DE69813272T2 - Aufarbeitbare druckempfindliche klebemittelzusammensetzung und verfahren, um ein acrylklebmittel besser aufarbeitbar zu machen - Google Patents
Aufarbeitbare druckempfindliche klebemittelzusammensetzung und verfahren, um ein acrylklebmittel besser aufarbeitbar zu machenInfo
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Description
- Vorliegende Erfindung betrifft Haftkleber-Zusammensetzungen (PSA- Zusammensetzungen), insbesondere acrylische Emulsions-PSAs, die wieder aufbereitbar und für die verschiedensten Anwendungen geeignet sind, einschließlich Daueretiketten für allgemeine Zwecke (gpp-Etiketten) und entfernbare, wieder anbringbare Etiketten.
- Klebbänder, Klebetiketten und andere Konstruktionen werden für viele Zwecke verwendet und mit zahlreichen Arten von Klebstoffzusammensetzungen hergestellt, einschließlich von klebrig gemachten und nicht klebrig gemachten PSA- Polymeren auf Basis von Kautschuk und acrylischen Verbindungen. Um für Anwendungen als gpp-Etikett oder entfernbares, wieder anbringbares Etikett geeignet zu sein, sollte ein PSA-Klebstoff eine Haftung an den verschiedensten Papier-, Film- und Metallsubstraten zeigen, eine gute Rundbiegungsleistung (mandrel performance), d. h., die Fähigkeit, an einer gekrümmten Oberfläche kleben zu bleiben) und eine günstige Ausgewogenheit von Schlingenklebkraft (looptack) Abziehvermögen und Scherspannung aufweisen.
- Die meisten PSAs und PSA Konstruktionen auf Basis von Kautschuk und acrylischen Verbindungen sind nicht wieder aufarbeitbar, d. h., sie sind nicht in Wasser dispergierbar oder löslich. Wenn eine mit PSA beschichtete Papieretikett- Konstruktion dem Wiederaufbereitungsverfahren (Faser-Scherschneidverfahren) unterzogen wird, neigen die Klebstoffe zu einem Zusammenballen und bilden Kügelchen, die im Handel gewöhnlich als "Klümpchen" (stickies) bezeichnet werden; diese Klümpchen beeinflussen die Qualität von recyceltem Papier und können eine nachteilige Wirkung auf die Papierherstellungsanlagen ausüben.
- Aufgrund eines anhaftenden Interesses beim Recyceln, insbesondere dem Recyceln von Papier, Kunststoffen und Wellpappe, wurden verschiedene Versuche mit gemischtem Erfolg unternommen, das Klümpchenproblem zu lösen. Ein Versuch war, Etiketten und andere Klebstoffkonstruktionen mit wasserlöslichen Klebstoff- Mikrokügelchen herzustellen; hierfür sind U.S.-Patente Nm. 3.691.140 (Silver), 4.155.152 (Baker u. a. 4.495.318 (Howard) 4.598.212 (Howard) und 4.810.763 (Mallya u. a.) repräsentativ. Obgleich während der Wiederaufbereitung Klebstoff- Mikrokügelchen in den Papierfasern dispergieren, werden sie nicht von den Fasern entfernt und können Probleme verursachen, wenn die Papierfasern einer anderen Runde der Wiederaufbereitung und des Recycelns unterzogen werden.
- Wasserlösliche Klebstoffe sind erhältlich und können wirksam von Papierfasern während des Recycelns entfernt werden, bleiben jedoch im Wassersystem zurück und konzentrieren sich. Eine derartige Konzentration wird insbesondere in Papier-Recyclingmühlen problematisch, die die gesamte Wasserzufuhr oder ein Teil derselben wieder verwenden. Schließlich fallen wasserlösliche Materialien aus dem Wasser aus und verunreinigen die Papierpulpe und die Anlage. Dies führt zu kosmetischen und funktionellen Defekten im recycelten Papier und zu erhöhter Wartung und Ausfallszeit, um die Recycelanlage zu reinigen. Ferner leiden derartige Klebstoffe unter einer geringen Lebensdauer, schlechten Feuchtigkeits- und/oder Alterungsleistung, und/oder einer Neigung, in die Papierunterlage auszubluten (was die Abziehleistung vermindert). Auch wurden wiederaufarbeitbare Emulsionsklebstoffe mit einer hohen polaren Polymerstruktur entwickelt; jedoch neigen sie leider darunter, eine geringe Haftung an Vinylsubstraten (olefinischen Substraten) wie HDPE aufzuweisen. Aus Materialien mit niederem Molekulargewicht zusammengesetzte wieder aufarbeitbare Emulsionsklebstoffe wurden ebenfalls hergestellt; sie zeigten eine verminderte Rundbiegungsleistung und Scherleistung sowie eine Tendenz, auf den aufgebrachten Substraten einen Klebstoffrückstand zu hinterlassen. Auch wurden unter Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln vom Typ Alkylphenolethoxylat (APE) in Wasser dispergierbare Emulsions-PSAs hergestellt. Repräsentativ hierfür sind die U.S.-Patente Nrn. 5.536.800 (Scholz u. a.) und 5.550.181 (Scholz). Neuerdings kamen jedoch APE-Tenside durch die Umwelt- und Ärztegemeinschaften unter Überwachung.
- Um die widersprüchlichen Bedürfnisse der Etiketten- und Bänderindustrie, Wiederaufarbeitungsindustrie, Umweltschützer und Verbraucher zu erfüllen, ist ein für die Verwendung auf den verschiedensten Anwendungsgebieten geeigneter Hochleistungsklebstoff für ein wiederaufarbeitbares gpp- oder entfernbares und wieder anbringbares Etikett erforderlich.
- Vorliegende Erfindung stellt neue, aufbereitbare PSA Zusammensetzungen und -Konstruktionen zur Verfügung, welche eine hohe Klebeleistung auf einen breiten Bereich von Substraten zeigen und zur Verwendung für die verschiedensten Anwendungen brauchbar sind, einschließlich für gpp-Etiketten oder entfernbare und wieder anbringbare Etiketten, durch den Verbraucher abwaschbare Etiketten, Postetiketten, Briefmarken, Umschläge u. a. Anwendungen. Ein aufbereitbarer Klebstoff kann als ein Klebstoff definiert werden, der in Teilchen einer Größe von weniger als oder gleich annähernd 200 Mikron nach dem mechanischen oder manuellen Aufbereiten dispergiert.
- Gemäß vorliegender Erfindung umfasst eine wiederaufbereitbare PSA- Zusammensetzung ein Blend aus (a) einem wieder aufbereitbaren, durch Sequenzpolymerisation gebildeten acrylischem Emulsionscopolymer und (b) ein nicht wiederaufbereitbares Emulsionscopolymer, umfassend mindestens ein Vinylester- und styrolisches Monomer, wobei das Blend ein Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 72 : 28 bis 16 : 84 auf Trockengewichtbasis aufweist.
