專利名稱：塑性材料如熱熔性粘合劑的包裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用薄膜包圍塑性材料來包裝具有有限尺寸和形狀的塑性材料的方法，更具體涉及一種使用共擠出法包裝熱熔性粘合劑的方法、這樣得到的包裝品、以及其中所用的薄膜組合物。

背景技術(shù)：
熱熔性粘合劑在室溫下基本上是固體，但以熔融或流動(dòng)態(tài)應(yīng)用。通常，熱熔性粘合劑以固體塊、枕狀物或小球形式供應(yīng)。然而，由于熱熔壓敏粘合劑(HMPSA)或其他塑性材料在室溫下通常是粘的和/或柔軟的，因此存在與處理和包裝HMPSA相關(guān)的問題。不管所提供的形式如何，HMPSA不僅對手、機(jī)械處理裝置有粘性或粘到其上并且本身粘到一起，而且也粘附污垢和其他污染物。此外，HMPSA和/或其他低軟化點(diǎn)塑性材料傾向于流動(dòng)到或堵塞到一起形成單固體物質(zhì)，使得這種材料難于處理和/或包裝。因此，在運(yùn)輸和/或存儲過程中的污染是輸送HMPSA、其他柔軟粘合劑、或任何種類的塑性材料如粘性和/或柔軟聚合物的關(guān)鍵問題。
為解決這種棘手的難題，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)研究了包裝技術(shù)，例如，在剛性容器如55加侖桶或硅樹脂涂布的、瓦楞盒或刨花板盒、或可選擇地通常用高密度聚乙烯制造的硅樹脂涂布的聚合物基盤(tray)中運(yùn)輸粘合劑組合物。盡管上述這些方案解決了問題，但是在一些工業(yè)環(huán)境和應(yīng)用中，還有多種額外的難題以及降低其使用的其他缺點(diǎn)。例如，運(yùn)輸熱熔性粘合劑組合物的更傳統(tǒng)方法造成了與封裝材料的成本和除去相關(guān)的問題。在這一方面，用于運(yùn)輸一些類型的熱熔性粘合劑組合物的硅樹脂涂布的聚合物基盤相對昂貴，并且存在的硅樹脂涂層使得這種容器極難再回收，如果不是不可能再回收的話。因此，在許多情況下，這些盤或其他相似容器僅在垃圾處理位置被收集并處置，從而產(chǎn)生麻煩的污染源。此外，這些硅樹脂涂布的容器造成的其他難題在于，在某些環(huán)境情況下，必須向粘合劑施加大量物理力以從這些容器中將其取出，使得難于并且不便于處理粘合劑。
有鑒于上述缺點(diǎn)，一些制造商嘗試制造易于再回收、或可選擇地可被送回并再用于隨后運(yùn)輸粘合劑的合成盤。盡管再回收容器由于相對簡單而有吸引力，但由于明顯缺少商業(yè)需求而沒有在工業(yè)中被廣泛采用。更特別地，已經(jīng)制造了新的、更易于再回收的盤，作為副產(chǎn)物、重裝以及其他制造開支，在一些方面這是巨大的，這已經(jīng)阻礙了將所述方法用于解決上述問題。此外，可再用容器通常由較厚規(guī)格的材料制成，這樣容器具有耐久性，使得它們可以用于多種應(yīng)用中。因此，這種容器的單位成本通常明顯大于一次性容器的成本。此外，收集用過的容器或盤和送回制造商以隨后使用的成本使得這種提議方案相當(dāng)昂貴，因此商業(yè)上難于接受。
許多其他不同技術(shù)試圖包裝塑性材料如HMPSA。一種技術(shù)使用就在應(yīng)用之前可與粘合劑組合物熔融并可與熔融的粘合劑組合物共混的包裝材料。
在一種方法中，熔融的粘合劑直接供應(yīng)到形成管狀的薄膜中，然后通過擠壓、密封和切割管形成各個(gè)包裝的粘合劑單元。這種方法有時(shí)稱作″形成、填充和密封″方法。例如，美國專利5,373,682公開了一種方法，其中將熔融的粘合劑抽吸進(jìn)塑料薄膜的圓柱狀管中，同時(shí)用冷卻水噴射薄膜的外表面。得到的稱作″筒形件(cartridge)″的各包裝件被冷卻，直到粘合劑固化。制造這類筒形件的另一個(gè)例子記載在美國專利5,392,592中。
在美國專利6,430,898中，低粘度復(fù)合薄膜材料用于包圍熱熔性粘合劑。薄膜材料由乙烯/α-烯烴共聚體構(gòu)成，所述共聚體是乙烯和至少一種C3-C20α-烯烴的茂金屬或單中心催化的共聚體。
Rouyer等人在美國專利5,527,491和美國再公布專利36,177中，通過設(shè)計(jì)包圍壓敏粘合劑并可以與粘合劑熔融的包裝解決了運(yùn)輸冷變形的壓敏熱熔性粘合劑組合物的問題。在這種情況下，包裝是當(dāng)受到涂布機(jī)器的熱量時(shí)將熔融的聚合物基薄膜。
在PCT申請WO 02/061009和WO 04/037671中，要求保護(hù)在使用低熔點(diǎn)(低于100℃)聚合物作為包裝薄膜時(shí)低溫度粘合劑的應(yīng)用，所述低熔點(diǎn)聚合物例如為乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯共聚物或它們的組合。
在另一種技術(shù)中是首先使粘合劑形成有限尺寸和形狀，然后用塑料薄膜包裹粘合劑。例如，美國專利6,230,890記載了一種方法，其中首先冷卻粘合劑體，然后用聚合物收縮包裹薄膜包裝。
在一些方法中，首先將粘合劑體抽吸進(jìn)模具中，然后包裝。例如，Rizzieri的美國專利5,806,285教導(dǎo)了一種方法，其中粘合劑在模具中澆鑄形成塊體。模具中形成有多個(gè)孔，并且用塑性材料的薄膜形成襯墊，襯墊在模具的內(nèi)表面上真空熱成型。在用粘合劑填充模具之后，用塑性材料的薄膜覆蓋開口上表面，加熱密封薄膜，在模具內(nèi)部形成襯墊。這樣含有粘合劑的模具被薄膜封裝，然后在從模具中取出包裝的粘合劑之前進(jìn)行空氣冷卻。
Hatfield等人的美國專利5,401,455中教導(dǎo)了使用模具的另一種方法。Hatfield等人的專利記載了一種使用用薄膜材料形成襯墊的平底鍋(pan)形狀的模具來包裝熱熔性粘合劑組合物的方法，模具外表面與制冷氣體或液體散熱器接觸。Hatfield等人教導(dǎo)了當(dāng)將熔融的熱熔性粘合劑倒進(jìn)帶襯墊的平底鍋中時(shí)，粘合劑某種程度上熔融成薄膜。根據(jù)Hatfield等人，這會增加薄膜與粘合劑的稍后混合。
使用模具的另一種方法公開在Taylor等人的美國專利5,715,654中。在此方法中，Taylor等人教導(dǎo)了用熱塑性薄膜形成剛性模具的襯墊，其真空成型進(jìn)模具中。
另一種方法記載在美國專利4,039,485中，包括共擠出包圍熱熔性粘合劑的外殼或涂層，其中共擠出的外殼材料可以是聚乙烯。
包裝熱熔性粘合劑的各種其他方法示于美國專利5,373,682、5,401,455、6,155,029、6,138,441、5,669,207和5,942,082中。
在所有上述文獻(xiàn)中，用于包裝HMPSA或其他塑性材料的材料是高分子量聚合物，改性的高分子量聚合物，或高分子量聚合物的組合。典型例子是高分子量乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，或高分子量乙烯-丙烯酸酯共聚物，或高分子量低密度聚乙烯，或乙烯的高分子量茂金屬或單中心或齊格勒納塔共聚物。盡管這些材料似乎對于預(yù)期目的有些效果，但它們的應(yīng)用也具有明顯的缺點(diǎn)。這些組合物在熔融時(shí)，因?yàn)榫酆衔锊牧系母哒扯?，在某些制造條件下這些組合物傾向于與所包圍的熱熔性粘合劑不均勻混合。因此，這些高分子量材料可能從粘合劑移相，并因此形成交聯(lián)的或膠凝的顆?；驘刮锏膲K體，這會堵塞常規(guī)制造機(jī)器中的過濾器和噴嘴。此外，經(jīng)驗(yàn)表明，即使將幾個(gè)重量百分比的這些上述高分子量組合物加到通常的熱熔或壓敏粘合劑組合物中，對于熱熔性粘合劑與各種目標(biāo)基材形成有效結(jié)合的能力也有不利影響。上述文獻(xiàn)沒有教導(dǎo)如何配制薄膜或涂布組合物，以避免這種缺陷。
鑒于上述缺點(diǎn)，已經(jīng)提出了就在應(yīng)用之前配制更易于熔融并更易于與熔融的粘合劑組合物共混的薄膜或涂布組合物來包裝壓敏熱熔性粘合劑。下面說明這種技術(shù)的一些例子。
在EP 0957029中，記載了共擠出體系，其中擠出熱塑性材料管，并用共擠出的熔融的薄膜包圍，薄膜以固定間隔壓縮(pinch)形成單個(gè)包裝。共擠出的外薄膜僅被描述為″非粘合性的″，但也說明薄膜組合物可以含有1-5重量％的粘合劑產(chǎn)品。
另一種這樣的技術(shù)示于美國專利5,865,927中，其中包裝方法包括a)通過模具擠出熱熔性粘合劑，b)用形成聚合物材料的熔融的薄膜噴射擠出的粘合劑表面，選擇所述材料使其當(dāng)再熔融時(shí)不會降低粘合劑組合物的性能，c)在足以再熔融薄膜形成聚合物的溫度和時(shí)間下加熱涂布的粘合劑的表面，從而形成連續(xù)然而不足以熔融粘合劑的涂層，和d)將這樣涂布的粘合劑體冷卻到適于處理的溫度?！?27專利中所述的薄膜組合物使用EVA共聚物或SEBS嵌段共聚物、芳香烴樹脂、石蠟、和抗氧化劑/穩(wěn)定劑。
另一個(gè)例子記載在美國專利5,112,552和5,292,468中，其中將熱熔性粘合劑組合物倒進(jìn)帶襯墊的有襯墊的平底鍋形式的模具中。襯墊(lining)噴射在模具的內(nèi)表面中。所用的薄膜組合物例子包括EVA共聚物、聚乙烯共聚物、石蠟、蠟狀形式的抗氧化劑、乙烯馬來酸酐、乙烯丙烯酸和天然橡膠。
EP 057573公開了一種用于冷變形的熱熔性粘合劑組合物的包裝組合物。所述包裝組合物含有苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、芳香烴樹脂、礦物油、蠟、和抗氧化劑/穩(wěn)定劑的共混物。
美國專利4,748,796和4,755.245公開了通過用粉末篩靜電涂布模具或模腔，然后將熔融的熱熔性粘合劑倒進(jìn)模具中，來形成粘合劑用的保護(hù)涂層。粉末材料由蠟制成，或由聚合物制成，或由熱熔制劑制成，沒有公開進(jìn)一步具體的配方。
其他技術(shù)涉及顆粒涂層(pellet coating)，如在美國專利6,120,899中，其中熱熔組合物可用于涂布顆粒。熱熔組合物含有聚合物、增粘樹脂、和少量蠟。在美國專利6,238,732中，含有小于10重量％蠟的造粒助劑用于涂布粘合劑顆粒。此外，形成柔軟或粘性塑料產(chǎn)品的顆粒的幾種水下造粒方法，如在美國專利5,041251中，使用防堵劑，通過將顆粒擠出進(jìn)入含有防堵劑的液體乳狀液或在顆粒干燥成固體顆粒之后涂布到擠出的顆粒表面而應(yīng)用。防堵劑通常是礦物粉末或微粉化的蠟粉末或微粉化的聚合物粉末。
在一些包裝方法中，不管被包裝的粘或柔軟的塑性材料的形式如何，都可以用蠟或低分子量乙烯-基聚合物涂布材料。在美國專利5,942,304和5,733,645中，聚乙烯蠟用于改進(jìn)柔軟和粘性材料的切割性。然而，用于在這些條件下形成涂層的材料通常不能形成基本上包圍粘合劑或柔軟塑性材料整個(gè)表面的連續(xù)薄膜。
在上述文獻(xiàn)資料中，如果可以從使用低分子量薄膜組合物或使用包括蠟的薄膜材料觀察到任何益處，那么也存在會降低其使用的明顯缺點(diǎn)。首先，蠟或蠟基材料經(jīng)常太脆而不能形成連續(xù)薄膜和/或被用作包裝薄膜，因?yàn)樗鼈兓旧喜荒茉跊]有產(chǎn)生裂紋和/或斷裂(這會使粘合劑或柔軟或粘性產(chǎn)品從包裝內(nèi)部漏出)的情況下拉伸、折疊或收縮。由于在存儲或運(yùn)輸過程中粘合劑或塑性材料的固有冷變形(cold flow)和隨后變形，也會發(fā)生裂紋和/或斷裂行為。
