer Walze von 4,5 kg überrollt, um es fest mit den Testplatten 142 und 144 zu verkleben. Die Testplatten 142 und 144 werden mit Hilfe von schwenkbaren Klauen 148 und 150 so in ein Zugfestigkeitstestgerät eingespannt, daß ihre Oberflächen symmetrisch geneigte Ebenen mit dem bei dem Test gewünschten Ablösungswinkel bilden. Auf diese Weise kann ein durchgehender Bereich von Ablösungswinkeln von 0º bis 180º ausgewertet werden. Die Bandprobe 146 wird so befestigt, daß der Ablösungsvorgang hauptsächlich innerhalb der Mittellinie des Gerätes 140 erfolgt. Das Band 146 wird gleichzeitig von beiden Testplatten 142 und 144 aus Stahl weggezogen, indem der Zugkopf (nicht dargestellt) mit einer Geschwindigkeit von 305 mm/min bewegt wird. Es wird die im Laufe der Ablösung gemessene durchschnittliche Ablösungskraft registriert.

4. Streckkraft und Ablösungskraft

Es wird eine doppelseitig beschichtete Bandprobe zwischen zwei Streifen von eloxiertem Aluminium gebracht (25 mm mal 50 mm mal 0,125 mm), wobei eine klebstofffreie Zuglasche von 25 mm belassen wird, die aus einem Ende der Anordnung herausragt. Die Anordnung wird zweimal mit einer Walze von 4,5 kg überrollt, um die Probe fest mit den Aluminiumscheiben zu verkleben. Die Anordnung wird so in einer Zugfestigkeitstestmaschine befestigt, daß die Aluminiumstreifen auf beiden Seiten der Probe in den unteren (festen) Klauen erfaßt werden, und die klebstofffreie Zuglasche wird in die oberen (Zugkopf- ) Klauen eingespannt. Die Klauen werden mit einer Geschwindigkeit von 305 mm/min auseinandergezogen, und es wird die durchschnittliche Kraft registriert, die zur Ableimung durch Strecken erforderlich ist.

5. Scherhaltekraft

Es wird eine zweiseitig beschichtete Bandprobe mit den Abmessungen 25 mal 25 mm zwischen zwei Streifen von eloxiertem Aluminium eingebracht (25 mm mal 50 mm), so daß ein 25 mm langes Stück Aluminium eines Streifens über ein Ende der Bandprobe hinausragt und ein 25 mm langes Stück Aluminium des anderen Streifens über das andere Ende der Bandprobe hinausragt. Die 25 mm messenden Verlängerungen der Aluminiumstreifen dienen als Zuglaschen, die von den Klauen einer Zugfestigkeitstestmaschine erfaßt werden. Die Anordnung aus Aluminiumstreifen, Bandprobe und Aluminiumstreifen wird zweimal mit einer Walze von 4,5 kg überrollt, um die Probe fest mit den Aluminiumstreifen zu verkleben. Die Zuglaschen der Aluminiumstreifen werden in die oberen und die unteren Klauen einer Zugfestigkeitstestmaschine gespannt, und die Klauen werden mit einer Geschwindigkeit von 25 mm/min auseinandergezogen. Es wird die durchschnittliche Kraft registriert, die zur Trennung der Aluminiumstreifen von der Bandprobe erforderlich ist

Beispiel 1

Es wurde ein Klebstoff hergestellt durch teilweise Polymerisation von 100 g einer Mischung, die 90 Gew.-% eines Isooctylacrylatmonomers und 10 Gew.-% eines Acrylsäuremonomers sowie 0,04 Teile pro Hundert 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon ("Irgacure 651") enthielt, so daß ein streichfähiger Sirup mit einer Viskosität von etwa 5 000 cps [50g/(s)(cm)] entstand. Diesem Sirup wurden dann weitere 0,25 g einer Mischung zugesetzt, die 90 Gew.-% Isooctylacrylatmonomer und 10 Gew.-% Acrylsäuremonomer sowie 0,04 Teile pro Hundert 2,2-Dimethoxy- 2-phenylacetophenon ("Irgacure 651") plus 0,125 g des Vernetzungsmittels 1,6-Hexandioldiacrylat enthielt. Die Zusammensetzung wurde gründlich gemischt und auf eine siliconbeschichtete Polyesterfolie mit Hilfe einer Rakelauftragvorrichtung aufgebracht, die so eingestellt war, daß eine Klebstoffdicke von etwa 125 mm entstand. Nachdem der aufgetragene Sirup gründlich mit Stickstoffgas gespült worden war, wurde er mit einer zweiten siliconbeschichteten Polyesterfolie bedeckt und mit Hilfe von UV-Strahlung mit einer Gesamtenergie von 450 mJ/cm² polymerisiert. Die Deckschichten aus Polyester wurden entfernt, und dann wurde eine der freiliegenden Flächen des Klebstoffs auf eine 0,05 mm dicke, durch Koronaentladung behandelte Folie aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (erhältlich bei Consolidated Thermoplastics Co.) aufkaschiert, die die in Tabelle 1 dargestellten Eigenschaften aufwies, während die andere auf eine Testplatte aus nichtrostendem Stahl aufkaschiert und unter verschiedenen Winkeln auf Ablösung getestet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Es wurden doppelseitig beschichtete Bänder für einige Tests hergestellt, indem einfach eine zweite Klebstoffschicht auf die andere Seite einer 0,05 mm dicken, durch Koronaentladung behandelten Folie aus linearem Polyethylen niedriger Dichte aufkaschiert wurde.

