DE69722043T2

DE69722043T2 - Wasseraktivierbarer klebstoff und papier-kunststoffband die diesen enthalten

Info

Publication number: DE69722043T2
Application number: DE69722043T
Authority: DE
Inventors: B. Jonathan RIVLIN; B. Sam VODOOR; A. William HERRING
Original assignee: TRU TECH Inc; Tru-Tech Inc Palm Beach Gardens
Current assignee: TRU TECH Inc; Tru-Tech Inc Palm Beach Gardens
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JP2001522920A; DE69722043D1; EP1028997A4; ATE240366T1; EP1028997A1; AU5251798A; EP1028997B1; US5686180A; ES2198599T3; WO1999024505A1

Description

Die Erfindung betrifft neue wasseraktivierbare Klebstoffe, die besonders gut auf einem Substrat wie z. B. einer Kunststoffolie verwendbar sind. Eine bevorzugte Anwendung des Klebstoffs ist die auf einem Substrat zur Verwendung als Papier-Folie-Laminatband zum Verschließen von Kartons und anderen Artikeln. Dieser Klebstoff ist insofern einzigartig, als er sowohl wasserlöslich ist als auch die in dem Papier-Kunststoff Laminat verwendete Kunststoffolie kleben kann.
Klebebänder zum Verschließen von Kartons oder Kartonklappen während der Herstellung oder nach dem Füllen des Kartons sind dem Fachmann bekannt. Eine der häufigsten Konstruktionen ist normales Kraftpapierband, das auf einer Seite einen wasserlöslichen oder wasseraktivierbaren Klebstoff aufweist. Rollen aus diesem Band können von Maschinen abgegeben werden, die auf die Längssteifigkeit des Bandes angewiesen sind, um es von der Rolle abzuwickeln und durch eine Bandbefeuchtungskomponente zu treiben. Diese Komponente schließt einen Wasserbehälter ein, der die Klebefläche des Bandes befeuchtet und sie zum Aufbringen auf den Karton vorbereitet. Oft weist die Bandbefeuchtungskomponente einen Heizstab auf, der die Aktivierung des befeuchteten Bandes durch Wärmeanwendung verstärkt und die Durchfeuchtung des Klebstoffs erleichtert.
Im Lauf der Jahre sind verschiedene Verbesserungen dieses Bandtyps entwickelt worden, um unterschiedliche Anforderungen bei der Herstellung und beim Verschließen von Kartons zu erfüllen. Zum Beispiel werden herkömmlicherweise bei höheren Anforderungen an die Verschlußfestigkeit mehrlagige Bänder mit Verwendung von Verstärkungsfasern eingesetzt, die im allgemeinen aus Glasfaser bestehen und in Längsrichtung und/oder winklig über das Band verlaufen, um seine Festigkeit zu erhöhen. Obwohl das Band wegen der Verstärkungsfasern schwerer zerreißbar ist, führt dieser Aufbau zu einer etwas rauheren und unebeneren Oberfläche an der Oberseite und der Unterseite des Bandes sowie zu einem Bandaufbau, der etwas dicker ist als herkömmliches Kraftpapierband. Diese unebene Oberfläche und das dickere Band führen dazu, daß eine Rolle von normaler Größe für irgendeinen gegebenen Durchmesser eine kürzere Länge im Vergleich zu herkömmlichen Bändern aufweist.
Dem Fachmann ist gleichfalls bekannt, daß Kunststoffolien Vorteile bieten, wenn sie in Bandkonstruktionen als Verstärkungslage verwendet werden. Ein Problem der Verwendung von Kunststoffolie ist, daß sie keinen wasserlöslichen oder wasseraktivierbaren Klebstoff aufnehmen kann. Daher kann die Kunststoffolie als Verstärkungslage verwendet werden, aber der Klebstoff auf Wasserbasis wird im allgemeinen auf eine Papierlage aufgebracht, so daß der Gesamtaufbau durch herkömmliche oder Standard-Bandspender abgegeben werden kann.
In Erkenntnis dieses Problems bei der Haftung des wasserlöslichen Klebstoffs an der Kunststoffolie offenbarte Williams in US-A-4351877 ein mehrschichtiges Laminatband mit einer oberen Verstärkungslage aus einer vorgestreckten Polypropylenfolie, die auf eine untere Trägerlage aus Kraftpapier auflaminiert ist. Die Trägerlage weist eine Beschichtung aus wasserlöslichem Klebstoff auf, die zum Aufbringen des Bandes auf einen Karton verwendet wird. Nach dem Aufbringen kann die Kunststofflage wegen der relativ schwachen Bindung zwischen der Kunststoffolie und dem Papierträger vom Karton abgezogen werden, so daß die Verpackung nach dem Entfernen der Kunststoffolie leicht geöffnet werden kann.
