DE69307243T2 - Druckempfindliches Klebmittel - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haftklebstoffzusammensetzung und deren Anwendung.
- Die Mehrzahl der im Stand der Technik bekannten Haftklebstoffe sind klebrig und bereiten aufgrund ihrer Neigung zum "Verblocken", d.h. der Neigung, bei Lagerung auf einer Rolle mit sich selbst zu verkleben, Schwierigkeiten bei der Lagerung und Handhabung. Somit besteht Bedarf an einem Haftklebstoff, der zunächst klebfrei ist, aber bei mäßigem Siegeldruck eine dauerhafte Bindung ausbildet.
- In der US-PS 4,889,884 von Dust et al. ist ein Klebstoff beschrieben, der bei Ausübung von Druck selbstsiegelnd ist, aber nicht verblockt. Die Gegenwart eines Füllstoffs wird jedoch von Dust et al. nicht beschrieben. Infolgedessen steht zu erwarten, daß Silikonöl, das man häufig bei der Herstellung von Blattformularen im Walzenspalt zum Schutz der Fixierwalze verwendet, zur Oberfläche des Klebstoffs wandert und den Siegelvorgang stört. Somit besteht zusätzlich Bedarf an einem Haftklebstoff, dessen Klebeeigenschaften durch Berührung mit Silikonöl nicht nachteilig beeinflußt werden.
- Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, diese und andere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Haftklebstoff bereitzustellen, der klebfrei ist, aber bei mäßigem Andruck eine dauerhafte Bindung ausbildet.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Haftklebstoff bereitzustellen, der durch Berührung mit Silikonöl oder anderen Ölen nicht nachteilig beeinflußt wird.
- Gegenstand der Erfindung ist eine Haftklebstoffzusammensetzung, enthaltend einen klebrigen Klebstofflatex, einen nichtklebrigen Latex oder ein nichtklebriges Polymer sowie einen inerten Füllstoff, wobei die Komponenten in einer Menge vorliegen, die zur Herstellung eines Klebstoffs, der klebfrei ist, aber bei Anwendung von Druck eine dauerhafte Bindung ausbildet, wirksam ist, der inerte Füllstoff in einer zur Absorption von Öl wirksamen Menge vorliegt und der klebrige Klebstofflatex in einer Menge im Bereich von 54 bis 84 Gew.-%, der nichtklebrige Latex oder das nichtklebrige Polymer in einer Menge im Bereich von 2 bis 25 Gew.-% und der inerte Füllstoff in einer Menge im Bereich von 8 bis 35 Gew.-% vorliegen. Die erfindungsgemäß hergestellten Klebstoffe sind klebfrei, werden aber bei mäßigem Siegeldruck zur Bildung einer dauerhaften Bindung aktiviert.
- Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt und ergeben sich zum Teil aus der Beschreibung oder lassen sich aus der Ausübung der Erfindung ableiten. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die speziell in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen angeführten Verbindungen, Zusammensetzungen und Verfahren realisiert und erreicht.
- Bei der ersten Komponente des erfindungsgemäßen Klebstoffs, einem klebrigen Klebstofflatex, handelt es sich im allgemeinen um einen dauerhaften Klebstofflatex vom Acryltyp. Beispiele für einen klebrigen Klebstofflatex zur erfindungsgemäßen Verwendung sind Acrylemulsionen wie Robond PS-60, Robond PS-61 und Rhoplex N-619, die von der Firma Rohm & Haas, Philadelphia, PA, USA vertrieben werden, und Gelva RA 2397, RA 2404 und RA 2373, die von der Firma Monsanto, St. Louis, MO, USA vertrieben werden. Bei diesen Klebstoffen handelt es sich generell um Copolymere aus (1) einem flexiblen Alkylacrylat oder - methacrylat mit etwa 4 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, (2) einem harten Alkylacrylat oder -methacrylat mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen und (3) einem funktionellen Monomer wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Vinylpyrrolidon oder multifunktionellen Monomeren wie difunktionellen oder trifunktionellen Acrylaten oder Methacrylaten. Das klebrige Material ist der Hauptbestandteil, der bei Ausübung von Siegeldruck eine Faserausriß bewirkende Bindung herstellen soll.
