改进的粘合剂的制作方法

专利名称：改进的粘合剂的制作方法
背景技术：
本发明涉及改进的粘合剂。特别地是，本发明涉及改进的粘合剂，其具有改进的分配性能。
通常消耗的粘合剂或白胶的配方有40～60％的固体和具有通过布鲁克菲尔德粘度计测量为2,000～300,000cP的粘度。这些粘合剂或白胶具有多种缺点，例如，举例来说，当施加到垂直面上时，不管粘度如何，胶流动或下垂。此外，这些胶水具有不精确的分配性能。低粘度的胶水是过度流动的，而高粘度的胶水是过度粘稠的。
通常，更粘稠的胶水易于缓慢的“定型”和难以获得薄片，这是因为它们在普通的压力下不容易扩展。厚胶片可能是不符合要求的，这是因为其干燥之后，它们加重对纸基材的卷曲和皱纹作用。因而，需要改进的粘合剂。
概述通常，本发明涉及改进的粘合剂、它们的制造，和用于分配改进的粘合剂的装置。在一个说明性的实施方案中，一种粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂。该粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度(stringing length)和45度或更小的相位差(phase lag)，δ(在下文中称为“相位差”)，或者5mm或更小的垂挂距离(sag distance)。该粘合剂可以通过结合醋酸乙烯酯聚合物、碱性可溶胀的增稠剂、碱性材料和水而形成。
在另一个说明性的实施方案中，一种制品包括具有分配开口的分配容器和位于分配容器中的粘合剂组合物。该粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂。该粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差。
在又一个说明性的实施方案中，粘合剂组合物包括醋酸乙烯酯聚合物、碱性可溶胀的增稠剂和水。醋酸乙烯酯聚合物是分散在水中的，并且粘合剂组合物的pH为4～10。
本发明的上述概述不是用来描述本发明的每个公开的实施方案或每个设备。下述的附图、详细的说明书和实施例更特别地举例说明这些实施方案。
附图简述考虑到本发明下述的各种各样的实施方案的详述和附图可以更完全地理解本发明，其中

图1是说明性的粘合剂分配器的示意图。
当本发明进行各种各样的修改和替换时，其详细说明通过附图中的例子来表示，并将会详细地描述。然而，应该理解的是其目的不是把本发明限制为所述的特定实施方案。相反，其目的是覆盖在本发明精神和范围内的所有修改、等价替换和备选方案。
详述据信本发明通常适用于粘合剂以及它们的制造，以及用于分配所述改进的粘合剂的装置。当本发明不是如此被限制时，通过下述的实施例的讨论将会得到本发明各方面的理解。
对于下述定义的术语，这些定义将被应用，除非在权利要求书或在说明书中的其他地方给出了不同的定义。
术语“聚合物”将被理解为包括聚合物、共聚物(如使用两种或更多种不同的单体形成的聚合物)、低聚物及其组合，以及以可互溶的混合物通过，如共挤出或包括酯交换的反应，所形成的聚合物、低聚物或共聚物。包括嵌段和无规共聚物，除非另有说明。
除非另有说明，在说明书和权利要求书中用来表示成分的量、性能如分子量、反应条件等的所有数值应被理解为在一切情况下通过术语“约”修正的。相应地，除非有相反的说明，在前述的说明书和附加的权利要求书中列举的数字参数是可变化的近似值，其变化取决于本领域的技术人员利用本发明的教导获得的需要的性能。最低限度地，和不是为了限制与权利要求范围等效原则的应用，每个数字参数应该至少按照记录的有效数字和通过应用普通的舍入技术来进行分析。尽管陈述本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在特定实施例中的数值是尽可能精确地记录。然而，任何数值本质上包括一定的误差，这是由它们各自的测试测量的标准偏差必定会产生的。
重量百分数、重量计的百分数，重量％等是同义词，其指的是物质的浓度，以物质的重量除以组合物的重量并乘以100。
有端点的数值范围的列举包括包含在该范围内的所有数值(例如1～5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如在本说明书和附加的权利要求书中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非该内容另外有清楚地指定。因而，例如，对于包含“化合物(a compound)”的组合物包括两种或多种化合物的混合物。如在本说明书和附加的权利要求书中所使用的，术语“或”通常以包括“和/或”的意义使用，除非该内容另外有清楚地指定。
