專利名稱：具有可開(kāi)裂體系的、用于在飛速卷軸更換過(guò)程中產(chǎn)生連接的膠粘帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自粘結(jié)化合物(self-adhesive compound)和可開(kāi)裂體系(cleavable system)的、用于在兩個(gè)卷繞成卷(wound up onto reels)的平幅材料(flat web materials)之間的飛速卷軸更換(flying reel change)過(guò)程中形成連接(ioint)的膠粘帶。
背景技術(shù)：
平幅材料特別是紙張被卷繞成卷，從而例如供應(yīng)給紙張加工機(jī)或者印刷和包裝機(jī)。為了使設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要在第一卷平幅材料用完時(shí)立即以飛速更換的方式將從新的整卷(full reel)上展開(kāi)的另一幅材料的起始端放置在該材料幅的末端并以合適的方式與其連接。該程序稱作接合(“to splice”)。為此，主要在造紙業(yè)中使用雙面膠粘帶，其基本上由載體層組成，在所有情況下，所述載體層的上側(cè)和下側(cè)都配置有自粘接化合物，從而以這種方式在舊的材料幅末端和新的材料幅起始端(start)之間形成膠粘連接。
為此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知多種單面或雙面膠粘帶，通常手動(dòng)將膠粘帶粘貼到紙幅的起始端。在該過(guò)程中，必須注意進(jìn)行精確的粘接，以避免撕破幅材料，撕破幅材料會(huì)導(dǎo)致不期望的和高成本的停機(jī)，從而必須再次將材料幅裝(thread)在深加工機(jī)器中。
DE 196 32 689 A1描述了一種具有可開(kāi)裂紙載體的膠粘帶，所述載體在膠粘帶的整個(gè)寬度上開(kāi)裂。所述膠粘帶包括兩側(cè)都涂布有自粘結(jié)化合物的紙載體。所述膠粘帶在這種情況下粘貼在新卷外層的下方，基本上一半的自粘結(jié)化合物仍然保持自由，從而固定舊的材料幅的幅末端。將材料幅拉入深加工機(jī)器中的結(jié)果是，紙載體開(kāi)裂并以非粘結(jié)方式覆蓋自粘結(jié)化合物，從而避免粘貼到不期望的表面。
DE 198 30 673 A1披露了一種用于紙張轉(zhuǎn)換機(jī)等中的飛速卷軸更換的膠粘帶，其具有紙載體和水溶性自粘結(jié)化合物，所述紙載體的兩側(cè)都涂布有水溶性自粘結(jié)化合物，膠粘帶背面(rear)的邊緣區(qū)域設(shè)置有一側(cè)為粘性的膠粘帶，該膠粘帶又具有易于接合的紙載體，該紙載體還設(shè)置有水溶性自粘結(jié)化合物。
DE 198 41 609 A1描述了一種由基材元件和覆蓋元件組成的粘結(jié)元件。在法向(即基本上與粘結(jié)元件的主平面呈直角)力的應(yīng)力作用下，基材元件開(kāi)裂為上側(cè)和下側(cè)。在上側(cè)和下側(cè)之間設(shè)置有大量的粘結(jié)層元件，在連接被分開(kāi)之后，所述粘接層元件被基材元件的分離材料所覆蓋。粘結(jié)層元件被設(shè)計(jì)成點(diǎn)的形式，當(dāng)其被分離時(shí)，能夠?qū)⒗w維從覆蓋在所述粘結(jié)層上的紙載體中撕下。
DE 199 02 179 A1描述了一種用于接合過(guò)程的膠粘帶。該膠粘帶的非粘結(jié)性背面設(shè)置有具有可開(kāi)裂紙載體的雙面膠粘帶，所述雙面膠粘帶在接合過(guò)程中開(kāi)裂，從而覆蓋自粘結(jié)層。設(shè)置額外的膠粘帶從而被嵌入(inset)，這就意味著所述的額外膠粘帶比位于其上方的膠粘帶窄，或者被后者重疊。
但是，在這種情況下，不利之處是在載體層(其通常由紙組成)開(kāi)裂過(guò)程中，自粘結(jié)化合物將纖維從該紙層撕下。由于這些纖維以統(tǒng)計(jì)學(xué)方式排列和分布在該紙層中，因此紙纖維密度出現(xiàn)分散(scatter)，從而紙載體的抗撕裂擴(kuò)展性(tear propagation resistance)或強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)局部差異。此外，根據(jù)選擇的自粘結(jié)化合物，可以使用自粘結(jié)化合物對(duì)紙載體進(jìn)行浸漬或“涂油脂”。這意味著粘結(jié)化合物的組分能夠遷移入紙載體中，從而紙載體的性能(特別是它的抗撕裂擴(kuò)展性)會(huì)以不希望的方式發(fā)生變化。特別是在膠粘帶的層結(jié)構(gòu)中具有金屬箔的情況下，發(fā)生對(duì)可開(kāi)裂材料的這種阻礙，因?yàn)樽哉辰Y(jié)化合物無(wú)法透過(guò)金屬層，從而粘結(jié)化合物組分能夠以更高的程度透過(guò)紙層。
