ТЕРМОПЛАВКАЯ КОНТАКТНО-КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И АДГЕЗИВНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2013 года по МПК C09J153/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к контактно-клеевым композициям на основе эластомера или каучука, используемым при изготовлении наклеек и лент.

Уровень техники

Хорошо известны самоклеющиеся этикетки и ленты. В типичном этикеточном изделии одним или несколькими слоями клея покрывают отделяемую подкладку либо клей наносят как-то иначе, а затем наслаивают на лицевой слой этикетки, например, бумагу, полимерную пленку или какой-то другой восприимчивый к чернилам, гибкий материал. В типичном ленточном изделии полимерную пленку или матерчатую бумагу покрывают клеем с одной стороны и сворачивают. Отделяемая подкладка, как правило, не требуется. Этикетки обычно перед использованием высекаются штампом и отрываются по шаблону. В отличие от них для лент обычно не требуются проведение штанцевания и отрыв по шаблону, и, как правило, нет необходимости в том, чтобы они были восприимчивыми к чернилам.

Клеи, используемые как на лентах, так и на этикетках, включают контактные клеи. Известны контактные клеи как на каучуковой, так и на акриловой основе. Большинство таких клеев содержит один или несколько агентов для повышения клейкости, которые увеличивают суммарную адгезию к различным субстратам. Контактные клеи можно наносить на отделяемую подкладку или лицевой слой из органического растворителя, из водной дисперсии или в виде терморасплава. Термоплавкие контактные клеи более предпочтительны, поскольку отсутствие растворителя или воды понижает энергию, требуемую для образования адгезивного слоя, и сокращает проблемы окружающей среды, связанные с клеями на растворительной основе.

Типичная термоплавкая композиция контактного клея на каучуковой основе содержит один или несколько природных или синтетических эластомеров, клейкость которых повышается при добавлении нефтяной смолы и/или других ингредиентов, например пластификаторов, которые улучшают клеющую способность клея.

Раскрытие изобретения

Согласно настоящему изобретению приготавливают термоплавкие контактно-клеевые композиции и этикеточное изделие.

В качестве одного из вариантов осуществления изобретения представлена термоплавкая контактно-клеевая композиция, включающая 100 единиц массы каучукового компонента, который является твердым, от 5 до 24 единиц массы жидкого каучукового компонента и от 100 до 170 единиц массы агента, повышающего клейкость.

В качестве еще одного варианта осуществления изобретения предлагается адгезивное изделие, включающее лицевой слой и слой, состоящий из термоплавкой контактно-клеевой композиции, включающей 100 едининц массы твердого каучукового компонента, в которой твердый каучуковый компонент содержит первый полимер, представляющий собой, по меньшей мере, один стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер или стирол-бутадиеновый блок-сополимер и второй полимер, представляющий собой, по меньшей мере, один стирол-изопрен-стирольный блок-сополимер, или смесь стирол-изопрен-стирольных и стирол-изопреновых блок-сополимеров, а также включающую от 5 до 24 единиц массы жидкого изопрен-бутадиенового сополимера и от 100 до 170 единиц массы агента, повышающего клейкость.

Осуществление изобретения

Термоплавкий контактный клей получают путем объединения твердого и жидкого каучуков. В одном варианте осуществления количество используемого жидкого каучука варьируется в пределах от примерно 5 до примерно 24 единиц массы, количество твердого каучука составляет 100 единиц массы. В другом варианте осуществления количество используемого жидкого каучука варьируется пределах от примерно 10 до примерно 15 единиц массы, количество твердого каучука составляет 100 единиц массы.

Твердый каучук

Твердые каучуки, используемые в настоящем изобретении, являются природными или синтетическими эластомерными полимерами, к которым относятся, например, полибутадиен, полиизопрен (как природный каучук, так и синтетические полимеры) и блок-сополимеры, обозначаемые формулами АВ, АВА, или блок-сополимеры, называемые "многозвеньевыми", обозначаемыми формулой (АВ)_x блок-сополимеры, где, например, А - это полимеризованный сегмент или блок, по меньшей мере, одного моноалкениларена, например стирола, альфа-метил стирола, винил толуола и им подобных, В - это эластомерный, сопряженный полибутадиеновый или полиизопреновый блок, а x имеет значение 3 или более. Можно также использовать другие радиальные блок-сополимеры (которые описаны ниже).

