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茂金屬聚烯烴基低活化溫度熱封熱熔性粘合劑的制作方法

文檔序號:11519135閱讀:554來源:國知局
茂金屬聚烯烴基低活化溫度熱封熱熔性粘合劑的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及一種具有低活化溫度熱封能力的熱熔性粘合劑,該熱熔性粘合劑典型地被涂覆到用來包裝食品和消費品的膜或箔上。更特別地,本發(fā)明涉及一種茂金屬催化的聚烯烴基熱熔體,其可以通過轉換器預先施用到各種膜上,或者使用擠出方法或其他傳統涂覆方法直接施用在生產線中的包裝基材或膜上。本發(fā)明提供在低活化溫度下對許多不同的包裝基材或膜的良好的粘附。
背景技術
:使用許多不同的方法來密封包裝。這些常用方法中的一種是使用廣泛應用于許多包裝應用如食品包裝中的形成、填充和密封機器。其他方法涉及將產品放入塑料容器中并且將蓋子熱封在該容器上。這包括液體產品如酸奶以及干產品的包裝,例如單一服務谷物包裝。其他實例包括將蓋子熱封到冷凍食品微波容器的頂部上。典型地將粘合劑預先施用在膜上,并且在一定溫度下通過加熱活化以密封包裝或容器內的產品。重要的是獲得高的初始剝離力,以便在填充后立即保持該容器密封,使得內含物不泄露在生產線上。包裝還需要在另外的生產和包裝步驟期間以及在裝運、展示和儲存期間保持牢固地密封。包裝的最終產品的整體性能取決于包裝基材或膜以及包含該包裝的粘合劑的密封特性。選擇合適的包裝材料的標準之一是它們滿足制造過程和儲存條件的要求的能力。該膜可以由任何合適的材料制成,例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龍等,并且也可以是結合紙、箔、金屬化基材等的多層層壓物。近來,許多包裝材料(尤其是密封膜)正在變薄,以降低成本并且出于美觀的目的。因此,這些膜變得更加熱敏感并且易于在高活化溫度(例如高于180°f)下燒穿。在許多封蓋和柔性包裝應用中,在生產線中預先確定機器運行條件,如壓板溫度、熱封面積、熱封壓力和停留時間。最優(yōu)選的條件是具有低壓板溫度設定、低熱封壓力和短停留時間的那些條件,以便節(jié)省能量、最小化由于燒穿引起的廢料并且最大化線速度。將許多不同類型的粘合劑用于各種熱封應用。它們包括水基和溶劑型熱封粘合劑。它們還包括可以在制造膜的同時共擠出或之后擠出到膜上的熱塑性聚合物材料。它們還可以采用熱熔性粘合劑的形式,其可以在膜被擠出之后直接或者在最終用戶處熱封過程之前不久涂覆在膜的表面上。粘合劑選擇涉及的其他因素包括成本、安全性、食品藥品監(jiān)督管理局(f&da)許可等??傮w上,這些粘合劑通過膜轉換器預先施用到各種膜或箔上。膜或箔典型地在卷材的一個表面上涂覆。熱熔性粘合劑優(yōu)于水或溶劑基粘合劑的優(yōu)點之一是在生產線上的施用速度以及消除干燥爐、溶劑回收系統等。此外,因為不存在蒸發(fā)的溶劑,熱熔體經常可以以更快的線速度涂覆。用于包裝應用的許多可擠出的熱封熱熔性粘合劑現今典型地用乙烯乙酸乙烯酯(eva)聚合物、蠟和極性增粘樹脂如松香酯或萜烯酚醛樹脂配制。這些類型的eva基粘合劑通常用于封蓋應用中,并且典型地被擠出到膜如粘土涂覆紙、或聚乙烯(pe)、或定向聚丙烯(opp)上。而且,這些粘合劑可以被施用在紙或聚酯膜上,并且然后在一定的活化溫度下熱封到其他各種膜(例如,聚氯乙烯(pvc),聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、低密度聚乙烯(ldpe)、或高密度聚乙烯(hdpe))上以形成層壓膜。