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CN108084929A - 用于清澈对清澈标签的热熔压敏粘合剂 - Google Patents

用于清澈对清澈标签的热熔压敏粘合剂 Download PDF

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CN108084929A
CN108084929A CN201810076821.1A CN201810076821A CN108084929A CN 108084929 A CN108084929 A CN 108084929A CN 201810076821 A CN201810076821 A CN 201810076821A CN 108084929 A CN108084929 A CN 108084929A
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melt pressure
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X·邢
S·王
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Avery Dennison Corp
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Abstract

本发明提供一种热熔压敏粘合剂，其包含低嵌段级份SIS作为基础聚合物，低粘度和低分子量的氢化脂环族烃树脂作为增粘剂，高粘度和高分子量石蜡油作为增塑剂，以及聚乙烯蜡。该粘合剂可以实现包括如下的性能特征：清澈对清澈的饮料瓶贴标签，透明性，抗水变白性，在标签施用后首先的4‑8小时内的再定位性，膜面材的低溶胀性，用于配混和涂布的可加工性的低粘度，气味低和颜色浅。

Description

用于清澈对清澈标签的热熔压敏粘合剂
技术领域
本发明一般涉及用于压敏粘合剂的组合物，特别涉及改进的粘合剂，其提供更高质量的标签，同时在包括配混和涂布所述改进的粘合剂的方法中保持良好的可加工性。
背景技术
粘合标签和胶带是众所周知的。在典型的标签结构中，将一层或多层粘合剂涂布或以其他方式施加到释放衬里上，然后层压到面材如纸，聚合物膜或其它吸墨性柔性材料上。在典型的胶带结构中，聚合物薄膜或织造纸在一个表面上涂有粘合剂，然后将其自身卷绕。胶带和标签中使用的粘合剂包括橡胶基和丙烯酸基压敏粘合剂(PSA)。可以将PSA从有机溶剂，水分散体或热熔体施加到释放衬里或面材上。
热熔PSA(HMPSA)可以为消费品和工业产品的商品如玻璃，金属和塑料容器提供方便且经济的贴标签方式。HMPSA易于以固体形式处理，它们在没有任何辅助处理的情况下迅速形成粘合剂粘合，并且它们通常具有长的保质期。而且，由于HMPSA不包含溶剂，所以其通常对环境友好且成本有效。
HMPSA的一个实例可以在美国专利号5,942,569中找到，其描述了包含粘性热熔组合物的粒料形式的聚合物组合物，其包含a)约5重量％至约90重量％的热塑性聚合物，b)约0重量％至约65重量％的增粘树脂，c)约0重量％至约50重量％的增塑剂，d)至多约2重量％的抗氧化剂，和造粒助剂，其中所述粘性热熔组合物具有一些最小量的增粘剂或增塑剂，并且是在约25℃下储能模量G'小于约5×106达因/cm2的压敏粘合剂，并且各粒料具有基本上无粘性的表面。该公开内容进一步包括适用于模塑制品的粒料形式的聚合物组合物。该组合物包含粘性热熔组合物，其包含至少一种通式构型A-B-A的高分子量三嵌段共聚物和增塑剂和造粒助剂。造粒助剂基本上包围粘性组合物，使得模制品基本上没有表面粘性。还公开了一种形成粒料的方法。
美国专利第7,595,365号的HMPSA公开了使用聚α-烯烃油或聚α-烯烃油的组合来改性增粘剂的软化点特性。该公开内容还包括含有增粘剂和聚α-烯烃油的组合物。
美国专利号8,076,422公开了一种用于可再密封包装的热熔粘合剂，其包含30至90重量％的至少一种基于乙烯和/或丙烯与C4-C12α-烯烃的共聚物，其可通过茂金属-催化聚合得到，熔体指数为5-100克/10分钟(DIN ISO 1133)。所述粘合剂进一步包含5-50重量％的软化点为80-140℃的增粘树脂，0-15重量％的熔点为120-170℃的蜡和0.1-20重量％的添加剂和助剂。粘合剂在170-190℃的温度下测得的粘度为25,000-250,000mPas。
其他的HMPSA组合物也由美国专利号9,242,437；美国专利申请公开号US2005/0013996，US2006/0251890，US2010/0193127和US2016/0272856；和国际专利申请公开号WO2002/074837和WO2006/107763提供。
即使鉴于这些参考文献，也存在提供性能特性(例如抗水变白性，可再定位性和/或光学清澈性)改进的高性能HMPSA的需求。
发明概述
在一个实施方案中，本发明涉及热熔压敏粘合剂。粘合剂包含基础聚合物，其中基础聚合物包含苯乙烯-异戊二烯共聚物。基础聚合物优选具有小于30重量％的二嵌段级份。粘合剂还包含增粘剂，其中增粘剂包含氢化脂环族烃树脂。优选地，增粘剂的重均分子量在300-800范围内。粘合剂还包含增塑剂，其中增塑剂包括40℃下运动粘度为400-1000mm2/秒的石蜡油。优选增塑剂的数均分子量为400-1000，40℃下的运动粘度为400-700mm2/秒。该粘合剂可以进一步包含聚乙烯蜡。优选地，聚乙烯蜡在140℃的动态粘度为150-500厘泊且倾点大于100℃。
