TWI335349B - Aqueous dispersions - Google Patents

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九、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 本發明係有關於一種水性分散液。 C ^tr 黏著劑被廣泛用於各種商業應用，諸如，產物之組裝 及包裝。二特別型式之黏著劑已知為壓敏性黏著劑(PSA) 及熱熔融黏著劑(HMA^PSA係一種獨特種類之黏著劑，其 於乾燥（無溶劑）之型式，係乾黏性且於室溫係永久黏性，且 無需加壓下而與各種表面黏著。其無需藉由水、溶劑或加 熱而活化。相反地，HMA典型上係於其熔融態時塗敷至基 材且冷卻而使黏著劑層硬化。 大部份可購得之HMA需要175°C或更大之溫度以確保 所有組份完全熔融，及亦達成令人滿意之塗敷黏度。雖然 可於低於150°C溫度塗敷之黏著組成物可使用低分子量組 份或高蠟含量製備，但塗敷黏度及黏著性質受損。雖然柔 軟劑或更多之非結晶性組份可被添加以改良黏著性，但此 等組份降低有效耐熱性。 使用除良好耐冷性外另具高耐熱性之只河八於熱填充 包裝應用係f要’例如，用於包裝㈣祕、優格或新培 烤物品之紙板盒、箱子或盤子之密封及關閉操作其 係接受冷藏或冷;東。 PSA已被用於各種不同應用，因料提供許多所 性’諸如’可移動性及輕易塗敷性。為了更具永久性且 平滑性之結合，某純統之PSA可歧f具有⑽強度: 保持及維持其於某些基材上之黏著。再者，傳統PSA當被 塗敷至某些材料時可能不能抵抗曝置於高溫及高濕度。例 如’使PSA塗敷於丙烯系片材及聚碳酸酯片材（已知為“除氣 材料”且難以結合）會造成起泡及脫層。 可固化之黏著劑（例如，熱或光線固化）已被用於其間基 材需實質上永久性且高強度黏著之應用。對於光學產物之 應用（例如’上釉），可固化之黏著劑係所欲的，因為其可提 供光學透明之強烈黏著之層合物(例如，層狀基材）。此外， 紙製造者及漆料製造者使用PSA於’例如，書本裝訂之應 用0 為達成塗敷強度及輕易性，混雜組成物已被發展，其 可用於光學應用。例如，光可固化之以聚酯為主之黏著劑 已被用於塑料上釉之應用，於數位影音光碟（DVD或光碟） 之結合及CRT應用，液體黏著組成物已被使用。對於製造 反反射物件之珠材結合，可固化聚合物網被建議。 但是，強度及塗敷性並非許多光學基材/層合物要求之 准一標準。某些光學產物被曝置於嚴苛條件(諸如，熱uv(太 陽）光、水等。例如，汽車擋風玻璃一般係存在於戶外條件， 使其遭受所有型式氣侯。此等擋風玻璃典型上含有基材(諸 如，丙烯系或聚碳酸酯），其與自多層光學膜(ML0F) (3M co; St. Paul，Minn.)製成之太陽或紅外線(IR)反射膜黏著。若此 等詹間之黏著受彳貝或受危及時’此等材料會變成光學阻隔。 一習知技藝方法之形成膜之聚合物及選自熱塑性聚合 物、熱塑性樹月a、熱溶黏著性組成物，及其等之混合物顆 1335349 聚笨乙烯標準物對於等於或大於1，000,000之分子量係於50 毫升溶劑内以0.025克製備，且對於少於ιοοο,οοο分子量係 於50毫升溶劑内以〇.05克製備。聚苯乙烯標準物係於4〇它 溶解，並溫和攪拌30分鐘。窄標準物混合物先操作，且為 5 了減少分子量組份以使降解達最小。聚苯乙烯等化分子量 計异係使用Viscotek TriSEC軟體3.0版實施。 平板計數需被測量以確保管柱解析係適當。平板計數 計算峰值保留體積(RV) ’且使其與1/2高度（色譜分析峰之 50%)處之保留體積(RV)產生相關性，而獲得如下方程式所 10示之管柱内之理論平板數之有效測量： 平板計數=5.54*[RV峰最大值/(RV後5〇%峰高度_RV前 50%峰高度)2]。 典型上，此分析之數小可接受之平板計數係28 〇〇〇。 為促進流標記物（flow maker)峰之保留體積測量之最 15尚正確性’小平方擬合路徑被用以使流標記物濃度色譜圖 之局部最高點擬合二次方程式。然後，二次程式之第—導 數破用以解答真正之，位置。以流標記峰為基準校正此系 統後’有效流速(作為校正斜率之測量）係如下方程式所示般 計算： 2〇有效流速=公稱流速*流標記物校正/觀察到之流標記物 於GPC系統’抗氧化劑失配岭或空氣峰(若移動相被充 脫氣）了作為有效之流標§己物。有效流速標記物之主要特 徵係如下：流標記物需為單分散；流標記物需洗提至接近 總營柱滲透體積；流標記物不應干擾標品之色譜積分窗； 42 < S ) 及流標記物不應與管柱組具任何非尺寸排除之交互作用。 蠟 用於本發明實施例之蠛包含Fischer-Tropsch壌、石油衍 生之壌，及合成螺^此等蝶係可購自，例如，Sas〇。大的 5 油公司（諸如，Shell Oil、ExxonMobil，及其它油精製商）供 應適用於此等應用之石油蠟。褐煤蠟係另一種適合之蠟。 此等蠟之大部份係於潤滑油精製方法中獲得，其間，蠛與 潤滑油分離’且精製成各種蠟分級物，包含石蠟及微結晶 壤。諸如Astor Wax、IGI ’及Moore & Munger之配製商亦 10提供適於此等應用之蠟。此等蠟係以其得自油公司者及/或 被配製及重新包裝以附合消費者特殊需求者而再次出售。 除合成及/或石油衍生之壤外，數種其它“天然”壤可被 使用’諸如’巴西棕櫊躐’及自含天然油之物品（諸如，黃 豆、稼櫚及可獲得油之其它作物）之加工處理衍生之可購得 15 的高三酸甘油酿壤。 適合之犧可自 Archer Daniels Midland (Decatur 111.)之 以其產品編说86-197-0命名者 ；Cargill Incorporated(Wayzata，Μη)之以其產品編號8〇〇mrcs〇〇〇〇u命 名者；及其它以”氫化黃豆油”普通名稱之其它來源獲得。 2〇 棕櫊油蝶可由Custom Shortenings & Oils (Richmond, Va)獲 得且係以Master Chef Stable Flake-P命名。黃豆油徵亦由