eva基熱熔體在熱封應用中非常有效,但是其活化溫度通常高于180°f以獲得良好的密封能力。相比之下,一些封蓋應用需要從160°f開始的更低的熱封活化溫度,同時保持約1.0磅/英寸的最小值的足夠的粘合性能要求?;趯嶒灁祿?,現今市場上可獲得的有競爭力的eva基熱熔體在160°f下不能滿足希望的低熱封活化溫度要求,如在此的表1所示。擠出是其中將塑料原料熔融成均勻共混物并且形成為連續(xù)形式的過程。原料如聚合物、樹脂、蠟、增塑劑和其他添加劑通過料斗進料到擠出機的加熱桶中。根據混合物中使用的聚合物,旋轉螺桿將材料在從350°f至500°f的任何溫度下熔融時推動材料通過筒。取決于進行什么類型的擠出,擠出過程存在不同的變化。商業(yè)膜通常使用吹塑膜或流延膜方法制成。這兩者都可以制造單層或多層膜。膜擠出是本領域眾所周知的。一些膜轉換器在制造膜時使用相同的模具施用器頭,并且在多程操作中將粘合劑施用到膜上。最優(yōu)選的熱封粘合劑是與膜的聚合物和樹脂組分相容的那些熱封粘合劑,以及在高于392°f的高溫下具有非常好的熱穩(wěn)定性以避免炭化的那些熱封粘合劑。而且,最優(yōu)選的粘合劑是在接近模頭的溫度設定的溫度下具有高粘度的那些粘合劑。這有助于減少在膜/粘合劑轉換應用期間的停機時間,或者反之亦然。技術實現要素:一種基于茂金屬催化的聚烯烴聚合物、增粘樹脂、蠟和其他任選添加劑的共混物的用于包裝應用的低活化溫度熱封熱熔性粘合劑。為了達到適用于擠出熱封應用的高粘度,本發(fā)明的粘合劑組合物高度負載有是該熱熔性粘合劑配制品中最高分子量組分的聚合物,并且因此應該具有在300°f的溫度下測量的約50,000厘泊(cp)或更多的粘度。因而,該熱熔性粘合劑組合物含有按重量計約50%至約90%的茂金屬催化的聚烯烴聚合物(在此被稱為mpo)、按重量計約5%至約50%的增粘樹脂、按重量計約0.5%至約40%的蠟、按重量計約0.1%至約5%的穩(wěn)定劑或抗氧化劑、以及按重量計0%至約25%的任選添加劑。該熱熔性粘合劑組合物應該具有約160°f或更低的活化溫度,并且提供約1.0磅/英寸的最小剝離力、并且優(yōu)選地提供在約1.0至約1.5磅/英寸之間的最小剝離力,以滿足包裝食品和其他消費品的密封性能要求。這些粘合劑組合物包括通過茂金屬催化聚合得到的聚烯烴聚合物或聚烯烴聚合物的共混物,其是基于乙烯或丙烯和c4至c10-α-烯烴的共聚物,具有0.900g/cc或更小(astmd792)的密度、約1g/10min至約35g/10min(astmd1328,10min,2.16kg,在190℃下)的熔體指數以及約70焦耳/克或更小的熔融焓。優(yōu)選地,該聚烯烴聚合物應該具有0.890g/cc或更小的密度并且更優(yōu)選地從約0.86g/cc至約0.88g/cc的密度、約10g/10min至約30g/10min的熔體指數、以及約60焦耳/克或更小的熔融焓。聚烯烴聚合物的熔體指數和熔融焓特性是粘合劑的較低活化溫度的關鍵。表6示出了本發(fā)明中包括的一些茂金屬多烯烴聚合物實例。增粘樹脂用于達到組合物所希望的粘附性,并且優(yōu)選以按重量計約10%至約40%的量使用。優(yōu)選的增粘樹脂是相對非極性類型的,以便與mpo聚合物相容并且具有從約80℃至約140℃、并且優(yōu)選從約90℃至約130℃的范圍內的軟化點。該組合物的蠟組分用于控制該熱熔性粘合劑的凝固時間并且控制該熱熔性粘合劑的柔性和硬度。