В одном варианте из вариантов осуществления изобретения эластомерный компонент твердого каучука содержит стирол-изопрен-стироловый блок-сополимер или смесь стирол-изопрен-стироловых блок-сополимера, обозначаемого формулой SIS, и стирол-изопренового блок-сополимера, обозначаемого формулой SI (подобные смеси также обозначаются в виде формул SIS/SI), где "S" обозначает полимеризованный сегмент или блок стирольных мономеров, а "I" обозначает полимеризованный сегмент или блок изопреновых мономеров. Чаще всего эластомерный компонент содержит первый стироловый эластомер, например, стирол-изопрен-стироловые блок-сополимеры, стирол-изопреновые блок-сополимеры, многозвеньевые, обозначаемыми формулой (SI)_x блок-сополимеры, где x имеет значение 3 или более, радиальные блок-сополимеры, содержащие стирол-изопреновую цепь и изопреновые и/или стирол-изопреновые звенья, и смеси таких сополимеров. Эластомерный компонент может, и это более предпочтительно, вдобавок содержать второй стироловый эластомер, например стирол-бутадиен-стироловые обозначаемыми формулой SBS блок-сополимеры, стирол-бутадиеновые обозначаемыми формулой SB блок-сополимеры, многозвеньевые обозначаемыми формулой (SB)_x блок-сополимеры, где x имеет значение 3 или более, радиальные блок-сополимеры, содержащие стирол-этилен-бутилен-стирольную обозначаемую формулой SEBS цепь и изопреновые и/или стирол-изопреновые звенья (где "Е" и "В" - это соответственно полимеризованные сегменты этилена и бутена), и их смеси. К другим неограничивающим примерам эластомеров относятся полибутадиен и полиизопрен.

Моноалкенилареновые блок-сополимеры могут быть получены с использованием методики анионной полимеризации, хорошо известной в данной области техники. К коммерчески доступным эластомерам на основе изопрена, используемым в практике настоящего изобретения, относятся линейные стирол-изопрен-стироловые и/или стирол-изопреновые блок-сополимеры, например Quintac 3433 и Quintac 3421, доступные от компании Nippon Zeon Company, Ltd.; Vector DPX 559, Vector 4111 и Vector 4113, доступные от компании Dexco, которая является товариществом компаний Exxon Chemical Co. (Houston, Тех.) и Dow Chemical Co. (Midland Mich.); и каучуки Kraton^®, например Kraton^® 604x, Kraton^® D-1117, Kraton^® D-1107 и Kraton^® D-1113, доступные от компании Kraton Polymers. Kraton^® D-1107 - это преимущественно SIS эластомер, который состоит примерно на 15% по массе из SI блок-сополимеров и имеет плотность 0.92. Kraton^® 604x - это SIS эластомер, который состоит примерно на 55% из SI блок-сополимеров. Kraton^® D-1320X - это пример коммерчески доступного, (SI)_xI_y многозвеньевого блок-сополимера, в котором некоторыми из звеньев являются полиизопреновые блоки. К коммерчески доступным эластомерам на основе бутадиена относятся стирол-бутадиен-стирольные и/или стирол-бутадиеновые каучуки, например Kraton^® D-1101, D-1102 и D-1118X от компании Kraton Polymers; и Solprene 1205, линейный нерегулярный стирол-бутадиеновый блок-сополимер, содержание упомянутого стирола в котором составляет 25%, а блочного стирола - 17.5%, и плотность которого составляет 0.93, эти полимеры продаются компанией Housemex, Inc. (Houston, Тех.). Другими примерами коммерчески доступных блок-сополимеров, пригодных в практике настоящего изобретения, являются Kraton^® TKG-101 (иногда именуемый как "Tacky G"), радиальный блок-сополимер, содержащий стирол-этилен-бутилен-стирольную цепь и изопреновые и/или стирол-изопреновые звенья.

В одном варианте осуществления твердый каучуковый компонент содержит смесь стирол-изопренового и стирол-бутадиенового сополимеров.