Marcus Oil and Chemical Corp. (Houston，Tex.)以“Marcus

Nat 155”命名者供銷。此等蠟亦可作為食品添加劑。於包含 PSA之實施例，如上列示之蠟可以油（其可被相似地構成） 43 1335349 替代。 增黏樹脂： 用於本發明之增黏樹脂包含脂族、環脂族，及芳香族 之烴，及經改質之烴及氫化型式；萜及經改質之萜及氫化 5 型式；及松脂及松脂衍生物；及其等之混合物。此等增黏 樹脂具有70°C至150°C之環球軟化點，且典型上於350oF (177°C)之黏度(使用布魯克菲爾德(Brookfield)黏度計測量） 係不多於2000厘泊。其等亦可以不同氫化度或飽和度（此係 另一慣用之用辭)獲得。 10 有用之例子包含Eastman Chemical Co. (Kingsport，TN) 之EASTOTAC™ H-100、H-115及H-130，其等係個別具有 100°C、115°C及130°C之軟化點之部份氫化之環脂族石油烴 樹脂。此等係可以E級、R級、L級，及W級獲得，其等指示 不同之氫化度，E係最低氫化度，且W係最大氫化度。E級 15 具有15之溴數量，R級具有5之溴數量，L級具有3之溴數量； 且W級具有1之溴數量。Eastman Chemical Co.之 EASTOTAC™ H-142R具有約140oC之軟化點。其它有用之 增黏樹脂包含ESCOREZ™ 5300、5400及5637，部份氫化之 環脂族石油經樹脂，及ESCOREZ™ 5600，可得自Exxon 20 Chemical Co. (Houston, Tex).之部份氫化之芳香族改質石油 煙樹脂；及WINGTACK™ Extra ’其係可得自G〇〇dyear Chemical Co. (Akron, Ohio)之脂族、芳香族之石油烴樹脂。 有數種以不同氫化度而獲得之松脂及改質之松脂，包 含膠松脂、木松脂、托爾油松脂、蒸館松脂'二聚化松脂， 44 1335349 及聚合化松脂。某些特別之改質松脂包今木松脂及托爾油 松脂之丙三醇及季戊四醇酯。可購得之等級不受限地包含 SYLVATAC™ 1103，可得自 Arizona Chemical Co.

(Jacksonville，FL)之季戊四醇松脂酯；UNITAC™ R-100 5 Lite，可得自Union Camp (Wayne, NJ)之季戊四醇松脂醋； PERMALYN™ 305，可得自 Hercules, Inc. (Brunswick, GA) 之赤蘚糖醇改質之木松脂，及FORAL 105，其係可得自 Hercules，Inc. (Brunswick, GA)之高度氫化之季戊四醇松脂 醋。SYLVATAC™ R-85及295係可得自 Arizona Chemical Co 10 之85°C及95°C熔點之松脂酸。FORALAX係可得自Hercules, Inc之70°C熔點之氫化松脂酸。NIREZ V-2040係可得自 Arizona Chemical Co之盼改質之萜稀樹脂。

另一例示之增黏劑，可得自Eastman Chemical Co.之 PICCOTAC™ 115，具有 1600厘泊之於350〇F(177oC)之黏 15 度。其它典型之增黏劑具有遠少於1600厘泊（例如，50至300 厘泊）之於350°F(177°C)之黏度。 例示之脂族樹脂包含可以商品名為ESCOREZ™、 PICCOTAC™、MERCURES™、WINGTACK™、HI-REZtm、 QUINTONE™、TACKIROLTM等獲得者。例示之聚萜烯樹 20 脂係可以商品名為NIREZ™、PICCOLYTEtm、 WINGTACK™、ZONAREZ™等獲得者。例示之氫化樹脂包 含可以商品名為ESCOREZ™、ARKON™、CLEARON™等 獲得者。此等增黏劑可與本發明之聚合物使用，只要其係 以可相容之量使用。 45 < S ) 1335349 =科明之某些應用，預期黏著劑可於未使用增黏劑 ^以最小董之增黏劑製備。點著劑亦可無㈣製得，諸如， t合物及增黏樹脂之摻合物。 添加至黏著劑之增黏劑特徵可為諸如軟化點、比重之 5參數，或酸數。增黏劑可選自如上所述之各種增黏劑，但 不限於此，及選自賴在於(諸如，q與刚間 之酸數’更佳係〇與25.8間之酸數，）之増黏劑，且最佳係具 有3-10間之酸數之增黏劑。 於本發明之實施例，聚合物及/或織、增黏樹脂、油， 10及分散劑典型上包含總分散液之約！至約74體積％之間。因 此，水典型上包含約26至99體積％之間。但是，數百分率 之分散劑、添加劑、殺生物劑及如下閣釋之其它化合物亦 可存在。所有中間範圍（例如，5至5〇體積％之聚合物/壤/增 黏樹脂/油係包含於本揭露内容之範圍内。特別範圍包含總 15分散液之50至60%之聚合物及/或纖、增黏樹腊、油，及分 散劑。 分散劑 此間所述之分散液包含分散劑。任何分散劑可用於本 發明之實施例。於此使用時，“分散劑”一辭係意指助於使 20 分散液形成及/或安定化。某些分散劑亦可被用於形成乳化 物’且係詳細描述於Paul Becher (乳化物：理論及實務 (Emulsions: Theory and Practice)，第 3版，〇xford University