優(yōu)選地,該蠟組分以按重量計約5%至約30%的量使用。蠟的量是使得該熱熔性粘合劑的粘度被調節(jié)到希望的程度,同時該組合物的粘附性不以負面的方式受到過度影響。附圖說明圖1是與本發(fā)明的mpo基熱熔性粘合劑組合物相比的兩種不同的eva基熱熔性粘合劑組合物的平均剝離力與密封溫度的曲線圖;圖2是本發(fā)明的三種不同的mpo基熱熔性粘合劑組合物的平均剝離力與密封溫度的曲線圖,其各自使用如表2所列出的不同的蠟成分;圖3是本發(fā)明的四種不同的mpo基熱熔性粘合劑組合物的平均剝離力與密封溫度的曲線圖,其各自使用如表3所列出的不同的增粘樹脂;圖4是與使用具有太高的熔融焓的mpo聚合物的第三mpo基組合物相比的本發(fā)明的兩種不同的mpo基熱熔性粘合劑組合物的平均剝離力與密封溫度的曲線圖;以及圖5是在各種膜基材上,如表3所列出的本發(fā)明實例4的平均剝離力與密封溫度的曲線圖。具體實施方式本發(fā)明的組合物包括按重量計約50%至90%的通過茂金屬催化聚合制造的聚烯烴聚合物。優(yōu)選地,該組合物包括按重量計約55%至約80%、并且最優(yōu)選按重量計約55%至70%的茂金屬催化的聚烯烴聚合物。該茂金屬催化的聚烯烴聚合物起提供配制品內聚強度的作用。它通過貫穿從0℃至80℃的使用溫度范圍提供基本上線性的儲能模量(g’)提供該內聚強度。本發(fā)明中有用的茂金屬催化劑技術聚烯烴聚合物是在一大組烯烴內的彈性體聚合物。烯烴是不飽和烴并且在聚烯烴中使用的最典型的單體是乙烯和含有最高達十個碳原子的α-烯烴。主要的烯烴單體包括乙烯、丙烯、丁烯-1,4-甲基戊烯、己烯、辛烯、以及其組合。聚烯烴包括乙烯聚合物、丙烯聚合物及其組合,包括與其他c4-c10α-烯烴的組合。彈性體聚烯烴典型地含有乙烯和丙烯,并且可以含有其他c4-c10烯烴單體單元。一些特別優(yōu)選的聚烯烴聚合物是乙烯與至少一種其他烯烴單體的共聚物,被稱為“基于乙烯的”,因為主要單體是乙烯,如乙烯-丙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物,或丙烯與至少一種其他烯烴單體的共聚物,被稱為“基于丙烯的”,因為主要單體是丙烯,如丙烯-乙烯共聚物。最優(yōu)選的聚烯烴是乙烯/辛烯共聚物。雖然可以使用落入在此以上描述的特性范圍的任何聚合物,但是本發(fā)明中有用的優(yōu)選的聚烯烴聚合物尤其是從陶氏化學公司(dowchemicalco.)以商品名稱engage或versify可獲得的以及從??松梨诨す?exxonmobilchemical)以商品名稱vistamaxx可獲得的。如本說明書中所定義的增粘樹脂可以是與來自天然來源或來自化學方法或其組合的普通聚合物相比的分子或大分子,通常為化合物或相當低分子量的聚合物,通常增強最終熱熔性粘合劑組合物的粘附性。使用增粘樹脂以賦予粘附性可以通過在施用并且測試粘合劑時使用相同的工藝條件來評估,以便將不同的樹脂彼此進行比較。最常見的增粘樹脂通過將來自石油原料的c5或c9流、或它們在一起的組合或與來自天然來源或產生自化學方法的其他單體聚合而獲得。來自c5流的增粘樹脂稱為脂肪族樹脂,而來自c9流或來自c9或c10構型的純單體或來自其衍生物或混合物的那些樹脂稱為芳香族樹脂。c5流可以由線性或環(huán)狀單體或其組合構成。而且,可以通過聚合的芳香族原料的氫化獲得脂肪族樹脂。氫化也可以是部分的,使得部分單體在聚合物鏈中保持其芳香族官能團,而一些則變?yōu)橹咀宓?。