CN103890112B - 具有薄熔融涂层的制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有高分子量、高粘度材料的薄厚度熔融涂层的制品和制备所述涂层的方法。

Description

具有薄熔融涂层的制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及具有薄(即低厚度)熔融涂层(例如粘合剂涂层)的制品和制备此类涂层的方法。
背景技术
多种涂层通过熔融涂覆法施加至基材,所述熔融涂覆法即这样的方法,其中加热材料至其软化以使得该材料可流动并且将该材料施加至基材,在该基材上使该材料冷却以在其上形成熔融涂覆层。
已提出多种用于熔融涂覆材料的方法。示例性例子包括正向和逆向滚涂法、狭槽模涂法、挤拉(滴落)模涂法、挤压接触模涂法和挤出压延涂覆法。示例性辊涂法、狭槽模涂法和挤出压延涂覆工艺描述于由Donatas Satas编著的“Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology(压敏粘合剂技术手册)(第3版)”(罗德岛沃威克(Warwick,RI)Satas&Associates出版社,1999年,第896-937页。
低粘度(即小于约50Pa-s)、低分子量(即小于约200,000g/mol)热熔融可涂覆型聚合物(例如蜡);热熔融胶/粘合剂(例如聚酰胺、聚烯烃和聚酯);通常使用辊涂法和狭槽模涂法来涂覆热熔融苯乙烯嵌段共聚物PSA和低分子量可回转泵送的(甲基)丙烯酸酯PSA。这些材料在熔融状态下呈液体状并且不需要挤出泵送法将所述材料传送给涂覆方法。所述材料可能需要挤出法来对材料进行熔融和/或混合。这些方法的低涂层重量限度为约20至约25g/m2并且取决于许多因素(例如分子量、拉伸/伸长粘度和剪切粘度)。
高粘度(即超过约50Pa-s)、高分子量(即超过约200,000g/mol)热熔融可涂覆型聚合物由于存在聚合物链缠结而在熔融状态下并非液体状并且需要挤出法进行混合、泵送和涂覆操作。此类材料的一种示例性涂覆方法包括将熔融聚合物自狭槽模具中挤出到由2个辊(其可具有适形的例如 橡胶涂层)和移动基材形成的辊隙中。如果熔融聚合物发粘,则熔体可滴落到具有离型涂层表面的辊上,然后通过用第二橡皮套辊将聚合物熔体夹压至移动基材上而层合。第二挤压涂覆方法为Satas参考文献中所述的压延涂覆。此方法适合于较高厚度的热熔融涂层,即大于约0.004英寸(100μm),相对缓慢并且需要极高的辊隙压力(大于约3000psi(20.7兆帕))。在压延涂覆操作中,涂料组合物和基材穿过固定的间隙或辊隙,其中涂料组合物和基材挤压在一起。此加工的示例性例子公开于美国专利No.3,783,072(Korpman)中。
美国专利No.4,167,914(Mladota)公开了用于热熔性粘合剂制剂的挤压式涂覆机(有时称为压榨涂覆),其采用小直径旋转杆协同较大直径旋转可压缩压力辊的细长槽式涂覆头。所述杆和压力辊各自通过电机在预定速度下旋转。图1为美国专利No.4,167,914中图2的一部分的衍生并且示出其中所示的一些部件,包括细长涂覆头29,其中室45连接至导管36,使得粘稠的热熔融涂层供给通过机动泵(未示出)以预定压力和速率泵送到室45中,以计量用于挤出穿过由导入(lead-on)唇缘或边缘46和导出(lead-off)唇缘或边缘47形成的细长窄挤出狭槽28的精确量幅材22在由例如气缸活塞支撑以施加预定压力的压力辊49的橡胶状弹性表面48下经受拖拉,同时也具有可缩性。可与压力辊49的弹性表面48协同并且与其形成压力辊辊隙53的是优选具有硬平滑表面的细长圆柱形杆54,杆54可旋转地使其大部分体积位于导出或下游唇缘47的相邻表面58中具有大致圆柱形横截面的凹槽57中。杆54深入地位于凹槽57中,使得仅约其体积上部四分之一暴露。杆54安装于其凹槽中,使得泵压力和速率使涂料组合物层在预定纵向和侧向张力下从导入或上游边缘46前移至旋转杆54的弯曲硬表面时施加至幅材22的表面,该杆不执行计量功能,因为其以较低速度(例如9至12rpm)旋转而压力辊和幅材以显著较高的速度前移。
采用旋转杆的幅材涂覆方法的其他例子公开于美国专利No.4,465,015(Osta等人),其中与挤出头的传送狭缝隔开并且牵引传送缝的棒用作撒布机;美国专利No.4,765,272(Mladota),其中显然未驱动的旋转刮刀构件用以促使低粘度组合物展布;和美国专利No.4,757,782(Pullinen),其中相反驱动(即成切线反向)的旋转杆用作用于低粘度组合物的平滑装置。
粘合剂通常通过表面连接至其他物质(包括各种粘附体和其他粘合剂)而粘结。压敏粘合剂(PSA)在环境温度下表现出长期(优选永久)粘着性并且将在施加轻微压力(例如通过手指或手压辊)下附着到多种基材上。Dahlquist标准(如D.Satas编著的Van NostrandReinhold,New York,N.Y.,1989年出版的Handbook of Pressure-Sensitive AdhesiveTechnology(压敏粘合剂技术手册)第二版,第171-176页所述)给出了PSA的公认的定量说明,该标准指出,储能模量(G')小于约3×105帕斯卡(在约22℃的温度下以10弧度/秒测量)的材料具有PSA性质,而超过该值的材料不具有该性质。更具体地讲,如本文中所用的PSA是指在使用温度(其可不同于室温)下具有低于Dahlquist标准的储能模量的材料。
PSA广泛用于大量应用中。在常见构型中,PSA涂层设置在制品的所需位置上。示例性例子包括例如呈片材或条带形式或卷绕成辊状的插片;自粘片,例如便签、标签、签名片等;容器封闭件;等。已开始使用多种粘合剂制剂,从而提供多种性能、成本和生产标准。制备PSA的材料的示例性例子包括丙烯酸类聚合物、热塑性弹性体、天然橡胶和合成橡胶、非弹性体热塑性聚合物等。
制备PSA涂层或在所需表面上形成PSA涂层的方法的示例性例子包括挤出涂层和溶剂涂层。合适方法的选择将部分取决于所用PSA制剂的性质、待形成涂层的基材的性质、可用设备和材料等。
尽管已知多种制备热熔融涂层的方法,但此类方法仅就超出特定厚度的涂层而言能够产生令人满意的涂层质量,即如所需的一样连续。需要在更高速度下产生具有较小厚度的高质量熔融涂层。
发明内容
本发明提供了具有高分子量、高粘度材料的薄厚度熔融涂层的制品和制备此类制品的方法。在一些实施例中,使用PSA涂层获得特定优点。
本发明的制品可使用多种不同熔融涂覆制剂以多种构型制备。示例性实施例包括压敏涂层和热熔性粘合剂涂层。可用于本发明的制剂的示例性例子包括丙烯酸类聚合物、热塑性弹性体、天然橡胶、合成橡胶和非弹性体热塑性聚合物。
简言之,本发明的制品包括具有第一表面的基材以及具有第一主表面和第二主表面的熔融涂覆层,所述熔融涂覆层的第一主表面设置在所述基材的第一表面上。熔融涂覆层为基本上连续的并且表现出所需特性,例如为PSA,提供热熔融附着性等。根据本发明,熔融涂覆层比先前可用的此类高分子量、高粘度材料的涂层更薄。
本发明的熔融涂覆层可由选自下列的熔融组合物形成:
(a)一种或多种丙烯酸类聚合物,其具有至少约200,000的集合分子量,其中所述组合物不含溶剂并且含有不超过约1重量%的胶凝化丙烯酸类聚合物;
(b)一种或多种热塑性弹性体,其具有在适于热熔融涂覆所述组合物的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约20,000cP的集合熔融粘度;
(c)一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其中其均非热塑性弹性体,具有至少约200,000g/mol的集合分子量和在适于热熔融涂覆所述组合物的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约50,000cP的集合熔融粘度;和
(d)一种或多种非弹性体热塑性聚合物,其具有约50,000g/mol至约3,000,000g/mol的集合分子量,其中所述组合物不含溶剂。本文中使用术语集合来表达指定性质(即分子量或熔融粘度)是针对整个主题涂料组合物来表述。
简言之,本发明的方法包括:
(a)输送如本文所述的熔融涂料组合物穿过模缝,所述模缝具有小于约30密耳(760微米)的厚度;
(b)将组合物熔融涂覆在基材上,例如使熔融组合物直接接触到旋转杆和支撑于支承辊上的移动基材之间的辊隙点的入口侧,所述旋转杆具有小于约3英寸(7.6cm)的直径,其中辊隙点的压力优选地引起支承辊变形;以及
(c)在辊隙的出口侧获得所涂覆的基材;
其中所述旋转杆和所述支承辊各自顺着所述移动基材的运动方向旋转,即前向旋转;并且
其中所述旋转杆以大于约20rpm旋转,并且具有所述移动基材的切向速度的约1至约20%的切向表面速度。已意外地发现,通过此方法(其中所述旋转杆位于模具的传送狭槽中),所述杆充当计量装置并且所述涂料组合物以允许形成超薄熔融涂层的方式“向下剪切”和“涂抹”到基材上。
本发明的方法采用熔融加工,即,将热量和机械压力施加至组合物上并且相对移动基材,以将涂料组合物挤出到基材上的所需位置中并且挤出至所需厚度。与通常用于涂覆高分子量、高粘度PSA和其他组合物的先前已知方法不同,不使用液体载体介质或溶剂。因此,无需干燥所得涂层,从而排除可能高成本的其他操作,诸如专门的干燥和溶剂回收系统,以及排除基材暴露于可能损害熔融涂覆层的涂层后处理的风险。
申请人已发现,本发明可用于制备迄今未实现的PSA材料与所选高粘度、高分子量材料的高质量涂层。本发明的另一优点为可使涂层获得迄今未实现的高速和极薄厚度的组合。因此,本发明允许第一次高速生产例如具有极薄PSA涂层的制品。所得优点包括潜在规模经济地生产此类制品,减少所得制品成本和潜在提高的性能,因为可减小PSA涂层厚度以消除材料成本、提高所得制品的其他特性(例如重量、柔韧性等)。
虽然本说明参照PSA涂层描述本发明的方法和制品,但应了解本发明的优点也可使用其他熔融涂层来获得。示例性例子包括薄粘结层,例如热塑性粘合剂层、薄弹性体层(例如热塑性弹性体(TPE))和适形层。
本发明扩展了熔融涂覆厚度的范围,其可通过聚合物材料,特别是具有高分子量(例如大于200,000g/mol)、高熔融粘度(例如大于50Pa-s)的材料来实现。已意外地发现可获得此类材料的具有极低厚度的连续涂层。因此,本发明提供迄今未实现的显著潜在的成本节约、材料消耗量减少和可持续性增强。此外,本发明使得更薄更轻的产品成为可能。
通常,本发明的熔融涂层为基本上连续的,即不含针孔型缺陷。在一些实施例中,本发明的熔融涂层具有微纹理化表面(即所述侧与接触基材的侧相对)。此类熔融涂层可表现出显著低于具有平滑表面(即基本上均一厚度)的相同材料的涂层的涂层密度。本发明的涂层可通常表现出的涂层密度为相同材料的平滑边缘涂层的涂层密度的约60%至约95%,因此以较少成本提供粘合剂性能。除具有较大厚度(即具有较大涂层重量)之 外,美国专利No.4,167,914中所公开的方法的涂层所得物也将表现出约为相同材料的平滑边缘涂层的95%至100%涂层密度。
附图说明
结合附图对本发明进行进一步说明,其中:
图1为现有技术的涂覆头、压力辊、旋转杆和杆座的局部侧视图;
图2为本发明方法的涂覆头、压力辊、旋转杆和杆座的局部侧视图;
图3为本发明制品的熔融涂覆层的暴露表面的显微照片;并且
图4为本发明制品的边缘的显微照片。
这些图未按比例绘制,它们仅是用于展示,并不限制本发明。
关键词和术语表
除非另外指明,否则说明书和权利要求书中所用的表示成分的量、例如分子量等性质、反应条件等等的所有数字在所有情况下均应理解为被术语“约”所修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和附加权利要求中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可以随本领域的技术人员使用本发明的教导内容寻求获得的特性而变化。在最低程度上,每一个数值参数并不旨在限制等同原则在权利要求书保护范围上的应用,至少应该根据所记录的数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。虽然设定本发明的广泛范围所给出的数字范围和参数为近似值,但具体实例中所示的数值会尽可能准确地报告。然而,任何数值固有地包含了由于存在于它们各自测试量度中的标准偏差而无法避免的某些错误。
%重量、重量%、%(按重量计)等为同义词,指物质重量除以组合物重量再乘100得到的物质浓度。
由端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数值(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。如本说明书以及附加的权利要求书中所使用,除非内容有另外清楚的表述,单数形式的词语“一个”和“所述”包含复数语词所指的对象。例如,例如对含有“化合物”的组合物的提及包括两种或更多种化合物的混合物。如本说明书以及附加的权利要求书中所使用,术语“或”一般以包含“和/或”的意思使用,除非内容有另外清楚的表述。
对于下列给出定义的术语,以这些定义为准,除非在权利要求书或在本说明书中的其他部分另外给出了不同的定义。
“脂族”是指环状、直链或支化饱和单价或多价烃基。
“烷基”是指具有一至约十二个碳原子的直链饱和单价烃基或具有三至约十二个碳原子的环状或支化饱和单价烃基,例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、戊基等等。
“亚烷基”是指具有一至约十二个碳原子的直链饱和二价烃基或具有三至约十二个碳原子的环状或支化饱和二价烃基,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-甲基亚丙基、亚戊基、亚己基等等。
“大”量和“少”量是指大量比少量多。
“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
“聚合物”是指并且包括聚合物、共聚物(例如用两种或更多种不同的单体形成的聚合物)、低聚物和它们的组合以及可通过例如共挤出或者反应(包括酯交换反应)形成为可混溶的共混物的聚合物、低聚物或共聚物。除非另有指明,否则嵌段共聚物和无规共聚物都包括在内。
本说明书中使用了下列缩写。
具体实施方式
根据本发明,涂料组合物施加至基材通常包括混合和涂覆步骤。根据所用设备和技术,两个工序可在单个一体化配混和涂覆线中进行。然而,这对于本发明的实施而言并非必需。本领域的技术人员将能够容易地选择合适的设备和加工参数,部分取决于所用组分材料的性质。
混合
本发明可使用分批或连续配混方法来产生均匀混合物熔融涂料组合物,即,其中可混溶组分和不可混溶组分两者的域尺寸小于约0.1μm的组合物。对于分批或连续配混,各组分可使用例如物理共混来配混。
提供分散混合(dispersive mixing)、分布混合(distributive mixing)或分散混合与分布混合的组合的物理共混装置也适用于制备本发明的热熔融可涂覆型材料。如上所述,可使用分批物理共混方法和连续物理共混方法两者。分批法的例子包括使用下列设备:BRABENDER(使用来自南新泽西州哈肯萨克的C.W.布拉本德仪器公司(C.W.BrabenderInstruments, Inc.,South Hackensack,NJ)的BRABENDER 单元)或BANBURYTM内部混合和辊压(使用来自康涅狄格州安索尼亚的法雷尔公司(FARREL COMPANY,Ansonia,CT)的设备)。