雖然已知可開(kāi)裂體系是由包括紙和膜/箔載體的復(fù)合物或兩種膜/箔載體的復(fù)合物構(gòu)成的，但是所述復(fù)合物能夠由以限定方式點(diǎn)到點(diǎn)和/或線到線連接的紙和/或膜/箔組成，該復(fù)合物為開(kāi)裂的目的發(fā)生分離，不利之處是各膠粘帶的總厚度通常為200μm和更大，該膠粘帶包含在膠粘帶的上側(cè)和下側(cè)上的自粘結(jié)化合物以及紙或膜/箔載體和可開(kāi)裂體系。因此，在兩個(gè)幅材料之間的連接部分產(chǎn)生不希望的材料增厚。
基于以上現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員提出了確定一種膠粘帶規(guī)格的目的，借助這種膠粘帶可以可靠地進(jìn)行飛速卷軸更換，能夠確保具有限定的抗撕裂擴(kuò)展性的膠粘帶中的可開(kāi)裂體系的開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括1.一種膠粘帶(10)，用于在卷繞成卷的兩平幅材料之間的飛速卷軸更換過(guò)程中形成連接，其具有自粘結(jié)化合物(12)并且具有可開(kāi)裂體系，其特征在于可開(kāi)裂體系具有可以相互分離的兩層(13，14)。
2.項(xiàng)1的膠粘帶，其特征在于粘結(jié)力作用在層(13，14)之間。
3.項(xiàng)1或2的膠粘帶，其特征在于所述可開(kāi)裂體系(13，14)具有5～70cN/cm的抗撕裂擴(kuò)展性，特別是具有12～60cN/cm的抗撕裂擴(kuò)展性。
4.項(xiàng)1-3中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層具有可檢測(cè)特征，特別是可以光學(xué)或電磁方式檢測(cè)的特征。
5.項(xiàng)4的膠粘帶，其特征在于所述可檢測(cè)層(13)是金屬箔，特別是鋁箔。
6.項(xiàng)4或5的膠粘帶，其特征在于將可檢測(cè)層(13)施加至載體(12)。
7.項(xiàng)1-6中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層重疊另一層(14，13)。
8.項(xiàng)1-7中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層重疊分配給它的自粘結(jié)化合物(12，15)。
9.項(xiàng)7或8的膠粘帶，其特征在于所述層(14)由不同材料組合而成(assembled)。
10.項(xiàng)7-9中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于在可檢測(cè)層(13)上設(shè)置有不可開(kāi)裂體系(18)。
本發(fā)明的目的是由項(xiàng)1中限定的特征實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是可開(kāi)裂體系的開(kāi)裂操作發(fā)生在可相互分離的兩層之間而不是發(fā)生在一層內(nèi)。因此，例如，沒(méi)有纖維被從紙載體中撕去，可以精確地限定分離所述層需要的力。同樣，在膠粘帶相對(duì)長(zhǎng)的存儲(chǔ)期間，分離所述層所需的力沒(méi)有顯著變化?？梢匀魏嗡璺绞交蛘邇?yōu)選下文描述的方式設(shè)計(jì)兩層之間的連接類型。優(yōu)選使用比載體或載體層表現(xiàn)出明顯低的抗撕裂擴(kuò)展性的可開(kāi)裂體系，所述載體或載體層吸收沿膠粘帶主平面的實(shí)際拉力，從而將兩個(gè)材料幅相互連接。這樣，在載體受破壞之前，所述體系開(kāi)裂。在這種情況下，所述可開(kāi)裂體系包括至少兩層，在限定力的作用下，所述兩層相互分離，在飛速卷軸更換過(guò)程中大于該力。
