CN104822791A - 热熔辅助水性粘合剂和其用途 - Google Patents

热熔辅助水性粘合剂和其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN104822791A
CN104822791A CN201380059280.7A CN201380059280A CN104822791A CN 104822791 A CN104822791 A CN 104822791A CN 201380059280 A CN201380059280 A CN 201380059280A CN 104822791 A CN104822791 A CN 104822791A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hot melt
assists
adhesive composition
microsphere
aqueous binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380059280.7A
Other languages
English (en)
Inventor
T·黄
K·汤普森
J·莱泽
J·哈林顿
J·梅恰
R·马马雷拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel IP and Holding GmbH
Henkel US IP LLC
Original Assignee
Henkel IP and Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel IP and Holding GmbH filed Critical Henkel IP and Holding GmbH
Publication of CN104822791A publication Critical patent/CN104822791A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/08—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers using foamed adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/002—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B29/005—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material next to another layer of paper or cardboard layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J131/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid, or of a haloformic acid; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J131/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C09J131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/12—Coating on the layer surface on paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00—Packaging equipment or accessories not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/412—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components presence of microspheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2429/00—Presence of polyvinyl alcohol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2431/00—Presence of polyvinyl acetate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1303—Paper containing [e.g., paperboard, cardboard, fiberboard, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/254—Polymeric or resinous material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供具有高幅度的珠粒轮廓和较高的耐热性的热熔辅助水性粘合剂。所述热熔辅助水性粘合剂包含乳液聚合物、防腐剂、多个预膨胀的中空微球体和水。所述热熔辅助水性粘合剂适于作为用于纸张加工和包装工艺的热熔粘合剂的部分或完全替代。