优选地,使用连续配混方法制备本发明的热熔融可涂覆型材料。连续方法的示例性例子包括使用下列设备和加工类型的那些:单螺杆挤出、双螺杆挤出、圆盘挤出、往复式单螺杆挤出和销钉机筒单螺杆挤出。连续方法可包括利用分布元件,诸如腔体转移部件(例如,来自英格兰什鲁斯伯里的睿派技术有限公司(Rapra Technology Ltd.,Shrewsbury,England)的CTM)和销钉混合元件、静电混合元件;和分散元件(例如,如“Mixing inSingle-Screw Extruders(单螺杆挤出机中的混合),”Mixing in Polymer Processing(聚合物加工中的混合),由Chris Rauwendaal编著(纽约的马塞尔德克尔公司(Marcel DekkerInc.:New York(1991),第129、176-177和185-186页)中所述的MADDOCK混合元件或SAXTON混合元件)。
为获得较高产出率,连续配混尤其有利,其中PSA涂料组合物的组分具有迥然不同的粘度和分子量。为实现高产出率,应优选迅速进行熔融、混合和捏和。
已知多种合适的连续配混装置。连续配混装置可包含单个单元或一系列互连单元。适用于本发明的连续配混装置的示例性例子为具有一连串输送和加工部分的双螺杆挤出机,例如美国专利No.5,539,033(Bredahl等人)中所述的双螺杆挤出机。
可沿着连续挤出机长度提供多个输入口,以有利于添加热熔融可涂覆型材料的各种组分,诸如热塑性弹性体、热塑性塑料、非热塑性弹性体、(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物、增粘剂、增塑剂和本领域中已知的其他添加剂。将在添加温度下为固体或在添加时为固体的材料通过输入端口添加至部分完整输送部分。可在任何可用进入口处将在添加温度下为液体或在添加时为液体的材料添加至熔体中。熔体泵和过滤器可作为挤出机的整体部分或作为独立单元存在,以便于从连续配混装置移除粘合剂和从粘合剂流移除不需要的污染物。
热熔融可涂覆型材料可连续混合并泵送至涂覆操作或泵送入第二容器(例如圆筒)中以用于运输和随后再加工。
涂层
本发明的示例性涂覆设备示出于图2中。模头110包括具有边缘114的细长上游或导向棒112、具有边缘118的细长下游或牵引棒116、细长杆120和杆座122。导向棒112和牵引棒116间隔开以限定狭槽124。导向棒112和牵引棒116被构造为使得边缘114突出超过边缘118以限定反颌U。牵引棒116的边缘顶端118基本上与杆120呈切向排列。杆120和棒112被布置为使得导向模具顶端114与杆120之间的间隙D2小于或基本上等于模缝124的宽度D1,即棒112与116之间的尺寸。间隙D2(有时在本文中称为模缝)为模具出口点,涂料组合物的流动在此处不再受模具限制。间隙D2通常为约0.005英寸至约0.035英寸(0.13mm至0.9mm)。间隙D1通常为约0.005英寸至约0.070英寸(0.13mm至1.8mm)。间隙D2可具有背朝分配歧管延伸的固定距离,或具有变化距离。间隙由于从杆座和杆本身过渡而可存在不连续性,或间隙可具有固定或单调减小的距离。如本领域中所熟知,间隙参数将影响模具此部分的压降。模头110通常经定向使得杆120比边缘顶端114更接近于基材130,从而形成压力辊隙N。
相比之下,如图1中所示,在美国专利No.4,167,914的设备中,牵引边缘47的顶端以间隙的急剧膨胀结束,使得熔融涂层制剂的贮存器形成为引入辊隙53中。
在本发明中,热熔融可涂覆型聚合物组合物126泵送入模头110中,透过狭槽124,从边缘114与杆120之间形成的间隙计量送出。在涂覆期间,组合物126首先通过杆120与边缘114的作用计量,然后由杆120在辊隙N处涂抹于幅材130上。在涂覆操作期间,通常形成连续涂层小珠128。随着支撑于具有橡胶套133的支承辊132上的幅材130移动越过涂覆模具110,熔融涂层134已形成于幅材130上。应了解,涂覆小珠128的尺寸和形状将部分取决于模头110与支承辊132之间的距离、延伸越过边缘顶端114的杆120部分的尺寸和模头110与支承辊132的角度。
边缘顶端114和118应清洁并且不含刻痕和毛刺,并且应在25cm长度内为1微米内的直线。本发明的优点为部件使用寿命通常较长,因为在杆、模具边缘等上的剪切负载减小。
在典型实施例中,支承辊132的直径为约8英寸至约16英寸(20cm至40cm)。
虽然支承辊132可基本上不可压缩,但其通常具有弹性以致在辊隙处略微变形。所述变形(有时称为模具渗透)有利于实现涂覆小珠与基材的所需均匀接触,特别对于细长模缝、杆等可为数英尺宽的大设备。示例性例子包括由硅橡胶制成或具有橡胶套以有利于清洁熔融残余物的支承辊。如果支承辊过软,则所述辊将趋于在涂覆期间过度变形,从而导致所述辊永久变形和所得涂层中不可接受的不均匀性。在本发明的典型实施例中,使用肖氏硬度A为约50至约90或以上硬度计的支承辊。
在典型实施例中,支承辊132的表面变形至约1密耳至约25密耳(25微米至635微米)的深度。如果需要,选择操作参数以限制支承辊132的变形深度在一些情况下不超过约10密耳(380微米)、在其他情况下不超过约5密耳(125微米)以及在其他情况下不超过约1密耳(25微米)。将渗透量减小至实现均匀接触所需的最低量,使得本发明中可使用较薄、较低撕裂或拉伸强度的基材。
为有利于在涂覆期间控制温度,支承辊可根据需要冷却或加热。
在典型实施例中,杆120的直径为约0.125英寸至1英寸(0.3cm至2.5cm)。
杆120可为平滑的或具有纹理化表面。在一些实施例中,杆为平滑的或具有RA值小于约1000微英寸(25μm)的表面纹理。在其他情况下,旋转杆具有RA值小于约100微英寸(2.5μm)的表面纹理,并且在其他情况下,该杆具有RA值小于约20微英寸(0.5μm)的表面纹理。
在操作中,杆首先充当计量装置,然后将组合物涂抹于基材上。杆以大于约20rpm的速度旋转,从而具有为移动基材速度的约1%至约20%、优选约3%至约8%的有效表面速度。如果杆旋转过慢,则熔融涂料组合物将倒退并且在移动基材上产生涂覆空隙或非涂覆区域,而如果杆旋转过快,则出现涂覆缺陷(例如震颤图案),可导致所得涂层的不连续性。
本发明的方法可高速进行,使其适用于工业规模产品。例如,通常所述方法可通过幅材130以大于约200英尺/分钟(60米/分钟)的速度移动穿过辊隙N来进行。在一些实施例中,幅材以大于约500英尺/分钟(150米/分钟)的速度移动,并且在一些实施例中,幅材以大于约1000英尺/分钟(300米/分钟)的速度移动穿过辊隙N。
如美国专利No.4,167,914中,杆旋转用于展布磨损并且释放积存于辊隙中的任何粒子,并且杆旋转不仅用于计量目的,而并且用于展布磨损,同时克服任何拖影。杆用于刮除熔融聚合物并且涂层厚度取决于涂覆速度、聚合物熔融粘度、聚合物拉伸/伸长粘度、辊隙压力等。与压延操作类似,熔融聚合物在涂层辊隙中计量并且其余未涂覆聚合物熔体在杆上游形成再循环(滚动)料堆。对于涂覆速度和厚度的主要限制为剪切力和拉伸/伸长粘度,其随热熔融可涂覆型聚合物分子量变化。如果分子量过高,则涂覆速度和可实现的低涂层厚度将受涂覆缺陷(包括厚缘小珠)限制。这些缺陷可为表面缺陷(例如,交叉缝式、山形等)或涂覆空隙。
与美国专利No.4,167,914相比,使用较低的辊隙压力。优选地,旋转杆经指向以在仅必要时提供对基材和支承辊的渗透或与基材和支承辊接触,从而提供与基材和支承辊的均匀接触。如果辊隙压力过低,则熔融涂料组合物将不能有效地润湿基材,从而产生有缺陷的涂覆性能。如果辊隙压力过高,则所得涂层将具有“涂层缺点(coating out)”(即空穴),并且可产生其他涂覆缺陷。
本发明的热熔融涂覆方法为挤压涂覆方法,其为具有特定方法变化的上述旋转杆模缝挤出的改进。杆的旋转速度与由模缝供给的熔融聚合物膜的厚度和由于旋转杆/熔融聚合物膜以较低程度渗透移动基材和橡胶覆盖的支承辊中而产生的较低涂层辊隙压力组合基本上开拓了关于熔融粘度、熔融温度、涂覆速度和低涂层厚度限制的涂覆窗口。旋转杆与薄(例如,小于约0.030英寸(760微米))聚合物熔膜和低涂覆辊隙压力(渗透支承辊中)联合用于精确计量本发明的热熔融可涂覆型聚合物。杆的前向旋转速度通常为移动基材速度的约1%至约20%以提供均匀涂层厚度和最小边缘小珠。
本发明的优点为:涂料组合物为按需要在基材上实现流动所需的流动通过施加热量和压力于组合物来实现。不同于液体介质(例如,水或挥发性有机溶剂)用于实现涂料组合物流动并且必须例如通过干燥从所得涂覆层移除的传统液体介质涂覆操作,本发明所用的涂料组合物可基本上不含液体介质并且不使用涂覆后干燥操作。
本发明的方法优于美国专利No.4,167,914公开内容的另一优点为:与根据参考文献制备的涂层相比,可形成具有最少或不具有边缘小珠(即, 沉积的熔融涂层材料在涂层区边缘的变厚部分)的涂层。当根据参考文献制备涂层时,形成具有显著边缘小珠(例如各涂层边缘上的区域)产生的边缘,此类边缘小珠可占涂层总宽度的多至10%或以上。为消除此类小珠和它们提供的破坏性能,通常例如通过裁切移除侧边缘部分,从而产生显著废流。相比之下,本发明的方法所制备的涂层具有最少或不具有边缘小珠的最终产品,因此极大地减少或甚至消除废料。
在一些实施例中,本发明的熔融涂层具有微纹理化表面(与接触基材的一侧相对),其包含在纵向上延伸的若干具有较厚和较薄涂层厚度的条纹。此类所得涂层可表现出明显低于具有平滑表面(即基本上均一厚度)的相同材料的涂层的涂层密度。本发明的涂层可通常表现出的涂层密度为相同材料的平滑表面涂层的涂层密度的约60%至约95%。Mladota中所公开的方法的所得涂层将表现出的涂层密度约为相同材料的平滑边缘涂层的95%至100%。涂层厚度的变化可通过光学方式,例如测量所得涂层的比较光泽;和通过直接物理方式,例如用测径器测量厚度来评估。此类条纹的例子可见于图3和4中,其中可见的幅材130上的熔融涂层134表面138上的条纹136。尽管此类条纹可随着熔融涂层松弛(尤其是如果涂层制品经受压缩,例如卷绕成辊状)而趋向于减少,但往往可观察到被涂覆材料的残余对齐。
涂料组合物
可用于本发明的熔融可涂覆型组合物包括选自下列的材料:
(a)一种或多种丙烯酸类聚合物,其具有至少约200,000的集合分子量,其中所述组合物不含溶剂并且含有不超过约1重量%的胶凝化丙烯酸类聚合物;
(b)一种或多种热塑性弹性体,其具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约20,000cP的集合熔融粘度;
(c)一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其均非热塑性弹性体,具有至少约200,000g/mol的集合分子量和在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约50,000cP的熔融粘度;和
(d)一种或多种非弹性体热塑性聚合物,其具有约50,000g/mol至约3,000,000g/mol的集合分子量,其中所述组合物不含溶剂。
如果需要,可添加一种或多种合适添加剂来改变所得熔融涂覆层的性质。此类添加剂的示例性例子包括颜料填料,例如玻璃或聚合物泡或珠(其可为膨胀的或不膨胀的);疏水性或亲水性二氧化硅;碳酸钙;玻璃或合成纤维;化学和物理发泡(起泡)剂;韧化剂;增强剂;阻燃剂;抗氧化剂和稳定剂。这些添加剂以足够的量添加以获得所需的最终性质。
(a)丙烯酸类聚合物
在一些实施例中,熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物具有至少约200,000的分子量并且具有小于约25g/m2的涂层重量。在一些此类实施例中,熔融涂覆层基本上不含增粘剂、油和增塑剂。如果需要,此类实施例的熔融涂覆层的涂层重量可小于约21g/m2、小于约17g/m2、小于约13g/m2或甚至小于约9g/m2
在熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物的实施例中,丙烯酸类聚合物可具有至少约500,000、在一些情况下至少约800,000并且需要时甚至至少约1,000,000的集合分子量。
如果需要,熔融涂覆层可基本上由一种或多种丙烯酸类聚合物组成。在一些实施例中,熔融涂覆层包含选自丙烯酸异辛酯的聚合物和共聚物的丙烯酸类聚合物。可用于本发明的其他丙烯酸类聚合物描述如下。
低Tg(甲基)丙烯酸酯单体。可通过本发明的方法涂层的一类聚合物材料为热熔融可涂覆型(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。热熔融(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物含有一种或多种低Tg(甲基)丙烯酸酯单体。可用的低Tg(甲基)丙烯酸酯单体的例子包括选自非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯的单官能不饱和单体,其烷基包含约1至约18、优选约4至约12个碳原子。当均聚时,优选(甲基)丙烯酸酯单体具有低于约20℃的Tg并且具有如下通式(I):
其中R1为H或CH3。当R1为H时表示丙烯酸酯单体并且当R1为CH3时表示甲基丙烯酸酯单体。R2广泛选自直链、支化、芳族或环状烃基。优选地,R2为直链或支化烃基。烃基中碳原子的数目优选为约1至约20,并且更优选为约1至约18。当R2为烃基时,其也可包括杂原子(例如,氧或硫)。
适用于本发明的合适低Tg(甲基)丙烯酸酯单体包括但不限于丙烯酸苄酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正十六烷基酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、异壬基丙烯酸盐、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲丙烯酸异丙酯、丙烯酸异十三烷基酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、甲基丙烯酸1-甲基环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸3-甲基环己酯、甲基丙烯酸4-甲基环己酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-辛酯、甲基丙烯酸2-辛酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正十四烷基酯、甲基丙烯酸正十四烷基酯及其混合物。
高Tg单体。热熔融可涂覆型(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物可包括一种或多种高Tg单体。本发明的高Tg单体优选为均聚物Tg大于约20℃、最优选大于约50℃并且可与先前所述的低Tg(甲基)丙烯酸酯单体共聚的单烯键式不饱和单体。合适的高Tg单体单体的例子包括但不限于下列一者或多者:取代的甲基丙烯酸低级(C1至C4)烷基酯,诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸叔丁酯;丙烯酸正十六烷基酯、丙烯酸正己基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸异丁酯;乙烯酯,诸如乙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯;和新壬酸乙烯酯;环烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯;芳族或桥联环烷基醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,诸如甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸4-叔丁基环己基酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-萘酯和甲基丙烯酸2-萘酯;和苯乙烯和取代的苯乙烯衍生物,诸如α-甲基苯乙烯。其他适用的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物包括美国专利No.4,554,324(Husman等人)和No.4,693,776(Krampe等人)中所述的乙烯基封端的聚合单体(所谓“大分子单体”),并且包括Tg大于约20℃并且重均分子量(Mw)在约2,000g/mol至约30,000g/mol范围内的部分。可用的聚合部分包括乙烯基芳族聚合物,诸如聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(乙烯基-甲苯)和其异构体;或非芳族乙烯基聚合物,诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)。