本发明提供了改进的粘合剂。改进的粘合剂包括聚合物粘合剂材料和增稠剂。改进的粘合剂具有两种或多种下述的物理性质有限的粘连长度；有限的相位差；有限的垂挂距离；使得粘合剂易流动的粘度；有限的固化时间；一定范围的复数剪切模量；并且粘合剂组合物可以不是触变性的。许多这些性能可以通过下述方法部分记载的方法来测定。
粘合剂组合物可以具有有限的粘连长度。粘合剂的粘连长度可以通过在下述方法部分定义的粘连长度方法来测定。有限的粘连长度有助于可流动粘合剂的精确放置。在一些实施方案中，粘合剂组合物可以具有0～9cm，或0～5cm，0～3cm，或0～2cm的粘连长度。
粘合剂组合物可以具有有限的剪切模量相位差。剪切模量相位差或“相位差”可以通过下述方法部分定义的相位差方法来测定。在一些实施方案中，粘合剂组合物具有0～45度，或0～30度，或0～20度的相位差。
当粘合剂组合物放置在垂直面上时，其可以具有有限的垂挂距离。垂挂距离或抗流挂性可以通过下述方法部分定义的垂挂距离方法来测定。有限的垂挂距离可有助于将粘合剂保持在其放置的表面上。在一些实施方案中，粘合剂组合物具有0～10mm，或0～5mm或0～2mm的垂挂距离。
粘合剂组合物可能具有使得粘合剂可流动的粘度。粘度可以通过Brookfield RVT用#6锭子以20rpm在环境条件下来测定。在一些实施方案中，粘合剂组合物可能具有3,000～50,000cP，或3,000～30,000cP或10,000～30,000cP的粘度。
粘合剂组合物可以具有有限的固化时间。粘合剂的固化时间可以通过下述方法部分定义的固化时间方法来测定。在一些实施方案中，粘合剂组合物可以具有0～180秒的固化时间，或0～60秒，或0～45秒。
粘合剂组合物可以具有一定范围的复数剪切模量G*。复数剪切模量G*可以通过下述方法部分定义的复数剪切模量方法来测定。在一些实施方案中，粘合剂组合物可以具有50～1000Pa，或100～600Pa的复数剪切模量G*。
在一些实施方案中，粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂，其中粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差。在另一个实施方案中，粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂，其中粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和10mm或更小的垂挂距离。在其它的实施方案中，上述指定的物理性质的两种或多种可以随意地组合。
改进的粘合剂组合物可以通过组合粘合剂聚合物、增稠剂和水来形成。粘合剂聚合物可以是醋酸乙烯酯聚合物。增稠剂可以是碱性可溶胀的增稠剂。在一些实施方案中，粘合剂组合物可以具有-60～100℃的玻璃化转变温度，或者-50～50℃，或-20～30℃。在此，粘合剂组合物的玻璃化转变温度是自干燥的粘合剂组合物获得的。在说明性的实施方案中，粘合剂组合物可以根据需要具有5～85wt％，或30～85wt％，或60～80wt％的总固含量。
在一些说明性的实施方案中，粘合剂组合物可以具有4～10，或5～10，或6～9的pH。在其它的实施方案中，粘合剂组合物可以认为是“无酸的”并具有7～9的pH。在一些实施方案中，碱或碱性材料可以任何有用的量加到粘合剂组合物中。
醋酸乙烯酯聚合物包括，例如，醋酸乙烯酯均聚物和醋酸乙烯酯共聚物，例如，举例来说，醋酸乙烯酯-乙烯(VAE)。这些醋酸乙烯酯聚合物可以与水结合形成聚合物分散体。醋酸乙烯酯基聚合物可以通过常规的乳液聚合来获得和从各种各样的来源购买得到。
一种或多种共聚单体可以和醋酸乙烯酯共聚。在一些实施方案中，醋酸乙烯酯聚合物包括醋酸乙烯酯、乙烯、和任选地一种或多种其它的烯键式不饱和单体。其它的烯键式不饱和单体的说明性实例是C3～C10链烯酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、异丁烯酸和其与C1～C18链烷醇的酯，所述醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和2-乙基己醇；乙烯基卤化物，如氯乙烯；α、β-不饱和的C4-C10烯烃二酸，如马来酸、富马酸和衣康酸以及它们与相同的C1-C18链烷醇的单酯和二酯；和含氮的单烯键式不饱和单体，如腈；酰胺；N-羟甲基酰胺；N-羟甲基酰胺和烯丙基氨基甲酸酯的低级链烷酸酯，如丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基烯丙基氨基甲酸酯、以及N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺和N-羟甲基烯丙基氨基甲酸酯的低级烷基酯或低级链烷酸酯。