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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Spleißbänder, die zum Verspleißen eines
vorderen Randabschnitts der äußeren Lage
einer Rolle eines Blattmaterials mit einem anderen Blattmaterial
geeignet sind, und Verfahren zur Herstellung solcher Spleißbänder.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Spleißbänder können zur
Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Blattmaterialien verwendet
werden, wie zum Beispiel zwischen dem vorderen Randabschnitt der äußeren Lage
einer Rolle eines Blattmaterials und einem anderen Blattmaterial.
Der Spleißvorgang
kann statisch oder dynamisch durchgeführt werden.
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Im
statischen Modus können
das erste und zweite Blattmaterial zuerst in der gewünschten
Anordnung relativ zueinander positioniert werden, und dann werden
ein oder mehrere Spleißbänder aufgebracht,
um die beiden Blätter
miteinander zu verbinden. Es ist auch möglich, das oder die Spleißbänder zuerst
auf eines der Blattmaterialien aufzubringen. Dann wird das zweite
Blattmaterial bereitgestellt, in der gewünschten Anordnung positioniert,
und die beiden Blattmaterialien werden verbunden. Spleißverbindungen,
welche in einem statischen Herstellungsmodus erhalten werden, werden
häufig
als permanente Spleißverbindungen
bezeichnet. Einige typische Anordnungen statischer Spleißverbindungen
sind Stoß-Spleißverbindungen, überlappende
Spleißverbindungen
und versetzt überlappende
Spleißverbindungen.
Diese Anordnungen werden in 1A bis 1C der
WO-A-95/29115 dargestellt und erörtert.
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Es
ist jedoch oft wünschenswert,
Spleißverbindungen
in einem dynamischen Modus herzustellen. Dies ermöglicht zum
Beispiel in der Druckindustrie, den vorderen Rand der neuen Rolle
des Papierblattmaterials mit dem hinteren Ende der alten zu verbinden,
wobei die Rolle des Papierblattmaterials aufgebraucht wird, ohne
dass eine Unterbrechung des kontinuierlichen Herstellungsverfahrens
erforderlich wird. Spleißverbindungen,
welche in einer dynamischen Betriebsart erhalten werden, werden
gewöhnlich
als fliegende Spleißverbindungen
bezeichnet. Bei einem herkömmlichen
Weg zur Herstellung eines fliegenden Spleißbandes werden zerstörbare Frontlaschen
verwendet, wie in WO-A-95/29115
beschrieben. In einem ersten Schritt wird die neue Rolle geeignet
für das
Verspleißen
vorbereitet oder „hergerichtet", wie es hier in 1a dargestellt
ist, welche aus 3A in WO-A-95/29115
entnommen ist. Der vordere Rand 35 wird gebildet, indem
ein doppelseitiges Klebeband in der Form eines W oder V oder in
einer anderen geeigneten Form auf die äußerste Lage 32 der
neuen Rolle des Blattmaterials 30 aufgebracht wird. Die äußerste Wicklung 32 wird
dann gegen das Band zurückgerissen,
um den vorderen Randabschnitt 35 zu bilden, welcher über die
Frontlaschen 23 trennbar an die der äußersten am nächsten befindlichen
Lage 31 geklebt wird. Die neue Rolle des Blattmaterials 30 wird dann
auf dieselbe Geschwindigkeit wie das laufende Blatt der vorigen,
zur Neige gehenden Rolle beschleunigt. Das laufende Blatt wird dann
gegen die neue Rolle 30 gepresst und auf das doppelseitige
Klebeband 25 auf der äußersten
Lage 32 der neuen Rolle 30 geklebt. Die vorige
Rolle wird dann typischerweise von dem laufenden Blatt abgeschnitten.
Die Frontlasche ist dann der Zugkraft ausgesetzt, die von dem laufendem
Blatt ausgeübt
wird. Die Frontlasche bricht, wodurch die vorübergehende Verbindung zwischen
der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle des Blattmaterials und der der äußeren am nächsten befindliche Lage 31 gelöst wird.
Eine andere bekannte Anordnung zur Anwendung einer fliegenden Spleißverbindung
ist hier in 1b dargestellt, welche aus 3B in WO-A- 95/29115 erarbeitet wurde. Andere Spleißbänder, die
für fliegende
Spleißverbindungen
und statische Spleißverbindungen
geeignet sind, werden in US-A-5,692,699
und US-A-5,996,927 beschrieben.
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Ein
anderes Spleißband,
welches für
die Herstellung einer fliegenden Spleißverbindung geeignet ist und
die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, ist in EP-A-0
941 954 dargestellt. Dieses Dokument offenbart ein Spleißband, bei
welchem eine nichtklebrige Polymerschicht in Kontakt mit einer Trägerschicht
verwendet wird. Durch die Wahl der Materialien wird die Trennkraft
zwischen der nichtklebrigen Polymerschicht und der Trägerschicht
gesteuert. Zwischen der nichtklebrigen Polymerschicht und der Trägerschicht
kann gegebenenfalls eine Haftungsteuerungsschicht kann aufgebracht
sein.
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Eine
andere bekannte Art eines Spleißbandes
enthält
eine zentrale Papierschicht oder Gewebeschicht, welche sich bei
der Verwendung teilt. US-A-5,901,919 zeigt zum Beispiel ein Klebeband
für den
fliegenden Spulenwechsel in Papierveredlungsmaschinen oder Ähnlichem,
welches einen Papierträger
und eine wasserlösliche
selbstklebende Zusammensetzung aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Papierträger auf
einer Seite mit einer wasserlöslichen
selbstklebenden Zusammensetzung beschichtet ist, während ein
Teil der anderen Seite des Papierträgers mit einem doppelseitigen
Klebeband versehen ist, welches wiederum einen leicht teilbaren
Spleißpapierträger aufweist,
welcher auf beiden Seiten mit einer wasserlöslichen selbstklebenden Zusammensetzung
versehen ist.
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Wenn
die neue Rolle bald mit der zur Neige gehenden Rolle verspleißt werden
muss, ist es wünschenswert,
die neue Rolle auf die gleiche Drehgeschwindigkeit wie die Geschwindigkeit
der Bahn von der zur Neige gehenden Rolle zu bringen. Typischerweise
kann dies entweder durch Antreiben des Spulkerns, auf welchem die
neue Rolle befestigt ist, oder durch Kontaktieren eines Antriebsriemens
mit der äußeren Peripherie
der neuen Rolle erreicht werden. Wenn man einen Antriebsriemen verwendet,
steht dieser mit einem gewissen Teil der Breite der neuen Rolle
in Kontakt, wie bei B in 1c veranschaulicht.
Dies geschieht typischerweise, nachdem der Klebstoff auf dem Spleißband zur
Verbindung mit der zur Neige gehenden Bahn freigelegt worden ist.
Es ist nicht wünschenswert,
dass der Antriebsriemen mit einem bedeutenden Teil des freigelegten
Klebstoffs 21 in Kontakt gerät, da die Möglichkeit besteht, dass das
Spleißband
mit einer solch starken Kraft an dem Antriebsriemen haften könnte, dass
das Spleißband
abgetrennt wird, was bewirken könnte, dass
die neue Rolle reißt
oder beginnt, sich abzuwickeln. Ein bekanntes Verfahren zur Minimierung
dieses Problems ist es, eine Brücke 29 über einem
Abschnitt des freigelegten Klebstoffs 21 des Spleißbandes
anzuordnen, über
eine ausreichende Breite, um das Spleißband im Bereich B, in welchem
der Antriebsriemen mit diesem in Kontakt geraten könnte, zu
schützen.
Bei der Brücke 29 kann
es sich um ein Stück
Klebeband handeln, in diesem Fall wird es mit dem Klebstoff nach
unten aufgebracht, wobei die Rückseite
des Brückenbandes
freigelegt bleibt und mit dem Antriebsriemen in Kontakt gerät. Bei der
Brücke
kann es sich um ein Stück
Papier oder anderen Materials handeln, welches bequem auf den freigelegten
Klebstoff 21 geklebt werden kann, in diesem Fall muss die
Brücke 29 keinen
eigenen Klebstoff aufweisen. Die Brücke 29 kann Löcher enthalten, die
ermöglichen,
dass ein Teil des Klebstoffs 21 freigelegt bleibt, um die
Spleißverbindung
im Bereich der Brücke
zu verstärken.
Es ist auch bekannt, einen kleinen Teil des Klebstoffs 21 freigelegt
zu lassen, indem die Brücke
eine kleine Strecke von der Front des Klebstoffs 21 zurück angeordnet
wird. US-A-4,905,924 offenbart eine alternative Anordnung, bei welcher
sich Teile des Ablöse-Liners
entlang der Länge
des Spleißbandes erstrecken,
also über
die volle Breite der Materialrolle. Die Teile sind voneinander getrennt,
wobei sie Längen des
Spleißklebstoffs
freigelegt lassen.