此外，在上述文獻(xiàn)中沒有含有蠟或低分子量化合物作為保護(hù)薄膜的制劑可承受嚴(yán)格的運(yùn)輸和存儲條件，如在卡車、火車或輪船的容器中在堆疊壓力下所經(jīng)歷的條件，在陽光天氣條件可以約40℃-50℃的工業(yè)區(qū)域，甚至在幾小時(shí)中到達(dá)約60℃的峰值溫度。在這些條件下，由于在包裝的材料中存在低分子量化合物，因此熱塑性薄膜通常傾向于變得更柔軟，最終熔融，變得粘性或逐漸塑化。這是一種常見失效，尤其是在需要避免它們以適合地處理和使用包裝的塑性材料的粘合劑工業(yè)中。在現(xiàn)有技術(shù)中，描述低分子量薄膜或涂布組合物的文獻(xiàn)沒有教導(dǎo)怎樣承受在60℃下超過3天的期間對3mil厚薄膜進(jìn)行下面說明的遷移測試。
因此，一直以來需要改進(jìn)的包裝薄膜以封裝壓敏、冷變形的熱熔性粘合劑組合物或粘或柔軟的塑性材料。有利的是，薄膜材料應(yīng)可以操作以降低因利用常規(guī)包裝技術(shù)造成的浪費(fèi)，這樣降低或基本上消除了當(dāng)與常規(guī)粘合劑涂布機(jī)器組合使用時(shí)出現(xiàn)的任何麻煩的堵塞或其他不利影響。此外，包裝薄膜應(yīng)該對于熱熔性粘合劑組合物在所需基材上形成有效結(jié)合的能力沒有實(shí)質(zhì)影響，并且不應(yīng)該在存儲和運(yùn)輸?shù)母邷叵露氯嗨频谋∧?。包裝薄膜的制造和銷售也應(yīng)便宜，進(jìn)一步的特征是易于使用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用蠟基聚合物膜包圍塑性材料來包裝塑性材料如熱熔性粘合劑的方法，這樣得到的包裝品，以及其中所用的薄膜組合物。包裝塑性材料的任何方法可以有效地用于在塑性材料周圍形成或應(yīng)用薄膜。包裝薄膜優(yōu)選用于包圍或封裝冷變形的、壓敏、熱熔性粘合劑組合物，但容易適用于包裝其他塑料組合物。此外，包裝薄膜特別適于共擠出法，但易于調(diào)節(jié)成其中薄膜用于包圍或包裝塑性材料、尤其是熱熔壓敏粘合劑組合物的任何方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種包裝塑性體材料的方法，包括以下步驟提供有限尺寸和形狀的塑性體(plastic mass)，和用蠟基聚合物膜包圍所述塑性體。根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案，提供一種包裝塑性體材料、優(yōu)選熱熔性粘合劑的方法，包括以下步驟通過?？讛D出塑性體材料，優(yōu)選為熱熔性粘合劑，和共擠出聚合物膜以包圍所述塑性體，優(yōu)選為熱熔性粘合劑。所述蠟基聚合物膜包括具有至少25重量％的蠟材料、通過DSC測量的熔融焓至少為約100J/g和通過常規(guī)薄膜抗伸強(qiáng)度測試在2英寸/分鐘下測量的斷裂伸長率值至少為約100％的組合物。所述聚合物膜可以包裝或包圍任何類型的塑性體和/或熱熔性粘合劑制劑。此外，通過將適量的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物與熱塑性彈性體嵌段共聚物和/或乙烯-基彈性體共混可以調(diào)節(jié)和/或獲得所需的特定熔融焓和/或所需的斷裂伸長率值。
所用的聚合物膜組合物優(yōu)選包括至少為約25重量％的蠟材料；約5重量％至約65重量％的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物，所述聚合物包括在190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.05g/10min-800g/10min和DSC熔點(diǎn)為約40℃至約130℃的均聚物、共聚物、三元共聚物或共聚體(interpolymer)；約0重量％至約40重量％的具有結(jié)構(gòu)A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B、或(A-B)n-Y的熱塑性彈性體嵌段共聚物，其中A包括Tg高于80℃的聚乙烯基芳香族嵌段，B包括Tg低于-10℃的橡膠狀中嵌段，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)；約0重量％至約25重量％的乙烯基和/或丙烯-基彈性體，所述彈性體包括Tg低于-10℃的共聚物或三元共聚物；其中部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物、熱塑性彈性體嵌段共聚物和乙烯基和/或丙烯-基彈性體的量占總薄膜組合物的約30％或更多；以及其中所述薄膜組合物的熔融焓至少為約100J/g和斷裂伸長率值至少為約100％。將蠟材料和部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物及一定量的熱塑性彈性體嵌段共聚物和彈性體組合可使所述薄膜組合物提供所需水平的粘度、柔韌性、耐溫度性、耐遷移性(migration resistance)、以及與粘合劑制劑的相容性，并仍可提供所需的應(yīng)用特性和結(jié)合性能。
本發(fā)明還提供一種塑料產(chǎn)品包裝，優(yōu)選為熱熔性粘合劑包裝。所述包裝包括具有有限尺寸和形狀如枕狀物、小球或圓柱形狀的塑性體，如熱熔性粘合劑體，以及包圍所述塑性體或熱熔性粘合劑體的具有上面定義的蠟基組合物的聚合物膜。優(yōu)選地，所述聚合物膜具有的厚度為10微米-1,000微米。
本發(fā)明的聚合物膜組合物的優(yōu)點(diǎn)在于，其可用于包裝基本上任何類型的材料，如塑料組合物，特別是壓敏熱熔性粘合劑。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，所述聚合物膜組合物在制造過程中可熔融并與塑性材料組合，尤其是當(dāng)材料是熱熔性粘合劑組合物時(shí)，從而避免任何浪費(fèi)包裝的問題。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)在制造涂布過程中，本發(fā)明的包裝薄膜在熔融鍋中與熱熔性粘合劑組合物組合時(shí)，其基本上與粘合劑組合物本身相容，并因此對熱熔性粘合劑組合物的物理特性或性能特性沒有任何實(shí)質(zhì)的不利影響，對熱熔涂布設(shè)備的操作基本上沒有不利影響。本發(fā)明的薄膜組合物的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，基本上對來自它包圍的粘合劑和/或塑性體或來自它接觸的任何外部源的低分子量化合物的遷移有抵抗力，并因此得到在處于環(huán)境條件通常為104、122或140時(shí)在幾小時(shí)至約7天或更長時(shí)間內(nèi)基本上未堵塞(non-blocking)的包裝。



圖1是根據(jù)本發(fā)明的薄膜組合物配方1601-110F的溫度對熱流的DSC曲線； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄膜組合物配方1601-155E的溫度對熱流的DSC曲線； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的包裝薄膜的所需性能特性之外的薄膜組合物1601-00B的溫度對熱流的DSC曲線；以及 圖4是根據(jù)本發(fā)明的包裝薄膜的所需性能特性之外的薄膜組合物1601-156B的溫度對熱流的DSC曲線。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的蠟基聚合物薄膜組合物可用于包裝基本上任何類型的塑性材料(在本說明書中也時(shí)常稱作″塑性體″)，特別是組合物和化合物，尤其是在60的環(huán)境溫度下柔軟、易彎折和/或粘性的聚合物。作為例子，所述聚合物薄膜組合物可用于包裝熱塑性組合物，并特別用于包裝從聚合物、共聚物、三元共聚物和共聚體、嵌段共聚物、彈性體、聚烯烴、聚氨酯、苯乙烯、丙烯酸酯類、乙酸乙烯酯和聚乙烯基醇或它們的組合制備的熱熔性粘合劑。更具體例子包括從以下物質(zhì)制備的熱熔性粘合劑(1)橡膠聚合物，如單乙烯基芳香烴和共軛二烯的嵌段共聚物，例如，苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)和苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)；(2)乙烯-乙酸乙烯酯聚合物、乙烯酯和共聚物，例如乙烯甲基丙烯酸酯，乙烯丙烯酸n-丁基酯和乙烯丙烯酸；(3)聚烯烴，例如聚乙烯和聚丙烯；(4)聚乙酸乙烯酯和其無規(guī)共聚物；(5)聚丙烯酸酯；(6)聚酰胺；(7)聚酯；(8)聚乙烯基醇和其共聚物；(9)聚氨酯；(10)聚苯乙烯；(11)聚環(huán)氧化物；(12)乙烯基單體和聚亞烷基氧化物聚合物的接枝共聚物；以及(13)含有醛的樹脂，如酚-醛，脲-醛，三聚氰胺-醛等。然而，蠟基聚合物薄膜組合物不限于包裝熱塑性組合物如熱熔性粘合劑，術(shù)語″塑料″的范圍更寬泛。在本說明書中的后面可以找到包括熱熔性粘合劑組合物的塑性材料的更完全列舉。
聚合物膜組合物可用于基本上任何包裝方法，其中薄膜包圍塑性材料，特別是柔軟、易彎折和/或粘性材料，如熱熔組合物，具體是熱熔性粘合劑組合物。因此，本發(fā)明的聚合物膜組合物可用于通過擠出、共擠出、盤、模具，以及形成、填充和密封技術(shù)、噴涂，或例如現(xiàn)有技術(shù)中所述的任何其他特定技術(shù)包裝的塑性材料。事實(shí)上，所述聚合物膜組合物甚至可用于手動(dòng)包裹方法。因此，所述聚合物膜可與塑性材料同時(shí)形成，例如在共擠出法中，或可以單獨(dú)形成，以卷形式貯存，并后來用于包裝塑性材料，例如在盤，模具或形成、填充和密封技術(shù)中。在后一種情況下，薄膜材料可以形成薄膜(例如通過擠出)、成卷、貯存、運(yùn)輸，然后打開，以包裝塑性材料。
本發(fā)明中，術(shù)語″塑性材料″或″塑性體″用于描述在加熱或未加熱時(shí)可以流動(dòng)并能夠模制、澆鑄、擠壓或壓成各種形狀的任何天然的或合成的物質(zhì)、化合物或組合物。因此，術(shù)語″塑性材料″或″塑性體″包括但不限于柔軟和易彎折物質(zhì)、熱塑性組合物和熱塑性化合物(例如熱塑性聚合物)、熱固性組合物和熱固性化合物(例如熱固性聚合物)、熱熔組合物和熱熔化合物(例如熱熔體中用的聚合物)、以及熱熔性粘合劑組合物和熱熔性粘合劑化合物(例如熱熔性粘合劑中用的聚合物)、和上述材料的共混物。因此，應(yīng)該注意到，術(shù)語″塑性體″和″塑性材料″比被稱作″塑料″的含義更寬泛，因?yàn)樾g(shù)語″塑料″通常用于指材料的混合物(即組合物)，其中一種是在一個(gè)加工階段能夠形成纖維、薄片或固體或者在模具中澆鑄的天然的或合成的聚合物，并且隨后在另一個(gè)階段變得更剛性。
