КЛЕИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ К ДАВЛЕНИЮ, НА ОСНОВЕ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБЫ С ОТВЕРЖДЕНИЕМ УФ Российский патент 2017 года по МПК C09J163/00 C09J163/06 C09J133/02 C09J133/04 C09J7/02 C09J191/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка заявляет приоритет по предварительной заявке США №61/621,68, поданной 9 апреля 2012 года, которая включена в данный документ во всей полноте посредством ссылки.

Предшествующий уровень техники

Настоящее изобретение в целом относится к области клеев, чувствительных к давлению (PSA). Конкретнее изобретение относится к клеям, чувствительным к давлению, которые получены из перерабатываемых материалов, например, биологических материалов, и способы получения клеев, чувствительных к давлению.

Краткое описание изобретения

В одном аспекте данное изобретение предлагает способы получения клеев, чувствительных к давлению. Способы включают реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с димерной кислотой с образованием предшественника клея, чувствительного к давлению. В другом воплощении изобретения способ дополнительно включает отверждение излучением предшественника клея, чувствительного к давлению. В дальнейшем воплощении изобретения способ включает отверждение УФ и дополнительное тепловое отверждение.

В другом воплощении способ включает реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одной димерной кислотой и по меньшей мере одной двухосновной кислотой с образованием предшественника клея, чувствительного к давлению.

В другом воплощении способ включает реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одной димерной кислотой и по меньшей мере одним дополнительным компонентом, выбранным из одного или более моноэпоксидов, монокислот, полиолов, биооснованных полиолов, усилителей УФ-излучения и катализаторов с образованием предшественника клея, чувствительного к давлению.

В дальнейшем воплощении предложен способ получения клея, чувствительного к давлению, включающий реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с двухосновной кислотой с образованием предшественника клея, чувствительного к давлению; добавление фотокатализатора к предшественнику клея, чувствительного к давлению; и отверждение предшественника клея, чувствительного к давлению, при помощи УФ излучения с образованием клея, чувствительного к давлению.

В другом воплощении способ включает реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с димерной кислотой с образованием предшественника PSA; нанесение предшественника PSA на носитель; и отверждение предшественника PSA с образованием клея, чувствительного к давлению.

В дальнейшем воплощении способ образования клея, чувствительного к давлению, включает реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одним дополнительным реагентом с образованием предшественника PSA при повышенной температуре в течение заданного периода времени; смешивание генератора фотокислот с предшественником PSA при повышенной температуре; нанесение предшественника PSA на носитель; и отверждение предшественника PSA при помощи излучения с образованием клея, чувствительного к давлению.

В одном воплощении способ дополнительно включает хранение продукта в условиях окружающей среды до этапа смешивания.

Изобретение также предлагает клеи, чувствительные к давлению, полученные при помощи данных способов.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает этикетки или ленты, чувствительные к давлению, которые включают рабочую поверхность, и клей, чувствительный к давлению, включающий продукт, полученный в результате реакции эпоксидированного натурального масла или жира с двухосновной

кислотой. В другом воплощении изобретения рабочая поверхность включает материалы, полученные из перерабатываемых материалов.

Как будет реализовано, изобретение делает возможным другие и различные воплощения, и его некоторые детали делают возможным модификации в различных отношениях, все без отклонения от изобретения. Соответственно, описание будет рассмотрено в качестве иллюстративного и не ограничивающего.

Краткое описание графических материалов

Фигура 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую одно воплощение изобретения.

Фигура 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую одно воплощение изобретения.

Фигура 3 представляет собой SPAT-график, показывающий максимальную силу в зависимости от времени на одном примере согласно одному воплощению изобретения.

Подробное описание изобретения

В различных воплощениях изобретения, клеи, чувствительные к давлению, получают из одного или более натуральных жиров и/или масел. Натуральные жиры или масла являются эпоксидированными и реагируют с одной или более димерными кислотами, двухосновными кислотами или их комбинациями для получения клеев по изобретению, чувствительных к давлению. В других воплощениях изобретения, клеи, чувствительные к давлению, получают из биологических или биологически основанных сложных эфиров глицерола. Как будет оценено, сложные эфиры глицерола включают моноглицериды, диглицериды, триглицериды и их комбинации. Биооснованные сложные эфиры глицерола являются эпоксидированными и реагируют с одной или более димерной кислотой, двухосновной кислотой или их комбинациями. Препарат термически отверждают, отверждают излучением или их комбинацией для получения клеев, чувствительных к давлению. Эти и другие аспекты описаны в данном документе ниже.

Термины «натурального происхождения» или «натуральные» жиры и/или масла, как употреблено в данном документе, обычно относятся к жирам или маслам, получаемым из растений, водорослей или животных, в противоположность подобным материалам, полученным из нефти или других природных видов топлива. Таким образом, термины «натурального происхождения» или «натуральный» исключают масла или другие материалы, полученные напрямую или опосредованно из нефтяных источников или источников природного топлива. Как будет оценено, примеры природного топлива включают уголь, масло на основе нефти или газ. Натуральные жиры и/или масла, как употреблено в данном документе, включают жиры и/или масла, полученные из растений, водорослей или животных, и также такие жиры и/или масла, которые подвергают различной очистке, обработке или другим химическим реакциям.

Термин «биооснованные» при употреблении в связи со сложными эфирами глицерола, моноглицеридами, диглицеридами, триглицеридами и их комбинациями, относится к таким агентам, которые получают из натуральных жиров и/или масел.

Термин «перерабатываемый материал» относится к натуральным материалам, обладающим способностью замещаться посредством биологических или естественных процессов и возобновляться с течением времени, обычно на годичной основе.

На всем протяжении раскрытия термин «жир», «масло» и другие реагенты относятся к формам единственного и множественного числа взаимозаменяемо, если не указано иное. Следует понимать, что ссылка на каждый реагент также включает другие компоненты, смеси или примеси, которые существуют в природе с такими реагентами, или в результате способа получения таких реагентов. Например, димерная кислота, применяемая в изобретении, может представлять собой смесь монокислот, димерных кислот и тримерных кислот. И двухосновная кислота, примененная в изобретении, может представлять собой смесь двухосновных кислот.

Примеры натуральных жиров или масел из растительных, водорослевых или животных источников включают, но не ограничены, соевое масло, пальмовое масло, оливковое масло, кукурузное масло, каноловое масло, льняное масло, рапсовое масло, касторовое масло, кокосовое масло, хлопковое масло, пальмоядровое масло, рисовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, подсолнечное масло, талловое масло, свиной жир, сало, рыбий жир и их комбинации. Обычно жирные кислоты, ассоциированные с натуральными жирами и маслами, включают длинноцепочечные, например, С₈-С₂₂-группы, многие из которых содержат множество двойных связей на цепь. Молекула глицерола имеет три гидроксильные (ОН-) группы. Каждая жирная кислота обладает карбоксильной группой (СООН-). В триглицеридах гидроксильные группы глицерола присоединяют карбоксильные группы жирных кислот с образованием сложноэфирных связей.

Масла имеют распределение жирных кислот в зависимости от источника. Таблица 1 представляет собой список процентов различных жирных кислот в некоторых распространенных маслах и жирах. Хотя ненасыщенность, представленная числом двойных связей, служит потенциальным реакционным сайтом полимеризации, двойные связи относительно инертны кроме случаев, когда сопряжены как в олифе, такой как тунгувое масло. В одном или более воплощениях, описанных в данном документе, однако, двойные связи модифицируют и полимеризация происходит на основе модификации.

