具体实施方式
动物胶的浓溶液冷却到某一温度时,体系产生固化而失去流动性。本发明中,使用乳液和稀释剂并控制动物胶的含量和体系的黏度,令体系在常温情况下仍有良好的流动性。
在温度较低的情况下,动物胶的溶解速度较慢,甚至只能部分溶胀而不能溶解,当温度慢慢升高,溶胀慢慢转变成溶解,溶解速度慢慢增大,直至完全溶解。加入交联剂后,动物胶发生交联反应,可以抑制动物胶溶解,令体系在温度较低的情况下,如在23-25℃以下,甚至在6-8℃以下,具有耐水性。但在热水中,交联反应的影响小于动物胶的溶解性,从而使体系在热水中溶解(易洗脱)。
本发明提供的用动物胶制备的粘合剂,其包括的组分及其重量百分含量为:动物胶1-40%、乳液0-45%、淀粉0-20%、稀释剂5-40%、交联剂0-10%、增稠剂0-5%、添加剂0.001-2%和水20-50%。
本发明提供的粘合剂的黏度在30℃时为80000cps以下,优选为75000cps以下,更优选为70000cps以下,最优选为60000cps以下;耐常温水(23-25℃)为10天以上;耐冰水(4-7℃)为2天以上,优选为5天以上,更优选为7天以上;在无碱的高温水(78-82℃)中的洗脱时间在2分钟以下。
其中动物胶含量的优选范围是5-35%,更优选为8-18%。
乳液含量的优选范围是10-40%,更优选为20-40%。
淀粉含量的优选范围是4-15%,更优选为4-12%。
稀释剂含量的优选范围是5-25%,更优选为5-20%。
本发明的粘合剂为水性粘合剂体系,除了水以外,包括动物胶、稀释剂和添加剂。进一步,所述粘合剂还可以包括乳液、淀粉、交联剂和增稠剂等。
动物胶通常指从哺乳动物骨胶原(皮、骨、腱或其它结缔组织的基本成分)制得的胶,通常是由动物的骨胶原经酸或碱处理、萃取等工艺而制得的高分子量多肽聚合物。骨胶是用动物的骨熬制的,皮胶可以由制革废物熬得。一般将动物的骨、皮或腱先在石灰水中浸泡,然后水洗、中和,再用温水浸泡或在水中加热蒸煮,获得浸出物,直接脱水,干燥。骨胶和皮胶以液体、胶冻或固体形式供应,其形态有片、管、粒、粉、块、板等,可用水再调制后使用。本发明使用的动物胶可以是骨胶或皮胶,例如罗赛洛(广东)明胶有限公司生产的动物胶。
乳液是指两种互不相溶或部分互溶的液体(如油和水)在乳化剂作用下形成的稳定分散体系。可用的乳液的例子包括但不限于乙酸乙烯均聚物乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液(VAE乳液)、乙酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液、乙酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液(醋丙乳液、乙丙乳液)、纯丙烯酸酯乳液(纯丙乳液)、改性丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液(苯丙乳液)、有机硅-丙烯酸酯共聚乳液(硅丙乳液)。较常用的有苯丙乳液、VAE乳液、醋丙乳液、纯丙乳液等。本发明优选使用的乳液包括聚乙烯-乙酸乙烯酯乳液、改性丙烯酸聚合物乳液和丙烯酸胶乳或其组合,例如DSM生产的Neocryl BT9、Air Product的EVA系列等。合成高分子乳液能够改善体系的流动性,减少体系的晾置时间和固化时间。
本发明中可用的淀粉的例子包括谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉和其他类淀粉,及其改性淀粉或其混合物。谷类淀粉例如米淀粉、玉米淀粉、高粱淀粉和麦淀粉。薯类淀粉例如木薯、甘薯、马铃薯、豆薯、竹芋、山药、蕉芋等的淀粉。豆类淀粉例如绿豆、蚕豆、豌豆、豇豆、混合豆等的淀粉。其它淀粉例如菱粉、藕粉、荸荠、橡子、百合、慈菇、西米等的淀粉。本发明优选使用改性的马铃薯淀粉、玉米淀粉或大米淀粉或其组合,例如National Starch & Chemical LTD生产的淀粉。
稀释剂是指用以降低粘合剂黏度的物质。能够提高流动性、润湿性、渗透性,便于混合均匀,利于涂布操作,延长使用期。本发明使用的稀释剂优选为尿素,用以减少动物胶的凝胶点和提供良好的流动性。凝胶点是指开始出现凝胶的临界点。
交联剂指能使聚合物大分子主链间产生交联即形成化学键的物质,其种类很多,包括金属氧化物,可以提高粘接强度、耐热性、耐水性。耐老化性等。本发明优选使用镁的氧化物、硫酸镁、锌的氧化物或者过渡金属的氧化物或其组合。
增稠剂是指能增加粘合剂黏度的物质,具有调节黏度、稳定、防沉、防流等作用。其种类繁多,本发明优选使用DBP(邻苯二甲酸二丁酯)或者碱性物质,比如硼砂、氨水、氢氧化钠或磷酸氢二钠等。
添加剂是进一步加入以改善其它性能的物质,可以是消泡剂、防腐剂和/或香精。消泡剂是能够防止泡沫产生或破坏泡沫的物质,以免胶层出现气孔、影响粘接性能。防腐剂是对微生物或霉菌具有杀灭、抑制作用,以及对金属具有防腐蚀作用的物质,例如防霉、杀菌剂,或防锈剂或缓蚀剂。香精是改善、增加和模仿香气和香味的添加剂,其可以是天然的或合成的,天然香精如精油、净油、浸膏、酊剂等。