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Eine
Frontlasche, welche für
die Herstellung einer fliegenden Spleißverbindung geeignet ist, wird
in GB-A-2,294,235
beschrieben. In diesem Dokument wird eine Frontlasche zur vorübergehenden
Verbindung der vorderen und hinteren Enden der äußersten Lage einer Rolle eines
Blattmaterials offenbart. Die Frontlasche weist eine erste Schicht
auf, welche bei Gebrauch an die untere Fläche des vorderen Endes geklebt
ist. Die Frontlasche ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite
Schicht aufweist, welche bei Gebrauch an das hintere Ende und/oder
das vordere Ende der der äußersten
am nächsten
befindliche Lage geklebt ist. Die erste und die zweite Schicht sind über ihre
aneinander stoßenden
Seiten in einer Weise wechselseitig miteinander verbunden, die es
ermöglicht,
dass sie bei Gebrauch durch Abziehen abtrennbar sind. Das hintere
innere Ende der alten Rolle und das vordere äußere Ende der neuen Rolle können durch
doppelseitiges Klebeband verklebt sein.
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Sowohl
permanente als auch fliegende Spleißverbindungen sollten eine
flexible, starke Verbindung zwischen den beiden Blattmaterialien
oder Bahnen bereitstellen und sollten im Wesentlichen alle Eigenschaften
des Blattmaterials bewahren; wenn es sich bei dem Blattmaterial
zum Beispiel um Papier handelt, welches bedruckt oder beschichtet
werden kann, dann ist die Spleißverbindung
vorzugsweise dünn,
flexibel, bedruckbar, beschichtbar und auch wiederaufbereitbar.
Wenn man zur Herstellung einer fliegenden Spleißverbindung Anordnungen wie
jene der 1a und 1b verwendet,
ist es wichtig, dass keine Luft unter dem vorderen Ende 35 der äußeren Lage 32 eindringen
kann, was dazu führen
würde,
dass die Rolle sich bei sehr hohen Geschwindigkeiten selbst abwickeln
und somit die kontinuierliche Produktion unterbrechen würde. Um
zu verhindern, dass Luft unter dem vorderen Ende 35 der äußeren Lage 32 eindringt,
werden manchmal kleine zerstörbare
Klebelaschen 27 nicht nur an den Fronten des vorderen Randes 35 angebracht,
sondern zum Beispiel auch entlang der diagonalen Ränder des
vorderen Randes 35 in 1a oder über die
seitlichen Ränder
des vorderen Teils der äußeren Lage 32 an
den Seiten der Rolle 30. Anordnungen wie jene der 1a und 1b sind
zeitaufwändig
anzuwenden und erfordern die Anwendung doppelseitiger Klebebänder und
zerstörbarer Frontlaschen.
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In
anderen Gebieten außerhalb
von Spleißbändern werden
ebenfalls sich im Inneren ablösende
Gegenstände
bereitgestellt. US-A-4,398,985 offenbart zum Beispiel eine laminierte
Konstruktion mit differentiellen Ablöseeigenschaften, welche nach
der Ablösung
eine sich selbst deaktivierende Klebefläche ergibt. Das Laminat wird
hergestellt durch Schichten eines Films eines polymeren Materials
auf eine Seite eines Band-Rohmaterials
und das darauf folgende Laminieren dieser Konstruktion an einen
Klebstoff, welcher auf einen Ablöse-Liner
aufgebracht worden ist. Der Ablöse-Liner
wird entfernt, und der verbleibende Teil des Laminats wird unter
Verwendung der freigelegten Klebefläche an einem geeigneten Substrat
befestigt. Das Polymermaterial wird so gewählt, dass es nach der Ablösung des
Band-Rohmaterials von dem Substrat an der Klebstoffbeschichtung
befestigt bleibt. Dies führt
zu einer selbstdeaktivierten Klebefläche auf dem Substrat. In der
Zusammenfassung von US-A-4,998,985 wird behauptet, dass solche Laminatkonstruktionen
für Anhänger, Etiketten,
Aufkleber und Ähnliches
nützlich
sind, ebenso wie für
das Senden von Kredit-, Geschäfts- oder Mitgliedskarten
auf vorgedruckten Postsendungen an Endbenutzer. Wegen der hergestellten
einzigartigen selbstentklebenden Fläche können sowohl das Band- Rohmaterial als auch
das Substrat verwendet und manuell oder mit automatisierten Geräten weiter
behandelt oder verarbeitet werden.
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Obwohl
der wirtschaftliche Erfolg erhältlicher
Spleißbänder beeindruckend
ist, ist es wünschenswert, die
Leistung von Spleißbändern weiter
zu verbessern.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Spleißband zum
Verspleißen
eines vorderen Randabschnitts der äußeren Lage einer Rolle eines
Blattmaterials mit einem zweiten Blattmaterial bereit, wie in Anspruch
1 beschrieben. Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf einzelne Ausführungsformen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
weist das Spleißband
eine erste Bandkomponente, eine zweite Bandkomponente und eine dritte
Klebstoffschicht auf, welche die Bandkomponenten trennbar verbindet.
Die erste Bandkomponente weist ein erstes Substrat, eine erste Klebstoffschicht
auf einer ersten Fläche des
ersten Substrats und eine erste Sperrschicht auf einer zweiten Fläche des
ersten Substrats auf. Die zweite Bandkomponente weist ein zweites
Substrat, eine zweite Klebstoffschicht auf einer ersten Fläche des
zweiten Substrats und eine zweite Sperrschicht auf einer zweiten
Fläche
des zweiten Substrats auf. Die dritte Klebstoffschicht verbindet
die erste Sperrschicht trennbar mit der zweiten Sperrschicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des obigen Spleißbandes
weisen das erste und das zweite Substrat wiederaufbereitbare Substrate
auf. Insbesondere weisen das erste und das zweite Substrat cellulosische
Substrate auf. Am besten weisen das erste und das zweite Substrat
Papiersubstrate auf.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des obigen Spleißbandes
verhindern die erste und die zweite Sperrschicht ein nennenswertes
Eindringen der dritten Klebstoffschicht in zumindest das erste und
das zweite Substrat. Vorzugsweise weist mindestens eine der Sperrschichten
einen Lack auf.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
weist mindestens eine der Sperrschichten eine gefüllte Sperrschicht
auf, um die Haftfestigkeit zwischen der gefüllten Sperrschicht und der
dritten Klebstoffschicht zu steuern. Vorzugsweise weist die gefüllte Sperrschicht
eine Silikon-gefüllte
Sperrschicht auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
weist die Sperrschicht eine UV-härtbare
Sperrschicht auf.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des obigen Spleißbandes
weist die dritte Klebstoffschicht einen Klebstoff auf Wasserbasis
auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die dritte Klebstoffschicht
einen Klebstoff auf Basis einer Kunstharzemulsion auf.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des obigen Spleißbandes
weist die dritte Klebstoffschicht einen Gradienten in der Richtung
entlang der Breite des Bandes auf.
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In
einer Ausführungsform
trennt sich das obige Spleißband
in Gebrauch durch kohäsive
Trennung der dritten Klebstoffschicht. In einer anderen Ausführungsform
trennt sich das Spleißband
durch Ablösung
zwischen der dritten Klebstoffschicht und einer der ersten und zweiten
Sperrschichten.
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In
einer anderen Ausführungsform
enthält
das Spleißband
auch einen Ablöse-Liner
auf mindestens einer der ersten und der zweiten Klebstoffschicht.
Vorzugsweise weist der Ablöse-Liner
einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, welche beide
unabhängig
von dem Spleißband
abtrennbar sind.
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In
einer anderen Ausführungsform
weist der Ablöse-Liner
einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen dritten
Abschnitt auf. Der erste Abschnitt erstreckt sich entlang der Länge des
Spleißbandes an
einem ersten Rand des Spleißbandes,
der dritte Abschnitt erstreckt sich entlang der Länge des
Spleißbandes
an einem zweiten Rand des Spleißbandes,
und der zweite Abschnitt erstreckt sich entlang der Länge des Spleißbandes
zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt. Der zweite Abschnitt
des Ablöse-Liners
weist Schwächungslinien
auf, welche sich über
die Breite des zweiten Abschnittes erstrecken.
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In
jeder der obigen Ausführungsformen
kann das Spleißband
nur eine einzige Sperrschicht statt einer ersten und einer zweiten
Sperrschicht aufweisen. Das Spleißband kann die Sperrschicht
zwischen der dritten Klebstoffschicht und einem des ersten und zweiten
Substrates aufweisen. In dieser Ausführungsform trennt sich das
Spleißband
in Gebrauch vorzugsweise zwischen der dritten Klebstoffschicht und
der Sperrschicht.
