專利名稱：包含回收紙的帶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用縐紙背襯制備的壓敏粘合劑帶，例如遮蔽帶。具體地講，本發(fā)明涉及諸如包含回收的用后廢料(PCW)紙作為縐紙背襯而同時仍保持理想的物理特性之類的帶。
背景技術：
常規(guī)上紙背襯用于許多壓敏粘合劑帶?？蓪⒓埥n能夠將紙纖維粘結在一起以增加紙強度的材料，從而降低帶裂開或剝離的趨勢。通常將壓敏粘合劑施加至紙片的一側，同時將防粘涂層施加至相對側?？蓪⒆钃鯇邮┘釉诩埖囊粋茸鳛榉勒惩繉拥幕祝扇芜x將底漆施加在紙的另一側以幫助粘附粘合劑。然后將被涂覆的片材卷繞并切成卷筒以形成粘
口巾ο在許多應用中，重要的是該帶是可延展的且適形的，帶剛度最小。例如，用于遮蔽彎曲的且形狀不規(guī)則的表面的帶優(yōu)選緊密適形于這種表面而不會撕裂。除了是可延展的且適形的以外，還優(yōu)選的是這種帶具有相對平滑的表面以使覆蓋該表面所需的粘合劑和防粘涂層的量最小，以及使遮蔽帶的邊緣下的滲入(例如，涂料的滲入)最少。還期望的是，該帶應盡可能的薄以具有改善的漆邊。在傳統上已通過在施用浸漬劑之前或之后，使用起縐刀以機械方式使帶背襯中所用的紙起縐來給紙幅賦予隆起，來實現帶的延展性和貼合性。參見(例如)美國專利 No. 2，214，006 (Ziegler)。延展性程度可進一步通過添加橡膠-樹脂浸漬劑來粘結起縐背襯的纖維來控制。參見(例如)美國專利No. 2，410，078 (Kellgren)。當涂漆后將遮蔽帶從表面移除時，期望的是，邊緣撕裂(也稱為“碎裂 (slivering)")次數最少以使帶的快速移除簡單化。碎裂率已知與紙背襯的橫向(CD)抗撕強度相關，較高的CD抗撕強度值導致碎裂率降低。此外，重要的是用于遮蔽帶的縐紙背襯能夠在生產設備上運轉以使得能批量生產。紙供應商以及帶制造設施處的生產設備的物理特性要求必須考慮在內。例如，不足的縱向(MD)抗撕強度或橫向(CD)抗撕強度導致紙的撕裂和設備堵塞。因此重要的是，當作出可能影響紙物理特性的改變時要考慮設備要求。摻有一定含量的回收紙料的紙制品從環(huán)境觀點來看是可取的并且是消費者需要的。因此期望制備在縐紙背襯中包含一定百分比的回收的用后廢料(PCW)紙漿的遮蔽帶組合物。為了標示為回收紙制品，通常需要回收纖維含量為至少30%。為了增強產品在生態(tài)環(huán)境友好方面的吸引力，還期望在產品中減少或消除化學品的使用，特別是溶劑基浸漬劑的使用。從歷史上看，用于制造遮蔽帶的縐紙用原生的漂白、半漂白或未漂白的紙漿制備， 對紙性質有嚴格標準。甚至用于制備該紙的紙漿的這三種類型以及地理來源都已是嚴格保守的秘密，因為來自不同來源的紙漿會導致可加工性和物理性質上有顯著差異。因此在該行業(yè)中據信將任何量的PCW紙漿摻入帶背襯用的縐紙將會對最終產品性質有害。未清楚含有PCW的縐紙是否會具有所需的物理特性，例如MD和CD抗撕強度、浸漬劑吸收、伸長率等。因而，沒有市售的包括含PCW縐紙的帶產品。因此存在對在縐紙背襯中包含回收的PCW紙漿的改善的遮蔽帶組合物的需要，該遮蔽帶組合物保留了消費者所需的性質(特別是低的邊緣撕裂發(fā)生率)和批量生產所需的性質。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明，提供了遮蔽帶組合物，其包括包含用后廢料(PCW)紙漿的縐紙，以所述紙的干重計，所述PCW紙漿含量為至少約30重量％。適用于遮蔽帶的聚合物浸漬劑，所述浸漬劑吸收進所述紙中以形成浸漬的紙，該浸漬的紙具有以所述紙的干重計至少40重量％的干浸漬劑荷載量，所述浸漬的紙具有至少40gf的橫向(CD)抗撕強度值；在所述浸漬的紙的第一側面上的粘合劑；以及，在所述浸漬的紙的與所述第一側面相對的第二側面上的隔離劑。根據本發(fā)明的另一個方面，提供了遮蔽帶組合物，其包括包含用后廢料(PCW)紙漿的縐紙，以所述紙的干重計，所述PCW紙漿含量為約30-50重量％。以及，聚合物浸漬劑， 所述浸漬劑吸收進所述紙以形成具有以所述紙的干重計40至60重量％的干浸漬劑荷載量的浸漬的紙；在所述浸漬的紙的第一側面上的粘合劑；以及，在所述浸漬的紙的與所述第一側面相對的第二側面上的隔離劑。