本发明的实施方式包括:
1.一种水基粘合剂,其包括的组分和重量百分含量如下:
动物胶 1-40%,
乳液 0-45%,
淀粉 0-20%,
稀释剂 5-40%,
交联剂 0-10%,
增稠剂 0-5%,
添加剂 0.001-2%,和
水 20-50%。
2.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述动物胶的重量百分含量为5-35%。
3.如实施方式2所述的水基粘合剂,其中所述动物胶的重量百分含量为8-18%。
4.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述乳液的重量百分含量为10-40%。
5.如实施方式4所述的水基粘合剂,其中所述乳液的重量百分含量为20-40%。
6.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述淀粉的重量百分含量为4-15%。
7.如实施方式6所述的水基粘合剂,其中所述淀粉的重量百分含量为4-12%。
8.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述稀释剂的重量百分含量为5-25%。
9.如实施方式8所述的水基粘合剂,其中所述稀释剂的重量百分含量为5-20%。
10.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述动物胶选自动物骨胶或动物皮胶或其组合。
11.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述乳液选自聚乙烯-乙酸乙烯酯或改性丙烯酸聚合物或丙烯酸胶乳或其组合。
12.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述淀粉选自改性的马铃薯淀粉、玉米淀粉或大米淀粉或其组合。
13.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述稀释剂为尿素。
14.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述交联剂选自镁的氧化物、锌的氧化物、过渡金属的氧化物、硫酸镁或其组合。
15.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述增稠剂选自邻苯二甲酸二丁酯、碱性物质或其组合。
16.如实施方式15所述的水基粘合剂,其中所述增稠剂为碱性物质。
17.如实施方式16所述的水基粘合剂,其中所述碱性物质选自硼砂、氨水、氢氧化钠、磷酸氢二钠或其组合。
18.如实施方式1所述的水基粘合剂,其中所述添加剂选自消泡剂、防腐剂、香精或其组合。
19.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂,其黏度在30℃时为80000cps以下。
20.如实施方式19所述的水基粘合剂,其中所述黏度在75000cps以下。
21.如实施方式20所述的水基粘合剂,其中所述黏度在70000cps以下。
22.如实施方式21所述的水基粘合剂,其中所述黏度在60000cps以下。
23.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂,其耐常温水为10天以上。
24.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂,其耐冰水为2天以上。
25.如实施方式24所述的水基粘合剂,其耐冰水为5天以上。
26.如实施方式25所述的水基粘合剂,其耐冰水为7天以上。
27.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂,其在无碱的高温水中的洗脱时间在2分钟以下。
28.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂,用于贴标签。
29.如实施方式28所述的水基粘合剂,其用于给容器贴标签。
30.如实施方式29所述的水基粘合剂,其中所述容器是玻璃容器、塑料容器、陶瓷容器或金属容器。
31.如实施方式30所述的水基粘合剂,其中所述玻璃容器是啤酒瓶。
32.如实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂在贴标签中的用途。
33.如实施方式32所述的用途,其中所述贴标签是给容器贴标签。
34.如实施方式33所述的用途,其中所述容器是玻璃容器、塑料容器、陶瓷容器或金属容器。
35.如实施方式34所述的用途,其中所述玻璃容器是啤酒瓶。
