热溶性粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及一种热熔性粘合剂，该粘合剂在施用温度或在施用到基材上之后显示明显的胶凝性能。具有胶凝性能的粘合剂特别用于生产折叠制品，例如折叠滤器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有凝胶结构和凝胶性能的热熔性粘合剂。这些粘合剂用于许多领域和特别适合用于滤器折叠用途。本专利技术的背景常用的热塑性热熔性粘合剂是由热塑性聚合物、增粘剂、蜡或增塑油和可能存在的其它常规添加剂组成。在过去，十分关注这些配制材料在粘合剂熔体(液体)和粘合形式(固体)中的性能。因为热熔体是以它们的熔融液态施用，然后粘合和冷却到其固态，所以热熔体的液态和固态性能自然地决定了其在所需应用中的机械和粘合中的性能。如此，注意力集中在固体和液体性能。液固转变的考虑主要仅仅集中在设计其发生的时刻。熔融的液态粘合剂必须在粘合过程中保持熔融，和在粘合剂润湿两种基材时开始固化。在润湿基材之前的硬化或“固化”抑制了粘合的形成。结晶是从液体较快速地转变成固体，是蜡和在一定程度上是半结晶聚合物的特性。热熔体的峰值结晶温度和初始结晶温度通常为了达到发生结晶的特定后续应用时间而改进。热熔性粘合剂结晶和转变成固体将理想地刚好在基材被粘合剂压制之后快速地发生。这种快速固化将使粘合快速地以其永久强度粘合。实际上，粘合剂在离开施用喷嘴时开始固化过程，和在基材被粘合剂压制之前发生冷却。当开始合适的相转变时间时，在粘合形成之前的冷却的量也起到作用。与已知的液态和固态中的粘合剂性能相比，不太了解在液体和固体形式之间的转变过程中的粘合剂性能。对这种转变态的掌握可以用于改进粘合剂的性能和用途。在本领域还需要这样的热熔性粘合剂配料，它是特别设计以形成会改进粘合剂性能的向液态和固态的中间状态。本专利技术的目的是解决这一问题。专利技术概述本专利技术涉及一种具有变化的液固相转变的热熔性粘合剂。本专利技术的粘合剂配制成经过凝胶态，它是向液体和固体形式的中间形式。该凝胶状态的性能与液体或固体的性能不同，可以配制成具有所需要的性能优点和工艺需要。本专利技术提供一种在施用期间或在之后的任何时间显示凝胶结构和凝胶性能的热熔性粘合剂。本专利技术的热熔性粘合剂配料经过明显的凝胶态，其中液相被捕获在互锁的三维网络内，也称为固相。固相包含胶凝剂。液相包含热塑性聚合物、增粘剂和任选的蜡。胶凝剂有利地是聚乙烯(PE)均聚物或共聚物蜡，最优选支化PE蜡。在优选的实施方案中，液相包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物和烃增粘树脂，和固相包含支化PE蜡。在另一个乙烯乙酸乙烯酯共聚物、合成蜡和烃增粘树脂的熔融配料中，支化PE蜡沉淀形成物理交联网络。在一个实施方案中，粘合剂显示在处于施用温度或低于施用温度之上至少25°F温度范围的凝胶性能。本专利技术的另一方面涉及一种制品，它包含显示凝胶性能的热熔性粘合剂。该制品优选由纸、硬纸板等制成。本专利技术还涉及容器，例如纸盒、箱、盒、袋、盘等。特别有用的制品包括使用本专利技术粘合剂形成的折叠制品例如折叠的滤器(filters)等。本专利技术的另一个方面涉及一种将基材粘合到相似或不相似的基材上的方法，包括在至少第一基材上施用熔融的热熔性粘合剂组合物，使第二基材与施用到第一基材上的组合物接触，从而将第一和第二基材粘合在一起，其中所述热熔性粘合剂显示凝胶性能。在一个实施方案中，施用到一种基材上的粘合剂与施用到第二种基材上的粘合剂接触以将第一基材粘合到第二基材上。本专利技术的另一方面涉及一种生产折叠制品的方法。折叠制品可以通过将至少一行粘合剂施用到要折叠的基材上来形成。基材用例如常规的折叠机折叠，形成折叠线(pleats)，该折叠线基本上与粘合剂线的方向垂直。当折叠时，在一个折叠物(pleat)表面上存在的粘合剂与在邻近折叠物表面上存在的粘合剂接触，形成粘合并将该制品保持在折叠形式。优选的是，将至少两条粘合剂线施用在基材上，所述粘合剂线按照彼此平行的方式延伸和彼此处于预定的距离。