В конкретных воплощениях изобретения один или более конкретных классов биооснованных сложных эфиров глицерола могут быть применены при получении клеев, чувствительных к давлению. Например, сложные эфиры глицерола включают моноглицериды, диглицериды, триглицериды и их комбинации. В некоторых воплощениях сложные эфиры глицерола включают основную часть триглицеридов, однако, будет оценено, что изобретение включает применение моноглицеридов, диглицеридов и других компонентов, ассоциированых с биооснованными сложными эфирами глицерола. Как будет оценено моноглицериды и диглицериды обычно включают много ранее указанных жирных кислот, описанных в данном документе.

Эпоксидированные жиры и масла

В данном случае эпоксидированные жиры или масла натурального происхождения могут реагировать с одной или более димерной кислотой, двухосновной кислотой или их комбинацией. Более конкретно, реакции могут включать биооснованные сложные эфиры, включающие триглицериды натуральных жиров или масел. Сложные эфиры глицерола эпоксидированы и реагируют с одной или более димерной кислотой, двухосновной кислотой или их комбинациями.

Эпоксидированные масла могут включать эпоксидированные триглицериды, эпоксидированные диглицериды, эпоксидированные моноглицериды и частично эпоксидированные эквиваленты. Примеры коммерчески доступного эпоксидированного соевого масла и его производных включают DEHYSOL доступный от Cognis/BASF, VIKOFLEX доступный от Arkema, и DRAPEX доступный от Galata Chemicals. В дополнение к эпоксидированному соевому маслу, эпоксидированное пальмовое масло, эпоксидированное кукурузное масло, эпоксидированное льняное масло и другие также коммерчески доступны и предположительно полезны в связи с настоящим изобретением.

Эпоксидированные жиры и масла натурального происхождения также могут быть получены из натуральных жиров или масел. Один или более натуральный жир или масло могут быть подвергнуты реакции, при которой эпоксидные функциональные группы вводят в триглицериды, диглицериды и/или моноглицериды жиров или масел за счет эпоксидирования двойных связей в глицеридах. Затем эпоксидированные материалы могут реагировать с дополнительными компонентами.

Реакция эпоксидирования масла(ел)

Как указано, один или более эпоксидированных натуральных жиров или масел могут реагировать с одним или более из следующих компонентов с образованием клея, чувствительного к давлению: (i) димерной кислотой(ми), (ii) двухосновной кислотой(ми) и их комбинациями.

В дополнение к применению одного или более из этих многофункциональных компонентов, один или более моноэпоксид, монокислота, спирт или их комбинации могут быть применены. Обычно, двуфункциональный компонент применяют для реакции с эпоксидированными натуральными жирами или маслами с целью получения полимерного продукта. Обладающего достаточной молекулярной массой для функционирования в качестве приемлемого клея, чувствительного к давлению. Для конкретных применений, однако, предполагается, что один или более многофункциональный агент может быть применен для подведения плотности сети или других характеристик конечных полимерных продуктов.

Без связи с какой-либо теорией, предполагается, что реакция получения предшественника PSA происходит между кислотной группой и эпокси-группой. Предшественник PSA затем может быть нанесен на приемлемый носитель и в последующем отверждением ил перекрестным сшитием на сети для получения PSA. Этап отверждения может быть выполнен за счет термических средств или при помощи средств излучения, такого как УФ. Механизм отверждения может быть определен посредством реакции между эпокси-эпокси, эпокси-карбоксильной или эпокси-гидроксильной группами. Эпоксисодержащие реактивные разбавители могут быть добавлены для контроля степени перекрестного сшития и гибкости конечного полимера. Без связи с какой-либо теорией предполагается, что конечному полимеру требуется более низкая температура, чем температура продукта, предназначенного для применения. Плотность сшивки конечного полимера должна быть относительно низкой для получения свойств клея, чувствительного к давлению.

Димерные кислоты, полученные из жирных кислот

Эпоксидированные жиры или масла могут реагировать с димерной кислотой с образованием интересующих клеев, чувствительных к давлению. Димерные кислоты представляют собой дикарбоновые кислоты, образованные в результате димеризации ненасыщенных жирных кислот, таких как олеиновая кислота и линолевая кислота. Условия димеризации приводят к смеси структур, включающей ациклические, моноциклические и полициклические материалы.

Коммерчески доступные димерные кислоты обычно включают низкий уровень монокислоты, основной уровень димерной кислоты, а также количество полифункциональной или тримерной кислот. Полезные димерные кислоты могут быть неочищенными, дистиллированными и гидрогенированными. Примеры коммерчески доступных димерных кислот включают димерные кислоты от Arizona под торговой маркой UNIDYME, от Cognis/BASF под торговой маркой EMPOL, и от Croda под торговой маркой PRIPOL.

Двухосновные кислоты

Эпоксидированные жиры или масла могут реагировать с двухосновной кислотой с образованием интересующих клеев, чувствительных к давлению. Примеры двухосновных кислот включают, но не ограничены, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту и себациновую кислоту.

Монокислоты

Монокислоты также предположительно полезны в связи с настоящим изобретением. В одном воплощении монокислоты полезны для контроля степени плотности сшивки. Примеры включают, но не ограничены, жирные кислоты, такие как стеариновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту и смешанные жирные кислоты, такие как кокосовые жирные кислоты, полученные из кокосового масла.

Катализаторы

Катализаторы могут быть применены для улучшения скорости реакции. Обычные катализаторы, которые могут быть применены, включают, но не ограничены, амины, имидазолы, фенолы и комплексы металлов. Примеры включают диметилбензиламин (DMBA), триэтиламин, триэтаноламин, 2-этил-4-метилимидазол, 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол и ацетилацетонат хрома (CrAA). Примеры коммерчески доступных комплексов активированного хрома (III) включают, но не ограничены АМС2 от Атрас, и HYCAT от Dimension Technology Chemical Systems, Inc. Цинк-хелатные катализаторы также доступны от King Industries под торговой маркой NACURE.

Генератор фотокислот (PAG)

Предшественник PSA полученный в результате реакции эпоксидированного масла с димерными кислотами и/или двухосновными кислотами, может быть в дальнейшем отвержден. В некоторых воплощениях может быть желательно отверждение излучением. При применении отверждения излучением может требоваться добавление к продукту фотокатализатора (фотоинициатора). Обычные фотокатализаторы включают, но не ограничены, генераторы фотокислот (PAG) и генераторы фотооснований. Без связи с какой-либо теорией предполагается, что фотокислоты могут быть полезны, поскольку они основаны на долгоживущих H⁺ катализаторах. Таким образом, им может требоваться подушка инертного газа, такого как азот. Кроме того, фотокислоты представляют собой приемлемые реагенты в полимеризации с раскрытием кольца эпоксидов. Примеры коммерчески доступных фотокислот включают, но не ограничены, UVI-6976, UVI-6992 от Dow Corning, UV 9390С 01Р от GE Silicones, и PC 2506 от Polyset Inc. Количество фотокислот может варьировать от приблизительно 0,05 до приблизительно 5 масс. % на основании массы исходных материалов. В некоторых воплощениях количество фотокислот может варьировать от приблизительно 0,1 до 1,5 масс. % на основании массы исходных материалов. В некоторых воплощениях более низкое количество ГФК и более низкие дозы энергии могут быть применены для достижения такого же уровня отверждения, в случае высокого содержания эпоксигрупп в эпоксидирванном масле. В других воплощениях изобретения могут быть применены фотооснования. IRGACURE 907 является одним из примеров коммерчески доступных фотооснований.

Полиолы

Эпоксигруппа может реагировать с полиолами. Полиолы могут быть получены из нефти, такие как полибутадиендиолы, или получены из растений, тайке как касторовое масло или полиолы из эпоксидированного соевого масла. Биооснованные полиолы коммерчески доступны, включая, но не ограничено, Agrol и Diamond продукты от Biobased Technologies, линию продуктов Renuva от Dow, продукты BiOH от Cargill, касторовые масла от Aldrich.