Entsprechend offenbart Bloch in US-A-5190798 ein glasfaserverstärktes Papier-Kunststoffolie-Klebeband, das eine innere Papierlage, deren freiliegende Fläche vorgummiert ist, und eine äußere Kunststoffolienlage aufweist die durch einen wasserlöslichen Klebstoff auf die innere Lage auflaminiert ist. Zwischen der inneren und der äußeren Lage ist eine Längsanordnung von Glasfasersträngen eingelegt, die zur Verstärkung des Bandes dienen. Nach dem Verschließen eines gewellten bzw. gerippten Artikels durch das Band kann die äußere Lage durch Abziehen von dem Band entfernt werden, wieder wegen der relativ schwachen Bindung zwischen der Kunststoffolie und der inneren Papierlage.
Außerdem ist Kunststoffolienband gewöhnlich auf dem Markt verfügbar, aber auf die eine Seite dieses Bandes ist im allgemeinen ein selbsthaftender Schmelzkleber aufgebracht, um das Band an dem Karton zu befestigen. Wie oben erwähnt, ist dem Fachmann nicht bekannt, wie ein wasseraktivierbarer Klebstoff erfolgreich auf ein Kunststoffband aufgebracht werden kann, so daß das Band durch normale Papier/Klebstoff-Spender ohne Abblättern des Klebstoffs vom Band abgegeben werden kann. Bei diesem Aufbau wird auch die Papierlage weggelassen, auf die der Klebstoff aufgebracht wird. Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für dieses Problem.
US-A-5401557 offenbart ein mit Papierfäden verstärktes Klebeband, das einen feuchtigkeitsaktivierbaren Klebstoff für Klebeband aufweist, d. h. ein Gemisch aus Dextrin und Polyacrylsäure, das in einem Anteil von 30 g/m², angegeben als Feststoffanteil, auf ein Bandgrundmaterial aufgebracht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Anspruch 1 definiert ein Verpackungsklebeband gemäß der vorliegenden Erfindung. Einige bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen Klebstoff, der aufweist: einen wasserlöslichen primären Klebstoff, einen Haftverstärker, um der Zusammensetzung Anfangsklebrigkeit zu vermitteln, und ein wasserlösliches Polymer mit einer Iminverbindung in einem ausreichenden Anteil, um für Haftvermögen auf Polymerfolien und bevorzugte Verankerung solcher Folien auf einem Substrat zu sorgen.
Vorzugsweise ist der Primärklebstoff Stärke, die in einem Anteil von etwa 30 bis 45 Gew.-% enthalten ist, wobei der Haftverstärker Polyacrylamid und in einem Anteil von etwa 10 bis 20 Gew.-% enthalten ist und die Iminverbindung ein Polyethylenimin und in einem Anteil von etwa 0,5 bis 2 Gew.-% enthalten ist.
Der Klebstoff kann zusätzlich mehrere der folgenden wahlfreien Komponenten enthalten: einen primären Chelatbildner in einem Anteil von etwa 0,5 bis 6 Gew.-%, ein Verdünnungsmittel in einem Anteil bis zu etwa 1 Gew.-% oder einen sekundären Chelatbildner, ein Benetzungsmittel oder ein Feuchthaltemittel, jeweils enthalten in einem Anteil bis zu etwa 3 Gew.-% des Klebstoffs. Vorzugsweise ist Natriumchlorid in einem Anteil von etwa 1 bis 3 Gew.-% enthalten, der Chelatbildner ist EDTA und in einem Anteil von etwa 0,01 bis 1,5 Gew.-% enthalten, das Verdünnungsmittel ist Salzsäure und in einem Anteil von etwa 0,01 bis 0,5 Gew.-% enthalten, und das Benetzungsmittel ist Polyvinylallcohol und in einem Anteil von etwa 0,01 bis 2 Gew.-% des Klebstoffs enthalten.
Der Klebstoff kann durch Vermischen eines primären wasserlöslichen Klebstoffs und einer wasserlöslichen Iminverbindung mit Wasser zu einem Gemisch, Kochen des Gemischs während etwa 2 bis 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 79 bis 99°C (175 bis 210°F), Zugabe eines Haftverstärkers zu dem gekochten Gemisch zur Bildung eines zweiten Gemischs und Kochen des zweiten Gemischs während etwa 5 bis 40 Minuten bei einer Temperatur von etwa 79 bis 99°C (175 bis 210°F) zur Bildung eines Klebstoffs hergestellt werden. Außerdem können vor der Zugabe des primären Klebstoffs und der Iminverbindung ein oder mehrere Chelatbildner dem Wasser zugesetzt werden.
Vorzugsweise wird das Gemisch auf etwa 79 bis 99°C (175 bis 210°F) erwärmt, bevor der primäre Klebstoff und die Iminverbindung zugesetzt werden. Außerdem kann zusammen mit dem Haftverstärker nach Wunsch ein Benetzungsmittel oder ein Verdünnungsmittel dem primären Klebstoff und der Iminverbindung zugesetzt werden.
