CN108690540A - 超可去除热熔胶和包含它的标签 - Google Patents
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Abstract
一种热熔性粘合剂,其包含15重量%至65重量%的苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯共聚物,具有150℃以下的软化点的增粘剂,1重量%至15重量%通过ASTM D5(2016)测量具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡,和增塑剂。粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸的不锈钢剥离强度。
Description
发明领域
本申请一般性地涉及热熔性粘合剂,特别是提供高可去除性的改进热熔性粘合剂。本申请还涉及包含改进热熔性粘合剂的标签。
发明背景
已知热熔性压敏粘合剂(PSA或HMPSA)提供对各种基质的粘着性或粘性(当在室温下应用时)。该粘着性提供在挤压时对基质的瞬时粘着力。PSA容易以固体形式处理,快速形成粘合体而无需明显的补充加工。并且PSA通常具有长保质期。已知PSA通常提供给商品如消费品和工业品的玻璃、金属和塑料容器贴标签的方便且经济的方式。尤其是,PSA广泛用于生产自粘标签,其固定在制品上用于呈现信息(例如条码、说明、价格)和/或装饰性目的。
在一些应用中,理想的是除去和/或重新布置使用PSA粘附的物品。例如,在取出它们的内容物以后,使贴标签的包装和/或容器经受清洗(或再循环)处理以再使用它们或者在破坏以后用于回收其组成材料。这类处理通常要求将标签从它固着的制品上完全分离而不在所述制品的表面上留下粘合剂残留,以便使再循环过程较容易。在其它情况下,容器可使用可重新布置或可再粘附封闭装置以多次打开和关闭容器,例如纸巾盒封口标签。在其它应用中,可去除PSA可用于在运输期间将松散的物品粘附在器具如冰箱上。作为另一实例,孩子们的书可使用可再粘附粘合剂以使图片与相应的文字结合,因此增强学习体验。在这些应用中,具有粘性、粘合强度、可去除性和/或重新布置性的特定组合的PSA是理想的。
美国公开No.2005/0013996公开了将以下组分结合而得到的热熔性压敏粘合剂(HMPSA):线性A-B-A嵌段共聚物,其中B组分为聚异戊二烯,且A组分为聚苯乙烯(S-I-S),至少一种相容增粘树脂,至少一种增塑剂,抗氧化剂和稳定剂,和任选蜡。A-B-A嵌段共聚物包含0-10重量%残余A-B二嵌段。HMPSA适用作一次性物品如膏药、绷带、卫生棉如卫生巾、成人失禁垫或尿布的定位粘合剂。HMPSA具有在140℃下3,500mPas至25,000mPas的粘度,并且以10-25克/平方米的涂布重量显示出1.0-3.0N/cm的粘力值。
美国公开No.2010/0193127公开了热熔性压敏粘合剂(HMPSA)组合物,其包含25-50%的选自SIS、SIBS、SEBS和SEPS嵌段共聚物的苯乙烯嵌段共聚物;35-75%的具有80-150℃的软化温度和小于20的酸值的相容增粘树脂;和0.5-20%的一种或多种羧酸,其烃链包含6-54个碳原子。
美国专利No.9,242,437公开了热熔性压敏粘合剂(HMPSA)组合物,其包含:(a)25-50%的一种或多种苯乙烯嵌段共聚物SBS、SIS、SIBS、SEBS或SEPS;(b)35-75%的一种或多种为液体或者具有150℃以下的软化温度的相容增粘树脂;和(c)1-20%的一种或多种通过1-(2-氨乙基)-2-咪唑烷酮和脂肪酸组合物反应而得到的超分子聚合物,所述脂肪酸组合物包含51-100%的一种或多种脂肪酸二聚物和/或三聚物和0-49%一种或多种脂肪酸单体。还提供了包括HMPSA、由纸或聚合物膜制成的相邻可印刷载体层,和相邻保护层的多层体系。该多层体系可用于自粘标签中。
中国申请No.103849100A公开了用于膏药或补片的载体苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物组合物和粘合剂的制备。组合物包含以重量百分数计的以下成分:80%-90%苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段,即S-I-S,和10%-20%苯乙烯-异戊二烯二嵌段,即S-I。苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段的嵌段比S:I为(14-17):(83-86)。分子量为110000至140000。苯乙烯-异戊二烯二嵌段的嵌段比S:I为(8-12):(88-92)。分子量为55000至75000。制备采用100份SIS组合物、70-80份增塑剂和140-150份增粘树脂以制备膏药或补片载体热熔性压敏粘合剂,其载药能力高、加药温度低、剥离力较低且保持力好。
中国申请No.104694047A公开了热熔性压敏粘合剂和热熔性压敏粘合剂的制备方法。热熔性压敏粘合剂属于防水卷材的技术领域。待解决的问题是因为常规预铺防粘附结构仅能在零下4℃以上的气候环境中进行,防水卷材不适用于冬季或冻土地带。该发明公开的热熔性压敏粘合剂由包含以下组分的原料制备:弹性体、聚异丁烯、第一C5石油树脂和第二C5石油树脂,其中第一C5石油树脂指固体脂环族烃类氢化石油树脂且具有80-127℃的软化点;第二C5石油树脂指液体石油树脂且具有小于或等于1℃的软化点。根据该发明公开的热熔性压敏粘合剂,可在零下10℃的条件下牢固地搭接高密度聚乙烯自粘膜防水卷材,并且热熔性压敏粘合剂可用于密封胶、双面胶等。
中国申请No.103602295A公开了高抗弹力热熔性压敏粘合剂及其制备方法。高抗弹力热熔性压敏粘合剂的特征在于包含25-40重量%弹性体SIS(苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物)、50-65重量%合成树脂、4-10重量%合成蜡、5-10重量%橡胶增塑剂和0.3-1重量%抗氧化剂。制备方法包括以下步骤:将弹性体SIS、橡胶增塑剂和抗氧化剂按份加入不锈钢反应器中;缓慢加热至140-175℃,搅拌直至所有材料熔融,并稳定地反应5-20分钟;在搅拌条件下按份加入其余其它材料,并且不停地搅拌5-30分钟并冷却,和进行模塑处理以便得到所需热熔型压敏粘合剂。通过该方法制备的高抗弹力热熔性压敏粘合剂具有以下优点:高瞬间粘合强度、高热粘合强度、大剥离力、牢固且快速粘合、方便使用和无弹起。它非常适于生产床垫、沙发或垫子。
中国申请No.102660219A公开了制备抗低温热熔性压敏粘合剂。该抗低温热熔性压敏粘合剂的特征在于包含以重量百分数计的以下组分:12-25%弹性体SIS、30-50%增粘树脂、10-25%合成液体橡胶、2-12%合成蜡、25-35%橡胶增塑剂和0.2-0.5%抗氧化剂。方法包括以下步骤:在制备期间,将弹性体SIS、合成液体橡胶、合成蜡、增塑剂和抗氧化剂根据一定比例放入不锈钢反应器中;缓慢加热至130-160℃;搅拌直至所有材料熔融;稳定地反应5-20分钟;加入其它剩余原料,同时搅拌;连续地搅拌5-30分钟;和冷却和模塑以得到所需抗低温热熔性压敏粘合剂产品。用本方法生产的粘合剂产品具有以下优点:抗低温性、高剥离强度和牢固的粘合力,并且非常适于密封LDPE(低密度聚乙烯)膜塑料袋。
甚至鉴于这些参考文献,需要提供性能特性,特别是可去除性和重新布置性改进的热熔性PSA。
发明概述