本發(fā)明中，術(shù)語″熱塑性組合物″指通過混合使用熱塑性化合物作為一種或多種成分的兩種或多種組分形成的任何聚集體、混合物、物質(zhì)或物體，當(dāng)加熱時(shí)其具有軟化和可模制性能，并且當(dāng)冷卻時(shí)具有硬化和再次變得相對更剛性的性能，但是剛性和硬度可以寬泛地變化。熱塑性化合物是當(dāng)加熱時(shí)變得或保持柔軟和可模制并且當(dāng)冷卻時(shí)再次變得更硬和相對更剛性的任何材料，但是剛性和硬度可以寬泛地變化。熱塑性化合物的典型例子包括被轉(zhuǎn)化到或加到最終使用產(chǎn)品中的任何增塑劑、聚合物、預(yù)聚物、三元共聚物、共聚體、單體或低聚物、或者是合成或化學(xué)過程的原料。典型的熱塑性化合物包括但不限于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、乙?；悺⒈┧狨ヮ?、纖維素乙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯、尼龍、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和四氟乙烯。術(shù)語″熱固性組合物″指通過混合使用熱固性化合物作為一種或多種成分的兩種或多種組分形成的任何聚集體、混合物、物質(zhì)或物體，其具有當(dāng)加熱或固化時(shí)變得永久硬質(zhì)和剛性的性能。熱固性化合物是當(dāng)加熱或固化時(shí)變得永久硬質(zhì)和不可模制的任何材料。典型熱固性化合物包括但不限于醇酸樹脂，烯丙基類，環(huán)氧樹脂，三聚氰胺，脲，酚醛樹脂類，聚酯，硅樹脂，和聚氨酯。術(shù)語″熱熔組合物″用于指通過混合兩種或多種組分并含有通常在環(huán)境溫度下以固體物質(zhì)存在并通過直接或間接加熱可轉(zhuǎn)化為可流動(dòng)的液體的熱塑性材料、特別是熱塑性聚合物而形成的任何聚集體、混合物、物質(zhì)或物體。這種熱熔組合物通常含有與各種常規(guī)組分如增塑劑、蠟、填料和穩(wěn)定劑/抗氧化劑共混的熱塑性聚合物。″熱熔化合物″指熱熔組合物的任何各個(gè)組分，特別是其聚合物成分。術(shù)語″熱熔性粘合劑組合物″指用增粘樹脂進(jìn)一步配制以提高粘合并使組合物具有粘性的熱熔組合物。這種增粘樹脂在本領(lǐng)域中是公知的，本說明書中將在下面進(jìn)一步說明。″熱熔性粘合劑化合物″指熱熔性粘合劑組合物的任何各個(gè)組分，特別是其聚合物或樹脂成分。熱塑性組合物、熱固性組合物、熱熔組合物和熱熔性粘合劑組合物用于制造各種物品。例如，熱熔性粘合劑具體用于制造經(jīng)常必須結(jié)合基材的一次性無紡制品，如一次性尿布、醫(yī)用襯墊、衛(wèi)生巾、尿褲、手術(shù)簾和成人失禁內(nèi)褲。其他變化的應(yīng)用包括紙產(chǎn)品、包裝材料、帶和標(biāo)簽。在這些應(yīng)用中，將熱熔性粘合劑加熱到其熔融態(tài)，然后涂布到基材上。如果需要層合層，那么第二基材可以與第一基材接觸，從而形成層合層。熱熔性粘合劑的主要優(yōu)點(diǎn)是沒有液體載體，而水或溶劑基粘合劑有液體載體，這樣避免了與除去液體載體相關(guān)的費(fèi)成本的處理。
盡管本發(fā)明的聚合物膜組合物可用于基本上任何包裝方法，但是特別適于共擠出法。在共擠出法中，待包裝的塑性材料通常在混合器中熔融共混，然后通過模具中的適合?？讐簲D或擠出，同時(shí)仍處于材料軟化點(diǎn)之上或極接近的溫度。?？缀湍＞呖梢允侨魏纬Ｒ?guī)結(jié)構(gòu)，并通常提供用于通過?？壮槲苄圆牧系牟蹱罨驁A柱狀結(jié)構(gòu)。模具的溫度必須保持在高于塑性材料的熔點(diǎn)的溫度，通常為100℃-215℃。在共擠出中，上述發(fā)明的蠟基聚合物薄膜材料從模具同時(shí)擠出，以包圍待包裝的塑性材料，從而形成封裝待包裝的材料的外殼或包裝。共擠出技術(shù)是本領(lǐng)域中公知的，共擠出法用的適合設(shè)備例如記載在EP 0957029、美國專利5,527,491、美國再公布RE36,1773和美國專利5,942,304中。眾所周知，由于擠出的材料處于升高的溫度，因此共擠出法通常在水中進(jìn)行，使得塑性材料和包圍材料的薄膜在從模具擠出之后立即冷卻。隨后，允許被聚合物膜覆蓋的塑性材料在水浴中或在制冷介質(zhì)如冷凍二醇、液氮或氣體氮、壓縮的二氧化碳等中或在環(huán)境條件下冷卻，使得被包裹的塑性體充分冷卻以進(jìn)行處理。然后涂布的擠出物可以使用常規(guī)設(shè)備如輥筒機(jī)械地壓縮(仍在升高的溫度下或冷卻至所需溫度之后)成所需尺寸、形狀、重量和/或部分的單元，隨后在需要時(shí)密封。密封可以是氣密封或機(jī)械密封，這取于單元的尺寸、形狀、重量和/或部分，但是在任何情況下，應(yīng)足以防止塑性材料在處理、存儲或運(yùn)輸中泄漏。最后，塑性材料的涂布的單元可以機(jī)械地或使用常規(guī)設(shè)備如噴水式推進(jìn)器(water jet)、激光或熱刀通過任何其他常規(guī)方式切割成單個(gè)包裝單元。
在需要或希望時(shí)，得到的包裝塑性體可以在容器或袋子中進(jìn)一步包裝，以降低其與環(huán)境、濕氣或其他污染物的接觸。容器或袋子可以由本發(fā)明的蠟基聚合物薄膜組合物或其他薄膜組合物制成，但是如果由其他薄膜組合物制成，那么這種容器或袋子在利用其中所含的各涂布的塑料單元之前可能需要通過常規(guī)過程去除，特別是在包裝的塑料單元含有預(yù)期用在熔融槽中的熱熔性粘合劑組合物時(shí)。相比而言，如果容器或袋子由本發(fā)明的蠟基聚合物薄膜組合物制成，那么容器或袋子可在應(yīng)用之前與熔融的粘合劑一起熔融并可與熔融的粘合劑共混。
所述的蠟基聚合物薄膜材料可用于塑性材料或塑料體，如任何所需尺寸、形狀、重量和/或部分的熱塑性組合物、熱固性組合物、熱熔組合物或熱熔性粘合劑組合物，以提供包裝的單元。因此，包裝的單元可以是磚狀、塊狀、枕狀物、筒形件、小球、圓柱、帶子等形式。此外，盡管優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚合物膜與其包圍的塑性材料相容，但這不是絕對必須。然而，通常，聚合物膜組合物應(yīng)具有與塑性體和聚合物膜材料的熔融混合物相容并且基本上對其固有特性沒有不利影響的物理特性，此外，當(dāng)聚合物膜材料與其包圍的塑性體一起熔融形成混合物時(shí)，基本上與涂布設(shè)備的操作相容。當(dāng)塑性體是熱熔性粘合劑組合物時(shí)，聚合物膜基本上應(yīng)對粘合劑特性沒有不利影響。然而，在某些應(yīng)用中，需要在使用之前簡單地打開包裝的塑性體，在這種情況下，在需要時(shí)可以棄去聚合物膜包裝。然而，通常，聚合物膜組合物應(yīng)被配制成與其包裝的塑性材料相容，使得聚合物膜和塑性材料可以在熔融的混合物中共混，與涂布設(shè)備操作相容并對材料的固有(特別是粘合)特性沒有不利影響。
可以使用任何所需的顏料使用作表面材料的聚合物膜著色，或可以使用任何已知的印刷技術(shù)印刷，或通常與相容的任何有用的組分混合。
熱熔性粘合劑 本發(fā)明的方法和聚合物膜組合物適于包裝基本上任何類型的塑性材料，特別是熱塑性組合物、熱固性組合物、熱熔組合物和/或熱熔性粘合劑組合物。其特別適于熱熔性粘合劑，具體的是處理問題最嚴(yán)重的熱熔壓敏粘合劑的包裝。眾所周知，熱熔性粘合劑包括各種相容組分的共混物，通常包括聚合物和/或共聚物、增粘樹脂、增塑劑、填料、蠟和抗氧化劑的共混物。典型制劑的例子參見美國專利5,149,741和美國再公布專利RE 36,177。
任何公知的和易于得到的熱固性材料可以用作粘合劑組合物中的聚合物、共聚物或者聚合物和/或共聚物的共混物。這種材料的例子包括聚丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯、聚環(huán)氧化物、一種或多種乙烯基單體和聚亞烷基氧化物聚合物的接枝共聚物、含有醛的樹脂如酚-醛、脲-醛、三聚氰胺-醛等、以及聚酰胺。
任何公知的和易于得到的熱塑性材料還可以用作粘合劑組合物中的聚合物、共聚物或者聚合物和/或共聚物的共混物。這種材料的例子包括乙烯-基聚合物，包括乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯、乙烯甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯甲基丙烯酸甲酯、乙烯-苯乙烯共聚體(ESI)、乙烯丙烯酸、乙烯乙酸乙烯酯一氧化碳、和乙烯丙烯酸N-丁酯一氧化碳；聚丁烯-1聚合物；聚烯烴，如高和低密度聚乙烯；聚乙烯共混物和化學(xué)改性的聚乙烯、乙烯和C1-C6單-或二-不飽和單體的共聚物；聚酰胺；聚丁二烯橡膠；聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯；熱塑性聚碳酸酯；無規(guī)立構(gòu)聚α烯烴，包括無規(guī)立構(gòu)聚丙烯、聚乙烯基甲基醚等；熱塑性聚丙烯酰胺，如聚丙烯腈，和丙烯腈和其他單體如丁二烯苯乙烯的共聚物；聚甲基戊烯；聚苯硫醚；芳香族聚氨酯；聚乙烯基醇和其共聚物；聚乙酸乙烯酯和其無規(guī)共聚物；苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯彈性體、A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B、(A-B)n-Y嵌段共聚物，其中A嵌段包括聚乙烯基芳香族嵌段，如聚苯乙烯，B嵌段包括橡膠狀中嵌段，可以是聚異戊二烯，任選地被氫化，如聚丁二烯，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)，以及所述物質(zhì)的混合物。這些嵌段共聚物的例子包括苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯。
當(dāng)聚合物的總苯乙烯含量占聚合物的51重量％時(shí)，并且由于聚合物可以具有多于兩種A嵌段以優(yōu)化性能，因此總的A嵌段應(yīng)小于或等于聚合物的約45重量％，最優(yōu)選小于或等于聚合物的35重量％。在S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)共聚物中，優(yōu)選的分子量為約50,000-120,000，優(yōu)選的苯乙烯含量為約20-45重量％。在S-I-S(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)共聚物中，優(yōu)選的分子量為約100,000-200,000，優(yōu)選的苯乙烯含量為約14-35重量％。氫化丁二烯中嵌段生成通常被轉(zhuǎn)化成乙烯-丁烯中嵌段的橡膠狀中嵌段。
這種嵌段共聚物從Kraton Polymers，Enichem，AtofinaElastomers and Dexco得到。多嵌段或錐形(tapered)嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)從Firestone得到。