Description

热熔辅助水性粘合剂和其用途
技术领域
本发明涉及热熔辅助水性粘合剂(hot melt assist waterborne adhesive)。特别地，所述热熔辅助水性粘合剂适于作为用于包装制品的热熔粘合剂的部分或完全替代。本发明的热熔辅助水性粘合剂可以用降低的压力挤出，并且所述粘合剂保持高幅度的珠粒轮廓(high amplitude bead profile)并填充基材之间的间隙以形成包装制品。
背景技术
纸张加工和包装操作需要用粘合剂将纤维素片材(例如纸板或硬纸板)粘结在一起。通常，将水性粘合剂或热熔粘合剂施加到一个或两个基材上，并且将基材压在一起以彼此粘合，从而形成壳体、纸箱、袋提手、农用盒、散装盒层合体、胶合搭接等。
在高度压紧无法实现的某些纸张加工和包装操作领域中，热熔粘合剂优于水性粘合剂。挤出的热熔粘合剂线具有高幅度的珠粒状轮廓，从而允许纸制品的基材即使存在小的间隙也能粘结在一起。热熔粘合剂的快速凝固性质还允许快速和有效通过量的包装或加工操作。然而，热熔粘合剂的缺点包括低的耐热性、高的能量使用和非可再制浆性。
水性粘合剂通常用于施加薄的粘合剂膜而不是厚珠粒并且可以实现坚固和长时间的压紧的纸张加工和包装操作中；然而，水性粘合剂不容易在两个不平坦的基材(例如来自瓦楞纸的波浪形的那些)之间实现“间隙填充”。尽管增加水性粘合剂的粘度特别是低剪切粘度将有助于克服珠粒流挂(sagging)问题，从而实现“间隙填充”，但粘的粘合剂由于其高粘度难以挤出。此外，水从粘的水性粘合剂层或珠粒非常缓慢地排出(蒸发)，从而使得此类粘合剂的通过量远远低于热熔粘合剂的通过量。
本发明通过使用具有膨胀的微球体的水性粘合剂组合物改善常规的水性粘合剂在纸张加工和包装操作中的缺点。本发明的水性粘合剂可以在纸张加工和包装操作中作为热熔辅助粘合剂替代一个或多个热熔粘合剂珠粒线以改善性能。
发明内容
本发明涉及热熔辅助水性粘合剂。本发明提供纸张加工和包装操作中的至少一个热熔粘合剂线的替代，其在较低的挤出压力下以高幅度的(珠粒)轮廓施加，保持高的幅度，并且允许快速蒸发，从而实现增加的通过量和更高的耐热性。此外，与常规的热熔粘合剂和水性粘合剂相比，所述热熔辅助水性粘合剂的施加需要更少的能量，例如热和压力。
在第一实施方案中，提供包含乳液聚合物、防腐剂、水和多个预膨胀的中空微球体的热熔辅助水性粘合剂组合物。所述热熔辅助水性粘合剂中的微球体的体积分数在约10-约40V/V％的范围内。所述热熔辅助水性粘合剂替代用于纸张加工和包装操作的热熔粘合剂的一些或全部部分。
另一个实施方案提供制品，其是用包含多个预膨胀的中空微球体的热熔辅助水性粘合剂组合物粘结到另一纸板的纸板。
又一个实施方案提供用热熔辅助水性粘合剂组合物将两个基材接合在一起的方法，包括以下步骤：(1)制备包含乳液聚合物、防腐剂、水和多个预膨胀的中空微球体的热熔辅助水性粘合剂组合物，(2)将热熔辅助水性粘合剂组合物挤出到第一基材上，(3)将第二基材接合到粘合剂上，(4)将水从热熔辅助水性粘合剂组合物蒸发，由此将两个基材接合。包含膨胀的中空微球体的热熔辅助水性粘合剂的施加或挤出压力小于没有膨胀的中空微球体的常规水性粘合剂的施加压力。
附图说明
图1是各种粘合剂的粘度对剪切速率的曲线。
图2是各种粘合剂的干珠粒高度对添加量(add-on)的曲线。
图3是用于测量粘合剂的耐热性的测试工具。
具体实施方式
在纸张加工和包装操作中，与热熔粘合剂相比，典型的水性粘合剂需要显著更长的时间来产生粘合性。由于不足的幅度高度(珠粒)和水性粘合剂中水的蒸发，对于快速通过量操作，优选热熔粘合剂。
本发明提供可以部分替代热熔粘合剂的热熔辅助水性粘合剂组合物。本文所述的热熔辅助水性粘合剂组合物可以用在具有两个纸板基材的传统的纸张加工和包装操作中。通过使用本发明的热熔辅助水性粘合剂组合物，可以在其附着的两个基材之间在粘合点提供较高幅度的间隙填充粘合剂。
本发明基于用于在纸张加工和包装操作中部分或完全替代热熔粘合剂用于粘结纸板基材的包含多个可膨胀微球体的水性粘合剂组合物的发现。高幅度的热熔辅助水性粘合剂间隙填充在两个基材之间。当水从热熔辅助水性粘合剂蒸发时，在两个基材之间形成粘合。与常规的热熔粘合剂和常规的水性粘合剂相比，所得粘合剂具有更高的模量和更高的耐热性。
在第一实施方案中，本发明包括包含乳液聚合物、防腐剂、水和多个预膨胀的中空微球体的热熔辅助水性粘合剂组合物。