- Bei der zweiten Komponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt es sich entweder um einen nichtklebrigen Latex oder ein nichtklebriges Polymer oder eine Kombination davon. Als nichtklebrige Latices eignen sich beispielsweise Acrylatlatices wie Rhoplex P-376 und B-85, die von der Firma Rohm & Haas, Philadelphia, PA, vertrieben werden, und Styrol-Butadien-Latices wie Dow-Latex 620, 640 und 650, die von der Firma Dow Chemical, Midland, MI, vertrieben werden. Als nichtklebrige Polymere eignen sich beispielsweise mit Klebstoff verträgliche, wasserlösliche Polymere wie Polyvinylalkohol, Stärke und Cellulosederivate. Das nichtklebrige Material dient dazu, den Klebstoffen bei der Handhabung und Lagerung Blockfestigkeit zu verleihen. Zuviel nichtklebriges Material vermindert das Siegelvermögen, wohingegen zuwenig das Verblocken der Formulare zur Folge hat.
- Bei der letzten Komponente der Zusammensetzung handelt es sich um einen inerten Füllstoff. Als geeignete Füllstoffe kommen beispielsweise Silikatpulver, Siliciumdioxid, Titandioxid und Tone mit hohem Ölabsorptionsvermögen in Betracht. Der eingearbeitete inerte Füllstoff dient zur Absorption von Öl. Bei Verwendung von Silikonöl bei der Herstellung von Blattformularen im Walzenspalt zum Schutz der Fixierwalze stört die Wanderung des Materials zur Klebfläche im allgemeinen den Siegelvorgang. Der eingearbeitete stark ölabsorbierende Füllstoff dient zur Absorption dieses Öls. Bei Zugabe von zuviel Füllstoff wird die Klebkraft stark herabgesetzt, bei Zugabe von zuwenig Füllstoff ist jedoch das Ölabsorptionsvermögen ungenügend.
- Zur Verbesserung der Optik des klebstoffbeschichteten Substrats kann man auch noch etwas Pigment oder Farbstoff zusetzen.
- Die erfindungsgemäße Zusammensetzung hat im allgemeinen einen Feststoffgehalt von etwa 25 bis etwa 40 Prozent (%), einen pH-Wert von etwa 7 bis etwa 10 und eine Viskosität von etwa 20 bis etwa 200 Pa.s (etwa 200 bis etwa 2000 Centipoise).
- Man kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auf ein Substrat aufbringen, wie z.B. mit einer Dicke von 0,0035 mm (3,5 Mikron bzw. µm) bis etwa 0,015 mm (15 Mikron bzw. µm) auf einen Bogen Bondpapier von etwa Nr. 12 bis etwa Nr. 28. Zum Beschichten kommen labormäßige Drahtrakeln oder technische Walzenbeschichter in entsprechender Ausführung in Betracht. Daneben kann man auch Sprüh-, Tauch- oder Bedruckverfahren anwenden. Man kann neben Papier auch noch andere Substrate beschichten, wie z.B. Metallfolie, Polymerfasern wie Cellophan, Polyethylenterephthalat, Olefinpolymere und dergleichen. Nach dem Aufziehen der Klebstoffmischung auf das Substrat läßt man den Bogen trocknen oder führt ihn durch einen Ofen, wobei man einen klebfreien Bogen erhält.
- Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Bei den angeführten Mengen handelt es sich, soweit nicht anders angegeben, um Gewichtsteile. Der Prozentsatz (%) der Siegelung und des Verblockens wurden nach den folgenden Prüfverfahren bestimmt.
- 1. Beschichtete Bögen wurden in Rechtecke von 7,6 mal 20,3 cm (3 Zoll mal 8 Zoll) geschnitten.
- 2. Die beschichteten Bögen wurden klebstoffseitig aufeinandergelegt -- 10 Sätze wurden geprüft.