Твердый каучуковый компонент содержит смесь из первого полимера, представляющего собой стирол-бутадиен-стирольный сополимер или стирол-бутадиеновый сополимер или их смесь, и второго полимера, представляющего собой стирол-изопрен-стирольный сополимер или стирол-изопреновый сополимер или их смесь. Отношение масс первого и второго полимеров может находиться в пределах от примерно 0.3:1 до примерно 1:1.

Жидкий каучук

Жидкие каучуки, используемые в клее, включают синтетически и жидкий изопреновый каучук, деполимеризованный природный каучук, синтетический жидкий изопрен-стирольный каучук c концевыми карбоксильными группами, синтетический жидкий изопреновый каучук с концевыми гидроксильными группами, гидрированный жидкий изопреновый каучук, жидкий изопрен-стирольный сополимер, жидкий изопрен-бутадиеновый и жидкий бутадиен-стирольный сополимеры. Жидкие каучуки, используемые в клее, также включают жидкий полибутадиен, жидкий гидрированный бутадиеновый, жидкий стирол-этилен-бутеновый и жидкий стирол-этилен-пропиленовый каучуки. Жидкие каучуки, как правило, имеют молекулярную массу от примерно 20000 до примерно 60000. В одном варианте осуществления жидкий каучук имеет температуру стеклования (Тстек.) менее чем примерно -50°С, а в другом варианте осуществления менее чем примерно -75°С.

Коммерчески доступной жидкой каучуковой композицией, используемой в клее, является LIR-390, бутадиен-изопреновый каучук от компании Kuraray Company, который, как сообщается, имеет молекулярную массу 48000, Тстек. составляет -95°С, а вязкость его в расплавленном состоянии составляет 300 Па·с при 38°С.

Вещества, повышающие клейкость

Неограничивающие примеры твердых и жидких при обычных условиях агентов, повышающих клейкость, включают смолы семейства Wingtack, продаваемые компанией Chemical Division of Goodyear Tire and Rubber Company (Akron, Ohio). Смолы Wingtack^® имеют численное обозначение, которое соответствует температуре размягчечния смолы, т.е. Wingtack^® 95, как правило, при комнатной температуре твердая и имеет температуру размягчения 95°С, Wingtack^® 10 при комнатной температуре - это обычно жидкая смола с температурой размягчения 10°С, Wingtack(r) ЕТ - это модифицированная ароматическими заместителями С5 углеводородная смола с температурой размягчения 94°С.К другим, в обычном состоянии твердым, агентам, повышающим клейкость, относятся Escorez 1304, Escorez 1310-LC и Escorez 2596, производимые компанией Exxon Chemical Co. (Houston, Тех.), и Piccotac 95, производимые корпорацией Hercules Inc. (Wilmington, Del.). Твердые и жидкие агенты, повышающие клейкость, могут быть получены путем полимеризации потока алифатических производных нефтепродуктов в форме диенов и моноолефинов в соответствии с идеями патентов U.S. Pat. Nos.3,577,398 и 3,692,756. Другим пригодным, коммерчески доступным агентом, повышающим клейкость, является Eastotac H-100W, который представляет собой агент, повышающий клейкость, на основе гидрированных нефтепродуктов от компании Eastman Chemical Company.

В некоторых вариантах осуществления клеевая композиция может содержать дополнительные вещества, повышающие клейкость, например канифоли, сложные эфиры канифолей и политерпены, и/или пластификатор, например Shellflex 371 (производимый компанией Shell Chemical Co.) и минеральное масло Kaydol (производимое корпорацией Witco Chemical Corp., Houston, Тех.). Дополнительные вещества, повышающие клейкость, и/или пластификаторы могут добавляться в состав для регулирования температуры стеклования, вязкости или других свойств клея.

Пластификаторы

Пригодные пластификаторы включают пластифицирующие масла, например углеводородные масла с низким содержанием ароматических групп, которые по характеру являются парафиновыми или нафтеновыми. Коммерчески доступные пластификаторы включают Shellflex 371 от компании Shell Chemical Co., минеральное масло Kaydol от корпорации Witco Chemical Corporation, масла Tufflo от фирмы Arco и нафталиновое масло Nyflex 222B от фирмы Nynas Naphthenics.