所述热熔辅助水性粘合剂包含具有约-50℃-约80℃，优选约-20℃-约40℃的Tg值的乳液聚合物。例示性乳液聚合物包括聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯均聚物、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯、糊精稳定化的乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸系聚合物、苯乙烯丁基橡胶、丙烯酸系聚合物、熟化的(cooked)聚乙烯醇和其混合物、丙烯酸系单体，例如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己基乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。对于热熔辅助水性粘合剂组合物，特别优选的乳液聚合物包括聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯均聚物、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯和糊精稳定化的乙烯共聚物。
乳液聚合物的固体含量在约40重量％-约70重量％的范围内。
可用在热熔辅助水性粘合剂组合物中的防腐剂包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水分散体或2-吡啶硫醇-1-氧化锌的水分散体。作为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物的KathonTM防腐剂(DowChemicals)也适于所述热熔辅助水性粘合剂组合物。防腐剂可以按热熔辅助水性粘合剂组合物凝固之前组合物的约0.05重量％-约1.0重量％的量使用。
所述热熔辅助水性粘合剂组合物包含多个预膨胀的微球体。可用于本发明的微球体包括例如聚合物微球体，包括具有空气或烃核心和聚丙烯腈壳的那些(例如以商品名出售的那些)以及其它类似的微球体(例如以商品名出售的那些)。已发现，如果粘合剂组合物包含太高浓度的预膨胀的微球体，则粘合剂的粘合性会不够。然而，如果预膨胀的微球体的浓度太低，则凝固时间会延长。因此，当确定组合物中膨胀的微球体的最佳浓度时，必须考虑加载水平这个考虑因素。优选地，热熔辅助水性粘合剂的微球体的体积分数在约5-约60V/V％，优选约10-约40V/V％的范围内。组合物中的微球体的所需量可以根据组合物中所使用的预膨胀的微球体的特定直径进行调节。如果微球体的直径较小，则在粘合剂组合物中的浓度较高，反之，如果微球体的直径较大，则在粘合剂组合物中的浓度较低。
膨胀的微球体的尺寸在粘合剂完全凝固之前可以在一定范围内变化，包括直径为约10微米到约200微米，优选约50微米到约150微米。
如果需要，可以将可膨胀微球体加入热熔辅助水性粘合剂中。为实现可膨胀微球体的全部潜力，向粘合剂施加热和/或辐射以使微球体膨胀。
如本领域技术人员所理解的，本发明的热熔辅助水性粘合剂组合物在基于流体乳液聚合物的粘合剂组合物中包含多个膨胀的微球体。在粘合剂组合物完全凝固或固化之前，这些微球体能够在组合物内移动，在将水从粘合剂组合物驱除并且粘合剂凝固后，微球体基本上锁定就位。
可以加入任选存在的组分以改性热熔辅助水性粘合剂。任选存在的组分包括增塑剂、流变改性剂、填料、保湿剂和消泡剂。有用的流变改性剂在低剪切速率下与乳液聚合物相容。例示性流变改性剂包括聚丙烯酸的碱溶胀性乳液、疏水改性的碱溶胀性乳液、具有疏水性臂的丙烯酸系主链或具有疏水性臂的氨基甲酸酯主链。可以根据乳液聚合物的pH选择适当的流变改性剂。
可用于热熔辅助水性粘合剂的优选增塑剂包括苯甲酸酯类，例如来自Eastman的BenzoflexTM增塑剂系列；己二酸酯类，例如来自Ashland的增塑剂；磺酰胺类，例如来自Unitex的Uniplex等。可以使用如本领域已知的任何期望的填料。可用于本发明的保湿剂帮助保持组合物的粘度稳定性，并且可以包括例如甘油(glycerol、glycerine)；脲；丙二醇；三乙酸甘油酯；糖类和糖醇类，例如山梨糖醇、木糖醇和麦芽糖醇；聚合多元醇类，例如聚右旋糖，或者具有保湿性的任何其它期望的组成。有用的消泡剂包括系列(Munzing)、配制物添加剂系列(BASF)和消泡剂系列(Air Products)。所述任存在选的组分以至多约10重量％的热熔辅助水性粘合剂的少量加入。
所述热熔辅助水性粘合剂还包含水。在期望的实施方案中，在组合物凝固之前，所述粘合剂组合物所包含的水的量为热熔辅助水性粘合剂组合物凝固之前组合物的约30重量％-约75重量％，最期望地，组合物凝固之前组合物的约40重量％-约60重量％。
所述热熔辅助水性粘合剂替代用于纸张加工和包装操作的热熔粘合剂的一些或全部部分。在纸张加工和包装操作中，将常规的热熔粘合剂以多线珠粒施加到基材上。热熔粘合剂具有高的初始粘性并且将两个基材结合在一起，并且随着热熔粘合剂冷却，在两个基材之间形成粘结。在纸张加工和包装操作中，本发明的热熔辅助水性粘合剂可以替代多线珠粒中的至少一个。包含常规的热熔粘合剂和本发明的热熔辅助水性粘合剂两者的纸张加工和包装操作具有更高的耐热性和降低的能量输出而不降低操作的高通过量。
在其它实施方案中，本发明提供用于提供具有改善的耐热性的壳体或纸箱的试剂盒。在这个实施方案中，所述试剂盒包括两部分，即第一部分和第二部分，期望将它们储存在单独的容器中。第一部分包含常规的热熔粘合剂。第二部分包含热熔辅助水性粘合剂组合物，所述组合物包含乳液聚合物、防腐剂、水和多个预膨胀的中空微球体。将两种粘合剂施加到壳体或纸箱的基材上，并将基材粘结在一起以形成壳体或纸箱。
