專利名稱：用于包裝的合成基自密封粘合劑系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及水基自密封粘合劑包裝系統(tǒng)，更具體而言涉及一種水基自密封粘合劑軟包裝系統(tǒng)，其使用不含天然膠乳的合成基自密封粘合劑，其在密封時(shí)于兩層襯底間提供粘接，但在剝離時(shí)該粘合劑分離、從面網(wǎng)或背網(wǎng)一面或兩面失去粘性、或破壞包裝襯底之一或兩者，從而防止包裝再密封。還可使用底涂以增強(qiáng)可剝離自密封粘合劑的性能。
自密封粘合劑是一種壓敏粘合劑，其具有當(dāng)施加壓力時(shí)與自身形成強(qiáng)鍵以及與其涂敷于上的襯底成鍵的能力。然而，自密封粘合劑優(yōu)選缺乏與在這些軟襯底反面的表面，如塑料薄膜、罩印清漆的粘性，以便這種帶有自密封粘合劑的軟襯底或網(wǎng)可以卷繞在軸上而使儲(chǔ)存中沒有粘連，即沒有粘在一起。自密封粘合劑廣泛用在不同類型應(yīng)用上，但特別適于用作如糖果、巧克力、冰淇淋等類似的對(duì)熱敏感的食品的包裝密封劑，因這些食品對(duì)熱的敏感性導(dǎo)致其不適合用熱密封粘合劑來密封這類包裝。
典型的自密封粘合劑通過結(jié)合天然橡膠彈性體，特別是乳膠，與增粘劑及其它成分如穩(wěn)定劑、抗氧化劑和其它調(diào)節(jié)劑來配制。天然橡膠彈性體展現(xiàn)出大部分想要的自密封特性。然而，天然橡膠基粘合劑還展現(xiàn)出較差的老化性如變色，而且還會(huì)有討厭的氣味。另外，含天然膠乳的天然橡膠基粘合劑含有多種天然存在物質(zhì)如植物蛋白，其會(huì)引起人的過敏反應(yīng)。
已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試來開發(fā)合成自密封，即不含任何天然膠乳的自密封。這些方法所用的化學(xué)方法不同。例如轉(zhuǎn)讓給Century Adhesives Corp.的美國(guó)專利U.S.4,810,745描述了天然膠乳基自密封和包括苯乙烯嵌段共聚物乳液(25-45％)、丙烯酸類聚合物(20-25％)、增粘劑(25-35％)以及乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物的自密封。
轉(zhuǎn)讓給National Starch and Chemical Corp.的美國(guó)專利U.S.4,889,884描述了包括四種合成聚合物的配制品，即包括丙烯酸丁酯、2-乙基丙烯酸己酯和醋酸乙烯酯(Tg＝54℃，威廉斯可塑度是2.7)的第一聚合物，包括中等苯乙烯含量的丙烯酸樹脂(Tg＝-18℃，威廉斯可塑度是5.1)的第二聚合物，包括丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸和N-羥甲基丙烯酰胺(Tg＝-2℃，威廉斯可塑度是5.3)的第三聚合物，包括高苯乙烯丙烯酸樹脂(Tg＝+6℃)的第四聚合物。作為第四樹脂的備選可使用以下中等苯乙烯含量的丙烯酸樹脂、低乙烯醋酸乙烯酯樹脂、中等乙烯醋酸乙烯酯樹脂或含有酸和N-羥甲基丙烯酰胺的丙烯酸乙烯酯樹脂。
轉(zhuǎn)讓給Mobil Oil Corp.的美國(guó)專利U.S.4,898,787描述了由兩種合成聚合物乳液組成的配方。主要合成乳液(配方中45-70％)的Tg為-60℃--40℃且其威廉斯可塑度數(shù)值為2.5-2.9，第二苯乙烯丙烯酸乳液(配方中30-55％)的Tg為-25℃-+5℃且其威廉斯可塑度數(shù)值為5.0-5.6。
轉(zhuǎn)讓給Mobil Oil Corp.的美國(guó)專利U.S.5,070,164描述了用于冷密封包裝的丙烯酸三元共聚物。該三元共聚物由選自丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和偏二氯乙烯的組的第一單體，選自醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸異丁酯的第二單體，以及選自甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、磺乙基甲基丙烯酸酯和馬來酸的第三單體制成，附加條件是每個(gè)第一、第二和第三單體都不同。
轉(zhuǎn)讓給Mobil Oil Corp.的美國(guó)專利U.S.5,486,426描述了一種丙烯酸共聚物組合物，其使用10-65％的丙烯腈、30-85％的軟單體(從甲基到異辛基的丙烯酸酯或醋酸乙烯酯)及1-3％的酸性第三單體(甲基丙烯酸、丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、磺乙基甲基丙烯酸酯和馬來酸)聚合，以便所得聚合物的Tg為-35℃。