在一个实施方案中,本发明涉及热熔性粘合剂,其包含:15重量%至65重量%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物,具有150℃以下的软化点的增粘剂,1重量%至15重量%的具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡,和增塑剂。粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸,优选0.5N/英寸至5N/英寸的不锈钢剥离强度。苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物包含小于35重量%聚合苯乙烯单体和/或小于60重量%SI二嵌段,任选地,包含小于60重量%SI二嵌段的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物以15重量%至65重量%的量存在。增粘剂可具有小于1180的分子量和/或可包含氢化(脂环族)烃树脂。蜡可具有60℃以上的熔点和/或可具有通过布鲁克菲尔德粘度计测量在140℃下150-500cps的动态粘度。优选,蜡具有60℃以上的熔点且增粘剂具有小于1180的分子量。增塑剂可具有至少200的分子量和/或可具有通过中国标准BG/T 265(1988)测量在40℃下至少175mm2/秒的粘度。增塑剂可选自聚异丁烯、环烷油、石蜡油、液体聚异戊二烯、液体白色矿物油及其组合。增塑剂与增粘剂的重量比可以为至少0.05:1,和/或可以为0.05:1-2:1。蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比可以为至少0.05:1和/或蜡与增粘剂的重量比可以为至少0.05:1。热熔性粘合剂可包含15重量%至45重量%增粘剂;和/或5重量%至35重量%增塑剂。本发明还涉及包含适于印刷标记的面材和热熔性粘合剂的标签。本发明还涉及生产热熔性粘合剂的方法,所述方法包括步骤:提供苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;增粘剂;蜡;和增塑剂;确定所需剥离强度范围;基于所需剥离强度确定增塑剂与增粘剂的重量比;和将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物,增粘剂、蜡和增塑剂结合以形成热熔性粘合剂。增塑剂和增粘剂以确定的增塑剂:增粘剂重量比存在,且其中热熔性粘合剂的不锈钢剥离强度在所需剥离强度范围内。
发明详述
本发明一般性地涉及提供有利的性能特性,尤其是改进的可去除性和重新布置性而不在除去标签的瓶或其它容器上留下明显粘合剂残留的热熔性压敏粘合剂(PSA)。该特性在PSA用于可重新布置或可再粘附的封闭装置或者用于将标签粘附在待再使用或再循环的容器上时是特别重要的。
如本文所指出的,已知几种常规的热熔性PSA。然而,这些热熔胶中的许多被开发用于其中优选高粘合强度的应用。在这些情况下,可去除性和重新布置性不是理想的特征。事实上,用于贡献于改进的粘合力的组分通常对可去除性/重新布置性具有有害影响。在其它应用中,常规(非永久性)热熔性PSA未能提供足够可去除性/重新布置性而不在基质上形成或留下明显量的残留。
发明人现在发现任选以具体量使用的组分的特定组合惊讶地提供证实非常理想的性能特性,例如足够的粘合力/粘附强度与高水平可去除性和/或重新布置性以及任选低水平(如果有的话)内聚破坏和低粘合剂转移(强基质锚合)的组合的高性能PSA。有利地,这些PSA还显示在粘合剂和标签生产和应用期间的加工性改进以及在最终用户产品中的良好粘合剂和标签质量。
特别是,发现热熔性粘合剂,例如包含(低二嵌段含量)苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物、增粘剂、(软)蜡和增塑剂的热熔性PSA出乎意料地提供具有上述性能特性组合的热熔性PSA。例如当使用例如具有小于60重量%的二嵌段含量的低二嵌段含量SIS共聚物,软蜡,例如具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡,任选具有150℃以下的软化点的增粘剂和/或高粘度增塑剂(例如在40℃下至少175mm2/秒)时,所得热熔性PSA惊讶地证实通过FINAT试验方法2(FTM 2)(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸的不锈钢剥离强度。在一些情况下,该范围的剥离强度表示提供粘合强度和可去除性/重新布置性的所需组合的热熔性PSA。因此制备的热熔性PSA显示出其它有利的性能特性,例如内聚破坏的缺乏、低粘合剂转移和/或改进的油迁移性能。在一些情况下,热熔性PSA可用于生产具有良好可去除性、重新布置性和油迁移,同时仍容易用于标准复合和涂覆应用中的标签。如果没有另外提到,所有试验方法呈现为2016版本。
另外,不受理论束缚,认为许多典型的热熔性配制剂包含较小分子组分,其在仅微小老化以后有害地变成刚性的。另外,发现这些小分子组分倾向于从热熔性粘合剂中迁移出来并迁移到基质上,在那里这些分子在各基质上形成不理想的残留。本文所述热熔性PSA包含具有有限量的这些较小分子的组分的具体组合。因此,本发明热熔性PSA能够提供上述性能特性的组合。另外,热熔性粘合剂的组分的内部相互作用可用于例如限制或者使油迁移最小化,如果实际上它开始发生的话。另外,在优选实施方案中,增粘剂包含氢化(脂环族)树脂。与非氢化树脂相比,氢化树脂具有较低的极性和较低的粘合力。这类氢化树脂的使用和所得粘合力抑制有利地容许热熔性PSA使用较低量的油,其可用于为了可去除性和重新布置性而控制粘合力。另外,认为较低分子量(和/或低粘度)增粘剂的使用容许使用较高分子量增塑剂,其提供较大分子组分的协同平衡。
特别是,发明人发现增塑剂与增粘剂的重量比以及蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比各自尤其与剥离强度和粘合破坏模式具有惊讶的关系。本文中讨论了关于这些比和其它组分比的范围和极限。特别是,当增塑剂与增粘剂的重量比为至少0.05:1时和/或任选当蜡和增塑剂(组合)与增粘剂的重量比为至少0.05:1时,例如实现理想的剥离强度、内聚破坏模式的消除或降低,和/或锚合破坏的消除或较低。锚合破坏可涉及面材与基质之间存在粘合剂竞争的位置;如果粘合剂对基质比对面材具有更强的粘合力,则粘合剂有害地从面材转移至基质。该现象也可称为粘合剂转移。优选,热熔性PSA对面材比对基质具有更强的粘合力(锚合),且当将标签或胶带(具有热熔性PSA)从基质上剥离时,基质保持干净。
在一个实施方案中,SIS共聚物具有小于60重量%二嵌段含量,增粘剂具有150℃以下的软化点,蜡为软蜡,例如具有大于20dmm的高针头刺入度的蜡,且增塑剂具有高粘度,例如通过中国标准BG/T 265(1988)测量在40℃下至少175mm2/秒,和/或高分子量,例如至少200。由于这些组分的组合,所得热熔性PSA具有通过FTM 2测量为0.5N/英寸至20N/英寸,例如0.5N/英寸至15N/英寸;0.5N/英寸至10N/英寸、0.5N/英寸至5N/英寸、1.0N/英寸至10N/英寸、1N/英寸至7N/英寸、1N/英寸至5N/英寸的不锈钢剥离强度。
关于下限,热熔性PSA具有至少0.5N/英寸,例如至少1.0N/英寸、至少1.5N/英寸、至少2.0N/英寸、至少2.5N/英寸、至少3.0N/英寸、至少3.5N/英寸、至少4.0N/英寸、至少4.5N/英寸,或者至少5.0N/英寸的不锈钢剥离强度。关于上限,热熔性PSA具有小于20N/英寸,例如小于15N/英寸、小于10N/英寸、小于7N/英寸、小于5N/英寸、小于4.5N/英寸、小于4.0N/英寸、小于3.5N/英寸、小于3.0N/英寸、小于2.5N/英寸、小于2.0N/英寸、小于1.5N/英寸,或者小于1.0N/英寸的不锈钢剥离强度。这些特定剥离强度范围/极限表示非常理想的可去除性和重新布置性水平。更低的剥离强度不提供足够的粘性或粘合力,而更高的剥离强度使得不经面材撕裂、基质撕裂或粘合力破坏,去除或重新布置是困难的(如果不是不可能的话)。