可以使用的其他聚合物是間同立構(gòu)的聚丙烯(SPP)聚合物或全同立構(gòu)的聚丙烯無規(guī)共聚物(RCP)和/或SPP或RCP與無定形無規(guī)立構(gòu)聚-α-烯烴(APAO)的共混物，所有這些是本領(lǐng)域中公知的。SPP聚合物基本上是高分子量立體專一的丙烯均聚物或丙烯與其他α-烯烴單體如乙烯、丁烯-1或己烯-1的共聚物。RCP包括丙烯和式R-CH＝CH2的α-烯烴的無規(guī)共聚物，其中R是氫或C2-C10烷基，優(yōu)選乙烯。本發(fā)明所用的RCP聚合物優(yōu)選是茂金屬催化的(mRCP)或單中心催化的，并含有至少1.5重量％的所述α-烯烴共聚單體，DSC方法測量的熔點(diǎn)為約145℃或更低，根據(jù)ASTM法D-1238的熔體流速為1-500g/10min，根據(jù)ASTM法D-1505的固體密度為0.880-0.905g/cc。APAO聚合物基本上是丙烯的無定形低分子量均聚物或丙烯與乙烯和/或丁烯和/或己烯的共聚物。
本發(fā)明粘合劑中所用的增粘樹脂是提供粘合性能并改進(jìn)聚合物的特定粘合的那些增粘樹脂。本發(fā)明中，術(shù)語″增粘樹脂″包括 (a)天然和改性的松香，例如，樹膠松香、木松香、塔羅油松香、蒸餾松香(distilled rosin)、氫化的松香、二聚松香和聚合的松香； (b)天然和改性的松香的甘油和季戊四醇酯，例如，淡木(palewood)松香的甘油酯、氫化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、淡木松香的季戊四醇酯、氫化松香的季戊四醇酯、塔羅油松香的季戊四醇酯和松香的酚改性的季戊四醇酯； (c)根據(jù)ASTM法E28-58T測定的具有約60℃-140℃軟化點(diǎn)的聚萜烯樹脂，聚萜烯樹脂通常從在Friedel-Crafts催化劑存在下在適合低溫下聚合萜烯烴如稱作蒎烯的單萜烯得到；還包括氫化的聚萜烯樹脂； (d)天然萜烯的共聚物和三元共聚物，例如苯乙烯/萜烯、α-甲基苯乙烯/萜烯和乙烯基甲苯/萜烯； (e)酚改性的萜烯樹脂，例如，樹脂產(chǎn)品通過在酸性介質(zhì)中萜烯和苯酚的縮合得到； (f)環(huán)球法軟化點(diǎn)為約室溫至140℃的脂肪族石油烴樹脂，這種樹脂從聚合主要由烯烴和二烯烴組成的單體得到；還包括氫化的脂肪族石油烴樹脂；這種基于C5-烯烴的市售樹脂的例子是GoodyearTire and Rubber Company出售的″Wingtack 95″和″Wingtack 115″增粘樹脂； (g)芳香族石油烴和其氫化的衍生物； (h)脂肪族/芳香族石油衍生的烴和其氫化的衍生物。
某些制劑可能需要兩種或多種上述增粘樹脂的混合物。本發(fā)明所用的市售增粘樹脂的例子包括以商品名Escorez 5600市售的樹脂。這種樹脂是部分氫化的脂肪族芳香烴樹脂，并可從Exxon MobilChemical Company得到。
增塑劑可以存在于粘合劑組合物中，以提供所需的粘度控制，而基本上沒有使粘合劑的粘合強(qiáng)度或粘合劑的使用溫度下降。適合的增塑劑可以不僅選自通常的增塑油如礦物油，而且可以選自烯烴低聚物和低分子量聚合物、苯甲酸二醇酯、以及植物油和動(dòng)物油和這些油的衍生物?？梢允褂玫氖脱苌挠褪莾H含有少量芳香烴的相對較高沸騰溫度的材料。在這一點(diǎn)上，芳香烴應(yīng)優(yōu)選占油重量的小于30重量％，更特別小于15重量％?？蛇x擇地，油可以是完全非芳香族的。低聚物可以是平均分子量為約100g/mol至約10,000g/mol的聚丙烯、聚丁烯、氫化的聚異戊二烯、氫化的丁二烯等。適合的植物油和動(dòng)物油包括常用脂肪酸的甘油酯和其聚合產(chǎn)物?？梢允褂闷渌鏊軇灰鼈兙哂羞m合的相容性。Kaydol(CromptonCorporation制造的USP級石蠟礦物油)被發(fā)現(xiàn)是適合的增塑劑。應(yīng)理解，增塑劑通常用于降低總粘合劑組合物的粘度，而基本上沒有使粘合劑的粘合強(qiáng)度或粘合劑的使用溫度下降。針對具體的最終用途(如潤濕強(qiáng)度核芯的應(yīng)用)選擇增塑劑。
蠟也可以用于粘合劑組合物中，用于降低熱熔結(jié)構(gòu)粘合劑的熔融粘度，而沒有明顯降低其粘合特性。這些蠟也用于在沒有影響溫度性能的情況下降低組合物的開放時(shí)間(open time)。有用的蠟是 (1)低分子量即1000-6000g/mol的聚乙烯，根據(jù)ASTM法D-1321測量的硬度值為約0.1-120和ASTM軟化點(diǎn)為約150°-250 (2)石油蠟，如熔點(diǎn)為約130°-170的石蠟和熔點(diǎn)為約135°-200的微晶蠟，熔點(diǎn)根據(jù)ASTM法D127-60測量； (3)環(huán)球法軟化點(diǎn)為約120°-160℃的無規(guī)立構(gòu)聚丙烯； (4)通過聚合一氧化碳和氫制得的合成蠟，如Fischer-Tropsch蠟；以及 (5)聚烯烴蠟。本發(fā)明中，術(shù)語″聚烯烴蠟″指由烯烴單體單元構(gòu)成的那些聚合或長鏈實(shí)體。這些材料由Eastman Chemical Co.以商品名″Epolene″市售。優(yōu)選用于本發(fā)明組合物中的材料其環(huán)球法軟化點(diǎn)為200-350。
(6)茂金屬催化的丙烯基蠟，如Clariant以名稱″Licocene″出售的那些。
(7)茂金屬催化的蠟或單中心催化的蠟，例如美國專利4,914,253、6,319,979或WO 97/33921或WO 98/03603中所述的那些。應(yīng)該理解，這些蠟稀釋劑中的每一種在室溫下是固體。其他有用物質(zhì)包括氫化的動(dòng)物、魚和植物脂肪和油，如氫化的牛油、豬油、大豆油、棉籽油、蓖麻油、鯡魚油、鱈魚肝油等，由于它們被氫化，所以在環(huán)境溫度下是固體，也發(fā)現(xiàn)它們也可用作蠟稀釋劑等效物。這些氫化的材料經(jīng)常在粘合劑工業(yè)中稱作″動(dòng)物或植物蠟″。
粘合劑通常還包括穩(wěn)定劑或抗氧化劑。本發(fā)明的熱熔性粘合劑組合物中所用的穩(wěn)定劑有助于保護(hù)上述聚合物和全部的粘合劑體系，防止在粘合劑的制造和應(yīng)用過程中以及在最終產(chǎn)品通常接觸的周圍環(huán)境中受到熱和氧化降解的影響。這種降解經(jīng)常表現(xiàn)為粘合劑的外觀、物理性能和性能特性變差。特別優(yōu)選的抗氧化劑是Irganox1010、Ciba-Geigy制造的四(亞甲基(3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯))甲烷。適用的穩(wěn)定劑是高分子量的位阻酚和多官能酚，如含硫和磷的酚。位阻酚是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并可以表征為在酚羥基附近含有空間上體積大的基團(tuán)的酚化合物。特別地，叔丁基通常在苯環(huán)上在酚羥基的至少一個(gè)鄰位取代。在羥基附近存在的這些空間上體積大的取代基用于延遲伸縮頻率和相應(yīng)地阻止反應(yīng)性；這種空間位阻為酚化合物提供穩(wěn)定性能。代表性位阻酚包括 1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-叔丁基-4-羥基芐基)苯； 季戊四醇四-3(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯； 正十八烷基-3(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯； 4，4’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)； 4，4’-硫代雙(6-叔丁基-o-甲酚)； 2，6-二-叔丁基苯酚； 6-(4-羥基苯氧基)-2，4-雙(正辛硫基)-1，3，5-三嗪； 2，4，6-三(4-羥基-3，5-二-叔丁基-苯氧基)-1，3，5-三嗪； 二-正十八烷基-3，5-二-叔丁基-4-羥基芐基膦酸酯； 2-(正辛硫基)乙基-3，5-二-叔丁基-4-羥基苯甲酸酯；以及 山梨糖醇六-(3，3，5-二-叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯。
通過利用以下物質(zhì)可以進(jìn)一步增強(qiáng)這些穩(wěn)定劑的性能；(1)協(xié)同劑，例如，硫代二丙酸酯和亞磷酸酯；以及(2)螯合劑和金屬鈍化劑，例如，乙二胺四乙酸，其鹽，和二水楊醛丙二亞胺(disalicylalpropylenediimine)。
本發(fā)明方法中所用的粘合劑組合物可以使用本領(lǐng)域中已知的任何技術(shù)制備?，F(xiàn)有技術(shù)中的代表性例子包括在安裝有轉(zhuǎn)子的帶護(hù)套的混合釜中放置所有物質(zhì)，優(yōu)選在Baker-Perkins或Day型的帶護(hù)套的重型混合器中，隨后將混合物的溫度升至約250-350。應(yīng)該理解，該步驟中使用的精確溫度取決于特定組分的熔點(diǎn)。攪拌生成的粘合劑組合物，直到聚合物完全溶解。施加真空，除去任何夾帶的空氣。
任選將添加劑加到粘合劑組合物中，以改進(jìn)特定的物理性能。這些添加劑可以包括著色劑如二氧化鈦、填料如滑石和粘土、交聯(lián)劑、成核劑、反應(yīng)性化合物、阻燃礦物或有機(jī)試劑、以及紫外線(UV)吸收劑和UV熒光劑。
聚合物包裝薄膜 用作改進(jìn)的包裝薄膜的本發(fā)明的聚合物膜組合物包括(a)至少25重量％的蠟材料；(b)約5重量％至約65重量％的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物，所述聚合物包括在190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.05g/10min-800g/10min和DSC熔點(diǎn)為40℃-130℃的均聚物、共聚物、三元共聚物或共聚體；(c)約0重量％至約40重量％的具有結(jié)構(gòu)A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B或(A-B)n-Y的熱塑性彈性體嵌段共聚物，其中A包括Tg高于80℃的聚乙烯基芳香族嵌段，B包括Tg低于-10℃的橡膠狀中嵌段，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)；(d)約0重量％至約25重量％的彈性體，所述彈性體包括Tg低于-10℃的共聚物或三元共聚物，其中所述彈性體可以是乙烯-基彈性體、丙烯-基彈性體或乙烯基和丙烯-基彈性體的共混物；(e)其中部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物、熱塑性彈性體嵌段共聚物和彈性體的量占總薄膜組合物的約30％或更多；以及(f)其中所述薄膜組合物根據(jù)DSC測量的熔融焓至少為約100J/g和根據(jù)常規(guī)薄膜抗伸強(qiáng)度測試在2英寸/min下測量的斷裂伸長率值至少為約100％。
包裝薄膜的蠟材料成分占包裝薄膜組合物的重量至少為約25重量％。更優(yōu)選地，蠟材料占薄膜組合物的至少為約40重量％，典型范圍為約25重量％至約65重量％。
有用的蠟材料是 (1)低分子量即100-6000g/mol的聚乙烯，根據(jù)ASTM法D-1321測量的硬度值為約0.1-120和ASTM軟化點(diǎn)為約150°-250； (2)石油蠟，如熔點(diǎn)為約130-170的石蠟和熔點(diǎn)為約135°-200的微晶蠟，后者熔點(diǎn)根據(jù)ASTM法D127-60測量； (3)環(huán)球法軟化點(diǎn)為約120°-160℃的無規(guī)立構(gòu)聚丙烯； (4)茂金屬催化的丙烯基蠟，如Clariant以名稱″Licocene″出售的那些。