上述利用合成粘合劑替代天然橡膠以緩解與天然橡膠有關(guān)問題的嘗試已經(jīng)證明是困難的，因?yàn)樗玫降恼澈闲阅茌^差。因此，需要一種不含天然橡膠的改進(jìn)的自密封粘合劑系統(tǒng)來展現(xiàn)以上指出的所需特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于包裝系統(tǒng)的水基自密封粘合劑，以及由其形成的包裝。更具體而言，本發(fā)明提供一種水基自密封粘合劑軟包裝系統(tǒng)，其使用不含天然膠乳的合成基自密封粘合劑，其在密封時(shí)于兩層襯底間提供粘接，但在剝離時(shí)該粘合劑分離、從面網(wǎng)或背網(wǎng)一面或兩面都失去粘性、或破壞包裝襯底之一或兩者，從而防止包裝再密封，這被稱為“可剝離”。位于粘合劑和襯底間的底涂還可通過增加或減少粘合劑與襯底的粘性用于增強(qiáng)可剝離自密封粘合劑系統(tǒng)的性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述，本發(fā)明提供了具有外表面和內(nèi)表面的軟襯底固定網(wǎng)，具有外表面和內(nèi)表面的軟襯底轉(zhuǎn)移網(wǎng)，其內(nèi)表面適于同固定網(wǎng)的內(nèi)表面結(jié)合形成裝物品的包裝。用于這樣包裝的自密封粘合劑系統(tǒng)包括用在固定網(wǎng)內(nèi)表面第一區(qū)域上的含有非天然橡膠的固定粘合劑，用在轉(zhuǎn)移網(wǎng)內(nèi)表面第二區(qū)域上的含有非天然橡膠的轉(zhuǎn)移粘合劑，以便當(dāng)固定和轉(zhuǎn)移網(wǎng)結(jié)合形成包裝時(shí)在柜臺(tái)處處理掉第一和第二區(qū)域。當(dāng)固定網(wǎng)和轉(zhuǎn)移網(wǎng)結(jié)合時(shí)，第一和第二區(qū)域排列在一起且固定粘合劑和轉(zhuǎn)移粘合劑相互結(jié)合為包裝形成密封。在一個(gè)特別優(yōu)選的應(yīng)用中，本發(fā)明的自密封粘合劑系統(tǒng)用來為獨(dú)立包裝食物產(chǎn)品如糖紙形成端部密封和翅密封。
在可剝離系統(tǒng)中，密封后，轉(zhuǎn)移面網(wǎng)粘合劑在固定(背)粘合劑和轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)襯底之間有平衡親合力是必不可少的。許多終端用途中，術(shù)語面和背分別由轉(zhuǎn)移和固定替代。同樣固定(背)粘合劑在轉(zhuǎn)移(面)粘合劑和固定(背)網(wǎng)襯底之間有平衡親合力也是必不可少的。這通過粘合劑的剝離強(qiáng)度以及當(dāng)以T形剝離結(jié)構(gòu)剝離時(shí)它的破壞形式來測(cè)量。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，破壞形式類型包括但不限于內(nèi)聚破壞、內(nèi)聚分離、粘合劑分離、粘合劑與一層襯底或其它襯底失去粘性(完全剝離)等。優(yōu)選的轉(zhuǎn)移(面)或固定(背)襯底是，但不限于，聚烯烴或金屬化聚烯烴薄膜。
轉(zhuǎn)移(面)和固定(背)粘合劑配制為不含天然橡膠，但替代的含有約50-90重量％的結(jié)合的Tg為約-25℃～-35℃的彈性體乳液或彈性體乳液混合物，以及約10-50重量％的其結(jié)合的Tg為約+15℃-+25℃的聚合物乳液或聚合物乳液混合物。彈性體乳液優(yōu)選含有選自以下的彈性體苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯、無定型聚α烯烴、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸樹脂、丙烯酸共聚物、EPDM、丁基、聚丁二烯、氯丁橡膠、硅樹脂、合成聚異戊二烯和/或這些彈性體的組合。該彈性體乳液和聚合物乳液配方可加入各種其它化合物和/或聚合物，如增塑劑、pH調(diào)節(jié)劑、防粘連/抗粘結(jié)添加劑、消泡劑和其它添加劑。彈性體乳液中優(yōu)選的彈性體是苯乙烯-丁二烯橡膠和丙烯酸橡膠，而聚合物乳液中優(yōu)選的聚合物是苯乙烯丙烯酸酯。本發(fā)明配方中彈性體乳液相對(duì)高的Tg和聚合物乳液相對(duì)高的Tg提供了比例如在U.S.4,898,787中描述的粘合劑具有更好的粘性、更好的剝離強(qiáng)度和更好的防粘連性的粘合劑組合物。
固定(背)網(wǎng)內(nèi)表面上的固定(背)底涂和/或轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)內(nèi)表面上的轉(zhuǎn)移(面)底涂也可用于增強(qiáng)或降低粘合劑與網(wǎng)的粘性。如果用于增強(qiáng)粘性，底涂包括約2-99.9重量％的選自以下的聚合物或聚合物組合苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、丙烯酸聚合物和共聚物、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸(EMA)或丙烯酸(EAA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚氨酯(PU)、硅烷和硅烷化聚合物。組合物的其余部分包括改性劑和水。如果用于降低粘性，底涂包括約5-99重量％的選自以下的聚合物高分子量聚乙烯聚合物或乙烯共聚物、SIS、SBS、SEBS、SBR、丙烯酸、硅樹脂或任何其它當(dāng)配方中加入適當(dāng)成分時(shí)可提供增強(qiáng)由網(wǎng)之一或兩者的釋放的聚合物基。