在一个实施方案中,剥离强度关注较低的范围(“超低粘性方案”)。例如,热熔性PSA具有0.5N/英寸至2.0N/英寸,例如0.5N/英寸至1.5N/英寸、0.5N/英寸至1.0N/英寸,或者0.5N/英寸至0.75N/英寸的不锈钢剥离强度。
在一个实施方案中,剥离强度专注低中等范围(“低粘性方案”)。例如,热熔性PSA具有0.5N/英寸至3.0N/英寸,例如0.5N/英寸至2.5N/英寸、1.0N/英寸至3.0N/英寸、1.0N/英寸至2.5N/英寸、1.0N/英寸至2.0N/英寸,或者1.2N/英寸至2.3N/英寸的不锈钢剥离强度。低粘性应用涉及washi纸。
在一个实施方案中,剥离强度关注中等范围(“中等粘性方案”)。例如,热熔性PSA具有1.5N/英寸至4.5N/英寸,例如1.5N/英寸至4.0N/英寸、2.0N/英寸至4.0N/英寸,或者2.5N/英寸至3.5N/英寸的不锈钢剥离强度。中等方案可例如适于使用可重新布置或可再粘附闭合装置多次打开和关闭容器的容器,例如纸巾盒封口标签以及用于一些washi纸应用。
在一个实施方案中,剥离强度关注较高范围(“高粘性方案”)。例如,热熔性PSA具有4.5N/英寸至20.0N/英寸,例如5.0N/英寸至15.0N/英寸、5.0N/英寸至10.0N/英寸、4.5N/英寸至10.0N/英寸,或者7.0N/英寸至9.0N/英寸的不锈钢剥离强度。高粘性方案可例如适于在运输期间将松散物品粘附在器具,例如冰箱上。
本文进一步讨论这些方案的组成构成。如果合适的话,上述上限和下限也可适用于这些方案。例如,低粘性热熔性PSA具有至少0.5N/英寸,例如至少1.0N/英寸的不锈钢剥离强度。
聚合物
热熔性PSA的聚合物包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS嵌段共聚物),其中“S”表示苯乙烯单体的聚合链段或“嵌段”,且“I”表示异戊二烯的聚合链段或“嵌段”。SIS嵌段共聚物可以为不含SI二嵌段的纯三嵌段共聚物,或者可包含一定重量百分数的SI二嵌段。在一些情况下,可使用单一SIS嵌段共聚物,而在其它情况下,可使用SIS嵌段共聚物的组合。SIS共聚物可包含多种共聚物产品的混合物。SIS共聚物的结构可宽泛地变化,例如线性、支化、径向、不对称径向或其组合。优选,SIS共聚物具有线性或径向结构。
在一些实施方案中,除SIS嵌段外,共聚物还可包含其它嵌段。不同类型的聚合物可与SIS嵌段混合。实例包括但不限于SBS、SIBS、SEBS及其混合物。
发现较高的二嵌段含量(SI、SB或其组合)(在SIS共聚物中)可与SIS嵌段共聚物粘性的过度提高有关。有利地,发现较低的SI二嵌段含量与共聚物弹性的提高以及可去除性和重新布置性的改进有关。SIS共聚物的SI二嵌段含量可以为0重量%至60重量%,例如1重量%至60重量%、1重量%至55重量%、3重量%至55重量%、15重量%至53重量%、20重量%至53重量%、10重量%至30重量%、22重量%至53重量%,或者25重量%至50重量%。关于上限,SIS共聚物的SI二嵌段含量可以为小于60重量%,例如小于55重量%、小于53重量%、小于50重量%、小于35重量%小于30重量%、小于25重量%,或者小于20重量%。关于下限,SIS共聚物的SI二嵌段含量可以为至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%、至少22重量%、至少25重量%,或者至少30重量%%,在一些实施方案中,基础聚合物基本不含,例如包含例如小于10重量%、小于5重量%、小于3重量%,或者小于1重量%SI二嵌段,例如不含SI二嵌段。在一些情况下,SIS嵌段共聚物可具有较低的SB二嵌段(和/或低SB和SI二嵌段)含量。此处关于SI二嵌段提到的重量百分数也适用于SB二嵌段含量和总二嵌段(例如SB和SI)含量。
SIS共聚物的苯乙烯含量也可影响基础聚合物的性能特性。发现具体苯乙烯含量以及特定二嵌段含量可赋予基础聚合物高熔体流动指数(在190℃下大于20g/10分钟)和低粘度的所需性能。这些性能一起使得聚合物更适于复合和涂覆方法。基础聚合物的苯乙烯含量可以为0-35重量%,例如5-30重量%、10-30重量%、10-25重量%、15-30重量%、15-25重量%、15-20重量%,或者25-30重量%。关于上限,苯乙烯含量可以为小于35重量%,例如小于30重量%、小于25重量%、小于20重量%、小于15重量%、小于10重量%,或者小于5重量%。关于下限,苯乙烯含量可以为至少5重量%,例如至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%,或者至少35重量%。
热熔性PSA组合物内(固体)SIS共聚物的量可以为15%至65%,例如15%至45%、20%至50%、25%至55%、30%至60%,或者35%至65%。热熔性PSA组合物内SIS共聚物的量可以为30%至50%,例如30%至42%、32%至44%、34%至46%、36%至48%,或者38%至50%。关于上限,热熔性PSA组合物内SIS共聚物的量可以为小于70%、小于65%、小于60%、小于55%、小于50%、小于45%,或者小于40%。关于下限,热熔性PSA组合物内SIS嵌段共聚物的量可以为至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%,或者至少40%。
在一些情况下,共聚物可具有较低分子量。作为线性共聚物的一个实例,共聚物的分子量可以为50000-300000,例如65000-275000、80000-250000,或者100000-200000。关于下限,线性共聚物可具有至少50000,例如至少65000、至少80000,或者至少100000的分子量。关于上限,线性共聚物可具有小于300000,例如小于275000、小于250000,或者小于200000的分子量。径向共聚物的分子量取决于支链的数目。例如,共聚物的分子量可以为200000-1200000,例如300000-1000000,或者350000-800000。关于下限,径向共聚物可具有至少200000,例如至少300000、至少400000,或者至少500000的分子量。关于上限,径向共聚物可具有小于1200000,例如小于1000000、小于900000,或者小于800000的分子量。
合适的商业SIS共聚物包括(但不限于)例如可由Shandong Jusage TechnologyCompany,Ltd.(中国山东)得到的SIS 1220、SIS 1100、SIS 1300、SIS 1250;SIS 4019,Balin Yueyang Sinopec;可由Nippon Zeon Company,Ltd.(US sales office-Louisville,Ky.)得到的Quintac 3421;可由Dexco/TSRC得到的Vector 4293、Vector 4230和Vector 4111,以及可由Kraton Polymers(Houston,Texas)得到的橡胶。
增粘剂
用于热熔性配制剂中的增粘剂可宽泛地变化。在一些实施方案中,优选具有低软化点的增粘剂。例如,增粘剂可具有150℃以下,例如140℃以下、130℃以下、120℃以下、110℃以下、105℃以下、100℃以下、95℃以下、90℃以下、85℃以下,或者80℃以下的软化点。关于范围,增粘剂可具有60℃至140℃,例如80℃至150℃、90℃至130℃或90℃至110℃的软化点。
在一些情况下,增粘剂可包含单一增粘剂。在其它情况下,增粘剂可包含多种增粘剂产品的混合物。
