DE69212526T2

DE69212526T2 - Verfahren zur Herstellung von einer mit einer Gleitschutzseite und der anderen klebenden Seite flächigen Vorlage, und hergestellte Vorlage

Info

Publication number: DE69212526T2
Application number: DE1992612526
Authority: DE
Inventors: Philippe Fandard
Original assignee: ELCE ETS
Current assignee: ELCE ETS
Priority date: 1991-04-18
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-04-18
Also published as: ES2091430T3; FR2675405B1; EP0511129B1; FR2675405A1; DE69212526D1; EP0511129A1

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer flächigen Trägerschicht, die auf einer ihrer Oberflächen gleithemmende Eigenschaften und auf ihrer anderen Oberfläche Hafteigenschaften aufweist. Sie betrifft ebenfalls die derart erhaltenen Trägerschichten.
Unter "gleithemmenden Eigenschaften" versteht man Eigenschaften, die gewisse Trägerschichten, wie insbesondere Papiere, Vliesschichten, etc..., entfalten, welche ohne Klebstoff oder ein sonstiges analoges Haftsystem einen gewissen Widerstand aufweisen, wenn sie flach auf einem beliebigen Belag angeordnet einer Verschiebung auf diesem Belag unterzogen werden. Faktisch sind diese Eigenschaften im allgemeinen erforderlich, wenn die Trägerschichten auf einem glatten Belag angeordnet sind.
Die Herstellung einer mit derartigen gleithemmenden Eigenschaften versehenen Trägerschicht ist bekannt. Beispielsweise ist in der Schrift FR-A-2 395 141 ein Papier beschrieben, bei dem eine Oberfläche mit einem Belag versehen ist, der aus einer Vielzahl von aus PVDC hergestellten und Isobutan enthaltenden Mikrokugeln gebildet ist, deren Durchmesser vor Ausdehnung 6 µm beträgt und nach der durch Temperaturerhöhung bewirkten Ausdehnung zwischen 30 und 60 µm liegt. Diese Mikrokugeln haften an dem Papier mittels einer Beschichtungsmischung, welche ein Bindemittel mit niedriger, zwischen 60 und 80 ºC liegender Erweichungstemperatur enthält.
Es werden zudem weitere Verfahren zur Erzielung derartiger gleithemmender Eigenschaften in den Schriften JP-A-2164527 und JP-A-63 146 945 beschrieben.
Seit beträchtlicher Zeit bereits ist die Fertigung von Haftpapier wie zum Beispiel Klebepapier bekannt. Herkömmlicherweise wird dieses Papier mit einer Klebelösung auf der Basis von Harzen des Typs Acrylharz, Vinylharz oder auch Naturharz beschichtet. Auf dem Spezialgebiet der Verpackung ist es wünschenswert, Papiere oder Pappen mit gleithemmenden Eigenschaften zu verwenden, um, insbesondere beim Palettieren der verpackten Produkte, eine größere Stabilität der erhaltenen Paletten zu erzielen, besonders während des Transports. Nun ist es in den Anlagen zur Herstellung der Verpackungen nicht möglich, Papier mit gleithemmenden Eigenschaften zu verwenden, da gerade aufgrund dieser gleithemmenden Eigenschaften das Risiko einer Blockierung der Anlage in den Bereichen besteht, in denen das verpackte Produkt auf den hierfür vorgesehenen Gleitflächen gleiten soll.
Die Erfindung hat zum Ziel, diese verschiedenen Nachteile zu beseitigen. Sie schlägt ein Verfahren vor, mit dem kontinuierlich eine flächige Trägerschicht hergestellt werden kann, deren eine Oberfläche gleithemmende Eigenschaften aufweist und deren andere Oberfläche Hafteigenschaften aufweist. Dieses Verfahren umfaßt folgende Schritte:
- Abwicklung einer flächigen flexiblen, d.h. leicht verformbaren, Trägerschicht, insbesondere einer Papierbahn, unter geringer mechanischer Spannung;
- Überziehen einer der beiden Hauptoberflächen der genannten Trägerschicht bei Raumtemperatur mit einer Mischung zur Beschichtung, bestehend aus einem Thermoplastharz, dem hohle Mikrokugeln beigemischt sind, deren Umhüllung aus einem ebenfalls thermoplastischen Polymer hergestellt ist und deren Inneres ein flüchtiges Fluid enthält;