在一個(gè)實(shí)施方式中，固定(背)粘合劑和轉(zhuǎn)移(面)粘合劑具有不同配方，且固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)是獨(dú)立的由不同材料組成的襯底。在另一實(shí)施方式中，固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)粘合劑具有不同配方，但固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)都是同一襯底的部分且由相同材料組成。在第三個(gè)實(shí)施方式中，固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)粘合劑具有基本相同的配方，但固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)是由不同材料組成。在第四實(shí)施方式中，固定粘合劑和轉(zhuǎn)移粘合劑具有基本相同的配方，但固定(背)和轉(zhuǎn)移(面)網(wǎng)都是同一襯底的部分且由相同材料組成。在任一個(gè)以上實(shí)施方式中，如果需要或想要可使用具有相同或不同配方的底涂。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及水基自密封粘合劑包裝系統(tǒng)，更具體的說涉及一種水基自密封粘合劑軟包裝系統(tǒng)，其使用不含天然膠乳的合成基自密封粘合劑，其在密封時(shí)于兩層襯底間提供粘接，但在剝離時(shí)該粘合劑分離、從面網(wǎng)或背網(wǎng)之一或兩者失去粘性、或破壞包裝襯底之一或兩者，這被稱為“可剝離”，從而防止包裝再密封。位于粘合劑和襯底之間的底涂還可通過增加或減少粘合劑與襯底的粘性用于增強(qiáng)自密封粘合劑性能。包裝材料可用于包裝和密封各種類型產(chǎn)品，如食品象糖果和其它食物，或消毒的醫(yī)學(xué)設(shè)備如注射器、輸液管、手套、繃帶等。盡管食品和醫(yī)學(xué)設(shè)備可以是本身自密封粘合劑系統(tǒng)包裝的優(yōu)選物品，但本公開不限于這類包裝，而是可用于其它含有食物及非食物產(chǎn)品的包裝形式。
包裝的產(chǎn)生通常開始于包裝材料的連續(xù)片或網(wǎng)的生產(chǎn)。材料的連續(xù)網(wǎng)通常形式為薄軟膜，且常規(guī)地，通常沿下游水平前進(jìn)到達(dá)多站式印刷機(jī)，在此處一種或多種顏色的圖片和文字施加在它的外表面上，而粘合劑以預(yù)定樣式或完全覆蓋的方式施加在它的內(nèi)表面上。粘合劑樣式通常是由一對(duì)沿著網(wǎng)相對(duì)邊緣的縱向帶和在這兩條縱向帶之間延伸的橫向帶限定的矩形。粘合劑橫向帶之間的距離限定了特定包裝的長(zhǎng)度。在網(wǎng)外表面通過使用凹版印刷軸或任何其他常規(guī)方式涂上圖片和文字后，粘合劑層通常被施加在網(wǎng)的內(nèi)表面上，以便粘合劑層厚度為約0.05-1.0密耳，而且粘合劑可由許多單獨(dú)的斑點(diǎn)或圓點(diǎn)或?qū)嵭倪B續(xù)層組成。而且，典型的將保護(hù)表面，如罩印清漆或防粘薄膜，施加在圖片和文字上以保護(hù)圖片和文字不被弄臟，并提高該卷筒外表面的摩擦系數(shù)。通常，粘合劑以縱向和橫向帶施加在網(wǎng)的適當(dāng)表面區(qū)域內(nèi)以形成矩形結(jié)構(gòu)，這樣在插入將要包裝的物品后，該網(wǎng)可以折疊使粘合劑的縱向和橫向帶相互對(duì)準(zhǔn)并變成一直線，以便當(dāng)施加壓力時(shí)，該網(wǎng)形成包裝需要的形狀、尺寸和體積。粘合劑的橫向帶將形成端部密封同時(shí)粘合劑縱向帶將形成包裝的翅形封口。
如上指出，網(wǎng)本身通常優(yōu)選形成為薄軟材料使其作為將施加的材料的襯底。網(wǎng)本身也可由塑料薄膜材料制成，如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚烯烴、聚苯乙烯、尼龍、聚碳酸酯、玻璃紙、乙烯醋酸乙烯酯、乙烯基乙烯醇、聚乙烯醇、聚氯乙烯、α烯烴、聚丁酸乙烯酯、醋酸纖維素、丁酸纖維素或醋酸丙酸纖維素或任一上述薄膜的金屬化形式。另外，根據(jù)待包裝的物品，網(wǎng)可由金屬箔制成，如鋁箔，或者金屬箔可壓膜在網(wǎng)上。另一個(gè)選擇，特別是與醫(yī)學(xué)設(shè)備有關(guān)的應(yīng)用，是一層或多層由紙和紙產(chǎn)品形成的網(wǎng)，該紙產(chǎn)品包括紙板如箱紙板，其包括瓦楞夾心原紙層和用于制瓦楞紙的掛面紙板，以及用于制折疊式紙板箱的硬紙板。另外，還可使用紙產(chǎn)品如印刷用紙張或漂白了的或未漂白的牛皮紙或回收紙。以上紙產(chǎn)品還可用粘土涂層以增強(qiáng)圖片和文字的印刷。