附图简述附图说明图1-3是显示处于凝胶态的粘合剂的沉淀PE网络的显微镜照片。图1是具有10％胶凝剂添加剂的凝胶态粘合剂在120.5℃的显微镜照片。图2是具有10％胶凝剂添加剂的凝胶态粘合剂在149.9℃的显微镜照片。图3是具有20％胶凝剂添加剂的凝胶态粘合剂的显微镜照片。图4A和4B是不含胶凝剂的粘合剂的显微镜照片。图5是比较两种凝胶(◆和■)和一种对比标准(▲)热熔性粘合剂的粘合力与粘合时间的图。标准热熔体在1-3秒范围内具有显著更低的粘合力，表明具有较低的原始强度。图6是比较两种凝胶(-◆-◆-和-▲-▲-)和一种对比标准(-■-■-)热熔性粘合剂储存模量(storage modulus)的流变学痕量。标准热熔体在施用中具有显著更低的储存模量，表明具有较低的原始强度。本专利技术的详细描述所有这里引用的文献在这里全部引入供参考。已经发现在粘合剂从液态向固态转变期间存在的性能可以被控制以改变粘合剂的性能和扩展其最终用途。特别是，已经发现向热熔性粘合剂配料中添加胶凝剂可以用于按照需要改进在液态和固态之间出现的转变。特别是，粘合剂的半固体凝胶性能可以通过改变胶凝剂的负载水平、胶凝剂的粒度或分子尺寸、粘合剂温度和溶剂/熔融体系来调节。对可以用于实施本专利技术的粘合剂的类型没有特别限制，对本专利技术的实施不是关键的。通常，向其中加入本专利技术胶凝剂添加剂的粘合剂配料包含热塑性聚合物、增粘剂和优选还包含不形成凝胶的蜡或稀释剂，和/或本领域技术人员公知和对于特定配料所需的用量的其它常规添加剂例如抗氧化剂和稳定剂。本专利技术的热熔性粘合剂可以使用本领域公知的技术制备。通常，粘合剂组合物通过将熔体中的组分在约100-200℃的温度共混直到获得均匀共混物来制备，通常共混约2小时。各种共混方法是公知的，任何能生产均匀共混物的方法是满意的。本专利技术的热熔性组合物将通常含有胶凝剂、粘合剂(基料)聚合物、增粘剂和优选蜡。在优选的实施方案中，粘合剂共聚物包含至少一种乙烯共聚物，胶凝剂是聚乙烯蜡。胶凝剂也称为凝胶剂，可以在搅拌下在粘合剂制备过程中的任何时间加入。添加量将取决于胶凝剂的类型、胶凝剂的粒度或分子尺寸、所需要的施用温度、尺寸和溶解或分散体性能。胶凝剂按照能在从粘合剂的液态(熔融态)转变成固态的过程中有效形成结构凝胶的量添加。通常，胶凝剂的量是粘合剂组合物的约0.5-40重量％。组分的任何组合可以用于制备粘合剂，只要在施用温度或者在施用到基材上之后在所需温度达到明显的凝胶性能即可。具体地说，组分的用量足以形成由沉淀胶凝剂组成的三维晶格网络。这种网络以及由聚合物和/或增粘剂组分组成的液相的共同存在通过限制液相的流动而形成了凝胶性能。这是使用的凝胶的结构定义是半固体体系，其中液相被捕获在互锁的三维网络中。本专利技术所关注的三维网络是由具有强化学相互作用、物理交联或化学交联的蜡或聚合物(胶凝剂)组成。在胶凝剂分子之间的相互作用能固定各个料股，并产生稳定而柔韧的网络结构。液相是由增粘剂、蜡或增塑油、基体聚合物和其它处于熔融态的任选组分组成。与凝胶结构共存的凝胶性能包括提高的伸长率、抗液态变形性或抗液态流动性以及剪切变稀或触变性能。本领域技术人员公知的适用于配制热熔性粘合剂的任何基体聚合物可以在本专利技术中适用。这些聚合物包括无定形聚烯烃，含乙烯的聚合物和橡胶态嵌段共聚物，以及它们的共混物。在优选的实施方案中，粘合剂包含至少一种乙烯共聚物，和可以包含两种或多种聚合物的共混物。这里使用的术语乙烯共聚物表示乙烯的均聚物、共聚物和三元共聚物。聚合物组分的存在量通常是约10-60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热熔性粘合剂，包含胶凝剂、热塑性聚合物和增粘树脂，该粘合剂在施用时或在施用之后若干时间显示明显的胶凝性能。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ古德，WL华莱士，DL哈纳，CW保罗，BD莫里森，
申请(专利权)人：国家淀粉及化学投资控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]