- Erwärmung der derart überzogenen Trägerschicht auf eine Temperatur, die höher ist als die Erweichungstemperatur des die Umhüllung der Mikrokugeln bildenden Polymers und des Harzes und höher als die Verflüchtigungstemperatur des flüchtigen Fluids;
- danach Versehen der derart auf einer ihrer beiden Hauptoberflächen beschichteten Trägerschicht mit einer zweiten Beschichtung mit einem natürlichen oder synthetischen Klebstoff auf der anderen, gegenüberliegenden Fläche;
- und schließlich, nach dem Trocknen des genannten Klebstoffs, Lagerung des so erhaltenen Produkts.
In anderen Worten besteht das Verfahren in der Herstellung einer Trägerschicht, deren eine Oberfläche gleithemmende Eigenschaften aufweist und deren andere Oberfläche Hafteigenschaften aufweist. Auf diese Weise wird beim Verschließen der Verpackung im Fall der Verwendung einer gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Trägerschicht die Verpackung an der Oberfläche mit Hafteigenschaften verschlossen, wobei sich die andere Oberfläche in bezug auf die Verpackung außen befindet und somit das Erreichen der angestrebten gleithemmenden Eigenschaften ermöglicht.
Vorteilhafterweise und in der Praxis:
- liegt die Erweichungstemperatur des Harzes und des die Mikrokugeln bildenden Polymers zwischen 60 und 150 ºC; wenn diese Temperatur weniger als 60 ºC beträgt, so ist in der Tat die Ausdehnung des inneren Fluids sowie die Erweichung des die Mikrokugeln bildenden Polymers unzureichend, um ein signifikantes Aufblähen der Mikrokugeln und als Folge bedeutende gleithemmende Eigenschaften zu erzielen. Wenn dagegen diese Temperatur 150 ºC übersteigt, platzen die Mikrokugeln unter Einwirkung der Ausdehnung des Fluids, das sie enthalten;
- wird das Beschichtungsharz aus der Gruppe folgender Harze ausgewählt: Butadien-Styrol-Copolymere, Vinylacetat, Vinylacetat-Maleinatester- Copolymer, Polyvinylidenchlorid, Acrylat-Acrylnitrile-Copolymer und Acrylpolymere;
- ist die Umhüllung der Mikrokugeln aus einem Copolymer aus Polyvinylidenchlorid und Acrylnitril hergestellt;
- wird das im Inneren der Mikrokugeln enthaltene flüchtige Fluid aus einer Gruppe ausgewählt, die Isobutan und Tetramethylmethan umfaßt;
- ist der Klebstoff ein natürlicher Klebstoff oder ein Acryl- oder Vinylharz.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die derart erhaltene Trägerschicht. Diese Trägerschicht ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Flächengebilde aus einem flexiblen Material, typischerweise ausgewählt aus der Gruppe Papiere, Pappen, Folien aus Kunststoff wie Polyethylen, Polyester, Polypropylen, etc. sowie Vliesstoffe, gebildet ist und eine ihrer Oberflächen eine gleithemmende Beschichtung ohne Hafteigenschaften aufweist, die aus einer Vielzahl von aufgeblähten Mikrokugeln besteht, welche Erhebungen auf der Oberfläche der Trägerschicht bilden, aus einem Polymer hergestellt sind, dessen Erweichungstemperatur zwischen 60 und 150 ºC liegt, welche weiterhin ein flüchtiges Fluid enthalten, deren Durchmesser zwischen 5 und 100 Mikrometer beträgt und die an der genannten Trägerschicht allein mittels eines Harzes mit einer niedrigen Erweichungstemperatur zwischen 60 und 80 ºC haften. Die andere Oberfläche der Trägerschicht weist eine Schicht aus natürlichem oder synthetischem Klebstoff auf.
Vorteilhafterweise beträgt in der Praxis das Mengenverhältnis der Mikrokugeln pro Flächeneinheit zwischen 0,3 und 1 Gramm pro Quadratmeter.