Vorteilhafterweise wird der erste Kochschritt etwa 8 bis 20 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 87 bis 93°C (188 bis 200°F) ausgeführt, und der zweite Kochschritt wird etwa 12 bis 30 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 87 bis 93°C (188 bis 200°F) ausgeführt, wobei die zweite Kochstufe über längere Zeit als die erste Kochstufe ausgeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zu einer weiteren und ausführlicheren Erklärung, die zu einem vollständigeren Verständnis der vorliegenden Erfindung führt, kann man bei der Durchsicht der beigefügten Zeichnungen gelangen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Dabei zeigen:
1 eine vergrößerte Schnittdarstellung des vorliegenden Klebebands, wobei die Dicke jeder Lage der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt ist; und
2 eine Schemazeichnung der Verfahrensschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen wasseraktivierbaren Klebstoffs.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft konkret ein verbessertes hochfestes Papier-Kunststoff-Laminatband, das an der Unterseite der Kunststoffolie des Laminats einen ungewöhnlichen wasseraktivierbaren Klebstoff aufweist. Dieser Aufbau ist insofern stark verbessert, als der wasseraktivierbare Klebstoff eine außergewöhnlich lange offene Wartezeit mit im wesentlichen sofortiger Klebrigkeit aufweist, während die äußere Papierlage glatt ist und mit Freistempel, Unternehmenslogos und anderen Informationen bedruckt werden kann. Wie oben festgestellt, kann das Band je nach Wahl der Folie und des Klebstoffs abziehbar sein, wobei die Kunststoffolie und das Papier von dem Karton entfernt werden können, oder nichtabziehbar, wobei das Band nur mit großer Schwierigkeit und mit Aufreißen oder anderer Beschädigung des Kartons entfernt werden kann. Nachstehend werden die konkreten Einzelheiten der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 erkennbar, weist das erfindungsgemäße Band (10) vier Schichten auf. Die äußere Schicht (15) kann aus irgendeiner Papierart bestehen. Vorzugsweise besteht diese Schicht bzw. Lage aus herkömmlichem Kraftpapier, da der Durchschnittsfachmann gewöhnlich weiß und versteht, daß dieses Material sehr gut für die Verwendung beim Verschließen von Verpackungen geeignet ist. Außerdem ist die Außenseite dieser Papierlage (15) relativ glatt und sehr aufnahmefähig für jede Art von herkömmlichen Aufdrucken unter Anwendung normaler Druckverfahren.
Die Papierlage (15) wird mit Hilfe eines herkömmlichen Klebstoffs auf Wasserbasis (20) auf eine Verstärkungsfolie (25) aus einem Kunststoffmaterial auflaminiert. Die Klebstoffschicht (20) kann ein Polyacrylat-Copolymer auf Wasserbasis oder irgendein anderer Klebstoff auf Wasserbasis mit ähnlichen Klebeeigenschaften sein, der eine Affinität sowohl zur Papierlage (15) als auch zur Kunststoffolie (25) aufweist. Da der Hauptzweck der Papierlage (15) darin besteht, eine leicht bedruckbare Oberfläche zu bieten und außerdem dem Gesamtaufbau des Bandes zusätzliches Gewicht und Steifigkeit zu verleihen, ist die Festigkeit der Verklebung zwischen Papier und Kunststoffolie in diesem Abschnitt des Bandes nicht wichtig. Vorausgesetzt, daß das Papier während der Schritte zur Fertigung, zum Bedrucken, zur Abgabe und zum Aufbringen auf den Karton an der Folienlage befestigt bleiben kann, wäre daher jeder Klebstoff geeignet, der diesen Arbeitsgängen widerstehen kann. Im Gegensatz zu Bandkonstruktionen nach dem Stand der Technik ist die Verklebung zwischen der Papierlage und der Kunststoffolie im Hinblick auf die Bereitstellung einer abziehbaren Schicht oder auf das Ankleben des Bandes an den Karton ohne Bedeutung.
Die Kunststoff Verstärkungsfolie (25) kann aus irgendeinem Kunststoff bestehen. Vorzugsweise ist die Folie biaxial orientiert. Für diesen Zweck geeignete Folienmaterialien sind unter anderem Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polyacrylat, Nylon, ein Polyester wie z. B. MYLAR oder eine Koextrusion aus irgendeiner Kombination der obigen Materialien. Die Auswahl des jeweiligen Kunststoffolienmaterials ist bei der Bereitstellung entweder eines abziehbaren Bandes oder eines nichtabziehbaren Bandes wichtig. Zum Beispiel haften einlagiges, biaxial orientiertes Polyproylen-Homopolymer oder koextrndierte Polypropylen/Polyethylen-Copolymere nicht so gut an dem darunterliegenden wasseraktivierbaren Klebstoff, wie dieser Klebstoff an dem gewellten Substrat haftet.