Vergleichsbeispiele A und B

Die Bänder in diesen Beispielen wurden in der gleichen Weise wie die Bänder in Beispiel 1 hergestellt, nur daß bei einer Probe, dem Vergleichsbeispiel A, die freiliegende Klebstoffschicht auf eine 0,05 mm dicke Polyurethanfolie aufkaschiert wurde, bei einer anderen Probe, dem Vergleichsbeispiel B, die freiliegende Klebstoffschicht auf eine 0,025 mm dicke Polyesterfolie aufkaschiert wurde, und bei noch einer weiteren Probe, dem Beispiel 11, die freiliegende Klebstoffschicht auf eine 0,05 mm dicke Folie aus Polyethylen niedrigster Dichte aufkaschiert wurde. Die Folien in den Vergleichsbeispielen A und B hatten die in Tabelle 2 dargestellten Eigenschaften. Diese wurden auch unter verschiedenen Winkeln auf Ablösung getestet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Wie aus FIG. 13 zu ersehen ist, wies das plastische Band mit dem Träger aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (mit O gekennzeichnete Punkte) eindeutig eine minimale Ableimungskraft bei 0º auf, wohingegen das elastische Band mit einem Träger aus Polyurethan (mit Δ gekennzeichnete Punkte) eine maximale Ableimungskraft bei 0º aufwies. Somit besitzen streckbare plastische Bänder eine niedrige Ableimungskraft von der Oberfläche eines Substrats unter kleinen Winkeln, wenn das Band einfach gestreckt wird. Polyester läßt sich nicht merklich strecken. Tabelle 1
¹ Lineares Polyethylen niedriger Dichte
² Polyethylen niedrigster Dichte Tabelle 2 Ablösungskraft

Beispiele 2 - 6

Die Bänder in diesen Beispielen wurden in der gleichen Weise wie die Bänder in Beispiel 1 hergestellt, nur daß der Grad an Vernetzungsmittel variiert wurde, wie in Tabelle 3 angegeben ist. Tabelle 3
* Das klebrig gemachte IOA/AA enthielt 90 Teile Isooctylacrylat, 10 Teile Acrylsäure und 10 Teile Klebrigmacher ("Foral-85"), erhältlich bei hercules, Inc.).
Die Werte zeigen eindeutig an, daß sich durch Erhöhung der Konzentration an Vernetzungsmittel die Haftfestigkeit bei 180º verringert, während die Haltekraft (die dynamische Scherwirkung) größer wird. Überraschenderweise nimmt der Grad der Ableimung unter kleinen Winkeln zu, wenn der Konzentrationsgrad an Vernetzungsmittel zunimmt.

Beispiel 7

Das Band in diesem Beispiel wurde in der gleichen Weise wie das Band in Beispiel 1 hergestellt, nur daß auch 10 Teile Klebrigmacher (ein Harzester "Foral 85", erhältlich bei Hercules, Inc.) zugesetzt wurden. Die Haftungskräfte wurden gemessen und sind in Tabelle 3 dargestellt. Die Werte zeigen an, daß sich durch Zusetzen von Klebrigmacher die Ableimungskraft unter einem Abloungswinkel von 0º deutlich erhöhte.

Beispiel 8

Das Band in diesem Beispiel wurde in der gleichen Weise wie das Band in Beispiel 1 hergestellt, nur daß das Band mit einem ablösbaren, wiederaufbringbaren Klebstoff auf einer Fläche der durch Koronaentladung behandelten Folie aus Polyethylen niedriger Dichte beschichtet wurde, so daß ein Band mit anderer Haftfestigkeit entstand. Dieses Band eignet sich insbesondere zum Befestigen und Zurschaustellen von leichten Gegenständen wie Fotografien, Schildern, Karten, Kalendern usw., wo wiederholte Anbringbarkeit erwünscht ist.