极性单体。任选的极性单体也有助于热熔融(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的机械性能。此外,此类极性单体增强所得(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物组合物的内部强化和表面亲和力。可用的酸性极性单体包括但不限于选自单烯键式不饱和羧酸、磺酸、膦酸及其混合物的那些的一者或多者。此类化合物的例子包括选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、油酸、β-羧乙基丙烯酸酯、2-磺乙基甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸等以及它们的混合物的那些。由于其可用性,尤其优选的酸性极性单体为单烯键式不饱和羧酸。当需要甚至更强的酸时,尤其优选的酸性极性单体包括烯键式不饱和磺酸和烯键式不饱和膦酸。其他可用的极性单体包括N-乙烯基内酰胺,诸如N-乙烯吡咯烷酮;N-乙烯基己内酰胺;取代的(甲基)丙烯酰胺,诸如N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺;(甲基)丙烯腈和马来酸酐。
如果(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物需要PSA特性,则对应均聚物或共聚物可经调整以使得具有小于约0℃的所得玻璃化转变温度(Tg)。PSA应具有根据“Handbook ofPressure Sensitive Adhesive Technology(压敏粘合剂技术手册)(第2版)”,DonatasSatas编著(van Nostrand,New York,1989)中所述的物理性质。特别优选的PSA(共)聚合物为(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。此类(共)聚合物通常衍生自占至少一种低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体的约40重量%至约98重量%、优选至少约70重量%、更优选至少约85重量%、最优选约90重量%的单体,所述丙烯酸烷基 酯单体作为均聚物Tg小于约0℃并且优选小于约-20℃。极性(甲基)丙烯酸酯共聚物通常衍生自占可共聚极性单体的约2重量%至约30重量%、优选约2重量%至约15重量%的单体。任选地,其他乙烯基单体和作为均聚物Tg大于20℃的高Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体可与一种或多种低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体和极性单体一起使用,条件是所得(甲基)丙烯酸酯共聚物的Tg小于约0℃。
聚合方法。在本发明的实践中,(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物可通过包括但不限于下列常规技术的技术聚合:溶剂聚合、分散聚合、乳液聚合、悬浮聚合、无溶剂本体聚合和辐射聚合,包括使用紫外光、电子束和γ辐射的方法。起始物质可包含聚合引发剂,尤其是有效聚合(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物单体的类型和量的热引发剂或光引发剂。
溶剂聚合方法。溶剂聚合为本领域中所熟知并且描述于诸如美国专利No.Re24,906(Ulrich)和No.4,554,324(Husman等人)的各种来源中。简言之,通过下列步骤进行所述工序:添加单体、合适溶剂(例如乙酸乙酯)和任选的链转移剂至反应容器中,添加自由基引发剂,用氮气吹扫,并且使反应容器维持在高温(通常在约40℃至约100℃的范围内)下直至反应完成,通常约1至约20小时,取决于批量和温度。合适的自由基引发剂为市售的,例如以商品名VAZO得自杜邦公司(DuPont Company)的那些。具体例子包括VAZOTM64(2,2'-偶氮双(异丁腈))和VAZOTM52。合适的引发剂还包括过氧化氢如叔丁基过氧化氢以及过氧化物如过氧化苯甲酰和过氧化环己烷。
分散聚合方法。分散聚合通常以由单体、引发剂和空间稳定剂在不溶解所得聚合物的溶剂中的溶液组成的单相反应混合物形式来进行。聚合的初始阶段为典型溶液聚合并且聚合物链尺寸增大直至其变得不溶于反应混合物。随着聚合物开始从混合物沉淀出,空间稳定剂吸附于聚合物表面上,防止聚合物粒子以其形成形式聚结。反应继续进行直至所有单体耗尽为止,导致聚合物粒子形成,此类聚合物粒子不溶于其形成所处的反应介质。
乳液聚合方法。乳液聚合也描述于美国专利No.Re24,906中,其中单体与乳化剂和合适引发剂一起添加至反应容器中的蒸馏水中,用氮气吹扫 并且在搅拌下加热(通常至约25℃至约80℃范围内的温度)直至反应完成。
为易于处理和/或为以固体材料或可涂覆型、可分散粉末形式使用乳液聚合的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物,可使用常规干燥技术喷雾干燥乳液聚合的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。为制备此类粉末,乳液聚合的原料共聚物可馈入喷嘴以使得乳液喷洒于热气流中。水性乳液介质首先蒸发,从而形成浓缩原料共聚物的小液滴。随着水性介质移除接近完成,液滴转化成粉末粒子。参见例如美国专利No.3,772,262(Clementi)或K.Masters、“SprayDrying(喷雾干燥)”,第2版,Wiley:1976。
悬浮聚合方法。(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物也可使用悬浮聚合方法以小珠形式制备。此类悬浮方法描述于例如欧洲专利申请No.853092(Bogaert等人)中。此悬浮方法包括混合低Tg(甲基)丙烯酸酯单体、高Tg单体、极性单体、自由基引发剂、链转移剂和其他所需添加剂以形成预混物。悬浮稳定剂(例如糊精或糊精衍生物)与水并且随后与预混物组合以形成水包油悬浮液。所得悬浮液通常包含约10重量%至约50重量%的预混物和约90重量%至约50重量%的水相。然后引发聚合,通常为热引发,并且在约40℃至约90℃的温度下进行约2至约16小时。(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物小珠可通过多种方式分离并且直径通常为约1微米至约5000微米。与乳化法类似,可喷雾干燥较小粒子以回收(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。较大粒子可例如通过简单过滤和风干分离。
无溶剂聚合方法。无溶剂聚合方法,诸如美国专利No.4,619,979和No.4,843,134(均授予Kotnour等人)中所述的连续自由基聚合方法;美国专利No.5,637,646(Ellis)中所述的使用间歇式反应器的基本上绝热聚合方法和美国专利No.5,804,610(Hamer等人)中所述的关于聚合封装预粘合剂组合物所述的方法也可用于制备(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。
在此后一方法的一个优选实施例中,0.1至约500克的包含低Tg(甲基)丙烯酸酯单体、高Tg单体、极性单体、引发剂和任选的链转移剂的可聚合混合物完全由封装材料围绕。在另一个优选实施例中,将预粘合剂组合物设置在片材表面或一对两个基本上平行的片材之间。
封装材料由在与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物或塑化PSA组合物组合时基本上不会有害影响所需PSA特性的材料制成。由压敏粘合剂和封装 材料的混合物制备的热熔融涂覆PSA与仅由PSA制备的热熔融涂覆PSA相比可具有提高的PSA性质。
包装材料应该适用于所使用的聚合方法。例如,对于光聚合,有必要使用在进行聚合反应所需的波长下可充分透过紫外线辐射的膜材料。聚合可如美国专利No.4,181,752(Martens等人)中所述通过暴露于紫外线(UV)辐射来实现。在一个优选实施例中,用具有约280纳米至约400纳米(nm)的发射光谱的大于约60%和优选大于约75%的UV黑光在约0.1至约25mW/cm2的强度下进行聚合。
在另一个优选无溶剂聚合方法中,根据美国专利No.4,181,752中所述的技术,通过光引发聚合方法制备本发明的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物。低Tg(甲基)丙烯酸酯单体、高Tg单体、极性单体和光引发剂在不存在溶剂的情况下混合在一起,并且部分聚合至约500cps至约50,000cps范围内的粘度以获得可涂覆型浆料。或者,单体和光引发剂在不存在溶剂的情况下混合并且部分聚合以制备浆料。在又一方法中,可以将单体和增塑剂与触变剂(例如热解法亲水性二氧化硅)混合以实现可涂覆的厚度。然后将UV交联剂和任何其他成分添加至预聚合的浆料或增稠增塑的单体混合物中。或者,这些成分(除交联剂外)可在预聚合之前直接添加至单体混合物中。
将所得组合物涂覆到基材(其可透过UV辐射)上并且在惰性(即,无氧气)气氛中如氮气气氛中通过暴露于UV辐射来聚合。适合的基材的例子包括防粘衬垫(如硅氧烷防粘衬垫)和条带背衬(其可以为涂底漆或未涂底漆的纸张或塑料)。还可以通过用几乎完全透过UV辐射的塑料薄膜覆盖可聚合涂层,并且如上述专利中所述的使用紫外灯在空气中照射穿透那层薄膜来实现充分的惰性气氛。或者,不同于覆盖可聚合的涂层,可以将可氧化的锡化合物加入可聚合的浆料中以增加浆料对氧气的耐受性,如美国专利No.4,303,485(Levens)中所述。紫外线光源优选具有约280nm至约400nm(更优选约300nm至约400nm)发射波长的约90%,其中最大在约351nm处。
优选地添加自由基引发剂以帮助共聚低Tg丙烯酸酯单体、高Tg单体和极性单体。所用的引发剂类别取决于聚合方法。可用于使丙烯酸酯单体聚合的光引发剂包括安息香醚,诸如安息香甲醚或安息香异丙醚;取代的安 息香醚,如2-甲基-2-羟基苯丙酮;芳族磺酰氯,如2-萘磺酰氯;和光活性氧化物,如1-苯基-1,1-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟。市售光引发剂的例子为IRGACURETM651(2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮,来自巴斯夫公司(BASFCorp.))。一般来讲,光引发剂以基于可共聚单体的重量计约0.005至1重量%的量存在。合适热引发剂的例子包括AIBN(2,2'-偶氮双(异丁腈));氢过氧化物,诸如叔丁基过氧化氢;和过氧化物,诸如过氧化苯甲酰和过氧化环己烷。
优选地,(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物在无溶剂下聚合。然而,如果需要,适合的惰性有机溶剂可为任何对反应物和产物充分惰性而不会对反应造成不利影响的有机液体。这类溶剂包括乙酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮以及它们的混合物。如果使用,基于反应物(单体和引发剂)和溶剂的总重量,溶剂的量通常为约30至约80重量%。在此类情况下,溶剂通常在涂覆之前从聚合物移除。
任选地,组合物也包括链转移剂以控制(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的分子量。链转移剂是调控自由基聚合反应的物质,并且通常在本领域中是已知的。合适的链转移剂包括:卤代烃,诸如四溴化碳;含硫化合物,诸如月桂基硫醇、丁硫醇、乙硫醇、硫基乙酸异辛酯(IOTG)、巯基乙酸2-乙基己酯、巯基丙酸2-乙基己酯、季戊四醇巯基丙酸酯、2-巯基咪唑和2-巯基乙醚。
可用的链转移剂的量取决于所需的分子量和链转移剂的类型。链转移剂的用量通常以重量计相对于每100份原料共聚物为约0.001份至约10份,并且优选地约0.01份至约0.5份,并且最优选地约0.02份至约0.20份。
市售甲基(丙烯酸)酯(共)聚合物PSA具有低Mw(小于约200,000g/mol)和低熔融粘度(在约130℃的温度下小于约40Pa-s,和在锥板式流变性测量中约100秒-1的剪切速率),从而被视为可在小于约160℃的温度和高制备涂覆速度下通过辊涂法或狭槽模涂法进行热熔融涂覆。大于约160℃的温度促进PSA的热降解。此类市售(甲基)丙烯酸酯PSA的例子包括acRESINTM系列(来自巴斯夫公司的A204UV、A250UV、A260UV和DS3532)和NOVARADTMRC系列(来自Novamelt Gmbh)。这些丙烯酸酯共聚物因其分子量较低,而在涂覆后需要UV固化以发展可 用的PSA性能。UV交联通过高强度UV暴露结合接枝于共聚物结构中的UV反应性化学交联剂来进行。
本发明的接触涂覆方法允许在低涂层重量(低至约4g/m2)和高速(>约1000英尺/分钟)下涂覆极高分子量(高达约1,000,000g/mol或以上)(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的能力。涂覆较高分子量丙烯酸类物的能力拓展配制窗口以包括在较低UV或电子束剂量下具有较高粘合剂性能的涂层,并且可针对一些产物应用消除辐射后固化的需要。在需要清洁移除和剪切阻力的许多应用(例如,用于波纹纤维板粘结的包装条带)中,较高分子量强烈影响PSA性能。
用于热熔融可涂覆型(甲基)丙烯酸酯共聚物的增粘剂和增塑剂。(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物可自粘或增粘。可用的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物PSA通常含有0份至约100份的一种或多种相容性增粘树脂于100份(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物中。适合与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物一起使用的增粘树脂通常包括但不限于:脂族烯烃衍生的树脂,诸如ESCOREZTM1000系列(来自埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Co.));松香酯,诸如FORALTM系列和STAYBELITE-ETM系列(两者皆来自Pinova公司(Pinova,Inc.));妥尔油松香酯,诸如SYLVATACTM和SYLVALITETM系列(来自亚利桑那化学公司(Arizona Chemical))、WESTREZTM5000系列(来自米德西瓦可公司(MeadWestvaco Corp.))和PERMALYNTM系列(来自伊士曼化学公司(Eastman Chemical Co.));聚萜烯,诸如PICCOLYTETMA、F、C和S系列(来自Pinova公司);脂环族烃,诸如ESCOREZTM5000系列(来自埃克森美孚化工公司);和衍生自石油或松脂来源的萜烯酚醛树脂,诸如SYLVARESTMTP2019(来自亚利桑那化学公司)。