Nachdem das Band auf die Verpackung aufgebracht und der Klebstoff getrocknet ist, können dementsprechend die Kunststoffolie und das Papier durch Abziehen von der Verpackung entfernt werden. Für Wellpappekartons, die recycelt werden sollen, kann die Kunststoffolie entfernt werden, um das Recycling der Wellpappe zu erleichtern. Typische handelsübliche Folien, die verwendet werden können, wenn ein abziehbares Band gewünscht wird, sind unter anderem: Standard Tape Base BOPP (d. h. biaxial orientiertes Polypropylen) von Simpro, Galveston, Texas, oder Formosa Plastics, Livingston, NJ. Bei Verwendung eines abziehbaren Bandes läßt sich nach dem Abziehen von der Wellpappe-Verpackung der zurückbleibende Teil des wasseraktivierbaren Klebstoffs im normalen Wiederaufbereitungsbetrieb leicht von der Verpackung entfernen.
Wenn ein nichtabziehbares Band gewünscht wird, dann wird das Kunststoffolienmaterial so gewählt, daß es eine Verklebung aufweist, die im wesentlichen an der Folie bzw. an der Wellpappe gleich stark ist. Daher kann nach dem Aufbringen des Bandes und dem Trocknen der Wasserkomponente der Klebstoffschicht das Band nicht ohne Aufreißen oder Beschädigen des Kartons entfernt werden. Ein spezieller Materialtyp, der als Klebstoffschicht eingesetzt werden kann, wäre ein mehrschichtiges Homopolymer mit bedruckbarer Oberfläche, wie z. B. Bicor SPW von Mobil Chemical Co., Pittsford, NY, oder CCO von Borden Proponite Division, North Andover, MA. Da diese Folien speziell für die Aufnahme von Kaltsiegeln mit wäßrigen Klebstoffen ausgelegt sind, zerreißt die Verpackung, bevor sie davon abgelöst werden kann.
Die wasseraktivierbare Klebstoffschicht (30) ist als Spezialklebstoff formuliert, der so ausgelegt ist, daß er sowohl an der Kunststoffolie als auch an einem Wellpappe- oder Papierträger haftet. Dieser Klebstoff wird aus den folgenden Komponenten zubereitet.
Chelatbildner werden eingesetzt, um etwaige Metallionen zu maskieren, die in dem Klebstoff vorhanden sein können. Ein Material, das als primärer Chelatbildner eingesetzt werden kann, ist Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA).
Ein sekundärer Chelatbildner kann gleichfalls eingesetzt werden, um die Leistung des primären Chelatbildners zu verbessern. Ein besonders bevorzugter sekundärer Chelatbildner enthält EDTA, die in einem Anteil bis zu 0,5 Gew.-% der Zusammensetzung eingesetzt werden kann. Ein weiterer sekundärer Chelatbildner ist Harnstoff Der Primärklebstoff der Zusammensetzung ist Stärke, ein bekanntes Material für Harzklebstoffe auf Wasserbasis. Diese Komponente wird in einem Anteil von etwa 37 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eingesetzt. Eine bevorzugte Stärke ist Maisstärke. Weitere Bestandteile, die als Primärklebemittel eingesetzt werden können, sind unter anderem Dextrin, Tierleim oder Kartoffelstärke.
Die Viskosität des Klebstoffs kann kontrolliert werden, indem ein Verdünnungsmittel in einem sehr niedrigen Anteil zugesetzt wird, im allgemeinen von weniger als 1% oder sogar von nur wenigen Tropfen. Ein bevorzugtes Verdünnungsmittel ist Chlorwasserstoffsäure (auch als Salzsäure bezeichnet). Andere verwendbare Verdünnungsmittel sind unter anderem Enzyme, wie z. B. α-Amylase.
Eine wichtige Komponente, um eine Bindung an die Kunststoffolie zu erzielen, ist eine wasserlösliche Iminverbindung mit einem Molekulargewicht von etwa 50.000 bis 100.000. Dieses Bindemittel weist außerdem nach dem Trocknen des Klebstoffs eine bevorzugte Verankerung der Beschichtung an dem Papier auf. Im allgemeinen besteht etwa 1 Gew.-% der Zusammensetzung aus diesem Bindemittel. Ein bevorzugtes Bindemittel ist Polyamine P von BASF, Parsippany, NJ. Ein weiteres verwendbares Bindemittel ist Morton Solution von Morton Chemical, Chicago, IL.