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In
einer anderen Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zur Herstellung eines Spleißbandes zum Verspleißen eines
vorderen Randabschnitts der äußeren Lage
einer Rolle eines Blattmaterials mit einem zweiten Blattmaterial
bereitgestellt, wie es in Anspruch 10 beschrieben ist. In einer
bevorzugten Ausführungsform
dieses Verfahrens umfassen die Schritte b) und d) jeweils ferner
die Härtung
der Sperrschicht mit UV-Licht. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
werden die Schritte b) und d) gleichzeitig ausgeführt.
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In
der Beschreibung und den Ansprüchen
werden bestimmte Begriffe verwendet, welche einer Erläuterung
bedürfen,
auch wenn sie für
die meisten wohlbekannt sind. Der Begriff „Ablösung", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf einen Klebstoff-Trennmodus des Spleißbandes 10, wodurch
sich das Spleißband 10 zwischen
zwei benachbarten Schichten trennt, so dass die Flächen der
benachbarten Schichten, welche sich zuvor in Kontakt miteinander
befunden hatten, freigelegt werden. Der Begriff „Teilung", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf einen kohäsiven
Trennmodus des Spleißbandes 10,
wodurch das Spleißband 10 durch eine
seiner Schichten hindurch bricht, so dass zwei innere Flächen einer
solchen Schicht freigelegt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren
weiter beschrieben, wobei über
die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche Strukturen mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet sind, und wobei:
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1a und 1b zwei
Anordnungen des Standes der Technik zur Herrichtung einer neuen
Rolle des Blattmaterials zur Herstellung einer fliegenden Spleißverbindung
veranschaulichen;
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1c eine
Brücke
des Standes der Technik veranschaulicht, welche auf eine neue Rolle
des Blattmaterials aufgebracht ist;
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2 eine
Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Spleißbandes
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 Seiten-Teilansicht
einer neuen Rolle des Blattmaterials ist, wobei sich das Spleißband der 2 zwischen
der äußeren Lage
der neuen Rolle und der Lage, die der äußeren am nächsten ist, befindet, und bereit
ist, eine Spleißverbindung
mit der anderen Materialbahn zu bilden;
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4 eine
isometrische Darstellung der neuen Rolle des Blattmaterials ist,
die für
die Herstellung der fliegenden Spleißverbindung hergerichtet ist;
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5 eine
Seitenansicht ist, welche die Herstellung der fliegenden Spleißverbindung
zwischen dem hinteren Abschnitt der zur Neige gehenden Rolle des
Bahnenmaterials und der vorderen Lage der neuen Rolle des Bahnenmaterials
zeigt;
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6 eine
Draufsicht auf einen Ablöse-Liner
einer bevorzugten Ausführungsform
eines Spleißbandes gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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7 eine
Ansicht einer neuen Rolle des Blattmaterials ist, bei welcher ein
Teil des Ablöse-Liners auf dem Spleißband verbleibt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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2 ist
eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Spleißbandes 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Spleißband 10 weist
im Allgemeinen eine erste Bandkomponente 12 und eine zweite
Bandkomponente 20 auf. Die erste und die zweite Bandkomponente 12, 20 sind
trennbar durch eine dritte Klebstoffschicht verbunden. Das Spleißband kann
gegebenenfalls einen Ablöse-Liner 11 aufweisen.
In seiner Grundoperation hält
das Spleißband 10 anfänglich die äußere Windung
einer neuen Materialrolle an vorletzten Wicklung, um die neue Rolle
für die
Bildung einer fliegenden Spleißverbindung
mit dem hinteren Abschnitt einer zur Neige gehenden Rolle des Bahnenmaterials
vorzubereiten. Die zweite Bandkomponente 20 wird an die äußere Fläche der
vorletzten Wicklung der neuen Materialrolle geklebt, während ein
Abschnitt der ersten Bandkomponente 12 an deren vorderem
Ende an die Unterseite der äußersten
Wicklung des Materials geklebt wird. Ein anderer Abschnitt der ersten
Bandkomponente 12 liegt zum Kleben an das hintere Ende
der zur Neige gehenden Materialrolle frei. Wenn der hintere Abschnitt
seinen Lauf fortsetzt und an der ersten Bandkomponente 12 zieht,
trennen sich der erste und der zweite Abschnitt 12, 20 an
der dritten Klebstoffschicht 28. Dieses Spleißband 10 und
sein Anwendungsverfahren wird nun ausführlicher beschrieben.
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Das
Spleißband 10 weist
die erste Bandkomponente 10 auf. Die erste Bandkomponente
weist ein erstes Substrat 14 auf. Die erste Bandkomponente 12 weist
auch eine erste Klebstoffschicht 16 auf einer ersten Fläche des
ersten Substrats 14 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform
weist die erste Bandkomponente 12 auch eine erste Sperrschicht 18 auf
einer zweiten Fläche
des ersten Substrats gegenüber
der ersten Klebstoffschicht 16 auf. Diese optionale erste
Sperrschicht wird in einigen Anwendungen bevorzugt, kann aber auch
weggelassen werden, wie oben beschrieben.
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Das
Spleißband 10 weist
auch eine zweite Bandkomponente 20 auf. Die zweite Bandkomponente 20 kann
von ähnlichem
oder identischem Aufbau wie die erste Bandkomponente 12 sein.
Die zweite Bandkomponente 20 weist ein zweites Substrat 22 auf.
Die zweite Bandkomponente 20 weist auch eine zweite Klebstoffschicht 24 auf
einer ersten Fläche
des zweiten Substrats 22 auf. Die zweite Bandkomponente 20 weist
auch eine zweite Sperrschicht 26 auf einer zweiten Fläche des
zweiten Substrats gegenüber
der zweiten Klebstoffschicht 24 auf.
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Die
erste und die zweite Bandkomponente 12, 20 sind
trennbar durch eine dritte Klebstoffschicht 28 verbunden.
Die erste und die zweite Bandkomponente sind über ihre entsprechenden Sperrschichten 18, 26 mit
der dritten Klebstoffschicht 28 verbunden. Auf diese Weise
zeigt die erste Klebstoffschicht 16 der ersten Bandkomponente
für die
Befestigung an der Unterseite der äußersten Wicklung des neuen
Materials an deren vorderem Ende und auch an dem hinteren Abschnitt
einer zur Neige gehenden Materialrolle nach außen. Durch diese Anordnung
zeigt auch die zweite Klebstoffschicht 24 der zweiten Bandkomponente
für die
Befestigung an der vorletzten Wicklung der neuen Rolle des Bahnenmaterials
nach außen.
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Der
erste und der zweite Abschnitt 12, 20 des Spleißbandes
werden durch die dritte Klebstoffschicht trennbar verbunden. Hierdurch
wird ermöglicht,
dass das Spleißband
sich trennt, wenn sich die äußerste Wicklung
auf der neuen Rolle an dem hinteren Ende der zur Neige gehenden
Rolle befestigt. Im Allgemeinen bildet nach der Trennung die erste
Bandkomponente 12 die Spleißverbindung zwischen den beiden
Materialbahnen. Die zweite Bandkomponente 20 verbleibt
dort, wo sie an die vorletzte Wicklung des neuen Materials geklebt war.
Das Spleißband
kann durch irgendeines oder eine Kombination der folgenden Mittel
getrennt werden. Die dritte Klebstoffschicht 28 kann kohäsiv getrennt
werden, derart, dass ein Teil der dritten Klebstoffschicht 28 auf der
ersten Bandkomponente 12 verbleibt und ein Teil auf der
zweiten Bandkomponente 20 verbleibt. Das Spleißband kann
sich zwischen der ersten Sperrschicht 18 auf der ersten
Bandkomponente 12 und der dritten Klebstoffschicht 28 ablösen, so
dass die dritte Klebstoffschicht auf der zweiten Sperrschicht 26 der
zweiten Bandkomponente 20 verbleibt. Das Spleißband kann
sich zwischen der zweiten Sperrschicht 26 der zweiten Bandkomponente
und der dritten Klebstoffschicht 28 ablösen, so dass die dritte Klebstoffschicht
auf der ersten Sperrschicht 18 der ersten Bandkomponente 12 verbleibt.
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Vorzugsweise
ist die Klebstoffschicht 28 entlang der Länge des
Spleißbandes 10 einheitlich.
Die Klebstoffschicht 28 kann über die gesamte oder im Wesentlichen
die gesamte Breite des Bandes 10 einheitlich sein. Alternativ
kann der Klebstoff in einem Gradienten entlang der Breite des Bandes 10 aufgebracht
sein. Ein Gradient kann angewendet werden, um die Trennkraft zu
steuern, die erforderlich ist, um die erste und die zweite Komponente 12, 20 voneinander
zu trennen. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, eine geringe Trennkraft
im Vorderbereich des Bandes 10 zu haben, um zu ermöglichen,
dass die Trennung leicht beginnt, und die Trennkraft dann entlang
der Breite zu vergrößern, wenn
die Trennung während
des fliegenden Spleißens
vom Vorderbereich des Bandes zum Hinterbereich des Bandes fortschreitet.