Press，New York，2001)，其在此被全部併入以供參考之用。 分散劑一般係落於三種類：1)表面活性材料，2)天然發生之 46 材料；及3)細微分割之固體。表面活化劑（亦稱為表面活性 劑）係降低二不可溶混液相間之界面張力之材料。其可依據 分子内之親水性分成：陰離子性、陽離子性、非離子性， 或兩性。可購得分散劑之例子可於McCutcheon 5 (McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, Glen Rock, NJ, I 每天出版）中發現。天然發生之材料的例子包含磷脂、甾 醇、羊毛脂、水溶性膠、褐藻膠、卡拉基尼（carageenin)， 及纖維素衍生物。細微分割固體之例子包含金屬之鹼性 鹽、碳黑、粉末狀矽石，及各種黏土（主要係膨潤土）。 10 於某些實施例，脂肪酸或脂肪酸鹽被作為分散劑。典 型之鹽包含脂肪酸之鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽。其它鹽包含 脂肪酸之銨鹽或烷基銨鹽。於某些實施例，脂肪酸或其鹽 具有12至少於25個碳原子。若分散劑係鹽，碳數係指與脂 肪酸片段締結之碳原子。於其它實施例，鹽係以具有15至 15 25個碳原子之脂肪酸片段形成。特別實施例係使用芥酸之 驗金屬鹽。芥酸係具22個碳原子之脂肪酸。某些實施例使 用油菜籽油（其係含有約4 0至約5 0 %芥酸且剩餘者主要係由 具18個碳原子之鏈所組成之天然油）型式之芥酸。芥酸之鹼 土金屬鹽亦用於某些實施例。於某些較佳實施例，含有 20 16-26個碳原子之脂肪酸可被使用。 於特別實施例，含有少於25個碳原子之脂肪酸鹽係藉 由中和或藉由皂化含有少於25個碳原子之脂肪酸酯而製 造。 於本發明之某些實施例係使用自脂肪酸酯衍生之脂肪 47 1335349 酸或其鹽。構成此酯之醇殘質較佳可含有2至3〇個碳原子， 且最佳係6至20個碳原子。此殘質可為直鏈或分支之殘質， 且亦可為二或更多種殘質之混合物’每一者係含有不同碳 原子數。例示之醇殘質包含含有10至20個碳原子之較高醇 5 之殘質，諸如，鯨蠟基醇、硬脂基醇，及油基醇。一些實 施例係使用芥子酸之酉旨。 於其它實施例，分散劑可為乙稀丙烯酸共聚物。更廣 泛而言，分散劑可簡單地為酸共聚物。例如，乙烯曱基丙 浠酸係另一適合試劑。其它實施例使用燒基鍵叛酸g旨作為 10 分散劑。於某些實施例，石油磺酸鹽可被使用。於其它實 施例’分散劑係績酸鹽化或聚氧乙烯化之醇。於其它實施 例’續酸鹽化或填酸鹽化之聚氧乙烯化之醇係適合。稱為 泊洛沙姆(poloxamer)之聚合之乙烯化氧/丙烯化氧/乙烯化 氧分散劑亦可作為分散劑。一級及二級醇之乙氧化物亦適 15 於某些分散液。烧基苷及烧基甘油酯係用於某些分散液。 當然，此等分散劑之混合物亦適合。 本發明之實施例典型上包含約1至3〇 pph(每百份之份 數)之为散劑’其係以使用之聚合物及/或壤、增黏劑及油之 總量為基準計。但是，較大或較小量亦可用於選擇性之應 20用。於其它實施例，5至20 pph間之分散劑可被使用。 殺生物劑 另外’可促進生物安定性之殺生物劑可被使用。熟習 此項技藝者會瞭解數種適合化合物係存在。例如，氯、季 兹化合物’及五氯酚鈉皆係適合例子。一特別有用之殺生 < S ) 48 物劑係由 The Dow Chemical Company (Midland，Ml)以商 〇 名為DOWICIL 200者出售。殺生物劑可以總重量之約〇至約 1重量％之範圍存在。 添加劑 5 本發明之黏著劑亦可含有數種額外組份，諸如，安定 劑、塑化劑、色料、填料’或抗氧化劑。於可包含於本發 明之黏著組成物内之可應用之安定劑或抗氧化劑中，係高 分子量位阻酚及多官能性酚，諸如，含硫及含磷之紛。熟 習此項技藝者所知之位阻酚可描述為酚化合物，其亦含有 10 緊鄰近紛羥基之位阻性魔大基。特別地，三級丁基—般係 於相對於酚羥基之至少一鄰位處取代至苯環上。於羥基附 近之此等位阻性龐大取代基之存在係用以阻礙其拉伸頻 率’且相對應地，其反應性。此阻礙提供此等酚化合物之 安定性》 15 代表性之阻位酚不受限地包含：2,4,6-三烷基化單羥基 酚；1，3,5-三甲基-2,4,6-三-(3,5-二第三丁基_4_羥基苯甲基)· 苯；季戊四醇四-3(3,5-二-第三-4-羥基苯基）_丙酸酯，可以 商品名為IRGANOX(r) 1010獲得；正十八烷基-3(3,5-二第三 丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯；4,4*曱撐基雙(4-甲基-6-第三丁 20 基-盼）；4,4’-硫基雙(6-第三丁基-鄰-甲酚）；2,6-二-第三丁基 酚；6-(4-羥基苯氧基)-2,4-雙(正辛基硫基)_丨，3,5三嗉；2-(正 辛基硫基）乙基3,5-二-第三丁基-4-羥基-苯曱酸酯；二-正十 八烷基3,5-二-第三丁基-4-羥基-笨曱酸g旨磷酸酯；及山梨糖 醇六（3,3,5-二-第三丁基-4-羥基-苯基丙酸酯。 49 抗氧化劑不受限地包含丁基化羥基苯甲醚(“BHA”），或 丁基化經基曱苯(“BHT”），亦可被用以使組成物更具熱安定 14此等安定劑及抗氧化劑可以範圍為組成物重量之約 〇.〇1%至約5%之量添加。 與抗氧化劑結合使用已知之增效劑可進一步促進抗氧 化劑之性能。