在食品如糖果包裝中，期望提供可剝離閉合系統(tǒng)。為了提供包裝材料的可剝離閉合，本發(fā)明提供一種不含天然橡膠的合成基自密封粘合劑系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括位于轉(zhuǎn)移網(wǎng)上的轉(zhuǎn)移粘合劑和位于固定網(wǎng)上的固定粘合劑。不管包裝什么，應(yīng)當(dāng)注意固定網(wǎng)和轉(zhuǎn)移網(wǎng)通常都是同一襯底的部分并由相同材料組成。然而，根據(jù)想要的特殊包裝材料和待包裝的物品，固定網(wǎng)和轉(zhuǎn)移網(wǎng)可以是獨(dú)立的襯底且每個(gè)可由不同材料組成。無論如何，固定粘合劑和轉(zhuǎn)移粘合劑還可是相同或不同配方，相互間及網(wǎng)間必需具有足夠的親合力以便當(dāng)在其上施加適于市場(chǎng)的密封壓力時(shí)，對(duì)于糖果典型的為每線性英寸60-100磅，兩種粘合劑相互粘接并且與網(wǎng)粘接以形成包裝材料的閉合或密封從而裝載或包裝內(nèi)部物品。
所有可剝離自密封系統(tǒng)中，可接受的破壞方式由將銷售該自密封系統(tǒng)的市場(chǎng)決定。破壞方式包括但不限于內(nèi)聚破壞、內(nèi)聚分離、粘接損壞、薄膜或紙破壞等。
重要的是指出用在本發(fā)明中的自密封粘合劑不包含天然橡膠。如此處使用的，術(shù)語“天然橡膠”包括所有由天然膠乳制成的或含有天然膠乳的材料。這里使用的術(shù)語“天然膠乳”定義為由分散在水介質(zhì)中的非常小顆粒的橡膠組成的乳狀流體，所述橡膠顆粒由植物獲得，主要來自H.brasiliensis(橡膠)樹。它包含多種自然存在物質(zhì)，包括膠狀懸浮體中的順式-1，4-聚異戊二烯和被認(rèn)為是主要過敏原的植物蛋白。含有天然橡膠的產(chǎn)品是用兩種通常使用的制造方法來制成，即，天然膠乳(NRL)方法和干燥天然橡膠(DNR)方法。
本發(fā)明的可剝離粘合劑組合物包括約50-90重量％的彈性體聚合物乳液或彈性體聚合物乳液混合物，其具有Tg為-25℃--35℃，優(yōu)選-28℃--32℃，并更優(yōu)選約-30℃；約10-50重量％的聚合物乳液或聚合物乳液摻合物，其具有Tg為約+15℃-+25℃，優(yōu)選+18℃-+22℃，更優(yōu)選+20℃；約0-3重量％的合適的調(diào)節(jié)添加劑；約0-3重量％的抗氧劑/穩(wěn)定劑；和約0-30重量％優(yōu)選約0.5-10重量％的增塑劑；組合物的組分合計(jì)為100重量％。本發(fā)明配方中彈性體乳液相對(duì)高的Tg以及聚合物乳液相對(duì)高的Tg使粘合劑組合物比例如U.S.4,898,787描述的粘合劑具有更好地粘性、更好的剝離強(qiáng)度和更好的防粘連性。
合適的可剝離粘合劑組合物組分如下所示

應(yīng)當(dāng)注意自密封粘合劑必需相互接觸并用足夠的壓力密封以確保獲得密封。這些壓力為0.5-80psi，并用0.05-10秒的保壓時(shí)間試驗(yàn)。同樣應(yīng)當(dāng)注意這些自密封粘合劑的涂膠重量為0.1-5.0磅/3000平方英尺。
這種可密封粘合劑組合物的彈性體乳液部分中優(yōu)選的彈性體聚合物是，但不限于，SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)或丙烯酸彈性體。其它對(duì)組合物有用的彈性體包括，但不限于，其它丙烯酸、丙烯酸共聚物、異戊二烯如SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)和合成聚異戊二烯、聚丁二烯如SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、苯乙烯嵌段共聚物如SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚氯丁烯、EPDM(乙烯-丙烯橡膠)、丁基、EVA(乙烯-醋酸乙烯)、APAO(無定型聚α烯烴)和硅烷和/或這些彈性體的組合。彈性體最優(yōu)選用量為70-85重量％。
該配方的聚合物乳液部分中優(yōu)選的聚合物是，但不限于，羧基化醋酸乙烯乙烯乳液或苯丙乳液。其它聚合物乳液包括，但不限于，丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、醋酸乙烯、醋酸乙烯乙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、(高苯乙烯)苯乙烯丁二烯橡膠、聚氨酯分散體、聚苯乙烯乳液、氯乙烯乙烯乳液、聚氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚偏二氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚乙烯均聚物和共聚物乳液、聚丙烯均聚物和共聚物乳液以及聚酯乳液和/或這些聚和物的組合。