В некоторых воплощениях добавление полиолов, таких как касторовое масло, к препарату эпоксидированного масла и димерной кислоты и/или двухосновной кислоты, вместе с генератором фотокислот, может улучшить кинетику отверждения и свойства PSA. Без связи с какой-либо теорией, предполагается, что спирт может усиливать полимеризацию с раскрытием кольца эпоксидированного масла. Включение спирта в препарат PSA также может приводить к более мягким и липким клеям. Количество спирта относительно количества эпоксидированного жира или масла может составлять от приблизительно 5:95, до приблизительно 60:40. Более высокое количество PAG может быть применено в случае, когда эпоксидированный жир или масло уменьшены для компенсации скорости затвердевания.

Другие добавки

Как указано ранее, в дополнение к одной или более ранее указанной димерной кислоте, двухосновной кислоте, различные эпоксидированные жирные сложные эфиры натурального происхождения, эпоксидированные жирные кислоты или эпоскидированные диглицериды могут быть включены в реакцию с эпоксидированными жирами или маслами.

Дополнительные добавки, такие как наполнители, реагенты придающие клейкость, пластификаторы, биооснованные реагенты, придающие клейкость или пластификаторы также могут быть добавлены для дальнейшей модификации свойств конечного клея, чувствительного к давлению.

Дополнительные агенты, включающие функциональные группы, такие как сульфоновые кислоты, сульфаты, фосфаты и т.п., также могут быть применены для включения таких функциональных групп в конечную полимерную сеть.

Материалы, включающие или эпокси-группу или гидроксильную группу, также могут быть применены для включения дополнительного типа функциональности. Предположительно полезные материалы включают, но не ограничены, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, гидроксибутилакрилат, гидроксибутилметакрилат, глицидилметакрилат их комбинации.

Один или более растворитель также может быть добавлен к реагентам, смеси реагентов и/или конечным полимерным продуктам. Широкий спектр растворителей может быть применен, таких как органические растворители. Примерные органические растворители включают, но не ограничены, гептан или толуол.

Ряд других добавок может быть дополнительно добавлен для дальнейшей модификации адгезивных свойств или для улучшения обработки, такой как покрытие или отвердевание описанного биооснованного клея, чувствительного к давлению. Такие добавки могут повышать свойства отслаивания на субстратах с низкой энергией поверхности, такой как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) и т.п.Примеры предположительно полезных добавок включают, но не ограничены, камедь, основанную на усилителях липкости, таких как Foral 85.

Добавки также могут быть применены для дальнейшего улучшения скорости отвердевания или существенно меньшего количества катализаторов для заданной скорости отвердевания. Например, многофункциональные молекулы, такие как молекулы, содержащие более чем одну гидроксильную, карбоксильную, тиольную, винильную эфирную, силановую, силоксановую или эпокси-группы могут служить для увеличения эффекта перекрестной сшивки за счет обеспечения дополнительных сайтов перекрестного сшития. Неограничивающие примеры таких добавок включают метилтриэтоксисилан, тетраэтилортосиликат, 1,4-циклогександиметанол диглицидиловый эфир, пентаэритриол, тетра(этиленгликоль диметиловый эфир) и его производные. В общем такие добавки могут быть применены в концентрации вплоть до приблизительно 10 масс. % по массе начального полимера. Такие добавки могут усиливать перекрестное сшитие за счет повышения генерации фотокислот или за счет обеспечения дополнительных сайтов перекрестного сшития.

Кроме того, добавки, которые могут повышать УФ-адсорбцию, известные как УФ-усилители или активаторы, могут быть добавлены для дальнейшего улучшения кинетики отвердевания. Примеры таких добавок включают антрацен, ацетофенон, бензофенон и т.п. и любые УФ-инициаторы. Например, изопропил-9H-тиоксантен-9-он (ITX, УФ-усилитель) при приблизительно 1-5 масс. % общей массы может существенно улучшать кинетику отвердевания вместе с PAG по сравнению с только PAG.

Хотя применение компонентов, основанных на топливе, при образовании PSA обычно не является предпочтительным, следует понимать, что настоящее изобретение включает применение таких компонентов в качестве добавок с целью получения определенных желаемых свойств или характеристик в конечной сети. Например, изобретение включает комбинацию клеев, чувствительных к давлению, описанных в данном документе, с одним или более компонентами, которые получают или продуцируют из неперерабатываемых материалов, таких как природное топливо, полученное из полимеров или компонентов. В этом отношении, клеи, чувствительные к давлению, полученные из натуральных жиров и/или масел, как описано в данном документе возможно могут сочетаться с полимерами, полученными из неперерабатываемых материалов, которые включают акриловую или эпоксидную группу или другие боковые группы для селективного подведения или контроля свойств конечного материала. Неограничивающий пример такого свойства представляет собой плотность сшивки. Техники, основанные на данной стратегии, позволяют разработчику конкретным образом привести в соответствие и/или подвести свойства и рабочие характеристики материала конечного продукта. Данная техника делает возможной точную «балансировку» свойств конечного материала. В одном воплощении часть материала, происходящая из перерабатываемых материалов составляет по меньшей мере 25% и в дальнейшем воплощении составляет по меньшей мере 75%.

Способы реакции

В одном воплощении изобретения реакцию между одним или более эпоксидированными натуральными маслами и/или жирами, и в частности между биооснованными эпоксидированными сложными эфирами глицерола и триглицеридами в данном документе, и одной или более (i) димерных кислот (ii) двухосновных кислот или их комбинаций проводят при повышенных температурах и возможно при помощи катализатора(ов) для повышения скорости реакции. Будет оценено, что хотя описание в данном документе обычно предложено в терминах реакции эпоксидированных триглицеридов, полученных из биооснованных масел и/или жиров, изобретение также включает применение моноглицеридов, диглицеридов и их различные комбинации.

В одном воплощении изобретения реакцию проводят в реакторе и при условиях достаточных для достижения конверсии высоко достаточной для получения покрывающего сиропа, который представляет собой жидкий вискозный материал. Жидкий, относительно вязкий материал затем наносят на сеть или другой приемлемый элемент при достаточно высоких температурах в присутствии катализатора для увеличения конверсии.

Конкретнее, различные клеи по изобретению, чувствительные к давлению, могут быть получены при помощи ряда техник полимеризации. Например, реакции могут быть выполнены при помощи различных техник, таких как, но не ограничено, объемной полимеризации, полимеризации в растворе и сетевой полимеризации. Также предполагается, что может быть применена комбинации данных техник. Также предполагается, что одна или более из данных техник применяет фотокаталитическую катионную полимеризацию для достижения желаемого полимерного продукта(ов).

При способе объемной полимеризации полимеризацию в массе выполняют посредством повышения температуры и возможно добавления одного или более растворимых инициаторов к эпоксидированным натуральным жирам или маслам в жидком состоянии.

Реакция может представлять собой периодическую реакцию, периодическую реакцию с подпиткой или непрерывную реакцию. В случае, когда эпоксидированное масло реагирует с димерной кислотой или двухосновной кислотой, периодическая реакция с подпиткой может дать возможность более высокого включения двухосновных кислот. В периодических реакциях с подпиткой часть компонентов может быть добавлена изначально, и баланс может быть добавлен при заданных интервалах. Данная периодическая реакция с подпиткой может дать предшественник PSA с очень высокой вязкостью без существенного гелеобразования.