另一个实施方案提供用本发明的热熔辅助水性粘合剂将两个基材接合在一起的方法。向基材施加常规的热熔粘合剂和本发明的热熔辅助水性粘合剂。两种粘合剂均通过挤出或一些强制压力从罐施加，以从容器施加粘合剂。在一个实施方案中，将热熔辅助水性粘合剂挤出到基材上。常规的热熔粘合剂和本发明的热熔辅助水性粘合剂可以分别或同时施加到相同的基材或两个不同的基材上。将第二基材施加到粘合剂上，随着热熔粘合剂冷却并且水从热熔辅助水性粘合剂蒸发，在两个基材之间形成粘结。随着水从热熔辅助水性粘合剂蒸发并且粘合剂凝固，热熔粘合剂表现出初始强度并且形成粘结；并且热熔辅助水性粘合剂在凝固后形成具有较高的模量和较高的耐热性的强粘结。这两种粘合剂一起使用形成具有改善的性质的纸板制品。
粘合剂的流速是压力、粘度、挤出枪(包括尖端)的设计的函数。给定相同的流速、挤出头的直径和长度，以及水性粘合剂的基本上类似的粘度，施加粘合剂的挤出压力应基本上相同。令人惊奇的是，本发明的热熔辅助水性粘合剂可以在与没有微球体的常规水性粘合剂相比较低的压力下挤出。在一些情况下，所述热熔辅助水性粘合剂可以在比其没有微球体的对应物低20％或者甚至30％的压力下挤出。当挤出机的喷嘴变得更小时，具有微球体的水性粘合剂和没有微球体的水性粘合剂的挤出压力的差异变得更加显著。
保持本发明的热熔辅助水性粘合剂的高幅度，以在不向基材上施加额外的压力下在两个基材之间产生粘结。随着水蒸发并且粘合剂凝固，本发明的热熔辅助水性粘合剂的珠粒仍然具有有效的幅度以保持粘结。此外，与常规的水性粘合剂相比，热熔辅助水性粘合剂由于降低的水分含量而干燥得更快。优选地，热熔辅助水性粘合剂在干燥的粘合剂中包含约5-约60V/V％，优选约10-约40V/V％的中空微球体。此外，在热熔辅助水性粘合剂中使用中空微球体使得在凝固和水蒸发期间较少收缩。随着水从粘合剂蒸发，粘合剂仍保持幅度以将两个基材粘结在一起。
本发明还涉及包含热熔辅助水性粘合剂组合物的纸张加工和包装操作，所述粘合剂组合物包含乳液聚合物、防腐剂、水和多个膨胀的中空微球体。当与热熔粘合剂组合使用时，作为热熔辅助水性粘合剂，在较低的能量消耗下保持较高的生产通过量。
本发明的热熔辅助水性粘合剂的耐热性比常规的热熔粘合剂高。常规的热熔粘合剂具有约125℉-约150℉的耐热性值。用本发明的热熔辅助水性粘合剂密封的纸板在升高的温度下即使来自热熔粘合剂的粘结失效仍可保持粘结。本发明的热熔辅助水性粘合剂超过280℉的耐热性。
常规的热熔粘合剂和本发明的热熔辅助水性粘合剂可以用在纸张加工和包装操作中以粘结纤维质片材(例如，纸板或硬纸板)，以制造壳体、纸箱、袋提手、农用盒、散装盒层合体、胶合搭接等。此类制品与在水性粘合剂中没有微球体的常规制品相比具有改善的粘合性、耐热性、较低的收缩率。实际上，较低等级的热熔粘合剂可以与本发明的热熔辅助水性粘合剂结合使用，以最大限度地降低成本，同时保持壳体以及纸张加工和包装工艺的高通过量。
通过分析以下实施例可以更好地理解本发明，所述实施例是非限制性的，并且仅旨在帮助解释本发明。
实施例
实施例1-热熔辅助水性粘合剂的组分
每种热熔辅助水性粘合剂通过将表1中的组分组合，然后搅拌约1小时或者直到混合物变均匀来制备。
表1.
实施例2-流变性相对于剪切速率
上述样品的流变性相对于剪切速率进行测量，并在图1中示出。比较样品A具有最低的粘度，并因此具有最差的珠粒幅度。加入填料(比较样品B)、流变改性剂(比较样品C)或预膨胀的微球体(样品1、2和3)增加粘合剂的粘度。比较样品B和C以及样品1-3具有适当的珠粒幅度以提供间隙填充性质。比较样品B不可挤出，因为磨料会损坏挤出设备。与样品1-3相比，比较样品C在较低的剪切速率下具有更高的粘度。样品1-3在各种剪切速率下均具有可接受的轮廓。
实施例3-干珠粒高度
对各样品的干珠粒高度进行测量。将各种添加水平(g/in)的粘合剂置于在基材上，充分干燥，并测量珠粒的幅度(高度)。出于比较的目的，以0.04g/in施加Henkel的Technomelt100热熔粘合剂，并且冷却的珠粒的高度测量为约1mm。干高度和添加水平在图2中示出。
图2示出了常规的水性粘合剂(例如比较样品A)甚至在0.06g/in的添加水平下也具有相对低的干珠粒高度。而比较样品C在测试的剪切速率下具有较高的粘度，用流变改性剂增稠水性粘合剂未能形成与热熔粘合剂类似的高度。在水性粘合剂中加入填料(比较样品B)将干珠粒高度增加到与热熔粘合剂的幅度类似的水平。此外，在水性粘合剂中加入微球体(样品1和2)在类似的添加水平下获得类似的干珠粒高度。样品1-3具有足够的幅度以在基材之间间隙填充并形成粘结。
实施例4-半湿润强度
粘合剂样品的半湿润强度用质构仪测量。将约12mg各样品以珠粒施加到基材上。将第二基材施加到样品粘合剂上，并压紧到10密耳间隙，并干燥5分钟。将基材使用拉伸模式以0.2mm/sec拉开，直到粘结破坏。测量粘结破坏下的间隙和力的量，并记录在表2中。对于样品1，如表2中所示，通过调节微球体的量改变体积百分比。
表2.