- Wenn eine derartige Zusammensetzung einen Teil einer Papieretikettenkonstruktion bildet, dispergiert sie ausreichend, um den Test "Technical Association of the Pulp and Paper Industry Useful Method 212" (Methode 212 der technischen Vereinigung der Pulpen- und Papierindustrie) (TAPPI-UM212) oder einen äquivalenten Test, wie z. B. TAPPI-UM213, zu bestehen, wobei beide Tests durch Bezugnahme in vorliegende Beschreibung einbezogen werden.
- Ein bevorzugtes wiederaufbereitbares acrylisches Emulsionspolymer wird durch Sequenzpolymerisation einer Vielzahl von Monomeren, vorzugsweise mindestens einem Alkylacrylat, mindestens einem Vinylester- oder styrolischen Monomer, mindestens einer polymerisierbaren C&sub3;- bis C&sub5;-Carbonsäure und mindestens einem Alkylmethacrylat hergestellt. Besonders bevorzugt sind wiederaufbereitbare acrylische Emulsionscopolymere aus einer Vielzahl von Monomeren, umfassend, auf Basis von Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht von Monomeren, (1) 50 bis 70 Teile mindestens eines Alkylacrylats mit 4-12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, (ii) 10 bis 20 Teile mindestens eine Vinylester- oder styrolischen Monomeren, (iii) 6 bis 20 Teile mindestens einer polymerisierbaren C&sub3;- bis C&sub5;-Carbonsäure und (iv) 5-15 Teile mindestens eines Alkylacrylats mit 1-3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, und/oder mindestens ein Alkylmethacrylat mit 1-4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe. Das Emulsionscopolymer wird unter Verwendung von einem oder mehreren, bevorzugter einer Vielzahl, von nicht-ionischen, anionischen und/oder kationischen oberflächenaktiven Mitteln gebildet. Bei einer Ausführungsform werden oberflächenaktive Mittel benutzt, welche keine APE Tenside sind. Die wiederaufbereitbaren PSA-Zusammensetzungen sind von Natur aus klebrig und erfordern keine äußeren Klebrigmacher. Gegebenenfalls können jedoch für besondere Anwendungen ein oder mehrere Mittel zum Klebrigmachen zur PSA-Zusammensetzung zugegeben werden.
- Die zweite Art Copolymer ist ein acrylisches Emulsionscopolymer, welches per se nicht notwendigerweise - und in der Regel ist es nicht - wiederaufbereitbar ist. Obgleich dies nicht erforderlich ist, kann auch das Copolymer vom zweiten Typ durch Sequenzpolymerisation hergestellt werden. Das erhaltene Polymerblend ist wieder aufbereitbar und zeigt eine gute Klebeleistung auf den verschiedensten Substraten. Um eine gute Ausgewogenheit zwischen der Wiederaufbereitbarkeit und der Gesamtklebeleistung zu erreichen, wird das Mischungsverhältnis von (a) : (b) vorzugsweise so eingestellt, dass es in dem Bereich von 72 : 28 bis 16 : 84, bevorzugter 70 : 30 bis 40 : 60, mehr bevorzugt 55 : 45 bis 45 : 55, auf Trockengewichtsbasis (d. h., dass Wasser aus der Berechnung des Gewichtsverhältnisses ausgeschlossen ist) fällt.
- Zusätzlich zu den Copolymeren (a) und (b) enthält das wiederaufbereitbare Polymerblend ein Tensidsystem, vorzugsweise ein Gemisch von nicht-ionischen, anionischen und/oder kationischen oberflächenaktiven Mitteln. Das erhaltene emulgierte Blend ist von Natur aus klebrig und funktioniert als wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung, ohne äußere Mittel zum Klebrigmachen zu erfordern. Gegebenenfalls können jedoch für besondere Anwendungen ein oder mehrere Klebrigmacher dem Blend zugesetzt werden.
- Wenn eine Unterlage oder Zwischenlage zur Freigabe mit den neuen PSA- Zusammensetzungen beschichtet oder diese auf eine andere Weise hierauf aufgebracht werden, sind sie wieder aufbereitbar und üben die Funktion als gpp- oder entfernbare und wieder anbringbare Etikettenklebstoffe aus. Die neuen PSAs zeigen eine verbesserte Haftung an Polyolefinen, insbesondere HDPE, eine verbesserte Haftung an Karton-Substraten wie recycelte Wellpappe und eine Gesamtklebeleistung, die gpp- oder entfernbaren oder wieder anbringbaren Etikettenklebstoffen vergleichbar ist. Die Rundbiegeleistung ist ebenfalls verbessert. Ferner ist anzunehmen, dass die erfindungsgemäßen PSA-Zusammensetzungen durch geeignete Auswahl von Monomeren und oberflächenaktiven Mitteln kostengünstiger herzustellen sind als die zuvor genannten wieder aufbereitbaren Standardklebstoffe.
- In einem anderen Aspekt vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines sonst nicht wieder aufbereitbaren Haftklebers zur Verfügung gestellt; dieses umfasst das Vermischen einer ausreichenden Menge eines wieder aufbereitbaren acrylischen Copolymeren mit einem nicht wieder aufbereitbaren PSA, um das erhaltene Blend wieder aufbereitbar zu machen, wie weiter oben definiert.
- In einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung können die im vorliegenden beschriebenen PSA-Zusammensetzungen zu anderen, im Handel erhältlichen Klebstoffen als Mittel zur Förderung der Haftung zugegeben werden.
- Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein durch Sequenzpolymerisation hergestelltes bereichartiges copolymerisiertes Teilchen.
- Gemäß vorliegender Erfindung werden neue PSA Zusammensetzungen und -Konstruktionen zur Verfügung gestellt, welche beide wiederaufbereitbar sind und eine hervorragende Haftung an den verschiedensten Substraten zeigen sowie für viele Anwendungen geeignet sind, einschließlich gpp-Etiketten und entfernbare, wiederanbringbare Etiketten und andere Produkte. Bei einer Ausführungsform umfasst die wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung ein Blend aus zwei acrylischen Emulsionscopolymeren, wobei das erste derselben wieder aufbereitbar ist (d. h., den Test TAPP) UM 213 besteht) und durch Sequenzpolymerisation einer Vielzahl von Monomeren hergestellt wird, und nicht durch absatzweise Polymerisation. Das zweite Copolymer braucht nicht von Natur aus wieder aufbereitbar zu sein und ist es in der Regel auch nicht.
- Ein bevorzugtes wiederaufarbeitbares acrylisches Emulsionscopolymer wird aus einer Vielzahl von Monomeren hergestellt, umfassend mindestens ein Alkylacrylat, mindestens einen Vinylester oder ein styrolisches Monomer, mindestens eine polymerisierbare C&sub3;- bis C&sub5;-Carbonsäure und mindestens ein Alkylmethacrylat und besitzt eine Glasübergangstemperatur Tg von -15º bis -50ºC, gemessen durch Abtastdifferenzialkalorimetrie (DSC) und ein Zahlenmittel- Molekulargewicht Mn von 12.000 bis 21.000, gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC).