(5)茂金屬催化的蠟或單中心催化的蠟，例如美國專利4,914,253、6,319,979或WO 97/33921或WO 98/03603中所述的那些。
(6)通過聚合一氧化碳和氫制得的合成蠟，如Fischer-Tropsch蠟；以及 (7)聚烯烴蠟。本發(fā)明中，術(shù)語″聚烯烴蠟″指由烯烴單體單元構(gòu)成的那些聚合或長鏈實(shí)體。這些材料由Eastman Chemical Co.以商品名″Epolene″市售。優(yōu)選用于本發(fā)明組合物中的材料其環(huán)球法軟化點(diǎn)為200-350。應(yīng)該理解，這些蠟在室溫下是固體。其他有用物質(zhì)包括氫化的動(dòng)物、魚和植物脂肪和油，如氫化的牛油、豬油、大豆油、棉籽油、蓖麻油、鯡魚油、鱈魚肝油等，由于它們被氫化，所以在環(huán)境溫度下是固體，也發(fā)現(xiàn)它們也可用作蠟材料等效物。這些氫化的材料經(jīng)常在粘合劑工業(yè)中稱作″動(dòng)物或植物蠟″。
優(yōu)選的蠟材料是熔點(diǎn)為60℃-70℃的石蠟、硬質(zhì)蠟如Sasol-Schuman出售的Paraflint H1、或Bareco出售的Bareco PX100，23℃下的硬度dmm為約2dmm或更小、熔點(diǎn)為75℃-120℃的那些硬質(zhì)蠟，或石蠟和硬質(zhì)蠟的共混物。優(yōu)選的硬質(zhì)蠟其熔點(diǎn)低于95℃。術(shù)語″硬質(zhì)蠟″指任何低分子量、高度結(jié)晶乙烯-基聚合物。
包裝薄膜的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物成分占包裝薄膜組合物的重量為約5重量％至約65重量％。更優(yōu)選地，部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物占包裝薄膜的重量為約15重量％至約50重量％。部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物成分可以是在2.16kg、190℃下熔體流動(dòng)指數(shù)為0.05g/10min-800g/10min，但優(yōu)選小于30g/10min，最優(yōu)選小于7g/10min的均聚物、共聚物、三元共聚物、共聚體和/或它們的共混物。此外，乙烯-基聚合物成分其DSC熔點(diǎn)為40℃-130℃，但優(yōu)選的熔點(diǎn)低于100℃。
有用的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物是通過齊格勒納塔催化劑聚合得到的LDPE、VLDPE、LLDPE、MDPE、或通過氣相無規(guī)聚合得到的LDPE、EVA、EAA、EMA、EBA、EE2HA，或通過齊格勒納塔催化劑聚合或單中心催化劑聚合或茂金屬催化劑聚合得到的EO、EP、EB、EH、ESI共聚物。
一種優(yōu)選的聚合物是例如由Atofina以商品名Lotryl市售的EMA。
另一種優(yōu)選的聚合物是例如由The Dow Chemical Company以商品名Affinity市售的單中心催化的或茂金屬催化的聚合物。
包裝薄膜的熱塑性彈性體嵌段共聚物成分占包裝薄膜組合物的重量為約0重量％至約40重量％。更優(yōu)選地，彈性體嵌段共聚物占包裝薄膜組合物小于約15％。此外，彈性體嵌段共聚物優(yōu)選在2.16kg、190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)小于15g/10min。
有用的彈性體嵌段共聚物是具有結(jié)構(gòu)A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B、或(A-B)n-Y的那些彈性體嵌段共聚物，其中A包括Tg高于80℃的聚乙烯基芳香族嵌段，B包括Tg低于-10℃的橡膠狀中嵌段，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)。這些嵌段共聚物的例子包括苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-異戊二烯(SI)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯(SEB)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯(SEPS)和苯乙烯-乙烯丙烯(SEP)。
當(dāng)聚合物的總苯乙烯含量占聚合物的51重量％時(shí)，并且由于聚合物可以具有多于兩種A嵌段以優(yōu)化性能，因此全部A嵌段應(yīng)小于或等于聚合物的約45重量％，最優(yōu)選小于或等于聚合物的35重量％。在S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)共聚物中，優(yōu)選的分子量為約50,000-120,000，優(yōu)選的苯乙烯含量為約20-45重量％。
在S-I-S(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)共聚物中，優(yōu)選的分子量為約100,000-200,000，優(yōu)選的苯乙烯含量為約14-35重量％。氫化丁二烯中嵌段生成通常被轉(zhuǎn)化成乙烯-丁烯中嵌段的橡膠狀中嵌段。
這種嵌段共聚物從Kraton Polymers，Enichem，AtofinaElastomers and Dexco得到。多嵌段或錐形嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)從Firestone得到。
優(yōu)選的彈性體嵌段共聚物是從Kraton Polymers以商品名Kraton G得到的SEBS。
包裝薄膜的彈性體成分占包裝薄膜組合物的重量為約0重量％至約25重量％。最優(yōu)選地，彈性體占包裝薄膜組合物的重量為約15重量％或更少，并且包括Tg低于-10℃的共聚物或三元共聚物。彈性體可以是乙烯-基彈性體、丙烯-基彈性體或乙烯基和/或丙烯-基彈性體的共混物。術(shù)語″乙烯基″指在聚合物中乙烯占其一部分的彈性體，特別是乙烯按重量計(jì)占主要部分，術(shù)語″丙烯基″指在聚合物中丙烯占其一部分的彈性體，特別是丙烯按重量計(jì)占主要部分。
有用的彈性體是EPR橡膠、EPDM橡膠和/或EPR和EPDM的共混物。本發(fā)明中，術(shù)語EPR指乙烯和丙烯的彈性體共聚物，或用官能單體改性的這種共聚物。官能單體包括含有一種或多種官能團(tuán)的不飽和有機(jī)化合物，所述官能團(tuán)包括羧基(-COOH)、酸酐基團(tuán)(-CO-O-CO-)、羥基(-OH)、醚基(-OR，R是烴基)、伯、仲和叔胺基團(tuán)和酯基團(tuán)。共聚物中的丙烯含量為15重量％-70重量％，優(yōu)選為20重量％-45重量％。術(shù)語EPDM指包括15重量％-70重量％、優(yōu)選20重量％-45重量％的丙烯、20重量％-80重量％的乙烯和2重量％-15重量％的二烯(例如，1，4-己二烯、降冰片二烯、亞乙基-降冰片烯、二環(huán)戊二烯、丁二烯和異戊二烯)的彈性體三元共聚物。所用的EPDM還包括含有上述官能團(tuán)的官能改性形式的三元共聚物。EPR和EPDM橡膠由Exxon Chemical Company以Vistalon商品名和由DMSPolymers，Inc.以Kelton商品名市售。含有酸酐基團(tuán)的官能改性的EPDM由Exxon Chemical Company以商品名Exxelor出售。從上面可以看出，優(yōu)選的EPR或EPDM橡膠含量為5重量％-65重量％。低于5％時(shí)內(nèi)聚性不足，而高于65％時(shí)，組合物的粘度過高。組合物最優(yōu)選含有15重量％-40重量％的EPR、或EPDM、或它們的混合物。
EPR和EPDM橡膠例如以商品名″Vistalon″由ExxonMobilChemical Company、以商品名″RexFlex″由Huntsman Corporation、以商品名″AdPlex″由Basell Plastics、和以商品名″Keltan″由DSMCompany，Inc.市售。
包裝薄膜組合物通常還包括穩(wěn)定劑或抗氧化劑。本發(fā)明的熱熔組合物中所用的穩(wěn)定劑有助于保護(hù)上述聚合物和總粘合劑體系，防止在薄膜組合物的制造和應(yīng)用過程中以及在最終產(chǎn)品通常接觸的周圍環(huán)境中經(jīng)常出現(xiàn)的熱和氧化降解的影響。這種降解經(jīng)常表現(xiàn)為組合物的外觀、物理性能和性能特性變差。上述用于熱熔性粘合劑組合物的任何穩(wěn)定劑/抗氧化劑也可用于聚合物膜組合物中。在可用的穩(wěn)定劑中，特別優(yōu)選的抗氧化劑是Irganox 1010，Ciba-Geigy制造的四(亞甲基(3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯))甲烷。
本發(fā)明的包裝薄膜組合物可以使用本領(lǐng)域中已知的任何技術(shù)制造。示例性過程包括在安裝有轉(zhuǎn)子的有護(hù)套的混合釜中放置蠟材料和所有其他組分，優(yōu)選在Baker-Perkins或Day型的帶護(hù)套的重型混合器中，隨后將溫度升至約250°-400，更優(yōu)選約300。所用的精確溫度取決于特定組分的熔點(diǎn)。當(dāng)初始混合物熔融并共混時(shí)，以慢流速用CO2覆蓋混合物，并加入嵌段共聚物。薄膜組合物可以使用常規(guī)水下造粒技術(shù)形成顆粒。其他示例性過程使用單或雙螺桿的擠出-混合。
這些薄膜組合物可以通過不同的常規(guī)分析方法或者溶液化后和/或半制備液相色譜、然后逐漸識別來容易地表征，如差示掃描量熱法(DSC)、紅外(整體或表面)光譜法、空間排阻色譜(SEC)、TREF即晶體驅(qū)動(dòng)的部分SEC、核磁共振(NMR)。
使用Brookfield Thermocel或其他合適的粘度計(jì)并利用ASTM法D3236-73中所述的測試技術(shù)測量時(shí)，本發(fā)明的改進(jìn)包裝薄膜的粘度在約300至約375下為約1000mPa·s至約1,500,000mPa·s。混合和平衡后，如上所述，本發(fā)明的熔融的包裝薄膜可以與熱塑性組合物共擠出，或通過在防粘涂布表面上澆鑄或擠出熔融的組合物形成薄膜。進(jìn)行這些制造技術(shù)的市售機(jī)器可以從The NordsonCompany購得。如上所述，封裝熱熔性粘合劑組合物的包裝薄膜可以直接加到市售熱熔涂布機(jī)的熔融槽中，從而避免任何浪費(fèi)和避免使用前述常規(guī)包裝技術(shù)引起的缺點(diǎn)。
這種新的包裝薄膜組合物基本上可用于任何包裝技術(shù)中。例如，其可通過噴射或倒在粘合劑片或粘合劑塊上，或模具中，或轉(zhuǎn)換成包裝品如袋子的形式，熱成型成盤或包裹薄膜或薄片。