在單體組成和氫化方法方面可以進行任何組合,以便具有脂肪族或芳香族樹脂,或者在基本上脂肪族與基本上芳香族的增粘樹脂之間具有任何增長點。而且,芳香族改性的脂肪族樹脂是包括當一些量的c9單體與主要部分的c5單體聚合時或當聚合c9流,然后以大多數單體的芳香族官能團變成脂肪族的方式氫化時的兩種情況的術語。類似地,適當時人們將使用術語脂肪族改性的芳香族樹脂。其他類型的單體可以成為這種樹脂的聚合物鏈的組合物的一部分。樹脂像萜烯基聚合物,例如苯乙烯化的萜烯樹脂,是在此被稱為烴樹脂的一般描述的一部分,盡管萜烯單體不是來自石油衍生物而是來自天然來源。如果人們考慮通過稱為mmap的溶劑濁點測試方法測量的松香衍生物的芳香族特性,這使其與芳香族改性的脂肪族樹脂相似或至少相當,則松香衍生物可以包括在本發(fā)明的樹脂描述內。并且最后,基本上由芳香族單體制成的增粘樹脂可以稱為芳香族樹脂,并且將與芳香族或極性化合物相容。材料的軟化點(sp)在本說明書中通過環(huán)球測試方法astm-e28-99定義,并且芳香族特性或芳香族含量由例如在氘代氯仿中溶解后通過標準1hnmr分析方法測量的聚合物鏈中的芳香族鍵中涉及的氫質子的以百分比計的比率定義,或者通過ep0802251a1中描述的稱為mmap的溶劑濁點測試方法定義。在濁點方法中,當樹脂溶解在特定溶劑中時,發(fā)生渾濁所處的溫度是濁點值。相對于樹脂的化學性質,濁點值越低,樹脂呈現的芳香族特性就越多。通常,對于脂肪族樹脂的芳香族質子的百分比小于0.5%,并且對于芳香族樹脂通常高于40%。具有在0.5%與40%之間的芳香族質子百分比的任何樹脂將被稱為芳香族改性的脂肪族增粘樹脂或脂肪族改性的芳香族增粘樹脂,并且將被視為中間嵌段增粘樹脂。本發(fā)明組合物中的增粘樹脂成分可以完全由單一樹脂等級摻入,或者可以包含兩種或更多種樹脂的共混物或混合物。增粘樹脂優(yōu)選選自脂肪族烴樹脂及其氫化衍生物像從伊士曼化學公司(eastmanchemical)可獲得的eastotach-130、氫化的脂環(huán)族烴樹脂像從??松梨诨す究色@得的escorez5415、芳香族改性的脂肪族或氫化的脂環(huán)族樹脂像從??松梨诨す究色@得的escorez5615、脂肪族改性的芳香族樹脂像從沙多瑪-克雷威利公司(sartomer-crayvalley)可獲得的norsolenem1100、部分或完全氫化的芳香族烴樹脂像從伊士曼化學公司可獲得的regalites7125、聚萜烯和苯乙烯化的聚萜烯樹脂像從亞利桑那化學公司(arizonachemical)可獲得的sylvareszt115。增粘樹脂更優(yōu)選選自氫化的脂環(huán)族烴樹脂、芳香族改性的氫化的脂環(huán)族樹脂、脂肪族改性的芳香族樹脂、部分或完全氫化的芳香族烴樹脂、聚萜烯和苯乙烯化的聚萜烯樹脂。增粘樹脂最優(yōu)選選自芳香族改性的氫化的脂環(huán)族樹脂和部分氫化的芳香族烴樹脂。所使用的樹脂的量取決于希望的配制品和最終用途,但應該是按重量計從約5%至約50%、優(yōu)選地按重量計從約10%至約40%、并且最優(yōu)選地按重量計從約15%至約30%。優(yōu)選的增粘樹脂是相對非極性類型的,以便與mpo聚合物相容并且具有從約80℃至約140℃、并且優(yōu)選從約90℃至約130℃的范圍內的軟化點。蠟也可以用于粘合劑組合物中,并且用于降低熱熔性構造粘合劑的熔體粘度,而不明顯降低其粘合劑粘合特性。它們也可以用于增加涂覆的基材的抗粘連性,這是重要的,因為材料將以卷的形式儲存直到在包裝過程中使用它。