Beispiel 9

Das Band in diesem Beispiel wurde hergestellt, indem eine Folie aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (Dicke 0,1 mm) mit 8,4 Grain eines Blockcopolymers ("Kraton 1107"), erhältlich bei der Shell Corporation, beschichtet wurde, das mit einem Klebrigmacherharz ("WINGTACK PLUS", erhältlich bei Goodyear Chemicals) klebrig gemacht war. Ein Streifen dieses Bandes (0,127 cm Breite mal 50 cm Länge) wurde um drei 5 cm mal 9 cm mal 16 cm messende dekorierte Schachteln eines Snackfood-Produktes gewickelt. Nachdem das Band 48 Stunden lang bei Zimmertemperatur gealtert worden war, wurde es unter einem Ablösungswinkel von 90º abgelöst, und die Oberfläche der Packung war vollkommen beschädigt, und die Grafik war zerstört. Als das Band durch Strecken desselben unter einem Winkel von 0º weggezogen wurde, konnte dieses sauber weggezogen werden und hinterließ keine Klebstoffreste, ohne die Pakkung zu beschädigen oder die Grafik zu zerstören.

BEISPIEL 10

Es wurde die Deckschicht entfernt von einer mit Klebstoff beschichteten Vinylfolie (Folie "Scotchcal" 3650, erhältlich bei der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota), und dann wurde die Folie auf die folgenden dehnbaren Polymerfolien aufkaschiert: Polyether-Polyurethan (1 mil/0,00254 cm), Polyester-Polyurethan (3 mil/0,00762 cm), unorientiertes lineares Polyethylen niedriger Dichte (2 mil/0,00508 cm), unorientiertes Polypropylen (1 mil/0,00254 cm mit der durch Koronaentladung behandelten Seite nach oben) und unorientiertes Polypropylen (1 mil/0,00254 cm) mit der durch Koronaentladung behandelten Seite nach unten). Dann wurde der gleiche, bei der Folie aus "Scotchcal" 3650 verwendete Haftkleber auf die Rückseite jeder dehnbaren Polymerfolie aufgetragen, mit Ausnahme der Folien aus Polypropylen, bei denen ein Klebstoff für ein Abziehband verwendet wurde. An diesen Anordnungen wurden die Zugfestigkeit und die durchschnittliche Bruchdehnung gemessen. Ein Zoll breite Proben dieser Anordnungen wurden auf Stahlplatten aufkaschiert und vier Tage bei 66 ºC gealtert. Dann wurden die Ablösungskräfte an diesen Anordnungen unter Ablösungswinkeln von 180º und 7º gemessen. Dann wurde die Art und Weise des Versagens vermerkt. Lagenversagen bezeichnet das Versagen zwischen dem Klebstoff und der dehnbaren Polymerfolie. Folienreißversagen bezeichnet das Reißen der mit Klebstoff beschichteten Vinylfolie.
Die Ergebnisse unter einem Ablösungwinkel von 7º zeigen an, daß nahezu 100 % der Folie von den dehnbaren Polymerfolien aus Polyurethan und linearem Polyethylen niedriger Dichte entfernt wurden. Außerdem rissen diese Folien nicht beim Ablösen, wohingegen die Folie "Scotchcal" 3650 leicht riß. Es scheint daher, daß die dehnbare Polymerfolie einen weiteren unerwarteten Vorteil aufwies, und zwar eine Verstärkung der Vinylfolie "Scotchcal". Diese Eigenschaft läßt sich nutzen, um eine größere Dauerhaftigkeit während der Nutzungszeit der "Scotchcal"-Folie zu erzielen.
Die dehnbare Polymerfolie aus linearem Polyethylen niedriger Dichte war vom Gesichtspunkt der Anpassungsfähigkeit an die Topographie auf Grund der plastischen Beschaffenheit der Folie die am meisten wünschenswerte, d.h. sie läßt sich ohne weiteres strecken, so daß sie sich an Nieten, Wellungen usw. anpaßt. Dagegen sind die Folien aus Polyurethan elastisch und passen sich nach dem Strecken und Wiederloslassen nicht an.
Für die Fachleute in der Technik werden verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung ohne Abweichung vom Rahmen und vom Geist dieser Erfindung offensichtlich, und es versteht sich, daß diese Erfindung nicht auf die hierin dargestellten veranschaulichenden Ausführungsformen zu beschränken ist.