某些此等已知之增效劑係，例如，硫基二丙 酸酯，及磷酸酯。螯合劑及金屬鈍化劑亦可被使用。此等 化合物之例子包含乙烯二胺四乙酸(“edta，，），且更佳係其 強 Tt ι〇现，及二水揚基丙烯二胺。二硬脂基硫基二丙酸酯係特別 有用。當添加至黏著組成物時，此等安定劑一般係以約〇1 至約1.5重量％之量存在’且更佳係約〇25至約1〇重量％之 範圍。 黏著劑產業已知之其它添加劑亦可與本發明之實施例 結合使用。本發明之範圍不欲被限於如上或如下所示之任 15 何特別組成物，但替代地，係由申請專利範園所操控β其 它典型之添加劑不受限地包含成核劑'用以延遲結晶作用 之化學品'增稠劑、流變改質劑、防黏劑、油，及其它添 加劑。 如上所示，本發明之實施例係有關於可選擇性活化之 20黏著分散液。為形成依據本發明第一實施例之可選擇性活 化之分散液，聚合物係於設定為足以使聚合物實質上熔融 之溫度之熱熔融物供料槽内熔融。然後，液態聚合物係以 依所欲加工處理時間而選擇之速率供應至導至混合器之加 熱導管内。於至混合器之途中，液態聚合物玎與蠟、增黏 50 1335349 樹月Γ = ’或如上所示之其它添加劑之一或多種混合。於 達盗後’液態聚合物(及其它組份’若存在)係與水/分 .液(其於注射至混合器之前典型上係被預熱)混合。混 ‘ ^足夠時間後’產生可選擇性活化之輯分散I離開混 • 5 Μ後’可添加熱水以使混合物稀釋至所欲程度。另外， 可於離_合錢使添加獅加至此分散液。 」任何方法可被使用’製備此間所述分散液之一方 • 衫式係藉姐融捏合。此項技藝所知之任何熔融捏合之 裝置可被使用。於某些實施例，捏合機、Banbury混合器、 10單螺桿擠塑機，或多螺桿擠塑機可被使用。製造依據本發 明之分散液之方法料被特別_ 一較佳方法係，例如， 包含依據美國專利第5,756,659號案及美國專利公告第 20010011118號案熔融捏合上述組份之方法。 第1圖係圖示-種可用於本發明實施例之擠塑裝置。擠 15塑機2〇,於某些實施例係雙螺桿擠塑機，係與後壓調節器、 鲁 熔融泵，或齒輪泵30連接。實施例亦提供鹼貯存器4〇及起 始水貯存器50’其每一者係包含一泵(未示出）。所欲量之鹼 及起始水係個別自鹼貯存器40及起始水貯存器5〇提供。任 何適合之泵可被使用，但於某些實施例，於24〇巴壓力時提 20供約150 cc/分鐘流量之泵被用以使鹼及起始水提供至擠塑 機20。於其它實施例’液體注射泵提供於200巴時為3〇〇cc/ 分鐘或於133巴時為600 cc/分鐘之流速。於某些實施例，驗 及起始水係於預熱器内預熱。 於某些實施例’驗性物質或其水溶液、分散液或於浆 51 < S ) 丄y 係於此方法之任何時間點 塑機。典型上，驗性物質传、至刀放液’較佳係添加至擠 例，其係以便型式添加^水溶_加°但於某些實施 5 10 15 r’r物質及水係經由擦塑機之個別入口添加= =捏σ方財料巾和或4化之祕物質 =金屬，諸如，、—、鋇;無機胺： 如’經基胺或肼;有機胺，諸如，甲基胺、乙基胺、乙醇 胺、壞己基胺、四甲基錄氫氧化物；驗金屬及驗土金屬之 氧化物、聽化物，及氫化物，諸如，氧仙、過氧化納、 ，化卸、過氧化鉀'氧化飼、氧化錯、氧化鋇、氫氧化納、 氫減鉀、氫氧化转、氫化銘、氫氧化鋇、氫化鈉、氫化 卸氣化舞，及驗金屬及驗土金屬之弱酸性鹽，諸如，碳 S文納碳1鉀、碳酸氫鈉、碳酸氯卸、碳酸氯妈、乙酸納、 乙酉夂鉀、乙酸舞；或氫氧化銨。於特別實施例，驗性物質 係驗金屬之氫氧化物’或驗土金屬之氫氧化物。於某些實 施例，鹼性物質係選自氫氧化鉀、氫氧化鈉，及其等之混 合物β 例示組成物係如下所述。一般，形成如下所述實施例 之一方式係藉由於熱熔融物供料槽内使ΗΜΑ或PSA熔融產 20生炫融之ΗΜΑ或PSA。然後，液態ΗΜΑ或PSA與分散劑混 合°然後，組成物被供應至混合機内，其間與水(及典型上 與水)混合而產生水性分散液《然後，水性分散液可被沈積 於基材上’或被貯存以供其後使用。 使用依據本發明實施例之方法形成先質分散液之一有 52 1335349 寿J特徵係形成之分散液具有小的顆粒尺寸。“平均顆粒尺 寸於本發明係意指體積平均顆粒尺寸。 典型上，平均顆粒尺寸範圍可為直徑為0.1 μιη至1〇〇 μιη某些較佳分散液具有約〇丨μιη至約1〇 之平均顆粒尺 5寸。於某些實施例，平均顆粒尺寸係約0.1 μιη至約5 μιη。 於其匕只把例，分散液具有約〇 5 μιη至約J 5 之平均顆粒 尺寸。對於非球狀之顆粒，顆粒之直徑係顆粒之長及短軸 之平均值。顆粒尺寸可於Beckman_c〇ulter LS23〇雷射繞射 顆粒尺寸分析器或其它適合裝置上測量。 1° 當於此間使用時述及水性分散液之平均顆粒尺寸時， 熟習此項技藝者會瞭解所揭示之平均尺寸僅包含聚合物、 分散劑，及增黏樹脂、蠟，及/或油。其它組份(諸如，填料、 色料等）未被包含於此測量，但可存在。 於其它實施例，以體積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒 15尺寸而定義之多分散性被用以描述顆粒尺寸之特性。本發 明之實施例典型上之特性在於具有少於約5之多分散性。於 特別實施例，多分散性可為少於3。於其它實施例，多分散 性可為少於2。 實施例HMA及PSA先質分散組成物 20 實施例1 :