本發(fā)明的遮蔽帶組合物可通過這樣制備在浸漬后將粘合劑涂覆至縐紙背襯的一個主表面的至少一部分?？扇芜x將底漆施用于背襯以幫助將粘合劑粘附至背襯。當僅將粘合劑涂覆在背襯的一個側面上時，可任選將防粘涂層用在與粘合劑相對的背襯上，使得該片材可以卷筒形式分配。還可將阻擋層施加于背襯作為防粘涂層的基底。還可任選包括隔離襯片以保護粘合劑表面。該遮蔽帶優(yōu)選用用于批量生產的生產設備制備。根據本發(fā)明的另一個方面，提供了遮蔽工件表面的方法以有利于對該表面的第一區(qū)域進行涂漆。該方法包括將本發(fā)明的遮蔽帶施用于該表面的第二區(qū)域。在與其他方面都相同的帶組合物(特別是相同之處涉及紙的PCW含量，但具有不同的干浸漬劑荷載量)相比時，該方法有利地導致在涂漆后帶組合物在從表面移除時邊緣撕裂次數減少。本發(fā)明有利地提供了遮蔽帶組合物，該組合物在縐紙背襯中摻入了至少約30重量％的PCW紙漿，而同時保留了所需的物理特性，特別是CD抗撕裂強度和邊緣撕裂發(fā)生率。


以上已概述了本發(fā)明，現將結合附圖來說明本發(fā)明優(yōu)選的實施例，其中圖1提供了含有30重量％ PCff的紙與非含PCW對照的多種質量控制參數對比。圖加示出了包括具有兩種不同浸漬劑荷載量的30重量％ PCW紙的帶與非含PCW 對照的3天玻璃粘附測試的結果；圖2b示出了圖加中所示帶的3天退繞測試的結果；圖2c示出了圖加中所示帶的抗拉測試的結果；圖2d示出了圖加中所示帶的伸長率測試的結果；圖3示出了具有不同浸漬劑荷載量的不同批次紙的使用所述碎裂測試測得的邊緣撕裂次數；以及
圖4示出了單位為克力(gf)的CD抗撕強度對紙類型的圖線，誤差棒示出了平均值的95%置信區(qū)間(Cl)。
具體實施例方式優(yōu)選地，縐紙背襯中所用的紙具有35至60g/m2 (或gsm)、更優(yōu)選42至50g/m2，例如約42、45或50g/m2的干基重。該紙可基本上由纖維素纖維構成?；蛘撸淇珊衅渌w維、填料、著色劑等等。該紙具有4至20%、優(yōu)選5至18%、更優(yōu)選6至14%的斷裂伸長率。 該紙的厚度可為3至7密耳(0. 08至0. 18mm)。以紙的干重計，該縐紙摻有至少約30重量％的適用于制備縐紙的用后廢料(PCW) 紙漿。該PCW紙漿是漂白的或半漂白的。用30% PCW制備的紙優(yōu)選具有如下典型的性質 45gsm標稱基重；厚度目標為4. 1密耳；1. 25秒的Iply IOOcc孔隙度目標；14. 5磅/英寸的MD抗拉強度目標；11 %的MD伸長率目標；3. 1磅/英寸的MD濕抗拉強度目標；以及6. 4 磅/英寸的CD抗拉強度。從紙制備觀點來看，在紙中增加PCW紙漿的量最重會導致不利的物理性質，這些不利的物理性質會降低紙可在生產設備上的生產速度。因此，已經發(fā)現的是適用于批量生產的縐紙優(yōu)選摻有最多至約50重量％ (以紙的干重計)的用后廢料(PCW) 紙漿。本領域技術人員將會理解，回收材料的性質使得難以精確地和一致地鑒定；關于這一點，術語“約”因而意指包括對含PCW材料的可接受范圍的制備和測量公差，例如以紙的干重計，+/-2-3重量％。在生產過程中，使聚合物浸漬劑吸收進或浸漬進縐紙背襯中。浸漬劑優(yōu)選具有低于約10°c、更優(yōu)選低于約0°C的玻璃化轉變溫度Tg。合適的浸漬劑包括(例如)合成的或天然的異戊二烯、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡膠、生橡膠、丙烯酸酯、增塑彈性體或提供合適的纖維滑溜性的彈性體的組合。為了增強該帶組合物的對生態(tài)環(huán)境友好的方面，優(yōu)選的是使用水基浸漬劑，而不是溶劑基浸漬劑。 膠乳橡膠浸漬劑是一類水基浸漬劑的例子。優(yōu)選的浸漬劑是膠乳SBR浸漬劑。浸漬劑以適于減少含PCW縐紙和常規(guī)縐紙之間的CD抗撕強度差別的量至由此未觀察到明顯的碎裂差別的量提供。從經濟的觀點來看優(yōu)選的是將浸漬劑荷載量減少至最低值以便節(jié)約成本。