通常以與幅材料的縱向程度(extent)呈直角粘貼膠粘帶，還可以與前進(jìn)的幅面呈至多30°的銳角粘貼膠粘帶，特別是呈至多10°的銳角粘貼。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于，用于分離或開(kāi)裂可開(kāi)裂體系所需的力總是保持恒定的，從而能夠在可控條件下進(jìn)行飛速卷軸更換，并且避免膠粘帶失效。
本發(fā)明的有利改進(jìn)方案的特征在于項(xiàng)2-10。
根據(jù)項(xiàng)2中的改進(jìn)方案，建議基于粘結(jié)力使兩層相互粘結(jié)。在這種情況下，所述兩層本身可由任何所需材料構(gòu)成，基于相應(yīng)材料的特性，在兩層之間施加不同強(qiáng)度的粘結(jié)力。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠選擇合適的材料，從而在所述層之間獲得限定的粘結(jié)力。如果沿法向(即基本上與膠粘帶的主平面呈直角)對(duì)膠粘帶施加力，則一旦該力大于粘結(jié)力，兩層便相互分離。開(kāi)裂之后，在所有情況下，其中一層覆蓋自粘結(jié)化合物，使得以非粘結(jié)方式覆蓋它們。這確保了能夠使用在一定時(shí)間內(nèi)(over time)確定和恒定的力使所述兩層相互分離。由于所述兩層是基于粘結(jié)力相互粘結(jié)的，并因此能夠省略額外的粘結(jié)層，因此能夠減小膠粘帶的總厚度。
如項(xiàng)3中所限定的，所述體系的抗撕裂擴(kuò)展性優(yōu)選為5～70cN/cm，特別是12～60cN/cm。這些表示抗撕裂擴(kuò)展性的數(shù)值確保膠粘帶不會(huì)在使用前發(fā)生開(kāi)裂，且通過(guò)使用膠粘帶，例如紙幅能夠可靠地相互粘貼，并且能夠連續(xù)地供應(yīng)至深加工機(jī)器。測(cè)量該抗撕裂擴(kuò)展性的合適方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。
在一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，如項(xiàng)4所限定，至少其中一層設(shè)置有可檢測(cè)特征。在這種情況下，優(yōu)選可以光學(xué)和/或電磁方式檢測(cè)該層。例如，其中一層可以設(shè)置有光學(xué)可檢測(cè)的圖案，當(dāng)其通過(guò)機(jī)器時(shí)可以借助合適的傳感器對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。同樣地，其中一層可以含有可以電磁方式檢測(cè)的特征，例如鍍金屬，可以借助電磁傳感器對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。基于檢測(cè)至少其中一層的能力，例如在設(shè)置有這種膠粘帶的紙卷的加速過(guò)程中，可以檢測(cè)膠粘帶并且在正確的時(shí)間可以引起與舊卷軸幅末端的接合或連接操作。此外，在紙幅的深加工過(guò)程中，可以在已知的廢料分流器(reject diverter)中檢測(cè)膠粘帶，從而分離出具有接合的該部分。這樣，該膠粘帶執(zhí)行了以前額外施加的標(biāo)記物或標(biāo)識(shí)的功能，在現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)將所述標(biāo)記物或標(biāo)識(shí)施加在幅材料卷上，這經(jīng)常導(dǎo)致失誤，因?yàn)闃?biāo)記物被施加在錯(cuò)誤的位置。因此，這保證了基于檢測(cè)膠粘帶的能力自動(dòng)測(cè)定接頭(bond)的確切位置，并且總是自動(dòng)地在正確位置切斷或分離該連接。使用該可檢測(cè)的膠粘帶還能夠基于卷的旋轉(zhuǎn)速率得到關(guān)于工藝程序(process sequence)的信息，因?yàn)槔缒軌驈哪z粘帶的運(yùn)動(dòng)得出關(guān)于幅的輸送速率的結(jié)論。