在一些实施方案中,增粘剂具有低分子量(数均分子量可适用于本文讨论的分子量)。例如,增粘剂可具有小于1700,例如小于1500、小于1200、小于1180、小于1000、小于900、小于800、小于700,或者小于650的分子量。增粘剂可具有大于300,例如大于400、大于500、大于550、大于600、大于650、大于700、大于750,或者大于800的分子量。关于范围,增粘剂可具有500-1700,例如500-1000、300-1180、500-1180、500-900、600-800,或者600-700的分子量。不受理论束缚,认为较低分子量(和/或低粘度)增粘剂的使用容许使用具体较高分子量增塑剂,其提供油迁移性能的协同改进。
在优选实施方案中,增粘剂包含氢化(烃)树脂。在一些(但不是所有)情况下,氢化树脂通常可具有比非氢化树脂更低的极性。较低的极性导致热熔性PSA中较低的粘合力,这对要求可去除性和/或重新布置性的应用而言是有利的。在一些情况下,增粘剂包含(氢化)脂环族烃树脂。油通常用于热熔性配制剂中以控制粘合力。氢化树脂的使用和所得粘合力抑制有利地容许热熔性PSA使用较低量的油。
作为另一益处,树脂的氢化产生具有降低的颜色、气味和碳颗粒的粘合层和标签。
合适的商业增粘剂包括(但不限于)例如氢化DCPD树脂,例如来自Luhua的HD1100、HD1120,或者来自Exxon Mobil的E5400。其它合适的氢化树脂包括完全氢化树脂,例如来自Eastman的Regalite S1100、R1090、R1100、C100R和C100W,以及完全氢化的C9树脂,例如来自Hebei Qiming的QM-100A和QM-115A。E5400和HD1100为氢化脂环族DCPD树脂。
在一个实施方案中,热熔性PSA组合物包含15重量%至45重量%、15重量%至40重量%、20重量%至40重量%、20重量%至35重量%,或者25重量%至35重量%的量的(固体)增粘剂。关于上限,热熔性PSA组合物中增粘剂的量可以为小于45重量%,例如小于40重量%、小于35重量%、小于30重量%、小于25重量%、小于20重量%,或者小于15重量%。关于下限,热熔性PSA组合物中增粘剂的量可以为至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%,或者至少45重量%。
蜡
热熔性PSA可使用软蜡。在一些实施方案中,软蜡具有高针头刺入度,例如通过ASTM D5(2016)测量为大于8dmm,例如大于10、大于12、大于15、大于17、大于20,或者大于25dmm、大于30dmm,或者大于35dmm的针头刺入度。关于范围,软蜡具有8dmm至40dmm,例如10dmm至40dmm、10dmm至35dmm、10dmm至30dmm、15dmm至40dmm、15dmm至30dmm或15dmm至25dmm的针头刺入度。发明人发现,较硬蜡的使用导致高刚度,这导致非常低的初始粘性以及在从基质上剥离时高水平的“易撕裂性(zippiness)”。易撕裂性与热熔胶(或包含热熔胶的标签)从基质上快速去除有关。快速剥离并产生高剥离声音的标签被认为具有高水平的易撕裂性。并且易撕裂性为负面质量,尤其是从最终使用者的观点看。发现软蜡有利地提供给热熔性PSA长期柔软性,这产生改进粘性(相对于硬蜡)和光滑的不易撕裂剥离的益处。
在一些情况下,蜡可包含单一蜡。在其它情况下,蜡可包含多种蜡产品的混合物。
蜡可具有较高的分子量。发明人发现较高分子量蜡可有利地改进油迁移。
在一些优选实施方案中,示例的蜡包括微晶蜡、石蜡、烃蜡及其组合。
在一些情况下,蜡为聚乙烯蜡。聚乙烯蜡可用于提高粘合剂的疏水性。该提高的疏水性可帮助改进粘合剂对水变白的抗性和粘合剂被干净地去除或重新布置的能力。也可选择特定聚乙烯蜡以进一步降低热熔性PSA的总粘度以及对粘合剂的透明度具有最小的影响。
在一些实施方案中,蜡具有高熔点。例如,蜡可具有60℃以上,例如65℃以上、70℃以上、75℃以上、80℃以上,或者85℃以上的熔点。关于范围,蜡可具有60℃至125℃,例如65℃至115℃、65℃至100℃、70℃至90℃,或者75℃至85℃的熔点。蜡可具有150℃以下,例如125℃以下、100℃以下、95℃以下、90℃以下,或者85℃以下的熔点。发现这些蜡的使用惊讶地降低油迁移,尤其是在储存和运输期间。另外,发现具有较高熔点的蜡的使用出乎意料地提供在较高温度下较好的老化性能。不受理论束缚,认为较高熔点蜡的使用有助于所得粘合剂在高得多的温度下软化。因此,对于宽(高)得多的温度范围,显示较好的内聚强度。
蜡可具有相对低粘度,例如通过布鲁克菲尔德粘度计测量的动态粘度。聚乙烯蜡可具有在140℃下150-500cps,例如150-300cps、250-400cps、350-500cps、150-200cps、200-250cps、250-300cps、300-350cps,或者350-400cps的动态粘度。关于上限,聚乙烯蜡可具有在140℃下小于500cps、小于450cps、小于400cps、小于350cps、小于300cps、小于250cps,或者小于200cps的动态粘度。关于下限,聚乙烯蜡可具有在140℃下至少150cps,例如至少200cps、至少250cps、至少300cps、至少350cps、至少400cps,或者至少450cps的动态粘度。
也可选择蜡以具有通过标准程序ASTM D5949测量的特定倾点。倾点定义为液体变成半固体并失去其流动特性时的温度。聚乙烯蜡可具有大于90℃、大于91℃、大于92℃、大于93℃、大于94℃、大于95℃、大于96℃、大于97℃、大于98℃、大于99℃、大于100℃、大于101℃、大于102℃、大于103℃、大于104℃、大于105℃、大于106℃、大于107℃、大于108℃、大于109℃,或者大于110℃的倾点。在一些实施方案中,聚乙烯蜡具有大于100℃的倾点。
热熔胶中蜡的量为1重量%至15重量%,例如1重量%至12重量%、2重量%至12重量%、2重量%至10重量%、3重量%至9重量%、2重量%至8重量%,或者3重量%至8重量%。关于上限,热熔胶中蜡的量可以为小于15重量%、小于13重量%、小于12重量%、小于10重量%、小于9重量%、小于8重量%、小于7重量%,或者小于5重量%。关于下限,热熔性PSA组合物中聚乙烯蜡的量可以为0或者至少1重量%、至少2重量%、至少3重量%、至少4重量%、至少5重量%、至少7重量%,至少10重量%,或者至少12重量%。
合适的商业蜡包括(但不限于)例如来自Sasol的Sasol wax 3971、7835、6403、6805和1800;来自Honeywell的A-C1702、A-C 6702、A-C 5180;来自Paramelt SpecialtyMaterials(Suzhou)Co.Ltd的Microwax FG 7730和Microwax FG 8113。
增塑剂
热熔性PSA包含增塑剂。增塑剂可宽泛地变化。在一些实施方案中,增塑剂具有高分子量和/或高粘度。发现高分子量增塑剂的使用提供给热熔胶许多优点,这是用常规热熔性PSA组合物没有观察到的。不受理论束缚,高分子量增塑剂(尤其是与低分子量增粘剂组合)抑制或者消除热熔性PSA中的油迁移,其贡献于本文讨论的有利性能特性。
在一些情况下,增塑剂可包含单一增塑剂。在其它情况下,增塑剂可包含多种增塑剂产品的混合物。
在一些实施方案中,增塑剂具有至少200,例如至少300、至少400、至少500、至少700、至少1000、至少1200,或者至少1500的分子量。关于范围,增塑剂可具有200-1500,例如200-1000、250-900、400-900、400-800、500-700,或者550-650的分子量。关于上限,增塑剂可具有小于3000,例如小于2000、小于1000、小于800、小于650,或者小于600的分子量。发现这些增塑剂的使用惊讶地降低油迁移和/或膜面材膨胀。