此外，浸漬劑的選擇(無論是溶劑基的還是水基的)對所需的浸漬劑荷載量以及成本有影響。在批量生產中，以紙的干重計，對水基浸漬劑來說經濟的浸漬劑荷載量通常低于60%。然而，在本發(fā)明中，已出乎意料地發(fā)現，高于某個最小值的浸漬劑荷載量(至少對水基浸漬劑來說)對紙的所需物理特性，特別是CD抗撕強度具有重要的影響。因此，就本發(fā)明而言，以紙的干重計，使用了至少40重量％的優(yōu)選浸漬劑荷載量，更優(yōu)選以紙的干重計至少46重量％。盡管可使用以紙干重計最高60重量％的浸漬劑荷載量，但優(yōu)選的范圍是以干紙的重量計40至60重量％、更優(yōu)選以干紙的重量計46至52重量％。從消費者的觀點來看，期望帶組合物在粘附至壁板表面后具有最低程度的邊緣撕裂。邊緣撕裂的發(fā)生率與浸漬的紙的CD抗撕強度相關。已通過實驗發(fā)現，CD抗撕強度為至少40克力(gf)、優(yōu)選至少44gf的浸漬過的含PCW紙適于獲得所需的邊緣撕裂性能。該結果是出人意料的，因為實現相同碎裂性能的浸漬過的常規(guī)(不含PCW)的縐紙的CD抗撕強度在統計學上顯著地高于浸漬過的PCW紙。因此，以低于常規(guī)紙的CD抗撕強度，浸漬過的含PCW紙可實現相當的碎裂性能?？捎糜谥苽浔景l(fā)明的帶和組合件的粘合劑包括壓敏粘合劑和非壓敏粘合劑，包括溶劑活化、熱活化或輻射活化體系。壓敏粘合劑(PSA)是用于本發(fā)明的優(yōu)選的一類粘合劑。 PSA通常在室溫下具有粘性，而且最多用手指輕壓就能粘附到表面上?？捎玫恼澈蟿┛苫谌缦挛镔|的組合物聚丙烯酸酯；聚乙烯醚；含二烯的橡膠 (如天然橡膠、聚異戊二烯和聚異丁烯)；聚氯丁二烯；丁基橡膠；丁二烯-丙烯腈聚合物； 熱塑性彈性體；嵌段共聚物(如苯乙烯-異戊二烯和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯聚合物和苯乙烯-丁二烯聚合物)；聚(α-烯烴)；無定形聚烯烴； 硅樹脂；含乙烯的共聚物(如乙烯-醋酸乙烯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯)；聚氨酯； 聚酰胺；環(huán)氧樹脂；聚乙烯吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮共聚物；聚酯；以及上述材料的混合物。對可用的壓敏粘合劑的一般性描述可在如下文獻中找到Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第 13 卷，Wiley-Interscience Publishers(New York,1988)。 對可用的壓敏粘合劑的額外描述可在如下文獻中找到Encyclopedia of Polymer Science and Technology,第 1 卷，Interscience Publishers(New York,1964)。特別適于本發(fā)明的帶組合物的PSA組合物包含彈性體組分和增粘劑樹脂組分，其中增粘劑組分以每100重量份彈性體組分約20至約300重量份、優(yōu)選約50至約150重量份的量存在。優(yōu)選的PSA包括(但不限于)丙烯酸酯或橡膠樹脂彈性體組分(包括天然橡膠和苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR) 二者)或它們的混合物。為了形成本發(fā)明的帶組合物和組合件，可通過任何可導致粘合劑粘附于背襯且為該背襯所保持的方法將粘合劑涂敷于背襯紙的第一側面。例如，可通過溶劑涂布、水乳涂布、熱熔融涂布或任何其他合適的涂布方法將粘合劑涂敷至紙背襯上。還可通過任何常規(guī)的方法(包括例如熱固化、電子束固化或紫外線(uv)固化)使粘合劑固化。任選將隔離劑用于與粘合劑相對的背襯的第二側面上，使得帶組合物可以卷筒形式分配。該隔離劑或防粘涂層提供了不強力粘附至壓敏粘合劑的表面。常規(guī)的壓敏粘合劑防粘涂層是基于長鏈烷基，例如異氰酸十八烷基酯或丙烯酸丙烯酸十八烷基酯。