Die Art und Weise, wie die Erfindung ausgeführt werden kann und die sich aus ihr ergebenden Vorteile werden deutlicher anhand des nachstehenden Ausführungsbeispiels, welches mit Hilfe der beigefügten Zeichnüngen erläuternd, aber nicht einschränkend beschrieben ist.
Figur 1 ist eine schematische Darstellung der zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung.
Figur 2 ist ein schematischer Schitt der auf einer ihrer Oberflächen beschichteten Trägerschicht, jedoch vor ihrer Bearbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Figur 3 ist ein schematischer Schnitt der erfindungsgemäßen Trägerschicht nach ihrer Bearbeitung.
Die in Figur 1 dargestellte Anlage für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt im wesentlichen eine Abwickelwalze (1), auf der eine Spule mit der Trägerschicht (2), nämlich typischerweise Kraftpapier angebracht ist. Dieses abgewickelte Papier (2) wird unter mechanischer Spannung gehalten mittels eines üblichen, nicht dargestellten Systems. Das Papier (2) wird dann über die positive Abzugswalze (23) in einen Beschichtungsbereich (6) geführt, der jeweils Umlenkrollen (7 und 8) und eine Beschichtüngswalze (5) umfaßt, die in einen die Mischung zur Beschichtung (3) enthaltenden Beschichtungsbehälter (4) taucht. Die Mischung besteht typischerweise aus einem Acrylharz in einer Wasserphase mit einer Erweichungstemperatur von ungefähr 70 ºC. Sie enthält außerdem aus einem Copolymer aus Polyvinylidenchlorid und Acrylnitril hergestellte Mikrokugeln mit einem typischen Durchmesser zwischen 2 und 10 Mikrometer. Die Mikrokugeln enthalten ein flüchtiges Gas, typischerweise Isobutan oder Tetramethylmethan.
Der Überschuß an Mischung zur Beschichtung auf dem Papier (2) wird mittels einer Luftbürste (9) entfernt, deren Druck eingestellt werden kann, um eine Beschichtung von einer mehr oder weniger großen und konstanten Dicke zu erhalten, wobei der Überschuß an Mischung in den Beschichtungsbehälter (4) zurückfällt. Erfindungsgemäß durchläuft das derart beschichtete Papier (2) einen Ofen (10), zum Beispiel einen Infrarot-Ofen, zunächst um das in der Mischung zur Beschichtung enthaltene Wasser verdampfen zu lassen. Außerdem wird der Ofen so eingestellt, daß bei der gegebenen Durchlaufgeschwindigkeit der beschichteten Trägerschicht und der Länge der in dem Ofen durchlaufenen Strecke die Temperatur des Papiers (2) ungefähr einen Wert von 90 ºC erreicht. Auf diese Weise wird das die Mikrokugeln bildende Copolymer unter der Einwirkung der Temperatur weich. Zudem dehnt sich das in den genannten Mikrokugeln enthaltene Gas aus und führt, da die Umhüllung der Mikrokugeln weich geworden ist, deren Aufblähung herbei. Auf diese Weise werden Mikrokugeln erhalten, deren Durchmesser zwischen 20 und 40 Mikrometer oder darüber liegt.
Aufgrund der ebenfalls niedrigen Erweichungstemperatur des Beschichtungsharzes bleiben diese Mikrokugeln auch im aufgeblähten Zustand an der Trägerschicht befestigt.
Beim Heraustreten aus dem Ofen führt der Temperaturabfall eine Verhärtung der Umhüllung der Mikrokugeln sowie des Beschichtungsharzes herbei. Auf diese Weise wird eine Stabilisierung der Größe der Mikrokugeln bei einer Abmessung erreicht, die ungefähr derjenigen entspricht, die im Ofen erhalten wurde.
Das derart auf einer seiner Oberflächen beschichtete Papier wird mittels einer Umlenkrolle (12) zu einem zweiten Beschichtungsbereich (13) transportiert; dieser umfaßt, wie der erste, zwei Satz Rollen (16 und 17) und eine Beschichtungswalze (18), die in die Mischung zur Beschichtung (15) eintaucht, wobei diese letztere in einem Behälter (14) enthalten ist.