在一些实施方案中,增塑剂可具有高粘度。运动粘度可例如使用中国标准BG/T265-1988的程序测量。增塑剂可具有在40℃下175mm2/秒至1000mm2/秒,例如300mm2/秒至1000mm2/秒、300-800mm2/秒、400-800mm2/秒、400-700mm2/秒、450-650mm2/秒、475-625mm2/秒,或者500-600mm2/秒的运动粘度。关于上限,增塑剂可具有小于1000mm2/秒,例如小于900mm2/秒、小于800mm2/秒、小于700mm2/秒、小于650mm2/秒、小于625mm2/秒、小于600mm2/秒,或者小于500mm2/秒的运动粘度。关于下限,增塑剂可具有至少175mm2/秒,例如至少200mm2/秒、至少300mm2/秒、至少400mm2/秒、至少450mm2/秒、至少475mm2/秒、至少500mm2/秒、至少600mm2/秒、至少700mm2/秒、至少800mm2/秒,或者至少900mm2/秒的运动粘度。
在一些情况下,还预期使用具有较低分子量或粘度的增塑剂,尽管优选较高分子量和粘度。
在一些实施方案中,增塑剂为选自聚异丁烯、环烷油、石蜡油、液体聚异戊二烯、液体白色矿物油及其组合的化合物。
合适的商业增塑剂包括(但不限于)例如来自Sinopec的300#白油、KN4010和KP6030,来自Tianjin的Claire F55和来自Formosa Petrochemical Corp.的F550以及各种聚异丁烯产品。
高分子量增塑剂的另一优点是热熔性PSA可用于产生具有较大结构完整性的标签。例如,包含热熔性PSA的标签可显示出降低的收缩和膨胀。降低的膨胀可表明经预定测量期间小于5%、小于4%、小于3%、小于2%,或者小于1%的尺寸变化。膨胀和收缩测量期间可以为大于3天、大于4天、大于5天、大于6天、大于7天、大于8天、大于9天,或者大于10天。降低的膨胀和收缩可在大于45℃、大于50℃、大于55℃、大于60℃、大于65℃,或者大于70℃的温度下储存期间观察到。降低的膨胀和收缩可在大于80%、大于82%、大于84%、大于86%、大于88%,或者大于90%的相对湿度下储存期间观察到。在一些实施方案中,包含热熔性PSA的标签在85%相对湿度下在大于65℃下储存4天或者在大于50℃下储存7天时不具有尺寸变化,或者每个维度上小于2%的变化。
如果增塑剂包含石蜡油,则惊讶地发现这些石蜡油增强标签的稳定性,在标签的层内和之间具有较低的油迁移,并且很少粘合剂泄漏到粘附标签的原始印迹下。这些改进不仅提高标签在粘附于物品上以及锚合和保持印刷标记方面的效力,而且从最终使用者的观点看,提高标签的视觉呈现。由于标签通常用于呈现重要的信息,或者用于提高消费品的可见性或诉求,这些改进可明显增强标签的价值。
热熔性PSA组合物中增塑剂的量可以为5重量%至35重量%,例如10重量%至30重量%、12重量%至28重量%、10重量%至25重量%、15重量%至25重量%,或者18重量%至25重量%。关于上限,热熔性PSA组合物内增塑剂的量可以为小于35重量%、小于30重量%、小于28重量%,或者小于25重量%。关于下限,热熔性PSA组合物内增塑剂的量可以为至少5重量%、至少10重量%、至少12重量%、至少15重量%,或者至少18重量%。
组分重量比/粘性相关方案
在一些实施方案中,软蜡与增塑剂的重量比为至少0.05:1,例如至少0.1:1、至少0.15:1、至少0.17:1,或者至少0.2:1。关于范围,软蜡与增塑剂的重量比可以为0.05:1-2:1,例如0.05:1-1.5:1、0.05:1-1:1、0.1:1-0.8:1或0.1:1-0.6:1。软蜡与增塑剂的重量比可以为小于2:1,例如小于1.5:1、小于1:1、小于0.8:1、小于0.6:1,或者小于0.5:1。
在一些情况下,热熔性粘合剂中软蜡与增粘剂的重量比是高的。发明人发现高分子量与低分子量增粘剂的具体平衡可以平衡热熔性组合物的总分子量,发现其抑制油迁移。在一些情况下,软蜡与增粘剂的重量比为至少0.05:1,例如至少0.1:1、至少0.15:1、至少0.2:1、至少0.3:1、至少0.4:1、至少0.5:1,或者至少1:1。关于范围,软蜡与增粘剂的重量比可以为0.05:1-2:1,例如0.05:1-1.5:1、0.05:1-1:1、0.1:1-0.8:1或0.1:1-0.5:1。软蜡与增粘剂的重量比可以为小于2:1,例如小于1.5:1、小于1:1、小于0.8:1、小于0.6:1,或者小于0.5:1。
发现增粘剂(具有低分子量和粘度)的使用有利地(部分地)补偿或者容许较高分子量和粘度的增塑剂的使用。该组合提供老化染色的明显改进,所述老化染色为油迁移的度量。在一些情况下,增塑剂与增粘剂的重量比为至少0.05:1,例如至少0.1:1、至少0.15:1、至少0.2:1、至少0.3:1、至少0.4:1、至少0.5:1,或者至少1:1。关于范围,软蜡与增粘剂的重量比可以为0.05:1-2:1,例如0.05:1-1.5:1、0.2:1-2:1、0.2:1-1:1、0.2:1-1:1.1,或者0.2:1-0.9:1。增塑剂与增粘剂的重量比可以为小于2:1,例如小于1.5:1、小于1.1:1、小于1:1,或者小于0.8:1。
在一些情况下,热熔胶中软蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比为高的。在一些情况下,软蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比为至少0.05:1,例如至少0.1:1、至少0.15:1、至少0.2:1、至少0.3:1、至少0.5:1、至少0.7:1,或者至少1:1。关于范围,软蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比可以为0.05:1-3:1,例如0.1:1-3:1、0.2:1-2:1、0.3:1-1.5:1或0.5:1-1.5:1。软蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比可以为小于3:1,例如小于2:1、小于1.5:1、小于1:1.4、小于1.3:1,或者小于1:1。
在一个实施方案中,高粘度热熔性PSA包含本文所述重量百分数的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、增粘剂和增塑剂(和任选蜡)。在一些实施方案中,高粘度热熔性PSA不包含蜡组分。
当不使用蜡时,重量比可以类似于上述那些,例如重量比可以变化小于20%,例如小于15%、小于10%或小于5%。在不使用蜡的情况下,组分(共聚物、增粘剂和增塑剂)的重量百分数可以比使用蜡时的重量百分数稍微更高,例如高小于20%、小于10%,或者小于5%。
热熔性PSA的总粘度可以使得粘合剂在170℃下的动态粘度通过布鲁克菲尔德粘度计测量在10,000cps至35,000cps,例如10,000cps至
30,000cps、12,000cps至28,000cps、12,000cps至16,000cps、14,000cps至18,000cps、16,000cps至20,000cps、10,000cps至12,000cps、12,000cps至14,000cps、14,000cps至16,000cps、16,000cps至18,000cps,或者
18,000cps至20,000cps的范围内。关于上限,热熔性PSA可具有在170℃下小于35,000cps,例如小于33,000cps、小于30,000cps、小于28,000cps、小于25,000cps、小于20,000cps、小于18,000cps、小于16,000cps、小于14,000cps,或者小于12,000cps的动态粘度。关于下限,热熔性PSA可具有在170℃下至少10,000,例如至少12,000cps、至少14,000cps、至少16,000cps、至少18,000cps、至少20,000cps、至少22,000cps,或者至少25,000的动态粘度。