可檢測(cè)層，如項(xiàng)5所限定，僅僅是金屬箔，特別是鋁箔。例如，鋁箔具有12μm的厚度。同樣，可檢測(cè)層可以是設(shè)置有鍍金屬或金屬組分的薄紙片。如果其中一層是金屬箔，則另一層優(yōu)選具有丙烯酸酯分散體、PMMA、膠乳、PVA、PVC或上述物質(zhì)的共聚物的形式。通過(guò)使用這些物質(zhì)的組合，可以根據(jù)需要以限定方式設(shè)定上述抗撕裂擴(kuò)展性。在這種情況下，甚至在膠粘帶的儲(chǔ)存期相對(duì)長(zhǎng)的情況下，強(qiáng)度值不會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)檫@些材料之間的粘結(jié)力保持不變。不言而喻，金屬箔和另一層的外側(cè)都設(shè)置有自粘結(jié)化合物。這種自粘結(jié)化合物優(yōu)選是水溶性的或非水溶性的丙烯酸酯自粘結(jié)化合物。同樣，可以使用天然和合成橡膠化合物及上述化合物的分散體。而且，可以為自粘結(jié)化合物設(shè)置例如具有硅化剝離紙形式的覆蓋元件(covering elements)，從而能夠操作該膠粘帶。
項(xiàng)6中提出將可檢測(cè)層施加在載體上。在這種情況下，可檢測(cè)層布置在載體的一側(cè)，相關(guān)的自粘結(jié)化合物布置在載體的另一側(cè)。所述載體可以由紙或膜或箔構(gòu)成。所述載體尤其可以是光滑的白色未漂白牛皮紙等。
根據(jù)項(xiàng)7所限定的實(shí)施方案，可以相互分離的兩層中的一層重疊(overlap)在另一層上。例如，不可檢測(cè)層可以設(shè)計(jì)成相對(duì)于可檢測(cè)層是嵌入的。這意味著在膠粘帶的寬度方向看，可檢測(cè)層比不可檢測(cè)層寬。例如，沿膠粘帶的運(yùn)動(dòng)方向在前導(dǎo)(leading)的縱向邊緣區(qū)域觀察，與可檢測(cè)層相比，不可檢測(cè)層可以嵌入至多15mm，特別是0.5～15mm，更有利地是1～7mm，特別有利地是1.5～3.5mm。同樣，可以使兩層中的一層(優(yōu)選不可檢測(cè)層)具有一個(gè)以上部分。這意味著該層具有多個(gè)相互分開(kāi)設(shè)置的段或部分，在膠粘帶的寬度方向上看，這些部分優(yōu)選彼此平行延伸，且相互具有3～50mm的間隔，特別是相互具有25～45mm的間隔，特別有利地相互具有30～40mm的間隔。
同樣，根據(jù)項(xiàng)8，在可分離層中，在所有情況下，分配給一層的自粘結(jié)化合物能夠同樣相對(duì)于該層是嵌入的或者可以減小的寬度施加在該層上。例如，自粘結(jié)化合物相對(duì)于該層的前緣(leading edge)可嵌入至多15mm，特別是0.5～15mm，優(yōu)選是1～7mm，特別優(yōu)選是1.5～3.5mm。
如果其中一層由多個(gè)部分組合而成，則這些部分能夠用具有相同抗撕裂擴(kuò)展性的相同材料或由不同材料構(gòu)成，這些部分很可能具有不同的寬度，從而獲得限定的抗撕裂擴(kuò)展性，如項(xiàng)9中所解釋的。
此外，可以將另一個(gè)不可開(kāi)裂體系設(shè)置在可檢測(cè)層上，所述不可開(kāi)裂體系例如可以粘貼在卷繞成卷的幅材料的外層。借助該體系，該外層可從卷上剝離。


下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的三個(gè)示例性實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)地解釋，其中圖1示出第一膠粘帶的截面圖，圖2示出第二膠粘帶的截面圖，和圖3示出另一膠粘帶的截面圖。
附圖標(biāo)記列表10膠粘帶11載體12自粘結(jié)化合物13可檢測(cè)層14層15自粘結(jié)化合物16覆蓋元件17切口(slit)18不可開(kāi)裂體系F 力具體實(shí)施方案圖1所示的膠粘帶10是具有載體11(例如紙載體)的膠粘帶。載體11的上側(cè)施加有自粘結(jié)化合物12，例如水溶性丙烯酸酯自粘結(jié)化合物，該自粘結(jié)化合物設(shè)置有覆蓋元件16，從而避免膠粘帶10牢固地粘貼到不期望的表面上。在膠粘帶10的寬度方向上觀察，覆蓋元件16(例如硅化剝離紙)設(shè)置有切口17，用于在所有情況下暴露一半自粘結(jié)化合物12。載體11的下側(cè)設(shè)置有可檢測(cè)層13，例如金屬箔。借助粘結(jié)力，將可從可檢測(cè)層上開(kāi)裂的另一層14粘貼至可檢測(cè)層13，基于作用在層13和14之間的粘結(jié)力，膠粘帶10的抗撕裂擴(kuò)展性是可精確限定的。自粘結(jié)化合物15同樣設(shè)置在層14的下側(cè)。