- 3. Die beschichteten Bögen wurden auf einem Laborsiegelgerät unter den in den Beispielen angegebenen Bedingungen gesiegelt.
- 4. Die gesiegelten Proben wurden langsam auseinandergezogen, und der Prozentsatz (%) der Proben mit Faserausriß wurde als Siegelung in Prozent (%) angegeben.
- Bei dieser Prüfung wird das Verblocken von Papier und Haftklebstoff bestimmt. Dazu benötigt man für die Unterlage ein 10,1 x 12,7 cm (4 x 5 Zoll) großes Stück rostfreien Stahl mit einer Dicke von 0,63 cm (¼ Zoll), für die Auflage ein 2,5 x 7,6 cm (1 x 3 Zoll) großes Aluminiumstück mit einer Dicke von 2,5 cm (1 Zoll) sowie ein 2,7 kg (6 englische Pfund) schweres Gewicht.
- 1. Aus gleichen Bereichen von 20 gleichen mit Klebstoff beschichteten Probebögen wurden 2,5 x 7,6 cm (1 x 3 Zoll) große Proben ausgeschnitten.
- 2. Die Teststreifen wurden gestapelt und ausgerichtet.
- 3. Der ausgerichtete Stapel wurde auf die Unterlage aus rostfreiem Stahl gelegt und in den auf 104ºC (220ºF) vorgeheizten Ofen gebracht.
- 4. Die Aluminiumauflage wurde vorsichtig auf den Stapel gelegt.
- 5. Das 2,7 kg (6 englische Pfund) schwere Gewicht wurde auf den Stapel gestellt und die Ofentür verschlossen.
- 6. Nach 30 Minuten wurden die Proben aus dem Ofen genommen und auf Verblocken (Zusammenkleben) geprüft. Der Prozentsatz (%) der Proben, die Verblocken zeigten, wurde als Verblocken in Prozent (%) angegeben.
- 56,6 Teile Latex des Typs Robond PS-61 (ein Latex vom Acryltyp der Firma Rohm and Haas) wurden mit 8 Teilen trockenem Cabosil 5M (einem Siliciumdioxid der Firma Peltz Rowley Chemicals) und 24 Teilen Dow-Latex 620 (50 Prozent (%) Feststoff) vermischt. Die erhaltene Mischung wurde auf Bondpapier Nr. 24 OCR aufgezogen und zu einer Dicke von 10-12 x 10&supmin;&sup6; m (10-12 µm) getrocknet. Der Überzug ist klebfrei, bildet jedoch auf unbeschichtetem Bondpapier unter einem Siegeldruck von 1378 KPa (200 psi) eine gute Faserausriß bewirkende Verbindung.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Latex des Typs Rhoplex B-85 und Cab-o-sperse (einem kolloidalen Siliciumdioxid von der Firma Cabot) vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Der überzug wurde mit einem unbeschichteten Bogen zusammengebracht und unter einem Druck von 689 KPa (100 psi) gesiegelt. Die zusammengebrachten Bögen wurden 7 Tage lang bei 65ºC in einen Ofen gelegt, wonach die Siegelung in Prozent (%) geprüft und notiert wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Latex des Typs Rhoplex P-376 und Cab-o-sperse vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Der überzug wurde mit einem unbeschichteten Bogen zusammengebracht und unter einem Druck von 689 KPa (100 psi) gesiegelt. Die zusammengebrachten Bögen wurden 7 Tage lang bei 65ºC in einen Ofen gelegt, wonach die Siegelung in Prozent (%) geprüft und notiert wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Dow-Latex 620 und Exsilon (einem Silikatpulver der Firma Engelhard Chemicals) vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Der überzug wurde mit einem unbeschichteten Bogen zusammengebracht und unter einem Druck von 689 KPa (100 psi) gesiegelt. Die zusammengebrachten Bögen wurden 7 Tage lang bei 65ºC in einen Ofen gelegt, wonach die Siegelung in Prozent (%) geprüft und notiert wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Dow-Latex 620 und Titandioxid vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Der überzug wurde mit einem unbeschichteten Bogen zusammengebracht und unter einem Druck von 100 psi gesiegelt. Die zusammengebrachten Bögen wurden 7 Tage lang bei 65ºC in einen Ofen gelegt, wonach die Siegelung in % geprüft und notiert wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Dow-Latex 620 und Cab-o-sperse vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Nach 7 Tagen Altern bei 95 Prozent (%) Feuchtigkeit und 37ºC wurde die Siegelung in Prozent (%) geprüft. Dabei betrug der Siegeldruck 414 KPa (60 psi). Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Bei 689 KPa (100 psi) Siegeldruck siegelte jede Probe.