Могут быть добавлены другие компоненты для модификации клейкости, запаха и цвета адгезивов. Для защиты клея от разрушения, при воздействии тепла, света и/или в процессе технологической обработки или во время хранения, могут быть добавлены антиоксиданты и другие стабилизирующие ингредиенты. Воски, поверхностно-активные вещества, тальк или порошкообразные силикаты или наполнители могут быть включены в состав при обработке.

В одном варианте осуществления термоплавкие клеи являются прозрачными.

Лицевая поверхность

В сочетании с клеем можно использовать большой набор лицевых поверхностей для производства адгезивных изделий, например наклеек и лент. Материал лицевой поверхности может включать бумагу, картон, материалы из полимерной пленки, например полиолефины (например, полиэтилен, полипропилен, этилен-пропиленовые сополимеры и т.д.). К другим полимерным пленочным материалам относятся полимеры на основе уретана, например полиэфир карбамат и сложный полиэфир карбамат, полимеры на основе амидов, включающие полиэфир-полиамидные сополимеры, полимеры на акриловой основе, включающие полиакрилат, и этилен-винил ацетатный сополимер, полимеры на основе сложных полиэфиров, включающие сложные полиэфиры простых полиэфиров, винил хлорид, винилиденхлорид, полистирол, полиакрилонитрил, поликарбонат, полиимид или им подобные. Лицевая поверхность может являться однослойным материалом или многослойной конструкцией. Рабочая поверхность может включать в себя эластичную рабочую поверхность. Рабочая поверхность может включать в себя прозрачную полимерную пленку.

Примеры

Нижеследующие примеры даны только с целью иллюстрации, а не для ограничения объема изобретения каким-либо образом.

В нижеследующих примерах перечисленные в них ингредиенты идентицифируются следующим образом:

Vector 4113 является смесью стирол-бутадиен-стирольного и стирол-изопренового блок-сополимеров.

Solprene 1205 является линейным, нерегулярным стирол-бутадиеновым блок-сополимером, в котором, как сообщается, содержание связанного стирола составляет 25%, а блочного стирола - 17.5%, который имеет плотность 0.93.

LIR-390 является бутадиен-изопреновым каучуком от компании Kuraray Company, который, как сообщается, имеет молекулярную массу 48000, Тстек. составляет -95°С, а его вязкость в расплавленном состоянии составляет 300 Па·с при 38°С.

Wingtack ET является агентом, повышающим клейкость, представляющим собой С5 углеводородное соединение, модифицированное ароматическими заместителями, с температурой размягчения порядка 94°С.

Eastotac H100W является гидрированным агентом, повышающим клейкость, из нефтепродуктов.

Nyflex 222B является нафтеновым маслом.

Mayzo АО является антиоксидантом.

Пример 1

Термоплавкая композиция перемешивается при помощи однолитрового миксера с сигмаобразными лопастями и наносится с использованием устройства для нанесения покрытия расплавами на отделяемую подкладку, а затем наслаивается на прозрачную двуосно-ориентированную полипропиленовую (ВОРР) пленку толщиной 2 мм. Клей содержит смесь твердых стирол-бутадиеновых и стирол-бутадиен-стироловых блок-сополимеров.

Ингредиенты Массовая доля в % Vector 4113 23,45 Solprene 1205 9,59 LIR-390 4,26 Wingtack ET 25,59 Eastotac H100W 25,59 Nyflex 222B 10,66 Mayzo АО 0,85

В употреблении контактные клеи изобретения можно использовать как часть этикеточного слоя или лицевой поверхности, а также контактные клеи применимы для изготовления смотанной клейкой ленты или наклейки. В одном варианте осуществления термоплавкий контактный клей наносят на прозрачную полимерную лицевую поверхность для формирования прозрачной наклейки. Полимерной лицевой поверхностью может быть пленка из полиолефина, сложного полиэфира, поливинилхлорида, поликарбоната или многослойная конструкция, включающая слои одинаковых или разных полимеров. Многослойные пленки могут представлять собой коэкструдированные пленки. К примерам коммерчески доступных многослойных пленок относятся пленки FasClear^® и Primax^® от корпорации Avery Dennison Corp. Этикетка может включать в себя отделяемую подкладку, прилепленную к термоплавкому контактному клею. Ленты или этикетки можно наносить на прозрачные субстраты, например стеклянные или пластиковые бутыли и контейнеры и им подобные емкости.