V/V％(微球体) 间隙(mm) 力(g)
比较样品A 0 0.4 380
比较样品B 0 0.6 700
比较样品C 0 0.3 600
样品1 20％ 1.0 900
样品1 30％ 0.7 650
样品1 40％ 0.5 500
样品2 30％ 0.7 800
用比较样品形成的粘结与样品1(20％V/V)和样品2(30％V/V)相比在较小的间隙和较小的力下破坏。加入微球体获得更好的粘合性、更快速的粘结形成和粘合剂的半湿润强度。仅在微球体以少量加入量(低于40V/V％)加入时，才实现半湿润强度。将微球体的含量增加到40V/V％和以上降低粘合剂的湿粘结强度。
实施例5-挤出压力
挤出比较样品C和样品3，并获得其挤出压力。两种粘合剂均用挤出机，即Valco MCP-4W/EPC控制器在流量调节(冲程)下施加，所述控制器具有带有0.7喷嘴的Valco Model 524挤出枪。为模拟热熔粘合剂珠粒线的相同体积，首先测定热熔粘合剂(Henkel Technomelt100)的流速。通过改变挤出压力获得表3中所列出的每种粘合剂的相同流速。如图1中所示，比较样品C和样品3的粘度类似，因此，预期两种粘合剂的施加的挤出压力应基本上类似。令人惊奇的是，具有微球体的样品3粘合剂的施加与没有任何微球体的比较样品C粘合剂相比需要显著较低的挤出压力。
表3.
冲程调节 比较样品C(psi) 样品3(psi)
1/2转 112 80
3/8转 285 150
当挤出机的冲程调节降低时，两种样品的挤出压力均增加，但对于具有微球体的样品，增加的压力较低。当冲程调节降低时，挤出压力的增加的差异变得更加显著。
实施例6-挤出的珠粒线的观察
将比较样品C和样品3用挤出机，即Valco MCP-4W/EPC控制器挤出到纸板上，所述控制器具有带有0.7喷嘴的Valco Model 524挤出枪。理想的粘合剂将形成珠粒线，所述珠粒线与其施加方向平行并且在整个珠粒线上具有相同的宽度。将样品3挤出并且形成与挤出方向平行的珠粒线，并且珠粒的宽度在整个珠粒线上基本上保持相同，并没有太多的收缩。另一方面，比较样品C没有形成在整个珠粒线上基本上相同的宽度。该比较样品的一些部分与样品3相比具有更显著的收缩。对于比较样品C，珠粒线在一些部分较粗并且在珠粒线的不同部分较细。而且，珠粒没有干净地逐渐变细，并且一些拉到垂直方向。为使比较样品形成平行的珠粒线，比较样品C需要比样品3更高的挤出压力。
实施例7-耐热性
为测量本发明的热熔辅助水性粘合剂的耐热性，在图3中所示的工具中对样品3进行测试。制备六个样品并进行测试。将样品3挤出到底部基材上，珠粒重量在0.05-0.1g的范围内，并将顶部基材施加到粘合剂上。将200克块体重量直接施加在粘结上，保持2-3秒。凝固后，如图3中所示，在一侧上夹持制品(300)，并将整个制品置于受控烘箱中，在6英寸基材的端部(非粘结端部)放置300克重量(100)，保持24小时。用新的样品组以5℉间隔从150℉开始重复该测试。如果在设定温度下所述重量没有破坏粘结，则认为粘结(200)通过耐热性测试。典型的热熔粘合剂在125℉-约150℉下失效。用样品3制成的制品超过285℉。

Claims (20)

1.热熔辅助水性粘合剂组合物，包含：
a)具有约-50℃-约80℃的Tg值的乳液聚合物；
b)防腐剂；
c)多个预膨胀的微球体；以及
d)水，
其中所述微球体的体积分数基于所述粘合剂的总体积在约10-40V/V％的范围内。
2.根据权利要求1所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述乳液聚合物选自聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯均聚物、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯、糊精稳定化的乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸系聚合物、苯乙烯丁基橡胶、丙烯酸系聚合物、熟化的聚乙烯醇和它们的任意混合物。
3.根据权利要求2所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述乳液聚合物是聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯均聚物、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯或糊精稳定化的乙烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述预膨胀的微球体具有聚合物壳并且具有约50微米到约150微米的直径。
5.根据权利要求1所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述体积分数在约20-30V/V％的范围内。
6.根据权利要求1所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其还包含增塑剂、流变改性剂、保湿剂、消泡剂和它们的任意混合物。
7.制品，其包括至少两个基材、热熔粘合剂和热熔辅助水性粘合剂组合物，所述热熔辅助水性粘合剂组合物包含(a)至少一种具有约-50℃-约80℃的Tg值的乳液聚合物；(b)防腐剂；(c)多个预膨胀的微球体；以及(d)水，
其中所述微球体的体积分数基于所述热熔辅助水性粘合剂的总体积在约10-40V/V％的范围内。
8.根据权利要求7所述的制品，其中所述基材是纸或纸板。
9.根据权利要求7所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述乳液聚合物选自聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙烯醇稳定化的聚乙酸乙烯酯均聚物、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯、糊精稳定化的乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸系聚合物、苯乙烯丁基橡胶、丙烯酸系聚合物、熟化的聚乙烯醇和它们的任意混合物。