特別地，這種新的薄膜組合物可通過常規(guī)薄膜-擠出或薄膜-共擠出技術(shù)如擠出-涂布、澆鑄-擠出、吹制-擠出被加工形成薄膜。這種新的薄膜組合物可以與常規(guī)添加劑混合，以在這些傳統(tǒng)薄膜形成技術(shù)中改進(jìn)可加工性，并改進(jìn)薄膜機(jī)械和物理最終特性。在這些方法中，薄膜通常被擠出，然后拉伸并冷卻、分裂、本身纏繞形成卷以存儲，隨后在市售填充包裹機(jī)器中使用。在這一點(diǎn)上，本發(fā)明的改進(jìn)的包裝薄膜可用于半自動(dòng)多尺寸填充包裹機(jī)器中，如以商品名″Mark 10I-12-A systemInverted Horizontal From，F(xiàn)ill and SealMachine″由Premier Packing Systems，Inc.of Waukesha，Wisconsin制造的那些。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地選擇其他相容機(jī)器。
實(shí)施例 用下述組成和混合過程制造薄膜材料樣品。總共制造每個(gè)250克，使用由電機(jī)推動(dòng)的葉片、加熱套、溫度控制單元和尺寸約1品脫的容器構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)室型混合器，在二氧化碳?xì)夥罩校诩s300-400下進(jìn)行混合。將根據(jù)下表所列比例計(jì)算的適量各成分以適合順序加到容器中，進(jìn)行混合，同時(shí)限制組分的加熱或剪切降解。在容器中的各組分完全熔融并充分混合以目測觀察具有良好均勻性后，適合地貯存樣品以進(jìn)行測試。
在帶有2-英寸寬度和3-mils或6-mils厚度的EP-11狹槽模具噴嘴的Meltex CL 104實(shí)驗(yàn)室級涂布器上制造薄膜樣品，在硅樹脂防粘紙(release paper)上涂布薄膜樣品。溫度為250-375，這取于薄膜材料的粘度水平，輥速為約2直線米/分鐘。在薄膜制成至少24小時(shí)后，對薄膜樣品進(jìn)行任何測試。術(shù)語″mil″代表千分之一英寸的厚度值，相應(yīng)于25.4×10-6米。
根據(jù)測試方法ASTM D-638，在各種溫度通常為-20℃和20℃下，以2英寸/min速度進(jìn)行薄膜材料的抗伸強(qiáng)度測試。樣品由6-mil或3-mil厚薄膜制成，具有″犬骨″曲線形狀，在邊緣上沒有銳刃，從而在測量中不會產(chǎn)生撕裂作用。斷裂伸長率值記錄為3-5個(gè)樣品的平均值。這種測試模擬包裝的材料和表面材料本身可以承受的機(jī)械應(yīng)力。
按下述方式進(jìn)行封閉測試(blocking test)使2英寸×2英寸的正方形表面的薄膜在約2psi的負(fù)荷壓力下彼此接觸，并置于50℃、60℃或70℃的烘箱中4小時(shí)、24小時(shí)或7天。樣品冷卻后，目測觀察是否不需要、或需要較小、或需要適度、或需要強(qiáng)大的力用手使表面彼此分離。這種測試模擬在粘合劑包裝在被貯存或運(yùn)輸中可能的天氣條件。
對3-mil或6-mil薄膜在40℃、50℃或60℃下進(jìn)行遷移測試。使薄膜樣品與一些粘合劑材料接觸。根據(jù)在遷移物質(zhì)中的含量以及特定能力選擇兩種不同的粘合劑組合物，以允許遷移物質(zhì)隨時(shí)間通過薄膜材料。使2英寸×2英寸的正方形表面的薄膜與粘合劑塊接觸。粘合劑是平行六面體形，長邊為1英寸×1英寸，高度為約四分之一英寸。粘合劑塊的長邊置于薄膜正方形的中心。另一薄膜正方形置于粘合劑塊的上部，該上部正方形由低溫?zé)崦芊獠牧现瞥?。通過熱空氣槍提供的光熱，這種材料密封底部正方形薄膜的邊緣，以含有由于隨時(shí)間或升溫而導(dǎo)致的固有粘合劑流動(dòng)造成的粘合劑塊的任何泄漏。這種″枕狀物″在烘箱中放置幾天，通常是3-21天。當(dāng)在幾天后從烘箱中取出時(shí)，在室溫下目測或用手指接觸進(jìn)行觀察薄膜變污、摩擦而沒有壓力、對手指的粘性或本身的粘性。這種測試模擬薄膜材料在存儲或運(yùn)輸條件中抵抗從熱熔組合物遷移的能力。
在New Castle，Delaware的TA Instruments的DSC儀器型號2010上，根據(jù)測試方法ASTM D-3417對薄膜組合物進(jìn)行DSC方法測試，掃描速度為20℃/分鐘。在氮?dú)庵校瑢?-10mg樣品連續(xù)進(jìn)行三種溫度掃描，-100℃-200℃，然后200℃--100℃，再為-100℃-200℃。最后掃描表明以焦耳/克材料表示的薄膜組合物的熔融焓的再現(xiàn)測量。本領(lǐng)域技術(shù)人員有時(shí)也將″熔融焓″稱作″熔融容量″和/或″比熱容″。
用下述組成和混合過程制備熱熔性粘合劑?？偣仓圃烀總€(gè)2000克，使用由電機(jī)推動(dòng)的葉片、加熱套、溫度控制單元和尺寸約1加侖的容器構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)室型混合器，在二氧化碳?xì)夥罩?，在約300-375下進(jìn)行混合。將根據(jù)下表所列比例計(jì)算的適量的各成分以合適順序加到容器中，進(jìn)行混合，同時(shí)限制組分的加熱或剪切降解。在容器中的各組分完全熔融并充分混合以目測觀察具有良好均勻性后，適合地貯存樣品以進(jìn)行測試。
在實(shí)驗(yàn)室中，對2000g粘合劑樣品進(jìn)行表面材料溶解進(jìn)粘合劑熔融體中的測試。取決于各種研究情況，將精確量，通常20g或40g的6-mil厚薄膜的薄膜材料在所考慮的粘合劑涂布溫度通常275-350下置于熔融的粘合劑中。在空氣流通烘箱中30分鐘沒有移動(dòng)之后，目測觀察熔融外觀。用不銹鋼桿以約60rpm手動(dòng)平穩(wěn)攪拌10圈，目測分析溶解性。在烘箱中又30分鐘之后，如果目測觀察仍有不均勻外觀，那么用不銹鋼桿或用電動(dòng)的3-葉片攪拌器以50rpm再攪拌。每隔30分鐘后進(jìn)行觀察。在每次進(jìn)行溶解測試時(shí)，粘合劑的空白樣品作為參考。
根據(jù)ASTM D-3236方法在升高的溫度下測試Brookfield粘度。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。
根據(jù)ASTM E-28方法使用自動(dòng)Herzog裝置測定環(huán)球法軟化點(diǎn)。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。根據(jù)上述混合過程制造遷移測試用的粘合劑配方。一種組合物被稱作″高油含量粘合劑″，由按重量計(jì)22％Nyplast 222B、57％Escorez 5600、20％Vector 4213、1％Irganox1010制成。另一種組合物被稱作″含有松香-酯的粘合劑″，由按重量計(jì)18％Nyplast 222B、59％Sylvatac RE 100、22％Vector 4215、1％Irganox 1010構(gòu)成。
在通風(fēng)烘箱中，在寬松蓋住的400g-玻璃罐中，在350下對200g樣品進(jìn)行粘合劑制劑老化測試。在350下3天后進(jìn)行目測，觀察是否出現(xiàn)任何燒焦、膠凝、長皮、沉降或移相。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。
使用Nordson Meltex CT225熱熔高速涂布機(jī)形成層合的樣品。當(dāng)使用螺旋噴射技術(shù)時(shí)，涂布器帶有可從Nordson Corporation得到的0.018英寸螺旋噴射擠出噴嘴。當(dāng)使用狹槽涂布(slot coat)技術(shù)時(shí)，涂布器帶有可從Nordson Corporation得到的EP-11狹槽模具擠出噴嘴。取決于所需的應(yīng)用，以各種涂料重量將粘合劑螺旋噴射到1bar咬合輥壓縮(1-bar-nip rolls compression)，不同開放時(shí)間-通常為0.1-0.5秒。取決于應(yīng)用需求，涂布溫度設(shè)置在275-350。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行層合過程。
從BBA Corporation得到標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯基紡粘無紡布為15.7克涂料重量/平方米。17克/平方米的標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯不透氣白色薄膜，以商品名DH-216從Clopay Corporation得到。
使用拉伸測試儀(Instron Model 55R1122)，在可控制的大氣環(huán)境(20℃和50％相對濕度)中，在機(jī)器方向以180°幾何形狀測量剝離強(qiáng)度。在測試之前，樣品在可控制的環(huán)境中調(diào)節(jié)約12小時(shí)，以確保數(shù)據(jù)的再現(xiàn)和精確度。以12英寸/min的十字頭速度進(jìn)行測試。在6次重復(fù)位移中，平均剝離值(標(biāo)準(zhǔn)化單位g/英寸)記錄為剝離強(qiáng)度。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。
用含有彈性線的層合樣品進(jìn)行抗蠕變強(qiáng)度測試。為了制備樣品，在一層1.0mil厚白色或印刷的聚乙烯薄膜和一層聚丙烯紡粘無紡布之間層合三根彈性線(從Dupont得到的Lycra 151或262,740dtex基重)中的任一根，彈性線拉伸至300％伸長率。層合樣品的不同部分，所述薄膜或布和拉伸的彈性線，使用螺旋噴射技術(shù)通過熱熔性粘合劑膠粘在一起，蠕變測試用于測量熱熔組合物實(shí)現(xiàn)的有效結(jié)合的質(zhì)量。切成長度約350mm的樣品完全拉伸，其端部牢固地與一塊剛性板接合。在機(jī)器方向標(biāo)記長度300mm，在標(biāo)記處切割彈性線。然后將樣品置于100的空氣流通烘箱中。在這些條件下，拉伸的彈性線可以回縮一定距離。4小時(shí)之后測量端部之間的距離。最終長度與初始長度的比定義作蠕變保持度，以百分?jǐn)?shù)(％)表達(dá)，是粘合劑固持彈性線能力的量度。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。
在Nordson Meltex CT225熱熔高速涂布機(jī)上，通過在時(shí)間和空間上目測觀察螺旋圖案形狀的規(guī)律性，來分析涂布過程中的噴涂性。涂布條件隨粘合劑樣品變化。在對與上述溶解測試中制造的污染的粘合劑樣品相同的時(shí)間內(nèi)對空白粘合劑樣品進(jìn)行測試。
對從Bostik Findley得到的用于PSA標(biāo)簽最終用途的低粘度SIS基HMPSA，H2548-01進(jìn)行溶解測試。然后樣品在300下狹槽涂布在紙上，得到1-mil涂層，涂布進(jìn)行24小時(shí)之后，分析PSA性能，與沒有表面材料的H2548-01作比較。根據(jù)測試方法PSTC-7，以1.6℃/min升溫速率，在1-英寸/1-英寸用4.5lbs橡膠輥在一個(gè)通道中以低速向不銹鋼層壓的表面積上，測量SAFT值。根據(jù)測試方法PSTC-1和ASTM D3330，在以與SAFT測試相同方式層壓到不銹鋼上的1-英寸寬5-英寸長的表面上，分析剝離力，其是位移(displacement)的平均值或峰值。根據(jù)測試方法ASTM D6195測量朝向不銹鋼的環(huán)形快粘值(Loop tack value)，記錄為位移的平均值。對于每種測量，至少重復(fù)3次。