热熔性PSA的总粘度可以使得粘合剂在160℃下的动态粘度通过布鲁克菲尔德粘度计测量在15,000cps至50,000cps,例如15,000cps至48,000cps、20,000cps至48,000cps、22,000cps至48,000cps、25,000cps至46,000cps、25,000cps至40,000cps、30,000cps至40,000cps,或者32,000至38,000cps的范围内。关于上限,热熔性PSA可具有在160℃下小于50,000cps,例如小于48,000cps、小于46,000cps、小于40,000cps,或者小于38,000cps的动态粘度。关于下限,热熔性PSA可具有在160℃下至少15,000,例如至少20,000cps、至少22,000cps、至少30,000cps,或者至少32,000cps的动态粘度。
可调性
如上文所指出的,发明人发现,增塑剂与增粘剂的重量比以及蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比各自与尤其是不锈钢剥离强度具有惊讶的关系。本发明进一步涉及基于所述不锈钢剥离强度生产热熔性粘合剂的方法。在一个实施方案中,方法包括步骤:提供苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;增粘剂、蜡和增塑剂,和确定所需剥离强度或剥离强度范围。基于所需剥离强度范围,可确定合适的增塑剂:增粘剂重量比。方法进一步包括步骤:将组分结合以形成热熔性粘合剂。重要的是,增塑剂和增粘剂结合使得这些组分以确定的增塑剂:增粘剂重量比存在。所得热熔性粘合剂具有在所需剥离强度范围内的不锈钢剥离强度。在一些优选实施方案中,方法进一步包括步骤:基于所需剥离强度确定增塑剂和蜡组合与增粘剂的重量比,和将组分结合使得增塑剂、蜡和增粘剂结合使得这些组分以确定的增塑剂和蜡组合与增粘剂的重量比存在。
在一些实施方案中,可利用其它组分关系以达到所需剥离强度范围。方法可进一步包括步骤:确定一种或多种组分与另一种的重量比。例如,关于超低、低、中和高粘性方案的各组分重量比可连同各性能特性范围使用。
在一个实施方案中,方法可进一步包括步骤:基于所需剥离强度范围确定蜡与增粘剂的重量比。该确定可使用本文讨论的重量比范围和剥离强度范围进行。
在一个实施方案中,方法可进一步包括步骤:基于所需剥离强度范围确定蜡与增粘剂的重量比。该确定可使用本文讨论的重量比范围和剥离强度范围进行。
在一个实施方案中,方法可进一步包括步骤:基于所需剥离强度范围确定蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比。该确定可使用本文讨论的重量比范围和剥离强度范围进行。
在一个实施方案中,方法可进一步包括步骤:基于所需剥离强度范围确定蜡与增塑剂的重量比。该确定可使用本文讨论的重量比范围和剥离强度范围进行。
标签
本发明还涉及包含上述热熔性PSA和面材(适于印刷标记)的标签。面材可包括例如纸面材、纸板面材、塑料面材、包含纸层和塑料层的多层层压面材或者工业中常用的任何其它材料。多层层压面材可包括在塑料层上面的纸层。多层层压面材的塑料层可挤出或者涂覆在纸层上。纸层可包括例如高光泽纸、半光泽纸、平版印刷纸或电子数据加工(EDP)纸;并且可配置用于例如多色印刷、打字机打印或喷墨印刷。塑料层可包括例如聚酯,例如PET;聚烯烃,例如聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯(PE);和其它材料。其它聚合物膜材料包括氨基甲酸酯基聚合物,例如聚醚氨基甲酸酯和聚酯氨基甲酸酯;酰胺基聚合物,包括聚醚聚酰胺共聚物;丙烯酸基聚合物,包括聚丙烯酸酯,和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物;聚酯基聚合物,包括聚醚聚酯;氯乙烯;偏二氯乙烯;聚苯乙烯;聚丙烯腈;聚碳酸酯;聚酰亚胺;等。面材可包括挠性面材。面材可包括透明聚合物膜。在某些应用中,使用“收缩”膜或定向膜作为面材层可以是有用的。本发明主题包括例如双轴取向膜,例如PET作为面材层。
在一些实施方案中,标签进一步包括置于面材层上的印迹。印迹包括油墨、染料、颜料或类似材料的层或区域。据理解,“染料”和类似术语意指以分子分散或溶解形式存在的可见光吸收化合物。“颜料”和类似术语意指以非分子分散或颗粒物形式存在的可见光吸收材料或化合物。“油墨”和类似术语意指包含染料和/或颜料的可涂覆或可印刷配制剂。尽管本发明主题很大程度上涉及包含视觉感知的印迹的标签,预期标签可包括仅或者主要在UV光或其它条件下显示的印迹。
热熔性PSA层可直接与面材相邻地施涂或接触。热熔性PSA层与面材之间可存在中间层。标签可包括两个或更多个热熔性PSA和/或面材层。标签的热熔性PSA层可以以例如5克/平方米(gsm)至30gsm的涂布重量涂覆于面材上。粘合层涂布重量可以为6gsm至20gsm、8gsm至20gsm、22gsm至30gsm、16gsm至40gsm。在一些实施方案中,粘合层涂布重量在5gsm至40gsm的范围内。关于上限,粘合层涂布重量可以为小于40gsm,例如小于35gsm、小于30gsm、小于25gsm、小于20gsm、小于15gsm,或者小于10gsm。关于下限,粘合层涂布重量可以为至少5gsm,例如至少10gsm、至少15gsm、至少20gsm、至少25gsm、至少30gsm,或者至少35gs。
本发明主题可包括将一个或多个清澈或透明层结合到本文所述任何标签结构中。本发明主题还包括将一个或多个金属层或金属箔结合到本文所述任何标签结构中。还预期标签结构还可包括一个或多个透明层和一个或多个金属层的组合。在一些实施方案中,标签为具有层压组合物的透明上载透明(clear on clear)标签,所述层压组合物包括透明双轴取向聚丙烯(BOPP)膜、透明热熔性PSA层和透明PET衬垫。
在一些实施方案中,标签进一步包括置于热熔性PSA层上的衬垫。可剥离衬垫可与粘合层相邻地布置,使得粘合层直接或间接地置于或夹在面材底面与可剥离衬垫之间。可剥离衬垫可充当保护盖使得可剥离衬垫保持在适当位置直至标签即用粘附在物体上。如果衬垫或可剥离衬垫包括在标签中,则广泛的材料和结构可用于衬垫。在许多实施方案中,衬垫为纸或纸基材料。在许多其它实施方案中,衬垫为一种或多种聚合物材料的聚合物膜。通常,衬垫的至少一个面涂有可剥离材料,例如聚硅氧烷或聚硅氧烷基材料。据理解,衬垫的剥离涂覆面与粘合层的另外暴露面接触。在将标签应用于有意义的表面上以前,将衬垫除去,从而暴露标签的粘合层。衬垫可以为单一薄片的形式。作为选择,衬垫可以为多段或板的形式。
可将其它添加剂加入热熔性PSA、面材或沉淀层中的一个或多个中以得到某些所需特性。这些添加剂可包括例如一种或多种蜡、表面活性剂、滑石、粉状硅酸盐、填料剂、消泡剂、着色剂、抗氧化剂、UV稳定剂、发光剂、交联剂、缓冲剂、防结块剂、润湿剂、消光剂、抗静电剂、酸清除剂、阻燃剂、加工助剂、挤出助剂和其它。
本发明还涉及包含本发明热熔性压敏粘合剂的贴标签容器。贴标签容器包括限定外表面的容器和粘附在容器外表面上的如上所述标签。在一些实施方案中,容器为瓶。热熔性PSA粘附于其上的外表面可包括宽范围的基质。外表面可包括玻璃、塑料、木、金属、这些和其它材料的组合。在一些实施方案中,容器的外表面包括玻璃。