36.一种贴标签的方法,包括步骤:
(1)配制实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂;
(2)使用所述粘合剂将标签贴于物品上。
37.如实施方式36所述的方法,其中所述物品是容器。
38.如实施方式37所述的方法,其中所述容器是玻璃容器、塑料容器、陶瓷容器或金属容器。
39.如实施方式38所述的方法,其中所述玻璃容器是啤酒瓶。
40.一种制品,其包含实施方式1-18中任一项所述的水基粘合剂。
41.如实施方式40所述的制品是一种容器。
42.如实施方式41所述的制品,其中所述容器是玻璃容器、塑料容器、陶瓷容器或金属容器。
43.如实施方式42所述的制品,其中所述玻璃容器是啤酒瓶。
实施例
本发明通过下面的非限制性实施例被进一步描述,其中所有含量均为重量百分含量。
粘合剂的黏度、耐常温水时间和标签洗脱时间的测试方法:
黏度:
使用Brookfield数字黏度计(DV-II+型,Brookfield Engineering.Inc.Middleboro,MA),在转子29、5rpm、30℃下,测得黏度。
耐常温水实验:
将一定量的待测粘合剂涂布于测试标签上,然后将标签贴于啤酒瓶。将样品静止于23-25℃环境7天。然后将样品放在水槽中浸泡,并记录开始浸泡时间。每天将啤酒瓶左右各旋转半圈,观察标签脱落时间。耐常温水时间=标签脱落时间-开始浸泡时间。单位为天。
标签洗脱时间:
将一定量的待测粘合剂涂布于测试标签上,然后将标签贴于啤酒瓶。将样品静止于23-25℃环境30天。准备好78-82℃的干净水(pH约为7.0),将准备好的样品放于78-82℃的水中,不断旋转瓶子,直到标签完全脱落。将样品放在热水中为开始时间,标签脱落时间为实验结束时间。
实施例1
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 20%
淀粉 10%
丙烯酸乳液 30%
尿素 13%
交联剂 1%
氨水 2%
水 23%
其它助剂 1%
其中,动物胶为工业明胶,来自青海明胶股份有限公司;
淀粉为玉米淀粉,来自国民淀粉化学有限公司;
交联剂为氧化锌,来自洛阳蓝天化工厂;
其它助剂是指防腐剂、消泡剂和香精。防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司。消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
丙烯酸乳液的名称为Neicryk BT-9,组成成分为阴离子丙烯酸乳液,来自DSM公司,
将水115克、淀粉50克、动物胶100克放于搅拌釜,高速搅拌半小时。升温到40℃,将尿素65克投入。混合均匀后,将丙烯酸乳液150毫升加入。搅拌均匀后,加入30%浓度的氨水10毫升,并恒温搅拌半小时。形成溶胀的胶液后,水浴中加热到70℃,搅拌均匀。加入交联剂5克,继续搅拌半小时。然后加入防腐剂1克、消泡剂3.5克,香精0.5克。在搅拌状态下降温到30-35℃,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为75000cps。耐常温水(23-25℃)为10天,可以在无碱的高温水(78-82℃)中洗脱,洗脱时间小于2分钟。
实施例2
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 30%
淀粉 7%
尿素 20%
硼砂 2%
水 40%
其它助剂 1%
其中,动物胶为工业明胶,来自青海明胶股份有限公司;
淀粉为玉米淀粉,来自国民淀粉化学公司;
其它助剂中防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司,消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
将水200克、淀粉35克放于搅拌釜搅拌半小时。将尿素100克投入。混合均匀后,于水浴中加热到40℃。加入动物胶150克,形成均匀溶胀的胶液后,加入硼砂10克,继续搅拌半小时。升温到70℃,保温搅拌半小时。然后降温到50℃,加入防腐剂1克、消泡剂4克。在搅拌状态下降温到30-35℃,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为60000cps,耐冰水(4-6℃)为5天,可以在无碱的高温水中(78-82℃)洗脱,洗脱时间小于2分钟。
实施例3
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 40%
尿素 30%
硫酸镁 2%
水 27%
其它助剂 1%
其中,动物胶为明胶,来自罗赛洛(广东)明胶有限公司;
其它助剂中防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司,消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