以下簡寫用于本說明書中 PE-聚乙烯 PP-聚丙烯 LDPE-低密度聚乙烯 HDPE-高密度聚乙烯 VLDPE-極低密度聚乙烯 LLDPE-直鏈低密度聚乙烯 MDPE-中密度聚乙烯 EVA-乙烯乙酸乙烯酯 EAA-乙烯丙烯酸 EMA-甲基丙烯酸乙酯 EBA-乙烯丙烯酸丁酯 EE2HA-乙烯-2-乙基-己基-丙烯酸酯 EO-乙烯-辛烯 EP-乙烯-丙烯 EB-乙烯-丁二烯 EH-乙烯-己烯 ESI-乙烯-苯乙烯共聚體 EPR-乙烯-丙烯橡膠 EPDM-乙烯-丙烯-二烯-單體 SB-苯乙烯-丁二烯 SBS-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 SIS-苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯 SEBS-苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯 SEPS-苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯 SBBS-苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯 SIBS-苯乙烯-異戊二烯-丁烯-苯乙烯 SEP-苯乙烯-乙烯-丙烯 APAO-無規(guī)立構(gòu)聚-α-烯烴 SPP-間同立構(gòu)聚丙烯 IPP-全同立構(gòu)聚丙烯 RCP-全同立構(gòu)聚丙烯無規(guī)共聚物 MMA-甲基丙烯酸甲酯 以下實(shí)施例的薄膜組合物中所用的材料如下 155 PARAFFIN WAX是熔點(diǎn)為65.5℃的石蠟，從Sasol WaxAmericas，Inc.得到 138 PARAFFIN WAX是從Total S.A.得到的石蠟58-60 158 PARAFFIN WAX是從Total S.A.得到的石蠟68-70 PARAFLINT C80是Fisher-trops蠟，從Sasol Wax Americas，Inc.得到 POLYWAX 655是合成聚乙烯蠟，從Baker Petrolite，Inc.得到 KAYDOL USP 35 MINERAL OIL從Crompton Corporation得到 ESCOREZ 5320和ECR-188均是多環(huán)增粘樹脂，從Exxon MobilChemicals得到 SYLVATAC RE 100是松香酯增粘樹脂，從Arizona Chemicals，Inc.得到 WINGTACK EXTRA是脂肪族烴增粘樹脂。從Goodyear Chemicals，Akron，0H得到 PICCOTEX 120是芳香烴增粘樹脂，從Eastman Chemical得到 EVATANE 18-150和EVATANE 28-06、LOTRYL 37EH175、LOTRYL37EH550、LOTRYL 09 MG 02、LOTRYL 15 MA 03、LOTRYL 24 MA 07、LOTRYL 24MA005、LOTRYL 17BA07、LOTRYL 35 BA 320是EVA或EMA或EBA共聚物，從Atofina Chemicals，Inc.，Philadelphia，PA得到 EPOLENE C-13和EPOLENE C-17是LDPE級，從Eastman Chemical得到 ExxonMobil LD 202是LDPE，從Exxon Mobil Chemicals得到 AFFINITY PL 1280，AFFINITY SM 1300，AFFINITY EG8150是乙烯的單中心共聚物，從Dow Chemicals得到 ELVALOY 1609 AC是EVA共聚物，從Dupont Chemicals得到 VECTOR 4411是SIS嵌段共聚物，從Dexco得到 KRATON G 1650，KRATON G 1652，KRATON G-1657是SEBS嵌段共聚物，從Kraton Polymers得到 IRGANOX 1010是位阻酚型的抗氧化劑，從Ciba-SpecialtyChemicals，Tarryton，NY得到 下面進(jìn)一步通過實(shí)施例闡明本發(fā)明。
實(shí)施例1表1a和1b闡明適于用作聚合物外薄膜的19種不同組合物。表1a和1b中的每種制劑其斷裂伸長率值大于100％，熔融容量大于100J/g。各制劑也具有優(yōu)異的耐遷移性，因?yàn)樗鼈兙哂休^少或沒有粘性，較少或沒有污垢，并在所述測試條件下沒有封閉。
實(shí)施例2表2a和2b闡明不適于用作聚合物外薄膜的15種不同組合物。表2a和2b中的制劑都不適合，因?yàn)樗鼈儧]有通過伸長率、熔融容量或耐遷移性測試中的一項(xiàng)或多項(xiàng)測試。換句話說，表2a和2b中的各制劑具有一種或多種特性，使得組合物的斷裂伸長率值小于100％，熔融容量小于100J/g，或可以通過過度粘性和/或污垢證實(shí)的耐遷移性差。
實(shí)施例3表3a和3b闡明各制劑組分以及基于DSC數(shù)據(jù)和50℃下的耐遷移性對于適于外薄膜的配方和不適合的配方獲得的測試數(shù)據(jù)的對比。此外，圖1和圖2示出兩種可接受的組合物的DSC曲線，而圖3和圖4示出兩種不可接受的組合物的DSC曲線。圖1示出制劑1601-110F的熱流對溫度曲線，其熔融焓是117焦耳/克。圖2示出制劑1601-155E的熱流對溫度曲線，其熔融焓是109焦耳/克。圖3示出制劑1600-00B的熱流對溫度曲線，其熔融焓是87焦耳/克。最后，圖4示出制劑1601-156B的熱流對溫度曲線，其熔融焓是73焦耳/克。還應(yīng)參考表3b比較這些測量的熔融焓。表3還提供從原料值計(jì)算的相應(yīng)熔融焓。
實(shí)施例4表4a和4b闡明與其中VA含量為約3重量％的2mil-厚EVA薄膜與薄膜組合物1416-75B和1601-00A的溶解比較。這種薄膜由Armin Plastics-Jersey City，NJ市售。使用的粘合劑是H2543，一種由Bostik Findley，Inc.市售的典型SIS基粘合劑，在溫度約300下涂布。這種EVA基薄膜可用于制造形成、填充和密封中的熱熔性粘合劑筒形件，但從表4a和4b可以看出，粘合劑穩(wěn)定性可能有問題，因?yàn)橛捎诘头肿恿炕衔镌诒砻娌牧辖M合物中存在的原因，其他配制的配方與粘合劑體系更相容。
實(shí)施例5表5示出H2543的粘合性能，證實(shí)剝離力性能不會被不高于2％的外薄膜材料影響。噴涂性也不會被在粘合劑制劑中存在的表面材料影響。
實(shí)施例6表6示出H2994的粘合性能，證實(shí)彈性蠕變性能不會被不高于2％的外薄膜材料影響。H2994是Bostik Findley，Inc.市售的典型SIS基粘合劑。噴涂性不會被在粘合劑制劑中存在的表面材料影響。
實(shí)施例7表7示出H2548-01的粘合性能，證實(shí)各種粘合性能不會被不高于2％的薄膜材料明顯劣化。H2548-01是Bostik Findley，Inc.市售的典型SIS基粘合劑。
表1a 表1b 表2a 表2b 表3a 表3b 表4a 表4b 表5 表6 表7
權(quán)利要求
1.一種包裝塑性體的方法，包括以下步驟
提供塑性體，和
用聚合物膜包圍所述塑性體，所述聚合物膜包括具有至少25重量％的蠟材料、熔融焓至少為約100J/g和斷裂伸長率值至少為約100％的組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蠟材料占所述薄膜組合物的至少40重量％。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蠟材料占所述薄膜組合物的25重量％-65重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蠟材料選自石油蠟、合成蠟、聚烯烴蠟、動(dòng)物蠟、植物蠟和它們的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述石油蠟是石蠟。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述合成蠟是Fischer-Tropsch蠟。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述聚烯烴蠟選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-基共聚物、丙烯-基共聚物和它們的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述薄膜組合物包括約5重量％至約65重量％的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物，所述聚合物包括在190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.05g/10min-800g/10min和DSC熔點(diǎn)為40℃-130℃的均聚物、共聚物、三元共聚物或共聚體。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物選自LDPE、VLDPE、LLDPE、MDPE、HDPE、EVA、EAA、EMA、EBA、EE2HA、EO、EP、EB EH、ESI和它們的共混物。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物是EMA。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物是EO。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物是EB。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物的熔體流動(dòng)指數(shù)低于30g/10min。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物的熔體流動(dòng)指數(shù)低于7g/10min。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述乙烯-基聚合物的DSC熔點(diǎn)低于100℃。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述薄膜組合物包括不高于40重量％的具有結(jié)構(gòu)A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B或(A-B)n-Y的熱塑性彈性體嵌段共聚物，其中A包括Tg高于80℃的聚乙烯基芳香族嵌段，B包括Tg低于-10℃的橡膠狀中嵌段，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述嵌段共聚物選自SB、SBS、SIS、SIBS、SEBS、SEP、SEPS、SBBS和它們的共混物。