在典型儲存條件(高達140°f)下持續(xù)延長的時間,卷不會粘連。這些蠟也用于減少組合物的晾置時間而不影響溫度性能。粘合劑的蠟材料組分可以包含按重量計約0.5%至約40%、優(yōu)選按重量計約5%至約35%、并且最優(yōu)選按重量計約10%至約25%的粘合劑組合物。其中有用的蠟材料是:(1)低分子量(即,100-6000g/mol)聚乙烯,具有如通過astm方法d-1321測定的從約0.1至120的硬度值和從約60℃至120℃的astm軟化點;(2)石油蠟,如具有從約130°f至170°f的熔點的石蠟,以及具有從約135°f至200°f的熔點的微晶蠟,后者熔點是通過astm方法d127-60測定的;(3)具有從約120℃至160℃的環(huán)球軟化點的無規(guī)聚丙烯;(4)茂金屬催化的丙烯基蠟,像科萊恩公司(clariant)以名稱“l(fā)icocene”商業(yè)化的那些。(5)茂金屬催化的蠟或單中心催化的蠟,像例如在美國專利4,914,253、6,319,979或wo97/33921或wo98/03603中描述的那些。(6)通過使一氧化碳和氫聚合制成的合成蠟,如費歇爾-托普希蠟;以及(7)聚烯烴蠟。如在此使用的,術語“聚烯烴蠟”指的是由烯屬單體單元構成的那些聚合物或長鏈實體。這些材料是從伊士曼化學公司以商品名“epolene”可商購的。優(yōu)選用于本發(fā)明的組合物中的材料具有200°f至350°f的環(huán)球軟化點。如應當理解的,這些蠟中的每一種在室溫下是固體。其他有用的物質包括氫化的動物、魚和植物脂肪和油,如氫化的牛脂、豬油、豆油、棉籽油、蓖麻油、鯡魚(menhadin)油、魚肝油等,并且這些其他有用的物質在環(huán)境溫度下由于它們是氫化的所以是固體,還已經發(fā)現這些其他有用的物質關于作為蠟材料等效物起作用是有用的。這些氫化的材料在粘合劑工業(yè)中常常被稱為“動物或植物蠟”。優(yōu)選的蠟材料是具有60℃至70℃的熔點的石蠟、硬蠟如通過沙索蠟公司(sasolwax)商業(yè)化的的paraflinth1或具有約100℃的熔點的費歇爾-托普希蠟,如通過貝克休斯公司(bakerhughes)商業(yè)化的barecopx100、或具有約90℃的熔點的微晶蠟,如由igi可獲得的microsere5909f、具有在23℃下的約2dmm或更小的硬度dmm以及75℃至120℃的熔點的那些硬蠟、或石蠟和硬蠟的共混物。優(yōu)選的硬蠟具有低于105℃的熔點。術語“硬蠟”是指任何低分子量、高度結晶的乙烯基聚合物。粘合劑還典型地包含按該組合物的重量計從約0.1%至約5%的量的穩(wěn)定劑或抗氧化劑。結合在本發(fā)明的熱熔性粘合劑組合物中有用的穩(wěn)定劑以幫助保護以上指出的聚合物以及由此該總粘合劑系統免受熱降解和氧化降解的影響,該熱降解和氧化降解通常在該粘合劑制造和應用的期間以及在將最終產品通常暴露于周圍環(huán)境中發(fā)生。這種降解通常表現為粘合劑的外觀、物理特性和性能特征的劣化。特別優(yōu)選的抗氧化劑是由汽巴-嘉基公司(ciba-geigy)制造的irganox1010,四(亞甲基(3,5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯))甲烷。在可適用的穩(wěn)定劑中,是高分子量的受阻酚和多官能酚,如含硫和磷的酚。受阻酚是本領域技術人員眾所周知的并且可以被表征為還含有與其酚羥基緊密靠近的立體化學上體積大的基團的酚化合物。