在一些实施方案中,容器的外表面包括塑料。外表面可包括或者由任何合适的聚合物或聚合物混合物形成。聚合物或聚合物混合物可包括例如PET、再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚乳酸(PLA)、纤维素、生物聚合物膜、低密度聚乙烯(LDPE)、PP、聚苯乙烯(PS)、聚酯或者其它类型的聚合物或塑料。在一些实施方案中,塑料包括PET。
尽管标签通常可从容器上除去,容器的外表面可保留用于将标签粘附在容器上的一部分粘合剂。该粘合剂残留可污染或干扰随后的容器操作,例如稍后的洗涤、重新贴标签或容器再循环。在一些实施方案中,提供的标签可从外表面上除去,同时基本所有粘合剂保持随标签处置和/或保留而不是随外表面保留。
本发明还涉及将标签应用容器上的方法。该方法包括提供限定外表面的容器,和根据实施方案的标签。方法进一步包括将标签粘附在容器的外表面上,由此将标签应用于容器上。
标签可以以分批、连续或半连续方式粘附在一个或多个容器或制品上。在应用以前,可将一个或多个衬垫从标签上除去,从而暴露标签的粘合面。然后将粘合面和标签与容器或制品接触并将标签应用于其上。粘附还可包括一个或多个挤压或者将挤压力施加于标签上的操作以促进与容器的接触和/或粘附;将粘合剂活化和/或固化,例如通过加热和/或暴露于UV光;和/或干燥操作。
预期热熔性PSA的其它应用。例如,一个应用涉及不包括面材的粘合片。另一应用涉及在面材的两侧上使用该组合物的粘合片,例如双面胶。另一应用涉及在面材的一侧上具有热熔性PSA并且在另一侧上具有任何其它粘合剂组合物的自粘式(self-wound)粘合剂。该结构可任选包括衬垫或者可以为无衬垫的。
热熔性PSA可用于许多市场。例如,在电子器件市场中,热熔性PSA可用于其中需要对玻璃和/或对多种工程塑料的良好粘合力的应用中。热熔性PSA的上述可去除性和/或重新布置性特性可提供对电子器件基质的足够粘合力以及当生产中出现问题时将产品再加工的能力。特别是,可干净地去除的能力可容许在使用以后从其上除去热熔性PSA的基质再循环。
在建筑物和建筑市场中,热熔性PSA可用于需要可去除性和/或重新布置性特性的情形。一些实例包括如上文所讨论的自粘式产品,或者遮蔽胶带,例如油漆工胶带。
在其它市场如汽车中,热熔性PSA可用作泡沫组合物的粘合皮,特别是其中想要一侧可去除性的应用。在其它情况下,粘附在低表面能材料如工程塑料、疏油涂层玻璃或上漆金属上的能力可以是有利的,因为它是低极性设计组合物。
除其它外,预期以下实施方案。预期特征和实施方案的所有组合。
实施方案1:热熔性粘合剂,其包含:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物,其任选以15重量%至65重量%的量存在;具有150℃以下的软化点的增粘剂;1重量%至15重量%的通过ASTM D5(2016)测量具有大于8dmm的针头刺入度的蜡,其任选以1重量%至15重量%的量存在;增塑剂,其中粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸的不锈钢剥离强度。
实施方案2:根据实施方案1的实施方案,其中粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至5N/英寸的不锈钢剥离强度。
实施方案3:根据实施方案1或2的实施方案,其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物包含小于60重量%SI二嵌段。
实施方案4:根据实施方案1-3中任一项的实施方案,其中粘合剂包含15重量%至65重量%的含有小于60重量%SI二嵌段的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物。
实施方案5:根据实施方案1-4中任一项的实施方案,其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物包含小于35重量%聚合苯乙烯单体和小于60重量%SI二嵌段。
实施方案6:根据实施方案1-5中任一项的实施方案,其中增塑剂与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
实施方案7:根据实施方案1-6中任一项的实施方案,其中增塑剂与增粘剂的重量比为0.05:1-2:1。
实施方案8:根据实施方案1-7中任一项的实施方案,其中蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
实施方案9:根据实施方案1-8中任一项的实施方案,其中蜡与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
实施方案10:根据实施方案1-9中任一项的实施方案,其中增粘剂具有小于1180的分子量。
实施方案11:根据实施方案1-10中任一项的实施方案,其中增粘剂包含氢化烃树脂。
实施方案12:根据实施方案1-11中任一项的实施方案,其中蜡具有60℃以上的熔点。
实施方案13:根据实施方案1-12中任一项的实施方案,其中蜡具有60℃以上的熔点且增粘剂具有小于1180的分子量。
实施方案14:根据实施方案1-13中任一项的实施方案,其中具有通过布鲁克菲尔德粘度计测量在140℃下150-500cps的动态粘度。
实施方案15:根据实施方案1-14中任一项的实施方案,其中增塑剂具有至少200的分子量。
实施方案16:根据实施方案1-15中任一项的实施方案,其中增塑剂具有通过中国标准BG/T 265(1988)测量在40℃下至少175mm2/秒的粘度。
实施方案17:根据实施方案1-16中任一项的实施方案,其中增塑剂为选自聚异丁烯、环烷油、石蜡油、液体聚异戊二烯、液体白色矿物油及其组合的化合物。
实施方案18:根据实施方案1-17中任一项的实施方案,其中热熔性粘合剂包含:15重量%至45重量%增粘剂;和5重量%至35重量%增塑剂。
实施方案19:一种标签,其包含适于印刷标记的面材;和根据实施方案1-18中任一项的热熔性粘合剂。
实施方案20:一种生产热熔性粘合剂的方法,所述方法包括:提供苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;具有150℃以下的软化点的增粘剂;通过ASTM D5(2016)测量具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡;和增塑剂;确定所需剥离强度范围;基于所需剥离强度确定增塑剂与增粘剂的重量比;将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;增粘剂、蜡和增塑剂结合以形成热熔性粘合剂,其中增塑剂和增粘剂以确定的增塑剂:增粘剂重量比存在,且其中热熔性粘合剂的不锈钢剥离强度在所需剥离强度范围内。
实施例
根据下表1中所列配制剂制备三种可去除热熔性PSA。
*次要量的其它添加剂包括抗氧化剂。
如表1所示,热熔性PSA实施例1-3显示1-5N/英寸的剥离强度。这些试样显示足够的粘性、高可去除性/重新布置性、内聚破坏模式的消除或降低、低粘合剂转移,以及如果有的话,很少油迁移。增塑剂与增粘剂的重量比为0.6-1。蜡和油组合与增粘剂的重量比为0.7-1.4。实施例1-3(和其它实施例)表明以特定比/重量百分数使用的具体组分,例如(低二嵌段含量)聚合物、(软)蜡、增塑剂和增粘剂的重要性。
表2a和2b显示使用不同的蜡制备的两种配制剂和相关性能特性。
如表2b所示,软蜡的使用改进剥离性,G’和易撕裂性,因此表明高针头刺入度蜡的使用的重要性(即使使用较高分子量增粘剂)。
表3显示使用具有各种粘度的增塑剂的热熔性PSA配制剂。
实施例5显示轻微染色,但不是与实施例6一样多,实施例6显示一些染色。这些实施例显示这些配制剂提供具有有利的粘性、可去除性和重新布置性的热熔性PSA。实施例还显示使用高粘度增塑剂的特别益处,例如油迁移的改进。