- Nicht begrenzende Beispiele für geeignete Alkylacrylate umfassen kurzkettige Alkylacrylate mit 1-3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, wie z. B. Methyl-, Ethyl- und Propylacrylat; mittelkettige Alkylacrylate mit 4-12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, wie z. B. Butyl-, 2-Ethylhexyl-, Isooctyl- und Isodecylacrylat; und Maleatmonomere, wie z. B. Di(2-ethylhexyl)maleat. Besonders bevorzugt werden Fomulierungen auf Basis von Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat mit oder ohne geringe Mengen an Methyl- oder Ethylacrylat.
- Nicht begrenzende Beispiele für Vinylester und styrolische Monomere, die bei der Durchführung vorliegender Erfindung brauchbar sind, umfassen Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylisobutyrat, Vinylvalerat, Vinylversitat, Styrol und 3- Methylstyrol, wobei Vinylacetat bevorzugt wird.
- Nicht begrenzende Beispiele für polymerisierbare C&sub3;- bis C&sub5;-Carbonsäuren, die bei vorliegender Erfindung brauchbar sind, umfassen solche Monomeren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und Itaconsäure, wobei Acrylsäure oder ein Gemisch von Acrylsäure und Methacrylsäure besonders bevorzugt werden.
- Nicht begrenzende Beispiele für brauchbare Alkylmethacrylate umfassen Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und Butylmethacrylat, wobei Methylmethacrylat bevorzugt wird.
- Ein besonders bevorzugtes wieder aufbereitbares acrylisches Copolymer ist aus 2-Ethylhexylacrylat, Vinylacetat, Methylacrylat, Acrylsäure und Methacrylsäure sequenzpolymerisiert. Bevorzugter umfasst das Copolymer, auf Basis des Trockengewichts, bezogen auf das Gesamtgewicht der das Copolymer bildenden Monomeren, (i) 50-70 Gewichtsteile 2-Ethylhexylacrylat, (ii) 10 bis 20 Gewichtsteile Vinylacetat, (iii) 5-15 Gewichtsteile Methylacrylat (iv) 5-15 Gewichtsteile Acrylsäure und (v) 1-10 Gewichtsteile Methacrylsäure.
- Das wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer wird durch Polymerisation mit freien Radikalen, vorzugsweise in einer sauerstofffreien Atmosphäre, in Gegenwart geeigneter Polymerisationsinitiatoren und Emulgierungsmitteln (oberflächenaktiven Mitteln), wie im Folgenden beschrieben, hergestellt.
- Das zweite Copolymer braucht jedoch nicht von Natur aus wieder aufbereitbar sein. Bei einer Ausführungsform wird aus einer Vielzahl von Monomeren, für die weiter oben nicht-begrenzende Beispiele gegeben wurden, ein nicht wieder aufbereitbares acrylisches Copolymer hergestellt. Das nicht wieder aufbereitbare Copolymer besitzt vorzugsweise einen Tg-Wert von -15 bis -50ºC, vorzugsweise - 30 bis -40ºC und ein Mn von 70.000-90.000.
- Bei einer Ausführungsform ist das nicht wieder aufbereitbare Copolymer im Wesentlichen das im U.S.-Patent Nr. 5.221.706 (Lee u. a.), abgetreten an Avery Dennison, beschriebene (vgl. z. B. Grundpolymer I). Andere nicht-begrenzende Beispiele für geeignete, wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymere sind in den U.S.-Patenten 5.492.950 (Brown u. a.) und 5.164.444 (Bernard beschrieben), welche beide an Avery Dennison abgetreten sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist das nicht wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer aus mindestens einen Alkylacrylat, mindestens einem Vinylester oder styrolischen Monomeren, mindestens einer C&sub3;- bis C&sub5;-Carbonsäure, die polymerisierbar ist, und mindestens einem Alkylmethacrylat in Gegenwart von mindestens zwei der nachfolgend angegebenen beiden oberflächenaktiven Mitteln hergestellt. Ein nicht- begrenzendes Beispiel für ein derartiges Copolymer umfasst auf Basis von Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren (i) 10 bis 20 Teile 2-Ethylhexylacrylat (ii) 60 bis 80 Teile Butylacrylat (iii) 2 bis 10 Teile Methylacrylat, (iv) 2 bis 10 Teile Vinylacetat, (v) 1 bis 5 Teile Acrylsäure und (vi) 1 bis 5 Teile Methacrylsäure.
- Die wieder aufbereitbaren und nicht wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren werden jeweils durch freie Radikale-Polymerisation vorzugsweise in einer sauerstofffreien Atmosphäre, in Gegenwart geeigneter Polymerisationsinitiatoren und -emulgatoren (oberflächenaktive Mittel) hergestellt. Es wird ausreichend oberflächenaktives Mittel einbezogen, um eine stabile Emulsion zu bilden, ohne eine Phasentrennung zu verursachen. Ein oder mehrere Aktivatoren, · Redoxmittel und Kettenübertragungsmittel werden auch bei der Reaktion vorzugsweise verwendet. Bei einer Ausführungsform wird zur Steuerung des Schäumens Kaliumhydroxid zugegeben.
- Nicht-ionische, anionische und/oder kationische oberflächenaktive Mittel werden bei der Emulsionspolymerisation acrylischer Monomerer vorteilhafterweise verwendet, wobei eine Vielzahl von oberflächenaktiven Mitteln bevorzugt wird. Nicht- begrenzende Beispiele für bei der Durchführung vorliegender Erfindung brauchbare oberflächenaktive Mittel umfassen Cetyltrimethylammoniumbromid, erhältich von der Fa. Aldrich (Milwaukee, WI, USA), AR-150, ein nicht-ionischer, ethoxylierter Harzsäure-Emulgator, erhältlich von Hercules, Inc. (Wilmington, DE, USA); Alipal CO-436, ein sulfatiertes Nonylphenolethoxylat, erhältlich von Rhone-Poulenc; Trem LF40, ein Natriumalkylallylsulfosuccinat-Tensid, erhältlich von Henkel of Amerika, Inc. (King of Prussia, PA, USA); Natriumpyrophosphat, erhältlich von der Firma J. T. Baker (Mallinckrodt Baker, Inc., Phillipsburg, NJ), Disponil FES77, ein Natriumlaurylethersulfat-Tensid, erhältlich von der Fa. Henkel; Aerosol OT-75, ein Natriumdioctylsulfosuccinat Tensid, erhältlich von American Cyanamid (Wayne, NJ, USA); Polystep F-9 ein Nonylphenolethoxylat und Polystep B-27, ein Natriumnonylphenolethoxylatsulfat, beide erhältlich von Stepan Company, Inc. (Winnetka, IL, USA); sowie Dinatriumsalze ethoxylierter Alkylalkoholhalbester von Sulfobernsteinsäure, beschrieben im U.S.-Patent Nr. 5.221.706 und von VWR Scientific Corp., Sagent-Welch Division (Westchester, PA) erhältlich. Andere oberflächenaktive Mittel umfassen die Triton X-Reihen von Tensiden, die von Union Carbide (Danbury, CT, USA) hergestellt werden.
- Bei einer Ausführungsform wird das wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer mit einem Natriumalkylallylsulfosuccinat und einem ethoxylierten Natriumnonylphenolsulfat als Tensidsystem emulgiert. Es können aber auch Tenside benutzt werden, welche keine APE-Tenside sind. Das nicht wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer kann z. B. mit einem Tensidsystem aus Natriumlaurylethersulfat und Natriumdioctylsulfosuccinat oder mit anderen geeigneten Tensiden oder Tensidsystemen emulgiert werden.