Um diesen Gradienten zu erhalten, kann der Klebstoff über die
Breite des Spleißbandes
hinweg vom Vorder- zum Hinterbereich mit steigender Auftragsmenge
aufgebracht werden. In der veranschaulichten Ausführungsform
weist die Klebstoffschicht 28 vom Vorderbereich bis zum
Hinterbereich vier Segmente 28a, 28b, 28c, 28d auf.
Vom Vorderbereich bis zum Hinterbereich weist jedes Segment eine
höhere
Auftragsmenge auf. Zum Beispiel weist das Segment 28a eine
relativ geringe Auftragsmenge auf, um zu ermöglichen, dass die Trennung
im Vorderbereich des Spleißbandes
leicht beginnt. Die Segmente 28b, c und d weisen fortschreitend
höhere
Auftragsmengen auf.
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Die
Klebstoffschichten 16 und 24 des Spleißbandes 10 der
vorliegenden Erfindung können
dieselben oder verschieden sein. Die Klebstoffschichten 16 und 24 können irgendeinen
bekannten Klebstoff aufweisen, welcher an der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle und der der äußersten
am nächsten
befindliche Lage 31 und dem weiteren Blattmaterial, mit
welchem der vordere Randabschnitt 34 der äußeren Lage
verspleißt
werden soll, permanent und stark haftet. Beispiele sind Haftklebstoffe,
wärmeaktivierte
Klebstoffe, wärmehärtbare Klebstoffe
und wasseraktivierbare Klebstoffe. Besonders bevorzugte Klebstoffe
sind z.B. Haftklebstoffe, welche Schmelzklebstoffe, im Wesentlichen
lösungsmittel-
oder wasserfreie Klebstoffe oder Dispersionen oder Lösungen auf
Lösungsmittel-
oder Wasserbasis sein können.
Spezielle Haftklebstoffe sind z.B. Haftklebstoffe auf Acrylatbasis,
Styrol-Isopren-Blockcopolymere,
Acrylester-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
plastifizierte Vinylacetat-Honopolymere und Kautschuklatexharz-Emulsionssysteme.
In der Praxis der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
umfasst die Klebstoffzusammensetzung einen Haftklebstoff auf Acrylbasis.
Haftklebstoffe auf Acrylbasis, welche bei der Ausführung der
Erfindung nützlich
sind, umfassen Polymere aus einem oder mehreren Monomeren von (Meth)acrylsäuren und
gegebenenfalls anderen copolymerisierbaren Monomeren, die außer einer
ethylenisch ungesättigten
Gruppe noch funktionelle Gruppen enthalten. Der Haftklebstoff auf
Acrylbasis kann herkömmliche
Additive umfassen, wie zum Beispiel Füllstoffe, Antioxidationsmittel,
Flammverzögerungsmittel,
Pigmente, Weichmacher oder Polymeradditive. Durch Variieren der
Art und der Menge der Monomere und der Art und der Menge der Additive
können
die kohäsiven
Eigenschaften des resultierenden Klebstoffs verändert werden, wie auf dem Fachgebiet
bekannt ist.
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Beispiele
für Haftklebstoffe,
welche in der Praxis der Erfindung nützlich sind, werden beschrieben
bei Satas, „Acrylic
Adhesives", Handbook
of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, 2. Aufl., S. 396 bis
456 (D. Satas, Hrsg.), Van Nostrand Reinhold, New York (1989).
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Ein
besonders geeigneter Haftklebstoff auf Acrylatbasis enthält Copolymere
einer Acryl- oder Methacrylsäure
und eines Alkylacrylats oder -methacrylats, wobei die Alkylgruppe
mindestens 4 Kohlenstoffatome aufweist, typischerweise 4 bis 14
Kohlenstoffatome. Beispiele für
solche Alkylacrylate oder -methacrylate sind n-Butyl-, n-Pentyl-,
n-Hexyl-, Cyclohexyl-, Isoheptyl-, n-Nonyl-, n-Decyl-, Isohexyl-,
Isobornyl-, 2-Ethyloctyl-, Isooctyl- und 2-Ethylhexylacrylate und
-methacrylate.
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Bevorzugte
Alkylacrylate sind z.B. Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Butylacrylat und
Cyclohexylacrylat. Ein besonders bevorzugtes Alkylacrylat ist Isooctylacrylat.
Besonders bevorzugte Alkylmethacrylate sind z.B. Butylmethacrylat,
Cyclohexylmethacrylat und Isobornylmethacrylat.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen die Klebstoffschichten 16 und 24 einen
wiederaufbereitbaren Klebstoff auf. Ein bevorzugter wiederaufbereitbarer
Klebstoff zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung weist in
dem Europäischen
Wiederaufbereitbarkeitstest, welcher in US-A-5,380,779 beschrieben
ist, eine Einstufung von nicht mehr als 3 auf. Beispiele für wiederaufbereitbare
Klebstoffe zur Verwendung in der Erfindung sind die wiederaufbereitbaren
Klebstoffe, die in US-A-5,380,779; US-A-4,413,080; US-A-4,569,960;
US-A-4,482,675; US-A-4,388,432;
US-A-5,102,733 und US-A-5,125,995 offenbart sind. Die Dicken der
Klebstoffschichten 16 oder 24 können breit
variiert werden, sind aber typischerweise unabhängig voneinander und betragen
typischerweise zwischen 200 μm
und 350 μm,
vorzugsweise zwischen 230 μm
und 300 μm.
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Das
erste Substrat 14 und das zweite Substrat 22 können dasselbe
oder verschieden sein und sind vorzugsweise dasselbe. Die Substrate 14, 22 können zum
Beispiel aus irgendeinem Material sein, welches gewöhnlich für Substrate
von Bändern
verwendet wird, und umfassen Papierschichten ebenso wie Kunststofffilme.
Geeignete Substrate sind z.B. Polyethylenfilme, Polypropylenfilme,
Polyesterfilme, Polyethylen- oder Polypropylen-beschichtete Papiere,
Kraftpapiere und Vliesstoffmaterialien. In dem Fall, dass als erstes
oder zweites Substrat 14, 22 Papier verwendet
wird, wird bevorzugt, glatte Papiere geringer Porosität zu verwenden. Papiersubstrate
werden wegen ihrer Wiederaufbereitbarkeit bevorzugt. Ein geeignetes Substratmaterial
ist ein weißes
wiederaufbereitbares Papiersubstrat mit 31 Gramm/m2,
erhältlich
von Akrosil, Europe in den Niederlanden. Die Dicken der Substrate 14, 22 sind
voneinander unabhängig
und betragen typischerweise zwischen 40 μm und 90 μm und vorzugsweise zwischen
50 μm und
60 μm.
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Das
Spleißband 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung weist für
die Lagerung und zum Schutz vorzugsweise einen Ablöse-Liner 11 auf,
welcher an der freiliegenden Fläche
der Klebstoffschicht 16 der ersten Bandkomponente 12 befestigt
ist. Wenn das Spleißband
in Rollenform bereitgestellt wird, wird ein Ablöse-Liner mit Ablöseeigenschaften
auf beiden Flächen
bevorzugt. Das Spleißband 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedoch auch in Form von Blättern bereitgestellt werden
und wird dann vorzugsweise durch zwei Ablöse-Liner geschützt.
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Die
Komponenten des Spleißbandes 10 werden
vorzugsweise so gewählt,
dass das Band 10 (mit Ausnahme des Liners 11)
wiederaufbereitbar ist. Insbesondere die Substrate, Klebstoff- und
Sperrschichtmaterialien werden vorzugsweise so gewählt, dass
das Spleißband 10 wiederaufbereitbar
ist. Insbesondere werden die Komponenten so gewählt, dass das Spleißband 10 in
dem Europäischen
Wiederaufbereitbarkeitstest, der in US-A-5,380,779 beschrieben ist, eine Einstufung
von nicht mehr als 3 aufweist.
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Der
Ablöse-Liner 11 kann
aus einer Zahl von bekannten und erhältlichen Papieren oder Filmen
gewählt
werden, welche ein Ablösematerial
aufweisen, das im Fall eines Spleißbandes 10 in Form
einer Rolle auf eine Seite der Bahn oder auf beide Seiten geschichtet
ist. Die Grundbahn des Ablöse-Liners 11 kann
gewählt
werden aus Kraftpapieren, satinierten Kraftpapieren, kaolinbeschichteten
Kraftpapieren, Pergaminen, Pergamenten und anderen Papieren und
Filmen, welche eine geeignete Unterbeschichtung zum Halten der Ablösebeschichtung
aufweisen. Bei der Ablösebeschichtung
kann es sich um irgendeines der bekannten Materialien handeln, welche
aufgrund ihrer Ablöseeigenschaften
für Klebstoffe
verwendet werden. Bevorzugte Arten sind Silikone und modifizierte
Silikone, wobei es sich bei der Modifikation z.B. um die Copolymerisation
von Silikonen mit anderen nichtablösenden Chemikalien oder um
das Hinzufügen
von Nicht-Silikon-Materialien zu der Silikon-Beschichtungslösung vor dem Aufbringen auf
das Ablöse-Grundpapier handelt.