特別地,總體上叔丁基在相對于酚羥基的鄰位中的至少一個上被取代到苯環(huán)上。這些立體化學上體積大的取代的基團在羥基附近的存在用于延緩其拉伸頻率以及相應地其反應性;此位阻因此提供了具有其穩(wěn)定特性的酚化合物。代表性的受阻酚包括:1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3-5-二-叔丁基-4-羥基芐基)苯;季戊四醇四-3(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯;正-十八烷基-3(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)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-羥基苯氧基)-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-羥基芐基膦酸酯;2-(正-辛基硫代)乙基-3,5-二-叔丁基-4-羥基苯甲酸酯;以及山梨糖醇六-3(3,5-二-叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯。這些穩(wěn)定劑的性能可以通過利用與其結合的以下項進一步增強;(1)增效劑,例如像,硫代二丙酸酯和亞磷酸酯;以及(2)螯合劑和金屬減活化劑,例如像,乙二胺四乙酸、其鹽、以及二水楊醛丙烯二亞胺。任選的添加劑可以以按重量計從0%至約25%的量摻入粘合劑組合物中,以改變特定物理特性。這些添加劑可以包括著色劑如二氧化鈦和填充劑如滑石和粘土、交聯劑、成核劑、反應性化合物、阻燃礦物或有機試劑、以及紫外線(uv)吸收劑和uv熒光劑??梢允褂帽绢I域中已知技術中的任何一種生產在本發(fā)明的方法中有用的粘合劑組合物。該程序的代表性實例涉及將所有物質放置于帶夾套的混合釜并且優(yōu)選地baker-perkins或day類型的帶夾套的重型混合器中并且該混合釜配備有轉子,并且此后將這種混合物的溫度升高至120℃至177℃的范圍。應當理解,該步驟中要使用的精確溫度將取決于具體成分的熔點。攪拌所得粘合劑組合物直至這些聚合物完全溶解。然后施加真空以去除任何夾帶的空氣。通常使用各種方法將熱熔性粘合劑涂覆到基材上。這可以通過輥涂或任何印刷類型的方法,或通過狹縫涂覆,通過擠出或通過噴槍進行。噴槍技術是眾多的,并且可以在或不在壓縮空氣輔助下進行,該壓縮空氣將使粘合劑噴霧成形,并且因此使粘合劑圖案成形。通常允許熱熔性粘合劑材料在罐中熔融,并且然后將其通過軟管泵送到基材上的最終涂覆點。對于本發(fā)明,將粘合劑施用在基材上的優(yōu)選方法將是通過擠出應用、最優(yōu)選地基材和粘合劑的共擠出以形成層壓物。優(yōu)選地,在膜生產過程中,將熱熔性粘合劑與膜共擠出。為了適合于共擠出,在300°f下測量的粘合劑材料的粘度需要通常是高于50,000厘泊(cp)、更優(yōu)選高于75,000厘泊(cp)、并且最優(yōu)選高于100,000厘泊(cp),以便實現恰當的圖案以及因此恰當的基材粘合性能。如果粘合劑的粘度太低,則在共擠出期間在基材上沒有獲得連續(xù)的熔融粘合劑涂層,導致有缺陷的層壓物。線速度、添加量(add-on)水平以及晾置時間、凝固時間、壓縮力和壓縮時間也是過程控制參數。由膜基材和本發(fā)明的粘合劑組合物的涂層構成的共擠出層壓物應該適合作為用于食品容器或包裝的熱封層或蓋子。