Diese Mischung zur Beschichtung (15) besteht aus Acryl- oder Vinylharz oder auch aus natürlichem Klebstoff des Typs Knochenleim. Nach ebenfalls bei Raumtemperatur vorgenommener Beschichtung der anderen Oberfläche der Trägerschicht (2) wird der Überschuß an Mischung zur Beschichtung mittels einer Luftbürste (19) entfernt.
Die so beschichtete Trägerschicht durchläuft einen weiteren Ofen (21) zur Entfernung des in dieser zweiten Beschichtung enthaltenen Wassers (zum Beispiel bei 90 ºC).
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Querschnitt, der schematisch die beschichtete Trägerschicht vor Durchlaufen des Ofens (10) und des Beschichtungsbereichs (14) und nach Durchlaufen des Ofens (21) darstellt. Die Trägerschicht (25), welche, wie schon erwähnt, beispielsweise aus Kraftpapier von einer Flächenmasse von ungefähr 60 g/m² besteht, was einer Dicke von ungefähr 60 Mikrometern entspricht, wird mit einer Beschichtung (26) von 5 Mikrometern Dicke überzogen. Diese Schicht enthält, wie schon erwähnt, eine wäßrige Harz-Emulsion (27) und Mikrokugeln (28), deren typischer Außendurchmesser zwischen 2 und 10 Mikrometer liegt.
Nach Durchlaufen des Ofens (10) sind die Mikrokugeln (28) aufgebläht, um Abmessungen von ungefähr 20 bis 30 oder sogar 40 Mikrometer zu erreichen, wobei ihre Umhüllung (29) mit der Trägerschicht (25) durch das Harz (27) verbunden ist. Das Innere (30) ist selbst aufgebläht. In der Tat bilden diese Mikrokugeln (28) Erhebungen auf der Ebene des Harzes (27), bleiben jedoch mit der Trägerschicht (25) durch das Harz (27) verbunden. Das derart beschichtete Papier weist, uhter dem Mikroskop betrachtet, auf dieser Oberfläche ein sehr inhomogenes Aussehen auf, das sich aus der unregelmäßigen Verteilung der Mikrokugeln auf seiner Oberfläche ergibt. Außerdem fühlt sich das Papier nicht klebrig an und entwickelt dem angestrebten Ziel entsprechende gleithemmende Eigenschaften.
Diese Eigenschaften ergeben sich aus dem Vorhandensein der Mikrokugeln, welche auf der Oberfläche des Papiers Erhebungen bilden. Diese Mikrokugeln erfüllen vorteilhafterweise die Funktion von Dämpfungselementen, wodurch sie noch stärker die gleithemmenden Eigenschaften des resultierenden Papiers entwickeln. Da die andere Oberfläche mit einem natürlichen oder synthetischen Klebstoff beschichtet ist, der ihr Hafteigenschaften verleiht, kann zudem das so erhaltene Papier als Rolle gelagert für zahlreiche Anwendungen, insbesondere für die Verpackung, verwendet werden.
Da der gleithemmende Belag keine Hafteigenschaften aufweist und aufgrund seiner Inhomogenität entsteht während der Lagerung des erhaltenen Papiers in Form einer Rolle zwischen der Haftoberfläche der oberen Wicklung und der gleithemmenden Oberfläche der darunterliegenden Wicklung keine Klebeverbindung, so daß diese Rollen leicht abzuwickeln und zu verwenden sind.
Bei der Herstellung der Verpackung werden so, um die Verpackung an dem verpackten Produkt zu verschließen, Bahnen von auf beiden Oberflächen beschichtetem Papier verwendet, wobei die Verpackung mit der Haftoberfläche befestigt und die gleithemmende Oberfläche nach außen gewendet wird und durch das Zusammenwirken beider Oberflächen der so erhaltenen Verpackung gleithemmencie Eigenschaften verliehen werden, welche besonders erstrebenswert sind, wenn die verpackten Produkte palettiert werden, und welche eine große Stabilität der Paletten beim Transport gewährleisten.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer flächigen Trägerschicht, deren eine Oberfläche gleithemmende Eigenschaften aufweist und deren andere Oberfläche Hafteigenschaften aufweist, wobei dieses Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Abwicklung einer flächigen flexiblen Trägerschicht (2) unter geringer mechanischer Spannung;