- Nicht-begrenzende Beispiele für brauchbare Polymerisationsinitiatoren umfassen wasserlösliche Initiatoren wie z. B. Persulfate wie Natriumpersulfat (Na&sub2;S&sub2;O&sub8;) und Kaliumpersulfat; Peroxide wie Wasserstoffperoxid und tert.- Butylhydroperoxid (t-BHP); sowie Azoverbindungen wie die Initiatoren VAZO®; diese werden allein oder in Kombination mit einem oder mehreren Reduktionsmitteln oder Aktivatoren verwendet, beispielsweise mit Bisulfiten, Metabisulfiten, Ascorbinsäure, Erythorbsäure, Natriumformaldehydsulfoxylat, Eisen(II)sulfat, Eisen(II)ammoniumsulfat und Eisen(III)ethylendiamintetraessigsäure. Es wird genügend Initiator angewandt, um die freie Radikale-Polymerisation der Monomeren zu fördern.
- Es wird auch bevorzugt, eine geringe Menge (z. B. 0,01 bis 0,5 Gew.% der Monomeren) eines Kettenübertragungsmittels oder eines anderen Molekulargewichtsregulators zur Steuerung der mittleren Polymerkettenlänge der acrylischen Copolymeren zu verwenden. Nicht-begrenzende Beispiele umfassen n- Dodecylmercaptan (n-DDM), tert.-Dodecylmercaptan (t-DDM), Monothioglycerin, Mercaptoacetate und langkettige Alkohole.
- Die Polymerisation wird beispielsweise durch Herstellung einer Preemulsion von Monomeren und Beginn der Polymerisation unter Verwendung von freie Radikale-Initiatoren durchgeführt. Die Preemulsion kann in den Reaktor als alleinige Charge oder stufenweise eingespeist werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu regulieren. Bevorzugter wird insbesondere in dem Fall des wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren eine Sequenzpolymerisation, und die Vielzahl von Monomeren wird emulgiert und in unterschiedlichen Stufen reagieren gelassen. Zu diesem Zweck werden getrennte Preemulsionen von Monomeren, oberflächenaktiven Mitteln, Initiatoren und anderen Komponenten hergestellt. Ein Reaktor wird mit einer anfänglichen Seifenlösung (Tensidlösung) und Katalysatorlösung (Initiatorlösung) beschickt, eine erste Preemulsion von Monomeren wird in den Reaktor allmählich eingespeist, und die Polymerisation wird eingeleitet und fortschreiten gelassen. Nach Polymerisation der ersten Preemulsion wird in den Reaktor allmählich eine zweite Preemulsion von Monomeren eingespeist, und die Polymerisation schreitet fort. Das Ergebnis ist ein Copolymersystem emulgierter Copolymerteilchen, welche von durch absatzweise Polymerisation hergestellten Emulsionscopolymeren völlig verschieden sind. Obgleich dies nicht an eine Theorie gebunden ist, wird angenommen, dass die Sequenzpolymerisation von den zwei monomeren Preemulsionen zu einer Emulsion von Copolymerteilchen vom Bereichstyp führt, wobei jedes einen inneren Kern aus einer ersten Copolymerzusammensetzung und eine Außenschale oder einen Außenbereich einer zweiten Copolymerzusammensetzung aufweist, die bzw. der den Kern teilweise oder völlig einkapselt. Fig. 1 zeigt eine schematische Veranschauung einer Hypothese des Erscheinungsbilds eines derartigen Teilchens 10, gebildet durch Sequenzpolymerisation, mit einem inneren Kernbereich 12 und einer Außenschale oder Reihe von Bereichen 14, welche den Kern partiell umgeben.
- Bei einigen Ausführungsformen wird bevorzugt, dass die aus der Polymerisation der ersten Preemulsion resultierenden Copolymerteilchen mindestens 50%, bevorzugter mindestens 60%, noch bevorzugter 90%, bezogen auf das Gewicht des Copolymer-Endsystems, umfassen. Wenn in eine oder beide Chargen Kettenübertragungsmittel einbezogen sind, und die Zugaberaten des Monomeren und/oder der Monomerzusammensetzungen verändert werden, können das mittlere Molekulargewicht und die Zusammensetzung der getrennt copolymerisierten Chargen signifikant verschieden sein, mit hieraus sich ergebender Auswirkung auf die Eigenschaften der emulgierten Copolymerteilchen. In der Tat wurde gefunden, dass die Produkte der Sequenzpolymerisation in der Regel Eigenschaften zeigen, welche sich von den nach sich von der Sequenpolymerisation unterscheidenden Verfahren hergestellten Produkten offensichtlich unterscheiden.
- Obgleich es nicht bevorzugt wird, kann zu einer oder beiden Preemulsionen bei manchen Ausführungsformen ein Vernetzungsmittel zugegeben werden, um eine innere Vernetzung (Vernetzung des inneren Kernbereichs) zu erleichtern. Die äußere Vernetzung (Vernetzung zwischen den einzelnen emulgierten Teilchen) kann durch Zugabe eines Vernetzungsmittels zum polymerisierten Reaktionsgemisch erleichtert werden.
- Wenn die wieder aufbereitbaren und nicht wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren hergestellt sind, (sei es durch Sequenzpolymerisation oder auf sonstige Weise), werden sie miteinander vermischt, wodurch eine von Natur aus klebrige, beschichtbare PSA-Zusammensetzung bereitgestellt wird, die wieder aufbereitbar ist. Um zu gewährleisten, dass das Polymerblend sowohl wieder aufbereitbar ist als auch eine gute Ausgewogenheit der Klebeigenschaften zeigt, ist eine sorgfältige Regulierung des Mischungsverhältnisses wesentlich. Bei einer Ausführungsform liegt das Trockengewichtsverhältnis des wieder aufbereitbaren Copolymeren zum nicht wieder aufbereitbaren Copolymeren innerhalb des Bereichs von 72 : 28 bis 16 : 84. Bevorzugt fällt das Mischungsverhältnis des wieder aufbereitbaren zum nicht wieder aufbereitbaren Copolymeren in den Bereich von 70 : 30 bis 40 : 60, noch bevorzugter von 55 : 45 bis 45 : 55, auf Trockengewichtsbasis. In einigen der im folgenden beschriebenen Beispiele wurden besonders gute Ergebnisse bei Verwendung eines Trockengewichts-Mischungsverhältnisses von 49 : 51 erhalten. Für wieder aufbereitbare und nicht wieder aufbereitbare acrylische Emulsionscopolymere mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 52% bzw. 67% entspricht dies einem Trockengewicht-Mischungsverhältnis von 54 : 46.
