CN104508066B - 胶棒及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

对于由丙烯酸酯‑共聚物的含水配制品作为胶粘组分和皂凝胶作为骨架形成物质构成的胶棒，其中含有C12‑至C22‑脂肪酸钠盐，特别地C14‑至C18‑脂肪酸钠盐作为形成凝胶结构的皂，该丙烯酸酯具有10‑25%，优选10‑20%，优选15‑20%的丙烯酸含量。

Description

胶棒及其制造方法
本发明涉及胶棒，其由丙烯酸酯-共聚物的含水配制品作为粘合组分和皂凝胶作为骨架形成物质构成，其中含有C12-至C22-脂肪酸钠盐，特别地C14-至C18-脂肪酸钠盐作为形成凝胶结构的皂。
本发明进一步涉及制造这样的胶棒的方法。
从DE 10148077 A1和DE 102009012667 A1中，已知胶棒及其制造方法。
如来自这些文献，最初所提及类型的胶棒是棒状的胶粘剂，其可移动地储存在可密封的外壳中，并且在基材表面摩擦时留下粘的薄膜。其含有例如具有胶粘剂性能的水溶性或者可水分散的合成聚合物，尤其含有溶于水-有机液相中的丙烯酸酯-共聚物，例如聚丙烯酸酯分散体，以及成型骨架物质。特别地，C-数范围为12至22的脂肪酸用作骨架物质。如果将本身非常粘的具有胶粘剂性能的聚合物物质的含水配制品与少量基于脂肪酸皂的骨架物质一起加热至尤其高于50℃的较高温度，并且在静置状态冷却该溶液，所述物质混合物凝结为或多或少硬化的皂凝胶，其中首先主要出现这样的皂凝胶的成型的和相对硬性的胶束结构。这实现在可密封外壳中这样的棒状物料的已知的形成和使用。在摩擦时，胶束结构被破坏，硬性物料因此转化为糊状态，其中所述物质混合物的胶粘剂性质这时变得重要。
对于这样的胶棒的质量而言，应用性能（尤其在涂抹时的滑移性能和摩擦）、胶粘性能和长期稳定性是决定性的。通常地，胶棒越硬，胶粘性能越差。相反地，过软的棒使可涂抹性变差。在制造所述胶棒同时，必须将含有丙烯酸酯-共聚物的含水配制品和作为骨架形成成分的C12-至C22-脂肪酸的物质混合物的粘度维持在所希望的极限内，以确保可加工性。
因此，本发明目的在于，如此提供胶棒，以便可以最佳地实现上述标准。
为了实现该目的，对于最初所提及类型的胶棒，本发明设定，丙烯酸酯具有10-25%，优选10-20%，优选15-20%的丙烯酸含量。本发明基于该发现，即丙烯酸含量决定粘稠性能，其中发现，为了获得良好的应用性能和足够的胶粘力的折中，10%的最低含量是必需的。相反地，在制造过程中过高的丙烯酸含量将使可加工性变差。
当丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品具有游离的酸基团，尤其具有羧基时，这是特别有利的。通过加入氢氧化钠和由此引起的脂肪酸和任选的游离酸基团的中和，使含有丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品和作为骨架形成成分的C12-至C22-脂肪酸的物质混合物粘稠。
进一步发现，脂肪酸的选择有利于胶棒的可达到的硬度。尤其确定，纯硬脂酸的过高含量导致过软的和因此不具有最佳应用性能的胶棒。因此，优选如此改进本发明的胶棒，即30-50重量%，特别地40-50重量%的C12-至C22-脂肪酸，特别地C14-至C18-脂肪酸由硬脂酸组成，其中剩余物优选地大部分由软脂酸和少量的肉豆蔻酸形成。实际上，即例如是指不纯的硬脂酸，其除了所提及的纯硬脂酸含量，也含有其它脂肪酸，特别含有软脂酸和肉豆蔻酸。
基于脂肪酸的绝对量，本发明的一个优选的扩展方式设定，含有3-8重量%，特别地5-8重量%的C12-至C22-脂肪酸钠盐，特别地C14-至C18-脂肪酸钠盐，基于该棒的总质量计。
为了获得良好的胶粘性能，优选地设定，含有45-60重量%，优选50-60重量%的丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品，特别地聚丙烯酸酯分散体，基于该棒的总质量计。
除了本发明胶棒的至今所提及的主要成分，有利地可以存在尤其少量的其它成分。就此而论，优选这样的构成，即丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品含有蔗糖。蔗糖的含量可以为5-30重量%，基于该棒的总质量计。
进一步地，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品也可以含有聚氨酯分散体。该聚氨酯分散体的含量可以为5-30重量%，基于该棒的总质量计。