在另一个实施方案中，本发明涉及一种标签。标签包括用于接收印刷标记的面材层。根据一个实施方案，标签还包括热熔压敏粘合剂层。
在另一个实施方案中，本发明涉及一种贴标签的容器。贴标签的容器包括限定外表面的容器。贴标签的容器还包括粘合到容器外表面的根据一个实施方案的标签。
在另一个实施方案中，本发明涉及一种将标签施加到容器的方法。该方法包括提供限定外表面的容器。该方法还包括提供根据一个实施方案的标签。该方法还包括将标签粘合到容器的外表面，由此将标签施加到容器。
附图说明
以下参考附图详细描述本发明，其中相同的附图标记表示相似的部分。
图1是根据本发明的一个实施方案的贴标签的容器(例如瓶子)的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方案的具有面材层，热熔压敏粘合剂层和衬里的标签的横截面图的示意图。
发明详述
本发明一般涉及热熔压敏粘合剂(HMPSA)，其用于标签应用中时提供性能特征的有利组合，同时保持良好的可加工性。例如，对于暴露于潮湿或湿润环境中的粘合剂来说，具有高水平的抗水变白性能是有益的。对于用于容纳饮料，个人护理产品或其他物品的玻璃瓶或塑料瓶的粘合标签，这种潮湿条件是常见的。还有用的是标签可移除和/或可再定位，而不会在标签被去除的瓶或其他容器上留下显著的粘合剂残留物。对于要重复使用或回收的容器来说，这一特性尤其重要。另外，光学清澈(clear)或透明的粘合剂可以允许目视通过类似清澈或透明的容器(例如玻璃瓶)来贴附标签。粘合剂容易加工的能力也是优选的特性，这使得粘合剂能够更好地在标签或其他物品上形成高质量的涂层。
然而，HMPSA很难同时显示所有上述特性。其中一个原因是改善一个特性的组分通常对另一个特性有不利的影响。例如，低水变白和可再定位的所需特性可与使用具有高分子量和高粘度的粘合剂组分相关联。然而，使用具有高分子量和高粘度的粘合剂组分往往不利地影响配混的容易性和高质量的涂布性质。
本发明人现在已经发现，任选以特定量使用的组分的特定组合令人惊讶地提供了高性能HMPSA，其表现出非常需要的性能特征例如抗水变白性，可再定位性和/或光学清澈性的组合。有利的是，这些HMPSA还表现出在粘合剂和标签制造和应用期间的可加工性方面的改善，以及在最终用户产品中良好的粘合性和标签质量。
具体而言，已经发现包含如下组分的HMPSA组合物：包含石蜡油的增塑剂；和包含氢化脂环族烃树脂的增粘剂；各自任选地具有在特定范围内的分子量和粘度，令人惊讶地提供了具有上述性能特征组合的HMPSA。例如，粘合剂可用于生产具有良好的透明性，可再定位性和抗变白、油迁移、溶胀或起皱的标签，同时仍然易于在标准配混和涂布应用中使用。
不受特定理论的束缚，据信石蜡油与作为HMPSA的基础的SIS嵌段共聚物具有良好的相容性，因为石蜡油和SIS嵌段共聚物都具有线性分子结构。粘合剂层的这些组分的内部相互作用可以起到例如限制油迁移和控制粘合的聚合物结构化膜面材的溶胀和起皱的作用。另外，氢化脂环族烃树脂相对于线性脂族烃树脂的低分子量可以使氢化脂环族树脂增加HMPSA的可加工性而不会不利地影响其软化点。由于HMPSA组合物总体上具有疏水性，粘合剂的水变白也被最小化。
在一个实施方案中，HMPSA包括基础聚合物、增粘剂和增塑剂。在一些实施方案中，HMPSA还包括聚乙烯蜡。在一些实施方案中，基础聚合物包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物，增粘剂包含氢化脂环族烃树脂，增塑剂包含石蜡油。在优选的实施方案中，增塑剂在40℃下的运动粘度在400-1000mm2/秒的范围内。
HMPSA的基础聚合物包括SIS嵌段共聚物，其中“S”表示苯乙烯单体的聚合链段或“嵌段”，“I”表示异戊二烯单体的聚合链段或“嵌段”。SIS嵌段共聚物可以是不含SI二嵌段的纯三嵌段共聚物，或者可以含有一定百分比的SI二嵌段。已经发现，较高的二嵌段含量可能与SIS嵌段共聚物的粘性增加有关，并且较低的二嵌段含量可能与共聚物的弹性增加有关。HMPSA基础聚合物的二嵌段含量可以在0-50重量％，例如0-30重量％，5-35重量％，10-40重量％，15-45重量％或20-50重量％的范围内。就上限而言，二嵌段含量可以小于50重量％，例如小于45重量％，小于40重量％，小于35重量％，小于30重量％，小于25重量％，小于20重量％，小于15重量％，小于10重量％或小于5重量％。就下限而言，二嵌段含量可为至少5重量％，至少10重量％，至少15重量％，至少20重量％，至少25重量％，至少30重量％，至少35重量％，至少40重量％或至少45重量％。在一些实施方案中，基础聚合物具有小于30重量％的二嵌段级份。
SIS嵌段共聚物的苯乙烯含量也可以影响基础聚合物的性能特征。已经发现，特定的苯乙烯含量以及特定的二嵌段含量可以赋予基础聚合物高熔体流动指数(在190℃下每10分钟大于20克)和低粘度的所需性能。这些特性一起使得聚合物更适合于配混和涂布工艺。基础聚合物的苯乙烯含量可以在0-50重量％，例如0-30重量％，5-35重量％，10-40重量％，15-45重量％或20-50重量％的范围内。就上限而言，苯乙烯含量可以小于50重量％，例如小于45重量％，小于40重量％，小于35重量％，小于30重量％，小于25重量％，小于20重量％，小于15重量％，小于10重量％或小于5重量％。就下限而言，苯乙烯含量可以为至少5重量％，至少10重量％，至少15重量％，至少20重量％，至少25重量％，至少30重量％，至少35重量％，至少40重量％或至少45重量％。在一些实施方案中，基础聚合物具有小于25重量％的苯乙烯含量。