Andere Ablösemittel
wie Polyethylen, Fluorkohlenstoffe, Werner-Chromkomplexe und Polyvinyloctadecylcarbamat
können
auch verwendet werden. Die Wahl der Ablösebeschichtung hängt von
der Klebrigkeit, dem Haftungsgrad und der chemischen Natur der Klebstoffschicht 16 ab.
Der Ablöse-Liner 11 wird
so gewählt,
dass keine vorzeitige Trennung zwischen der ersten und der zweiten
Bandkomponente 12, 20 stattfindet, wenn er von
dem Spleißband 10 entfernt
wird. In der bevorzugten Ausführungsform,
die in 2 veranschaulicht ist, ist der Ablöse-Liner
ein geteilter Ablöse-Liner,
welcher einen ersten Abschnitt 11a und einen zweiten Abschnitt 11b aufweist.
Dies ermöglicht
das bequeme Freilegen eines Abschnitts der ersten Klebstoffschicht 16 entlang
der Länge
des Spleißbandes
zum Kleben des vorderen Randabschnitts 34 der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle nur an diesen freiliegenden Abschnitt der ersten Klebstoffschicht 16.
Der zweite Abschnitt des Ablöse-Liners 11b kann
an seiner Position bleiben, um eine unbeabsichtigte Haftung von
Material an dem anderen Abschnitt der ersten Klebstoffschicht 16 vor
dem Verspleißen
der neuen Rolle mit der zur Neige gehenden Bahn zu verhindern. Kurz bevor
die Spleißverbindung
gebildet wird, kann der zweite Abschnitt 11b des Ablöse-Liners
entfernt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform,
die in 2 und 6 veranschaulicht ist, kann
der Liner auch einen dritten Abschnitt 11c aufweisen, welcher
am vorderen Rand des Bandes entlang der Länge des Spleißbandes 10 läuft. Vorzugsweise
ist der Liner bis zum Klebstoff 16 durchteilt, um die Abschnitte 11a, 11b und 11c zu
trennen. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform ist der Abschnitt 11b des
Liners entlang der Länge
des Spleißbandes 10 weiter
in einzelne Segmente untertrennt. Diese Segmente sind in 6 durch
gestrichelte Linien 50 veranschaulicht. Die Linien 50 können Einkerbungen,
Perforationen oder irgendwelche andere Schwächungslinien sein, welche ermöglichen,
dass der Liner-Abschnitt 11b wie gewünscht abgetrennt wird. Die
Linien 50 laufen entlang der Breite des Liners vom Vorderbereich
zum Hinterbereich und sind entlang der Länge des Bandes in gewünschten
Intervallen voneinander getrennt. Wie unten detaillierter beschrieben
wird, wird die in 6 dargestellte Ausführungsform
bevorzugt, um einen Abschnitt des Liners zu belassen, um in riemenangetriebenen
Anordnungen als Brücke
zu dienen.
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3 veranschaulicht
ein Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei welchem das Spleißband 10 zur Herstellung
einer fliegenden Spleißverbindung
zwischen dem hinteren Ende einer zur Neige gehenden Rolle des Blattmaterials,
welches verlängert
wird, und einer neuen Rolle des Blattmaterials 30 verwendet
wird. 3 zeigt den vorderen Randabschnitt 34 der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle 30, das Spleißband 10 gemäß 2,
die der äußeren am
nächsten
befindliche Lage 31 der neuen Rolle 30 und einige
folgende innere Lagen der neuen Rolle 30, die laufende
Blattbahn 41 der zur Neige gehenden Rolle und den Abschnitt 42 der laufenden
Blattbahn 41, welcher mit dem freiliegenden Teil der ersten
Klebstoffschicht 16 der ersten Bandkomponente 12 verbunden
werden soll. Die zweite Klebstoffschicht 24 der zweiten
Bandkomponente 20 des Spleißbandes 10 wird in
einer Weise an den Abschnitt 38 der oberen Fläche der
der äußeren am
nächsten befindliche
Lage 31 der neuen Rolle 30 geklebt, dass die untere
Fläche
des vorderen Randabschnitts 34 neben dem vorderen Rand 35 an
den Abschnitt der Klebstoffschicht 16 geklebt werden kann,
der von dem ersten Abschnitt 11a des Ablöse-Liners bedeckt gewesen
war. Dies lässt
den verbleibenden Abschnitt der ersten Klebstoffschicht 16 frei
liegen. Das Spleißband 10 kann
in verschiedenen Anordnungen aufgebracht werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
wird das Spleißband
im Wesentlichen entlang dem gesamten vorderen Rand 35 der
neuen Rolle 30 aufgebracht, um ein Anheben des vorderen
Randes wirksam zu unterdrücken, indem
verhindert wird, dass am vorderen Rand 35 Luft zwischen
der äußeren Lage 32 und
der der äußersten am
nächsten
befindlichen Lage 31 eindringt. Eine spezielle Ausführungsform
ist in 4 dargestellt, wo der vordere Rand 35 der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle 30 im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen
Symmetrieachse der neuen Rolle 30 verläuft. Das erfindungsgemäße Spleißband 10 kann
jedoch auch als Frontlasche angewendet werden, typischerweise zusammen
mit einem zusätzlichen
doppelseitigen Klebeband, welches an oder nahe dem vorderen Rand 35 der äußeren Lage 32 befestigt
ist, wie in 1a dargestellt.
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Um
die Spleißverbindung
herzustellen, wird die neue Rolle 30 um ihre longitudinale
Symmetrieachse gedreht und auf eine Tangentialgeschwindigkeit gebracht,
die der Lineargeschwindigkeit der laufenden Blattbahn 41 der
zur Neige gehenden Rolle entspricht. In einem geeigneten Moment,
wenn die zur Neige gehende Rolle fast aufgebraucht ist und der vordere
Rand 35 der neuen Rolle 30 sich in einer geeigneten
Rotationsposition relativ zu dem Abschnitt 42 der laufenden
Blattbahn 41 der zur Neige gehenden Rolle befindet, wird
die laufende Bahn 41, zum Beispiel mittels einer Walze,
in Richtung des vorderen Randabschnitts 34 der äußeren Lage 32 der
neuen Rolle 30 bewegt, so dass die untere Fläche des
Abschnitts 42 der laufenden Bahn 41 an die verbleibende
freiliegende Fläche
der ersten Klebstoffschicht 16 der ersten Bandkomponente 12 geklebt wird.
Wenn sie aus dem Kontaktbereich, wo die laufende Blattbahn 41 an
das Spleißband 10 geklebt
wird, herausläuft, übt die laufende
Blattbahn 41 eine Abziehkraft auf das Spleißband 10 aus,
wie in 5 dargestellt. Dies bewirkt, dass sich die erste
Bandkomponente 12 und die zweite Bandkomponente 20 des
Spleißbandes 10 trennen.
Die Trennung beginnt vorzugsweise an einem ersten vorderen Rand
des Spleißbandes
und schreitet über
die Breite des Spleißbandes
hinweg bis zu einem zweiten hinteren Rand des Spleißbandes
fort. Die Trennung verläuft
vorzugsweise einheitlich entlang der Länge des Spleißbandes über die
gesamte Breite der Rolle des Bahnenmaterials. Nach der Trennung
der Bandkomponenten 12, 20 des Spleißbandes 10 bleibt
die zweite Bandkomponente 20 über die zweite Klebstoffschicht 24 mit
der oberen Fläche
der der äußersten
am nächsten
befindlichen Lage 31 verklebt, und die erste Bandkomponente 12 bleibt über die
erste Klebstoffschicht 16 mit der Spleißverbindung zwischen dem vorderen
Randabschnitt 34 der äußeren Lage
der neuen Rolle 30 und dem Abschnitt 42 der laufenden
Blattbahn 41 der zur Neige gehenden Rolle verklebt. Die
laufende Blattbahn 41 wird vorzugsweise im Wesentlichen
gleichzeitig mit der Herstellung der Spleißverbindung oder kurz danach
unter Verwendung der Schneideeinheit 50 abgeschnitten,
wie in 5 gezeigt.
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Das
Spleißband 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist geeignet zur Herstellung einer fliegenden Spleißverbindung,
wie oben beschrieben, und ist schematisch in 3, 4 und 5 dargestellt.
Das Spleißband 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auch verwendet werden, um fliegende überlappende Spleißverbindungen
herzustellen, wie in 7 und 8 der
EP-A-0 941 954 dargestellt.
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Für Anordnungen,
bei welchen die neue Rolle mit einem Riemenantrieb auf Bandgeschwindigkeit
gebracht werden muss, wird die Liner-Anordnung der 6 und 7 bevorzugt.