其他防粘涂層包含碳氟化合物、有機硅樹脂、硅樹脂、聚氯乙烯、聚酰胺或三聚氰胺材料。防粘涂層通常以每平方米背襯0. 01至2. 0克的重量范圍施用。可在施加防粘涂層之前施加阻擋層。該阻擋層優(yōu)選給被涂覆的背襯賦予某些溶劑耐受性。該阻擋層可包含玻璃化轉變溫度(Tg)為-5°至75°C的彈性體?？捎玫淖钃鯇影ɑ诒┧狨ァ⒕埘?、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈、三聚氰胺、聚酰胺或脲醛樹脂的那些。阻擋層通常以每平方米背襯2至10克的重量范圍施用。作為另外一種選擇，可將熱塑性層用作阻擋層。這些材料的代表性例子包括聚酰胺(如尼龍)和聚烯烴 (如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚4-甲基戊烯和其他聚烯烴)、聚苯乙烯、聚酯、共聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醋酸、共聚物(如乙烯/丙烯共聚物、丙烯/ 丁烯共聚物、乙烯/丙烯/ 丁烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物和乙烯/丙烯酸丁酯共聚物)、聚甲基丙烯酸甲酯、 熱塑性橡膠嵌段共聚物以及它們的共混合物和混合物?？稍谕糠笳澈蟿┣皩⒌灼嵬繉邮┘又帘骋r紙。底漆組合物可包含與為反應性的和 /或非反應性的樹脂以及填料共混的天然橡膠、SBR或氯丁橡膠或它們的混合物。底漆涂層通常以每平方米背襯2至8克的重量范圍施用。
成品帶組合物的厚度可在0. 01至lmm、0. 05至0. 5mm或0. 10至0. 20mm的范圍內。
如此薄的片材可在遮蔽應用中提供改善的漆邊。根據本發(fā)明的遮蔽帶組合物可在卷筒上提供或作為粘合片材提供。當在卷筒上提供時，帶的寬度可為約0. 5至約20cm，并且可在內徑為約2至約IOcm的紙卷筒或塑料卷筒上提供。當作為粘合片材提供時，可將該片材進行沖切以有利于施用至彎曲的和/或不平坦的表面。粘合片材通常具有隔離襯片以便于堆疊、運輸和處理。現在將結合如下實例對本發(fā)明的另外的實施例和特征進行描述，如下實例旨在以非限制性意義的理解。實例1-紙件質的比較試驗由紙供應商進行以確定在不會對生產過程產生不利影響的情況下PCW紙漿可摻入縐紙內的含量。通過實驗確定，以紙的干重計，可摻入最高約50重量％的PCW紙漿而不會不利地影響設備性能。然而，選擇30重量％的PCW含量(以干重計)以便符合標示要求而同時使對批量帶生產設備和終產品性能的影響最小。從供應商獲得含有30重量％ PCff紙漿(以干紙重量計)的縐紙并將其與標準的 (非含PCW的)縐紙對照(稱為對照1)進行比較。根據括號中參考的標準方法，測試了未浸漬過的紙的如下質量控制指標基重(g/m2)；厚度(密耳)(TAPPI T-411)；孔隙度(s) (TAPPI T-460) ；MD 伸長率(％ ) (TAPPI T-494)、MD 抗拉強度(磅 / 英寸)(TAPPI T-494)、 MD濕抗拉強度(磅/英寸)(TAPPI T-456)、MD/CD抗拉強度比(TAPPI T-494)。圖1中報告了這些測試的結果。在所有的質量控制指標上含PCW的紙具有與對照紙類似的性能。實例2-帶性質根據對交貨狀態(tài)的紙的成功初始質量控制測試，在生產設備上用30重量％ PCW紙制備遮蔽帶組合物并使其接受標準的帶測試。為了增強產品的環(huán)境友好的方面，僅使用了水基浸漬劑。表1中提供了帶的組成。表1 含PCT的帶和標準帶對照的組成
權利要求
1.一種遮蔽帶組合物，其包括a.包含用后廢料(PCW)紙漿的縐紙，以所述紙的干重計，所述PCW紙漿含量為至少約 30重量％ ；b.適用于遮蔽帶的聚合物浸漬劑，所述浸漬劑吸收進所述紙中以形成浸漬的紙，該浸漬的紙具有以所述紙的干重計至少40重量％的干浸漬劑荷載量，所述浸漬的紙具有至少 40gf的橫向(CD)抗撕強度值；c.在所述浸漬的紙的第一側面上的粘合劑；和d.在所述浸漬的紙的與所述第一側面相對的第二側面上的隔離劑。
2.根據權利要求1所述的帶，其中以所述紙的重量計，所述紙包含量為最多至約50重量％的PCW紙漿。