Der Formulierung wird außerdem ein Haftverstärker zugesetzt, um die Verklebung zwischen dem Band und dem Substrat zu fördern. Für die vorliegende Erfindung hat sich gezeigt, daß ein Polyacrylamid-Polymer mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 100 bevorzugt wird. Diese Komponente wird in einem Anteil von etwa 16 Gew.-% der Gesamtformulierung eingesetzt. Statt des bevorzugten Materials können auch Polyacrylate als Haftverstärker eingesetzt werden.
Die Benetzbarkeits- und Auftragbarkeitseigenschaften des Klebstoffs werden durch Zugabe eines Benetzungsmittels verbessert. Vorzugsweise wird Polyvinylalkohol in einem Anteil von etwa 1% oder weniger verwendet. Ein weiteres Benetzungsmittel ist Harnstoff Diese Komponente kann zwar auch als sekundärer Chelatbildner eingesetzt werden, wird aber, wenn sie beide Funktionen ausüben soll, in einem höheren Anteil eingesetzt als bei Verwendung für die eine oder andere Funktion allein.
Der Rest der Zusammensetzung besteht aus Wasser, das für die bevorzugte Formulierung in einem Anteil von etwa 43 Gew.-% enthalten ist.
2 veranschaulicht das Verfahren, nach dem der vorliegende Klebstoff hergestellt werden kann. Zunächst werden der bzw. die Chelatbildner in den gewünschten Verhältnissen mit dem Wasser vermischt und auf eine Temperatur von etwa 91°C (195°F) erhitzt. Als nächstes wird die Stärke zugesetzt und zusammen mit der Iminverbindung der Formulierung beigemischt. Salzsäure wird so weit wie notwendig zugesetzt, um die Zusammensetzung zu verdünnen, falls dies gewünscht wird. Das Gesamtgemisch wird dann etwa 15 Minuten lang bei 91°C (195°F) gekocht. Danach werden die Polyacrylamid- und Polyvinylalkohol-Komponenten zugesetzt und der Formulierung beigemischt. Dieses Gesamtgemisch wird dann weitere 20 Minuten lang bei 91°C (195°F) gekocht, um das fertige Klebstoffpolymer zu erhalten. Dieser Klebstoff wird dann unter Verwendung einer herkömmlichen Einrichtung zum Ausbringen von Klebstoff auf die Kunststoffolie aufgebracht.
Die Dicke der Papierlage (15) und der Kunststoffolienlage (25) ist für die Erfindung nicht entscheidend. Typische Kunststoffdicken betragen 25,4 bis 50,8 μm (1 bis 2 Mil) und im allgemeinen etwa 30,5 μm (1,2 Mil). Wie oben festgestellt, ist die Papierlage (15) lediglich vorhanden, um eine Druckfläche bereitzustellen, so daß ihre Dicke von einer Untergrenze von etwa 12,7 μm (0,5 Mil) bis zu 50,8 oder 76,2 μm (2 oder 3 Mil) betragen kann, wenn eine Gesamtdicke des Bandes in der Größenordnung von herkömmlichen Papierbändern gewünscht wird. Dieses dickere Band ermöglicht eine Abgabe aus einer herkömmlichen Einrichtung, wie z. B. einem Better Pack-Bandspender, Modell 555L.
Oft möchte man jedoch ein dünneres Gesamtband haben, um zusätzliche Vorteile zu erzielen, wie z. B. ein weniger häufiges Auswechseln der Bandrolle im Bandspender, einen niedrigeren Lagerbestand an Bändern, da pro Rolle mehr Band abgegeben wird. Außerdem ist das Band leichter, woraus sich niedrigere Versandkosten ergeben. Die dünneren Bandkonstruktionen müssen jedoch durch modernere Bandspender aufgebracht werden, wie z. B. den Marsh Ultra-Klebebandspender oder die Better Pack-Modelle 754 oder 755.
Die Gesamtkonstruktion ist sehr vorteilhaft, da die offene Wartezeit nach dem Befeuchten des Klebstoffs etwa 1,5 bis 15 Sekunden oder mehr beträgt, wie für die jeweilige Anwendung gewünscht wird. Die Kunststoffolie bindet die Feuchtigkeit und verhindert, daß diese das Papier befeuchtet, was zu der langen, offenen Wartezeit des Produkts führt. Außerdem bietet die Formulierung eine im wesentlichen sofortige Klebrigkeit beim Ausbringen auf das Papier, auf Wellpappe oder Faserplatte. Wie oben festgestellt, haftet das Band nach dem Abtrocknen des Wassers vom Substrat fest an dem Karton. Bei Verwendung einer abziehbaren Formulierung können die Kunststoffolie und die äußere Papierlage leicht abgezogen werden, oder bei Anwendung einer nichtabziehbaren Version kann das Band nicht entfernt werden, ohne den Karton zu beschädigen. In Abhängigkeit von der Auswahl der Kunststoffolienschicht stehen daher dem Durchschnittsfachmann eine große Auswahl verschiedener Verhaltensweisen von Bändern für den Gebrauch bei unterschiedlichen Anwendungen zum Verschließen von Kartons zur Verfügung.