- Gelva 2397 (von der Firma Monsanto) wurde mit Rhoplex B-85 und Cab-o-sperse vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Der Überzug wurde mit einem unbeschichteten Bogen zusammengebracht und unter einem Druck von 689 KPa (100 psi) gesiegelt. Die zusammengebrachten Bögen wurden 7 Tage lang bei 60ºC in einen Ofen gelegt, wonach die Siegelung in Prozent (%) geprüft und notiert wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Acrylat-Latex Robond PS-60 wurde mit Vinol 523 (einem teilhydrolysierten Polyvinylalkohol der Firma Air Products and Chemicals) und Nipsil (einem japanischen kolloidalen Siliciumdioxid) vermischt und auf Bondpapier Nr. 24 aufgebracht. Nach 7 Tagen Altern bei 60ºC wurde die Siegelung in Prozent (%) geprüft. Dabei betrug der Siegeldruck 689 KPa (100 psi). Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.
- Andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann ohne weiteres aus der hier angegebenen Beschreibung und Ausübung der Erfindung. Die in der Beschreibung und den Beispielen gemachten Ausführungen sollen nur beispielhaft sein, wobei der tatsächliche Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche angezeigt wird.
Claims (7)
1. Haftklebstoffzusammensetzung, enthaltend einen
klebrigen Klebstofflatex, einen nichtklebrigen Latex oder
ein nichtklebriges Polymer sowie einen inerten Füllstoff,
wobei die Komponenten in einer Menge vorliegen, die zur
Herstellung eines Klebstoffs, der klebfrei ist, aber bei
Anwendung von Druck eine dauerhafte Bindung ausbildet,
wirksam ist, der inerte Füllstoff in einer zur Absorption
von Öl wirksamen Menge vorliegt und der klebrige
Klebstofflatex in einer Menge im Bereich von 54 bis
84 Gew.-%, der nichtklebrige Latex oder das nichtklebrige
Polymer in einer Menge im Bereich von 2 bis 25 Gew.-% und
der inerte Füllstoff in einer Menge im Bereich von 8 bis
35 Gew.-% vorliegen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei es sich
bei dem klebrigen Klebstofflatex um einen Latex vom
Acryltyp handelt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei es sich
bei dem klebrigen Klebstofflatex um ein Copolymer aus (a)
einem flexiblen Alkylacrylat oder -methacrylat mit 4 bis
12 Kohlenstoffatomen, (b) einem harten Alkylacrylat oder
-methacrylat mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und (c) einem
funktionellen oder multifunktionellen Monomer handelt.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das
funktionelle Monomer aus Acrylsäure, Methacrylsäure und
Vinylpyrrolidon und das multifunktionelle Monomer aus
difunktionellen oder trifunktionellen Acrylaten oder
Methacrylaten ausgewählt ist.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der nichtklebrige Latex oder das nichtklebrige
Polymer aus Acrylatlatices, Styrol-Butadien-Latices,
Polyvinylalkohol, Stärke und Cellulose oder deren
Derivaten ausgewählt ist.
6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der inerte Füllstoff aus Siliciumdioxid,
Silikatpulvern, Titandioxid und Tonen oder deren Gemischen
ausgewählt ist.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
die außerdem noch ein Pigment oder einen Farbstoff
enthält.
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