為了連接兩個(gè)幅材料，首先將膠粘帶10粘貼在新的幅材料卷的外層下方，然后將部分切口覆蓋元件16撕去，新卷的幅起始端粘貼在現(xiàn)在外露的部分自粘結(jié)化合物12上。然后撕去覆蓋元件16的第二部分，膠粘帶10或現(xiàn)在外露的部分自粘結(jié)化合物12粘貼在舊的幅材料卷的末端。將幅材料拉進(jìn)紙張加工機(jī)器的結(jié)果是，例如力沿法向(即基本上與膠粘帶10的主平面呈直角)作用在膠粘帶10上，如箭頭F所示。一旦這些力大于層13和14之間的粘結(jié)力，膠粘帶10就以限定方式開(kāi)裂，層14以非粘結(jié)方式覆蓋自粘結(jié)化合物15。
在圖2的示例性實(shí)施方案中，膠粘帶10的結(jié)構(gòu)基本上是相同的。只是將由可檢測(cè)層13開(kāi)裂的層14設(shè)計(jì)成相對(duì)于層13是嵌入的，可以上述方式選擇層14距離膠粘帶10的縱向邊緣的間隔(從膠粘帶10的平面方向上觀察)，從而獲得所需的膠粘帶10的抗撕裂擴(kuò)展性。位于層14下側(cè)的自粘結(jié)化合物15施加在層14的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。但是，同樣能夠?qū)⒃撟哉辰Y(jié)化合物15設(shè)計(jì)成相對(duì)于層14是嵌入的。
圖3示出另一實(shí)施方案，其中不可開(kāi)裂體系18額外設(shè)置在可檢測(cè)層13上。在這種情況下，膠粘帶10粘貼在整個(gè)卷的外層，以使不可開(kāi)裂體系18粘貼在外層，且層14或其自粘結(jié)化合物15粘貼在位于其下的第二外層。在這種情況下，自粘結(jié)化合物12粘貼在舊卷末端的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。在幅材料的輸送過(guò)程中，可開(kāi)裂體系13，14在法向力的作用下開(kāi)裂，因此借助不可開(kāi)裂體系18將外層從卷上剝離。
不言而喻，圖1-3的比例關(guān)系不是真實(shí)的，即各層的相對(duì)厚度可與圖解不同。
權(quán)利要求
1.一種膠粘帶(10)，用于在卷繞成卷的兩平幅材料之間的飛速卷軸更換過(guò)程中形成連接，其具有自粘結(jié)化合物(12)并且具有可開(kāi)裂體系，其特征在于可開(kāi)裂體系具有可以相互分離的兩層(13，14)。
2.權(quán)利要求1的膠粘帶，其特征在于粘結(jié)力作用在層(13，14)之間。
3.權(quán)利要求1或2的膠粘帶，其特征在于所述可開(kāi)裂體系(13，14)具有5～70cN/cm的抗撕裂擴(kuò)展性，特別是具有12～60cN/cm的抗撕裂擴(kuò)展性。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層具有可檢測(cè)特征，特別是可以光學(xué)或電磁方式檢測(cè)的特征。
5.權(quán)利要求4的膠粘帶，其特征在于所述可檢測(cè)層(13)是金屬箔，特別是鋁箔。
6.權(quán)利要求4或5的膠粘帶，其特征在于將可檢測(cè)層(13)施加至載體(12)。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層重疊另一層(14，13)。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于層(13，14)的其中一層重疊分配給它的自粘結(jié)化合物(12，15)。
9.權(quán)利要求7或8的膠粘帶，其特征在于所述層(14)由不同材料組合而成。
10.權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的膠粘帶，其特征在于在可檢測(cè)層(13)上設(shè)置有不可開(kāi)裂體系(18)。
全文摘要
為了制造用于在卷繞成卷的兩平幅材料之間的飛速卷軸更換過(guò)程中形成連接的膠粘帶，所述膠粘帶具有自粘結(jié)化合物(12)并且具有可開(kāi)裂體系，其中甚至在相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存之后，仍能保持抗撕裂擴(kuò)展性不變，建議所述可開(kāi)裂體系具有可以相互分離的兩層(13，14)。
文檔編號(hào)C09J7/02GK1752168SQ200510103789
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月23日
發(fā)明者克斯汀·戈茨, 阿克塞爾·伯邁斯特, 克里斯托弗·內(nèi)格爾 申請(qǐng)人:蒂薩股份公司