生物可降解的無襯墊黏著膠帶及標簽的制作方法
【專利說明】生物可降解的無襯墊黏著膠帶及標簽
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本發(fā)明要求2012年6月28日提交的美國臨時申請No. 61/665, 342的權(quán)益。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及黏著標簽及膠帶的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及可生物降解、無襯墊的標簽 和膠帶的技術(shù)領(lǐng)域。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 黏著標簽及膠帶典型的由涂覆壓敏膠（PSA)的基材組成，為使PSA在所欲放置的 位置或應(yīng)用前不與基材或背紙黏著，可使用一 "襯墊"或"背紙"，此分離式襯墊通常較易移 除且最終被棄置，因此，此方法及手段本質(zhì)上不環(huán)境友好，其它可避免背紙廢棄物問題的手 段已由研宄人員開發(fā)出來。
[0006] 例如，W020081124描述了層狀結(jié)構(gòu)，其在一可能實施例中包含作為粘結(jié)層的聚酯 酰胺以及一聚烯烴層。
[0007] 美國專利5, 700, 344描述使用一種雙組份膠黏劑，其包含10_50wt %具有大于 30, 000g/mol分子量（Mn)的可生物降解的熱塑性樹脂；及20-90wt%可生物降解的增粘樹 月旨，其包含一種聚乳酸組合物，具有小于20, 000g/m〇l數(shù)均分子量（Mn)及低于60°C的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)。
[0008] 美國專利7, 125, 824描述用于無襯墊標簽原料的改良型熱成像標記物，包含基材 和具有發(fā)色團的涂層。
[0009] W0 200703079 A1描述在層狀結(jié)構(gòu)中使用一聚酯酰胺共聚物作為熱熔膠，其中熱 熔膠粘結(jié)劑本身為結(jié)構(gòu)中的一層，組合物包含增塑劑和增粘劑。
[0010] 美國專利6, 172, 167揭示了使用具有良好機械性能和環(huán)境性能的特定的聚酯酰 胺聚合物用來制造壓敏膠。聚合物具有一般結(jié)構(gòu)_ (CB-VB)-作為建構(gòu)嵌段，其中CB表示具 有固定長度的嵌段，其VB表示具有可變長度的嵌段，當數(shù)均分子量大于10, 000g/m〇l時，聚 合物組合物具有提高的強度、剛度、彈性及延展性并且呈現(xiàn)改良的成膜性和成纖維性。
[0011] 雖然這些以及其它發(fā)明可提供標簽及膠帶與基材粘接的手段，但是它們未能解 決提供相對或?qū)嵸|(zhì)上無黏性的可生物降解的無襯墊的標簽或膠帶（例如，PSTC編號5 或FINAT編號9或相似ASTM方法決定），及/或室溫及/或典型貯存溫度且可能最高達 60°C_150°C展示出改良的剝離測試結(jié)構(gòu)（例如，ASTM D3300/D3300M)及/或剪切測試結(jié)果 (例如，ASTM D3654/D3654M)，能于目標基材上簡化貯存及放置，但可輕易加熱且粘附于基 材上的問題。
[0012] 發(fā)明概述
[0013] -方面，本發(fā)明提供一種無襯墊的標簽或膠帶組合物，包含實質(zhì)上可生物降解的 紡織或無紡、天然或合成的基材，以及浸漬于該基材中的包含至少90重量％的聚酯酰胺分 段嵌段共聚物的制劑。
[0014] 另一方面，本發(fā)明提供一種制備具有無襯墊標簽或膠帶組合物的制備方法，其包 含以包含至少90wt%的聚醋酰胺分段嵌段共聚物（segmented block copolymer)的制劑浸 漬實質(zhì)上可生物降解的紡織或無紡、天然或合成的基材。
[0015] 另一方面，本發(fā)明提供一種將標簽或膠帶施用于基材的方法，該基材包含實質(zhì)上 可生物降解的紡織或無紡、天然或合成的基材，該基材已經(jīng)用包含至少90wt%的聚酯酰胺 分段嵌段共聚物的制劑浸漬，在第二基材的表面或與其抵靠，在使無襯墊的標簽或膠帶組 合物的表面附著在第二基材的表面上的條件下，在大于聚酯酰胺分段嵌段共聚物的熔融溫 度的溫度對其加熱。
[0016] 發(fā)明詳述