Для конкретных применений и/или техник полимеризации, может быть желателен многофункциональный компонент(ы) для составления основной части начального материала. Как ранее указано, один или более многофункциональных агентов могут быть добавлены для контроля или в другом случае для подведения плотности сшивки. Однако в случае применения избыточного количества многофункциональных компонентов при полимеризации в растворе при высоких концентрациях, может происходить гелеобразование, приводящее к нерастворимым материалам, которые не являются легко покрывающими и в целом не приемлемы для клеев, чувствительных к давлению. Таким образом, может быть предпочтительно, что многофункциональные компоненты составляют незначительную часть исходного материала. Конкретные пропорции, примененные для многофункциональных компонентов, и других компонентов, примененных в реакционных системах, зависят от ряда факторов, включая, но не ограничено, ряд функциональных групп и молекулярную массу компонентов.

Клеи, чувствительные к давлению, также могут быть получены при помощи техник сетевой полимеризации. В данном подходе изначально получают предшественник PSA, относительно вязкую реакционную смесь, и затем наносят на сеть или другой материал и позволяют произойти реакции или иным образом обеспечить реакцию для получения клея по изобретению, чувствительного к давлению.

В некоторых воплощениях, реагенты могут быть частично полимеризованы с образованием предшественника PSA. Затем предшественник PSA может быть перемещен на сеть, линию или другую воспринимающую поверхность. Будучи соответствующим образом расположен или иным образом нанесен на интересующую поверхность или компонент, предшественник PSA может быть подвержен дальнейшей полимеризации для получения клея по изобретению, чувствительного к давлению. Фигура 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ. Способ начинается на этапе 110. На этапе 120 обеспечивают эпоксидированный жир или масло и по меньшей мере один или более реагентов. По меньшей мере один или более реагент может представлять собой димерную кислоту, двухосновную кислоту или их комбинации. Реагенты смешивают при повышенной температуре в течение заданного количества времени на этапе 130. Возможно, катализаторы добавляют на этапе 140. Затем на этапе 150, реагенты частично полимеризуют при повышенной температуре в течение заданного количества времени. Частичная полимеризация может быть перенесена на следующий этап, в случае получения жидкого предшественника PSA, обладающего вязкостью, приемлемой для нанесения материала в качестве покрытия на сеть. Приемлемая вязкость может составлять от нескольких сентипуаз (спз) до тысяч пуаз при условиях покрытия, в зависимости от способа применения. Другой параметр, который может быть применен для обозначения конца данной частичной полимеризации, представляет собой процент геля. Процент геля составляет 0 в начале реакции. В случае, когда значение достигает низкого уровня, например, приблизительно 1%, частичная полимеризация материала может быть перенесена на следующий этап. Частичная полимеризация может быть выполнена посредством подвергания реакционной смеси приемлемому количеству тепла и/или излучения. Затем, на этапе 160, предшественник PSA переносят на сеть или другой приемлемый носитель. Один из примерных способов переноса осуществляют через покрытие. Приемлемый носитель может представлять собой подложку, рабочую поверхность, бумагу или полимерную пленку. На этапе 170, дальнейшую полимеризацию проводят, например, при помощи подвергания дополнительному теплу и/или излучению. Процесс останавливают на этапе 180. Таким образом, изобретение включает комбинации операций, например начальную полимеризацию компонентов с объемной полимеризацией для получения желаемой вязкости системы, с последующим нанесением промежуточного, частично полимеризованного продукта на интересующую поверхность, с последующей дальнейшей полимеризацией продукта при помощи сетевой полимеризации на интересующей поверхности.

В одном воплощении изобретения термическую полимеризацию применяют для начальной внутриреакторной фазы полимеризации для получения предшественников PSA. Отверждение излучением с последующей тепловой обработкой может затем быть применено для сетевой полимеризации и отверждения. Фигура 2 представляет собой блок-схему, в дальнейшем иллюстрирующую такой способ. Способ начинается на этапе 210. На этапе 220, обеспечивают эпоксидированный жир или масло и по меньшей мере один или более реагентов. По меньшей мере один или более реагентов могут представлять собой димерную кислоту, двухосновную кислоту или их комбинации. Реагенты смешивают при повышенной температуре в течение заданного количества времени этапа 230. Возможно, катализаторы добавляют на этапе 240. Затем, на этапе 250, реагенты делают возможной частичную полимеризацию при повышенной температуре в течение заданного количества времени для образования предшественника PSA. Фотоинициатор может быть обеспечен на этапе 260, с последующим соединением фотоинициатора с предшественником PSA на этапе 270. Фотоинициаторы могут представлять собой фотокислоты, фотооснования и другие приемлемые виды. Затем, на этапе 280, предшественник PSA может быть перенесен на сеть или другой приемлемый носитель. На этапе 290, дальнейшую полимеризацию проводят за счет подвергания излучению в заданной дозе. УФ является примерным, но не ограничивающим источником излучения, для такой цели. На этапе 300, образец дополнительно отверждают за счет дополнительного нагревания при заданном времени. Способ останавливают на этапе 310.

Клеи, чувствительные к давлению, по изобретению могут быть применены в качестве удаляемых или постоянных клеев на бумаге или пленочной рабочей поверхности в различных применениях, варьирующих от этикеток общего назначения, офисных этикеток, промышленных лент и медицинских применений. Рабочая поверхность может представлять собой бумагу, покрытую бумагу, пеноматериал, полимерную пленку, бесцветную, непрозрачную, прозрачную или металлизированную пластиковую пленку, металлизированную бумагу, фольгу на бумажной основе, металлическую фольгу, тканый, нетканый, фабричный, упрочненный материалы и вторичную бумагу. Рабочая поверхность может быть сформирована из биооснованных полимеров. Субстрат для мечения может представлять собой бутылку, банку, контейнер, сосуд, мешок, сумку, конверт, пакет, коробку и картонную коробку. Биооснованный PSA может покрывать всю рабочую поверхность или участок. Биооснованный PSA может быть применен в сочетании с PSA, полученным из нефтяных источников для достижения желаемых свойств или снижения стоимости. Неограничивающие примерные конфигурации включают многослойные PSA с биооснованным PSA в качестве одного из слоев, или паттерна, покрытого PSA с биооснованным PSA в качестве одного из паттернов, образующих PSAs.

Отверждение излучением препаратов биооснованных PSA

Препарат биооснованного PSA по настоящему изобретению может быть отвержден за счет теплового нагревания, отверждения излучением, или их комбинаций. В некоторых воплощениях отверждение излучением может обеспечить более быструю скорость отверждения, и таким образом, более быструю продукцию. Способы отверждения излучением включают, но не ограничены, отверждение ультрафиолетом (УФ) и отверждение в потоке электронов (ПЭ) согласно примененному источнику энергии.

PAG могут быть добавлены для реакций отверждения УФ. При выборе фотокислот, должна быть учтена растворимость PAG в эпоксидированном масле при рассмотрении. Растворимость PAG в эпоксидированном масле может быть улучшена за счет усиленного перемешивания или перемешивания при более высокой температуре.

Коммерчески доступные фотооснования также могут быть применены для отверждения препарата. IRGACURE 907 представляет собой неограничивающий пример таких фотооснований. Он может отверждать DRAPEX 6.8, но требует более высоких доз УФ по сравнению с фотокислотами при уровне 1 масс. %.

Реакция отверждения может быть проведена при помощи имеющихся УФ-систем. Примеры таких систем включают настольную УФ-систему Intelliray 400, оборудованную 400 Вт/дюйм (Ватт на дюйм или WPI) металлогалогенной дуговой лампой. Доза излучения, необходимая для отверждения препарата PSA может быть связана с типом эпоксидированного масла, степенью полимеризации (в заданной системе) и может зависеть от содержания эпокси-групп в молекулах. Высокое содержание эпокси-групп может отверждаться при относительно низких дозах энергии и при более низкой концентрации РАС

Степень отверждения может быть обозначена через ряд физических свойств, таких как вязкость и процент геля. Вязкость увеличивается, поскольку препарат утолщается и отвердевает. Процент геля представляет собой измерение количества материалов, которые перекрестно сшиты, и могут быть представлены в виде процента нерастворимых частей в общем количестве материалов для данного растворителя.