National Starch Cool-Lok 34-2116 熱熔融黏著劑 (HMA)(其含有聚合物、蠟’及分散劑(且係可得自Nati〇naI Starch & Chemical Company，Berkeley，CA)之水性分散液係 以下列方式製造： 53 1335349 HMA係於設定為135 °C溫度之熱熔融物供料槽内炼 融。液態HMA係使用熱炼融物齒輪泵以85克/分鐘之速率 供應至引導至混合機之加熱導管内。於至混合機之導管内 時，液態HMA係以2.8克/分鐘之Industrene 106(主要係油酸) 5 沒射。於混合機(於800 RPM操作之Oakes M-4 4”轉子_定 子），HMA與12.35克/分鐘之水及1.26克/分鐘之於水中之 45%(w/w) KOH溶液混合，二者於注射至混合機前皆被預熱 至約120°C。於混合機内，於水中之HMA分散液被產生。 離開混合機後，52克/分鐘之水被預熱至l〇〇°c，且添 10 加至分散液。150 PSIG彈簧操作之止回閥係於此處理之出 口使用以維持系統壓力。經稀釋之分散產物通過彈簧止回 閥，且離開此處理進入收集容器。形成之產物係於水中之 HMA分散液’其係具有約0.6微米之體積平均顆粒尺寸（藉 由Beckman Coulter LS 230測量）及少於1.5之多分散性（以體 15 積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒尺寸而定義）。 實施例2 : Η· B. Fuller HM-2055PI HMA(可得自 Η. B. Fuller