选择使用于本发明的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的增塑剂具有一系列性质。一般来讲,增塑剂可为液体或固体,具有一系列分子量和结构,与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物可相容,为单体或聚合物并且具有非挥发性和非反应性。另外,固体和液体的、单体和聚合物的混合物以及增塑剂的其它组合都可用于本发明。
一般来讲,液体增塑剂可易于与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物配混,和/或可经选择以与使用本体聚合方法制备的增塑PSA组合物的单体混 溶。此外,液体增塑剂可直接传送至无粘性(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物中或传送于已经涂覆原料共聚物膜上,并且通常迅速经吸收以活化压敏粘合剂性质。
另外,增塑剂可以具有一系列分子量和结构。也就是说,增塑剂在本质上可以为聚合物型的或单体的。通常,单体增塑剂衍生自低分子量的酸或醇,随后分别用单官能醇或单官能酸将低分子量的酸或醇酯化。这些的例子为一元酸和多元酸(multibasic acid)的酯,例如肉豆蔻酸异丙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、己二酸二丁酯、癸二酸二丁酯等。可用的聚合物型增塑剂为非丙烯酸的并且通常衍生自阳离子或自由基可聚合的、缩合可聚合的或开环可聚合的单体,以制备低分子量聚合物。这些聚合物型增塑剂的例子包括诸如聚氨酯、聚脲、聚乙烯醚、聚醚、聚酯等之类的材料。如本申请中所用的“非丙烯酸的”指聚合物型增塑剂包含小于约20重量%的任何(甲基)丙烯酸单体。
可用的增塑剂与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物可相容,使得增塑剂一旦与(共)聚合物混合,则增塑剂无法与(共)聚合物相分离。所谓“相分离”是指对于增塑(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物中的纯增塑剂而言,通过差示扫描量热法(DSC)未发现可检测的热转变,如熔化或玻璃化转变温度。可允许增塑剂从或在整个增塑(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的一定程度的迁移,诸如由于组合物平衡或温度影响的微小分离,但增塑剂不会迁移至(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物与增塑剂之间相分离的程度。当使用聚合增塑剂时,聚合增塑剂趋向于比单体增塑剂在应用上受略微较多的限制,并且通常,聚合增塑剂的分子量越低,其与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的相容性就越高。增塑剂与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的相容性也可取决于增塑剂的化学性质和(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的单体含量。例如,观察到基于聚醚主链(例如聚乙二醇)的聚合增塑剂比聚酯增塑剂更相容,尤其是在使用较高含量的酸性极性单体时。
用于本发明的增塑剂也为非挥发性的。如果增塑剂欲用于在增塑剂存在下形成(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的本体聚合法,则增塑剂不仅使单体成溶剂合物,而且在聚合反应条件下仍存在并且稳定以充当低Tg(甲基)丙烯酸酯单体、高Tg单体和极性单体的聚合介质。具有PSA性质的增 塑(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物中存在增塑剂对PSA组合物维持粘附性质起作用。
另外,可用的增塑剂为非反应性的,因此防止与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的单体共聚。因此,一般不使用具有丙烯酸酯官能团、甲基丙烯酸酯官能团、苯乙烯官能团或其它烯键式不饱和、自由基反应性官能团的增塑剂。
尤其可用的增塑剂包括重均分子量为约150至约5,000,优选约150至约1,500的聚环氧烷,例如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙二醇;烷基或芳基官能化聚环氧烷,例如PYCALTM94(聚环氧乙烷的苯基醚,来自禾大国际公司(Croda International Plc.));苯甲酰基官能化聚醚,诸如BENZOFLEXTM系列(来自伊士曼化学公司);聚氧化乙烯单甲基醚;单体己二酸酯,诸如己二酸二辛酯、己二酸二异壬酯、己二酸二丁氧基乙氧基乙酯和己二酸二丁氧基丙氧基丙酯;聚合物己二酸酯,如聚酯己二酸酯;柠檬酸酯,诸如柠檬酸乙酰基三正丁基酯;邻苯二甲酸酯,诸如邻苯二甲酸丁苄酯;偏苯三酸酯;癸二酸酯;聚酯,诸如PARAPLEXTMG系列(来自HallStar公司(HallStar Co.));磷酸酯,诸如SANTICIZERTM系列(来自菲洛公司(Ferro Corp));戊二酸酯,诸如PLASTHALLTM7050(来自HallStar公司的二烷基二醚戊二酸酯)及其混合物。
增塑剂的用量以重量计相对于每100份(pph)(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物为约1至约100份。优选地,增塑剂以约3至约50pph的量存在。最优选地,增塑剂最以约3至约40pph的量存在。
所用增塑剂的量取决于用于(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的低Tg丙烯酸酯单体、高Tg单体和极性单体的类型和比率,和用于组合物的增塑剂的化学类别和分子量。例如,随着(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物模量增加,需要较高含量的增塑剂以使得配混物质模量降至用于PSA制备的有效范围(即,剪切储能模量低于Dahlquist标准)。随着PSA中增塑剂的量增加,维持内聚强度变得越加困难,因此对最终PSA中可允许的增塑剂的量设立实际上限。如果需要诸如干粘性(aggressive tack)、低温性能或平滑剥离的性质,则高含量增塑剂可为有利的。通常,随着(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的分子量降低,可使用并且仍获得良好内聚强度的最大增塑 剂负载量也降低。非常类似地,如果需要保持高温剪切,则推荐较低增塑剂含量
考虑到对PSA制剂有实际限制,显然也应存在以(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物开始的剪切模量的上限并且仍能够使用约100pph或下列的增塑剂负载实现PSA行为。实际模量值难以限定,因为其强烈取决于增塑剂类型、增塑效率和增塑剂与(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的相容性。
交联剂。本发明的(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物也可包括交联剂以提高内部强度、耐溶剂性及其他性质。以100份(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物计或以100重量份的所用低Tg(甲基)丙烯酸酯单体、高Tg单体和极性单体计,交联剂以约0.05重量%至约5重量%的量存在。
可用于溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和无溶剂聚合的热熔融(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物组合物的交联剂为自由基可共聚和/或在涂层(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物之后通过暴露于辐射、水分或热量实现交联的交联剂。通常,为维持(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物的热熔融加工性和可涂覆性,在(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物与增粘剂、增塑剂、交联剂及其他添加剂配混并且涂覆混合物之后进行交联。一种类型的化学交联剂为通过暴露于高强度UV光活化的光敏交联剂。此类交联剂的例子描述于美国专利No.4,737,559(Kellen等人)中并且包括夺氢二苯甲酮和单烯键式不饱和芳族酮,特别是4-丙烯酰氧基二苯甲酮(4ABP)。另一类光敏交联剂包括取代的三嗪,诸如美国专利No.4,329,384(Vesley等人)和No.4,330,590(Vesley)中所公开的那些,例如2,4-双(三氯甲基)-6-对甲氧基苯乙烯-S-三嗪和发色团卤代甲基-S-三嗪。取代的三嗪由人造来源(例如中压汞灯)产生的UV光或UV黑光活化。另一类化学交联剂包括美国专利No.4,379,201(Heilmann等人)中所公开的多官能丙烯酸酯,诸如HDDA、TMPTA、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、1,2-乙二醇二丙烯酸酯(EGDA)和1,12-十二烷二醇二丙烯酸酯。当与UV吸收性光引发剂,诸如IRGACURETM651(2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮,来自巴斯夫公司)和可见光吸收性光引发剂,诸如IRGACURE819[来自巴斯夫公司的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物]组合时,多官能丙烯酸酯通过暴露于UV光活化。多官能丙烯酸酯可在不存在光引发剂的情况下,在暴露于高能电磁辐射(例如γ辐射或电子束辐射)时活化。一些(甲基)丙烯酸酯 (共)聚合物将在未添加化学光交联剂的情况下,在暴露于γ辐射或电子束辐射时交联。
也可使用离子交联方法。这些方法的例子包括简单添加多官能金属离子,诸如乙酸锆(来自美国新泽西州弗莱明顿的伊利可创镁业公司(Magnesium Elektron Ltd.,Flemington,NJ,USA));或如美国专利No.6,720,387(Stark等人)中所公开的与聚合碱性交联剂配混。
(b)热塑性弹性体
在一些实施例中,熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体,所述一种或多种热塑性弹性体具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约20,000cP的集合熔融粘度,并且熔融涂覆层具有小于约12g/m2的涂层重量。
如果需要,可形成涂层重量小于约9g/m2的此类熔融涂覆层。
如果需要,可使用在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约50,000cP、大于约100,000cP或甚至大于约1,000,000cP的集合熔融粘度的热塑性弹性体形成此类熔融涂覆层。
适于在本文中使用的热塑性弹性体的示例性例子包括选自下列的弹性体:苯乙烯嵌段共聚物,例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物。
如果需要,在熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体的实施例中,熔融涂覆层还可包含增粘树脂,例如C5树脂。
热塑性聚合物在施加热量时软化并且流动但在冷却时再固化;可再熔和模制热塑性聚合物。热塑性聚合物可为无定形或半结晶性的。无定形热熔融可涂覆型热塑性聚合物具有玻璃化转变温度(Tg),但不结晶。半结晶性热塑性聚合物具有玻璃化转变温度(Tg),并且部分结晶。
热熔融可涂覆型热塑性聚合物可经相容性增粘剂和增塑剂、加工助剂、抗氧化剂、颜料、填料、化学发泡剂和物理发泡剂进行改性。
苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体合成弹性体。可使用本发明方法涂覆的另一类聚合物材料为热熔融可涂覆型苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体(TPE)合成弹性体。苯乙烯嵌段共聚物(SBC)TPE为唯一一类也具有热塑性流动的合成弹性体。SBC通常包含A-B或A-B-A类型的共聚物,其中 A表示热塑性聚苯乙烯嵌段并且B表示聚异戊二烯、聚丁二烯、聚(乙烯/丁烯)、聚(乙烯/丙烯)或聚(异戊二烯/丁二烯)的弹性体嵌段。SBC分子量通常介于约100,000g/mol至约1,500,000g/mol的范围。SBC可以各种分子结构存在,包括线形、辐射形、星形和锥形几何形状。两相组合物中苯乙烯体积分率的变化使聚苯乙烯域呈球形、圆筒形、板形和共连续结构形状。适用于配制压敏粘合剂(PSA)的市售SBC的例子包括苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物,诸如KRATONTMD1161P(来自科腾高性能聚合物(Kraton PerformancePolymers,Inc.))、VECTORTM4113(来自Dexco聚合物公司(Dexco Polymers LLP))、QUINTACTM3620(来自Zeon公司(Zeon Corp.))和EUROPRENETMSOL T9113(来自埃尼欧洲化工公司(Polimeri Europa S.p.A.));苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物,诸如KRATONTMG1657(来自科腾高性能聚合物公司);苯乙烯-乙烯/丙烯嵌段共聚物,诸如KRATONTMG1702(来自科腾高性能聚合物公司);苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,诸如KRATONTMD1118X(来自科腾高性能聚合物公司)和苯乙烯-异戊二烯/丁二烯嵌段共聚物,诸如KRATONTMD1171P(来自科腾高性能聚合物公司)。高分子量(例如,>800,000g/mol)SBC的基于多臂星形的嵌段共聚物结构,诸如美国专利No.5,296,547和No.5,773,506(两者皆授予Nestegard等人)中所述的那些,并且特别可用作SBC PSA中的电子束辐射可固化TPE组分。其他SBC在弹性体嵌段上含有反应性官能团,诸如马来酸酐(MA)。一个例子为经MA改性的苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物的(来自科腾高性能聚合物公司)。基于聚苯乙烯末端嵌段和软丙烯酸类聚(丙烯酸正丁酯)中间嵌段的SBC可以NANOSTRENGTH SAS(来自阿科玛公司(Arkema Inc.))获得。可组合不同SBC以产生熔合共混物。