Die Herstellung der Spleißverbindung
wird wie eben beschrieben durchgeführt, mit den folgenden Ausnahmen.
Der Abschnitt 11a des Liners wird wie oben beschrieben
entfernt, um zu ermöglichen,
dass der vordere Randabschnitt der äußersten Lage an den Klebstoff 16 des
Spleißbandes
geklebt wird. Die Abschnitte 11b und 11c bleiben
bis kurz vor der Zeit zur Bildung der Spleißverbindung an ihrem Ort. Dann
wird der Abschnitt 11c entlang der gesamten Länge des Bandes 10 entfernt.
Zuletzt wird Abschnitt 11b entfernt, außer im Bereich B, welcher von
dem Riemen kontaktiert werden soll. Eine gewünschte Anzahl an Segmenten
von 11b wird an ihrem Ort belassen, indem der zweite Abschnitt 11b entlang
der perforierten Linien 50 getrennt wird und die Segmente
von den gegenüberliegenden
Seiten der verbleibenden Brückensegmente
entfernt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der dritte Abschnitt 11c so
abgemessen, dass eine gewünschte
Breite der Klebstoffschicht 16 vor den Brückensegmenten
des zweiten Abschnitts 11b freiliegend bleibt. Dies ermöglicht,
dass die fliegende Spleißverbindung Griff
bekommt und die Trennung im Bereich der Brücke beginnt, während auch
verhindert wird, dass der Riemen Risse oder eine vorzeitige Trennung
verursacht. Für
einige Anwendungen ist der erste Abschnitt 11a vorzugsweise
etwa 12 mm breit, der zweite Abschnitt 11b ist vorzugsweise
etwa 22 mm breit, und der dritte Abschnitt 11c ist von
3 bis 5 mm breit, insbesondere 4 mm. Die Segmente von 11b zwischen
den Perforationen 50 können
irgendeine bequeme Breite aufweisen. In einigen Anwendungen sind
die Segmente 11b in Richtung der Länge des Bandes zwischen den
Perforationen 50 vorzugsweise 25 mm breit.
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Ein
bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Spleißbandes 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das folgende. Die erste und die zweite Bandkomponente 12, 20 können anfänglich als
getrennte, vollständige
Gegenstände
bereitgestellt werden, wobei die Sperrschichten bereits auf dem
Substrat vorliegen, oder nicht. Geeignete Beispiele für kommerziell
erhältliche
Bänder,
welche als erste und/oder zweite Bandkomponente 12, 20 verwendet
werden könnten,
sind wiederaufbereitbare Bänder,
die unter der Handelsbezeichnung „9969 Tape" von der 3M Company erhältlich sind.
Die Substratseite der zweiten Bandkomponente 20 kann mit der
Sperrschicht 26 beschichtet sein, z.B. mit einer Anilox-Beschichtungswalze.
Die Menge der aufgetragenen Sperrschicht kann gesteuert werden,
indem man eine Aniloxwalze mit dem gewünschten theoretischen Volumen
der Zellen, welche die Sperrschicht auftragen, wählt. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Sperrschicht eine UV-härtbare
Beschichtung, welche dann gehärtet
wird, z.B. mit einer 3 kW-Quecksilberdampflampe. Der Liner 11 auf
der ersten Bandkomponente 12 kann aufgeschlitzt sein, um
die ersten und zweiten Abschnitte 11a, 11b zu
bilden. Der Liner kann auch aufgeschlitzt sein, um den Abschnitt 11c zu
bilden, wenn gewünscht.
Ferner können
die Perforationen 50 in Abschnitt 11b des Liners
gebildet werden, wenn gewünscht. Die
Substratseite der ersten Bandkomponente 12 kann mit der
bevorzugten Sperrschicht 18 beschichtet sein, für jene Ausführungsformen,
in welchen die erste Sperrschicht enthalten sein soll. Wie bei der
zweiten Bandkomponente kann dies mit einer Anilox-Beschichtungswalze
mit einem gewünschten
theoretischen Volumen durchgeführt
werden. In der bevorzugten Ausführungsform,
in welcher die erste Sperrschicht 18 eine UV-härtbare Beschichtung
aufweist, kann sie dann gehärtet
werden, z.B. mit einer 3 kW-Quecksilberdampflampe. Die dritte Klebstoffschicht 28 kann
dann auf das Substrat jeder Bandkomponente geschichtet werden. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird die dritte Klebstoffschicht 28 auf die erste Sperrschicht 18 der
ersten Bandkomponente 12 geschichtet, z.B. mit einer Anilox-Beschichtungswalze
mit einem gewünschten
theoretischen Volumen. Diese kann einheitlich über die Breite des Bandes 10 aufgetragen
werden. Die erste und die zweite Bandkomponente können dann
zusammenlaminiert werden, so dass die dritte Klebstoffschicht die
Komponenten trennbar miteinander verbindet. Vorzugsweise ist eine
der Andrückwalzen
mit Schaumstoff, wie z.B. mit einem Schaumstoffband, bedeckt. Die
Dichte des Schaumstoffs und der Walzenanpressdruck können nach Wunsch
variiert werden, um dazu beizutragen, die Aufbruchskraft des Spleißbandes 10 zu
steuern. Wenn er vorliegt, kann dann der Liner entfernt werden,
der mit der zweiten Bandkomponente 20 bereitgestellt wurde. Das
Spleißband 10 wird
dann als fertige Rolle aufgewickelt. Die Herstellung der ersten
und der zweiten Bandkomponente 12, 20 für die Laminierung
zu einem Spleißband 10 kann
gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden. Ferner ist es nicht
notwendig, dass die Bandkomponenten als getrennte, fertige Gegenstände bereitgestellt
werden. Die Komponenten können
unmittelbar vor der abschließenden
Zusammensetzung des Spleißbandes
hergestellt werden.
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In
jenen Ausführungsformen,
in welchen die Klebstoffschicht 28 einen Gradienten über die
Breite des Bandes aufweist, kann die Konstruktion des Bandes wie
eben beschrieben sein, mit der folgenden Ausnahme. Es kann eine
gradierte Druckplatte benutzt werden, um die Klebstoffschicht 28 aufzutragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
kann eine Nyloflex-Typ-170-Platte
von BASF benutzt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform weist vier Segmente 28a bis
d auf. Das erste Segment 28a kann eine Breite von 9 mm
aufweisen, und die Druckplatte kann auf 60% der Fläche Klebstoff
auftragen. Das zweite Segment kann 3 mm breit sein, mit 70% Druckbereich.
Das dritte Segment 28c kann 3 mm breit sein, mit einem
Druckbereich von 85%. Das vierte Segment kann 35 mm breit sein,
mit einem Druckbereich von 100%. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
können
die Segmentbreiten dieselben wie bei der ersten sein, wobei die
Druckbereiche für
die Segmente 28a bis d jeweils 80%, 90%, 95% und 100% betragen.
Durch Variieren der Menge des aufgetragenen Klebstoffs 28 über die
Breite des Bandes ist es möglich,
die Aufbruchskraft über
die Breite zu steuern. Zum Beispiel kann bevorzugt werden, eine
so geringe Aufbruchskraft wie 40 bis 50 g/25 mm im Vorderbereich
des Bandes und eine so hohe Aufbruchskraft wie 115 g/25 mm im Hinterbereich
des Spleißbandes
zu haben.
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Mit
dem Vorteil der Lehren der vorliegenden Patentanmeldung kann der
Fachmann geeignete Materialien für
die verschiedenen Komponenten des Spleißbandes auswählen, um
eine gewünschte
Aufbruchskraft zwischen der ersten und der zweiten Bandkomponente 12, 20 bereitzustellen.
Zum Beispiel sollte die Bindungskraft „A" zwischen der ersten Klebstoffschicht 16 und
den verspleißten
Abschnitten der Bahn größer sein als
die Aufbruchskraft „F", die erforderlich
ist, um die Komponenten des Spleißbandes beim Gebrauch zu trennen.
In ähnlicher
Weise sollte die Bindungskraft „B" zwischen der zweiten Klebstoffschicht 22 und
der äußeren Fläche der
vorletzten Lage 31 der neuen Rolle 30 größer sein
als die Aufbruchskraft F, die erforderlich ist, um die Komponenten
des Spleißbandes
beim Gebrauch zu trennen. Mit anderen Worten sollten sowohl A als
auch B größer sein
als F.
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Wenn
gewünscht
wird, das Spleißband
durch kohäsive
Trennung der dritten Klebstoffschicht 28 zu trennen, dann
bestimmt die Kohäsionsfestigkeit „C" der dritten Klebstoffschicht
die Aufbruchskraft F des Spleißbandes.
In dieser Ausführungsform
sollte die Bindungskraft „D" zwischen der ersten
Sperrschicht 18 und der dritten Klebstoffschicht 28 größer sein
als C. In ähnlicher
Weise sollte die Bindungskraft „E" zwischen der zweiten Sperrschicht 26 und
der dritten Klebstoffschicht 28 größer sein als C. Mit anderen
Worten sollten sowohl D als auch E größer sein als C.