為此,該基材膜優(yōu)選為粘土涂覆紙、聚氯乙烯(pvc)膜、聚酯膜、鋁箔、尼龍膜、或聚烯烴膜(特別是聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)膜,如定向聚丙烯(opp))、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、低密度聚乙烯(ldpe)或高密度聚乙烯(hdpe)。在食品加工工業(yè)中,容器由各種塑料材料模制并且一旦容器被填充有待包裝的產品時,用本發(fā)明的層壓物作為這些容器的蓋子而熱封這些容器。如在此所指出的,這種熱封操作優(yōu)選在160°f下發(fā)生,并且因此本發(fā)明的粘合劑必須具有160°f或更低的活化溫度。實例中使用的原料如下:膜/基材描述和樣品制備使用粘土涂覆紙/pe/opp/底漆層壓物制造基材/膜。將粘合劑通過1.0密耳厚并且取決于粘合劑的粘度在375°f-400°f下的狹縫涂覆應用施用到膜的打底漆一側上。將具有粘合劑的層壓膜切成1.0英寸寬的樣品。然后,使用sentinel熱封機、使用在20psi下指示的溫度和2.0秒停留時間,將1.0×1.0英寸的面積熱活化到hdpe膜(或如所指出的其他基材)上。在使用英斯特朗(instron)拉伸試驗機以12.0英寸/分鐘的十字頭速度運行180度剝離試驗之前,將測試樣品在受控環(huán)境(72°f,50%rh)中調節(jié)15-30分鐘。實例bostik的分析表明,來自漢高公司(henkel)的競爭性粘合劑的粘合劑組合物proxmelte4090是基于聚乙烯蠟、萜烯樹脂、和乙烯乙酸乙烯酯(eva)聚合物,并且接近于bostik的組合物1的粘合劑組合物。圖1示出了競爭性粘合劑的活化溫度是高于180°f,并且與bostik的組合物1的熱活化溫度相比是更高的。表1所示的粘合劑的熱特性與其熱活化溫度直接相關。盡管它們具有相似的熔融峰溫度,但是它們在其熔融焓上顯著不同。因此,如與bostik組合物1相比,競爭性粘合劑需要高得多的能量來熔融粘合劑。表1:eva和茂金屬基配制品大多數封蓋應用的最小標準初始剝離力要求為至少約1.0磅/英寸,并且最小值優(yōu)選是在約1.0至約1.5磅/英寸之間,這取決于防止在生產填充區(qū)中泄露的包裝的尺寸。如圖1所示的,競爭性粘合劑具有更高的熱封活化溫度,這是高于180°f,以獲得至少1.0磅/英寸的希望的最小初始剝離力。其結果是并且如圖1所示的,競爭性粘合劑在160°f-180°f下具有不充分的剝離力。盡管bostik的組合物1具有比競爭性樣品略低的活化溫度,但其剝離力值還仍然低于在160°f下1.0磅/英寸或更高的工業(yè)目標要求。如表1所示的,bostik的eva基(組合物1)和bostik的mpo基(發(fā)明1)在配制品中使用與該聚合物體系更相容或適合的增稠樹脂。組合物1使用sylvalitere100l,與具有更高%的乙酸乙烯酯(在表1中縮寫為va)(26%-28%的乙酸乙烯酯)的eva聚合物非常相容的松香酯樹脂。發(fā)明1使用wingtackextra,與聚烯烴聚合物相容的非氫化的芳香族改性的脂肪族樹脂。如表5所示,用于組合物1和發(fā)明1中的eva和mpo聚合物的熱特性與粘合劑的熱特性直接相關,這導致與發(fā)明1相比,組合物1具有稍微更高的熔融峰和熔融焓。因此,如圖1所示,組合物1需要稍微更高的溫度和稍微更高的能量將這些膜粘合在一起。而且,跨過所測試的溫度,發(fā)明1的剝離力遠高于工業(yè)最低標準要求。