SBC可通过添加增粘树脂和增塑油经改性以增加压敏粘性。添加剂也可通过减少弹性体熔融粘度而有利于热熔融涂覆。与弹性体缔合的增粘树脂通常在PSA中发展粘性。市售弹性体相缔合树脂的例子包括但不限于:脂族烯烃衍生的树脂,诸如ESCOREZTM1000系列(来自埃克森美孚化工公司)和WINGTACKTM系列(来自柯瑞山谷美国有限责任公司(CrayValleyUSA,LLC));芳族改性脂族树脂,诸如ESCOREZTM2000系列(来自埃克森美孚化工公司)和NORSOLENETMM系列(来自柯瑞山谷美国有限责任公司);脂环族烃,诸如ESCOREZTM5000系列(来自埃克森美孚化工公 司);氢化纯单体树脂,诸如REGALREZTM系列(来自伊士曼化学公司);松香酯,诸如FORALTM系列和the STAYBELITE-ETM系列(两者皆来自Pinova公司(Pinova、Inc.));妥尔油松香酯,诸如SYLVATACTM和SYLVALITETM系列(来自亚利桑那化学公司(Arizona Chemical))、WESTREZTM5000系列(来自米德西瓦可公司(MeadWestvacoCorp.))和PERMALYNTM系列(来自伊士曼化学公司(Eastman Chemical Co.));聚萜烯,诸如PICCOLYTETMA、F、C和S系列(来自Pinova公司);和衍生自石油或松脂来源的萜烯酚醛树脂,诸如SYLVARESTMTP2019(来自亚利桑那化学公司)。与热塑性(聚苯乙烯)相关的树脂趋向于使压敏粘合剂硬化。热塑性相缔合树脂包括但不限于:聚芳族烃,诸如PICCOTM6100芳族烃树脂(来自伊士曼化学公司);香豆酮-茚树脂,诸如CUMARTMP-25(来自内维尔化工公司(Neville Chemical Co.))和衍生自煤焦油或石油并且软化点高于约85℃的其他高溶解度参数树脂,诸如SYLVARESTMSA100α-甲基苯乙烯树脂(来自亚利桑那化学公司)和PICCOTEXTM系列的α-甲基苯乙烯/乙烯基甲苯树脂(来自伊士曼化学公司)。可用的市售增塑剂包括但不限于橡胶缔合烃油,诸如TUFFLOTMHR系列的环烷油(来自卡柳梅特专业产品合作公司(Calumet Specialty Products Partners,LP))、NYFLEXTM222B环烷油(来自尼纳斯有限公司(Nynas AB))、KAYDOLTM重链石蜡油(来自索恩本精制品公司(Sonneborn RefinedProducts B.V.))和液体聚异丁烯弹性体,诸如OPPANOLTMB10(来自巴斯夫公司)。
可出于特殊目的添加其他物质,包括但不限于颜料;抗氧化剂,诸如IRGANOXTM1010和IRGANOXTM1076受阻酚(两者均来自巴斯夫公司)、IRGANOXTM1726双官能受阻酚/硫酯(来自巴斯夫公司)和ARENOXTMDL硫酯抗氧化剂(来自美泽有限公司(Mayzo,Inc.));抗臭氧剂,诸如NIBUDTM二丁基二硫代氨基甲酸镍(来自Akrochem有限公司(Akrochem,Inc.))和紫外光抑制剂,诸如TINUVINTMP(来自巴斯夫公司)。紫外线(UV)引发剂,诸如IRGANOXTM1010和IRGANOXTM819(来自巴斯夫公司)可与多官能丙烯酸酯单体,诸如己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等组合,以有利于SBC PSA涂层的紫外线(UV)和/或电子束(EB)固化。基于异戊二烯和丁二烯中间嵌段的高分 子量多臂星形嵌段SBC可在不存在化学试剂(例如多官能丙烯酸酯)的情况下,在暴露于电子束和γ辐射时交联。
丙烯酸嵌段共聚物热塑性弹性体。可使用本发明方法涂覆的另一类聚合物材料为热熔融可涂覆型丙烯酸嵌段共聚物热塑性弹性体。除聚苯乙烯嵌段经玻璃状热塑性聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA嵌段置换并且弹性体嵌段经软丙烯酸酯嵌段(例如聚(丙烯酸丁酯)BA或聚(丙烯酸2-乙基己酯)2EHA)置换以外,丙烯酸嵌段共聚物(ABC)热塑性弹性体与SBC类似。ABC可自粘或经相容性增粘树脂(例如,松香酯或妥尔油酯)和增塑剂(例如,邻苯二甲酸酯或低聚BA或2EHA)改性。ABC可以NANOSTRENGTHTMMAM(来自阿科玛公司)和KURARITYTM(来自可乐丽公司(Kuraray Co.,Ltd.))商购获得。ABC可以与SBC相同的方式,通过使用常规UV、电子束和γ辐射方法交联。
热熔融可涂覆型丙烯酸嵌段共聚物热塑性弹性体可经相容性增粘剂和增塑剂、加工助剂、抗氧化剂、颜料、填料、化学发泡剂和物理发泡剂进行改性。
热塑性弹性体。可通过本发明方法涂覆的另一类聚合物材料为热熔融可涂覆型热塑性弹性体。市售热熔融可涂覆型热塑性弹性体包括但不限于:热塑性聚氨酯(TPU),诸如ESTANETM和PELLETHANETM系列的基于聚醚和聚酯芳族的TPU(来自路博润公司(LubrizolCorp));热塑性共聚酯,诸如HYTRELTM系列(来自杜邦公司);聚醚-嵌段-酰胺,诸如基于聚酰胺12(PA12)和聚聚四亚甲基二醇(PTMG)的PEBAXTM系列(来自阿科玛公司);茂金属催化的热塑性聚烯烃(TPO)嵌段共聚物弹性体,诸如AFFINITYTM、AMPLIFYTM、ENGAGETM、EXACTTM、和INFUSETM系列(来自陶氏化学公司)和EXACTTM、EXXELONTM以及VISTAMAXXTM系列(来自埃克森美孚化工公司);以及它们的共混物。
热熔融可涂覆型热塑性弹性体可经相容性增粘剂和增塑剂、加工助剂、抗氧化剂、颜料、填料、化学发泡剂和物理发泡剂进行改性。
(c)天然橡胶和合成橡胶
可通过本发明方法涂覆的另一类聚合物材料为热熔融可涂覆型非热塑性弹性体。“非热塑性烃弹性体”为烃均聚物或烃共聚物。其在本文中通常称为“弹性体”。根据定义,非热塑性烃弹性体为如使用差示扫描量热 法(DSC)所测量的不具有可测量熔融温度的烃弹性体。非热塑性烃弹性体与诸如SBC和基于PMMA-BA的丙烯酸嵌段共聚物(ABC)的嵌段共聚物不同。本发明可用的非TPE包括天然橡胶(NR)和合成橡胶(SR)弹性体。
在一些实施例中,熔融涂料组合物包含下列材料并且需要时可基本上由下列材料组成:一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其具有至少约200,000g/mol的集合分子量,不是热塑性弹性体,并且其具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约50,000cP、在一些情况下大于约100,000cP并且需要时甚至大于约1,000,000cP的熔融粘度。
在用此类组合物制成的本发明的典型实施例中,熔融涂覆层具有小于约29g/m2的涂层重量。根据本发明,熔融涂覆层可在例如在一些情况下小于约25g/m2、在一些情况下小于约19g/m2、在一些情况下小于约15g/m2并且需要时甚至小于约11g/m2
通常,此类熔融涂覆层含有不超过约1重量%的胶凝化天然或合成橡胶。
包含如本文所述的一种或多种天然橡胶或合成橡胶的本发明制品的熔融涂覆层还可包含至少一种选自增粘剂和增塑剂的添加剂。例如,熔融涂覆层可包含相对于每100重量份天然橡胶为10至200重量份的增粘剂。
可在本文中使用的天然橡胶和合成橡胶的示例性例子包括一种或多种选自异戊二烯、丁二烯、腈橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶的橡胶。
天然橡胶主要为顺式-1,4-聚异戊二烯(顺式-PI)并且等级介于浅色苍皱橡胶级至深色皱纹烟片橡胶范围内例子包括SVR CV-60(控制粘度橡胶级)和SMR-5(皱纹烟片胶级)。NR分子量的范围介于约100,000g/mol至约1,000,000g/mol。大部分NR等级需要经素炼以减少其分子量,从而有利于热熔融涂覆。美国专利No.5,539,033(Bredahl等人)描述了用于提供热熔融NR涂层的双螺杆挤出配混操作。
另一类非热塑性弹性体包括自粘或非粘性的合成橡胶并且需要添加增粘剂和/或增塑剂以产生PSA粘性。合成橡胶具有高分子量(例如分子量>约300,000g/mol),但通常比NR更容易加工。此类弹性体包括但不限于:丁基橡胶(异丁烯与小于3%的异戊二烯的共聚物-BR);丙烯腈丁二烯橡 胶(NBR)和氢化丙烯腈丁基橡胶(HNBR);聚异丁烯(PIB);聚氯丁二烯(CR);乙烯-丙烯-二烯烃单体橡胶(EPDM);顺式-聚异戊二烯(顺式-PI);聚丁二烯(PB);聚(苯乙烯-共-丁二烯)无规共聚物(SBR);聚(α-烯烃);含氟弹性体;热塑性硫化橡胶(TPV);具有高(大于40重量%的乙酸乙烯酯含量)的乙烯乙酸乙烯酯橡胶(EVM)及其共混物。
市售非热塑性合成橡胶包括高分子量[约500,000g/mol的粘度平均分子量(Mv)]合成顺式-PI弹性体,诸如CARIFLEXTMIR系列(来自科腾高性能聚合物公司)和NATSYNTM系列(来自固特异化学公司(Goodyear Chemical));OPPANOLTM系列的高分子量PIB橡胶(来自巴斯夫公司),包括例如B30(约200,000g/mol Mv)和B80(约800,000g/mol Mv);EPDM烃弹性体,诸如NORDELTMIP系列的EPDM烃弹性体(来自陶氏化学公司)和VISTALONTM系列(来自埃克森美孚化工公司);PB弹性体,诸如BUDENETM系列(来自固特异化学公司)和DIENETM系列(来自费尔斯通聚合物有限责任公司(Firestone Polymers));SBR弹性体,诸如SOLFLEXTM和PLIOFLEXTM系列(来自固特异化学公司)和STEREONTM和DURADENETM系列(来自费尔斯通聚合物有限责任公司);CR弹性体,诸如NEOPRENETM系列(来自杜邦弹性体公司(DupontElastomers));TPV,诸如ETPV系列(来自杜邦弹性体公司)和SANTOPRENE系列(来自埃克森美孚化工公司);含氟弹性体,诸如VITON系列(来自杜邦弹性体公司)和DYNEONTM系列(来自3M公司);NBR弹性体,诸如KRYNACTM、PERBUNANTM和BAYMODTMN系列(来自法国朗盛乳液橡胶公司(Lanxess Emulsion Rubber,France));HNBR弹性体,诸如THERBANTM系列(来自法国朗盛乳液橡胶公司)和EVM弹性体,诸如LEVAPRENTM、BAYMODTML个LEVAMELTTM系列(来自法国朗盛乳液橡胶公司)。
NR和合成非TPE可通过添加增粘树脂和增塑油经改性以增加压敏粘性。添加剂也可通过减少弹性体熔融粘度而有利于热熔融涂覆。可用的NRPSA通常含有素炼的天然橡胶、相对于每100份天然橡胶为约25至约300份的一种或多种增粘树脂和约0.5至约2.0份的一种或多种抗氧化剂。与NR和顺式-PI一起使用的合适增粘树脂通常包括但不限于:脂族烯烃衍生 的树脂,诸如PICCOTACTM1000系列(来自伊士曼化学公司)和ESCOREZTM1000系列(来自埃克森美孚化工公司);松香酯,诸如FORALTM系列和the STAYBELITE-ETM系列(两者皆来自Pinova公司(Pinova,Inc.));妥尔油酯,诸如SYLVATACTM和SYLVALITETM系列(来自亚利桑那化学公司)、WESTRESTM5000系列(来自米德西瓦可公司)和PERMALYNTM系列(来自伊士曼化学公司);聚萜烯,诸如PICCOLYTETMA、F、C和S系列(来自Pinova公司);脂环族烃,诸如ESCOREZTM5000系列(来自埃克森美孚化工公司);和衍生自石油或松脂来源的萜烯酚醛树脂,诸如SYLVARESTMTP2019(来自亚利桑那化学公司)。可添加增塑助剂以软化NR和顺式-PI弹性体并且通过减少熔融粘度进一步有利于热熔融涂覆。可用的市售增塑剂包括但不限于烃油,诸如TUFFLOTMHR系列的环烷油(来自卡柳梅特专业产品合作公司)、NYFLEXTM222B环烷工艺油(来自尼纳斯有限公司)、KAYDOLTM重链石蜡油(来自索恩本精制品公司)和液体聚异丁烯弹性体,诸如OPPANOLTMB10(来自巴斯夫公司)。含有丁二烯的弹性体(例如PB和SBR)通常与下列增粘树脂可相容,诸如松香酯、妥尔油酯、α-蒎烯(例如来自Pinova的PICCOLYTETMA系列)、芳族修饰的脂族树脂(例如ESCOREZTM2000系列)和脂环族烃(例如ESCOREZTM5000系列)。PIB和BR通常与脂族烯烃衍生的树脂(例如ESCOREZTM1000系列)和氢化纯单体树脂(例如REGALREZTM)可相容。PIB和BR也通常与脂族油、环烷油(来自卡柳梅特专业产品合作公司)、NYFLEXTM222B环烷油和液体聚异丁烯弹性体,例如OPPANOLTMB10(来自巴斯夫公司)可相容。
抗氧化剂用于延缓可导致弹性体内聚强度损失的对于NR及其他非热塑性合成弹性体的氧化侵蚀。可用的抗氧化剂包括但不限于胺,诸如N-N'二-β-萘基-1,4-苯二胺,可以AgeRite D购得;IRGANOXTM1010和IRGANOXTM1076受阻酚(两者均来自巴斯夫公司)、IRGANOXTM1726双官能受阻酚/硫酯抗氧化剂(来自巴斯夫公司)和ARENOXTMDL硫酯抗氧化剂(来自美泽有限公司);抗臭氧剂,诸如NIBUDTM二丁基二硫代氨基甲酸镍(来自Akrochem有限公司);酚醛树脂,诸如2,5-二-(叔戊基)氢醌(可以SANTOVARTM得自孟山都化工有限公司(Monsanto Chemical Co.))、2-2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚)(可以Antioxidant2246获得);以及二硫代氨基甲酸酯,例如二硫代二丁基氨基甲酸锌。
NR和合成非TPE弹性体及其对应PSA可通过暴露于高能电磁辐射(例如电子束和γ辐射)而交联。其他物质可出于特殊目的添加至NR和合成弹性体和PSA中,包括颜料、填料、化学发泡剂、物理发泡剂、电子束固化增效剂,诸如多官能丙烯酸酯单体,包括但不限于HDDA、TMPTA等,其可经添加以有利于NR PSA涂层的紫外线(UV)和/或电子束(EB)固化,和部分硫化NR、合成弹性体及其对应PSA的热固化剂。
(d)非弹性体热塑性聚合物
在其他实施例中,本发明的制品可用熔融涂覆层制成,此类熔融涂覆层由包含一种或多种非弹性体热塑性聚合物或甚至基本上由一种或多种非弹性体热塑性聚合物组成的组合物形成,所述一种或多种非弹性体热塑性聚合物具有约50,000g/mol至约3,000,000g/mol的集合分子量并且不含溶剂。此类熔融涂覆层可具有通常小于约17g/m2,在一些情况下小于约13g/m2并且甚至需要时小于约9g/m2的涂层重量。
适于在本文中使用的非弹性体热塑性聚合物的示例性例子包括选自聚烯烃和脂族聚酯的非弹性体热塑性聚合物。在一些实施例中,熔融涂覆层包含一种或多种半结晶性非弹性体热塑性聚合物。
本文中可用作熔融组合物的热塑性聚合物的示例性例子论述如下。
例子包括但不限于丙烯酸类物(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚碳酸酯(PC)、无规聚苯乙烯(a-PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)及其共混物。大部分热熔融可涂覆型热塑性塑料具有Tg和较高温度结晶熔点(Tm)。例子包括但不限于聚烯烃,诸如聚丁烯、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中等密度聚乙烯(MPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、等规聚丙烯(i-PP)、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物和聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)或EVA;间规聚苯乙烯(s-PS);聚酯,诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)和聚羟基链烷酸酯(或盐)(PHA);聚氯乙烯(PVC);聚偏二氯乙烯(PVDC);聚酰胺;离聚物和氟塑料,诸如聚四氟乙烯 (PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和称为THV的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物;以及它们的共混物。
基材