Nach Wunsch können Polymere, wie z. B. wasseraktivierbare Polymere, oder Dextrin als Alternativen zur Stärke verwendet werden. Außerdem können herkömmliche Feuchthaltemittel in der Formulierung enthalten sein, wie z. B. Natriumnitrat und Harnstoff
BEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachstehenden Beispiele weiter veranschaulicht, in denen alle Teile als Gewichtsteile angegeben werden, wenn nicht anders spezifiziert.
BEISPIEL 1
Eine erste Bandprobe wurde unter Verwendung von 13,6 kg (30 lb) Recycling-Kraftpapier als Schicht (15) und von 30,5 μm (1,2 Mil) dicker, biaxial orientierter Polypropylenfolie als Kunststoffschicht (25) hergestellt. Als Klebstoff (20) wurde ein herkömmlicher Polyacrylat-Klebstoff auf Wasserbasis verwendet, während der bevorzugte erfindungsgemäße wasseraktivierbare Klebstoff, wie oben in der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, als Schicht (30) verwendet wurde.
Die Bänder wurden unter Verwendung eines herkömmlichen Better Pack SSSL-Bandspenders mit Wasser befeuchtet und auf Wellpappekartons aufgebracht, die bis zu einem Gewicht von 18 kg (40 lb) gefüllt worden waren. Die Kartons wurden oben und unten nur mit einem einzigen Bandstreifen verschlossen, und dann wurden Tests ausgeführt, wobei der United Parcel Vorversand-Testzyklus ausgeführt wurde, gefolgt von einem Taumeltrommeltest an 3 Partien identischer Verpackungen. Die Testverpackungen wurden oben und unten mit einem Bandstreifen mit 7,62 cm (3 Zoll) Überhang verschlossen und danach 24 Stunden lang auf 22°C (72°F) und 50% relative Luftfeuchte konditioniert.
Drei mit dem Band von Beispiel 1 verschlossene Pakete wurden in Vibrations- und Freifalltests gemäß U.P.S.-Tarif Nr. 5 und anschließend über 5 Drehungen oder bis zur Beschädigung in der Taumeltrommel getestet. Die Ergebnisse sind die folgenden:
TESTMATERIALIEN FASERPLATTENTEST VERSANDKARTONS
Hersteller Squire Corrugated Container Corp. South Plainfield, NJ
Ausführung normaler Schlitzkarton (RSC)
Größe (ID) 43 cm × 22 cm × 39 cm (17'' × 8 – 1/2'' × 15 – 1/4'')
Zertifikat 200#
Welligkeit vertikale "C"-Flute
Deckschicht gebleichter Kraftzellstoff (nur Sichtprüfung)
Herstellerfalz verleimt
Kennzeichnung J-29-A; 6266
INNENTEILE
1. Gewichte – 18 erforderlich (2/Versandbehälter)
Material – Blei
Masse – jeweils etwa 15#
Die Gewichte wurden paarweise in Details #2 eingebracht, die Kartons wurden verschlossen und in die Squire-Testkartons eingesetzt, auf vier Seiten umgeben von steifem Papierfüllmaterial, um die Position und Polsterung der Gewichte aufrechzuerhalten.
2. Innenkartons – 9 erforderlich (1/Versandbehälter)
Material – 275# Test; "BC"-Flute; Kraft-Kraft-Ausfütterung, RSC-Ausführung
Größe (OD) – 22 cm × 22 cm × 30 cm (8 – 1/2'' × 8 – 1/2'' × 12'')
Behälter Details #1 Bleigewichte
3. Füllmaterial
Material – steifes Papierfüllmaterial Masse – etwa 10#/Versandbehälter Hohlraumfüllmaterial wird genau passend um Details #2 herum gepackt, um die Gewichte abzupolstern und zu stabilisieren und den gesamten Leerraum innerhalb der Versand-Testkartons vollständig auszufüllen.
TESTMETHODEN
1. VIBRATIONSTEST
Die Versandbehälter werden auf den Tisch des Vibrationstestgeräts in normaler Versandausrichtung aufgesetzt und 68 Minuten lang mit einer Frequenz von 215 Schwingungen pro Minute (+1G) gerüttelt, was insgesamt 14200 Vibrationsstöße ergibt. Nach den ersten 34 Minuten Vibration werden die Pakete für die letzten 34 Minuten um 90° gedreht.