Company，St. Paul, MN)(其含有聚合物（於此情況係聚乙烯) 及蠟)之水性分散液係以下列方式製造： 20 HMA係於設定為135 °C溫度之熱熔融物供料槽内熔 融。液態HMA係使用熱熔融物齒輪泵以50克/分鐘之速率 供應至引導至混合機之加熱導管内。於至混合機之導管内 時’液態ΗΜΑ係以1.8克/分鐘之Industrene 106(主要係油酸) 注射。於混合機（於500 RPM操作之Oakes M-4 4”轉子-定 54 子）’ HMA與4克/分鐘之水及0.7克/分鐘之於水中之 45%(w/w) KOH溶液混合，二者於注射至混合機前皆被預熱 至約120°C。於混合機内，於水中之HMA分散液被產生。 離開混合機後，45克/分鐘之水被預熱至1〇〇。(：，且添 5加至分散液。150 PSIG彈簧操作之止回閥係於此處理之出 口使用以維持系統壓力。經稀釋之分散產物通過彈簧止回 閥’且離開此處理進入收集容器。形成之產物係於水中之 HMA分散液，其係具有約0.8微米之體積平均顆粒尺寸（藉 由Beckman Coulter LS 230測量）及少於1.5之多分散性（以體 10 積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒尺寸而定義）。 實施例3 : Η. B. Fuller HL-72687PI HMA(可得自 Η. B. Fuller

Company，St· Paul, MN)之水性分散液係以下列方式製造： HMA係於設定為135°C溫度之熱熔融物供料槽内炼 15 融。液態HMA係使用熱熔融物齒輪泵以50克/分鐘之速率 供應至引導至混合機之加熱導管内。於至混合機之導管内 時’液態HMA係以1.8克/分鐘之Industrene 106(主要係油酸) 注射。於混合機(於500 RPM操作之Oakes M-4 4”轉子-定 子），HMA與4克/分鐘之水及0.8克/分鐘之於水中之 20 45%(w/w) KOH溶液混合，二者於注射至混合機前皆被預熱 至約120°C。於混合機内’於水中之HMA分散液被產生。 離開混合機後，50克/分鐘之水被預熱至100°C，且添 加至分散液。150 PSIG彈簧操作之止回閥係於此處理之出 口使用以維持系統壓力。經稀釋之分散產物通過彈簧止回 55 1335349 閥，且離開此處理進入收集容器。形成之產物係於水中之 HMA分散液，其係具有約0.8微米之體積平均顆粒尺寸（藉 由Beckman Coulter LS 230測量）及少於1.5之多分散性（以體 積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒尺寸而定義）。 5 實施例4 : Η. B. Fuller PHL-4164 HMA(可得自 Η. B. Fuller