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Wenn
gewünscht
wird, dass sich das Spleißband 10 zwischen
der ersten Sperrschicht 18 und der dritten Klebstoffschicht 28 ablöst, so dass
die dritte Klebstoffschicht im Wesentlichen auf der zweiten Bandkomponente 20 verbleibt,
dann sollten die folgenden Bedingungen erfüllt sein. Die Bindungskraft
D zwischen der ersten Sperrschicht 18 und der dritten Klebstoffschicht 28 sollte
geringer sein als sowohl die Kohäsionsfestigkeit
C der dritten Klebstoffschicht 28 als auch die Bindungsfestigkeit
E zwischen der zweiten Sperrschicht 26 und der dritten
Klebstoffschicht 28. Mit anderen Worten sollte D geringer
sein als sowohl C als auch E. In dieser Ausführungsform ist es die Kraft
D, welche die Gesamt-Aufbruchskraft F des Spleißbandes bestimmt.
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Wenn
alternativ gewünscht
wird, dass sich das Spleißband 10 zwischen
der zweiten Sperrschicht 26 und der dritten Klebstoffschicht 28 ablöst, so dass
die dritte Klebstoffschicht im Wesentlichen auf der ersten Bandkomponente 12 verbleibt,
dann sollten die folgenden Bedingungen erfüllt sein. Die Bindungskraft
E zwischen der zweiten Sperrschicht 26 und der dritten
Klebstoffschicht 28 sollte geringer sein als sowohl die
Kohäsionsfestigkeit
C als auch die Bindungsfestigkeit E zwischen der ersten Sperrschicht 18 und
der dritten Klebstoffschicht 28. Mit anderen Worten sollte
E geringer sein als sowohl C als auch D. In dieser Ausführungsform ist
es die Kraft E, welche die Gesamt-Aufbruchskraft F des Spleißbandes
bestimmt.
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Die
Sperrschichten werden im Hinblick auf das Material der Substrate 14, 22 und
im Hinblick auf die dritte Klebstoffschicht 28 ausgewählt, um
für die
gewünschte
Aufbruchskraft zu sorgen. Die Sperrschicht sollte so gewählt sein,
dass sie verhindert, dass die Klebstoffschicht 28 nennenswert
in die Substrate eindringt, insbesondere wenn die Substrate wiederaufbereitbare
Substrate wie Papier oder andere cellulosische Substrate umfassen.
Die Sperrschicht sorgt auch vorzugsweise für eine glatte kontinuierliche
Fläche,
auf welche die dritte Klebstoffschicht aufgetragen werden kann.
Wenn der Klebstoff 28 nennenswert in die Substrate eindringt, dann
könnte
dies für
eine so starke Bindung zwischen dem ersten und zweiten Bandsubstrat
sorgen, dass die resultierende Aufbruchskraft des Spleißbandes
unerwünscht
hoch ist. Die Sperrschichten werden vorzugsweise so gewählt, dass
das Spleißband
wiederaufbereitbar ist, insbesondere wenn das Spleißband in
Papierverspleißungsanwendungen
verwendet werden soll, bei welchen eine Wiederaufbereitbarkeit gewünscht oder
erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Sperrschichten
einen Lack auf, wie z.B. einen UV-härtbaren
Lack. Geeignete Materialien für
die Sperrschichten 18, 26 sind z.B. der L001-UV-Lack;
der V073-UV-Lack; der L044-UV-Lack und das T7201-Färbemedium;
alle erhältlich
von Paragon Inks, East Mains Industrial Estate, Broxburn, West Lothian,
Schottland, EH52 5NB. Bei einer oder beiden Sperrschichten 18, 26 kann
es sich um eine gefüllte
Schicht handeln, so dass sie ein Ablösematerial wie z.B. ein silikon-
oder fluorhaltiges Material aufweist. Besonders geeignete Materialien
sind silikonhaltige Materialien. Durch Variieren der Menge an Silikon
in einer oder beiden Sperrschichten 18, 26 kann
die benötigte
Kraft zur Ablösung
des Spleißbandes 10 zwischen
einer oder beiden Sperrschichten und der dritten Klebstoffschicht 28 wie
gewünscht
angepasst werden. Auch die Auftragsmenge einer oder beider Sperrschicht(en)
kann variiert werden, um die gewünschte
Aufbruchskraft zu erhalten, z.B. durch Verwendung von Anilox-Beschichtungswalzen
mit variierendem theoretischen Volumen.
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Bei
einigen Anwendungen ist es wünschenswert,
die Aufbruchskraft zu verringern, gemessen über die Breite des Spleißbandes,
um es einfacher zu machen, die Trennung der ersten und der zweiten
Komponente 12, 20 während der fliegenden Verspleißungsoperation
auszulösen
und zu beenden. Es kann jedoch auch wünschenswert sein, die Aufbruchskraft
in Querrichtung zu verringern, während
die Aufbruchskraft in Längsrichtung
beibehalten wird. Das Beibehalten einer hohen Aufbruchskraft in
der Richtung entlang der Länge
des Spleißbandes
ermöglicht,
dass das Band bequem in Rollenform gewickelt werden kann, ohne den
ersten und den zweiten Abschnitt 12, 20 vorzeitig
zu trennen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Sperrschicht 18 oder
die zweite Sperrschicht 26 weggelassen werden, insbesondere
wird die erste Sperrschicht weggelassen. Es wurde beobachtet, dass
die Entfernung der ersten Sperrschicht für bestimmte Konstruktionen
die Trennkraft in Querrichtung deutlich verringern kann, von etwa
100 bis 120 g/25 mm herunter bis auf etwa 33 bis 40 g/25 mm; während die
Aufbruchskraft in Längsrichtung
im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt, bei etwa 33 bis 35 g/25 mm.
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Wie
bei den Sperrschichten wird die dritte Klebstoffschicht 28 so
gewählt,
dass die gewünschte
Aufbruchskraft bereitgestellt wird, im Hinblick auf die Materialien,
die für
die Substrate und die Sperrschichten verwendet werden. Vorzugsweise
ist die dritte Klebstoffschicht wiederaufbereitbar. Geeignete Klebstoffe
können aus
jenen ausgewählt
werden, welche oben als bevorzugt für die Verwendung als erste
und zweite Klebstoffschicht 16, 24 der ersten
und zweiten Bandkomponente 12, 20 beschrieben
sind. Bevorzugte Klebstoffe sind z.B. der Kunstharz-Emulsionsklebstoff,
der als Lunabond-1533X-Klebstoff von H. B. Fuller, Dukinfield, Cheshire,
UK, kommerziell erhältlich
ist. Andere geeignete Klebstoffe sind z.B. die PVA-Klebstoffe, welche
als SUPER-LOK250; PELLETIE-FIX321; BIND-FLEX20 UND 072-0243 kommerziell
erhältlich
sind; alle von Direct Adhesives, Buckinghamshire.
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Die
Art und/oder Auftragsmenge der dritten Klebstoffschicht 28 kann
ebenfalls variiert werden, um die Aufbruchskraft zwischen der ersten
und der zweiten Bandkomponente 12, 20 des Spleißbandes 10 zu
steuern. Für
viele Anwendungen erhöht
die Steigerung der Auftragsmenge der dritten Klebstoffschicht die
Aufbruchskraft. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die dritte
Klebstoffschicht mit einer Anilox-Beschichtungswalze aufgetragen. Das
theoretische Beschichtungsvolumen der Anilox-Beschichtungswalze
wird durch die Größe der Zellen
bestimmt, welche den Klebstoff auftragen. Durch die Vergrößerung des
theoretischen Volumens wird die Auftragsmenge des dritten Klebstoffs 28 erhöht.
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Es
kann auch der Walzenanpressdruck, wenn die erste und die zweite
Bandkomponente zusammenlaminiert werden, gesteuert werden, um die
Aufbruchskraft zu steuern. In vielen Anwendungen verstärkt die Steigerung
des Walzenanpressdrucks die Bindung zwischen der ersten und der
zweiten Bandkomponente 12, 20, wodurch die Aufbruchskraft
erhöht
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Sperrschichten und die dritte Klebstoffschicht so gewählt, dass
das Spleißband 10,
nachdem es die Spleißverbindung
hergestellt hat und in die erste Komponente und zweite Komponente
getrennt worden ist, Flächen
aufweist, die bedruckbar und/oder beschichtbar sind, wie für die spezielle
Anwendung des Spleißbandes
gewünscht.
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BEISPIELE
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Die
Durchführung
der vorliegenden Erfindung wird nun im Hinblick auf die folgenden
ausführlichen Beispiele
weiter beschrieben. Diese Beispiele werden angegeben, um die verschiedenen
speziellen und bevorzugten Ausführungsformen
und Techniken weiter zu veranschaulichen. Es versteht sich jedoch,
dass viele Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können und
man dennoch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung bleibt.