Препарат в дальнейшем может быть дополнительно отвержден за счет нагревания. Без связи с какой-либо теорией предполагается, что нагревание повышает реакцию в основном за счет увеличения скорости диффузии. Термическое дополнительное отверждение может снижать количества PAG, необходимые для достижения такого же содержания геля. Термическое отверждение может быть выполнено за счет средств, известных специалистам в области техники, таких как нагревательный канал, печь, инфракрасные лампы и/или термовалы.

Модификация эпоксидированных жиров или масел

В некоторых воплощениях клей может быть отвержден за счет включения реагентов с винильной, акриловой или метакриловой функциональными группами в течение полимеризации эпоксидированных жиров или масел и димерной кислоты или двухосновной кислоты. Акриловые функциональные группы могут быть включены в полимер за счет реакции кислоты, содержащей акриловые мономеры, такой как акриловая кислота или метакриловая кислота, или за счет реакции гидроксил-содержащих акриловых мономеров, таких как гидроксиэтилакрилат или гидроксиэтилметакрилат, или за счет реакции эпокси-содержащих акриловых мономеров, таких как глицидилметакрилат. Если акриловая группа доступна на эпоксидированных жирах или маслах и полимере димерной кислоты/двухосновной кислоты, он может быть получен при помощи многофункциональных акрилатов, таких как гександиолдиакрилата и УФ-фотоинициаторов, таких как бензофенон и нанесен на отделяемую или рабочую поверхность и затем отвержден при помощи УФ-излучения.

Способы тестирования

Степень отслаивания под углом 180°

Образцы клея или непосредственно нанесенные на пленку ПЭТ или наслоенные на пленку ПЭТ из антиадгезионного материала нарезали на тестовые полоски размером приблизительно 2,54×20 см. Их прокатывали на тестовой панели из нержавеющей ткани, ПВП (полиэтилен высокой плотности) или картон при помощи 2 кг покрытого резинового вала из многослойной стали, движущегося назад и вперед при скорости 30 см/мин. После выдержки 24 часа тестовые полоски снимали с тестовой панели в Instron Tensile Tester под углом 180° к тестовой панели, т.е. загнутым к самому себе и параллельно к поверхности панели при скорости приблизительно 30 см/мин. Силу для удаления клейкой полоски от тестовой панели измеряли в фунтах на дюйм (фунт/дюйм²). Тесты проводили в трех повторностях и указывали среднее значение.

Сдвиг

Образцы клея, нанесенного на PET, наслаивали на панель из нержавеющей стали (НС) при помощи 2 кг покрытого резиной вала из многослойной стали со свободным концом наверху, выходящим за пластину. Область клейкого контакта составила 1,27×1,27 см. После 20 минут выдержки при комнатной температуре пластину помещали под углом 2° от вертикали и 500 г массы удаляли со свободного конца. Время до разрушения измеряли в минутах.

Гель

Содержание геля измеряли согласно следующему способу: приблизительно 15 мг образца нагружали на предварительно взвешенный 10 мкм полипропиленовый фильтр от Millipore Corporation, Bedford, MA. Регистрировали массу фильтра (М1) и массу образца (М2). Фильтр складывали в виде полумесяца и запаивали по периметру для получения образца в виде мешочка, который затем помещали в 22 мл сцинтилляционный сосуд, наполненный этилацетатом. Сосуд переворачивали в течение 24 часов. Образец в виде мешочка удаляли из сосуда, промывали тем же растворителем, прилепляли очищенный на металлический поддон и помещали в печь при 90°С на 3 часа. После высушивания образец снова взвешивали и регистрировали его массу (М3). Тест повторяли три раза, и среднее значение приводили в данном документе. Содержание геля, выраженное в масс. %, вычисляли на основании следующей формулы:

Содержание геля=((М3-М1)/М2)×100

Tg

Температуру стеклования (Tg) каждого образца измеряли при помощи ТА Instrument DSC Q2000 при скорости нагревания 5°С /мин.

Тест на адгезию сферических проб (SPAT)

Прибор для проведения SPAT со сферической пробой из нержавеющей стали с диаметром 1" применяли для выполнения анализа со скоростью тестирования 0,04 мм/сек, сжимающей силе 4,5 Н.

Измерение УФ

Во всех примерах все измерения УФ проводили при помощи приспособления для измерения УФ UVIcure Plus, поставленного EIT Inc. Виргинии. Если не указано иное приведены измерения только УФ-А

Типичные примеры

Следующее представляет собой типичные примеры, приведенные в качестве руководства при получении клеев по изобретению, чувствительных к давлению.

Для перевода в единицы СИ:

1 фунт/дюйм² = 6894,7 Па

1 В/дюйм = 39,4 В/м

1 фут = 0,3 м

1 фунт = 453,6 г

1 фунт-сила/дюйм = 175,1 кг/с²

1 дюйм = 2,5 см

Пример 1

Эпоксидированное соевое масло (ЭСМ) (Edenol D81, 6,51 г) и димерную кислоту (UNIDYME 14, 6,51 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Ацетилацетонат хрома (0,016 г) добавляли, и смесь полимеризовали в течение 20 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали в печи при 160°С в течение 20 мин. Полученная структура с клеем, чувствительным к адвлению, приводит к отслаиванию в отношении нержавеющей стали 1,27 фунт/дюйм², отслаиванию в отношение полиэтилена 0,36 фунт/дюйм² и сдвигу свыше 10,000 минут. Полимер содержал 84% геля в этилацетате и температура стеклования с применением дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) составила -18°С.

Пример 2

Эпоксидированное соевое масло (DRAPEX 6,8, 6,51 г), димерную кислоту (UNIDYME 14, 6,55 г) и адипиновую кислоту (0,52 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Ацетилацетонат хрома (0,016 г) добавляли и смесь полимеризовали в течение 15 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали в печи при 160°С в течение 20 мин. Полученная структура с клеем, чувствительным к давлению, приводит к отслаиванию в отношении нержавеющей стали 2,0 фунт/дюйм², отслаиванию в отношении полиэтилена 1,0 фунт/дюйм² и сдвигу свыше 10,000 минут. Полимер содержал 63% геля в этилацетате и температура стеклования при помощи DSC составила -28°С.

Пример 3

Эпоксидированное соевое масло (VIKOFLEX 7170, 5,51 г), димерную кислоту (UNIDYME 14, 6,50 г) и эпоксидированный метилсоят (VIKOFLEX7010, 1,0 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Ацетилацетонат хрома (0,017 г) добавляли и смесь полимеризовали в течение 25 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали в печи при 160°С в течение 60 мин. Полученная структура с клеем, чувствительным к давлению, приводила к отслоению в отношении нержавеющей стали 1,86 фунт/дюйм², отслоению в отношении полиэтилена 0,58 фунт/дюйм² и сдвигу свыше 1500 минут. Полимер содержал 53% геля в этилацетате.

Пример 4

Частично эпоксидированное соевое масло (5% содержание окиси этилена, 6,50 г), димерную кислоту (UNIDYME 14, 6,50 г) и адипиновую кислоту (0,51 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Ацетилацетонат хрома (0,018 г) добавляли и смесь полимеризовали в течение 40 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали в печи при 160°С в течение 60 мин. Полученная структура с клеем, чувствительным к давлению, приводила к отслаиванию в отношении нержавеющей стали 0,9 фунт/дюйм² и сдвигу свыше 10,000 минут. Полимер давал 11% геля в этилацетате.