本发明可使用多种基材材料来进行,此类基材材料通常大部分基于所得制品的所需性质来选择。基材应能够在整个涂覆方法中被操控。通常,基材为柔性的。本发明的优点为基材不需要表现出一些其他涂覆操作所需的坚固的撕裂或拉伸强度,因为可使用较低辊隙压力和支承辊的最小变形或渗透。基材可为单层或多层并且可任选地经处理或涂底漆以使其第一主表面与根据本发明待施加至所述第一主表面上的热熔融涂层可相容。本文中用作基材的材料的示例性例子包括聚合物膜(例如,双轴取向的聚丙烯和聚酯)、织物(例如,编织物、针织物和非织造幅材)、金属膜(例如,铝箔)、纸材(例如,平板纸、磨光纸或皱纹纸)以及它们的组合。基材可按需要为基本上连续的或不连续的。基材可在其中具有规则或不规则开口。
因为本发明使用熔融涂层,所以在许多实施例中,涂料组合物将基本上不含液体介质。因此,可不考虑与液体介质的相容性或用于移除液体介质的涂覆后处理来选择合适基材。
在一些情况下,基材或幅材可在涂覆之前经涂底漆以提高熔融涂覆层与其的粘合力。
在根据本发明的熔融涂覆之后,所得制品可经受进一步加工。例如,制品可自身卷绕成辊状。本发明的优点为在涂覆步骤与卷绕成辊状的步骤之间不需要干燥。在一些情况下,制品可切成片材形式。
在一些实施例中,熔融涂覆层可在涂覆之后例如通过暴露于UV、电子束或其他有效光化辐射而交联。
在熔融涂覆层为粘合剂的情形中,所用制品可通过使熔融涂覆层接触于粘附体并且活化粘合剂而粘附于粘附体,例如施加合适压力(在熔融涂覆层为PSA的情形中)或施加诸如化学试剂、引发剂或热量的合适方式(在熔融涂层借以活化的情形中)。
实例
参照下列非限制性实例进一步阐明本发明。
有用转换
·RMS=1.11*Ra
·1μm=40μin
·1盎司/英寸=0.11N/cm
·1英尺/分钟=0.305米/分钟
·1粒/24平方英寸=4.2克/平方米(gsm)
·在24rpm下的0.5"直径杆=0.96米/分钟线速度
材料
下列材料如下文所指示用于实例中。
测试方法
下列测试方法如下文所指示用于实例中。
涂层重量。通过称量PSA涂覆膜基材的24in2(3.7cm2)样品并且减去未涂覆基材的24in2样品的重量得到PSA涂层重量来测定涂层重量。
涂层密度。通过测定涂层重量并且除以所得熔融涂层的平均涂层厚度(厚)来测定涂层密度。
熔融粘度。在涂覆温度和100秒-1剪切速率下,采用振荡动态机械分析(DMA)使用25mm平行板测量本发明的热熔融涂层的熔融粘度。在1秒-1至约100秒-1的剪切速率下获得振荡剪切粘度数据。用幂定律趋势线拟合数据,以使得可推导出幂定律指数。表1含有实例中例示的聚合物的振荡剪切熔融粘度数据。
表1:DMA振荡剪切熔融粘度和聚合物Mw数据
*未测量
对钢剥离粘合力测试。测试2.54cm(1英寸)宽和15cm(6英寸)长的压敏粘合剂胶带样品的对钢剥离粘合力。样品通过使用2.1kg(4.5lb.)手压辊将条带滚压4遍而粘附至洁净不锈钢表面。除非另外指明,否则在控 制温度和湿度条件(约22℃,40%相对湿度)下老化至少15分钟之后,使用3M90型滑动/剥离测试器(来自仪器有限公司(Instrumentors,Inc.))以180°几何形状在30.5cm/min(12in/min)剥离速率下测量移除条带的力。
滚球粘性。直径为7/16英寸(1.1cm)的不锈钢球以21°30'角度自167mm长轨道滚落于2英寸(5.1cm)宽乘12英寸(30.5cm)长的PSA涂覆条带样品上。记录球在PSA表面上的行进距离。球行进距离越短,粘性越高。
对钢剪切力测试#1。在控制温度和湿度条件(约22℃,40%相对湿度)下,测量压敏粘合剂胶带样品上的剪切强度(以保持时间表示)。以2.1kg(4.5lb.)辊使用4遍来将PSA涂覆条带的12.7mm(0.5英寸)宽乘25.4mm(1英寸)长的部分粘附至洁净不锈钢板。自样品悬挂1000g重量。记录重量落下的时间量。剪切时间后的“+”表示测试在当时终止而无剪切破坏。
对钢剪切力测试#2。与对钢剪切力测试#1相同,不同的是使用条带的25.4mm(1英寸)宽乘25.4mm(1英寸)长的部分。
对钢剪切力测试#3。与对钢剪切力测试#1相同,不同的是使用条带的12.7mm(0.5英寸)宽乘12.7mm(0.5英寸)长的部分。
波纹纤维板(FB)表面的剪切力。与对钢剪切力测试#3相同,不同的是样品粘结至波纹纤维板表面而非钢上。
重均分子量(Mw)测定。测量实例中所用的热熔融可涂覆型聚合物的Mw。将10毫升(mL)四氢呋喃(THF)添加至约25毫克(mg)各涂覆实例中,得到约0.25%重量/体积浓度的溶液。将该溶液振荡过夜并且使用0.2微米(μm)聚四氟乙烯(PTFE)针筒过滤器进行过滤。使用Agilent高压液相色谱法(HPLC)分子量分布(MWD)分析仪对聚合物溶液进行凝胶渗透色谱法(GPC)分析。管柱装置为具有40℃管柱加热器的JORDI-GELTMDVB混合床LS(250×10mm)。洗脱液为在1.0毫升/分钟下流动的稳定化THF。注射30μL聚合物溶液并且检测器测量折射率变化。测量各实例中聚合物组分的Mw并且列于表1中。
光泽度%。使用微TRI光泽计(来自BYK仪器公司(BYK Instruments),ALTANA的分公司)在60°下测量涂层表面的漫反射或光泽 度%。表列值为每个实例的5个测量值的平均值。在油漆行业中,平坦(糙面)玻璃介于1%至9%光泽度的范围内。
实例1至5
实例1至5证实经了改进的旋转杆狭槽模具接触涂覆方法以超低涂层重量来涂覆热熔融增粘的苯乙烯-异戊二烯(SI)热塑性弹性体嵌段共聚物压敏粘合剂(PSA)。
如美国专利No.6,632,522(Hyde等人)的实例C17中所述,使用双螺杆挤出机(TSE)方法预配混SI PSA。SI PSA由40.7重量%的KRATONTMD1161SI共聚物、46.7重量%的WINGTACKTMPLUS烃类增粘树脂、11.4重量%的NYFLEXTM222B环烷增塑油、0.6重量%的IRGANOXTM1010受阻酚抗氧化剂和0.6重量%的ARENOXTMDL硫酯抗氧化剂组成。将预配混的SIPSA再熔融并且使用配有3.0立方厘米/转(cc/rev)ZENITHTM齿轮泵(来自北卡罗来纳州门罗的Zenith泵公司(Zenith Pumps,Monroe,NC))的直径为2英寸(5.1cm)的BONNOTTM单级挤出机(来自俄亥俄州尤宁镇的博纳特公司(The Bonnot Company,Uniontown,OH))将其泵送至长度直径比(L/D)为30:1且具有8个含有输送和捏合部分的机筒部分的HAAKETM微-1818mm完全啮合和反向旋转TSE的机筒#2中。TSE螺杆速度为200rpm。使用3.0cc/rev ZENITH齿轮泵将TSE经由柔性软管排放于旋转杆狭槽模具中。该模具具有5.25英寸(13.3cm)宽和0.005英寸(127微米)厚的狭槽。热熔体离开模缝并且接触旋转杆。
杆材坯为直径为0.5英寸(1.3cm)的表面硬化不锈钢Thomson60CASE LINEARRACETM轴(弗吉尼亚州雷德福的汤姆森工业有限公司(Thomson Industries,Inc.,Radford,VA))。杆的峰间平均表面粗糙度(Ra)为24微英寸(μin)或0.6μm。平均峰谷表面粗糙度参数(Rz)为169μin(4.2μm)。
旋转杆狭槽模具和流动热熔融PSA接触移动的0.0016英寸(41μm)厚和6.0英寸(15.2cm)宽的双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)膜,该膜接触橡胶覆盖的支承辊。具有在10rpm下前向(与移动BOPET膜相同的方向)旋转的杆的杆模具缓慢指向移动幅材直至热熔融PSA涂覆在整个完整5.25英寸(13.3cm)为止。杆在BOPET膜/支承辊中的最终渗透深度称为“低”和介于0.005英寸(127μm)至0.010英寸(254μm)范围 内。调整杆速度以在BOPET膜上提供热熔体的连续涂层。较低杆速度导致在BOPET膜上产生涂覆区域和未涂覆区域(涂覆空隙)。
表2汇总了方法参数并且表3汇总了实例1至5的粘合剂胶带性质。
表2.实例1至5的涂覆方法参数
表3:实例1至5的粘合剂胶带数据
实例1至5证实,本发明的经改进的旋转杆狭槽模具方法可提供热熔融增粘的SI共聚物PSA的超低涂层重量涂层(小于15g/m2)。这可通过低模具渗透(小于254μm)和杆在大于6.6%的线速度的速度下旋转的组合来实现。表2中的数据证实,可在小于4.2粒/24平方英寸(17.6g/m2)的涂层重量下控制热熔融增粘的SI共聚物PSA的对钢粘合力。已观察到基于橡胶的PSA的溶剂涂层的对钢粘合力。本发明的热熔融涂层不具有其中边缘比涂层中心更厚的“边缘小珠”。涂层表面在50倍放大倍率下的反射光光学显微镜分析揭示了存在平行于涂覆方向对齐的波纹。波纹相隔15μm至50μm。
实例6至9和比较例C1
实例6至9以与实例1至5相同的方式制备,不同的是高分子量(7.4×105g/mol)热熔融丙烯酸酯PSA以超低涂层重量涂覆。
使用美国专利No.5,804,610(Hamer等人)中所述的方法制备丙烯酸酯PSA。丙烯酸酯PSA由90份的丙烯酸异辛酯(IOA)单体、10份的丙烯酸(AA)单体、相对于每100份单体为0.15份(pphm)的IRGACURETM651光引发剂、0.03pphm的巯基乙酸异辛酯(IOTG)链转移剂和0.4pphm的IRGANOXTM1076抗氧化剂组成。丙烯酸酯PSA由乙烯乙酸乙烯酯膜包裹,该乙烯乙酸乙烯酯膜为总PSA组合物的5重量%。Bonnot挤出机温度设定在350℉(177℃)并且在15.0rpm速度下操作的ZENITH齿轮泵以0.91千克/小时将经撕捏的丙烯酸PSA泵送至TSE的机筒2中。TSE机筒温度设定在300℉(149℉)并且TSE螺杆速度为200rpm。第二3.0cc/revZenith齿轮泵用于控制熔融丙烯酸酯PSA进入旋转杆狭槽模具的流速。在直径为0.5英寸(1.3cm)的Thomson60CASE LINEARRACE轴上具有0.0005英寸(12.7μm)厚氧化铬外层的25μin(6μm)Ra杆用于实例6至9。Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)的标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASE LINEARRACE轴用于比较例C1。杆在BOPET膜/支承辊中的最终渗透距离从实例6至9中的介于0.005英寸(127μm)至0.010英寸(254μm)的“低”设置范围到比较例C1中的介于0.020英寸(508μm)至0.030英寸(762μm)的“高”设置范围。C1需要较高渗透和挤出机/模具温度以有利于使用美国专利No.4,167,904(Mladota等人)中所述的传统旋转杆模具方法以超低涂层重量来涂覆高粘度丙烯酸酯热熔融PSA。用于涂覆比较例C1的极端条件基本上使BOPET膜变形,从而产生折皱。
表4汇总了方法参数并且表5汇总了实例6至9和比较例C1的粘合剂胶带性质。
表4.实例6至9和比较例C1的涂覆方法参数
表5:实例6至9和比较例C1的粘合剂胶带数据
*未测量
由于在高压传统旋转杆狭槽模具接触涂覆方法期间条带褶皱,因此难以测量比较例C1的粘合剂性质。实例6至9证实了,本发明的经改进的旋转杆模缝方法使用基本上较低模具渗透(较低涂覆辊隙压力),从而允许以超低涂层重量来涂覆高分子量热熔融丙烯酸酯PSA而无边缘小珠。在经实例6至9中证实的超低涂层重量范围内,以与实例1至5相同的方式控制对钢粘合力。
实例10至13
使用美国专利No.5,539,033(Bredahl等人)中所述的用于加工基于天然和合成非热塑性弹性体热熔融的PSA的配混和涂覆设备来制备实例10至13。
使用配有3.0cc/rev ZENITH齿轮泵的直径为2英寸(5.1cm)的BONNOT单级挤出机将天然橡胶(CV60)馈入具有输送和捏合部分的直径 为30mm的完全啮合共旋转TSE[Werner-Pfleiderer(现为科倍隆集团(Coperion GmbH))型ZSK-30,L/D为37:1]的机筒#1中。在实例10至12中,使用KTRON失重式进料器以天然橡胶进料速率的10%将含有聚萜烯增粘树脂(PICCOLYTETMS115)的组合物以固体形式馈入机筒#2中。树脂的其余部分使用在300℉(149℃)下操作的DYNATECTM炉栅熔融并且分开馈入机筒#5(33%)和机筒#7(67%)中。实例13以与实例10至12相同的方式制备,不同的是烃类增粘树脂(ESCOREZTM1310)代替聚萜烯树脂。
挤出机螺杆速度为350rpm并且TSE的温度分布设定在温度区1(机筒#2和#3)、区2(机筒#4和#5)、区3(机筒#6和#7)、区4(机筒#8和#9)、区5(机筒#10)和区6(机筒#11和#12)分别为100℉(38℃)、150℉(66℃)、150℉(66℃)、150℉(66℃)、150℉(66℃)和150℉(66℃)。使用3.0cc/rev ZENITH齿轮泵将混合物从TSE经由柔性软管排放至旋转杆狭槽模具输入口。混合物以与实例1至5相同的方式涂覆,不同的是使用0.030英寸(762μm)模缝厚度。旋转杆狭槽模具包括标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASE LINEARRACETM轴,该轴的Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)。杆在BOPET膜/支承辊中的最终渗透距离为“低”[0.005英寸(127μm)至0.010英寸(254μm)]。实例10至12由55.5重量%的天然橡胶(NR)和44.5重量%的PICCOLYTETMS115组成。实例13由50.0重量%的NR和50.0重量%的ESCOREZTM1310组成。将样品涂覆于0.0016英寸(41μm)厚的BOPET膜上,在该膜的未涂覆侧上具有有机硅低粘合力背衬尺寸(LAB)防粘涂层。
表6汇总了方法参数并且表7汇总了实例10至13的粘合剂胶带性质。
表6:实例10至13的涂覆方法参数
表7:实例10至13的粘合剂胶带数据
实例10至13证实,可使用本发明的方法以超低涂层重量来涂覆含有高分子量(约1×106g/mol)天然橡胶聚合物组分和高涂覆熔融粘度(116Pa-s)的热熔融PSA。高分子量NR聚合物组分(和高NR PSA涂覆熔融粘度)以及与旋转杆前向旋转结合的大模缝(0.030英寸)导致NR PSA涂层的应变诱导结晶(SIC)。天然橡胶热熔融PSA中存在SIC导致对钢纵向(MD)剥离粘合力减小和剥离各向异性,其中横向剥离粘合力(TD)大于MD剥离粘合力。该现象已公开于美国专利No.5,858,150和No.5,866,249(两者均为Yarusso等人)中。涂层热处理通过增加MD剥离粘合力来减小剥离各向异性。
实例14至20
实例14至20组合物含有以与实例6至9相同的方式再熔融、泵送和涂覆的实例13的相同NR PSA组合物。
实例14至20的NR PSA组合物在用于制备实例13的相同TSE设备上预配混。使用与实例6至9相同的设备来涂覆再熔融NR PSA,不同的是Bonnot直接附接到旋转杆狭槽模具。Bonnot温度、Zenith齿轮泵温度和旋转杆狭槽模具温度设定在300℉(149℃)。模具配有比实例10至13中所用的模缝更薄的模缝[0.010英寸(254μm)和0.020英寸(508μm)]。线速度设定在20fpm(6.1米/分钟)。改变Bonnot Zenith齿轮泵速度可控制涂层重量。旋转杆狭槽模具包括标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASE LINEARRACETM轴并且前向旋转,该轴的Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)。杆在膜/支承辊中的最终渗透距离为“低”[0.005英寸(127μm)至0.010英寸(254μm)]。调整杆速度以在0.0016英寸(41μm)厚的BOPET膜上提供热熔体的连续涂层,在该膜的非PSA涂覆侧上具有有机硅低粘合力背衬尺寸(LAB)防粘涂层。