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Die
Beispiele 1 bis 4 wurden allgemein wie folgt hergestellt. Das Spleißband 10 war
aus zwei wiederaufbereitbaren Haftklebstoff-Bandkomponenten 12, 20 aufgebaut.
Die erste Bandkomponente 12 wies ein Papiersubstrat 14,
einen ersten Klebstoff 16, der für die fliegende Spleißanwendung
geeignet ist, und einen zweiseitigen Silikon-Ablöse-Liner 11 auf. Die
zweite Bandkomponente 20 wies ein Papiersubstrat 22,
einen zweiten Klebstoff 24, der für die Laschenanwendung geeignet
ist, und einen einseitigen Silikon-Ablöse-Liner auf. Die Substrate 14, 22 wurden
jeweils mit einem UV-härtbaren
Lack als Sperrschicht 18, 26 beschichtet. Ein
trockenbindender Klebstoff 28 wurde über die Lackbeschichtung auf
einer der Bandkomponenten geschichtet. Die Bandkomponenten 12, 20 wurden
dann zusammenlaminiert, um das Spleißband 10 zu bilden.
Auf eine der Andrückwalzen
war ein Schaumstoffband aufgebracht. Der Liner 11 war aufgeschlitzt,
um erste und zweite Abschnitte 11a, 11b bereitzustellen.
Der Liner der zweiten Bandkomponente 20 wurde entfernt
und entsorgt.
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Die
Schaumstoffe, die verwendet wurden, um den Laminierungsdruck am
Walzenspalt zu steuern, wurden durch die Messung des Kompressions-Elastizitätsmoduls
gekennzeichnet. Die Modulwerte für
die einseitigen Schaumstoffbänder,
welche bei der Laminierung angewendet wurden, wurden unter Anwendung
eines Rheometrics Solids Analyzer II erhalten, hergestellt von Rheometrics
Scientific, Parsippany, NJ. Die Geräte wurden durch die Rheometrics-Orchestrator-Software
gesteuert, und die Tests wurden im „Dynamic-Frequency-Sweep"-Modus durchgeführt. Die
Software berechnete die Werte des Kompressions-Elastizitätsmoduls
aus Kompressionsmessungen bei einer Reihe einzelner Frequenzen.
Die Proben bestanden aus gestanzten Scheiben des Schaumstoffbandes
mit einem Durchmesser von 16 mm, welche laminiert wurden, um einen mindestens
8 mm hohen Stapel zu bilden. Während
der Datenaufnahme wurde eine konstante Vorlast von 100 g auf jede
Probe angewendet. Die bei 1 Hz erhaltenen Modulwerte werden als
repräsentativ
für die
relative Steife der Schaumstoffband-Proben erachtet.
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Es
wurden Proben von jedem der Beispiele wie folgt mit einem 180°-Schältest untersucht,
um die Aufbruchskraft des Spleißbandes 10 zu
messen. Für
den Schältest
wurden Haftfestigkeits-Prüfgeräte mit einer Geschwindigkeit
von 17,8 cm/min (7 in/min) und einer 2,27 kg (5 Pfund)-Kraftmesszelle verwendet.
Für jedes Beispiel
wurde eine 2,54 cm (1 in) breite und etwa 30,5 cm (12 in) lange
Probe des Spleißbandes
verwendet. Ein doppelseitiges Klebeband, welches mindestens so groß wie die
zu untersuchende Probe war, wurde auf eine Glasfläche geklebt.
Die Spleißband-Probe
wurde dann über
die Klebstoffschicht 16 der ersten Bandkomponente 12 auf
das doppelseitige Klebeband geklebt. Die zweite Bandkomponente wurde
dann an der Kraftmesszelle der Testvorrichtung befestigt. Dann wurde
der Schlitten der Testvorrichtung für den 180°-Schältest in Bewegung gesetzt.
Die mittlere Kraft, die von der Kraftmesszelle gemessen wurde, wurde
aufgenommen und ist unten als Aufbruchskraft angegeben.
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Beispiel
1 wurde hergestellt durch:
- 1) Beschichten der
Substratseite der zweiten Bandkomponente 20 mit der Sperrschicht 26,
bei welcher es sich um den L001-Lack, hergestellt von Paragon Inks,
East Mains Industrial Estate, Broxburn, West Lothian, Schottland,
EH52 5NB, handelte, unter Verwendung einer Anilox-Beschichtungswalze
mit einem theoretischen Volumen von 11,5 cm3/m2;
- 2) Härten
der Sperrschicht mit einer 3 kW-Quecksilberdampflampe;
- 3) Schlitzen von Einkerbungen in den Liner 11 auf der
ersten Bandkomponente 12, um erste und zweite Abschnitte 11a, 11b zu
bilden. Das Schlitzen von Einkerbungen in den Liner wurde wie folgt
durchgeführt. Für eine 38
mm breite Rolle des Spleißbandes 10 wird
der Liner in Breiten von 12 mm und 26 mm geteilt; für eine 31
mm breite Rolle des Spleißbandes 10 wird
der Liner in Breiten von 12 mm und 19 mm geteilt;
- 4) Beschichten der Substratseite der ersten Bandkomponente 12 mit
der Sperrschicht 18, bei welcher es sich um den L001-Lack,
hergestellt von Paragon Inks, East Mains Industrial Estate, Broxburn,
West Lothian, Schottland, EH52 5NB, handelte, unter Verwendung einer
Anilox-Beschichtungswalze mit einem theoretischen Volumen von 11,5
cm3/m2;
- 5) Härten.
der Sperrschicht mit einer 3 kW-Quecksilberdampflampe;
- 6) Beschichten der Sperrschicht 18 der ersten Bandkomponente 12 mit
der dritten Klebstoffschicht 28, bei welcher es sich um
den Lunabond-1533X-Klebstoff von H. B. Fuller, Dukinfield, Cheshire,
UK, handelte, unter Verwendung einer Anilox-Beschichtungswalze mit
einem theoretischen Volumen von 12,71 cm3/m2;
- 7) Zusammenlaminieren der ersten und der zweiten Bandkomponente,
so dass der dritte Klebstoff 28 auf der ersten Bandkomponente
an die zweite Sperrschicht 26 der zweiten Bandkomponente
geklebt wird, wobei eine der Andrückwalzen mit einem Schaumstoff
einer Dichte von 0,24 Gramm/cm3 bedeckt
war;
- 8) Entfernen des Liners von der zweiten Bandkomponente 20;
und
- 9) Wickeln der fertigen Rolle des Spleißbandes 10.
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Bei
den Beispiele, die gemäß Beispiel
1 hergestellt wurden, wurde beobachtet, dass sie bei fliegenden Verspleißungstests
ihre Aufgabe sehr gut erfüllten.
Eine Probe des Beispiels 1 wurde wie oben beschrieben auf die Abschälkraft untersucht,
die Ergebnisse sind in der Tabelle unten angegeben.
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Die
Beispiele 2 bis 4 wurden in demselben Verfahren wie Beispiel 1 hergestellt,
außer
dem Folgenden. Anilox-Beschichtungswalzen
verschiedener Zellvolumen wurden benutzt, um verschiedene Auftragsmengen der
dritten Klebstoffschicht 18 aufzutragen, und Schaumstoffe
verschiedener Steifen wurden auf eine Andrückwalze aufgebracht, als die
erste und die zweite Bandkomponente zusammenlaminiert wurden, wie
in der Tabelle unten beschrieben. Die Proben der Beispiele 2 bis
4 wurden wie oben beschrieben auf ihre Aufbruchskraft untersucht,
die Ergebnisse sind in der Tabelle unten angegeben.
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Es
wurde beobachtet, dass die Aufbruchskraft des Spleißbandes 10 von
der Auftragsmenge der dritten Klebstoffschicht 28 (bestimmt
durch das Zellvolumen der Aniloxwalze) und von dem Anpressdruck,
wenn die erste und die zweite Bandkomponente zusammenlaminiert werden,
abhängig
war. Der Anpressdruck wurde durch Auswählen der Dichte der Schaumstoffwicklung
auf der Andrückwalze
des Laminators variiert. Es wurde beobachtet, dass die Steigerung
der Auftragsmenge der dritten Klebstoffschicht 28 durch
Vergrößern des
Zellvolumens der Aniloxwalze die gemessene Aufbruchskraft erhöht. Es wurde
auch beobachtet, dass die Steigerung des Anpressdrucks durch Vergrößern der
Schaumstoffdichte oder des Schaumstoff-Elastizitätsmoduls die gemessene Aufbruchskraft
erhöht.
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Die
oben beschriebenen Tests und Testergebnisse sollen nur der Veranschaulichung
dienen, anstatt voraussagend zu sein, und es ist zu erwarten, dass
Variationen des Testverfahrens zu unterschiedlichen Ergebnissen
führen.