Пример 5

Эпоксидированное соевое масло (DRAPEX 6,8, 6,5 г), димерную кислоту (UNIDYME 14, 6,50 г) и адипиновую кислоту (0,5 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Смесь полимеризовали в течение 100 минут, затем позволяли остыть до 90°С. Добавляли фотоинициатор (Polyset РС2506, 0,14 г) и полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали при помощи ртутных УФ-ламп среднего давления (300 В/дюйм, линейная скорость 150 футов/мин, 78 мДж/см², 1,2 В/см²). Полученная структура с клеем, чувствительным к давлению, приводила к отслаиванию в отношение нержавеющей ткани 1,1 фунт/дюйм² и сдвигу свыше 2000 минут. Полимер содержал 20% геля в этилацетате.

Примеры 6-10

Примеры 6-10 готовили согласно способу, указанному в примере 1. Количество каждого примененного компонента и свойства PSA приведены в таблице 2. Как видно, большинство примеров имели величину отслаивания на нержавеющей стали свыше чем 1 фунт/дюйм². Некоторые из примеров имели величину отслаивания свыше 10,000 мин. Процент геля для данных примеров варьировал от 20% до 84%.

Примеры 11-15

Для примеров 11-15 настольную УФ-систему Intelliray 400 с потоком приблизительно 90 мВ/см² (УФ-А) применяли в качестве источника УФ. Инфракрасную лампу 250 WPI, помещенную приблизительно в 10 дюймах от образца применяли для дальнейшего термического отверждения.

Эпоксидированное соевое масло (DRAPEX 6,8, 6,5 г) и адипиновую кислоту (2,0 г) смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Смесь полимеризовали в течение 20 минут, затем добавляли фотоинициатор (UVI-6976). Смесь перемешивали в течение приблизительно 15 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ и отверждали под действием УФ-ламп Intelliray-400 с приблизительно 90 мВ/см², в течение различного количества времени, с последующей экспозицией в течение 1 минуты ИК-лампой. В таблице 3 приведен процент геля, измеренный в этилацетате. Каждый полученный полимер был клейкий на ощупь. При помощи одной капли PAG (пример 14), двухсекундного отверждения УФ при дозе 90 мВ/см² создавали сопоставимый процент геля до 20 минут теплового отверждения при 160°С. При ночной выдержке процент геля достигал свыше 70 процентиль. Результаты показывают, что УФ-отверждение приводит к очень высокому проценту геля в данных полимерах. Кроме того, небольшое количество UVI-6976 необходимо для сшивки данных полимеров и получения изначально очень клейкой пленки.

Пример 16-18

В примерах 16-18 добавляли различные количества монофункционального эпокси, 1,2 эпоксидодекана к DRAPEX 6.8. В таблице 4 приведены наблюдения за поведением каждого образца примера при УФ-отверждении. Температура стеклования примера 16 составляла -19°С и таковая примера 18 была снижена до -33°С. Результаты демонстрировали, что применение монофункционального эпоксидного состава может быть эффективным для снижения Tg конечного полимера.

Примеры 19-32

Примеры 19-32 получали согласно способу, приведенному в примере 5 с фотоинициатором Polyset РС2506, помещаемым в различные типы PAG при различных количествах. Для каждого примера образец облучали различной дозой УФ при различном числе постановок образца под источник УФ. Большинство образцов отверждали при помощи УФ-системы Lesko Conveyer, оснащенной магнетроном Uvitron D-bulb с дозой 225 мДж/см² (1,3 В/см²) при 50 фут/мин в центре конвейера. Пример 31 и 32 отверждали при помощи America Ultraviolet при дозе 230 мДж/см² (приблизительно 900 мВ/см² потока или облученности) при 50 фунт/мин, измеренных в центре конвейера. В таблице 5 суммированы свойства. Результаты показывают, что процент геля повышается с увеличением доз УФ. Большинство образцов имеют приемлемое отслаивание в отношении нержавеющей стали. Примеры 20 и 21 достигали величины сдвига свыше 10,000 мин.

Примеры 33-45:

Примеры 33-45 получали для исследования потенциального увеличения в масштабе реакций согласно следующему способу: 26 г DRAPEX 6.8, 26 г EMPOL 1062 и 2 г адипиновой кислоты реагировали при 140°С в течение 20 минут с механическим перемешиванием. Затем образцы получали за счет смешивания валами с PAG при приблизительно 70°С процесс повторяли до получения гомогенного раствора. Затем конечные препараты нагревали до 70°С непосредственно перед нанесением до приблизительно 2-4 миль разрыв. Отверждение выполняли на конвейерной системе, оборудованной ртутной лампой среднего давления при дозе приблизительно 75 мДж/см² при 150 футов/мин сетевой скорости. Композиции успешно обрабатывали, показывая, что данные препараты могут быть увеличены в масштабе должным образом. Полученные образцы анализировали в отношении %геля, 180° отслаивания от НС и сдвига (½×½×500 г). В таблице 6 приведены данные по ключевым свойствам. Результаты показывают следующее: (а) %-геля был постоянным и высоким для (образцов, отвержденных УФ) и обычно повышался за счет УФ энергии, т.е. более длительное воздействие (более низкая линейная скорость) давало немного более высокий % геля (b) клейкие свойства соответствовали стандартным отклонениям и обычно масштабировались за счет энергии УФ (поток и линейная скорость), и (с) характер отказа для всех образцов от субстрата НС был адгезивным.

Пример 46

DRAPEX 6.8/ UNIDYME 14/ адипиновая кислота (6,5 г / 6,5 г / 0,5 г). Реакцию проводили с 2 г DRAPEX 6.8 изначально и оставшиеся 4,5 г добавляли через 0,5-1,5 часа.

Пример 47

4,5 г DRAPEX 6.8 добавляли изначально и 2 г добавляли после начального увеличения вязкости (показанной при мониторинге вращения магнитной мешалки) и реакцию проводили до увеличения объемной вязкости.

Вязкость примеров 46 и 47 составляла приблизительно 150 спуаз при 80°С, демонстрируя способность к достижению высокой вязкости при помощи подпитки без существенного гелеобразования. Будучи отвержденными с 1,5 масс. % UVI-6976, оба образца проявляли силу отслаивания свыше 1,2 фунт/дюйм².

Для примеров 48-54, препараты получали или одноэтапным или двуэтапным способом, как указано в колонке «условия» для каждого примера в его соответствующей таблице. При одноэтапном способе фотокатализатор добавляют в конце начальной полимеризации без охлаждения предшественника клея, чувствительного к давлению, до температуры окружающей среды. При двухэтапном способе предшественник клея, чувствительного к давлению, охлаждают до температуры окружающей среды. Добавляют фотокатализатор и перемешивают при приблизительно 80-100°С. Затем смесь наносят и подвергают дальнейшим реакциям отверждения.

Примеры 48-50

Примеры 48-50 получали согласно способу, указанному в примере 5, с различным количеством РС-2506. На каждый образец воздействовали различным количеством излучения при постановке под ртутную лампу среднего давления на конвейерной системе при номинальной дозе 75 мДж/см² (измеренной при 150 фут/мин) при различных скоростях линейной скорости и до 3 раз. Все образцы демонстрировали приемлемое отслаивание и процент геля, как приведено в таблице 7. Пример 49 демонстрировал хороший сдвиг даже при 150 фут/мин.