Несмотря на то что изобретение было пояснено относительно его предпочтительных вариантов осуществления, следует понимать, что для сведущего в данной области техники при прочтении описания изобретения будут очевидны его различные модификации. Поэтому надо понимать, что в изобретении, раскрытом в этом документе, предусмотрено включение таких модификаций, которые подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к контактно-клеевым композициям, используемым при изготовлении наклеек и лент. Термоплавкая контактно-клеевая композиция включает твердый каучуковый компонент, жидкий каучуковый компонент, агент, повышающий клейкость, при их следующем содержании в единицах массы:

твердый каучуковый компонент 100, жидкий каучуковый компонент 5-24, агент, повышающий клейкость 100-170,

при этом твердый каучуковый компонент содержит первый полимер, выбранный из группы, включающей стирол-бутадиен-стирольный сополимер, стирол-бутадиеновый сополимер или их смесь, и второй полимер, выбранный из группы, включающей стирол-изопрен-стирольный сополимер, стирол-изопреновый сополимер или их смесь, с отношением масс первого и второго полимеров в пределах от примерно 0,3:1 до примерно 1:1, композиция дополнительно содержит пластифицирующее масло. Заявлено также адгезионное изделие, включающее лицевой слой и слой, содержащий термоплавкую контактно-клеевую композицию. Технический результат - контактные клеи изобретения применимы для изготовления смотанной клейкой ленты или наклейки, могут использоваться как часть этикеточного клея или лицевой поверхности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Термоплавкая контактно-клеевая композиция, включающая твердый каучуковый компонент, жидкий каучуковый компонент и агент, повышающий клейкость, при их следующем содержании в единицах массы:
твердый каучуковый компонент 100 жидкий каучуковый компонент 5-24 агент, повышающий клейкость 100-170,

при этом твердый каучуковый компонент содержит первый полимер, выбранный из группы, включающей стирол-бутадиен-стирольный сополимер, стирол-бутадиеновый сополимер или их смесь, и второй полимер, выбранный из группы, включающей стирол-изопрен-стирольный сополимер, стирол-изопреновый сополимер или их смесь, с отношением масс первого и второго полимеров в пределах от примерно 0,3:1 до примерно 1:1, отличающаяся тем, что она содержит пластифицирующее масло.

2. Композиция по п.1, в которой жидкий каучуковый компонент включает изопрен-бутадиеновый сополимер.

3. Композиция по п.1, в которой агент, повышающий клейкость, включает соединение нефтяного происхождения.

4. Композиция по п.1, в которой агент, повышающий клейкость, включает гидрированное соединение нефтяного происхождения.

5. Композиция по п.1, которая является прозрачной.

6. Композиция по п.1, в которой твердый каучуковый компонент включает стирол-бутадиеновый блок-сополимер и смесь стирол-изопрен-стирольного и стирол-изопренового блок-сополимеров.

7. Композиция по п.6, в которой содержание блочного стирола в стирол-бутадиеновом блок-сополимере составляет 17,5%.

8. Адгезивное изделие, включающее лицевой слой и слой, содержащий термоплавкую контактно-клеевую композицию, включающую твердый каучуковый компонент, жидкий каучуковый компонент и агент, повышающий клейкость, при их следующем содержании, в единицах массы:
твердый каучуковый компонент 100, жидкий каучуковый компонент 5-24, агент, повышающий клейкость 100-170,

при этом твердый каучуковый компонент содержит первый полимер, выбранный из группы, включающей стирол-бутадиен-стирольный сополимер, стирол-бутадиеновый сополимер или их смесь, и второй полимер, выбранный из группы, включающей стирол-изопрен-стирольный сополимер, стирол-изопреновый сополимер или их смесь, с отношением масс первого и второго полимеров в пределах от примерно 0,3:1 до примерно 1:1, отличающееся тем, что оно содержит пластифицирующее масло.

9. Изделие по п.8, в котором лицевой слой выполнен прозрачным.

10. Изделие по п.8, в котором твердый каучуковый компонент включает стирол-бутадиеновый блок-сополимер и смесь стирол-изопрен-стирольного и стирол-изопренового блок-сополимеров.

11. Изделие по п.10, в котором содержание блочного стирола в стирол-бутадиеновом блок-сополимере составляет 17,5%.