HMPSA组合物中的SIS嵌段共聚物的量可以在15-65重量％，例如15-45、20-50、25-55、30-60或35-65重量％的范围内。HMPSA组合物中的SIS嵌段共聚物的量可以在30-50重量％，例如30-42、32-44、34-46、36-48或38-50重量％的范围内。就上限而言，HMPSA组合物中的SIS嵌段共聚物的量可以小于70，小于65，小于60，小于55，小于50，小于45或小于40重量％。就下限而言，HMPSA组合物中的SIS嵌段共聚物的量可以是至少10，至少15，至少20，至少25，至少30，至少35或至少40重量％。
合适的市售线性SIS嵌段共聚物包括例如可得自山东Ju Sage TechnologyCompany LTD.(中国山东)的SIS 1220；Quintac 3433和Quintac 3421，可得自Nippon ZeonCompany，Ltd.(Louisville，KY)；Vector DPX 559，Vector 4111和Vector 4113，可得自Dexco，Exxon Chemical Co.(Houston，Texas)和Dow Chemical Co.(Midland Mich)的合伙；和KRATONTM，橡胶，例如得自Shell Chemical Co.(Houston，Texas)的Kraton 604x，Kraton D-1117，Kraton D-1107和Kraton D-1113。
在一个实施方案中，增塑剂例如石蜡油增塑剂是高分子量石蜡油。已经发现使用这种高分子量增塑剂对于粘合剂提供许多优点，而常规的HMPSA组合物没有观察到这些优点。例如，所得到的粘合剂在首次施加到基材上之后具有提高的再定位能力。更具体而言，在一些实施方案中，在初始施加后在首先的12小时内(例如在首先的11小时，10小时，9小时，8小时，7小时，6小时，5小时或4小时内)在高于5℃的温度下，可以将使用该粘合剂的标签基本完全移除，例如基本上完全从基材例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或玻璃瓶移除并再施加到基材例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或玻璃瓶。图1示出了这样的贴标签的瓶子100的实例，其中标签101被施加到瓶子100的外表面102上。由于特定的HMPSA组合物，在较长的时间后这种标签也可以干净地移除，从而基本上完全地从玻璃或PET容器的外表面移除粘合剂。术语“基本上完全移除”在本文中用于指代至少90％，至少91％，至少92％，至少93％，至少94％，至少95％，至少96％至少97％，至少98％或至少99％的粘合剂与标签保持在一起，而不与粘贴标签的容器的外表面保持在一起。
高分子量石蜡油的另一个优点是粘合剂可用于制造具有更大结构完整性的标签。例如，包含该HMPSA的标签可以表现出减少的起皱和溶胀。减少的溶胀可表明在预定的测量周期内小于5％，小于4％，小于3％，小于2％或小于1％的尺寸变化。溶胀和起皱测量期可以大于3天，大于4天，大于5天，大于6天，大于7天，大于8天，大于9天或大于10天。在高于45℃，高于50℃，高于55℃，高于60℃，高于65℃或高于70℃的温度下的储存过程中，可以观察到减少的溶胀和起皱。在相对湿度大于80％，大于82％，大于84％，大于86％，大于88％或大于90％的储存过程中可观察到减少的溶胀和起皱。在一些实施方案中，在85％相对湿度下在大于65℃下储存4天后或大于50℃下储存7天后，包含HMPSA的标签在尺寸上没有变化或在各维度(例如纵向(machine direction)和横向)上的变化小于2％。
而且，令人惊奇地发现，这些石蜡油可以提高标签的稳定性，同时标签层内和层间油的迁移较少，并且超过粘合的标签的原始占用面积的粘合泄露小。这些改进不仅提高了标签在粘贴物品和锚定和保留印刷指示方面的有效性，而且从最终用户的角度增加了标签的视觉呈现。由于标签通常用于呈现重要信息，或提高消费品的可见性或吸引力，因此这些改进可显著提高标签的价值。
HMPSA组合物中的石蜡油增塑剂的量可以在5-35重量％，例如5-23，8-26，11-29，14-32，或17-35重量％的范围内。HMPSA组合物中的石蜡油增塑剂的量可以在14-26重量％，例如14-21.2，15.2-22.4，16.4-23.6，17.6-24.8或18.8-26重量％的范围内。就上限而言，HMPSA组合物中的石蜡油增塑剂的量可以小于38，小于35，小于32，小于29，小于26，小于23或小于20重量％。就下限而言，HMPSA组合物中的石蜡油增塑剂的量可以是至少2，至少5，至少8，至少11，至少14，至少17或至少20重量％。
石蜡油增塑剂可以具有400-1000，例如400-700、500-800、600-900、700-1000、400-500、500-600、600-700、700-800、800-900或900-1000的数均分子量。就上限而言，增塑剂可以具有小于1000，例如小于900，小于800，小于700，小于600或小于500的数均分子量。就下限而言，增塑剂可以具有至少400，例如至少500，至少600，至少700，至少800，或至少900的数均分子量。