Примеры 51 и 52

Примеры 51 и 52 получали следующим образом: 6,5 г DRAPEX 6.8 и 6,5 г UNIDYME14 реагировали при 140°С в присутствии 4 капель диметилбензиламина. Полимер получали с 3 масс. % UVI-6976 в примере 51 и 1,5 масс. % UVI-6976 в примере 52. В таблице 8 приведены условия обработки и % геля каждого образца. При приблизительно 3% UVI-6976 могут быть достигнуты высокие значения геля независимо от дозы УФ. С другой стороны 1,5% UVI-6976 давало низкий процент геля при сходных условиях обработки. Результаты подтверждают, что минимальная концентрация PAG необходима для нейтрализации начального основания. Также было выявлено, что присутствие UVI-6976 также влияло на температурную линию, поскольку покрытие все еще оставалось маслянистым даже после 160°С/60 мин. В случае, когда диметилбензиламин повышали до 1%, полимер начинал перекрестно сшиваться при комнатной температуре и его было сложно наносить.

Примеры 53 и 54

В примерах 53-54, некоторые композиции отверждаемого УФ полимера ESO/димерной двухосновной кислоты готовили при помощи добавления 2, 4 и 5 масс. % Foral-85 (Arizona Chemicals). Условия и результаты приведены в таблице 9. Базовый полимер нагревали до 140°С с последующим добавлением Foral-85 при приблизительно 100°С перед добавлением РАС Образцы проявляли постоянный высокий процент геля и в некоторой степени обещающие свойства отслаивания сдвига при низкой дозе и высокой скорости (American UV, 200 Ватт на дюйм (Вт/дюйм), 150 фут/мин).

Пример 55

Базовый полимер DRAPEX 6.8/UNIDYME 14/адипиновой кислоты получали при 0,25 масс. % и 0,66 масс. % UVI-6976 соответственно. Образцы скринировали при помощи визуального наблюдения и заклепки. Образцы отверждали при 50 фут/мин, 75 фут/мин и 100 фут/мин (все при 300 Вт/дюйм, американский УФ). В течение 1 ч, обеспечивали дозу УФ, все образцы при 0,66 масс. % UVI-6976 оказались полностью отверждены. При 0,25 масс. % UVI-6976; тепловой этап (70°С/60 сек) применяли для полного отверждения образцов 50 фут/мин и 75 фут/мин.

Пример 56

Базовый полимер DRAPEX 6,8/UNIDYME 14/адипиновой кислоты получали при помощи 1 масс. % UVI-6976 и 1 масс. % тетра(этиленгликольдиметилового эфира) или пентаэритрита. Оба примера были липкими и немного более отвержденными даже при дозах 200 Вт/дюйм и 150 фут/мин.

Пример 57

Совместимость PAG с кислотами и спиртами. Совместимость кислот с PAG тестировали при помощи отверждения DRAPEX 6,8 образца в присутствии таких кислот. При сходных условиях, когда DRAPEX 6,8 будет быстро формировать пленку, в присутствии PRIPOL 1013, после 90 сек воздействия УФ, не наблюдалось видимого увеличения вязкости. В качестве контрольного эксперимента, наблюдалось, что DRAPEX 6,8 будет полимеризоваться/перекрестносшиваться до твердой пленки в присутствии 1% UVI-6976 и 50% акриловой кислоты (по массе эпоксидированного растительного масла) даже при 10 сек УФ (90 мВ/см²) воздействия. Акриловая кислота сама по себе не ответственна за катионную полимеризацию.

Пример 58

Эпоксидированное растительное масло смешивают с PAG при приблизительно 99:1 массовом отношении. Смесь подвергают воздействию настольной УФ-системы Intelliray 400 от Uvitron Inc., оборудованной при помощи 400 Вт/дюйм металлогалидной лампы с потоком приблизительно 90 мВ/см² (УФ-А) в течение периода 5-90 секунд. Образец в дальнейшем отверждали нагреванием при помощи 250 Вт/дюйм инфракрасной лампы приблизительно 10 дюймов под лампой. В таблице 10 суммированы наблюдения.

Пример 59

С целью оценить влияние смешивания на Tg и скорость отверждения, ESO смешивали с гидроксил-терминированным полибутадиеном в отношениях 50:50 и 75:25, с последующим добавлением UVI-6976 (1 масс. % по массе ESO) и применением различных условий отверждения. Результаты приведены в таблице 11. Меньшее количество ESO приводит к меньшей степени отверждения.

Пример 60

DRAPEX 6.8 и UNIDYME 14 в количестве 6,5 г каждого смешивали в 50 мл круглодонном флаконе при помощи магнитной мешалки и нагревали до 140°С в колбонагревателе. Смесь полимеризовали в течение 20 минут, затем добавляли 10 капель фотоинициатора (UVI-6976). Смесь смешивали в течение приблизительно 15 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ. Два полученных образца, отверждали под действием УФ ламп Intelliray -400 с приблизительно 90 мВ/см² в течение 20 секунд и 30 секунд соответственно. Процент геля для каждого образца, отвержденного в течение 30 секунд составил 54%, и процент геля для образца, отвержденного в течение 30 секунд составил 62%. Стабильность образца с течением времени изучали при помощи SPAT. На фигуре 3 приведено изменение максимальной силы в Ньютонах с течением времени соответственно, в целом 7 дней. Данные показывают, что образцы относительно стабильны с течением времени.

Пример 61

Образец получали согласно способу, указанному в примере 60, за исключением того, что менее 10 масс. % каждого моно и дифункционального эпокси DER 732, 1,2-эпоксидодекана и Epon Resin 862 добавляли во время добавления PAG (UVI-6976) для трех отдельных образцов. Каждый из образцов демонстрировал ~ 0,5 фунт/дюйм отслаивание (НС), сдвиг (> 10 K мин, ½×½×500 г) и стабильные измерения SPAT в течение одной недели сбора данных. Результаты демонстрирвоали, что небольшое количество моно и дифункционального эпокси может в дальнейшем помочь при модулировании адгезионной стабильности.

Пример 62

DEHYSOL D81 и UNIDYME 14 в количестве 6,5 г каждый смешивали в 50 мл круглодонном флаконе с магнитной мешалкой и нагревали до 145°С в колбонагревателе. Смесь полимеризовали в течение 150 минут, затем добавляли 20 капель фотоинициатора (UVI-6976). Смесь смешивали в течение приблизительно 15 минут. Полимер наносили на 1 миль пленку ПЭТ. Три полученных образца отверждали под действием УФ-системы Lesko Conveyer, оснащенной магнетроном Uvitron D-bulb с дозой 225 мДж/см² (1,3 В/см²) при 50 фут/мин в центре конвейера, при 50 фут/мин в течение 3 постановок, 5 постановок и 7 постановок соответственно. Процент геля для образца только что извлеченного из флакона составлял 0,2%, и становился 52%, 53% и 54% для образцов, пропущенных через отверждение УФ при 3 постановках, 5 постановках и 7 постановках, соответственно. Средняя максимальная сила на нержавеющей стали составила 0,88 фунт/дюйм², 0,81 фунт/дюйм² и 0,9 фунт/дюйм² для трех образцов соответственно. Сдвиг для всех трех образцов составил свыше 10000 минут.

Пример 63

Периодическую реакцию DRAPEX 6,8 (D)/EMPOL 1062 (Е)/адипиновая кислота (А) проводили при помощи PC 2506 и UVI-6976 отдельно или наносили на 2 миль разрыв, с последующим тепловым и УФ-отверждением (70°С/5 мин). Композиции отверждали при американском УФ (ртутная среднего давления) не только при различных сетевых скоростях (100 фут/мин, 150 фут/мин), но и при различных интенсивностях лампы (300 Вт/дюйм, 200 Вт/дюйм, 125 Вт/дюйм). Два этапа отверждения проводили следующим образом: сначала, обеспечивали соответствующую дозу УФ, затем тепловое отверждение или при 70°С/5 мин или при 50°С/5 мин. В таблице 12 приведены результаты.