此外，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品可以含有淀粉醚。淀粉醚的含量可以为5-40重量%，基于该棒的总质量计。淀粉醚的含量可以特别地取决于所述物质混合物的粘度，其中对于升高粘度，较少含量的淀粉醚是必需的。
进一步可以含有常见的助剂如增塑剂、染料、颜料、香料、防腐剂和/或湿度调节物质。作为增塑剂和/或湿度调节物质优选地可以考虑单丙二醇。
用于制造胶棒的本发明方法的特征在于，将C12-至C22-脂肪酸，特别地C14-至C18-脂肪酸作为骨架形成成分和丙烯酸含量为10-25%，优选10-20%，优选15-20%的丙烯酸酯-共聚物的含水配制品以及任选的助剂混合，并且将其加热至至少50℃，优选地至最高80℃的温度，直至形成均匀、透明的混合物；此后加入用以中和脂肪酸和任选地中和游离酸基团的所需量的氢氧化钠；随后使其均匀，之后将所述混合物浇注成型并且在没有机械影响的情况下将其冷却以形成凝胶。本方法的优选的扩展方式来自关于本发明胶棒的以上列出的特征和成分。
以下借助下列具体实施方案阐述本发明，其中对比不同的丙烯酸含量和不同的硬脂酸含量。
以在表1中所示的组成配制胶棒。
在此“硬脂酸40%”意味着，存在具有40重量%硬脂酸含量的不同脂肪酸的混合物，其中剩余物优选地大部分由软脂酸和少量肉豆蔻酸形成。说明“硬脂酸50%”和“硬脂酸98%”被视为是类似的，其中分别存在50重量%或者98重量%的硬脂酸含量。
可以看出，在保持不变的丙烯酸含量的情况下，渗透值随着上升的硬脂酸含量而升高，即所述胶棒变得较软。依此，滑移值和应用性能变化。用40重量%的硬脂酸含量实现最佳性能。基于丙烯酸含量显示，用10-18重量%的含量在整个范围内得到非常好或者好的性能。
为了使所有胶棒组合物的胶粘性能维持大约相同，随着升高的丙烯酸含量而减少所使用的聚丙烯酸酯分散体的量。
为了确保可比性，随着升高的丙烯酸含量而进一步减少脂肪酸的量。
但是为了确保将所述游离的酸基团完全中和，随着升高的丙烯酸含量而提高所使用的NaOH的量。
渗透是所述胶棒硬度的量度。用仪器（Tuninetto公司，类型321，Barcelona）来测量渗透。为了测量，将所述胶棒从外壳中转出10 mm，并且将其这样放置在钢针（Stahlstiftnadel）（参见图1）下，以致其刚接触到所述物料。随后，用250 g重量对该针施重5秒，并且以mm测量该针的渗透深度。该渗透深度越大，所述胶棒越软。
在图1中展示了用于测量该渗透所使用的钢针。
为了确定滑移值，使用下列辅助工具：
1) 包括配件的胶粘机器
2) A4纸80g/m²
3) 秒表
4) 胶棒
在19-24℃的温度和20-70%的相对湿度时工作。
在确定所述滑移值时，如下施行：
1)将A4纸切成297 mm x 约42 mm的条。由一张A4纸制作5条。
2)将纸条放置在胶粘机器的底板上。
3)借助紧固块将纸固定在底板上。注意将所述纸张开。
4)在机器板上安装可移动的滑动架。
5)将定距垫插入滑动架槽。这些用于下列胶粘剂克重：8g、10g、15g和20g。对于40g胶粘剂不使用定距垫。
6)根据胶粘剂克重选择用于滑动架移动的砝码。
8-10g – 300g砝码；
15-20g – 500g砝码；
40g – 900g砝码。
7)使用线以移动滑动架。借助钩将线的一端固定在滑动架开口，并且将砝码固定在绳的第二端。将该绳引经偏转滑轮。
8)对于待测试的胶粘剂，切除约10mm厚的条。
9)垂直地、沿着管套平面地切割所述胶粘剂。
10)切除后，将该胶粘剂从管中转出5mm+/-1mm。
11)将该胶粘剂放入外壳中，并且借助侧面螺钉通过轻微的拉紧将该胶粘剂固定在外壳内。根据胶粘剂克重这样选择所述外壳的重量，以致用250g/cm²垂直压力将胶粘剂压到纸上。
12)将具有砝码的滑动架移至“开始”-位置，并且将所准备的、固定在外壳中的胶粘剂放入其中，以致所述外壳的重量提供所述胶粘剂在纸上所需的压力。
13)用一只手将具有胶粘剂的滑动架维持在“开始”位置。第二只手握住秒表。
14)松开滑动架，并且同时启动秒表。
15)测量该时间，在此期间滑动架（通过引经偏转滑轮的砝码驱动）从“开始”位置移到“停止”位置。所涂抹的胶粘剂痕迹的长度为约160 mm。
16)将整个过程重复两次。不再切除所述胶粘剂。
17)以这样的方式一共测定三次滑移能力值。最后平均这些值。在表1中列出的滑移值对应于以秒测定的时间。