Company，St. Paul，MN)(其包含聚合物 '壤、油，及增黏劑） 之水性分散液係以下列方式製造： HMA係於設定為135°C溫度之熱熔融物供料槽内熔 10融。液態HMA係使用熱熔融物齒輪泵以50克/分鐘之速率 供應至引導至混合機之加熱導管内。於至混合機之導管内 時’液態HMA係以1.8克/分鐘之industrene 106(主要係油酸） 主射。於混合機(於500 RPM操作之Oakes M-4 4”轉子-定 子）’ HMA與3.5克/分鐘之水及〇·8克/分鐘之於水中之 15 45%(w/w) K0H溶液混合’二者於注射至混合機前皆被預熱 至約120oC。於混合機内，於水中之JJMA分散液被產生。 離開混合機後，50克/分鐘之水被預熱至1〇〇cC，且添 加至分散液。150 PSIG彈簧操作之止回閥係於此處理之出 口使用以維持系統壓力。經稀釋之分散產物通過彈簧止回 20閥，且離開此處理進入收集容器。形成之產物係於水中之 HMA分散液，其係具有約〇.5微米之體積平均顆粒尺寸（藉 由Beckman Coulter LS 230測量）及少於ι·5之多分散性（以體 積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒尺寸而定義）。 實施例5 : 56 < S ) 1335349 H. B. Fuller HL8141 PSA(可得自 Η. B. Fuller Company, St. Paul, MN)(其包含聚合物及油(礦物油）)之水性分散液係 以下列方式製造： 黏藉劑係於設定為150°C溫度之熱熔融物供料槽内熔 5 融。液態黏著劑係使用熱熔融物齒輪泵以50克/分鐘之速 率供應至引導至混合機之加熱導管内。於至混合機之導管 内時’液態黏著劑係以1_6克/分鐘之Industrene 106(主要係 油酸)注射。於混合機(於500 RPM操作之Oakes M-4 4”轉子 -定子）’ PSA與3.5克/分鐘之水及0·6克/分鐘之於水中之 10 45%(w/w) ΚΟΗ溶液混合，二者於注射至混合機前皆被預熱 至約120°C。於混合機内，於水中之黏著劑分散液被產生。 離開混合機後’ 50克/分鐘之水被預熱至1〇〇。(：，且添 加至分散液。150 PSIG彈簧操作之止回閥係於此處理之出 口使用以維持系統壓力。經稀釋之分散產物通過彈簧止回 15 閥，且離開此處理進入收集容器。形成之產物係於水中之 PSA分散液’其係具有約1.15微米之體積平均顆粒尺寸（藉 由Beckman Coulter LS 230測量）及少於1.5之多分散性（以體 積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒尺寸而定義）。 貫施例6 : 2〇 Η. B. Fuller PHC9256PE熱熔融黏著劑(HMA)(可得自H.

Fuller)(其包含聚合物、蠟，及分散劑)之水性分散液係以 下列方式製造： HMA及分散劑（30質量％tDow Primacor 5990i乙稀丙 歸酸共聚物)係以約150克/分鐘共同供應至25mm雙螺桿擠

57 1335349 塑機内。聚合物被溶融且向前供應至乳化區域内，其間， 55克/分鐘之水及15.2克/分鐘之45%(w/w) KOH溶液被混合 預熱至約100°C，及注射至聚合物混合物内。於乳化區域， 於水中之HMA分散液被產生。

5 於起始分散液被產生後，120克/分鐘之水預熱至i〇Q °C，且注射至稀釋區域之套筒内，其間，稀釋水係於剪切 下併納於起始分散液内。完成之分散液經由設定為約2〇〇 PSIG之後壓調節器離開擠塑機，且係收集於產物收集容 器。形成之產物係於水中之HMA分散液，其係具有約〇 6 10 微米之體積平均顆粒尺寸（藉由Beckman Coulter LS 230測 篁）及約4之多分散性（以體積平均顆粒尺寸除以數平均顆粒 尺寸而定義）。 依據本發明之方法包含使此揭露内容中所述之黏著劑 先質分散液沈積於基材上形成可選擇性活化之塗層，且使 15經塗覆之基材之至少一部份選擇性地活化而形成黏著結 合。第2圖係顯示依據此一實施例之流程圖。 於第2圖，可選擇性活化之先黏著劑先質分散液被沈積 於基材（ST 100)上。於先質溶液乾燥後，或於仍呈水性狀態 時’黏著劑先被加熱(於HMA之情況），或壓力被施加(於PSA 20之情況)於至少一選定區域。由於活化步驟(ST 102)結果， 黏著形成(ST 104)。基材可包含，例如，紙、硬紙板、膜、 玻璃、陶瓷、織物、複合材料、纖維、木材、金屬、以黏 土塗覆之紙板、非機織之衛生用品、書本裝訂物、塑料模 製物件、混凝土，及遞青。 58 於本發明之另一實施例’步驟丨犯及⑺々可被省略，即， 可選擇性活化之黏著劑先質溶液可簡單地塗敷至基材之至 少一部份。然後，形成之經塗覆之基材被運送至另一用以 活化之位置，或可貯存以供其後使用。因此，有利地，當 5與習知技藝HMA或PSA相比時，本發明之黏著分散液提供 “隨選(on-demand)”黏著劑之來源，藉此，大量之經塗覆之 基材可被形成，及貯存以供其後使用。 於另一實施例，此間所示之分散液可於製造設備，，於線 上(online)”製造。例如’於HMA之情況，蠟、增黏劑，及 10 聚合物可依循製備HMA之傳統方法摻合。但是，替代典型 上所為之以枕頭、方形口香糖或糖果型式後處理HMA，熔 融混合物可被泵取且與表面活性劑一起計量至機械式分散 設備，其間，與水混合，其可被加工處理成最終產物。有 利地’此製備方法能去除形成枕頭狀物，將其運送至分散 15 加工處理處，及重新熔融之中間步驟，而能省錢。 於另一實施例，黏著劑可自能形成黏著劑之聚烯煙、 分散劑，及水製成’其中，此黏著劑具有約〇.1至約1〇〇微 米之平均顆粒尺寸及少於5之多分散性之至少一者。 依據本發明實施例之方法及組成物可用於配製數種物 20 件。水性分散液可藉由各種程序塗覆至基材上，例如，藉 由噴灑塗覆、簾式流動塗覆、以軋式塗覆器或凹版塗覆器 塗覆、粉刷塗覆，或浸潰。塗層較佳係藉由使經塗覆之基 材加熱至50至150°C持續1至300秒而乾燥，即使此乾燥可藉 由任何適合手段完成。例如’本發明之水性分散液可於諸 59 如紙、硬紙板、膜、破璃、陶瓷、織物、複合材料、纖維' 木材、金屬、以黏土塗覆之纸板、非機織之衛生用品、書 本骏訂物、塑料模製物件、混凝土，及瀝青之基材之表2 上塗覆及乾燥。特別地，本發明之實施例係特別地與赛璐 5 路(celluloid)基材使用。 可用於本發明之塑料模製物件之例子包含自烯烴 (諸如，乙烯、丙烯、i•丁烯、3_甲基-i•丁烯、4•曱基戊 烯、3-甲基-1-戊烯、^庚烯、卜己烯、丨_辛烯、丨·癸稀，及 卜十二碳烯)之同聚物及共聚物（包含彈性體)（典型代表係 10聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-3-甲基_1_丁烯、聚_3_曱 基-1-戊烯、聚-4-甲基_丨·戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯小 丁烯共聚物，及丙烯_丨_丁烯共聚物）；^^烯烴與共軛或非 共軛二烯之共聚物（包含彈性體)（典型代表係乙烯_丁二烯 共聚物，及乙烯-乙又基降冰片烯共聚物）；聚烯烴（包含彈 15性體)(諸如，二或更多種α-烯烴與共軛或非共軛二烯之共 聚物，典型代表係乙烯_丙烯_丁二烯共聚物，乙烯-丙烯-二 環戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5·己二烯共聚物，及乙烯· 丙稀-乙冬基降冰片稀共聚物）；乙烯-乙稀基化合物共聚物 (諸如乙烯-乙酸乙稀醋共聚物、乙稀-乙稀基醇共聚物、 20乙稀-氯乙稀共聚物、乙稀丙稀酸或乙稀_(甲基）丙稀酸共聚 物，及乙烯甲基）丙烯酸酯共聚物）；笨乙烯系共聚物（包含 彈性體)(諸如，聚苯乙稀、ABS '㈣腈·笨〔稀共聚物， 及α·曱基笨乙稀'笨乙烤共聚物）；及笨乙埽喪段共聚物（包 含彈性體)(諸如，笨乙烤_丁二稀共聚物及其水合物，及苯 60 1335349 美國專利第 6,538,070、6,566,446、5,869,575、 6,448,341、5,677,383、6,316,549、6，111，023，或5,844,045 號案（其每—者在此被全部併入以供參考之用）所述之聚合 - 物組成物亦適於作為某些實施例之基材。當然，聚合物之 5換合物亦可使用。於某些實施例，摻合物包含二種不同之 齊格勒-那塔聚合物。於其它實施例，摻合物可包含齊格勒 -那答及茂金屬聚合物之摻合物。於其它實施例，此間使用 鲁之熱塑性樹脂係二種不同茂金屬聚合物之摻合物。 有矛!地’依據本發明之一或多個實施例，當塗覆於基 1〇材上時，係可提供黏著結合，其即使於曝置於冷藏或冷凍 後仍保持有效。再者，實施例可提供可於比形成技藝組成 物更低之溫度時之乾燥或濕條件下形成之黏著劑。 雖然本發明已關於有限數量之實施例作說明，但具有 此揭路内谷之利益之熟習此項技藝者會瞭解其它實施例可 ;未偏離此間揭露之本發明範圍而衍生。因此，本發明之 • 範目冑㈣所附t請專職圍限制。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示一種適於形成依據本發明實施例之分散液 之例示裝置。 • 第2圖顯不例示依據本發明一實施例之方法之流程圖。 【主要元件符號說明】 20…擠塑機 30......後壓調節器、熔融泵，或齒輪泵 62 1335349 40……鹼貯存器 50……起始水貯存器