[0017] 本發(fā)明提供無襯墊的標簽或膠帶，基于聚酯酰胺組合物在室溫以及高達其熔點 時可能無粘接性的性質(zhì)，其方便貯存及放置，但是其在適當增加的溫度，較佳的60°C至 150°C，能夠容易的粘附到目標基材上，標簽也可被印刷，且無襯墊并且可生物降解，因此顯 著降低了其環(huán)境影響，雖然此行業(yè)將"無襯墊標簽"定義為自行纏繞于面材的背面具有一離 型涂層，這樣成品不會粘接到滾筒的其它標簽的PSA標簽，但術(shù)語"無襯墊"于此處使用時 簡單的意指本發(fā)明標簽無需一分離式的附加層以避免使其貼附于目標表面之前與任何其 它表面黏著，然后分離式的另外層被廢棄。再者，與此術(shù)語的產(chǎn)業(yè)使用方式相反，本發(fā)明的 無襯墊標簽及膠帶無需用任何離型涂層以促進退纏繞。
[0018] 標簽及膠帶本身可呈紡織或無紡的形式；可為合成或天然（例如，生物基）；且非 限制性的例子可為基于纖維素的，例如，紙，紙板，或棉花；基于聚烯烴的，例如，聚乙烯或聚 丙烯；基于聚酰胺的，例如，尼龍，絲，或毛；基于聚酯的，例如，聚乳酸；或上述材料的組合。 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 活性制備的材料（例如，羥基丁酸酯）等，需使此類標簽或膠帶完全或?qū)嵸|(zhì)上生物可降解。 "實質(zhì)上"一般意指在給定時間段內(nèi)暴露于天然條件下，包含例如暴露于氣候、堆肥條件，及 其組合，可至少90wt %降解為環(huán)境友好化合物。
[0019] 本發(fā)明使用作為浸漬劑的熱塑性聚酯酰胺嵌段共聚物或包含此熱塑性聚酯酰胺 嵌段共聚物的制劑。在一個【具體實施方式】中，此共聚物選自下述群組：
[0020] (a)包含重復單元一 [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 或鍵接，R 獨立 的是脂族或雜脂族，脂環(huán)族或雜脂環(huán)族，芳族或雜芳族基團，AA是一C0 -Rr 一C0一0一，其 中R'是鍵接或脂肪族，其中DV是一 [R" - 0]-且R"是一脂肪族或雜脂族，脂環(huán)族或雜 脂環(huán)族，或芳香族或雜芳香族的基團；
[0021] (b)包含重復單元一 [Hl-AA]-，-[DV-AA]-，及-[D2-0-AA] -的聚合物，其中，D2 獨立的選自脂族或雜脂族，脂環(huán)族或雜脂環(huán)族，或芳香族或雜芳香族的基團；
[0022] (c)包含重復單元一[H1-AA]-，一 [R - 0-AA]-，及-M-(AA)n-的聚合物，其中M是 n價有機部分，且n是3或以上；
[0023] (d)包含重復單元一 [H1-AA]-，一 [R - 0-AA]-，以及一PA-(C0- 0- R)n-的聚合 物，其中PA是n價有機部分，并且n是3或以上；
[0024] (e)包含重復單元一 [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獨立的選自脂族或雜脂族，脂環(huán)族 或雜脂環(huán)族，或芳香族或雜芳香族的基團，且其中D是一 [R - 0]-；
[0025] (f)包含重復單元一 [H2-AA]-，一 [R - 0-AA]-，及一PA-(COOR)n-的聚合物；
[0026] (g)具有化學式 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代表二元醇官能殘基，其中CO-AA1，2-CO代表脂肪族二 羧酸官能團或高沸點二酸酯官能團的殘基，其中0-AD-0表示聚酰胺二元醇官能團的殘基， 其中，x和y為括號內(nèi)聚合物嵌段的重復單元數(shù)；
[0027] (h)具有重復單元一 [H2-D] -，一 [H2-0-D2] -，[D-AA]-，以及-[D2-0-AA]-的聚合 物；
[0028] (i)具有化學式 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團的殘基；及
[0029] (j)它們的混合物。
[0030] 在另一個特別的實施方式中，熱塑性聚酯酰胺嵌段共聚物可選自下列群組：
[0031] (a)包含重復單元一 [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 或鍵接，R 獨立的選自脂族或雜脂族，脂環(huán)族或雜脂環(huán)族，芳族或雜芳族基團，AA是一CO - R' - CO- 〇 -，其中R'是鍵接或脂族基團，其中DV是一[R" - 0]-且R"脂肪族或雜脂族，脂環(huán)族或 雜脂環(huán)族，或芳香族或雜芳香族的基團；
[0032] (b)包含重復單元一 [Hl-AA]-，- [DV-AA]-，以及-[D2-0-AA]-的聚合物，其中 D2 獨立的是一脂族或雜脂族，脂環(huán)族或雜脂環(huán)族，芳族或雜芳族基團；
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