用于本发明中的说明性的醋酸乙烯酯-乙烯(乳液)聚合物是市场上可买到的产品。其实例是全部购自Air Products Polymers，LP.，(Allentown，PA)的AIRFLEXTM320、AIRFLEXTM323、AIRFLEXTM400、AIRFLEXTM400H、AIRFLEXTM401、AIRFLEXTM405、AIRFLEXTM410、AIRFLEXTM420、AIRFLEXTM423、AIRFLEXTM426、AIRFLEXTM460、AIRFLEXTM465、AIRFLEXTM7200、AIRFLEXTM920、AIRFLEXTMEN421、AIRFLEXTMEP17、AIRFLEXTM315、AIRFLEXTM418、AIRFLEXTMEF350和AIRFLEXTMEF940，和购自Forbo Adhesives，LLC(Durham，NC)的ELVACETM722、ELVACETM725、ELVACETM731、ELVACETM732、ELVACETM733、ELVACETM734、ELVACETM735、ELVACETM736、ELVACETM737、ELVACETM739、ELVACETM741和ELVACETM758和购自Vinamul Polymers，(Enoree，SC)的DUR-O-SETTME-200、DUR-O-SETTME-200、DUR-O-SETTME-230、DUR-O-SETTME-130、DUR-O-SETTME-200HV、DUR-O-SETTME-150、DUR-O-SETTME-260、DUR-O-SETTME-100、DUR-O-SETTME-220、DUR-O-SETTME-171HS、DUR-O-SETTMC-325、DUR-O-SETTMC-310、DUR-O-SETTMC-335、RESYNTM1025、RESYNTM1072、RESYNTM1601和RESYNTMSB-321，以及购自H.B.Fuller Co.(St Paul，MN)的WB-3621。如果是市场上可买到的醋酸乙烯酯，其通常可具有500～3000cP的粘度。
醋酸乙烯酯聚合物可以任意有用的量存在于粘合剂组合物中。在一些实施方案中，醋酸乙烯酯聚合物根据需要以5～75wt％，或20～75wt％，或50～75wt％的量存在于粘合剂组合物中。
碱性可溶胀的增稠剂包括碱性可溶胀的丙烯酸增稠剂。这些丙烯酸增稠剂可以称为“缔合性增稠剂”，并可以是包括羧酸基团的阴离子的碱性可溶胀的丙烯酸水乳液共聚物。这些碱性可溶胀的增稠剂可以是充分交联的。合适的碱性可溶胀的丙烯酸增稠剂的一部分清单包括从市场上可买到的商标为从Rohm and Hass Co.(Philadelphia，PA)的RhoplexTMASE-60，从Polymer Latex GmbH & Co.KG，(Marl，DE)买到的RohagitTMSD15和从Noveon，Inc(Cleveland，OH)买到的CarbopolTM和PemulenTM系列增稠剂的那些。
碱性可溶胀的增稠剂可以任何有用量存在粘合剂组合物中。在一些实施方案中，碱性可溶胀的增稠剂根据需要以0.1～10wt％，或0.1～5wt％，或0.1～3wt％的量存在于粘合剂组合物中。
在形成粘合剂组合物的过程中，碱性可溶胀的增稠剂可以结合碱性材料或碱源(alkalinity source)。碱源可以是强碱材料或可以是碱的有机源或碱的无机源的碱源。为了本发明的目的，已知作为碱性材料的碱源还是可以加入含水体系并导致pH大于约7的组合物。碱的有机源经常是强氮碱，其包括，例如氨、单乙醇胺、单丙醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺等等。碱源也可以包括无机碱。无机碱可以源自氢氧化钠或氢氧化钾，其可以液态(约10～60wt％的水溶液)或固态(粉末、薄片或颗粒)使用。其它的无机碱源是可溶的硅酸盐组合物，例如偏硅酸钠，或者是可溶的磷酸盐组合物，例如磷酸三钠，或者是任何其它的衍生自磷酸的缓冲剂。示范性的碱源包括氨或三乙醇胺。碱源可以包括碳酸碱金属盐。其中，可以使用的所述碳酸碱金属盐包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾或倍半碳酸钠或倍半碳酸钾。碱性材料可以任何有用的量存在于粘合剂组合物中。