2. FALLVERSUCHE IM FREIEN FALL
Im Anschluß an den Vibrationstest wird jeder Versandbehälter zehn (10) Fallversuchen im freien Fall aus einer Höhe von 61 cm (24'') auf die folgenden Kartonteile ausgesetzt:

1. Fallversuch untere Herstellerfalzecke
2. Fallversuch kürzeste von der Ecke des 1. Fallversuchs ausgehende Kante
3. Fallversuch nächstlängere von der Ecke des 1. Fallversuchs ausgehende Kante
4. Fallversuch längste von der Ecke des 1. Fallversuchs ausgehende Kante
5. Fallversuch flach auf eine der kleinsten Platten
6. Fallversuch flach auf die gegenüberliegende kleine Platte
7. Fallversuch flach auf eine der mittleren Platten
8. Fallversuch flach auf die gegenüberliegende mittlere Platte
9. Fallversuch flach auf eine der größten Platten
10. Fallversuch flach auf die gegenüberliegende große Platte

3. TAUMELTROMMELTEST
Im Anschluß an den Fallversuch im freien Fall wird jeder Versandbehälter einzeln in der Taumeltrommel fünf (5) vollen Umdrehungen ausgesetzt oder bis zum Entstehen eines Schadens getestet.
BEISPIEL 2
Ein zweites Band wurde erfindungsgemäß hergestellt, wobei 11 kg (25 lb) Recycling-Kraftpapier als Papierlage (15) und die gleiche biaxial orientierte, 30 μm (1,2 Mil) dicke Polypropylenfolie als Kunststofflage (25) verwendet wurden.
Die mit den Bändern gemäß den Beispielen 1 und 2 verschlossenen Pakete wurden mit glasfaserverstärktem Band der Qualität 235 als Kontrolle verglichen. Die Ergebnisse waren die folgenden:
TESTERGEBNISSE
VIBRATION UND FREIER FALL
Die vollständigen Testergebnisse nach den Testryklen der Vibrations- und Aufprallversuche im freien Fall sind nachstehend zusammengefaßt:
TAUMELTROMMEL
Im Anschluß an die Vibrations- und Fallversuche im freien Fall wurden die Pakete für den Taumeltrommeltest zusammengestellt, mit den folgenden Ergebnissen:
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die erfindungsgemäßen Bänder eine vergleichbare und außergewöhnlich gute Leistung zeigten, da der gesamte Testryklus, der Vibrations-, Fall- und Taumelkomponenten aufweist, eine strenge Prüfung für jedes Paketverschlußverfahren darstellt. Die Beispiele der vorliegenden Erfindung konnten sowohl die Leistungsprüfungen mit minimaler Strukturschädigung überstehen als auch ihre körperliche Unversehrtheit über diejenige des Verpackungsmaterials selbst hinaus beibehalten.
Dementsprechend ist gezeigt worden, daß die einzigartige Konstruktion der erfindungsgemäßen Bänder eine verbesserte Berstfestigkeit und hervorragende Festigkeitseigenschaften hinsichtlich der Reißfestigkeit aufweist. Dieser Klebstoff weist eine sehr lange offene Wartezeit zusammen mit einem augenblicklichen Klebevermögen ebenso wie einen breiten Wassertoleranzbereich auf. Außerdem funktioniert der Klebstoff gleich gut mit überdosierten und unterdosierten Wasserbehältern an herkömmlichen Folienspendern. Die Kombination der Papier-Folie-Laminierung liefert eine gleichmäßige Dicke von einheitlichem Kaliber, die eine hervorragende Druckfläche zur Verwendung bei herkömmlichen Druckgeräten und Druckfarben aufweist.
Die erfindungsgemäßen Bänder können auf herkömmliche Weise hergestellt werden. Das Substrat wird in voller Breite zwischen etwa 91 und 243 cm (36 und 96 Zoll) bereitgestellt. Dann wird der Klebstoff zubereitet, wie oben beschrieben, und durch eine Walzenauftragmaschine, eine Breitschlitzdüse, durch Extrusion oder durch andere herkömmliche Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, auf eine Seite des Substrats aufgebracht. Das beschichtete Band wird dann getrocknet, gespalten und mit einer Rollenschneidmaschine auf die gewünschte Breite des Bandes zugeschnitten.
Das vorliegende Band kann zum Verschließen aller recycelten oder unbehandelten Kartonmaterialien verwendet werden und bietet wegen der Polymerfolienschicht außerdem hervorragende feuchtigkeitsabstoßende Eigenschaften. Die Eigenschaften des Bandes ermöglichen ein relativ geringes Gewicht des Bandes, woraus sich größere Rollenlängen, ein weniger häufiges Auswechseln der Rolle, weniger Lagerraum, niedrigere Versandkosten und ein geringerer Lagerbestand ergeben. Außerdem können je nach der Auswahl der in dem Band verwendeten Polymerfolie, wie oben festgestellt, abziehbare oder nichtabziehbare Varianten bereitgestellt werden.