- Wieder aufbereitbare PSA-Zusammensetzungen, hergestellt als ein Blend von Copolymeren, zeigen eine verbesserte Haftung an Polyolefinen, insbesondere an Polyethylen hoher Dichte, eine verbesserte Haftung an Wellpappesubstraten und eine verbesserte Rundbiegungsleistung von wiederaufbereitbaren PSA- Standardzusammensetzungen. Ferner ist die Klebgesamtleistung derartiger gemischter Polymerer mit derjenigen anderer industrieller Klebstoffe zum allgemeinen Zweck vergleichbar oder besser als diese.
- Obgleich von Natur aus klebrig, können sowohl die wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren als auch die wieder aufbereitbaren Polymerblends mit einem oder mehreren klebrig machenden Additiven weiter klebrig gemacht werden. Nicht-begrenzende Beispiele umfassen modifizierte und unmodifizierte Kohlenwasserstoffharze, Kollophoniumharze und Harzester. Hydriertes Kollophonium ist ein nichtbegrenzendes Beispiel für ein Mittel zum Klebrigmachen aus einem modifiziertem Kollophonium. Andere nicht-begrenzende Beispiele für Mittel zum Klebrigmachen umfassen Snow Tack 301A, eine wässerige anionische Dispersion eines modifizierten Kollophoniums, und Snow Tack 377F, eine wässerige Dispersion aus modifiziertem Kollophinlum, welche beide von Akzo Nobel Chemicals Inc., Chemical Division/Akzo NV (Chicago, IL) erhältlich sind. Geeignete Klebrigmacher sind auch im U.S.-Patent 4.492.950 (Brown u. a.) und 5.623.011 (Bernard), beide an Avery Dennison abgetreten, beschrieben oder identifiziert. Bei einer Ausführungsform vorliegender Erfindung werden ein oder mehrere Mittel zum Klebrigmachen zum wieder aufbereitbaren Polymeren oder Polymerenblend in einer Menge von 5-25 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polymer (oder Polymerblend), auf Trockengewichtsbasis, zugegeben. In manchen Ausführungsformen hat das Mittel bzw. haben die Mittel eine Säurezahl von 30-60 und einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 50-70ºC.
- Bei einem anderen Aspekt der Erfindung werden die wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren - bevorzugter die wieder aufbereitbaren emulgierten Polymerblends - verwendet, um von Natur aus klebrige PSA-Konstruktionen herzustellen, wie z. B. Etiketten und Bänder. Zu diesem Zweck wird auf eine Freigabe-Zwischenlage ein emulgiertes Polymerblend geschichtet oder sonst aufgebracht, getrocknet und an ein, Papier, Polymermaterial oder Film oder aber eine andere flexible Unterlage eng gebunden oder auf diese laminiert, beispielsweise auf eine Metallfolie und eine Wellpappe. Alternativ werden die PSA- Zusammensetzungen direkt auf eine Unterlage aufgebracht, getrocknet und sodann auf z. B. ein Trennpapier laminiert. PSA-Konstruktionen ohne Zwischenlage können auch mit den neuen wieder aufbereitbaren PSA-Zusammensetzungen hergestellt werden.
- Nicht-begrenzende Beispiele für Papierunterlagen, die bei vorliegender Erfindung brauchbar verwendet werden können, umfassen Offset-Papier, Banknotenpapier, Strukturpapier (text paper), Deckpapier, Karteipapier, Druckpapier geringen Gewichts, Lithopapier und Sulfitpapier. Nicht-begrenzende Beispiele für Kunststoffunterlagen umfassen Filme aus Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyamid und Polyolefin (wie z. B. Polyethylen). Filme aus Polymerblends sind ebenfalls umfasst. Polymerfilme können gegossen, extrudiert und coextrudiert sein.
- Die PSA-Zusammensetzungen werden unter Anwendung eines herkömmlichen Beschichtungsverfahrens oder eines anderen Aufbringungsverfahrens leicht auf eine Trennzwischenschicht (release liner) oder Unterlage aufgebracht. Nicht- begrenzende Beispiele hierfür umfassen eine Beschichtung mit einer Schlitzdüse, einem Luftmesser, einer Bürste, einem Vorhang, durch Extrusion, einer Klinge, einer Luftrakel, durch Tiefdruck, nach dem Kiss-Roll-Coating-Verfahren, nach dem Walzenrakelverfahren, nach dem Gummituch-Streichverfahren (knive-over-blanket) durch Offset-Walzenauftrag, durch Umkehrwalzenbeschichtung, eine Beschichtung mit gegenläufigen Glättungswalzen, eine Stange und einen Abquetschwalzen-Dip- Coater. In der Regel werden die PSA-Zusammensetzungen auf ein Substrat aufgebracht und auf das gewünschte Beschichtungsgewicht getrocknet. Sowohl bei Laborversuchen als auch Versuchen im halbtechnischen Maßstab wurden auf Velin- und auf DSX-Papierunterlagen mit getrockneten Beschichtungsgewichten von 20 ± 2 g/m² gute Ergebnisse festgestellt.
- In den nachfolgenden Beispielen und Tabellen werden folgende Abkürzungen benutzt:
- 2-EHA: 2-Ethylhexylacrylat
- BA: Butylacrylat
- VAc: Vinylacetat
- MA: Methylacrylat
- EA: Ethylacrylat
- AA: Acrylsäure
- MAA: Methacrylsäure
- AR-150: Nicht-ionischer Emulgator aus ethoxylierter Harzsäure
- CO-436 Alipal CO-436, Natriumsalz von sulfatiertem Nonylphenolethoxylat
- Trem LF40: Natriumalkylallylsulfosuccinat, ein anionisches Tensid
- TSPP: Natriumpyrophosphat
- Disponil FES77: Natriumlaurylethersulfat, ein Tensid
- Aerosol OT-75: das Tensid Natriumdioctylsulfosucinat
- F-9: Polystep F9, ein Nonylphenolethoxylat
- B-27: Polystep B-27, ein Natriumnonylphenolethoxylatsulfat
- DSEA: Dinatriumsalz ein, Ethoxylierten Alkylalkoholhalbesters v. Sulfobernsteinsäure
- AWC: Natriumformaldehydsulfoxylat
- FE-EDTA: Eisen(II)salz von Ethylendiamintetraessigsäure
- tert.-BHP: tert.-Butylhydroperoxid
- nDDM: n-Dodecylmercaptan
- Di-Wasser: entionisiertes Wasser
- Kathon LX: 3(2H)Isothiazolon, 5-Chlor-2-methyl- ST301A: Snow Tack 301A, eine wässerige anionische Dispersion von modifiziertem Kollophonium
- S. S.: rostfreier Stahl
- HDPE: Polyethylen hoher Dichte
- R. C.: recycelte Wellpappe
- Pt: Reißen des Papiers
- P: Plattenversagen
- Fp.: Herauszupfen der Faser (fiber pick)
- c.: Versagen des Zusammenhalts (cohesive failure)
- Lps: leichte Plattenverschmutzung
- Z: (Zippy)
- In jedem der Beispiele 1 bis 7 wurde durch Sequenzpolymerisation unter Verwendung der im folgenden beschriebenen Polymerisationsvorschriften ein aufbereitbares, acrylisches Emulsionscopolymer hergestellt. Die Identitäten und Mengen von Monomeren, oberflächenaktiven Mitteln, Initiatoren und anderer Komponenten sind in Tabelle 1 angegeben.