- Überziehen einer der beiden Hauptoberflächen der genannten Trägerschicht (2) bei Raumtemperatur mit einer Mischung zur Beschichtung (3), bestehend aus einem Thermoplastharz (27), dem hohle Mikrokugeln (28) beigemischt sind, deren Umhüllung (29) aus einem ebenfalls thermoplastischen Polymer hergestellt ist und deren Inneres (30) ein flüchtiges Fluid enthält;

- Erwärmung der derart überzogenen Trägerschicht (2) auf eine Temperatur, die höher ist als die Erweichungstemperatur des die Umhüllung (29) der Mikrokugeln (28) bildenden Polymers und des Harzes (27) und als die Verflüchtigungstemperatur des Fluids;

dadurch gekennzeichnet, daß es zudem folgende Schritte umfaßt:

- Versehen der derart auf einer ihrer beiden Hauptoberflächen beschichteten Trägerschicht mit einer zweiten Beschichtung mit einem natürlichen oder synthetischen Klebstoff (15) auf der anderen, gegenüberliegenden Hauptoberfläche;

- und schließlich, nach dem Trocknen des genannten Klebstoffs, Lagerung des so erhaltenen Produkts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweichungstemperatur des Harzes und des die. Mikrokugeln (28) bildenden Polymers zwischen 60 und 150 ºC liegt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsharz (3,27) aus der Gruppe folgender Harze ausgewählt wird: Butadien-Styrol-Copolymere, Vinylacetat, Vinylacetat-Maleinatester-Copolymer, Polyvinylidenchiond, Acrylat-Acrylnitrile-Copolymer und Acrylpolymere.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (29) der Mikrokugeln (28) aus einem Copolymer aus Polyvinylidenchlorid und Acrylnitril hergestellt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüöhe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Inneren (30) der Mikrokugeln (28) enthaltene flüchtige Fluid aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Isobutan und Tetramethylmethan umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zur Beschichtung der zweiten Oberfläche der Trägerschicht (2) ein natürlicher Klebstoff oder ein Acryl- oder Vinylharz ist.

7. Flächengebilde bestehend aus einer Trägerschicht (2,25) aus einem flexiblen Material, typischerweise ausgewählt aus der Gruppe Papiere, Pappen, Kunststoff-Folien, Vliesstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine seiner Oberflächen einen gleithemmenden Belag ohne Hafteigenschaften aufweist, welcher aus einer Vielzahl von aufgeblähten Mikrokugeln (28) besteht, die Erhebungen auf der Oberfläche der Trägerschicht (2,25) bilden, aus einem Polymer mit einer Erweichungstemperatur zwischen 60 und 150 ºC hergestellt sind, ein flüchtiges Fluid enthalten, deren Durchmesser zwischen 5 und 100 Mikrometer beträgt und die an der genannten Trägerschicht allein mittels eines Harzes mit einer niedrigen Erweichungstemperatur zwischen 60 und 80 ºC haften, wobei die andere Oberfläche eine Schicht aus natürlichem oder synthetischem Klebstoff aufweist.

8. Flächengebilde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis der Mikrokugeln (28) pro Flächeneinheit zwischen 0,3 und 1 Gramm pro Quadratmeter liegt.