Пример 64

30/70 подпитки обеспечиали при 140°С с последующим получением или при помощи 0,5 масс. % PC 2506 или 1 масс. % UVI-6976. Препараты получали и наносили при приблизительно 70°С на приблизительно 2-4 миль разрыв. Покрытие отверждали УФ при различных линейных скоростях (300 Вт/мин) с последующим дополнительным тепловым отверждением 70°С/5 мин. В таблице 13 приведены результаты.

Пример 65

Подпитку (30/70) проводили при 140°С с последующим получением при помощи 0,5 масс. % РС-2506 при приблизительно 70°С. Полученную смесь наносили на приблизительно 2-4 миль разрыв с последующим воздействием УФ при различных линейных скоростях (150 фут/мин и 100 фут/мин) и интенсивности лампы (300 Вт/дюйм², 200 Вт/дюйм² и 125 т/дюйм²). Образцы, отвержденные УФ, в дальнейшем подвергали тепловому отверждению при 50°С в течение 5 мин. В таблице 14 приведены ключевые результаты.

Пример 66

Опытную партию клея из ESO/димерной кислоты получали при помощи пятигалонного «wiped walled» реактора. Рецептура опытной партии приведена в таблице 15:

Вязкость партии была следующей для определения правильной "стадии В" материала для остановки реакции и после добавления фотоинициатора (CPI 6976), целью было 9,5-10 Па*сек, с действительным достижением 11 Па*сек.

Журнал записей результатов испытаний:

Опытное покрытие

Препарат ESO/димерной кислоты затем нагревали до 80°С в подпитывающем сосуде с водной рубашкой при механическом перемешивании.

Устройство для нанесения устанавливали для нанесения покрытия на 2 миль ПЭТ линию, сжатую до 50 фунтов полуматовую бумажную рабочую поверхность. Устройства для нанесения покрытий УФ свет калибровали для получения 300 мДж/см² при максимальной линейной скорости 50 фут/мин. После калибровки было определено, что необходим запуск при линейной скорости 43,8 фут/мин для получения 300 мДж/см².

Покрытие проводили при 43,8 фут/мин и помпу подводили до 20 трлн. ст. куб. м. Действительная масса покрытия составляла 17 г/м². Заготовка имела 0,015'' шимм и ее нагревали вдоль системы доставки до 80°С. Покрытие наносили на линию ПЭТ, пропущенную через (холодную) печь и лампу, затем спрессовывали до 50 фунт бумаги.

Полученный материал оставляли уравновешиваться в TAPPI-комнате в течение 2 дней перед тестированием. Полученный материал давал приемлемую прочность на отслаивание для ПВП, 0,95, 0,95, 0,93, 0,93 фунт/дюйм, все чисто отслаивались без переноса.

Все патенты, опубликованные заявки и статьи, указанные в данном документе таким образом включены во всей их полноте посредством ссылки.

Следует понимать, что любая одна или более черта или свойство одного воплощения, описанные в данном документе, могут быть скомбинированы одной или более чертой или компонентами другого воплощения. Таким образом, настоящее изобретение включает любую или все комбинации компонентов или черт воплощений, описанных в данном документе.

Будет оценено, что различные изменения в деталях, материалы и композиции компонентов или действия. Которые описаны в данном документе и проиллюстрированы с целью объяснения природы изобретения, могут быть сделаны специалистами в области техники без отступления от сущности и объема изобретения, как показано в прилагаемой формуле изобретения.

Группа изобретений относится к клеевой промышленности. Для получения клея, чувствительного к давлению (PSA), в первом варианте проводят реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одним дополнительным реагентом, выбранным из димерной кислоты, двухосновной кислоты или их комбинации, для получения предшественника PSA при повышенной температуре в течение заданного периода времени. Смешивают генератор фотокислот с предшественником PSA. Наносят предшественник PSA на носитель. Отверждают предшественник PSA при помощи излучения с получением клея PSA. Дополнительно отверждают продукт при повышенной температуре менее двух минут. В другом варианте проводят реакцию эпоксидированного масла или жира с димерной кислотой и акриловым или виниловым функционализированным реагентом. Добавляют фотоинициатор и отверждают предшественник PSA при помощи УФ-излучения. Обеспечивается повышение стабильности клеев с течением времени, улучшение характеристик отслаивания, повышение процента содержания геля. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 17 табл., 66 пр.

1. Способ получения клея, чувствительного к давлению (PSA), включающий:

реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одним дополнительным реагентом для получения предшественника PSA при повышенной температуре в течение заданного периода времени;

смешивание генератора фотокислот с предшественником PSA;

нанесение предшественника PSA на носитель;

отверждение предшественника PSA при помощи излучения для получения клея, чувствительного к давлению; и

дополнительное отверждение продукта при повышенной температуре в течение периода времени менее приблизительно 2 минут;

где дополнительный реагент выбран из димерной кислоты, двухосновной кислоты или их комбинации.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

хранение продукта в условиях окружающей среды до этапа смешивания.

3. Способ по п. 1, где дополнительное отверждение выполняют при помощи термовалов.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

добавление по меньшей мере одного усилителя, выбранного из одного или более сшивателей, катализатора, соинициаторов, усилителей клейкости, УФ-адсорбентов, УФ-усилителей и УФ-сенсибилизаторов для получения предшественника PSA.

5. Способ по п. 4, где усилитель выбран из одного или более метилтриэтоксисилана, тетраэтилортосиликата, 1,4-циклогександиметанолдиглицидилового эфира, пентаэритритола, тетра(этиленгликольдимеилового эфира), ацетофенона, бензофенона, антрацена и изопропил-9Н-тиоксантен-9-она.

6. Способ по п. 1, где повышенная температура представляет собой температуру от примерно 100°С до примерно 160°С.

7. Способ по п. 1, где заданный период времени составляет вплоть до примерно 120 минут.

8. Способ по п. 1, где температура дополнительного отверждения составляет вплоть до 70°С.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий добавление по меньшей мере одного компонента, выбранного из группы, состоящей из моноэпоксидов, монокислот, полиолов, биооснованных полиолов, усилителей УФ-излучения и катализаторов, для получения предшественника PSA.

10. Способ по п. 9, где по меньшей мере один компонент представляет собой биооснованный полиол, в том числе касторовое масло.

11. Способ по п. 1, дополнительно включающий добавление многофункциональной молекулы, содержащей по меньшей мере одну группу из гидроксильной, карбоксильной, тиольной, винильной, эфирной, силановой, силоксановой или эпокси-группы, для получения предшественника PSA.

12. Способ по п. 11, где многофункциональная молекула содержит по меньшей мере одно вещество из метилтриэтоксисилана, тетраэтилортосиликата, 1,4-циклогександиметанол диглицидилового эфира, пентаэритриола, тетра(этиленгликоль диметилового эфира) и его производных.

13. Способ по п. 1, где отверждение выполняют в присутствии катионного фотоинициатора.

14. Способ по п. 1, где PSA имеет содержание геля вплоть до 84%.

15. Способ по п. 1, где натуральное масло или жир выбран из группы, состоящей из соевого масла, пальмового масла, оливкового масла, кукурузного масла, канолового масла, льняного масла, рапсового масла, касторового масла, кокосового масла, хлопкового масла, пальмоядрового масла, рисового масла, сафлорового масла, кунжутного масла, подсолнечного масла, таллового масла, свиного жира, сала, рыбьего жира и жиров и масел из водорослей.

16. Способ получения клея, чувствительного к давлению (PSA), включающий:

реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одной димерной кислотой, возможно двухосновной кислотой, и акриловым или виниловым функционализированным реагентом для получения предшественника PSA;

добавление фотоинициатора; и

отверждение предшественника PSA при помощи УФ-излучения.