石蜡油增塑剂也可具有高粘度。运动粘度可以例如使用中国标准BG/T265-1988的程序来测量。石蜡油增塑剂可以具有如下在40℃下的运动粘度：400mm-1000mm2/秒，例如400-700mm2/秒，500-800mm2/秒，600-900mm2/秒，700-1000mm2/秒，400-500mm2/秒，500-600mm2/秒，600-700mm2/秒，700-800mm2/秒，800-900mm2/秒或900-1000mm2/秒。就上限而言，增塑剂可以具有小于1000mm2/秒，例如小于900mm2/秒，小于800mm2/秒，小于700mm2/秒，小于600mm2/秒，或小于500mm2/秒的运动粘度。就下限而言，增塑剂的运动粘度可以大于400mm2/秒，例如大于500mm2/秒，大于600mm2/秒，大于700mm2/秒，大于800mm2/秒，或者大于900mm2/秒。
已经发现，具有低分子量和粘度的增粘剂的使用有利地(部分)抵消了增塑剂的高分子量和粘度。发明人已经发现，如果HMPSA的总粘度太高，则粘合剂的可加工性可能受损。具体而言，具有较高粘度的粘合剂可能更难以在与粘性标签生产相关的标准配混和涂布过程中使用。通常，随着粘合剂的粘度降低，粘合剂的可加工性提高，并且所得的粘合剂涂层更均匀和一致。
许多常见的线性脂族烃增粘剂具有在1000-4000范围内的重均分子量。发明人已经发现，通过在HMPSA中使用脂环族烃增粘剂树脂，可有利地避免高分子量线性脂族烃。脂环族烃增粘剂可具有较低的重均分子量，其在300-1000或300-800，例如300-600、400-700、500-800、300-400，400-500、500-600，600-700或700-800的范围内。就上限而言，增粘剂可具有小于800，例如小于700，小于600，小于500或小于400的重均分子量。就下限而言，增粘剂可具有至少300，例如至少400，至少500，至少600或至少700的重均分子量。作为另外的益处，脂环族烃化学结构的相对高的极性和空间位阻效应也可用于减少相关标签层内和层间的油迁移。而且，树脂的氢化产生具有减少的颜色，气味和焦炭颗粒的粘合剂层和标签。
HMPSA组合物中的脂环族烃增粘剂的量可以在15-65重量％，例如15-45、20-50、25-55、30-60或35-65重量％的范围内。HMPSA组合物中的脂环族烃增粘剂的量可以在30-50重量％，例如30-42、32-44、34-46、36-48或38-50重量％的范围内。就上限而言，HMPSA组合物中的脂环族烃增粘剂的量可以小于70，小于65，小于60，小于55，小于50，小于45或小于40重量％。就下限而言，HMPSA组合物中的脂环族烃增粘剂的量可为至少10，至少15，至少20，至少25，至少30，至少35或至少40重量％。
HMPSA可以任选地包含聚乙烯蜡。HMPSA的任选聚乙烯蜡可起到增加粘合剂的疏水性的作用。这种增加的疏水性可以帮助提高粘合剂对水变白的抵抗力，以及粘合剂干净地移除或再定位的能力。还可以选择特定的聚乙烯蜡以进一步降低HMPSA的整体粘度，并且对粘合剂的透明度具有最小的影响。
可以选择聚乙烯蜡以具有特定的硬度值。硬度值可以使用例如美国材料与试验协会(ASTM)标准程序ASTM D5中的穿透测试来测量。在这个程序中的硬度被定义为标准针穿透被测材料样品的以十分之一毫米计的距离。聚乙烯蜡可具有3-10，如3-6，4-7，5-8，6-9，7-10，3-4，4-5，5-6，6-7，7-8，8-9或9-10范围内的硬度值。就上限而言，聚乙烯蜡可以具有小于10，例如小于9，小于8，小于7，小于6，小于5或小于4的硬度值。就下限而言，聚乙烯蜡可以具有至少3，例如至少4，至少5，至少6，至少7，至少8或至少9的硬度值。
聚乙烯蜡可以具有相对较低的粘度，例如通过Brookfield粘度计测量的动态粘度。聚乙烯蜡在140℃下可具有150-500厘泊(cps)，例如150-300厘泊，250-400厘泊，350-500厘泊，150-200厘泊，200-250cps，250-300cps，300-350cps或350-400cps的动态粘度。就上限而言，聚乙烯蜡在140℃下的动态粘度可小于500cps，小于450cps，小于400cps，小于350cps，小于300cps，小于250cps或小于200cps。就下限而言，聚乙烯蜡在140℃下可具有至少150cps，例如至少200cps，至少250cps，至少300cps，至少350cps，至少400cps，或至少450cps的动态粘度。
也可以选择聚乙烯蜡以具有通过标准程序ASTM D5949测量的特定倾点。倾点定义为液体变成半固体并失去其流动特性的温度。聚乙烯蜡的倾点可以大于90℃，大于91℃，大于92℃，大于93℃，大于94℃，大于95℃，大于96℃，大于97℃，大于98℃，大于99℃，大于100℃，大于101℃，大于102℃，大于103℃，大于104℃，大于105℃，大于106℃，大于107℃，大于108℃，大于109℃或大于110℃。在一些实施方案中，聚乙烯蜡的倾点大于100℃。
HMPSA组合物中的聚乙烯蜡的量可以在0-5重量％，例如0-3，0.5-3.5、1-4、1.5-4.5或2-5重量％的范围内。HMPSA组合物中聚乙烯蜡的量可以在0-2重量％，例如0-1.2、0.2-1.4、0.4-1.6、0.6-1.8或0.8-2重量％的范围内。就上限而言，HMPSA组合物中的聚乙烯蜡的量可以小于5，小于4，小于3，小于2，小于1.5，小于1或小于0.5重量％。就下限而言，HMPSA组合物中的聚乙烯蜡的量可为零或至少0.5，至少1，至少1.5，至少2或至少2.5重量％。