- Ein mit einem Mantel versehenes Mehrhals-Reaktionsgefäß, das mit einem Stickstoffeinlassventil, Rührer und Thermometer ausgestattet war, wurde mit der anfänglichen Reaktorcharge C - eine Lösung oberflächenaktiver Mittel, von Wasserstoffperoxid und Fe-EDTA - beschickt, und die Temperatur wurde auf 70ºC erhöht.
- In vier getrennten Gefäßen wurden die Seifenlösungen A1 und A2 und die Monomerchargen B1 und B2 hergestellt. Durch Vermischen der Seifenlösung A1 und der Monomercharge B1 bzw. der Seifenlösung A2 und Monomercharge B2 wurden die Preemulsionen I und II hergestellt.
- Die Katalysatorcharge E wurde zum Reaktor bei 70ºC zugegeben und 5 Minuten vermischt. Die Preemulsion I wurde sodann in den Reaktor eingespeist, zusammen mit der Katalysatorcharge D, innerhalb von 90 Minuten. Danach wurde die Preemulsion II in den Reaktor eingespeist, während die Beschickung mit der Katalysatorcharge D innerhalb von 90 Minuten fortgesetzt wurde. Nach Abschluss der Monomer- und Katalysatorbeschickungen wurde weitere 30 Minuten der Reaktor bei 70ºC gehalten, um etwaige restliche Monomere abzutreiben.
- Getrennte wässerige Lösungen, F1 (t-BHP) und F2 (L-Ascorbinsäure) wurden in zwei Stufen in den Reaktor eingeführt. Zuerst wurde die Hälfte von F1 und F2 zugegeben, und im Anschluss hieran, 15 Minuten später, die andere Hälfte von F1 und F2. Der Reaktor wurde für weitere 60 bis 90 weitere Minuten bei 70ºC gehalten und sodann auf 35ºC abgekühlt.
- Ein Biozid (Kathon LX, erhältlich von Rohm & Haas Company, Inc. (Philadelphia, PA, USA) wurde als 1,5%ige wässerige Lösung dem Reaktor zugesetzt.
- Die erhaltenen wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren hatten einen pH-Wert von 5 bis 6, bevorzugter 5,2 bis 5,5.
- Das Beispiel 1 enthielt 52% Gesamtfeststoffe, bestimmt durch gravimetrische Analyse. Sein Tg Wert betrug annähernd -33ºC, bestimmt durch DSC. Während das Beispiel 1 mit zwei sauren Monomeren, AA und MAA formuliert wurde, hatte Beispiel 2 lediglich ein saures Monomer AA. Beispiel 4 enthält ein einziges oberflächenaktives Mittel (Alipal CO-436). Die Beispiele 3 und 7 haben höhere Molekulargewicht als die Beispiele 1, 2 und 4, weshalb sie sich durch eine höhere Scherkraft, höhere Rundbiegeleistung und geringere Randausblutung, jedoch eine verminderte Klebehaftung an HDPE und Glas auszeichnen. Die Beispiele 5 und 6 enthalten keine AEP-Tenside. In jedem Fall waren wieder aufbereitbare Copolymere mit einem verhältnismäßig geringen Gehalt an saurem Monomeren gebildet, ohne dass in sie polare Monomere wie Hydroxymethacrylat einbezogen waren. Infolgedessen besitzen die Copolymeren niedere Tg-Werte und bessere Klebeigenschaften als sauerere Copolymere. Tabelle 1 Wiederaufbereitbare acrylische Emusionscopolymere Tabelle 1 - ff. Tabelle 1 ff. Tabelle 1 ff. Tabelle 1 ff.
- In jedem der Beispiele 8-13 wurde durch physikalisches Vermischen eines wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren (Beispiel 1 oder Beispiel 6) mit einem nicht wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionspolymeren, A oder B oder C eine wieder aufbereitbare PSA-Zusammensetzng hergestellt. Das nicht wieder aufbereitbare Copolymer A wurde gemäß dem U.S.-Patent 5.221.706 hergestellt ("Polymer I", beschrieben in Spalte 4, Zeilen 57-67). Das nicht wieder aufbereitbare Copolymer B wurde gemäß dem U.S.-Patent 5.164.444 (Beispiel 3, beschrieben in Spalte 7 und 8) hergestellt. Das nicht wieder aufbereitbare Copolymer C wurde wie folgt hergestellt:
- Es wurde eine Reaktorcharge mit einem Gehalt an einer Lösung von 0,9 g Disponil FES-32, gelöst in 123 g entionisiertem Wasser, gebildet. Eine Preemulsion- Seifenbeschickungslösung wurde durch Auflösen von 0,39 g Aerosol OT-75, 2,61 g Disponil FES-32 und 3,9 g Polystep F-4 in 110 g entionisiertem Wasser gebildet.
- Ein Monomerengemisch wurde mit 240 g 2-Ethylhexylacrylat, 55 g n- Butylacrylat, 55 g Methylmethacrylat, 6,5 Methacrylsäure, 9,1 Acrylsäure und 0,238 g n-Dodecylmercaptan zubereitet. Das Monomerengemisch wurde unter Vermischen zur Premulsionslösung zugegeben und gerührt, bis die Viskosität etwa 2.000 cps (Brookfield, RV, #3 bei 12 UpM) war.
- Eine "wässerige Beschickungslösung 1" wurde durch Auflösen von 0,74 g Disponil FES-32, 1,25 g Polystep F-5 und 0,5 g Kaliumpersulfat in 70 g entionisiertem Wasser hergestellt.
- Eine "wässerige Beschickungslösung 2" wurde durch Vermischen von 0,50 g Kaliumpersulfat mit 50 g entionisiertem Wasser hergestellt.
- Eine Starthilfe-Initiatorlösung wurde aus 0,75 g Kaliumpersulfat und 15 g entionisertem Wasser gebildet.
- Die Reaktorbeschickung wurde in einen 1 Liter Reaktor eingeführt und mit Stickstoff gespült. Die Reaktorcharge wurde auf 78ºC erwärmt, und die Starthilfe- Initiatorlösung wurde zugegeben. Das Gemisch wurde 10 Minuten bei 80 und 70ºC gehalten. Die Preemulsionsbeschickung wurde bei einer Rate von 1,99 g/Min. begonnen. 10 Minuten nach Beginn der Preemulsionsbeschickung wurde mit einer Rate von 0,6 g/Min. die wässerige Beschickung 1 zugegeben. Die Preemulsion wurde innerhalb von 4 Stunden zugegeben. Die wässerige Beschickung 1 wurde innerhalb von 2 Stunden zugegeben. Nach Abschluss der Zugabe der wässerigen Beschickung 1 wurde mit der wässerigen Beschickung 2 begonnen, und diese wurde während zwei Stunden bei der Rate von 0,42 g/Min. zugegeben. Durch die Beschickungen hindurch wurde die Temperatur innerhalb des Reaktors auf annähernd 80ºC gehalten. Nach Abschluss der Beschickungen wurde der Inhalt für weitere 45 Minuten bei 80ºC gehalten, wonach gekühlt wurde.