Alternativ kann für den vorliegenden Klebstoff je nach der konkreten Endanwendung des Artikels eine große Auswahl von Substraten verwendet werden. Nach Wunsch kann ein Papiersubstrat an seiner Oberseite graphische Freistempel aufweisen, und der vorliegende Klebstoff an seiner Unterseite kann zur Herstellung von Briefmarken, Tapete, Etiketten, Regaleinlegestreifen oder anderen Artikeln benutzt werden, die an einem Gegenstand befestigt werden können. Für bestimmte Anwendungen können andere Substrate verwendet werden. Zum Beispiel können für Spezialartikel Kunststoffolien, Metallfolien oder Kombinationen daraus verwendet werden. Alle diese Varianten werden durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogen.

Claims

Verpackungsklebeband zur Anbringung an einen Gegenstand, aufweisend ein Substrat aus einer Kunststoff Folie, die über Ober- und Unterseiten verfügt; und auf mindestens einem Abschnitt der Unterseite des Substrats eine Klebstoffzusammensetzung, die aufweist: eine erste Komponente eines mit Wasser aktivierbaren Klebmittels in einer Menge von 2 bis 60%, um der Zusammensetzung Klebeigenschaften zu vermitteln; eine zweite Komponente eines Haftverstärkers in einer Menge von 5% bis 30 Gew.%, um der Zusammensetzung Anfangs-Tack zu vermitteln; und eine dritte Komponente eines bindenden Mittels, das eine wasserlösliche Imin-Verbindung in einer Menge von 0,1% bis 7 Gew.% aufweist, um ein Binden der Klebstoffzusammensetzung an der Kunststoff-Folie zu gewähren und dem Substrat eine zusätzliche Haftung an dem Gegenstand zu vermitteln; und den Rest Wasser; worin die erste, zweite und dritte Komponente voneinander verschieden sind und die Klebstoffzusammensetzung durch Kontakt mit Wasser bei der Aufbringung auf den Gegenstand aktiviert wird.
Verpackungsklebeband nach Anspruch 1, bei welchem das mit Wasser aktivierbare Klebmittel in einer Menge von 30% bis 45 Gew.% vorliegt; der Haftverstärker in einer Menge von 10% bis 20 Gew.% vorliegt; die Imin-Verbindung in einer Menge von 0,5% bis 2 Gew.% vorliegt und in die Klebstoffzusammensetzung wahlweise mindestens ein Chelatbildner einbezogen ist.
Verpackungsklebeband nach Anspruch 2, bei welchem mindestens ein Chelatbildner in einer Menge von 0,5% bis 6 Gew.% vorhanden ist und in den Klebstoff wahlweise ein oder mehrere der folgenden Komponenten einbezogen sind: Natriumchlorid in einer Menge bis zu 3 Gew.%; ein Verdünnungsmittel in einer Menge bis zu 1 Gew.%; ein Benetzungsmittel in einer Menge bis zu 3 Gew.%; oder ein Feuchthaltemittel in einer Menge bis zu 3 Gew.%, wobei jedes Gewicht auf das Gewicht der Klebstoffzusammensetzung bezogen ist.
Verpackungsklebeband nach Anspruch 3, bei welchem der Chelatbildner ETDA ist und in einer Menge von 0,5% bis 1,5 Gew.% vorliegt, wobei das Natriumchlorid in einer Menge von 1% bis 3 Gew.% vorliegt, das Verdünnungsmittel Salzsäure ist und in einer Menge von 0,01% bis 0,5 Gew.% vorliegt und das Benetzungsmittel Polyvinylalkohol ist und in einer Menge von 0,01% bis 2 Gew.% vorliegt.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem das mit Wasser aktivierbare Klebmittel Stärke ist, der Haftverstärker ein Polyacrylamid ist und die Imin-Verbindung ein Polyethylenimin ist.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem das Substrat ferner eine Verstärkung aufweist.
Verpackungsklebeband nach Anspruch 6, bei welchem die Verstärkung Glasfiber, Garn, ein Fadengelege oder ein zusätzliches Substrat ist.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem der Klebstoff auf weitgehend der gesamten Unterseite der Kunststoff-Folie vorgesehen ist.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem das Substrat eine graphische Information beträgt, so dass der Artikel als ein Etikett oder Aufkleber verwendet werden kann.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, ferner aufweisend eine Papierlage, die mit der Unterseite der Kunststoff-Folie verbunden ist.
Verpackungsklebeband nach Anspruch 10, bei welchem die Papierlage Kraftpapier aufweist und mit der Kunststoff Folie mit einem Klebstoff auf Wasserbasis verbunden ist.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem der mit Wasser aktivierbare Klebstoff eine stärkere Bindung an dem Substrat hat als an der Kunststoff-Folie, so dass die Kunststoff-Folie von der Verpackung abziehbar ist.
Verpackungsklebeband nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem der mit Wasser aktivierbare Klebstoff eine stärkere Bindung an der Kunststoff Folie hat als an dem Substrat.