Claims (1)

1335349

號專利申請案申請專利範圍修正本 修正日期：99年3月

1. 一種形成黏著結合之方法，包含： 使一水性分散液沈積於基材上形成一可選擇性活化之塗 層，該水性分散液包含： (A) 至少一能形成黏著劑之聚合物； (B) 至少一分散劑；及 (C) 增黏樹脂、蝶》或油之至少·一者， 其中，該分散液具有約0.1至約100微米之平均顆粒尺 寸’及少於5之多分散性之至少一者；及 選擇性地活化該經塗覆之基材之至少一部份而形成該黏 著結合， 其中選擇性活化的步驟包含加熱至低於15〇乞的溫度與 施加壓力之至少一者。 2·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含於選擇性活 化别乾無該經塗覆之基材。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該水性分散液係 於低於該聚合物之熔融溫度之溫度下沈積於該基材上。 4. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中，該選擇性活化包 含施加壓力 5.如申請專利範圍第㈣之方法，進—步包含使一第二基 材與該經塗覆之基材接合。

書本裝訂物或塑料模製物件之至少—者。 64 1335349 7. 如申請專利範圍第1項之方法，該分散液具有約0.1至約 10微米之平均顆粒尺寸。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該組份(A)、（B)， 及（C)總共係該分散液之約1至約74體積％。 5 9.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該分散劑係以該 組份(A)及(B)之約1至約30pph之量存在。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該分散液包含約 26至約99體積％之水。 11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該選擇性活化包 10 含加熱至一低於約150 °C之溫度。 12. —種水性熱溶融黏著分散液，包含： (A) 至少一能形成黏著劑之聚合物，該黏著劑係可藉由加 熱至低於150°C的溫度與施加壓力之至少一者而可選擇 性地活化； 15 (B)增黏樹脂、蠟或油之至少一者； (C) 分散劑；及 (D) 水， 其中，該分散液具有約0.1至約100微米之平均顆粒尺 寸，及少於5之多分散性之至少一者。 20 13.如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該組份(A)、 (B) ，及(C)總共係該分散液之約1至約74體積％。 14. 如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該分散劑係以 該組份(A)及(B)之約1至約30pph之量存在。 15. 如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該水係以該總 65 1335349 分散液之約26至約99體積％之量存在。 16. 如申請專利範圍第12項之分散液，進一步包含殺生物 劑，其係以總重量之約0至約1重量％之範圍存在。 17. 如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該聚合物具有 5 約0.1至約10微米之平均顆粒尺寸。 18. 如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該聚合物包含 選自以乙烯為主之聚合物、以丙烯為主之聚合物、丙烯 -乙稀共聚物，及非結晶性聚α -烯烴所組成族群之至少 一者。 10 19.如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該聚合物包含 不可水解之聚合物。 20. 如申請專利範圍第19項之分散液，其中，該聚合物包含 乙烯乙酸乙烯酯。 21. 如申請專利範圍第12項之分散液，其中，該聚合物包含 15 乙烯/α-烯烴嵌段互聚物。 22. 一種物件，包含： 一黏著元件，其中，該黏著元件之至少一部份是自一可 選擇性地活化之塗層所形成，其中，該可選擇性活化之 塗層係包含一分散液，該分散液包含： 20 (Α)至少一能形成黏著劑之聚合物； (Β)增黏樹脂、蠟或油之至少一者； (C) 分散劑；及 (D) 水， 其中，該分散液具有約0.1至約100微米之平均顆粒尺 66 1335349 寸，及少於5之多分散性之至少一者，以及 其中該塗層係經由加熱至低於150°C的溫度與施加壓力 之至少一者而可選擇性地活化； 其中，該分散劑係以該組份(A)及(B)之約1至約30 pph之 5 量存在。 23. 如申請專利範圍第22項之物件，其中，該組份(A)、（B)， 及(C)總共係該分散液之約1至約74體積％。 24. 如申請專利範圍第22項之物件，其中，該水係以總體積 10 之約26至約99%之量存在。 25. 如申請專利範圍第22項之物件，其中，該分散液具有約 0.1至約10微米之平均顆粒尺寸。 26. —種形成經塗覆之基材之方法，包含： 使一水性分散液沈積於一基材上而形成一可選擇性活化 15 之塗層，該分散液包含： (A) 至少一能形成黏著劑之聚合物； (B) 至少一分散劑； (C) 增黏樹脂、蠟或油之至少一者；及 (D) 水， 20 其中，該分散液具有約0.1至約100微米之平均顆粒尺 寸，及少於5之多分散性之至少一者，以及 其中該塗層係經由加熱至低於150°C的溫度與施加壓力 之至少一者而可選擇性地活化。 27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中，該基材包含紙、 67 1335349 硬紙板、膜、玻璃、陶瓷、織物'複合材料、纖維、木 材、金屬、以黏土塗覆之紙板、非織物型衛生用品、書 - 本裝訂物、塑料模製物件、混凝土，及瀝青之至少一者。 28.如申請專利範圍第26項之方法，其中，該分散液具有約 5 ο.1至約10微米之平均顆粒尺寸。 29‘ 一種水性壓敏性黏著分散液，包含： (A) 能形成黏著劑之聚合物，該聚合物係選自以乙烯為主 • 之嵌段互聚物、以丙烯為主之共聚物及同元聚合物，及 1〇 以笨乙烯為主之共聚物及嵌段共聚物所組成族群之至少 —者； (B) 至少一分散劑； (C) 增黏樹脂、壤或油之至少一者；及 ⑴)水， 15 ”中，該分散液具有約0.1至約100微米之平均顆粒尺 寸及少於5之多分散性之至少一者。 • 3 0.如申請專利範圍第2 9項之黏著分散液，其中，該組份 31 () (B)，及(C)總共係總體積之約1至約74體積％。 h如申請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該分散劑 2〇 &係以該組份(A)及(B)之約1至約30PPh之量存在。 2. 2請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該水係以 、息量之約26至約99體積％之量存在。 33.如申請專利範圍第29項之黏著分散液，進一步包含殺生 物劑，該权生物劑係以總重量之約〇至約i重量％之範圍 存在。 68 1335349 34.如申請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該聚合物 具有約0.1至約1〇微米之平均顆粒尺寸。 3义如申請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該聚合物 具有300,000或更少之Mw。 5 36·如申請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該聚合物 具有200,000或更少，約〇.1至約1〇微米之平均顆粒 尺寸’該組份(A)及（B)之約1至約30 pph之含量之分散 劑’且其中，該水係以總量之約26至約99體積％之量存 在。 1〇 37.如申請專利範圍第29項之黏著分散液，其中，該聚合物 具有150,000或更少之Mw。 38. 如申請專利範圍第12項之分散液，組份a包含： (A)乙烯/α·烯烴嵌段互聚物’其包含乙烯及α_烯烴之聚合 化單元’其中，該互聚物特徵在於大於〇且最高達約1〇 之平均嵌段指數，及大於約1.3之分子量分佈，μw/Mn。 39. 如申請專利範圍第38項之分散液，其中，該平均嵌段指 數係大於0，但少於約0·4。 40·如申請專利範圍第38項之分散液，其中，該平均嵌段指 數係約0.1至約0.3之範圍。 20 41.如申請專利範圍第38項之分散液，其中，該平均嵌段指 數係約0.4至約1.0之範圍。 42. 如申請專利範園第38項之分散液’其中’該互聚物具有 少於0.91 g/cc之密度。 43. 如申請專利範圍笫38項之分散液，其中’該互聚物具有 69 1335349 約0.86 g/cc至約〇 91 g/cc範圍之密度。 44·如申請專利範圍第38項之分散液，其中，該α-烯烴係苯 乙烯、丙稀、丨-丁烯、卜己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、 降冰片烯、1-癸烯、丨，^己二烯，或其等之混合物。 45·如申請專利範圍第12項之分散液，組份A包含： (A)乙烯/α-烯烴嵌段互聚物，其包含乙烯及…烯烴之聚合 化單元，該互聚物特徵在於具有至少一藉由升溫洗提分 級術（Temperature Rising Elution Fractionation)(“TREF”) 獲得之餾分，其中，該餾分具有大於0.3且最高達約1.0 之平均嵌段指數，且該乙烯/α-烯烴嵌段互聚物具有大於 約1.3之分子量分佈，Mw/Mn。 1335349 第095124815號專利申請案圖式修正頁 修正曰期：99年3月 广…，一—*_ I fr〇9

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