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述嵌段共聚物是SEBS。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述嵌段共聚物具有在190℃下低于15g/10min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述嵌段共聚物占所述薄膜組合物的15％或更少。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述薄膜組合物包括不高于25重量％的彈性體，所述彈性體包括Tg低于-10℃的共聚物或三元共聚物，所述彈性體選自乙烯-基彈性體、丙烯-基彈性體以及乙烯-基和丙烯-基彈性體的共混物。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述彈性體選自EPR、EPDM和它們的共混物。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述彈性體是具有丙烯含量為約15重量％-70重量％的EPR。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述彈性體是具有丙烯含量為約20重量％-45重量％的EPR。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述彈性體是具有乙烯含量為約20重量％-80重量％、丙烯含量為約15重量％-70重量％、和二烯含量為約2重量％-15重量％的EPDM。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述彈性體占所述薄膜組合物的15％或更少。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其中提供塑性體的步驟包括擠出所述塑性體。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述塑性體包括熱熔性粘合劑組合物。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中包圍所述塑性體的步驟包括共擠出所述聚合物膜。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述塑性體包括熱熔性粘合劑組合物。
31.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述塑性體是選自以下的材料熱塑性組合物、熱塑性化合物、熱塑性聚合物、熱固性組合物、熱固性化合物、熱固性聚合物、熱熔組合物、熱熔化合物、熱熔聚合物、熱熔性粘合劑組合物、熱熔性粘合劑化合物、熱熔性粘合劑聚合物、和它們的共混物。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述塑性體包括熱熔性粘合劑組合物。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括使所述擠出的塑性體和共擠出的聚合物膜形成有限尺寸和形狀的單元的步驟。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，還包括密封所述單元相對端的步驟。
35.一種包裝品，包括
具有有限尺寸和形狀的塑性體；以及
包圍所述塑性體的聚合物膜，所述聚合物膜包括組合物，所述組合物包括
至少為約25重量％的蠟材料；
約5重量％至約65重量％的部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物，所述聚合物包括在190℃下的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.05g/10min-800g/10min和DSC熔點(diǎn)為40℃-130℃的均聚物、共聚物、三元共聚物或共聚體；
約0重量％至約40重量％的具有結(jié)構(gòu)A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B、或(A-B)n-Y的熱塑性彈性體嵌段共聚物，其中A包括Tg高于80℃的聚乙烯基芳香族嵌段，B包括Tg低于-10℃的橡膠狀中嵌段，Y包括多價(jià)化合物，以及n是至少為3的整數(shù)；
約0重量％至約25重量％的彈性體，所述彈性體包括Tg低于-10℃的共聚物或三元共聚物，所述彈性體選自乙烯-基彈性體、丙烯-基彈性體以及乙烯-基和丙烯-基彈性體的共混物；
其中所述部分結(jié)晶的乙烯-基聚合物、熱塑性彈性體嵌段共聚物和彈性體的量占總薄膜組合物的約30％或更多；以及
其中所述薄膜組合物具有的熔融焓至少為約100J/g，斷裂伸長率值至少為約100％。
36.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述聚合物膜具有的厚度為10微米-100微米。
37.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述聚合物膜具有的厚度為10微米-300微米。
38.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述聚合物膜具有的厚度為40微米-2000微米。
39.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述蠟材料占所述薄膜組合物的至少40重量％。
40.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述蠟材料占所述薄膜組合物的25重量％-65重量％。
41.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述蠟材料選自石油蠟、合成蠟、聚烯烴蠟、動(dòng)物蠟、植物蠟和它們的混合物。
42.如權(quán)利要求41所述的包裝品，其中所述石油蠟是石蠟。
43.如權(quán)利要求41所述的包裝品，其中所述合成蠟是Fischer-Tropsch蠟。
44.如權(quán)利要求41所述的包裝品，其中所述聚烯烴蠟選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-基共聚物、丙烯-基共聚物和它們的混合物。
45.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物選自LDPE、VLDPE、LLDPE、MDPE、HDPE、EVA、EAA、EMA、EBA、EE2HA、EO、EP、EB EH、ESI和它們的共混物。
46.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物是EMA。
47.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物是EO。
48.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物是EB。
49.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物具有的熔體流動(dòng)指數(shù)低于30g/10min。
50.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物具有的熔體流動(dòng)指數(shù)低于7g/10min。
51.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述乙烯-基聚合物具有的DSC熔點(diǎn)低于100℃。
52.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述嵌段共聚物選自SB、SBS、SIS、SIBS、SEBS、SEP、SEPS、SBBS和它們的共混物。
53.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述嵌段共聚物是SEBS。
54.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述嵌段共聚物具有在190℃下低于15g/10min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
55.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述嵌段共聚物占所述薄膜組合物的15％或更少。
56.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述彈性體選自EPR、EPDM和它們的共混物。
57.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述彈性體是丙烯含量為約15重量％-70重量％的EPR。
58.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述彈性體是丙烯含量為約20重量％-45重量％的EPR。
59.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述彈性體是乙烯含量為約20重量％-80重量％、丙烯含量為約15重量％-70重量％、和二烯含量為約2重量％-15重量％的EPDM。
60.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述彈性體占所述薄膜組合物的15％或更少。
61.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述塑性體是選自以下的材料熱塑性組合物、熱塑性化合物、熱塑性聚合物、熱固性組合物、熱固性化合物、熱固性聚合物、熱熔組合物、熱熔化合物、熱熔聚合物、熱熔性粘合劑組合物、熱熔性粘合劑化合物、熱熔性粘合劑聚合物、和它們的共混物。
62.如權(quán)利要求35所述的包裝品，其中所述塑性體包括熱熔性粘合劑組合物。
全文摘要
一種使用薄膜包圍塑性材料來包裝塑性材料的方法，更具體涉及一種包裝熱熔性粘合劑的方法、由此得到的包裝品，以及其中所用的薄膜組合物。所述方法優(yōu)選是用于包裝壓敏的熱熔性粘合劑的共擠出法，其包括通過?？讛D出熱熔性粘合劑，和共擠出蠟基聚合物膜以包圍熱熔性粘合劑。然后涂布的粘合劑可以形成具有有限尺寸和形狀的各個(gè)包裝單元。聚合物膜包括具有至少25重量％的蠟材料、熔融焓至少為約100J/g和斷裂伸長率值至少為約100％的組合物。在所述方法中可以由聚合物膜包裝或包圍任何類型的熱熔性粘合劑制劑。此外，通過共混適量的部分結(jié)晶的乙烯－基聚合物與熱塑性彈性體嵌段共聚物和/或乙烯基或丙烯－基彈性體可以獲得聚合物膜所需的特定熔融焓和/或所需的斷裂伸長率值。
文檔編號B65D65/46GK101094791SQ20058004545
公開日2007年12月26日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者M·A·尼帕魯?shù)? N·E·薩卓特, D·基亞拉比尼, C·莫雷爾-富里耶, A·梅赫塔 申請人:伯斯蒂克公司