這將允許轉換器將其涂層重量水平降低至低于1.0密耳并且仍然滿足對于良好的密封性的1.0磅/英寸的最小目標要求。表2:各種蠟和特性蠟典型地用作熱熔性粘合劑配制品中的稀釋劑。然而,它根據所使用的蠟的類型及其特性來控制粘合劑的固化(set-up)速度、柔性和硬度。表2顯示了所使用的具有不同軟化點的三(3)種不同類型的蠟。而且,這三(3)種蠟具有如表5所示的不同的熱特性(熔融峰和熔融焓)。發(fā)明1使用具有150°f(65.5℃)軟化點的石蠟;發(fā)明2使用具有212°f(100℃)軟化點的費歇爾-托普希蠟;并且發(fā)明3使用具有194°f(90℃)軟化點的微晶蠟。與發(fā)明1相比,預期發(fā)明2和3配方的所得粘度和軟化點更高,因為它們在其配制品中使用更高分子量和更高軟化點的蠟。在圖2中,顯示出發(fā)明1、2和3的熱封能力高于1.0至1.5磅/英寸的工業(yè)初始剝離力或密封要求。表3:高與低軟化點增粘樹脂和特性供應商原料名稱發(fā)明1發(fā)明4發(fā)明5發(fā)明6不同供應商石蠟150-15215151515美國克雷威利公司wingtackextra25resinallcorpresinal100025伊士曼化學品公司eastotach115l25伊士曼化學品公司eastotach130r25陶氏化學公司engage840759.559.559.559.5巴斯夫公司irganox10100.50.50.50.5總計(%)100100100100在300°f下的粘度(cp)109,000在325°f下的粘度(cp)72,000在350°f下的粘度(cp)50,400在375°f下的粘度(cp)33,80040,70039,55042,700在400°f下的粘度(cp)30,10029,10031,550環(huán)球軟化點181°f183°f179°f183°f熔融峰,℃62.560.560.460.6熔融焓,j/g47.155.656.657.1表4:茂金屬聚烯烴聚合物和特性供應商原料名稱發(fā)明1發(fā)明7組合物2不同供應商石蠟150-152151515美國克雷威利公司wingtackextra252525陶氏化學公司engage840759.5陶氏化學公司engage813759.5陶氏化學公司engage840259.5巴斯夫公司irganox10100.50.50.5總計(%)100100100在300°f下的粘度(cp)109,000在325°f下的粘度(cp)72,000在350°f下的粘度(cp)50,400在375°f下的粘度(cp)33,80081,60042,600在400°f下的粘度(cp)59,80031,150環(huán)球軟化點181°f188°f223°f熔融峰,℃62.561.058.7,92.7熔融焓,j/g47.151.090.4表5:通過dsc的熱特性比較(astmd3418-03)熔融峰,℃熔融焓,焦耳/克石蠟150-15266.2201.2barecopx10088.7,105.7235.4microsere5909f65.9,86.7174.2eva,28%va,150mi61.852.7eva,26%va,3.0mi73.062engage840760.755.7engage813754.146.1engage840276.6,99.797.3表6:engage聚合物的物理和熱特性當前第1頁12
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