表8汇总了方法参数并且表9汇总了实例14至20的粘合剂胶带性质。
表8:实例14至20的涂覆方法参数
表9:实例14至20的粘合剂胶带数据
实例14至20证实,本发明的方法可涂覆基于高粘度(100Pa-s)热熔融天然橡胶的PSA并且观察到应变诱导结晶(SIC)比实例10至13更少。与实例10至13所用的0.030英寸模缝相比,大部分实例具有由实例14至20所用的较薄模缝(0.010英寸和0.020英寸)产生的最小剥离各向异性。
实例14至20的样品暴露于来自在130千伏(kV)加速电压下操作的ELECTROCURTAIN型CB-300(来自马萨诸塞州威尔明顿的能源科学公司(Energy Sciences Inc.,Wilmington,MA))的电子束辐射。在惰性氮气气氛中,以4.0兆拉德(mrad)的计算剂量进行照射。表10包括实例21至27的粘合剂胶带数据。
表10:实例21至27的粘合剂胶带数据
暴露于电子束照射如预期会增加剪切保持力。
实例28至29和比较例C2
将热塑性聚烯烃树脂粒料(PRIMACORTM3330乙烯-丙烯酸共聚物)馈入含有混合和输送部分的直径为58mm的共旋转TSE(具有13个机筒部分且L/D为42:1的Davis标准型D-Tex58)中。设定挤出机的温度分布以提供500℉(260℃)聚烯烃熔融流。100cc/rev齿轮泵将熔融树脂从TSE传送至旋转杆狭槽模具,该模具经定边以得到24英寸(61.0cm)宽的涂层。膜为24.5英寸(62.2cm)宽、0.003英寸(76μm)厚、经TiO2填充的BOPET膜。
Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)的标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASELINEARRACE轴用于实例28至29和比较例C2。杆模具和流动熔融聚烯烃指向移动BOPET膜和具有在50rpm下前向旋转的杆的橡胶覆盖支承辊。最终位置通过注意模具的渗透来确定,在此处获得与定边宽度(24英寸)相等的涂覆宽度。选择最终杆速度以在移动BOPET膜基材上提供连续涂覆的聚烯烃膜。较慢杆速度在BOPET膜基材上产生聚烯烃材料的未涂覆区域(间隙)。旋转杆狭槽模具与移动BOPET膜保持在2°角度(在水平9点钟位置以下)。BOPET膜为0.003英寸(76μm)厚。模缝保持在0.015英寸(381μm)或0.008英寸(203μm)。
表11和12包括实例28至29和比较例C2的方法条件和所选性质。
表11:实例28至29和比较例C2的方法条件
表12:实例28至29和比较例C2的涂层性质
*未测量
实例28至29证实,本发明的方法可以低涂层重量涂覆高粘度(167Pa-s)热塑性聚烯烃而无涂覆边缘小珠。比较例C2证实,杆速度(即移动幅材的线性线速度的1.9%)对于该热熔融聚合物而言过慢而无法得到连续幅材纵向和幅材横向涂层。涂层也具有低光泽度(在60°下为约5%),其与平坦或哑光罩面光泽度(该低光泽度由波纹表面结构所致)一致。实例28和29的表面的光学显微镜分析(在250×放大倍率下的偏振反射光)揭示了平行于涂覆方向取向的半连续(超过4mm长)波纹。这些波纹相隔50至200μm。由于波纹表面的原因,发现实例29中所得涂层的涂层密度为0.880g/cc,比PRIMACORTM3330聚合物的密度低约5.4%。
实例30至32和比较例C3至C5
使用针对实例28至29和比较例C2所述的相同配混和涂覆设备来制备实例30至32和比较例C3至C5。
使用本发明的方法以高速(191米/分钟)和低涂层重量(10.5g/m2)来涂覆热熔融增粘的苯乙烯-异戊二烯(SI)热塑性弹性体嵌段共聚物PSA。SI共聚物PSA在这些实例的涂覆条件下具有宽粘度范围[在300℉(149℃)下为139Pa-s熔融粘度和在400℉(205℃)下为63Pa-s熔融粘度]。PSA由54.7/43.7/0.8/0.8QUINTACTM3620/WINTACKTMEXTRA/IRGANOXTM1076/ARENOXTMDL组成。将QUINTAC3620粒料馈入TSE的进料喉(机筒#1)中。将WINGTACK EXTRA增粘剂熔融并且分开馈入机筒#4(35%)和机筒#6(65%)中。将抗氧化剂(IRGANOXTM1076和ARENOXTMDL)熔融并且分开馈入机筒#4(35%)和机筒#6(65%)中。TSE螺杆速度为200rpm。
实例30至32和比较例C3至C5的挤出方法设定点参数汇总于表13中。
表13:实例30至32和比较例C3至C5的挤出方法设定点参数
总热熔融PSA流速设定在150磅/小时(68千克/小时)下以在625英尺/分钟(191米/分钟)线速度下提供在2至3粒/24平方英寸(8至13g/m2)范围内的涂层重量。在旋转杆狭槽模具中使用Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)的标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASELINEARRACE轴。旋转杆狭槽模具与移动BOPET膜和移动的26英寸(66cm)宽双轴取向聚丙烯(BOPP)膜保持在4.0°角度下(在水平9点钟位置以下)。线速度为625英尺/分钟(191米/分钟)。BOPP膜为0.0013英寸(33μm)厚。所述模具经定边以得到25.0英寸(63.5cm)宽的涂层。模缝保持在0.015英寸(381μm)或0.005英寸(127μm)。比较例C3至C5的杆速度以恒定的10rpm(前向)旋转,以举例说明US4,167,914中所述的常用的接触涂覆旋转杆狭槽模具方法。
记录实例30至32的获得可接受的连续涂层的杆速度范围。在300℉(149℃)下,0.015英寸模缝在任何杆速度下均未获得涂层,因为在此温度下从高粘度PSA穿过狭槽模具的流动较差。表14汇总了实例30至32和比较例C3至C5的涂覆方法条件并且表15包括实例31至32的所选PSA条带性质。
表14:实例30至32和比较例C3至C5的涂覆方法参数
表15:实例31至32的粘合剂胶带数据
表11中汇总的粘合剂胶带数据证实,在高涂覆速度(625英尺/分钟)下涂覆的本发明的超低涂层重量增粘的SI共聚物PSA在基本上比当前热熔融涂覆方法(狭槽模具和落压模移去(drop-die take-away))可实现的涂层重量更低的涂层重量下提供可接受的纸盒密封带的应用性能。
实例33至34和比较例C6至C7
实例33至34和比较例C6至C7证实了使用针对实例30至32和比较例C3至C5所述的相同配混和涂覆设备来高速涂覆高分子量(8.1×105g/mol)丙烯酸酯PSA。
以与实例6至9相同的方式制备丙烯酸酯PSA,不同的是使用不同单体混合物。丙烯酸酯PSA由95份的IOA单体、5份的AA单体、0.10pphm 的IRGACURETM651光引发剂、0.02pphm的IOTG链转移剂和0.4pphm的IRGANOXTM1076抗氧化剂组成。使用配有46.2cc/rev的齿轮熔融泵(型号LCI ES45/45,来自罗得岛州普罗维登斯的达信公司(Textron,Inc.,Providence,RI))的具有3.5英寸(8.9cm)外径的螺杆输送螺杆的双辊进料器(DAVIS-STANDARDTM型35IN35)将丙烯酸酯PSA撕捏并且馈入TSE的机筒#1中。
表16汇总了实例33至34和比较例C6至C7的双辊进料器方法设定点参数。
表16:实例33至34和比较例C6至C7的双辊进料器方法设定点参数
双辊进料器撕捏丙烯酸酯PSA并且在174磅/小时(79.0千克/小时)下将其泵送至TSE的机筒#1中。TSE螺杆速度为200rpm。实例33至34和比较例C6至C7的挤出方法设定点参数汇总于表17中。
表17:实例33至34和比较例C6至C7的挤出方法设定点参数
在旋转杆狭槽模具中使用Ra表面粗糙度为11μin(2.6μm)的标准0.5英寸(1.3cm)直径的Thomson60CASE LINEARRACE轴。旋转杆狭槽模具与移动的双轴取向聚丙烯(BOPP)膜保持在4.0度角度(在水平9点钟位置以下)。模具经定边以得到25.0英寸(63.5cm)宽的涂层。线速度为 625英尺/分钟(191米/分钟)。BOPP膜为0.0013英寸(33μm)厚和26.0英寸(66.0cm)宽。模缝为0.015英寸(381μm)或0.005英寸(127μm)。比较例C6和C7的杆速度顺着前向方向为恒定10rpm,以举例说明US4,167,914(Mladota)中所述的已知接触涂层旋转杆狭槽模具方法。记录实例33至34的获得可接受的连续涂层的杆速度范围。应注意,与间隙前向辊涂法不同,杆速度变化(相对于线速度-速度比)不会改变涂层重量。也记录未涂覆的通道或缺少PSA的区域的存在。表18汇总了涂覆方法条件并且表19包括实例33至34和比较例C6至C7的所选PSA条带性质。
表18:实例33至34和比较例C6至C7的涂覆方法参数
*未测量
表19:实例33和34的粘合剂胶带
使用本发明的方法容易以高速(191米/分钟)和超低涂层重量(小于0.0005英寸厚或13.7g/m2)涂覆高分子量(8.1×105g/mol)丙烯酸酯热熔融PSA。需要比美国专利No.4,167,914中所述的杆速度显著更高的杆速度来提供无空隙的连续幅材纵向和幅材横向涂层。超低热熔融PSA涂层重量使 得能够操控对于各种基材的剥离粘合力,因为其为涂层重量(厚度)低于55g/m2涂层重量或0.002英寸(50.8μm)涂层厚度的强大功能(压敏粘合剂技术手册,第2版,Donatas Satas第77-79页)。另一个有用的加工特征为,在高于美国专利No.4,167,914(比较例C6和C7)中所述的常用杆速度的本发明杆速度(实例33至34)下模具压力减小。
尽管对本发明结合其优选实施例并参照附图进行了全面描述,应注意各种变化和修改对于本领域技术人员而言是显而易见的。这种变化和修改应理解为包含于由所附权利要求书所定义的本发明的范围内,除非它们脱离本发明的范围。
本文引用的所有专利、专利文档和专利公开的完整公开内容均以引用方式并入。
示例性实施方案
以下是本发明的制品和方法的示例性实施方案:
实施方案1.一种制品,其包括具有第一表面的基材以及具有第一主表面和第二主表面的熔融涂覆层,所述熔融涂覆层的第一主表面设置在所述基材的第一表面上,其中所述熔融涂覆层为基本上连续的并且包含选自下列的熔融涂覆组合物:
(a)一种或多种丙烯酸类聚合物,其具有至少约200,000的集合分子量,并且所述熔融涂覆层具有小于约25g/m2的涂层重量、不含溶剂并且含有不超过约1重量%的胶凝化丙烯酸类聚合物;
(b)一种或多种热塑性弹性体,其具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约20,000cP的集合熔融粘度,并且所述熔融涂覆层具有小于约12g/m2的涂层重量;
(c)一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其均非热塑性弹性体,具有至少约200,000g/mol的集合分子量和在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频 率下测量的大于约50,000cP的集合熔融粘度,并且所述熔融涂覆层具有小于约29g/m2的涂层重量;和
(d)一种或多种非弹性体热塑性聚合物,其具有约50,000g/mol至约3,000,000g/mol的集合分子量,并且所述熔融涂覆层具有小于约17g/m2的涂层重量并且不含溶剂。
实施方案2.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层基本上不含液体介质。
实施方案3.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层为自粘性的。
实施方案4.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层表现出压敏粘合剂性质。
实施方案5.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层的第二主表面具有哑光罩面。
实施方案6.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层在60°测量角度下表现出约1%至约9%的光泽度减少。
实施方案7.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层的第二主表面具有多个凸起条纹。
实施方案8.根据实施方案7所述的制品,其中所述熔融涂覆层的涂层密度为所述熔融涂覆组合物密度的约60%至约95%。
实施方案9.根据实施方案7所述的制品,其中所述凸起条纹具有小于约25微米的平均高度。
实施方案10.根据实施方案7所述的制品,其中所述凸起条纹具有约5微米至约10微米的平均高度。
实施方案11.根据实施方案7所述的制品,其中所述凸起条纹不规则地隔开,并且没有一对相邻凸起条纹的间距超过其他任一对相邻凸起条纹的间距的十倍。
实施方案12.根据实施方案7所述的制品,其中所述多个凸起条纹中的相邻凸起条纹之间的平均间距为约20微米至约500微米。
实施方案13.根据实施方案7所述的制品,其中所述多个凸起条纹中的相邻凸起条纹之间的平均间距为约150微米至约200微米。
实施方案14.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层不具有大于针孔的贯穿空隙。
实施方案15.根据实施方案1所述的制品,其中所述基材为柔性的。
实施方案16.根据实施方案1所述的制品,其中所述基材包含两个或更多个层。
实施方案17.根据实施方案1所述的制品,其中所述基材包含聚合物膜、织物、金属膜或纸材中的至少一者。
实施方案18.根据实施方案1所述的制品,其中所述基材包含双轴取向的聚丙烯和聚酯中的至少一者。
实施方案19.根据实施方案1所述的制品,其中所述制品为粘合剂胶带或粘合剂片材。
实施方案20.根据实施方案19所述的制品,其中所述制品选自封箱胶带、遮蔽胶带、医用胶带、图形片材和反射片材。
实施方案21.根据实施方案1所述的制品,其中所述制品呈成卷制品形式,并且其中所述涂覆层在裁切或转化之前不具有边缘小珠。
实施方案22.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层基本上由一种或多种丙烯酸类聚合物组成。
实施方案23.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含选自丙烯酸异辛酯的聚合物和共聚物的丙烯酸类聚合物。
实施方案24.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物,并且所述熔融涂覆层基本上不含增粘剂、油和增塑剂。
实施方案25.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物并且具有小于约21g/m2的涂层重量。
实施方案26.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物并且具有小于约17g/m2的涂层重量。
实施方案27.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物并且具有小于约13g/m2的涂层重量。
实施方案28.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物并且具有小于约9g/m2的涂层重量。
实施方案29.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物具有至少约500,000的集合分子量。
实施方案30.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物具有至少约800,000的集合分子量。