HMPSA的总体粘度可以使得由Brookfield粘度计测量的在140℃下的粘合剂的动态粘度在10,000-20,000cps，例如10,000-14,000cps，12,000-16,000厘泊，14,000-18,000厘泊，16,000-20,000厘泊，10,000-12,000厘泊，12,000-14,000厘泊，14,000-16,000厘泊，16,000-18,000厘泊，或18,000-20,000厘泊的范围内。就上限而言，HMPSA在140℃下可具有小于20,000cps，例如小于18,000cps，小于16,000cps，小于14,000cps或小于12,000cps的动态粘度。就下限而言，HMPSA在140℃下可具有至少10,000，例如至少12,000cps，至少14,000cps，至少16,000cps或至少18,000cps的动态粘度。
HMPSA可以如上配制以具有稍微白色或无色的外观。HMPSA也可以配制成具有高清澈度和透明度。这可以在需要清澈或透明粘合剂或标签的应用中为粘合剂或相关标签提供益处。例如，清澈标签可以与各种不同的附着表面或材料一起使用，以允许这些附着表面的颜色或纹理通过标签保持可见。清澈或透明的粘合剂或标签也可用于清澈或透明的容器。例如，在使用玻璃瓶或塑料瓶的饮料工业中，这种“清澈对清澈(clear on clear)”的标签是常见的。在清澈对清澈标签中，标签上的任何印刷物都倾向于表现为就好像直接印刷在容器本身上一样，这部分是由于粘合剂的透明度和缺乏颜色。为了生产具有所需的缺乏颜色的粘合剂，增粘剂树脂，增塑剂油，蜡，填料和其它成分各自被选择成在粘合剂组合物中具有轻至无着色和/或良好的溶解性。
HMPSA的清澈度和透明度可根据标准协议ASTM D1003作为雾度值或根据标准协议ASTM D2805的不透明度对比率来测量。雾度值被定义为被样品散射的透射光的百分数，所述样品是通过其观察而产生上述减少的原因。HMPSA的雾度值可以是例如小于10，小于9，小于8，小于7，小于6，小于5，小于4，小于3，小于2或小于1。在一些实施方案中，HMPSA具有小于5的雾度值。不透明度对比率定义为黑色基材上的膜与白色基材上的相同膜的反射率的比率。HMPSA的不透明度对比率值可以是例如小于40，小于35，小于30，小于25，小于20，小于15，小于10或小于5。在一些实施方案中，HMPSA的不透明度对比率小于20。
HMPSA配制剂的另一个优点是变白、清澈度和透明度不受温度或湿度变化的显著影响。例如，当粘合剂加热至65℃并经1小时后雾度值和不透明度对比率可以分别独立地变化小于30％，小于28％，小于26％，小于24％，小于22％，小于20％，小于18％，小于16％，小于14％，小于12％，小于10％，小于8％，小于6％，小于4％或小于2％。加热可以包括使粘合剂与加热到65℃的水接触。加热可以包括将粘合剂浸入65℃水中。
可以选择HMPSA组合物的组分以满足食品接触要求并且通常被分类为食品安全的。例如，使用氢化增粘剂和食品级石蜡油可以使HMPSA成为食品安全的粘合剂。
本发明还涉及包含本发明的热熔压敏粘合剂的标签。标签包括用于接收印刷标记的面材层和具有如上所述组成的热熔压敏粘合剂层。标签还可以包括一个或多个面材层，一个或多个任选的印刷层，一个或多个粘合剂层以及任选的衬里层。本主题可以被用在没有印刷的标签中，但是在许多实施方案中，标签包括一个或多个印刷区域。
图2示出了根据一个实施方案的多层标签。所示标签200包括面材层201，HMPSA层202和衬里层203。HMPSA层布置在面材层的更靠近衬里层的表面204上。面材层的相反表面205可以构造成接收印刷标记。该任选标记可以直接印刷到表面205上；嵌入在层201、202或203中的任何层中；或印刷在标签200的任何其他表面上。图2所示的层可以如图所示彼此直接相邻地定位，或者可以在它们之间具有一个或多个附加层。附加的层可以包括例如一个或多个涂层，支撑层，印刷层，反射层，层压层等。所示的任何一个或多个层也可以包括两个或更多个子层，每个子层具有不同的组成、构造和功能。
面材可以包括例如纸面材，纸板面材，塑料面材，包括纸层和塑料层的多层层压面材，或者在工业中常用的任何其它材料。多层层压面材可以包括覆盖塑料层的纸层。多层层压面材的塑料层可以挤出或涂布到纸层上。纸层可以包括例如高光纸，半光泽纸，平版印刷纸或电子数据处理(EDP)纸；并且可以被配置用于例如多色打印，打字机打印或喷墨打印。塑料层可以包括例如聚酯，例如PET；聚烯烃如聚丙烯(PP)，乙烯-丙烯共聚物，聚乙烯(PE)；和其他材料。其他聚合物膜材料包括聚氨酯基聚合物，例如聚醚聚氨酯和聚酯聚氨酯；酰胺基聚合物，包括聚醚聚酰胺共聚物；丙烯酸基聚合物，包括聚丙烯酸酯和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物；基于聚酯的聚合物，包括聚醚聚酯；氯乙烯；偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚丙烯腈；聚碳酸酯；聚酰亚胺；或类似材料。面材可以包括柔性面材。面材可以包括透明的聚合物膜。在某些应用中，利用“收缩”膜或定向膜作为面材层可能是有用的。本发明的主题包括，例如，诸如PET的双轴取向膜作为面材层。
在一些实施方案中，标签还包括设置在面材层上的印刷物。印刷物可以包括墨水，染料，颜料或类似材料的层或区域。可以理解的是，“染料”和类似术语是指以分子分散或溶解形式存在的可见光吸收化合物。“颜料”和类似术语是指以非分子分散或颗粒形式存在的可见光吸收材料或化合物。“墨水”等术语是指含有染料和/或颜料的可涂布或可印刷配制剂。尽管本主题主要针对包括视觉可感知的印刷物的标签，但是可以设想，标签可以仅或主要包括在UV光或其他条件下指示的印刷物。