增塑劑可以包括0-30重量％，優(yōu)選約0.5-10重量％的組合物。重要的是增塑劑易與聚合物乳液和/或彈性體乳液混合。該類增塑劑是苯甲酸酯、酞酸酯、癸二酸酯、己二酸酯、丙烯酸酯、羥乙酸酯、檸檬酸酯、芳香油、環(huán)烷油、石蠟油、低聚酯、乳酸酯、液體松香酯、甘油酸酯和其它單體的、低聚的或聚合的酯或油。
希望的是增塑劑優(yōu)選與聚和物乳液易混合并是堿性可溶的。這類增塑劑是由BF Goodrich Specialty Chemicals提供的Carboset 515、酸值為25-250的低分子量丙烯酸或丙烯酸共聚物、酸值為25-250的低分子量烯烴共聚物、酸值為25-250的液體松香酯以及酸值為25-250的其它低分子量液體聚合物。
本發(fā)明包括0-3重量％，優(yōu)選約0.1-3重量％，但最優(yōu)選約0.5-2重量％的穩(wěn)定劑或抗氧劑。加入本發(fā)明自密封粘合劑組合物中有用的穩(wěn)定劑以助于保護(hù)上面提到的聚合物，并因而保護(hù)整個(gè)粘合劑系統(tǒng)不受熱和氧化降解的影響，其通常發(fā)生在粘合劑應(yīng)用期間以及最終產(chǎn)品通常暴露在周圍環(huán)境和殺菌過程中。這種降解通常由粘合劑的外觀、物理性質(zhì)和性能特征的惡化來體現(xiàn)。優(yōu)選的抗氧劑是Butyl Zimate，二丁基二硫代氨基甲酸鋅，和Irganox 1010，由Ciba-Geigy制造的四(亞甲基(3，5-二-teri-丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯(cinnnamate))甲烷。應(yīng)用的穩(wěn)定劑是高分子量受阻酚和多官能苯酚，如含硫和磷的苯酚。受阻酚是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的而且其特征在于在非?？拷浞恿u基處還含有空間龐大基團(tuán)的酚的化合物。特別的，叔丁基通常以至少一個(gè)相對(duì)于酚羥基的鄰位被取代到苯環(huán)上。這些在酚羥基的鄰位的空間龐大取代基的存在用來延遲它的伸縮頻率和相對(duì)地，抑制它的反應(yīng)性；該空間位阻因而為酚化合物提供了它的穩(wěn)定特性。典型的受阻酚包括1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3-5-二-叔丁基-4-羥基苯甲基)苯；季戊四醇四-3(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯；正十八烷基-3(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯；4，4′-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4′-硫代雙(6-叔丁基-鄰-甲酚)；2，6-二-叔丁基苯酚；6-(4-羥苯氧基)-2，4-雙(正辛基硫代)-1，3，5-三嗪；2，4，6-三(4-羥基-3，5-二-叔丁基-苯氧基)-1，3，5-三嗪；二-正十八烷基-3，5-二-叔丁基-4-羥基苯甲基膦酸酯；2-(正辛基硫代)乙基-3，5-二-叔丁基-4-羥基苯甲酸酯；和山梨醇六-(3，3，5-二-叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯。
優(yōu)選的穩(wěn)定劑是季戊四醇四-3(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯。更優(yōu)選的是氨基甲酸酯，如Butyl Zimate，和各種其它含硫化合物等。本發(fā)明最優(yōu)選的是這些抗氧劑是水中的分散體、乳液或溶液。
這些穩(wěn)定劑的性能可以進(jìn)一步通過連同以下一起使用來增強(qiáng)，即(1)協(xié)同劑，如硫代二丙酸酯和亞磷酸酯；和(2)螯合劑和金屬鈍化劑，例如乙二胺四乙酸、及其鹽和雙水氧酸丙二亞胺。
本發(fā)明方法中有用的粘合劑組合物的配制方法可以使用任何本領(lǐng)域公知的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)步驟的典型實(shí)例包括將各成分一個(gè)接一個(gè)的放入不銹鋼混合容器中，同時(shí)提供足夠攪拌以確保這些成分適當(dāng)有效的混合。所有成分都加入后，粘合劑批量被調(diào)節(jié)到滿足它的臨界物理參數(shù)。
可將任選的調(diào)節(jié)劑加入粘合劑組合物中以調(diào)節(jié)特殊的物理性質(zhì)。這些添加劑可包括著色劑如二氧化鈦、消泡劑、螯合劑、去離子水、防腐劑、殺菌劑、防粘連劑、抗粘結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和其它公知的和使用的添加劑。如上指出的，這類添加劑可存在的量為0-30重量％。
加入到粘合劑組合物中的防粘連/抗粘結(jié)劑的量還可以是0-20重量％，優(yōu)選0-10重量％。在配方中這些是惰性的，并包括材料如水合氧化鋁(Al2O3-3H2O)，硅酸鹽如硅酸鎂、硅酸鋁、硅酸鈉、硅酸鉀和類似物，云母、碳酸鈣(CaCO3)和硅石。還可使用其它常用的材料如填料只要它們不本質(zhì)上改變配方中其余成分的功能。