实施方案31.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种丙烯酸类聚合物,所述丙烯酸类聚合物具有至少约1,000,000的集合分子量。
实施方案32.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自苯乙烯嵌段共聚物的热塑性弹性体。
实施方案33.根据实施方案32所述的制品,其中所述苯乙烯嵌段共聚物包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物。
实施方案34.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体并且还包含增粘树脂。
实施方案35.根据实施方案34所述的制品,其中所述增粘树脂为C5树脂。
实施方案36.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体并且基本上不含油和增塑剂。
实施方案37.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体并且具有小于约9g/m2的涂层重量。
实施方案38.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体,所述热塑性弹性体具有在适于热熔融涂覆的任何温度下测量的大于约50,000cP的熔融粘度。
实施方案39.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体,所述热塑性弹性体具有在适于热熔融涂覆的任何温度下测量的大于约100,000cP的集合熔融粘度。
实施方案40.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种热塑性弹性体,所述热塑性弹性体具有在适于热熔融涂覆的任何温度下测量的大于约1,000,000cP的集合熔融粘度。
实施方案41.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层基本上由天然或合成橡胶组成。
实施方案42.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且含有不超过约1重量%的胶凝化天然或合成橡胶。
实施方案43.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且还包含至少一种选自增粘剂和增塑剂的添加剂。
实施方案44.根据实施方案43所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含相对于每100重量份天然橡胶为10至200重量份的增粘剂。
实施方案45.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且具有小于约25g/m2的涂层重量。
实施方案46.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且具有小于约19g/m2的涂层重量。
实施方案47.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且具有小于约15g/m2的涂层重量。
实施方案48.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自天然橡胶和合成橡胶的橡胶并且具有小于约11g/m2的涂层重量。
实施方案49.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自异戊二烯、丁二烯、腈橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶的橡胶。
实施方案50.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种橡胶,所述橡胶具有至少约100,000cP的集合熔融粘度。
实施方案51.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种橡胶,所述橡胶具有至少约1,000,000cP的集合熔融粘度。
实施方案52.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层基本上由非弹性体热塑性聚合物组成。
实施方案53.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种非弹性体热塑性塑料并且具有小于约13g/m2的涂层重量。
实施方案54.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种非弹性体热塑性塑料并且具有小于约9g/m2的涂层重量。
实施方案55.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种选自聚烯烃和脂族聚酯的非弹性体热塑性聚合物。
实施方案56.根据实施方案1所述的制品,其中所述熔融涂覆层包含一种或多种半结晶性非弹性体热塑性聚合物。
实施方案57.一种制备制品的方法,所述制品在其上具有熔融涂覆层,
所述方法包括以下步骤:
(a)输送包含聚合物的熔融涂料组合物穿过模缝,所述模缝具有小于约35密耳的厚度;
(b)使所述熔融组合物直接接触到旋转杆和支撑于支承辊上的移动基材之间的辊隙点的入口侧,所述旋转杆具有小于约3英寸(7.6cm)的直径,其中采用足够小的辊隙压力,使得所述支承辊的表面变形不超过约20密耳的深度;以及
(c)在所述辊隙点的出口侧获得其上具有熔融涂覆层的基材;
其中所述旋转杆和可压缩的所述支承辊各自顺着所述移动基材的运动方向旋转;并且
其中所述旋转杆以大于约20rpm旋转,并且具有介于所述移动基材速度的约1%和约20%之间的表面速度。
实施方案58.根据实施方案57所述的方法,其中所述熔融涂料组合物选自:
(a)一种或多种丙烯酸类聚合物,其具有至少约200,000的集合分子量,所述组合物不含溶剂并且含有不超过约1重量%的胶凝化丙烯酸类聚合物;或
(b)一种或多种热塑性弹性体,其具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约20,000cP的集合熔融粘度;或
(c)一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其具有至少约200,000g/mol的集合分子量且不是热塑性弹性体,并且具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于约50,000cP的熔融粘度;或
(d)一种或多种非弹性体热塑性聚合物,其具有约50,000g/mol至约3,000,000g/mol的集合分子量,所述组合物不含溶剂。
实施方案59.根据实施方案57所述的方法,其中所述模缝具有小于约15密耳(380微米)的厚度。
实施方案60.根据实施方案57所述的方法,其中所述模缝具有小于约10密耳(250微米)的厚度。
实施方案61.根据实施方案57所述的方法,其中所述模缝具有小于约5密耳(125微米)的厚度。
实施方案62.根据实施方案57所述的方法,其中所述模缝具有大于约1密耳(25微米)的厚度。
实施方案63.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有小于约2英寸(5cm)的直径。
实施方案64.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有小于1英寸(2.5cm)的直径。
实施方案65.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有约1/4英寸至约3/4英寸(0.6cm至2cm)的直径。
实施方案66.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊为可压缩的。
实施方案67.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊的表面变形不超过约10密耳(380微米)的深度。
实施方案68.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊的表面变形不超过约5密耳(125微米)的深度。
实施方案69.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊的表面变形不超过约1密耳(25微米)的深度。
实施方案70.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊的表面变形至约1密耳至约20密耳(25微米至500微米)的深度。
实施方案71.根据实施方案57所述的方法,其中所述支承辊为不可压缩的。
实施方案72.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约1%和约15%之间的切向表面速度。
实施方案73.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约1%和约10%之间的切向表面速度。
实施方案74.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约1%和约5%之间的切向表面速度。
实施方案75.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约2%和约20%之间的切向表面速度。
实施方案76.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约2%和约10%之间的切向表面速度。
实施方案77.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约5%和约20%之间的切向表面速度。
实施方案78.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的约5%和约10%之间的切向表面速度。
实施方案79.根据实施方案57所述的方法,其中所述熔融组合物的粘度大于约10,000cP。
实施方案80.根据实施方案57所述的方法,其中所述熔融组合物的粘度大于约50,000cP。
实施方案81.根据实施方案57所述的方法,其中所述熔融组合物的粘度大于约100,000cP。
实施方案82.根据实施方案57所述的方法,其中所述熔融组合物的粘度大于约1,000,000cP。
实施方案83.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆为平滑的或具有表面纹理,所述表面纹理具有小于约1000微英寸(25μm)的RA值。
实施方案84.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有表面纹理,所述表面纹理具有小于约100微英寸(2.5μm)的RA值。
实施方案85.根据实施方案57所述的方法,其中所述旋转杆具有表面纹理,所述表面纹理具有小于约20微英寸(0.5μm)的RA值。
实施方案86.根据实施方案57所述的方法,其中所涂覆的基材在裁切或转化之前不具有可见的边缘小珠。
实施方案87.根据实施方案57所述的方法,其中使所述移动基材以大于约200英尺/分钟(60米/分钟)移动。
实施方案88.根据实施方案57所述的方法,其中使所述移动基材以大于约500英尺/分钟(150米/分钟)移动。
实施方案89.根据实施方案57所述的方法,其中使所述移动基材以大于约1000英尺/分钟(300米/分钟)移动。
实施方案90.根据实施方案57所述的方法,其中使所述熔融组合物接触到所述辊隙点的入口侧的操作不产生可见的滚动料堆。
实施方案91.根据实施方案57所述的方法,其中所述模缝的厚度、所述旋转杆的表面速度和所述辊隙压力设定在这样的范围内,在所述范围内,所述涂覆基材的厚度取决于所述模缝的厚度和所述旋转杆的表面速度并且与所述辊隙压力无关。
实施方案92.根据实施方案57所述的方法,其中所述基材为柔性的。
实施方案93.根据实施方案57所述的方法,其中所述基材包含两个或更多个层。
实施方案94.根据实施方案57所述的方法,其中所述基材包含聚合物膜、非织造幅材或纸材中的至少一者。
实施方案95.根据实施方案57所述的方法,其中所述基材已经被涂底漆以提高所述熔融涂覆层与所述基材的粘合力。
实施方案96.根据实施方案57所述的方法,其还包括:
(d1)使其上具有熔融涂覆层的所述基材自身卷绕成卷状。
实施方案97.根据实施方案96所述的方法,其中所述熔融涂覆层在步骤(c)和步骤(d1)之间未被干燥。
实施方案98.根据实施方案57所述的方法,其还包括在步骤(c)之后使所述熔融涂覆层交联。
实施方案99.根据实施方案57所述的方法,其还包括:
(d2)使所述熔融涂覆层接触粘附体,以将所述基材粘附到所述粘附体。
实施方案100.根据实施方案99所述的方法,其中所述熔融涂覆层在步骤(c)和步骤(d2)之间未被干燥。

Claims (6)

1.一种制品,其包括具有第一表面的基材以及具有第一主表面和第二主表面的熔融涂覆层,所述熔融涂覆层的第一主表面设置在所述基材的第一表面上,其中所述熔融涂覆层为连续的并且包含选自下列的熔融涂覆组合物:
(a)一种或多种丙烯酸类聚合物,其具有至少200,000的集合重均分子量,并且所述熔融涂覆层具有小于25g/m2的涂层重量、不含溶剂并且含有不超过1重量%的胶凝化丙烯酸类聚合物;或
(b)一种或多种热塑性弹性体,其具有在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于20,000cP的集合熔融粘度,并且所述熔融涂覆层具有小于12g/m2的涂层重量;或
(c)一种或多种天然橡胶或合成橡胶,其均非热塑性弹性体,具有至少200,000g/mol的集合重均分子量和在适于热熔融涂覆的任何温度下以及在小于100秒-1的剪切速率或小于100弧度/秒的频率下测量的大于50,000cP的集合熔融粘度,并且所述熔融涂覆层具有小于29g/m2的涂层重量;或
(d)一种或多种非弹性体热塑性聚合物,其具有50,000g/mol至3,000,000g/mol的集合重均分子量,并且所述熔融涂覆层具有小于17g/m2的涂层重量并且不含溶剂。
2.根据权利要求1所述的制品,其中所述熔融涂覆层不含液体介质。
3.根据权利要求1所述的制品,其中所述熔融涂覆层的第二主表面具有多个凸起条纹。
4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述制品的方法,所述制品在其上具有熔融涂覆层,所述方法包括以下步骤:
(a)输送包含聚合物的熔融涂料组合物穿过模缝,所述模缝具有小于35密耳的厚度;
(b)使所述熔融涂料组合物直接接触到旋转杆和支撑于支承辊上的移动基材之间的辊隙点的入口侧,所述旋转杆具有小于3英寸的直径,其中采用的辊隙压力小到足以使得所述支承辊的表面变形不超过20密耳的深度;以及
(c)在所述辊隙点的出口侧获得其上具有熔融涂覆层的基材;其中所述旋转杆和可压缩的所述支承辊各自顺着所述移动基材的运动方向旋转;并且
其中所述旋转杆以大于20rpm旋转,并且具有介于所述移动基材速度的1%和20%之间的表面速度。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述旋转杆具有介于所述移动基材速度的1%和15%之间的表面速度。
6.根据权利要求4所述的方法,其中,设定所述模缝的厚度、所述旋转杆的表面速度和所述辊隙压力,使得所述涂覆基材的厚度取决于所述模缝的厚度和所述旋转杆的表面速度并且与所述辊隙压力无关。
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