- Die Endfeststoffe waren 50,44%, der pH-Wert betrug 2,3, und die Latexviskosität war 480 cps (Brookfield, RV, Nr. 4 bei 20 UpM). Der Latex wurde mit einer verdünnten Ammoniumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von 7,8 neutralisiert. Die Endviskosität betrug 3.100 cps (Brookfield, RV, Nr. 4 bei 20 UpM, während der Teilchendurchmesser 114 nm war.
- Tabelle 2 fasst die Blendzusammensetzungen und die Trockengewichtsverhältnisse von wieder aufbereitbaren zu nicht wieder aufbereitbaren Komponenten für jedes der Beispiele 8 bis 13 zusammen. Die Wiederaufbereitbarkeit wurde gemäß der Testmethode TAPPI UM 213 unter Anwendung folgenden Verfahrens bewertet: Ein Polymerblend wurde auf eine Papierunterlage geschichtet und getrocknet. Die beschichtete Unterlage wurde in Wasser getaucht, und die Papierfasern wurden geschnitten (aufbereitet). Aus den aufbereiteten Fasern wurde ein Papierblatt hergestellt und visuell auf Klebstofftüpfelchen (Klümpchen) geprüft. Eine Abwesenheit von Tüpfelchen zeigt an, dass die Klebstoffzusammensetzung wieder aufbereitbar ist. Tabelle 2 - wieder aufbereitbare Polymerblends
- ¹ Gewichtsverhältnis von wieder aufbereitbarem zu nicht wieder aufbereitbarem Copolymeren auf Trockengewichtsbasis
- * Wergleichsbeispiel
- Die Daten der Klebeleistung (Scherkraft, 90º-Abziehen und Schlingenklebkraft) für die Polymerblends der Beispiele 8-10, 12 und 13 sind in Tabelle 4 vorgestellt, zusammen mit Daten für das wieder aufbereitbare Copolymer des Beispiels 1 zum Vergleich. In jedem Fall wurden Testproben hergestellt, indem man ein Trennpapier mit einer Klebstoffprobe mittels eines Beschichters mit abgerundeter Kante beschichtete und den Klebstoff 15 Minuten bei 70ºC trocknete. Jede Beschichtung wurde in ausreichender Menge aufgebracht, um ein Beschichtungstrockengewicht von 202 g/m² zu erhalten. Man ließ die beschichtete Probe auf Umgebungsbedingungen sich abgleichen, wonach sie auf DSX-Papier (Beispiele 8, 12 und 13) oder Velinpapier (Beispiele 9 und 10) als Unterlage laminiert wurde. Die Laminatkonstruktionen wurden mindestens 8 Stunden bei 23ºC und 50ºC relativer Feuchtigkeit vor Testen des Klebstoffs konditioniert.
- Die Scherfestigkeit ist ein Maß des Zusammenhalts oder der inneren Festigkeit des Klebstoffs. Sie wurde gemäß dem Testverfahren für Haftklebbänder PSTC Nr. 7 (fi. Auflage) bestimmt. Die Überlappungsdimensionen waren 1/2" · 1/2" bei einer statischen Belastung von 500 g. Der Test wurde bei Raumtemperatur bei einer Wegziehrate von 20 ft/Min. durchgeführt.
- Das Abziehen bei 90º ist ein Maß für die Kraft, welche zur Entfernung einer mit einem Klebstoff beschichteten flexiblen Unterlage von einem Substrat nach einem ausgewiesenen Verweilzeitraum bei einem Winkel von 90º erforderlich ist. Es wurde gemäß dem Test PSTC Nr. 1 (6. Auflage) ermittelt. Die Verweilzeit war 20 Minuten, und die Ziehrate war 20 m/Min.
- Die Schlingenklebkraft (100p tack) ist ein Maß für die Kraft, welche zur Entfernung einer Schlinge der mit dem Klebstoff beschichteten Unterlage von einem Testsubstrat erforderlich ist, nach einer sehr kurzen Verweilzeit und ohne Außendruck. Die Schlingenklebkraft wurde gemäß dem Test PSTC Nr. 5 (6. Auflage) bestimmt. Tabelle 3 - Klebstoffleistung von PSA-Zusammensetzungen
- 1 Die Abzieh- und Schlingenklebkraft-Werte sind in metrischen Einheiten (obere Position) und englischen Einheiten (untere Position) angegeben. Die Arten des Versagens sind in Klammern angegeben. Im Falle des Reißens des Papiers (Pt) sind keine Zahlenwerte angegeben.
- Wie aus Tabelle 3 zu ersehen ist, zeigten PSA-Zusammensetzungen, hergestellt als Blends eines wieder aufbereitbaren und eines nicht wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren viel höhere Scherkraftwerte als das alleinige wieder aufbereitbare Copolymer des Beispiels 1. Die Werte für das Abziehen bei 90º waren gut, obgleich nicht so hoch wie bei Beispiel 1. Die Schlingenklebkraftwerte waren vergleichbar. Die Ergebnisse zeigen, dass die neuen PSA- Zusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung für wieder aufbereitbare, gpp- oder entfernbare und wieder aufbringbare Etiketten-Anwendungen und andere Anwendungen verwendet werden können.
- Vorliegende Erfindung wurde in bevorzugten und beispielhaften Ausführungsformen und Aspekten beschrieben; sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Fachleute sind sich dessen bewusst, dass andere Modifizierungen und Anwendungen in den Erfindungsumfang fallen. Beispielsweise wird anerkannt werden, dass die im Vorliegenden beschriebenen wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionspolymeren von Natur aus klebrig sind, sie als Haftungspromotoren - Mittel zum Klebrigmachen - verwendet werden können, indem man die Copolymeren in andere PSAs einmischt, welche einer Klebrigmachung bedürfen. Sie können auch als Massenflussmittel (bulk flow agents) verwendet werden, um ein Auslaufen am Rand in Klebstoffkonstruktionen, wie z. B. Etiketten, zu verhindern. Die Menge des benutzten wiederaufarbeitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren hängt von dem Ausmaß des Klebrigmachens oder der Massenkontrolle, welche gewünscht sind, ab. Somit umfasst vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zum Klebrigmachen oder zur Förderung der Adhäsion eines vorhandenen Haftklebers durch Einmischen einer ausreichenden Menge eines im vorliegenden beschriebenen wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionspolymeren in den Haftkleber.
- Auf ähnliche Weise stellt vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verfügung, um einen Haftkleber wieder aufbereitbar zu machen, indem man in den Haftkleber eine ausreichende Menge eines wieder aufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymeren, wie zuvor beschrieben, einmischt. In der Regel kann dies ein Trockengewichts-Mischungsverhältnis von mindestens 16 : 84 (wieder aufbereitbares Copolymer zu nicht wieder aufbereitbaren Copolymer) erfordern, wie weiter oben beschrieben.