如先前指出的，系統(tǒng)還可包括在固定和/或轉(zhuǎn)移網(wǎng)的內(nèi)表面上用作薄膜的底涂，以增強(qiáng)粘合劑與一層或兩層網(wǎng)的粘性。該底涂包括約2-99.9％的聚合物或聚合物的組合，其選自苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、丙烯酸聚合物和共聚物、乙烯醋酸乙烯(EVA)、乙烯甲基丙烯酸(EMA)或丙烯酸(EAA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚氨酯(PU)、硅烷和硅烷化聚合物。該底涂層優(yōu)選含有90重量％的SBR。
系統(tǒng)還可包括在固定和/或轉(zhuǎn)移網(wǎng)的內(nèi)表面上用作薄膜的底涂，以降低粘合劑與一層或兩層網(wǎng)的粘性。該底涂?jī)?yōu)選包含約5-99.9重量％的高分子量(即分子量大于40000)聚乙烯聚合物或共聚物。然而，該底涂可以是SIS、SBS、SEBS、SBR、丙烯酸、硅樹脂、PVAc(聚醋酸乙烯酯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、EAA(乙烯丙烯酸)、EMAA(乙烯甲基丙烯酸)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯)、EMAC(乙烯-丙烯酸甲酯)、EVOH(乙烯-乙烯醇)或任何這些與如在此前面定義的合成彈性體的混合和/或其它材料，以增強(qiáng)防粘性或穩(wěn)定性。
在可剝離自密封粘合劑系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)移粘合劑和固定粘合劑可具有基本上相同的配方，并優(yōu)選包括約60-80重量％的有所述Tg的苯乙烯-丁二烯彈性體乳液或丙烯酸橡膠乳液；約15-30重量％的有所述Tg的苯乙烯-丙烯酸酯聚合物乳液；約0.5-10重量％的增塑劑；約0.5-2重量％的防粘連/抗粘結(jié)添加劑；和約0.1-10重量％的消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和其它添加劑；組分合計(jì)為所述粘合劑的100重量％。
重要的是自密封系統(tǒng)在顧客設(shè)備中加工并當(dāng)在輥芯上卷繞時(shí)由輥背面脫離。
可剝離系統(tǒng)實(shí)例如下所示
實(shí)施例1

實(shí)施例2

為了評(píng)價(jià)自密封粘合劑在各種包裝應(yīng)用中的效用，實(shí)施例1和2公開的合成粘合劑以2.0磅/3000ft2、+/-0.2磅/3000ft2令的涂膠量使用#5線繞輥被施加到典型的商業(yè)應(yīng)用的襯底薄膜上。所有樣品在TMIRSuperSealerTM型號(hào)#75-10上密封，設(shè)置停留時(shí)間0.5秒，室溫，壓力在一個(gè)1×4樣品上為80psi。所有樣品以每分鐘12英寸的“T-剝離”形式剝離1。
下表1中，實(shí)施例1和實(shí)施例2與產(chǎn)品C 1380-01對(duì)比，該產(chǎn)品是由BostikFindley，Inc.制造的含天然膠乳的自密封。
所有產(chǎn)品涂覆在由AET(Advanced Extrusion Technologies，Inc.)制造的“MLB 50 gage”聚丙烯薄膜上，并粘連到由AET(Advanced ExtrusionTechnologies，Inc.)制造的“RLS-60 gage”聚丙烯薄膜上。
所有產(chǎn)品作為涂覆的MLB到RLS在室溫或122和100psi壓力下在Kohler粘連試驗(yàn)機(jī)上粘連16小時(shí)。接著把樣品從粘連試驗(yàn)機(jī)上取出并使其平衡1小時(shí)。然后評(píng)價(jià)樣品在I-MassTM剝離實(shí)驗(yàn)機(jī)內(nèi)每分鐘12英寸的脫離性能。
在評(píng)價(jià)合格的結(jié)果時(shí)，使用以下指標(biāo)最小剝離強(qiáng)度大約等于C1380-01峰值剝離強(qiáng)度＞或＝300克室溫下老化后的脫離值＜100克122下老化后的脫離值＜100克表1

可以看到實(shí)施例1和2都滿足或超過含天然膠乳自密封的性能，展現(xiàn)出令人滿意的密封強(qiáng)度、脫離性和機(jī)械穩(wěn)定性。如較早說明的，合成自密封的應(yīng)用不限于此處公開的襯底組合。
實(shí)施例3

對(duì)實(shí)施例3的配方進(jìn)行同樣的試驗(yàn)以評(píng)價(jià)它作為密封粘合劑的效用。結(jié)果列于表2和3。
表2

表3試驗(yàn)結(jié)果痕跡輥的平均密封強(qiáng)度。試驗(yàn)室中RH為50％。

AF＝粘結(jié)損壞SD＝標(biāo)準(zhǔn)偏差RH＝相對(duì)濕度RT＝室溫表2和3中的數(shù)據(jù)表明實(shí)施例3的配方作為可剝離自密封粘合劑表現(xiàn)極好。其具有令人滿意的大于300g的密封強(qiáng)度(表3)和低于100g的足夠的脫離強(qiáng)度(表2)。