10.根据权利要求9所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述乳液聚合物是乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇或糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯。
11.根据权利要求7所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述预膨胀的微球体具有聚合物壳并且具有约20微米到约200微米的直径。
12.根据权利要求7所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其中所述体积分数在约20-30V/V％的范围内。
13.根据权利要求7所述的热熔辅助水性粘合剂组合物，其还包含增塑剂、流变改性剂、保湿剂、消泡剂和它们的任意混合物。
14.根据权利要求7所述的制品，其为壳体、纸箱、袋提手、农用盒、散装盒层合体或胶合搭接。
15.密封具有至少两个基材的壳体或纸箱的方法，包括以下步骤：
(1)制备热熔辅助水性粘合剂，所述粘合剂包含(a)至少一种具有约-50℃-约80℃的Tg值的乳液聚合物；(b)防腐剂；(c)多个预膨胀的微球体；以及(d)水；
(2)将所述热熔辅助水性粘合剂挤出到基材上，其中挤出压力比挤出没有所述多个预膨胀的微球体的水性粘合剂小至少20％；
(3)将热熔粘合剂施加到基材上；以及
(4)将第二基材施加到所述基材上，
由此两个基材形成粘结。
16.根据权利要求15所述的方法，其中步骤2和3同时进行。
17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述热熔辅助水性粘合剂和所述热熔粘合剂施加到相同的基材上。
18.根据权利要求15所述的方法，其中将所述热熔辅助水性粘合剂施加到第一基材上，并将所述热熔粘合剂施加到第二基材上。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述热熔辅助水性粘合剂的体积分数在约20-30V/V％的范围内。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述热熔辅助水性粘合剂的挤出压力比没有所述多个预膨胀的微球体的水性粘合剂小40％。
CN201380059280.7A 2012-11-16 2013-10-29 热熔辅助水性粘合剂和其用途 Pending CN104822791A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261727375P 2012-11-16 2012-11-16
US61/727,375 2012-11-16
US13/804,230 2013-03-14
US13/804,230 US9273230B2 (en) 2012-11-16 2013-03-14 Hot melt assist waterborne adhesives and use thereof
PCT/US2013/067215 WO2014078071A1 (en) 2012-11-16 2013-10-29 Hot melt assist waterborn adhesives and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104822791A true CN104822791A (zh) 2015-08-05

Family

ID=50728204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380059280.7A Pending CN104822791A (zh) 2012-11-16 2013-10-29 热熔辅助水性粘合剂和其用途

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9273230B2 (zh)
EP (1) EP2920267A4 (zh)
JP (1) JP2016504432A (zh)
KR (1) KR20150087188A (zh)
CN (1) CN104822791A (zh)
BR (1) BR112015009793A2 (zh)
RU (1) RU2015122934A (zh)
WO (1) WO2014078071A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106244056A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 苏州普斯特材料科技有限公司 一种汽车用抗震胶黏剂
CN106281062A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 佛山市三水永恒达粘合剂有限公司 一种用于降低多层基材基重的水基粘合剂
CN110423577A (zh) * 2019-08-12 2019-11-08 四川顶立胶业有限公司 超长开放热压木皮胶及其制备方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9657200B2 (en) 2012-09-27 2017-05-23 Henkel IP & Holding GmbH Waterborne adhesives for reduced basis weight multilayer substrates and use thereof
MX2017000739A (es) 2014-07-23 2018-02-13 Henkel IP & Holding GmbH Composiciones de revestimiento expansibles y su uso.