Claims (28)

1.胶棒，其由丙烯酸酯-共聚物的含水配制品作为胶粘组分和皂凝胶作为骨架形成物质构成，其中含有C12-至C22-脂肪酸钠盐作为形成凝胶结构的皂，其特征在于，所述丙烯酸酯-共聚物具有10-20重量%的丙烯酸含量，以及30-50重量%的所述C12-至C22-脂肪酸由硬脂酸组成。
2.根据权利要求1的胶棒，其中所述丙烯酸酯-共聚物具有15-20重量%的丙烯酸含量。
3.根据权利要求1的胶棒，其中40-50重量%的所述C12-至C22-脂肪酸由硬脂酸组成。
4.根据权利要求1的胶棒，其中剩余物由软脂酸和少量肉豆蔻酸形成。
5.根据权利要求1的胶棒，其中含有C14-至C18-脂肪酸钠盐作为形成凝胶结构的皂。
6.根据权利要求5的胶棒，其中30-50重量%的C14-至C18-脂肪酸由硬脂酸组成。
7.根据权利要求5的胶棒，其中40-50重量%的C14-至C18-脂肪酸由硬脂酸组成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的胶棒，其特征在于，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品具有游离的酸基团。
9.根据权利要求8所述的胶棒，其中所述游离的酸基团是羧基。
10.根据权利要求1-7任一项所述的胶棒，其特征在于，以3-8重量%的量含有C12-至C22-脂肪酸钠盐，基于该棒的总质量计。
11.根据权利要求10所述的胶棒，其特征在于，以5-8重量%的量含有C12-至C22-脂肪酸钠盐，基于该棒的总质量计。
12.根据权利要求1-7任一项所述的胶棒，其特征在于，以3-8重量%的量含有C14-至C18-脂肪酸钠盐，基于该棒的总质量计。
13.根据权利要求12所述的胶棒，其特征在于，以5-8重量%的量含有C14-至C18-脂肪酸钠盐，基于该棒的总质量计。
14.根据权利要求1-7任一项所述的胶棒，其特征在于，以45-60重量%的量含有丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品，基于该棒的总质量计。
15.根据权利要求14所述的胶棒，其中以50-60重量%的量含有丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品，基于该棒的总质量计。
16.根据权利要求14所述的胶棒，其特征在于，以45-60重量%的量含有丙烯酸酯分散体的所述含水配制品，基于该棒的总质量计。
17.根据权利要求16所述的胶棒，其中以50-60重量%的量含有丙烯酸酯分散体的所述含水配制品，基于该棒的总质量计。
18.根据权利要求1至7任一项的胶棒，其特征在于，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品含有蔗糖。
19.根据权利要求1至7任一项的胶棒，其特征在于，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品含有聚氨酯分散体。
20.根据权利要求1至7任一项的胶棒，其特征在于，丙烯酸酯-共聚物的所述含水配制品含有淀粉醚。
21.根据权利要求1至7任一项的胶棒，其特征在于，进一步含有助剂。
22.根据权利要求21的胶棒，其中所述助剂是增塑剂、染料、颜料、香料、防腐剂和/或湿度调节物质。
23.根据权利要求22的胶棒，其特征在于，含有单丙二醇作为增塑剂。
24.制备根据权利要求1至23任一项的胶棒的方法，其特征在于，将作为骨架形成成分的C12-至C22-脂肪酸和具有10-25重量%丙烯酸含量的丙烯酸酯-共聚物的含水配制品以及任选的助剂混合，并且将其加热至至少50℃的温度，直至形成均匀、透明的混合物；此后加入用以中和脂肪酸和任选的游离酸基团的所需量的氢氧化钠；并且随后使其均匀，之后将该混合物浇注成型并且在无机械影响的情况下冷却以形成凝胶。
25.根据权利要求24的方法，其中所述骨架形成成分为C14-至C18-脂肪酸。
26.根据权利要求24的方法，其中所述丙烯酸酯-共聚物的含水配制品的丙烯酸含量为10-20重量%。
27.根据权利要求24的方法，其中所述丙烯酸酯-共聚物的含水配制品的丙烯酸含量为15-20重量%。
28.根据权利要求24的方法，其中加热至最高80℃。
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