HMPSA层可以直接应用于面材并与面材接触。在HMPSA层和面材之间可以存在中间层。标签可以包括两层或更多层的HMPSA和/或面材。可以将标签的HMPSA层以例如5-30克每平方米(gsm)的涂布重量涂布到面材上。粘合剂层的涂布重量可以为6-20gsm，8-20gsm，22-30gsm，16-40gsm。在一些实施方案中，粘合剂层涂布重量在5-40gsm的范围内。就上限而言，粘合剂层涂布重量可小于40gsm，例如小于35gsm，小于30gsm，小于25gsm，小于20gsm，小于15gsm或小于10gsm。就下限而言，粘合剂层涂布重量可以为至少5gsm，例如至少10gsm，至少15gsm，至少20gsm，至少25gsm，至少30gsm或至少35gsm。
本主题可以包括在本文所述的任何标签构造中引入一个或多个清澈或透明层。本主题还可以包括在本文所述的任何标签构造中引入一个或多个金属层或金属箔。也可以设想，标签结构还可以包括一个或多个透明层和一个或多个金属层的组合。在一些实施方案中，标签是清澈对清澈标签，其具有包括透明双轴取向聚丙烯(BOPP)膜，透明HMPSA层和透明PET衬里的层压组合物。
在一些实施方案中，标签还包括设置在HMPSA层上的衬里。可释放的衬里可以被定位成与粘合剂层相邻，使得粘合剂层被直接或间接地设置或夹在面材的底表面和可释放的衬里之间。可释放衬里可以用作保护盖，使得释放衬里保持在位，直到标签准备好附着到物体。如果标签中包含衬里或释放衬里，则可以使用各种材料和结构作为衬里。在许多实施方案中，衬里是纸或纸基材料。在许多其他实施方案中，衬里是一种或多种聚合物材料的聚合物膜。典型地，衬里的至少一个面涂布有诸如聚硅氧烷或聚硅氧烷基材料的释放材料。可以理解的是，衬里的释放涂布面被放置成与粘合剂层的另外暴露的面接触。在将标签施加到感兴趣的表面之前，将衬里移除，从而暴露标签的粘合剂面。衬里可以是单片的形式。或者，衬里可以是多个部分或面板的形式。
其它添加剂可以被添加到HMPSA，面材或衬里层中的一个或多个中以获得某种所需的特性。这些添加剂可包括例如一种或多种蜡，表面活性剂，滑石粉，硅酸盐粉末，填充剂，消泡剂，着色剂，抗氧化剂，紫外线稳定剂，发光剂，交联剂，缓冲剂，防结块剂，润湿剂，消光剂，抗静电剂，除酸剂，阻燃剂，加工助剂，挤出助剂等。
本发明还涉及包括本发明的热熔压敏粘合剂的贴标签容器。贴标签的容器包括限定外表面的容器，以及粘合到容器外表面的上述标签。在一些实施方案中，容器是瓶子。HMPSA所粘合的外表面可以包括宽范围的基材。外表面可以包括玻璃，塑料，木材，金属，这些的组合以及其他材料。在一些实施方案中，容器的外表面包括玻璃。
在一些实施方案中，容器的外表面包括塑料。外表面可以包括任何合适的聚合物或聚合物的混合物或由其形成。聚合物或聚合物混合物可以包括例如PET，回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)，高密度聚乙烯(HDPE)，聚氯乙烯(PVC)，聚乳酸(PLA)，纤维素，生物聚合物膜，低密度聚乙烯LDPE)，PP，聚苯乙烯(PS)，聚酯或其它类型的聚合物或塑料。在一些实施方案中，塑料包括PET。
虽然标签通常可以从容器移除，但是容器的外表面可以保留一部分用于将标签粘合到容器上的粘合剂。该粘合剂残留物可能污染或干扰随后的容器操作，例如稍后的洗涤，再贴标签或容器回收。在一些实施方案中，所提供的标签可以从外表面移除，而基本上所有的粘合剂保持与标签一起放置和/或保留，而不是留在外表面上。
本发明还涉及将标签施加到容器的方法。该方法包括提供限定外表面的容器和根据实施方案的标签。该方法还包括将标签粘合到容器的外表面，由此将标签施加到容器。
标签可以以分批，连续或半连续方式粘合到一个或多个容器或制品。在使用之前，可将一个或多个衬里从标签上取下，从而暴露标签的粘合剂面。然后将粘合剂面和标签与容器或制品接触并将标签施加到其上。粘合还可以包括一个或多个操作，即按压或以其他方式在标签上施加压力以促进与容器的接触和/或粘合；例如通过加热和/或暴露于UV光来活化和/或固化粘合剂；和/或干燥操作。
设想如下实施方案。还设想特征和实施方案的所有组合。
实施方案1：一种热熔压敏粘合剂，其包含：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物；包含氢化脂环族烃树脂的增粘剂；增塑剂，其包含40℃下的运动粘度在400-1000mm2/秒范围内的石蜡油；和小于5重量％的聚乙烯蜡。
实施方案2：实施方案1的实施方案，其中增粘剂具有在300-1000范围内的重均分子量。
实施方案3：实施方案1或2中任一个实施方案的实施方案，其中所述增塑剂具有在400-1000范围内的数均分子量。
实施方案4：实施方案3的实施方案，其中增粘剂的重均分子量在增塑剂的数均分子量的10％以内。
实施方案5：实施方案1-4中任一个实施方案的实施方案，其中热熔压敏粘合剂中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的浓度在15-65重量％的范围内，其中增粘剂在热熔压敏粘合剂中的浓度在15-65重量％的范围内，并且其中热熔压敏粘合剂中增塑剂的浓度在5-35重量％的范围内。