3.根據權利要求1或2所述的帶，其中以所述干紙的重量計，所述浸漬劑以至少46重量％的干浸漬劑荷載量吸收進所述紙中。
4.根據權利要求1或2所述的帶，其中以所述干紙的重量計，所述浸漬劑以40至60重量％的干浸漬劑荷載量吸收進所述紙中。
5.根據權利要求4所述的帶，其中以所述干紙的重量計，所述浸漬劑以46至52重量％ 的干浸漬劑荷載量吸收進所述紙中。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的帶，其中所述浸漬劑包含膠乳橡膠。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的帶，其中所述帶具有至少44gf的橫向抗撕強度值。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的帶，其中所述縐紙具有37至55g/m2的基重。
9.一種遮蔽帶組合物，其包括a.包含用后廢料(PCW)紙漿的縐紙，以所述紙的干重計，所述PCW紙漿含量為約30至約50重量％ ；b.聚合物浸漬劑，所述浸漬劑吸收進所述紙中以形成浸漬的紙，該浸漬的紙具有以所述紙的干重計40至60重量％的干浸漬劑荷載量；c.在所述浸漬的紙的第一側面上的粘合劑；和d.在所述浸漬的紙的與所述第一側面相對的第二側面上的隔離劑。
10.根據權利要求9所述的帶，其中所述帶具有至少40gf的橫向抗撕強度值。
11.根據權利要求9所述的帶，其中所述帶具有至少44gf的橫向抗撕強度值。
12.根據權利要求9至11中任一項所述的帶，其中以所述干紙的重量計，所述浸漬劑以 46至52重量％的干浸漬劑荷載量吸收進所述紙中。
13.根據權利要求9至12中任一項所述的帶，其中所述浸漬劑包含膠乳橡膠。
14.根據權利要求13所述的帶，其中所述浸漬劑包含膠乳SBR橡膠。
15.根據權利要求9至14中任一項所述的帶，其中所述縐紙具有37至55g/m2的基重。
16.一種遮蔽工件表面以有利于對所述表面的第一區(qū)域涂漆的方法，所述方法包括將遮蔽帶組合物施加到所述表面的第二區(qū)域，其中所述遮蔽帶組合物包括a.包含用后廢料(PCW)紙漿的縐紙背襯，以所述紙的干重計，所述PCW紙漿含量為約 30至約50重量％ ；b.聚合物浸漬劑，所述浸漬劑吸收進所述紙中以形成浸漬的紙，該浸漬的紙具有以所述紙的干重計40至60重量％的干浸漬劑荷載量；c.在所述浸漬的紙的第一側面上的粘合劑；和d.在所述浸漬的紙的與所述第一側面相對的第二側面上的隔離劑；其中所述方法導致與具有不同干浸漬劑荷載量的其他條件都相同的帶相比，所述帶組合物在涂漆后從所述表面移除時邊緣撕裂的次數減少。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述帶具有至少40gf的橫向抗撕強度值。
18.根據權利要求16所述的方法，其中所述帶具有至少44gf的橫向抗撕強度值。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的方法，其中以所述干紙的重量計，所述浸漬劑以46至52重量％的干浸漬劑荷載量吸收進所述紙中。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的方法，其中所述浸漬劑包含膠乳橡膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種遮蔽帶，所述帶具有包含回收的用后廢料(PCW)紙的縐紙背襯。所述紙背襯包含至少約30重量％的PCW紙并且通過選擇至少40重量％的增加的干浸漬劑荷載率保持了所需的非含PCW遮蔽帶的抗碎裂性。這導致橫向(CD)抗撕強度值為至少40克力(gf)。
文檔編號B05B15/04GK102300946SQ201080006284
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權日2009年1月30日
發(fā)明者喬治·R·普卡拉, 安娜-路易斯·L·格勒農, 多塞拉爾 羅伯特·L·范 申請人:3M創(chuàng)新有限公司