權(quán)利要求
1.一種水基不含天然橡膠的自密封粘合劑組合物，其包含約50-90重量％的彈性體乳液或彈性體乳液混合物，其結(jié)合的Tg為約-25℃--35℃約10-50重量％的聚合物乳液或聚合物乳液混合物，其結(jié)合的Tg為約+15℃-+25℃；約0-30％的增塑劑；以及約0-30％的調(diào)節(jié)添加劑；組分合計(jì)為所述粘合劑的100重量％。
2.權(quán)利要求1的粘合劑系統(tǒng)，其中所述彈性體乳液含有選自以下組中的聚合物或共聚物苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯、無定型聚α烯烴、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸類樹脂、丙烯酸類共聚物、EPDM、丁基、聚丁二烯、氯丁橡膠、硅樹脂、合成聚異戊二烯和/或這些彈性體的組合。
3.權(quán)利要求1的粘合劑系統(tǒng)，其中所述聚合物乳液含有選自以下組中的聚合物或共聚物羧基醋酸乙烯酯乙烯乳液、苯乙烯丙烯酸酯乳液和丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、醋酸乙烯、醋酸乙烯乙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、(高苯乙烯)苯乙烯丁二烯橡膠、聚氨酯分散體、聚苯乙烯乳液、氯乙烯乙烯乳液、聚氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚偏二氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚乙烯均聚物和共聚物乳液、聚丙烯均聚物和共聚物乳液以及聚酯乳液和/或它們的混合物。
4.權(quán)利要求1的粘合劑系統(tǒng)，其中所述粘合劑包括約60-80重量％的彈性體乳液，其含有的彈性體選自苯乙烯-丁二烯彈性體、丙烯酸橡膠彈性體和它們的摻合物；約15-30重量％的苯乙烯-丙烯酸酯聚合物乳液；約0.5-10重量％的增塑劑；約0.5-2重量％的防粘連/抗粘結(jié)添加劑；約0.1-10重量％的其它調(diào)節(jié)添加劑；組分合計(jì)為所述粘合劑的100重量％。
5.權(quán)利要求1的粘合劑，其中所述調(diào)節(jié)添加劑選自消泡劑、殺菌劑、防粘連劑、抗粘結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、去離子水、著色劑、螯合劑、防腐劑和表面活性劑。
6.權(quán)利要求1的粘合劑，其中所述彈性體乳液包括選自苯乙烯-丁二烯彈性體、丙烯酸橡膠彈性體和它們的混合物中的彈性體。
7.權(quán)利要求1的粘合劑，其中所述聚合物乳液是苯乙烯-丙烯酸酯乳液。
8.權(quán)利要求1的粘合劑，其中所述增塑劑選自酯、油和它們的摻合物。
9.權(quán)利要求4的粘合劑系統(tǒng)，其中所述彈性體乳液或彈性體乳液摻合物的結(jié)合的Tg為約-28℃--32℃。
10.權(quán)利要求4的粘合劑系統(tǒng)，其中所述聚合物乳液或聚合物乳液摻合物的結(jié)合的Tg為約+18℃-+22℃。
11.一種包含物品的包裝，所述包裝包括軟固定網(wǎng)；軟轉(zhuǎn)移網(wǎng)；和涂覆在所述固定和轉(zhuǎn)移網(wǎng)之一或兩者表面上的水基不含天然橡膠的自密封粘合劑，所述粘合劑包含約50-90重量％的其結(jié)合的Tg為約-25℃--35℃的彈性體乳液或彈性體乳液摻合物；約10-50重量％的其結(jié)合的Tg為約+15℃-+25℃的聚合物乳液或聚合物乳液摻合物；約0-30％的增塑劑；以及約0-30％的調(diào)節(jié)添加劑；組分合計(jì)為所述粘合劑的100重量％。
12.權(quán)利要求11的包裝，其中所述彈性體乳液含有選自由以下組中的聚合物或共聚物苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯、無定型聚α烯烴、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸類樹脂、丙烯酸類共聚物、EPDM、丁基、聚丁二烯、氯丁橡膠、硅樹脂、合成聚異戊二烯和/或這些彈性體的組合。
13.權(quán)利要求11的包裝，其中所述聚合物乳液含有選自以下組中的聚合物或共聚物羧基化醋酸乙烯酯乙烯乳液、苯乙烯丙烯酸酯乳液和丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、醋酸乙烯、醋酸乙烯乙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、(高苯乙烯)苯乙烯丁二烯橡膠、聚氨酯分散體、聚苯乙烯乳液、氯乙烯乙烯乳液、聚氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚偏二氯乙烯均聚物和共聚物乳液、聚乙烯均聚物和共聚物乳液、聚丙烯均聚物和共聚物乳液以及聚酯乳液和/或它們的混合物。