实施方案6：实施方案1-4中任一个实施方案的实施方案，其中热熔压敏粘合剂中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的浓度在25-55重量％的范围内，其中增粘剂在热熔压敏粘合剂中的浓度在25-55重量％的范围内，其中热熔压敏粘合剂中增塑剂的浓度在15-25重量％的范围内，以及其中聚乙烯蜡在热熔压敏粘合剂中的浓度小于2重量％。
实施方案7：实施方案1-6中任一个实施方案的实施方案，其中所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物具有小于30重量％的二嵌段级份。
实施方案8：实施方案1-7中任一个实施方案的实施方案，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物具有小于25重量％的苯乙烯含量。
实施方案9：实施方案1-8中任一个实施方案的实施方案，其中增塑剂在40℃下的运动粘度在400-700mm2/秒的范围内。
实施方案10：实施方案1-9中任一个实施方案的实施方案，其中聚乙烯蜡在140℃下具有150-500cps的动态粘度。
实施方案11：实施方案1-10中任一个实施方案的实施方案，其中聚乙烯蜡的倾点大于100℃。
实施方案12：实施方案1-11中任一个实施方案的实施方案，其中热熔压敏粘合剂具有小于5的雾度值。
实施方案13：实施方案1-12中任一个实施方案的实施方案，其中热熔压敏粘合剂具有小于20的不透明度对比率。
实施方案14：实施方案12的实施方案，其中在将热熔压敏粘合剂加热至65℃并经1小时后，雾度值变化小于20％。
实施方案15：根据实施方案13的实施方案，其中在将热熔压敏粘合剂加热至65℃并经1小时后，不透明度对比率变化小于20％。
实施方案16：实施方案1-15中任一个实施方案的实施方案，其中所述热熔压敏粘合剂在140℃下的动态粘度在10,000-20,000厘泊的范围内。
实施方案17：一种标签，其包括能够接收印刷标记的面材；以及实施方案1-16中任一个实施方案的热熔压敏粘合剂的热熔压敏粘合剂。
实施方案18：实施方案17的实施方案，其还包括设置在热熔压敏粘合剂层上的衬里。
实施方案19：实施方案17或18中任一个实施方案的实施方案，其中标签具有纵向长度和横向长度，并且其中将标签在大于65℃和85％相对湿度下储存四天时纵向长度和横向长度各自变化小于2％。
实施方案20：一种贴标签的容器，包括具有外表面的容器；和粘合到容器的外表面的实施方案17-19的任一个实施方案的标签。
实施方案21：实施方案20的实施方案，其中容器的外表面包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其它塑料。
实施方案22：实施方案20或21的实施方案中的任一个的实施方案，其中容器是瓶子。
实施方案23：实施方案20-22中任一个实施方案的实施方案，其中可以通过剥离将标签基本上完全从容器移除。
实施方案24：一种将标签施加到容器的方法，所述方法包括提供限定外表面的容器；提供实施方案17-19中任一个实施方案的标签；并将标签粘合到容器的外表面，从而将标签施加至容器。
实施方案25：实施方案24的实施方案，其中容器的外表面包括玻璃，聚对苯二甲酸乙二醇酯或其他塑料。
实施方案26：实施方案24或25中任一个实施方案的实施方案，其中标签可以在大于5℃的温度下在粘合后首先的8小时内基本上完全从容器移除并再施加到容器。
鉴于以下非限制性实施例，将更好地理解本发明。
实施例
根据下表1中列出的配制剂制备八种HMPSA组合物。测试HMPSA的物理和性能特征，例如溶胀，动态粘度和加工性能。结果也在表1中提供。
使用对比例A和B以及实施例1的HMPSA制备标签，并测试其溶胀。使用实施例1的HMPSA(以及使用对比例A和B的那些)的标签显示出非常好的溶胀结果。如上所述，溶胀减小的粘合剂具有更大的结构完整性，并且也可以显示出比具有更大溶胀倾向的粘合剂更少的油迁移。使用实施例1的HMPSA的标签也表现出优异的性能特征组合，例如抗水变白性，再定位性和/或光学清澈度。重要的是，实施例1的HMPSA具有较低的粘度，易于加工，并且导致高质量的标签。相反，对比例A和B的HMPSA表现出高得多的粘度，这导致加工困难和质量较差的标签。
如表1所示，实施例1-4和8的配制剂使用40℃下运动粘度在400-1000mm2/秒范围内的增塑剂。这些配制剂尤其提供具有性能特征的有利组合以及优异的可加工性的热熔PSA。这些实施例粘合剂具有高水平的抗变白性，良好的可移除性，光学清澈性和低溶胀和油迁移性。重要的是，实施例1-4表现出低的动态粘度，例如在10000-20000厘泊的范围内，这提供了形成高质量的涂层，即优异的可加工性。相比之下，对比例A-D表现出高得多的动态粘度(远高于20000厘泊，并且在一些情况下大于80000厘泊)。这些对比例，至少部分由于高粘度增塑剂，表现出差的可加工性。
另外，如表1所示，实施例1-4的HMPSA配制剂各自包含分子量在300-800的优选范围内的增粘剂。这些相对较低的增粘剂分子量可用于部分地抵消增塑剂的数均分子量，其进一步有助于降低总体动态粘度，例如在10000-20000厘泊的有利范围内。相比之下，对比例A-D的配制剂使用数均分子量大于1000的增粘剂。所得到的HMPSA具有高得多的动态粘度，例如大于35000厘泊，这给加工步骤如配混和涂布造成困难。因此，实施例1-4和对比例A-D证明了将低重均分子量增粘剂与高数均分子量增塑剂组合以配制同时满足低溶胀、低油迁移和低粘度的所需性能的粘合剂的重要性。