本发明的粘合剂组合物可以任选地包括填料。填料可以是无机或有机填料，并且可以任何有用量存在粘合剂中。填料可以是任何有机或无机的添加剂，例如，举例来说，抗氧化剂、稳定剂、抗臭氧剂、增塑剂、染料、紫外吸收剂、HALS和颜料。在一个实施方案中，粘合剂组合物包括“发光”材料作为填料。发光材料可以根据需要增加粘合剂的闪光和/或颜色。本发明的粘合剂组合物可以任选地包括着色剂，例如颜料或染料，来提供粘合剂组合物的色调或颜色。
在一些实施方案中，粘合剂组合物可以包括5～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物，0.1～10wt％的碱性可溶胀的增稠剂和平衡量的水。在其他的实施方案中，粘合剂组合物可以包括20～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物，0.1～5wt％的碱性可溶胀的增稠剂和平衡量的水。在另外的实施方案中，粘合剂组合物可以包括50～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物，0.1～3wt％的碱性可溶胀的增稠剂和平衡量的水。在这些实施方案的一些中，粘合剂组合物的配方可以包括添加碱性材料，其可以活化或溶胀碱性可溶胀的增稠剂材料，并提供pH可为7～9的所得粘合剂组合物。在说明性的实施方案中，碱性可溶胀的增稠剂材料是充分交联的。这些实施方案可以具有两种或多种下述的物理性质(如上所述)有限的粘连长度、有限的相位差、有限的垂挂距离、使粘合剂易流动的粘度、有限的固化时间、一定范围的复数剪切模量，并且粘合剂组合物可以不是触变性的。
图1表示了说明性的粘合剂分配器100，其能存放和分配在此描述的改进的粘合剂。分配器100可以包括粘合剂容纳部分120，其容纳分配之前的粘合剂。在一些实施方案中，容纳部分120是由挠性材料形成的，例如聚合材料。该分配器可以包括任何有用量的粘合剂，例如0.5～5000ml，或0.5～1000ml，或50～500ml。分配器100可以包括配置在容纳部分120上的分配部分130。分配部分130可以包括分配开口140。在一个实施方案中，粘合剂可以通过使用者施加指压到挠性容纳部分120上由使用者分配，所述指压促使粘合剂材料朝向和通过分配器开口140到达应用目标。在一些实施方案中，分配器开口140根据需要具有0.05～40mm2，0.1～30mm2，0.1～10mm2，0.2～1.8mm2，0.5～1.5mm2或0.75～1.25mm2的面积。
在这里描述的粘合剂组合物显示出流变性和快速固化时间的独特组合，当施加到纸基材上时，其能减小所观察到的卷曲/皱纹的量。通过仅使用手施加压力，这些粘合剂组合物容易地和精确地从精细的尖端供料器(fine tipped applicator)进行分配。这样的粘合剂/分配器组合通常用于进行手工方案、家用修理或剪贴活动。
粘合剂的流变性和精细的尖端供料器的组合在粘合剂分配过程中提供了优秀的控制能力，并且允许使用者不费力地以任何需要的形式(细点或粗点、条纹、线等)来施加粘合剂。粘合剂流变学也可有助于制造细的粘合线，这是由于当胶粘体之间用适度的层压压力轻轻地加压时，粘合剂容易扩展，所述层压压力例如为用于把卡片纸层压到一起的轻的手压。这样的细的粘合剂粘合线也可有助于粘合剂的快速干燥，这是由于粘合剂的细的截面面积增加了湿气从粘合剂去除的速度。此外，当以小液滴或以细的连续珠的形式施加时，由在此描述的缔合性增稠的粘合剂聚合物提供的流变性也最小化/消除粘合剂向线或支线发展的趋势，因此允许粘合剂更精确地应用。
本发明的优势通过下述的实施例来说明。然而，在这些实施例中列举的特定材料及其用量，以及其他的条件和细节，是用来解释在本领域中广泛地应用的，而不应该解释为对本发明不适当的限制。
方法固化时间该测试包括下述步骤1.在第一片测试纸(6″宽的IP Thilmany 50# Bleached AndroBase Paper)上涂覆一条(5～10cm宽)粘合剂(～3克)以获得0.23mm厚的湿粘合剂涂层；2.当粘合剂是湿的时候，将第二片测试纸层压到第一片测试纸上，其中第二片测试纸层已被预先切成0.5″宽的条；3.用4.5磅的橡胶辊通过卷动把两片层压到一起；和4.以规则的时间间隔从层压件剥离0.5″宽的纸条来确定需要多长时间产生足够的强度来撕开测试纸条。
抗流挂性或垂挂距离粘合剂的抗流挂性是通过在靠近水平放置的2密耳清洁的厚条状(测试为～15cm×25cm)的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)膜的末端沉积0.1ml的粘合剂滴进行评价。
在粘合剂沉积后，立即将PET膜竖直放置，使粘合剂滴位于薄片的顶部，这允许粘合剂沿着膜条状物的长度方向向下流动。
当粘合剂流动停止时，以毫米(mm)测量并记录粘合剂流动的距离。测量的特定距离是从在垂直取向之前初始粘合剂滴的底部边缘到粘合剂流动停止时粘合剂流的最底部边缘的距离。
粘连长度该测试方法提供了评价分配时粘合剂粘连程度的方法。通常测试方法包括通过垂直取向的注射器针头以固定的速度来分配胶水，并测量当胶水从针头延伸并落到下面的平台而形成的胶纤维/胶束的长度。
胶束越长，粘连的程度越大，胶束越短，粘连的程度越小。该测试方法是在22℃、50％相对湿度的恒温室中进行的，并且使用下述的设备。
1.注射泵，catalog#55-2226，Harvard Apparatus，So Natick，MA017602. 16ga×38mm PrecisionGlideTMNeedle 16G1一次性的注射器针头，1.19mm ID，Becton Dickinson & Co，Franklin Lakes，NJ07417-18843. 10ml Luer Norm-Ject一次性注射器，Henke Sass Wolf GMBH，Tuttlingen，Germany4. 在相对的两端配备阴/阳(male/female)Luer连接器以提供在注射器和针头之间挠性连接的Teflon管3.2mm ID×152mm长5. 实验室千斤顶6. 实验室千斤顶支架7. 小型实验室夹子8. 由0.45mm厚的纯聚碳酸酯制造的圆柱形套筒，～14cm直径×38cm高，并适当地开槽以使得夹子和Teflon管间隙之间具有间隙设备准备和排列注射器/管道/针头组合的排列是在注射泵中水平装配注射器，并垂直取向针头，以至挤出的粘合剂从针尖垂直向下排出。
小夹子固定到千斤顶支架的垂直构件上，针头用夹子保护以在测试过程中保持取向。实验室千斤顶放置在针头下的千斤顶支架上来提供活动的平台，流动的粘合剂在该平台上撞击。实验室千斤顶移动的范围是总计～38cm，也就是千斤顶可以升高到接触针头和能够降低到针尖下面的38cm。
聚碳酸酯套筒用作通风消除器来减小任何空气运动对粘合剂下降束的影响。套筒放置在千斤顶上，以至使其与针筒的圆周是同心的。在套筒上需要两个纵向狭缝来使得套筒穿过小夹子，并且作为实验室千斤顶的挠性管是升高的或降低的。
使用配有薄片切割砂轮的模具研磨机来缩短针头，以在针筒上提供6.4mm长的方头，即从中心轴(hub)伸出6.4mm的针头。缩短的针筒用320粗砂砂纸清理毛刺。方头的针筒允许粘合剂从针头均匀地流出，并使挤出的粘合剂在离开针头后牵引或变形的任何趋势最小化。
测试步骤粘合剂在进行测试之前是无泡的。该注射器充满粘合剂是通过将注射器顶部浸入粘合剂中并轻轻地取出柱塞来填充注射器。在该操作过程中必须小心地避免空气进入粘合剂，因为这有害地影响测试结果，即在流出的粘合剂中的气泡可能在胶流中产生裂纹，这导致下降流的过早断裂。
填充的注射器配有挠性连接管和针头，并固定在注射泵中。启动注射泵以提供1.75毫升/分钟(ml/min)的粘合剂流。注射器针头最初用手固定并定向以垂直向上排出，以便清除挠性管线、接线或针头的空气。当观察到无泡粘合剂流离开针头时，停止注射泵，倒转针头方向(为垂直向下的排出)，在测试位置加紧的针头，千斤顶和圆柱型套筒如上放置。为了进行测试，在针尖2.5cm的距离放置平台，启动注射泵，观察粘合剂流。如果粘合剂流是稳定的和连续的，平台以1cm的增量慢慢地降低，每个高度需要5秒的观察时间，直到胶流断裂为止。然后升高平台直到胶流重新连接而提供连续的胶流。平台逐步地降低到胶流断裂的点，记录连续流出现的距离(即从针尖到平台的距离)。
这个流程(protocol)再重复2次以获得总共3次独立的可以观察到连续流的最大距离的测量。如果一开始测试时胶流就是不连续的，升高平台到胶流连接的点以提供连续流和然后进行上述的流程以完成测试。对于确定的粘合剂，在测试过程中，在平台上分配的粘合剂堆可能趋于堆积，这样当记录连续流出现的最大距离时，必须考虑在平台上的任何聚集物，即从全部的测量距离减去堆积距离(从平台到粘合剂堆顶的高度)。三次测量的平均值记录作为“连续纤维的粘连长度”和以厘米为单位记录。如果测试在单一的注射器填充物下没有完成，测试可以用在前述的平台高度的另外的注射器填充物重新开始并达到完成。
剪切模量(相位差“δ”和复数剪切模量“G*”)使用Bohlin CVO 120 HR NF流变仪测量样品的动力学性能。Bohlin流变仪购自Malvern Instruments Ltd.，Enigma Bussiness Park，Grovewood Road，Malvern，Worcestershire，United Kingdom，WR141XZ。使用Bohlin C25 Mooney-Coutte geometry在25℃进行所有的测量。把汽水阀(trap)放置在C25杯的顶部以延迟样品干燥。蒸发阀购自Malvern Instruments。
动力学性能的重要性是复数剪切模量，G*，和相位差，相位差有时也被称为相移。这两种参数通常用于描述材料的应力和应变之间的关系，特别是对于粘弹性材料。具有高模量的材料比具有低模量的那些材料提供对外加应力更大的阻力，导致更小的应变。根据定义，相位差的界限为0～90度，其表示样品对外加应力的弹性和粘性响应的相对水平。对振荡应力，纯弹性(即Hookean)材料具有0度相位差，而纯粘性材料具有90度相位差。
通过对在流变仪中的每个样品加载17克来测量G*和δ。样品平衡在25℃，以50s-1剪切30秒，然后在每次测试进行之前进行休息30秒。正弦形振荡应力以1Hz的频率施加到每个样品。选择十组应力振幅作为测试条件，十组应力振幅作从0.1Pa～100Pa对数性地增大。在此使用通过仪器记录的在1.7Pa的G*和δ的值。
实施例原料
AirflexTM7200，VAE共聚物乳液，其以～72.5％的固体提供，pH4.5～5.5，Tg 0℃，Air Products Polymers，L.P.，Allentown，PA。
AirflexTM465，VAE共聚物乳液，其以～67％的固体提供，pH4.5～5.5，Air Products Polymers，L.P.，Allentown，PA。
ElvaceTM737，VAE共聚物乳液，其以67～70％的固体提供，pH4～5，Forbo Adhesives，LLC，Durham，NC。
RhoplexTMASE-60，碱性可溶胀的缔合性增稠剂，其以28％的固体提供，Rohm and Hass Co.，Philadelphia，PA。
氢氧化铵，28～30％NH3，EM Science，Gibbstown，NJ。
Aleene′s Fast Grab Tacky GlueTM，Duncan Enterprises，Fresno，CA。
Aleene′s Original Tacky GlueTM，Duncan Enterprises，Fresno，CA。
Aleene′s Quick Dry Tacky GlueTM，Duncan Enterprises，Fresno，CA。
Elmer′s Glue-AllTM，Elmer′s Products，Inc.，Columbus，OH。
KelzanTMS，黄原胶，批号40863A，CP Kelco U.S.，Inc.，SanDiego，CA。
羧甲基纤维素钠(Na CMC)，7H4XF型，批号83724，AqualonDivision of Hercules Inc.，Wilmington，DE。
KelginTMMDH，海藻酸钠，批号281211，ISP Technologies Inc.，SanDiego，CA。
LaponiteTMRD，合成的层状硅酸盐，Southern Clay Products，Inc.，Gonzales，TX。
一般的制备步骤在此描述的本发明粘合剂实施例典型地包括粘合剂聚合物、缔合性增稠剂、水和碱。这样的样品制备是通过在容器中结合粘合剂聚合物、增稠剂和水，并用电机驱动的船用螺旋桨均匀地混合以获得均匀的组合物。在连续搅拌的同时，单独加入碱并继续搅拌直到粘合剂组合物均匀混合为止。
实施例1、2、3、5、6、7、8这些实施例的制备是通过前述的步骤和由表1中所示的原料及其量(以克表示)组成。最后得到的粘合剂用根据上述测试方法测量的布鲁克菲尔德粘度(Brookfield viscosity)、固化时间、粘连性和流变性来表征。结果记录在表4中。
表1

实施例4如下所述中和ElvaceTM737样品。将用机械搅拌器搅拌的175份ElvaceTM737加入0.56ml NH4OH。均匀混合的溶液的pH用pH计测量为7.63。将2.67份RhoplexTMASE-60加到100份用机械搅拌器搅拌的中和的ElvaceTM737中。在均匀混合之后，再加入0.25份NH4OH溶液并均匀混合以完成实施例4的制备，提供pH为7.12的粘合剂。实施例4用布鲁克菲尔德粘度(Brookfield viscosity)、固化时间、粘连性和流变性来表征。结果记录在表4中。
比较例C4、C5、C6、C7这一系列的比较例包括在表2中列出的普通市场上可购买到的白胶。这些实施例用布鲁克菲尔德粘度(Brookfield viscosity)、固化时间、粘连性和流变性来表征。结果记录在表4中。
表2

比较例C8、C9、C10、C11这一系列的比较例使用实施例4中的中和的ElvaceTM737作为粘合剂。每个比较例的粘合剂、增稠剂及其量提供在表3中。样品的制备是通过将增稠剂进料慢慢地加入用机械搅拌器搅拌的ElvaceTM737，并混合15分钟直到添加剂均匀结合。在静置24小时之后，一些样品看来似乎包括小的胶粒，其可能是增稠剂的结果，增稠剂是溶胀的或最初不是完全分散的。每个样品再次混合15分钟，此时所有的样品看起来非常光滑。另外用磨削计(Precision Gage & Tool Co，Dayton，OH)的光洁度来评价样品的均匀性，其表明所有的样品是光滑的、均匀的和无颗粒的。此时，一些样品包括如表4中所示的另外加入其中的ElvaceTM737，并均匀混合。这些样品用布鲁克菲尔德粘度(Brookfieldviscosity)、固化时间、粘连性和流变性来表征。结果记录在表4中。
表3

表4

1-用布鲁克菲尔德RVT，#6锭子，20rpm测量的数据，除C4在5rpm测量之外在此引用的所有的专利、专利文献和出版物的全部公开内容引入作为参考。上述记载的详细说明书和实施例仅用于清楚的理解。对其理解没有不必要的限制。本发明没有限制所示的和所描述的确切的细节，对本领域的技术人员来说显而易见的变化将包括在用权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种粘合剂组合物，其包括聚合物粘合剂材料；和增稠剂；其中粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差。
2.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有5cm或更小的粘连长度。
3.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有3cm或更小的粘连长度。
4.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有30度或更小的相位差。
5.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有20度或更小的相位差。
6.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有10mm或更小的垂挂距离。
7.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有5mm或更小的垂挂距离。
8.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有3,000～50,000cP的粘度。
9.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有3,000～30,000cP的粘度。
10.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有10,000～30,000cP的粘度。
11.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有180秒或更小的固化时间。
12.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有60秒或更小的固化时间。
13.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有50～1000Pa的复数剪切模量。
14.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物具有100～600Pa的复数剪切模量。
15.根据权利要求1的粘合剂，其中粘合剂组合物不是触变性的。
16.根据权利要求1的粘合剂，其中聚合物粘合剂材料包括醋酸乙烯酯。
17.一种粘合剂组合物，其包括聚合物粘合剂材料；和增稠剂；其中粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和10mm或更小的垂挂距离。
18.根据权利要求17的粘合剂，其中粘合剂组合物具有5mm或更小的垂挂距离。
19.根据权利要求17的粘合剂，其中粘合剂组合物具有5cm或更小的粘连长度。
20.根据权利要求17的粘合剂，其中粘合剂组合物具有3cm或更小的粘连长度。
21.根据权利要求17的粘合剂，其中粘合剂组合物不是触变性的。
22.根据权利要求17的粘合剂，其中聚合物粘合剂材料包括醋酸乙烯酯。
23.一种制备粘合剂组合物的方法，该方法包括步骤结合聚合物粘合剂材料和增稠剂以形成具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差的粘合剂组合物。
24.根据权利要求23的方法，其中粘合剂组合物具有10mm或更小的垂挂距离。
25.根据权利要求23的方法，其中粘合剂组合物不是触变性的。
26.一种制品，其包括具有分配开口的分配容器；和位于分配容器中的粘合剂组合物，该粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂；其中粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差。
27.根据权利要求26的制品，其中分配器开口具有0.2～1.8mm2的截面面积。
28.根据权利要求26的制品，其中粘合剂组合物具有10mm或更小的垂挂距离。
29.根据权利要求26的制品，其中粘合剂组合物不是触变性的。
30.根据权利要求26的制品，其中聚合物粘合剂材料包括醋酸乙烯酯。
31.一种粘合剂组合物，其包括醋酸乙烯酯聚合物；和碱性可溶胀的增稠剂；和水；其中醋酸乙烯酯聚合物分散在水中，并且粘合剂组合物的pH为4～10。
32.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物包括5～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物；0.1～10wt％的碱性可溶胀的增稠剂；和平衡量的水。
33.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物包括20～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物；0.1～5wt％的碱性可溶胀的增稠剂；和平衡量的水。
34.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物包括50～75wt％的醋酸乙烯酯聚合物；0.1～3wt％的碱性可溶胀的增稠剂；和平衡量的水。
35.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物的pH为6～9。
36.根据权利要求31的粘合剂，其中碱性可溶胀的增稠剂包括阴离子的碱性可溶胀的丙烯酸增稠剂。
37.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物的总固含量为5～85％。
38.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物的总固含量为30～85％。
39.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物的总固含量为60～80％。
40.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物的玻璃化转变温度为-60℃～100℃。
41.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物进一步包括填料。
42.根据权利要求31的粘合剂，其中组合物进一步包括碱性材料。
43.根据权利要求42的粘合剂，其中碱性材料选自氨、三乙醇胺、磷酸酯及其混合物。
44.根据权利要求41的粘合剂，其中填料包括闪光剂。
45.根据权利要求31的粘合剂，其中醋酸乙烯酯聚合物包括醋酸乙烯酯-乙烯共聚物。
46.一种制造粘合剂组合物的方法，其包括步骤结合醋酸乙烯酯聚合物、碱性可溶胀的增稠剂、碱性材料和水以形成具有9cm或更小的粘连长度和45度或更小的相位差的粘合剂组合物。
47.根据权利要求46的方法，其中粘合剂组合物具有5mm或更小的垂挂距离。
48.根据权利要求46的方法，其中粘合剂组合物具有5cm或更小的粘连长度。
49.根据权利要求46的方法，其中粘合剂组合物具有3cm或更小的粘连长度。
50.根据权利要求46的方法，其中粘合剂组合物不是触变性的。
全文摘要
一种粘合剂组合物包括聚合物粘合剂材料和增稠剂。该粘合剂组合物具有9cm或更小的粘连长度、和45度或更小的相位差或者5mm或更小的垂挂距离。该粘合剂可以通过结合醋酸乙烯酯聚合物、碱性可溶胀的增稠剂、碱性材料和水而形成。
文档编号C08L23/08GK1981012SQ200580022551
公开日2007年6月13日 申请日期2005年6月1日 优先权日2004年7月2日
发明者库尔特·C·梅兰肯, 马克·E·费根, 斯科特·D·皮尔森, 威廉·J·亨特 申请人:3M创新有限公司