14.權(quán)利要求11的包裝，其中所述粘合劑包括約60-80重量％的彈性體乳液，其含有的彈性體選自苯乙烯-丁二烯彈性體、丙烯酸橡膠彈性體和它們的摻合物；約15-30重量％的苯乙烯-丙烯酸酯聚合物乳液；約0.5-10重量％的增塑劑；約0.5-2重量％的防粘連/抗粘結(jié)添加劑；約0.1-10重量％的其它調(diào)節(jié)添加劑；組分合計(jì)為所述粘合劑的100重量％。
15.權(quán)利要求11的包裝，其中所述調(diào)節(jié)添加劑選自消泡劑、殺菌劑、防粘連劑、抗粘結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、去離子水、著色劑、螯合劑、防腐劑和表面活性劑。
16.權(quán)利要求11的包裝，其中所述彈性體乳液包括選自苯乙烯-丁二烯彈性體、丙烯酸橡膠彈性體和它們的混合物的彈性體。
17.權(quán)利要求11的包裝，其中所述聚合物乳液是苯乙烯-丙烯酸酯乳液。
18.權(quán)利要求11的包裝，其中所述增塑劑選自酯、油和它們的混合物。
19.權(quán)利要求14的包裝，其中所述彈性體乳液或彈性體乳液摻合物結(jié)合的Tg為約-28℃--32℃。
20.權(quán)利要求14的包裝，其中所述聚合物乳液或聚合物乳液摻合物結(jié)合的Tg為約+18℃-+22℃。
21.權(quán)利要求11的包裝，其中所述轉(zhuǎn)移和固定網(wǎng)各自獨(dú)立地選自由包含以下的材料組成的襯底紙、聚烯烴、聚酯、尼龍、聚氯乙烯和金屬化形式的這些襯底以及金屬箔。
22.權(quán)利要求11的包裝，其中所述轉(zhuǎn)移粘合劑和所述固定粘合劑具有不同配方，且所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)和所述固定網(wǎng)是各自由不同材料組成的獨(dú)立的襯底。
23.權(quán)利要求11的包裝，其中所述轉(zhuǎn)移粘合劑和所述固定粘合劑具有基本上相同的配方，且所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)和所述固定網(wǎng)由不同材料組成。
24.權(quán)利要求11的包裝，其中所述轉(zhuǎn)移粘合劑和所述固定粘合劑具有不同配方，且所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)和所述固定網(wǎng)都是相同襯底的部分并由相同材料組成。
25.權(quán)利要求11的包裝，其中所述轉(zhuǎn)移粘合劑和所述固定粘合劑具有基本相同的配方，且所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)和所述固定網(wǎng)都是相同襯底的部分并由相同材料組成。
26.權(quán)利要求11的包裝，其還包括在所述固定網(wǎng)和所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)之一或兩者的表面上的底涂以增強(qiáng)所述粘合劑對(duì)其的粘性。
27.權(quán)利要求26的包裝，其中所述底涂包含約2-99.9％的選自以下組中的聚合物或聚合物組合苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、丙烯酸聚合物和共聚物、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯甲基丙烯酸(EMA)或丙烯酸(EAA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚氨酯(PU)、硅烷和硅烷化聚合物。
28.如權(quán)利要求11的包裝，其還包括在所述轉(zhuǎn)移網(wǎng)和所述固定網(wǎng)之一或兩者的表面上的底涂以降低所述粘合劑對(duì)其的粘性。
29.權(quán)利要求28的包裝，其中所述底涂包含約5-99重量％的聚合物，該聚合物選自高分子量聚乙烯聚合物或乙烯共聚物、SIS、SBS、SEBS、SBR、丙烯酸類樹脂和硅樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使用不含天然橡膠的自密封粘合劑的水基自密封粘合劑系統(tǒng)。該自密封粘合劑系統(tǒng)由位于轉(zhuǎn)移網(wǎng)上的轉(zhuǎn)移粘合劑和位于固定網(wǎng)上的固定粘合劑組成，這兩種粘合劑形成包裝的密封。當(dāng)施加壓力閉合或密封包裝材料時(shí)，自密封粘合劑相互粘接。當(dāng)剝離時(shí)，該粘合劑分離、與面網(wǎng)或背網(wǎng)之一或兩者失去粘性、或破壞包裝襯底之一或兩者。還可使用底涂以增強(qiáng)自密封粘合劑性能。
文檔編號(hào)C09J121/02GK101080475SQ200580042840
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月14日
發(fā)明者H·G·斯托里 申請(qǐng)人:伯斯蒂克公司