总之，表1中的数据显示对比例的配制剂使用在本文讨论的粘度和/或分子量范围之外的高粘度增塑剂(和任选的增塑剂和/或增粘剂)。这些对比例具有不希望的物理和/或性能特征。这些数据表明了上述组合的重要性和关键性。
虽然已经详细描述了本发明，但是在本发明的精神和范围内的修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。鉴于上述讨论，本领域的相关知识和上面结合背景和详细描述讨论的参考文献，其公开内容全部通过引用并入本文。另外，应当理解的是，本发明的各个方面和各种实施方案的部分以及下面所述和/或所附权利要求书中所述的各种特征可以全部或部分地组合或互换。在前面对各种实施方案的描述中，参考另一实施方案的那些实施方案可以适当地与其它实施方案组合，如本领域技术人员将会理解的。而且，本领域的普通技术人员将会理解，前面的描述仅仅是作为例子，并不意图限制本发明。

Claims (26)

1.一种热熔压敏粘合剂，其包含：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物；
包含氢化脂环族烃树脂的增粘剂；
增塑剂，其包含40℃下的运动粘度在400-1000mm2/秒范围内的石蜡油；和
小于5重量％的聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1的热熔压敏粘合剂，其中增粘剂具有在300-1000范围内的重均分子量。
3.根据权利要求1或2的热熔压敏粘合剂，其中所述增塑剂具有在400-1000范围内的数均分子量。
4.根据权利要求3的热熔压敏粘合剂，其中增粘剂的重均分子量在增塑剂的数均分子量的10％以内。
5.根据权利要求1-4中任一项的热熔压敏粘合剂，其中热熔压敏粘合剂中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的浓度在15-65重量％的范围内，其中增粘剂在热熔压敏粘合剂中的浓度在15-65重量％的范围内，并且其中热熔压敏粘合剂中增塑剂的浓度在5-35重量％的范围内。
6.根据权利要求1-4中任一项的热熔压敏粘合剂，其中热熔压敏粘合剂中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的浓度在25-55重量％的范围内，其中增粘剂在热熔压敏粘合剂中的浓度在25-55重量％的范围内，其中热熔压敏粘合剂中增塑剂的浓度在15-25重量％的范围内，以及其中聚乙烯蜡在热熔压敏粘合剂中的浓度小于2重量％。
7.根据权利要求1-6中任一项的热熔压敏粘合剂，其中所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物具有小于30重量％的二嵌段级份。
8.根据权利要求1-7中任一项的热熔压敏粘合剂，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物具有小于25重量％的苯乙烯含量。
9.根据权利要求1-8中任一项的热熔压敏粘合剂，其中增塑剂在40℃下的运动粘度在400-700mm2/秒的范围内。
10.根据权利要求1-9中任一项的热熔压敏粘合剂，其中聚乙烯蜡在140℃下具有150-500cps的动态粘度。
11.根据权利要求1-10中任一项的热熔压敏粘合剂，其中聚乙烯蜡的倾点大于100℃。
12.根据权利要求1-11中任一项的热熔压敏粘合剂，其中热熔压敏粘合剂具有小于5的雾度值。
13.根据权利要求12的热熔压敏粘合剂，其中将热熔压敏粘合剂加热至65℃并经1小时后，雾度值变化小于20％。
14.根据权利要求1-13中任一项的热熔压敏粘合剂，其中热熔压敏粘合剂具有小于20的不透明度对比率。
15.根据权利要求14的热熔压敏粘合剂，其中在将热熔压敏粘合剂加热至65℃并经过1小时后，不透明度对比率变化小于20％。
16.根据权利要求1-15中任一项的热熔压敏粘合剂，其中所述热熔压敏粘合剂在140℃下的动态粘度在10,000-20,000厘泊的范围内。
17.一种标签，其包括：
能够接收印刷标记的面材；以及
包含权利要求1-16中任一项的热熔压敏粘合剂的热熔压敏粘合剂。
18.根据权利要求17的标签，其还包含：
设置在热熔压敏粘合剂层上的衬里。
19.根据权利要求17或18的标签，其中标签具有纵向长度和横向长度，并且其中将标签在大于65℃和85％相对湿度下储存四天时纵向长度和横向长度各自变化小于2％。
20.一种贴标签的容器，包括：
具有外表面的容器；和
粘合到容器的外表面的权利要求17-19中的任一项的标签。
21.根据权利要求20的贴标签的容器，其中容器的外表面包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其它塑料。
22.根据权利要求20或21的贴标签的容器，其中容器是瓶子。
23.根据权利要求20-22中任一项的贴标签的容器，其中可以通过剥离将标签基本上完全从容器移除。
24.一种将标签施加到容器的方法，所述方法包括：
提供限定外表面的容器；
提供权利要求17-19中任一项的标签；和
将标签粘合到容器的外表面，从而将标签施加至容器。
25.根据权利要求24的方法，其中容器的外表面包括玻璃，聚对苯二甲酸乙二醇酯或其他塑料。
26.根据权利要求24或25的方法，其中标签可以在大于5℃的温度下在粘合后首先的8小时内基本上完全从容器移除并再施加到容器。
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