将水135克放于搅拌釜搅拌半小时。将尿素150克投入。混合均匀后,加入动物胶200克。形成均匀溶胀的胶液后,于水浴中加热到70℃,并恒温搅拌半个小时。加入硫酸镁10克,继续搅拌半小时,降温到40℃。然后加入防腐剂2克、消泡剂3克。在搅拌状态下,降温到30-35℃,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为80000cps,耐冰水(4-6℃)为2天,可以在无碱的高温水中(78-82℃)洗脱,洗脱时间小于2分钟。
实施例4
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 1%
淀粉 15%
丙烯酸乳液 45%
尿素 12%
交联剂 3%
氨水 3%
水 20%
其它助剂 1%
其中,动物胶为工业明胶,来自青海明胶股份有限公司;
淀粉为玉米淀粉,来自国民淀粉化学有限公司;
交联剂为氧化锌,来自蓝天化工厂;
其它助剂中防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司,消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
将水100克、淀粉75克、动物胶5克放于搅拌釜,高速搅拌半小时。升温到40℃,将尿素60克投入。混合均匀后,将丙烯酸乳液225毫升加入。搅拌均匀后,加入30%浓度的氨水15毫升,并恒温搅拌半小时。形成溶胀的胶液后,水浴中加热到70℃。搅拌均匀,加入交联剂15克。继续搅拌半小时,然后加入防腐剂2克、消泡剂3克。在搅拌状态下降温到常温,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为65000cps,耐冰水(5-7℃)为7天,可以在无碱的高温水(78-82℃)中洗脱,洗脱时间小于2分钟。
实施例5
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 10%
淀粉 5%
丙烯酸乳液 35%
尿素 14%
交联剂 10%
氨水 3%
水 22%
其它助剂 1%
其中,动物胶为工业明胶,来自青海明胶股份有限公司;
淀粉为玉米淀粉,来自国民淀粉化学有限公司;
交联剂为氧化锌,来自洛阳蓝天化工厂;
其它助剂防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司,消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
将水110克、淀粉25克、动物胶50克放于搅拌釜,高速搅拌半小时。升温到40℃,将尿素70克投入。混合均匀后,将丙烯酸乳液175克加入。搅拌均匀后,加入30%浓度氨水15克,并恒温搅拌半小时。形成溶胀的胶液后,水浴中加热到70℃。搅拌均匀,加入交联剂50克,继续搅拌半小时。然后加入防腐剂1.5克、消泡剂3.5克。在搅拌状态下降温到常温,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为70000cps,耐常温水(23-25℃)为10天,可以在无碱的高温水(78-82℃)中洗脱,洗脱时间小于2分钟。
实施例6
粘合剂的组成和含量如下:
动物胶 14%
淀粉 5%
丙烯酸乳液 30%
尿素 14.5%
交联剂 7%
氨水 3%
水 25%
其它助剂 1.5%
其中,动物胶为工业明胶,来自青海明胶股份有限公司;
淀粉为玉米淀粉,来自国民淀粉化学有限公司;
其它助剂防腐剂为ACTICIDE SPX,来自THOR公司,消泡剂为BEVALOID系列,来自BEVALOID公司。
将水125克、淀粉25克、动物胶70克放于搅拌釜,高速搅拌半小时。升温到40℃,将尿素72.5克投入。混合均匀后,将丙烯酸乳液150克加入。搅拌均匀后,加入30%浓度氨水15克,并恒温搅拌半小时。形成溶胀的胶液后,水浴中加热到70℃。搅拌均匀,加入交联剂35克,继续搅拌半小时。然后加入防腐剂2克、消泡剂4.5克,香精1克。在搅拌状态下降温到常温,可得黄色粘性液体粘合剂。
测得该粘合剂的黏度约为70000cps,耐常温水(23-25℃)为7天,可以在无碱的高温水(78-82℃)中洗脱,洗脱时间小于2分钟。
将该粘合剂在krones的高速贴标机上使用,其中跑机速度达到35000-40000瓶/小时。贴标效果理想,标签平整,无翘标、掉标情况。标签洗脱效果如下:
注:酪素胶为国民淀粉化学有限公司的产品。
尽管通过以上实施方式,对本发明进行了描述,但如本领域的技术人员显而易见,对本发明可做许多修饰和改变而不背离本发明的精神和范畴。这里描述的具体实施方式仅仅作为实例被提出,本发明仅仅由所附权利要求,连同这些权利要求所授予的全部范围和等价物所限定。