Claims (13)
1. Wiederaufbereitbare druckempfindliche haftende Zusammensetzung
(PSA-Zusammensetzung), umfassend:
eine Mischung aus (a) einem wiederaufbereitbaren acrylischen
Emulsionscopolymer, das durch sequentielle Polymerisation gebildet ist, und (b)
einem nicht wiederaufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymer, das
mindestens einen Vinylester und ein Styrolmonomer umfasst, wobei die
genannte Mischung ein (a) : (b) Gewichtsverhältnis von 72 : 28 bis 16 : 84 auf einer
Trockengewichtsbasis besitzt, und worin die Wiederaufbereitbarkeit nach TAPPI
UM 213 bestimmt ist.
2. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das
nicht-wiederaufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer durch sequentielle
Polymerisation gebildet ist.
3. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche
ein (a) : (b) Gewichtsverhältnis von 70 : 30 bis 40 : 60, vorzugsweise von 55 : 45 bis
45 : 55, auf Trockengewichtsbasis besitzt.
4. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das
wiederaufbereitbare acrylische Copolymer aus einer Vielzahl Monomerer
gebildet ist, einschließlich mindestens eines Alkylacrylats, mindestens eines
Vinylesters oder eines Styrolmonomers, mindestens einer polymerisierbaren C&sub3;-
bis C&sub5;-Carbonsäure und mindestens eines Alkylmethacrylats, und/oder worin das
nicht-wiederaufbereitbare acrylische Copolymer aus einer Vielzahl Monomerer
gebildet ist, einschließlich mindestens eines Alkylacrylats, mindestens eines
Vinylesteres oder eines Styrolmonomers, mindestens einer polymerisierbaren C&sub3;-
bis C&sub5;-Carbonsäure und mindestens eines Alkylmethacrylats.
5. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1,
enthaltend ein Tensidsystem, das zwei oder mehr Tenside, ausgewählt aus nicht-
ionischen, anionischen und kationischen Tensiden, umfasst.
6. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das
wiederaufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer in Gegenwart eines oder
mehrerer nicht-ionischer Tenside, anionischer Tenside oder einer Mischung
davon gebildet ist, wobei zum Beispiel das wiederaufbereitbare acrylische
Emulsionscopolymer in Gegenwart von Natriumalkylallylsulfosuccinat- und
Natriumnonylphenol-ethoxylierten Sulfat-Tensiden gebildet ist.
7. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das
nicht-wiederaufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer in Gegenwart von
zwei oder mehreren nicht-ionischen und/oder anionischen Tensiden gebildet ist,
wobei zum Beispiel das nicht-wiederaufbereitbare acrylische
Emulsionscopolymer in Gegenwart von Natriumlaurylethersulfat und
Natriumdioctylsulfosuccinat-Tensiden gebildet ist.
8. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin
sowohl die wiederaufbereitbaren als auch die nicht wiederaufbereitbaren
acrylischen Emulsionscopolymere in Gegenwart eines oder mehrerer nicht-
Alkyl-Phenol-Ethoxylat-(APE)-Tenside gebildet sind.
9. Wiederaufbereitbare druckempfindliche haftende Zusammensetzung
(PSA-Zusammensetzung), umfassend eine Mischung aus:
(a) einem wiederaufbereitbaren acrylischen Emulsionscopolymer, das
durch sequentielle Polymerisation einer Vielzahl Monomerer gebildet ist,
und auf einer Gewichtsteilbasis, basierend auf dem Gesamtgewicht der
das Copolymer bildenden Monomeren, (i) 50 bis 70 Teile mindestens
eines Alkylacrylats mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe,
(ii)10
bis 20 Teile mindestens eines Vinylesteres oder Styrolmonomers,
(iii)6 bis 20 Teile mindestens eines polymerisierbaren C&sub3; bis C&sub5;-
Carbonsäure und (iv) 5 bis 15 Teile mindestens eines Alkylacrylats mit 1
bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und/oder mindestens eines
Alkylmethacrylats mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe
umfasst, und
(b) einem nicht wiederaufbereitbaren acrylischen Copolymer, das
mindestens einen Vinylester oder ein Styrolmonomer umfasst, worin das
Verhältnis von (a) : (b) 72 : 28 bis 16 : 84 auf einer Trockengewichtsbasis
beträgt und worin weiterhin die Wiederaufbereitbarkeit nach TAPPI UM
213 bestimmt wird.
10. Wiederaufbereitbare PSA-Zusammensetzung nach Anspruch 9, worin die
Vielzahl der das wiederaufbereitbare acrylische Emulsionscopolymer bildenden
Monomere 2-Ethylhexylacrylat, Vinylacetat, Methylacrylat, Acrylsäure und
Methacrylsäure umfasst.
11. Druckempfindlicher haftender Aufbau (PSA-Aufbau), umfassend:
(a) eine Mischung aus Emulsionspolymeren, welche eine
druckempfindliche haftende Zusammensetzung (PSA-Zusammensetzung)
bildet, umfassend (i) ein wiederaufbereitbares acrylisches Copolymer,
das durch sequentielle Polymerisation einer Vielzahl Monomerer in
Gegenwart mindestens eines Tensides gebildet ist, und (ii) ein nicht-
wiederaufbereitbares acrylisches Copolymer, das durch sequentielle
Polymerisation einer Vielzahl Monomerer, welche einen Vinylester oder
ein Styrolmonomer umfasst, in Gegenwart von zwei oder mehreren
Tensiden gebildet ist, worin die Wiederaufbereitbarkeit gemäß TAPPI
UM 213 bestimmt wird, und
(b) ein mit der PSA-Zusammensetzung beschichtetes Flächenmaterial.
12. PSA-Aufbau nach Anspruch 11, worin auf Trockengewichtsbasis das
Verhältnis (a) : (b) 72 : 28 bis 16 : 84 beträgt, bevorzugt 70 : 30 bis 40 : 60 und mehr
bevorzugt 55 : 45 bis 45 : 55.
13. Verfahren zur Wiederaufbereitbarmachung einer nicht-
wiederaufbereitbaren druckempfindlichen haftenden acrylischen Emulsions-
Zusammensetzung (acrylische Emulsions-PSA-Zusammensetzung), umfassend
das Mischen von
(a) einem wiederaufbereitbaren acrylischen Emulsioncopolymer, das
durch sequentielle Polymerisation einer Vielzahl Monomerer gebildet ist,
und auf einer Gewichtsteilbasis, basierend auf dem Gesamtgewicht der
das Copolymer bildenden Monomeren, (i) 50 bis 70 Teile mindestens
eines Alkylacrylats mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe,
(ii) 10 bis 20 Teile mindestens eines Vinylesters oder Styrolmonomers,
(iii) 6 bis 20 Teile mindestens einer polymerisierbaren C3- bis C5-
Carbonsäure und (iv) 5 bis 15 Teile mindestens eines Alkylacrylats mit 1
bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und/ oder mindestens eines
Alkylmethacrylats mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe
umfasst, mit
(b) der nicht wiederaufbereitbaren acrylischen Emulsions-FSA-
Zusammensetzung, die mindestens einen Vinylester oder ein
Styrolmonomer umfasst, worin das Verhältnis von (a) : (b) von 72 : 28 bis
16 : 84 auf einer Trockengewichtsbasis beträgt,
worin die Wiederaufbereitbarkeit nach TAPPI UM 213 bestimmt wird.
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