CA2963165C (en) * 2014-10-01 2023-05-16 Jowat Se Aqueous coagulatable polymer dispersion and use thereof as an adhesive
CN110892013B (zh) 2017-07-18 2023-06-06 汉高股份有限及两合公司 介电加热可发泡组合物
US20190062028A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Henkel IP & Holding GmbH Process for forming improved protective eco-friendly pouch and packaging and products made therefrom
WO2019040624A1 (en) 2017-08-25 2019-02-28 Henkel IP & Holding GmbH METHOD FOR FORMING ENHANCED PROTECTION ECOLOGICAL BAG, AND PACKAGING AND PRODUCTS MADE THEREFROM
EP3527361A1 (de) 2018-02-16 2019-08-21 Henkel AG & Co. KGaA Verfahren zur herstellung eines mehrschichtigen substrats
EP3822056B1 (en) 2019-11-18 2024-05-08 Heraeus Noblelight Ltd. System for treatment of a multi-layered cushioning product and operating method for a system for expanding a multi-layered cushioning product
CN113308223B (zh) * 2021-06-18 2023-04-07 义乌壹统胶科技有限公司 一种高纯度胶水及其制胶工艺
WO2023139981A1 (ja) * 2022-01-24 2023-07-27 サカタインクス株式会社 積層体の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1634897A2 (en) * 1996-11-12 2006-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Water borne pressure sensitive adhesive compositions for bonding of polyvinylchloride
US20070224395A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Rowitsch Robert W Sprayable water-based adhesive

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006273A (en) 1975-02-03 1977-02-01 Pratt & Lambert, Inc. Washable and dry-cleanable raised printing on fabrics
JPS5943069B2 (ja) 1980-09-26 1984-10-19 日本合成化学工業株式会社 木材用接着剤
CA2051634A1 (en) 1989-05-22 1990-11-23 Harry J. Lader Method of bonding with water-based adhesives
US5264467A (en) 1991-09-24 1993-11-23 Air Products And Chemicals, Inc. High performance solvent-free contact adhesive
JP3026700B2 (ja) 1993-03-05 2000-03-27 凸版印刷株式会社 感熱性粘着組成物及び感熱性粘着シート
US5356683A (en) 1993-10-28 1994-10-18 Rohm And Haas Company Expandable coating composition
CA2145938A1 (en) 1994-04-06 1995-10-07 E. Chris Hornaman Construction adhesive composition
JP3568671B2 (ja) 1996-02-13 2004-09-22 中央理化工業株式会社 水性接着剤組成物
US6740373B1 (en) 1997-02-26 2004-05-25 Fort James Corporation Coated paperboards and paperboard containers having improved tactile and bulk insulation properties
AU2697899A (en) 1998-05-18 1999-11-25 Rohm And Haas Company Hollow sphere organic pigment for paper or paper coatings
IT1315461B1 (it) 1999-08-10 2003-02-11 Giorgio Trani Materiale filmabile con caratteristiche modificabili selettivamente.
US6503620B1 (en) * 1999-10-29 2003-01-07 Avery Dennison Corporation Multilayer composite PSA constructions
JP2001207146A (ja) 2000-01-26 2001-07-31 Saiden Chemical Industry Co Ltd 水性粘着剤組成物
US20020016406A1 (en) 2000-06-23 2002-02-07 Chen Augustin T. Adhesive compositions
TW490373B (en) 2000-10-23 2002-06-11 Matsushita Electric Works Ltd Laminate with a peelable top layer and method of peeling off the top layer from the laminate
US6648955B1 (en) 2000-10-25 2003-11-18 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Corrugating adhesive
US6749705B2 (en) 2001-11-15 2004-06-15 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Adhesive and use thereof
US6838187B2 (en) 2002-05-10 2005-01-04 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Water based adhesive composition with release properties
CN1956845A (zh) 2004-04-14 2007-05-02 艾利丹尼森公司 包含微球的电子束固化的压敏粘合带及其制造和使用方法
US20060159913A1 (en) 2004-12-22 2006-07-20 Tomoyuki Kugo Heat-sensitive adhesive material
US7638576B2 (en) 2005-11-01 2009-12-29 Rohm And Haas Company Aqueous dispersion of epoxy groups-bearing multi-stage polymeric particles
US20070155859A1 (en) 2006-01-04 2007-07-05 Zhengzhe Song Reactive polyurethane hot melt adhesive
BRPI0712056A2 (pt) 2006-06-08 2011-12-20 Akzo Nobel Nv microesferas
US20070287776A1 (en) 2006-06-08 2007-12-13 Akzo Nobel N.V. Microspheres
EP2035519B1 (en) 2006-06-20 2016-12-21 3M Innovative Properties Company Adhesive compositions, adhesive articles and methods for making the same
US7645355B2 (en) 2006-11-17 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Method of making a microsphere transfer adhesive
ITVI20070005A1 (it) 2007-01-05 2008-07-06 Lecce Pen Company Spa Metodo per la fabbricazione della carta, cartoncino e cartone dematerializzati e compound realizzati con tale metodo
MX2011000345A (es) 2008-07-21 2011-05-02 Dixie Consumer Products Llc Fabricacion de vaso de papel con adhesivo microencapsulado.