表4显示使用具有各种粘度的增塑剂的热熔性PSA配制剂以及所得热熔性PSA的粘度。
这些实施例显示尤其提供具有有利粘性、可去除性和重新布置性的热熔性PSA的配制剂。另外,低分子量增粘剂的使用容许使用较高分子量增塑剂,例如KP6030或KN 4010,其提供上述改进。除油迁移相关的益处外,较高粘度增塑剂在与上述蜡和增粘剂一起使用时提供具有提供易加工性以及其它益处的粘度的热熔性PSA。该实施例表明增塑剂与增粘剂重量比以及增塑剂和蜡(组合)与增粘剂重量比的重要性。
实施例7和8显示较低的剥离值,其在想要更大可去除性和重新布置性的应用中,例如对标签应用而言特别有利。粘合剂转移和/或面材撕裂的风险被有利地改善。实施例7没有使用低分子量增粘剂。另外,该实施例显示与线性烃树脂,例如C100R相比,使用脂环族烃增粘剂,例如HD1100的益处。
表5显示使用具有变化量的二嵌段含量的聚合物的热熔性PSA配制剂。将这些热熔性PSA应用于各种基质上,在60℃下老化1天,并测试可去除性。表5显示结果。
**SIS 1250包含50%SI二嵌段;SIS 1220包含25%二嵌段;Solprene 1205基本为纯SB二嵌段共聚物。
这些实施例显示尤其提供具有有利的粘性、可去除性和重新布置性的热熔性PSA的配制剂。特别是,当SI二嵌段含量(基于聚合物的总重量)或者总SB和SI二嵌段含量降低时,破坏模式与其中使用较高SI二嵌段或者较高总SB和SI二嵌段含量的情况相比有利地改进。实施例9的SI二嵌段含量(总聚合物中)为约50%。实施例10的嵌段含量(总聚合物中)为约25%(总聚合物中)。关于SI和SB二嵌段,实施例9包含~10%SI二嵌段和~20%SB二嵌段(基于所有组分的总重量),而实施例10仅包含~10%SI二嵌段。
尽管详细描述了本发明,在本发明精神和范围内的改进容易为本领域技术人员了解。鉴于上述讨论,本领域以及上文关于背景和详述讨论的参考文件中的相关知识,通过引用将其公开内容全部结合到本文中。另外,应当理解本发明的各方面和各个实施方案的各部分以及下文和/或所附权利要求书中描述的各个特征可全部或者部分地组合或互换。在各个实施方案的上述描述中,提及另一实施方案的那些实施方案可适当地与其它实施方案组合,如本领域技术人员所理解的。此外,本领域技术人员理解上述描述仅作为实例,且不意欲限制本发明。
Claims (20)
1.一种热熔性粘合剂,其包含:
15重量%至65重量%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;
具有150℃以下的软化点的增粘剂;
1重量%至15重量%的通过ASTM D5(2016)测量具有大于8dmm的针头刺入度的蜡;
增塑剂;
其中粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸的不锈钢剥离强度。
2.根据权利要求1的热熔性粘合剂,其中粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至5N/英寸的不锈钢剥离强度。
3.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物包含小于60重量%SI二嵌段。
4.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中粘合剂包含15重量%至65重量%的含有小于60重量%SI二嵌段的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物。
5.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物包含小于35重量%聚合苯乙烯单体和小于60重量%SI二嵌段。
6.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增塑剂与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
7.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增塑剂与增粘剂的重量比为0.05:1-2:1。
8.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中蜡和增塑剂组合与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
9.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中蜡与增粘剂的重量比为至少0.05:1。
10.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增粘剂具有小于1180的分子量。
11.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增粘剂包含氢化烃树脂。
12.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中蜡具有60℃以上的熔点。
13.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中蜡具有60℃以上的熔点,且增粘剂具有小于1180的分子量。
14.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中蜡具有通过布鲁克菲尔德粘度计测量在140℃下150-500cps的动态粘度。
15.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增塑剂具有至少200的分子量。
16.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增塑剂具有通过中国标准BG/T265(1988)测量在40℃下至少175mm2/秒的粘度。
17.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其中增塑剂为选自聚异丁烯、环烷油、石蜡油、液体聚异戊二烯、液体白色矿物油及其组合的化合物。
18.根据前述权利要求中任一项的热熔性粘合剂,其包含:
15重量%至45重量%增粘剂;和
5重量%至35重量%增塑剂。
19.一种标签,其包含:
适于印刷标记的面材;和
热熔性粘合剂,其包含:
15重量%至65重量%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;
具有150℃以下的软化点的增粘剂;
1重量%至15重量%的通过ASTM D5(2016)测量具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡;
增塑剂;
其中粘合剂具有通过FINAT试验方法2(2016)测量为0.5N/英寸至20N/英寸的不锈钢剥离强度。
20.一种生产热熔性粘合剂的方法,所述方法包括:
提供苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;具有150℃以下的软化点的增粘剂;通过ASTMD5(2016)测量具有大于8dmm的高针头刺入度的蜡;和增塑剂;
确定所需剥离强度范围;
基于所需剥离强度确定增塑剂与增粘剂的重量比;
将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物;增粘剂、蜡和增塑剂结合以形成热熔性粘合剂,
其中增塑剂和增粘剂以确定的增塑剂:增粘剂重量比存在,且其中热熔性粘合剂的不锈钢剥离强度在所需剥离强度范围内。
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