Claims

1. Band mit einem Kunststoffträger, der auf mindestens einer Hauptfläche eine Haftkleberschicht aufweist, wobei der Träger in Längsrichtung eine Bruchdehnung von 150% bis 1200%, eine elastische Erholung von weniger als 50% nach dem Strekken, und einen Young'schen Elastizitätsmodul von mindestens 175,8 kg/cm² (2.500 psi), aber weniger als 5097 kg/cm² (72.500 psi) besitzt, wobei das Band fest mit einem Träger verklebt werden kann und des weiteren von diesem entfernt werden kann, nachdem es in einem Winkel von nicht mehr als 35º von der Oberfläche des Trägers weggezogen wurde, wobei die Reißfestigkeit des Trägers so hoch ist, daß der Träger nicht reißt, bevor das Band von der Oberfläche des Trägers entfernt ist.

2. Band nach Anspruch 1, wobei der Haftkleber einen Haftwert von 3 N/dm bis 200 N/dm bei einem Ablösewinkel von 180º und einer Ablösegeschwindigkeit von 12,7 cm/min besitzt.

3. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polyolefine, Vinylcopolymere, olefine Copolymere, Acrylpolymere und -copolymere, und Kombinationen derselben.

4. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beide Hauptflächen des Trägers mit einer Haftkleberschicht versehen sind.

5. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger in Langsrichtung eine Bruchdehnung von 350% bis 1200% besitzt.

6. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reißfestigkeit des Trägers mindestens 302,3 kg/cm² (4.300 psi) beträgt.

7. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5, bei dem die Reißfestigkeit des Trägers mindestens 372 kg/cm² (5.300 psi) beträgt.

8. Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5, bei dem die Reißfestigkeit des Trägers mindestens 443 kg/cm² (6.300 psi) beträgt.

9. Zum Aufkleben auf eine Oberfläche geeigneter Gegenstand mit einem Träger, der auf einer Hauptfläche ein Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche trägt, wobei das Band von der Oberfläche, auf die der Gegenstand geklebt ist, entfernt werden kann, indem der Träger auf mindestens 150% seiner Anfangslänge gedehnt wird.

10. Gegenstand nach Anspruch 9, bei dem der Träger auf einer Hauptfläche eine Einrichtung zum Aufhängen von Gegenständen aufweist.

11. Verschlußanordnung für einen Behälter, umfassend ein Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8, wobei das Band von zwei Oberflächen entfernt werden kann, indem der Träger auf mindestens 150% seiner Anfangslänge gedehnt wird.

12. Verschlußanordnung nach Anspruch 11, bei der der Behälter eine Schachtel ist mit einer Bodenplatte, mindestens einer Seitenplatte, die von der Bodenplatte nach oben ragt, mindestens zwei oberen Platten, die von der mindestens einen Seitenplatte ausgehen und aneinanderstoßen, um den Behälter zu verschließen.

13. Verschlußanordnung nach Anspruch 11, bei dem der Behälter ein giebelförmiges oberes Ende besitzt.

14. Anordnung umfassend zwei koplanare Flächen und ein Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8, wobei die koplanaren Flächen durch das Band miteinander verbunden sind, und das Band von den koplanaren Flächen entfernt werden kann, indem der Träger auf mindestens 150% seiner Anfangslänge gedehnt wird.

15. Etikett umfassend das Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8.

16. Verschlußanordnung für einen Behälter, umfassend ein Band nach Anspruch 4, wobei das Band von zwei Flächen entfernt werden kann, indem der Träger auf mindestens 150% seiner Anfangslänge gedehnt wird.

17. Verschlußanordnung nach Anspruch 16, bei dem der Behälter eine Schachtel ist mit einer Bodenplatte, mindestens einer Seitenplatte, die von der Bodenplatte nach oben ragt, mindestens zwei oberen Platten, die von der mindestens einen Seitenplatte ausgehen und aneinanderstoßen, um den Behälter zu verschließen.

18. Verschlußanordnung nach Anspruch 17, bei der der Behälter ein giebelförmiges oberes Ende besitzt.

19. Anordnung umfassend zwei koplanare Flächen und ein Band nach Anspruch 4, wobei die koplanaren Flächen durch das Band miteinander verbunden sind, und das Band von den koplanaren Flächen entfernt werden kann, indem der Träger auf mindestens 150º seiner Anfangslänge gedehnt wird.