JP5357577B2 (ja) 2009-03-02 2013-12-04 大王製紙株式会社 加工紙
FR2961429B1 (fr) 2010-06-22 2014-02-21 Enduction Et De Flockage Soc D Materiau enduit de resine et son procede de fabrication
JP6216250B2 (ja) 2010-09-01 2017-10-18 エルビーピー マニファクチャリング インコーポレイテッド 包装基材の製造に用いられる熱膨張性接着剤／被膜の活性化を促進する方法
JP5639272B2 (ja) 2010-09-10 2014-12-10 ヘンケル・ユーエス・アイピー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＨｅｎｋｅｌ ＵＳ ＩＰ ＬＬＣ 断熱性が改善された接着剤
US20120100289A1 (en) 2010-09-29 2012-04-26 Basf Se Insulating compositions comprising expanded particles and methods for application and use
US20140131367A1 (en) 2012-11-14 2014-05-15 Pactiv LLC Multilayer article and method for making a multilayer article, blank, and insulating cup

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1634897A2 (en) * 1996-11-12 2006-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Water borne pressure sensitive adhesive compositions for bonding of polyvinylchloride
US20070224395A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Rowitsch Robert W Sprayable water-based adhesive

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106281062A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 佛山市三水永恒达粘合剂有限公司 一种用于降低多层基材基重的水基粘合剂
CN106244056A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 苏州普斯特材料科技有限公司 一种汽车用抗震胶黏剂
CN106244056B (zh) * 2016-08-26 2018-01-12 苏州普斯特材料科技有限公司 一种汽车用抗震胶黏剂
CN110423577A (zh) * 2019-08-12 2019-11-08 四川顶立胶业有限公司 超长开放热压木皮胶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9273230B2 (en) 2016-03-01
BR112015009793A2 (pt) 2017-07-11
WO2014078071A1 (en) 2014-05-22
US20140141185A1 (en) 2014-05-22
KR20150087188A (ko) 2015-07-29
RU2015122934A (ru) 2017-01-10
EP2920267A4 (en) 2016-03-30
JP2016504432A (ja) 2016-02-12
EP2920267A1 (en) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104822791A (zh) 热熔辅助水性粘合剂和其用途
JP6420765B2 (ja) 低坪量多層基材のための水性接着剤およびその使用
JP6445013B2 (ja) 断熱性物品のための接着剤
DE69317635T2 (de) Schmelzklebstoffzusammensetzung auf der Basis von Stärke
CA2445885C (en) Environmentally friendly biopolymer adhesives and applications based thereon
EP3201260B1 (de) Wässrige koagulierbare polymerdispersion und deren verwendung als klebstoff
AU2002309622A1 (en) Environmentally friendly biopolymer adhesives and applications based thereon
DE60120642T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Wellpappe und die hergestellte Wellpappe
US8137792B2 (en) Water resistant adhesive and methods of use
DE10000940A1 (de) Einkomponentige Dichtmasse auf Basis einer Dispersion von Vinylpolymeren
US6066688A (en) Adhesive for labels and the like
BR102018009673A2 (pt) formulação de adesivos verdes para diferentes substratos e seus usos
EP1384766B1 (en) Remoistenable pre-applied adhesive
EP2406324B1 (de) Klebestift mit superabsorbern
WO2013087572A1 (de) Verklebtes verbundsubstrat aus karton und einem wässrigen schaumklebstoff
BR102019009641A2 (pt) adesivo à base de materiais contendo látex e lignina e processo de produção do mesmo
MXPA94003802A (en) Adhesive for labels and simila
JP2001234145A (ja) 再湿糊及びそれを用いた内装材
JPH055084A (ja) 水溶性ホツトメルト接着剤およびその製造方法
HU199547B (hu) Paraffin és/vagy vázképzö anyagot tartalmazó ragasztó készítmény ragasztórüd gyártásához
ITMI20090916A1 (it) Metodo per la preparazione di carta termoadesiva.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150805

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication