生物可降解的无衬垫黏着胶带及标签的制作方法
【专利说明】生物可降解的无衬垫黏着胶带及标签
[0001] 相关申请
[0002] 本发明要求2012年6月28日提交的美国临时申请No. 61/665, 342的权益。 发明领域
[0003] 本发明涉及黏着标签及胶带的技术领域，尤其是涉及可生物降解、无衬垫的标签 和胶带的技术领域。
[0004] 发明背景
[0005] 黏着标签及胶带典型的由涂覆压敏胶（PSA)的基材组成，为使PSA在所欲放置的 位置或应用前不与基材或背纸黏着，可使用一 "衬垫"或"背纸"，此分离式衬垫通常较易移 除且最终被弃置，因此，此方法及手段本质上不环境友好，其它可避免背纸废弃物问题的手 段已由研宄人员开发出来。
[0006] 例如，W020081124描述了层状结构，其在一可能实施例中包含作为粘结层的聚酯 酰胺以及一聚烯烃层。
[0007] 美国专利5, 700, 344描述使用一种双组份胶黏剂，其包含10_50wt %具有大于 30, 000g/mol分子量（Mn)的可生物降解的热塑性树脂；及20-90wt%可生物降解的增粘树 月旨，其包含一种聚乳酸组合物，具有小于20, 000g/m〇l数均分子量（Mn)及低于60°C的玻璃 化转变温度（Tg)。
[0008] 美国专利7, 125, 824描述用于无衬垫标签原料的改良型热成像标记物，包含基材 和具有发色团的涂层。
[0009] W0 200703079 A1描述在层状结构中使用一聚酯酰胺共聚物作为热熔胶，其中热 熔胶粘结剂本身为结构中的一层，组合物包含增塑剂和增粘剂。
[0010] 美国专利6, 172, 167揭示了使用具有良好机械性能和环境性能的特定的聚酯酰 胺聚合物用来制造压敏胶。聚合物具有一般结构_ (CB-VB)-作为建构嵌段，其中CB表示具 有固定长度的嵌段，其VB表示具有可变长度的嵌段，当数均分子量大于10, 000g/m〇l时，聚 合物组合物具有提高的强度、刚度、弹性及延展性并且呈现改良的成膜性和成纤维性。
[0011] 虽然这些以及其它发明可提供标签及胶带与基材粘接的手段，但是它们未能解 决提供相对或实质上无黏性的可生物降解的无衬垫的标签或胶带（例如，PSTC编号5 或FINAT编号9或相似ASTM方法决定），及/或室温及/或典型贮存温度且可能最高达 60°C_150°C展示出改良的剥离测试结构（例如，ASTM D3300/D3300M)及/或剪切测试结果 (例如，ASTM D3654/D3654M)，能于目标基材上简化贮存及放置，但可轻易加热且粘附于基 材上的问题。
[0012] 发明概述
[0013] -方面，本发明提供一种无衬垫的标签或胶带组合物，包含实质上可生物降解的 纺织或无纺、天然或合成的基材，以及浸渍于该基材中的包含至少90重量％的聚酯酰胺分 段嵌段共聚物的制剂。
[0014] 另一方面，本发明提供一种制备具有无衬垫标签或胶带组合物的制备方法，其包 含以包含至少90wt%的聚醋酰胺分段嵌段共聚物（segmented block copolymer)的制剂浸 渍实质上可生物降解的纺织或无纺、天然或合成的基材。
[0015] 另一方面，本发明提供一种将标签或胶带施用于基材的方法，该基材包含实质上 可生物降解的纺织或无纺、天然或合成的基材，该基材已经用包含至少90wt%的聚酯酰胺 分段嵌段共聚物的制剂浸渍，在第二基材的表面或与其抵靠，在使无衬垫的标签或胶带组 合物的表面附着在第二基材的表面上的条件下，在大于聚酯酰胺分段嵌段共聚物的熔融温 度的温度对其加热。
[0016] 发明详述
[0017] 本发明提供无衬垫的标签或胶带，基于聚酯酰胺组合物在室温以及高达其熔点 时可能无粘接性的性质，其方便贮存及放置，但是其在适当增加的温度，较佳的60°C至 150°C，能够容易的粘附到目标基材上，标签也可被印刷，且无衬垫并且可生物降解，因此显 著降低了其环境影响，虽然此行业将"无衬垫标签"定义为自行缠绕于面材的背面具有一离 型涂层，这样成品不会粘接到滚筒的其它标签的PSA标签，但术语"无衬垫"于此处使用时 简单的意指本发明标签无需一分离式的附加层以避免使其贴附于目标表面之前与任何其 它表面黏着，然后分离式的另外层被废弃。再者，与此术语的产业使用方式相反，本发明的 无衬垫标签及胶带无需用任何离型涂层以促进退缠绕。
[0018] 标签及胶带本身可呈纺织或无纺的形式；可为合成或天然（例如，生物基）；且非 限制性的例子可为基于纤维素的，例如，纸，纸板，或棉花；基于聚烯烃的，例如，聚乙烯或聚 丙烯；基于聚酰胺的，例如，尼龙，丝，或毛；基于聚酯的，例如，聚乳酸；或上述材料的组合。 以生物基意指此等可包含涉及天然材料的合成改性的材料（例如，聚乳酸）、由天然微生物 活性制备的材料（例如，羟基丁酸酯）等，需使此类标签或胶带完全或实质上生物可降解。 "实质上"一般意指在给定时间段内暴露于天然条件下，包含例如暴露于气候、堆肥条件，及 其组合，可至少90wt %降解为环境友好化合物。
[0019] 本发明使用作为浸渍剂的热塑性聚酯酰胺嵌段共聚物或包含此热塑性聚酯酰胺 嵌段共聚物的制剂。在一个【具体实施方式】中，此共聚物选自下述群组：
[0020] (a)包含重复单元一 [H1-AA]-和-[DV-AA]-的聚合物，其中H1是一R - C0-NH- Ra - NH- C0 - R- 0-或一R- NH-⑶一R-⑶一NH- R- 0-，其中 Ra 是 R 或键接，R 独立 的是脂族或杂脂族，脂环族或杂脂环族，芳族或杂芳族基团，AA是一C0 -Rr 一C0一0一，其 中R'是键接或脂肪族，其中DV是一 [R" - 0]-且R"是一脂肪族或杂脂族，脂环族或杂 脂环族，或芳香族或杂芳香族的基团；
[0021] (b)包含重复单元一 [Hl-AA]-，-[DV-AA]-，及-[D2-0-AA] -的聚合物，其中，D2 独立的选自脂族或杂脂族，脂环族或杂脂环族，或芳香族或杂芳香族的基团；
[0022] (c)包含重复单元一[H1-AA]-，一 [R - 0-AA]-，及-M-(AA)n-的聚合物，其中M是 n价有机部分，且n是3或以上；
[0023] (d)包含重复单元一 [H1-AA]-，一 [R - 0-AA]-，以及一PA-(C0- 0- R)n-的聚合 物，其中PA是n价有机部分，并且n是3或以上；
[0024] (e)包含重复单元一 [H2-D]-，一 [R - 0-AA]-，以及-M-(AA)n-的聚合物，其中H2 是一C0 -R一C0一NH一R一NH一C0一R一C0一0一，其中R独立的选自脂族或杂脂族，脂环族 或杂脂环族，或芳香族或杂芳香族的基团，且其中D是一 [R - 0]-；
[0025] (f)包含重复单元一 [H2-AA]-，一 [R - 0-AA]-，及一PA-(COOR)n-的聚合物；
[0026] (g)具有化学式 H0-D1-0- [一 CO-AA1，2-CO- 0-D1-0-] x- [CO-AA1，2-CO- 0-AD-0]y-H的聚合物，其中0-D1-0代表二元醇官能残基，其中CO-AA1，2-CO代表脂肪族二 羧酸官能团或高沸点二酸酯官能团的残基，其中0-AD-0表示聚酰胺二元醇官能团的残基， 其中，x和y为括号内聚合物嵌段的重复单元数；
[0027] (h)具有重复单元一 [H2-D] -，一 [H2-0-D2] -，[D-AA]-，以及-[D2-0-AA]-的聚合 物；
[0028] (i)具有化学式 H0-D1-0- [一CO-AA1，2-CO- 0-D1-0-] x- [CO-AA1，2-CO- 0- C0-DD-C0]y - OH的聚合物，其中0 - CO-DD-CO - 0代表二酰胺二酸官能团的残基；及
[0029] (j)它们的混合物。
[0030] 在另一个特别的实施方式中，热塑性聚酯酰胺嵌段共聚物可选自下列群组：
[0031] (a)包含重复单元一 [H1-AA]-以及-[DV-AA]-的聚合物，其中H1是一R -⑶一 NH- Ra- NH- CO- R- 0-或一R- NH- CO- R- CO- NH- R- 0-，其中 Ra 是 R 或键接，R 独立的选自脂族或杂脂族，脂环族或杂脂环族，芳族或杂芳族基团，AA是一CO - R' - CO- 〇 -，其中R'是键接或脂族基团，其中DV是一[R" - 0]-且R"脂肪族或杂脂族，脂环族或 杂脂环族，或芳香族或杂芳香族的基团；
[0032] (b)包含重复单元一 [Hl-AA]-，- [DV-AA]-，以及-[D2-0-AA]-的聚合物，其中 D2 独立的是一脂族或杂脂族，脂环族或杂脂环族，芳族或杂芳族基团；
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