整体热熔性粘合剂包装膜及其用途
【专利摘要】本发明公开了用于包封热熔性粘合剂的丙烯聚合物类包装膜。所述包装膜在熔化阶段易于与各种热熔性粘合剂化学物质混溶，对粘合剂性能没有副作用，使得所述包装膜特别适用于以枕头、圆柱体、袋、块、盒和类似形状包装热熔性粘合剂。
【专利说明】整体热熔性粘合剂包装膜及其用途
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于包封热熔性粘合剂的包装膜。该包装膜在粘合剂熔化阶段很容易 与热熔性粘合剂混溶，不会对粘合剂性能产生副作用，使包装膜特别适合以枕头、圆柱体、 袋、块、盒（cartridge)等形式包装热烙性粘合剂。
【背景技术】
[0002] 热熔性粘合剂室温下为固体，而一般情况下在熔融或液态下使用。通常，这些粘合 剂以块状提供并由于其粘性，固体粘合剂块不仅彼此粘合或者粘合到机械处理设备上，而 且在运输过程中粘附脏物或其它污染物。此外，某些需要高粘性配制物的应用使得块变形 或冷流，除非运输期间得到支撑。
[0003] 为了解决上面问题已经开发了各种包装热熔性粘合剂的方法。一种方法是将非 粘性粉涂敷到热熔性粘合剂上，并将这些内容物装入包装膜中。在一些应用中，必须在热 熔性粘合剂熔融之前将包装膜除去。在另一些方法中，如美国专利US 5, 373, 682和US 7, 350, 644中教导的，包装膜是热熔性粘合剂的一部分，并且在熔化阶段将包装膜与粘合剂 一起溶解。尽管由于它们的用量少（通常低于5重量％的总重量），这些膜对粘合剂性能可 能没有副作用，但是重量％在加热和涂敷阶段这些膜可能不易混合到熔融的热熔性粘合剂 中。不溶部分的包装膜与热熔性粘合剂分离成为明显且单独的层，它们飘浮在熔融物表面 上和/或粘合到熔融罐壁上，并且随着时间流逝，可能给粘合剂熔融罐带来机械故障。由于 基于各种化学物质有很多种热熔性粘合剂，必须选择包装膜确保与所选的热熔性粘合剂充 分混溶。
[0004] 本领域一直需要能够更广泛地应用于各种热熔性粘合剂的热熔性粘合剂包装膜。 本发明满足该需要。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了用于各种热熔性粘合剂的整体包装膜。由于在粘合剂熔化阶段整体 包装膜易于与热熔性粘合剂混溶，且对粘合剂性能没有副作用，因此不需要除去整体包装 膜。
[0006] 申请人:发现包装膜的化学组成、熔融粘度、熔融强度、峰值熔融温度、偏移熔融温 度（offset melt temperature)和储能模量的特定组合对于形成适用于各种热烙性粘合剂 的、化学兼容并可混溶的整体热熔性粘合剂包装膜是至关重要的。
[0007] 在一个实施方式中，整体包装膜包含这样的聚合物共混物，该聚合物共混物包含 至少70重量％的丙烯含量；并且该包装膜具有（a)在200°C下约200, 000-3, 000, OOOcps 的粘度范围；(b)约90-140°C的熔融峰值温度范围；（c)小于149°C的Tm偏移温度；和 (d) 100°C下约 I X 106to I X IO8Pascal 的储能模量（G'）。
[0008]另一个实施方式涉及作为用整体包装膜包封的热熔性粘合剂的物品。当整体包装 膜占物品总重量不高于2%时，该包装膜可以在没有任意搅拌下于149°C或更高温度下完 全混溶于热熔性粘合剂中。该热熔性粘合剂包括聚-a -烯烃、橡胶、苯乙烯嵌段-共聚物、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸丁烯酯共聚物、和/或它们的混合物。整体包装膜包 含这样的聚合物共混物，该聚合物共混物包含至少70重量％的丙烯含量；并且该包装膜具 有（a)在200°C下约200, 000-3, 000, OOOcps的粘度范围；（b)约90-140°C的熔融峰值温度 范围；（c)小于149°C的Tm偏移温度；和（d) KKTC下约IX 106to IX IO8Pascal的储能模量 (G，）。
[0009] 再一实施方式涉及用包装膜包装热熔性粘合剂形成整体热熔性粘合剂包装的方 法。该方法包含步骤：（1)制备整体包装膜作为包封容器；（2)将热熔性粘合剂在熔融状态 下泵送或倒入整体包装膜中，并将该整体包装膜与热沉直接接触；（3)密封该整体包装膜； 和（4)将该密封包装冷却。所述整体包装膜包含这样的聚合物共混物，所述聚合物共混物 包含（a)约70-约99重量％的丙烯含量和（b)约1-约30重量％的丁烯和/或乙烯含量。 整体热熔性粘合剂包装是密封、非粘性包装，该包装在运输期间耐脏和其它污染物。
【具体实施方式】
[0010] 术语"烯烃热熔性粘合剂"通常用于是指所有聚烯烃基热熔性粘合剂，包括但不限 于由无定形烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和它们的共聚物制成的热熔性粘合剂。
[0011] 术语"包裹"、"包封"和"包装"在本文可互换使用，并且是指用一层膜包装热熔性 粘合剂块。该膜是非粘性或非粘连（non-blocking)的层，还用于防止粘合剂污染，用于方 便运输和加工。
[0012] 术语"整体包装膜"是指包围热熔性粘合剂块的包装膜，并且在加热和使用粘合剂 期间可以被加工（在基底上熔融和涂敷），而不用除去该膜。与包装膜类似，整体包装膜也 是非粘连的并且防止粘合剂污染。
[0013] 所述的整体包装膜包含聚合物共混物。该聚合物共混物包含至少两种热塑性聚合 物，并且基于聚合物共混物的总重量，该混合物具有至少约70重量％的丙烯含量，并且不 高于约99重量％。富含丙烯的共聚物的实例有得自Idemitsu Kosan Co. ,Ltd的LMPP400、 LMPPS600 ;得自ExxonMobile Corp的Linxar 127、Vistamaxx 6202、Vistamaxx 6102、 Vistamaxx 3980、Vistamaxx3020、Vistamaxx 3000等等。
[0014] 在一个实施方式中其它热塑性聚合物是丁烯和/或乙烯共聚单体。基于聚合物 共混物总重量，其它热塑性聚合物可以占约1重量％ -约30重量％。基于聚合物共混物 的总重量，乙烯可以占到不高于15 wt%，优选低于10重量％。合适的工业富含丁烯的聚 合物包括得自Evonik Industries的Vestoplast308、Vestoplast 408、Vestoplast 508、 Vestoplast 520、Vestoplast 608、Vestoplast 703等等。合适的工业的富含乙烯的聚合 物包括得自Dow Chemicals的Affinity GA1950等等。
[0015] 至少一种热塑性聚合物是金属茂催化的聚合物。合适的聚合物包括金属茂催化的 聚乙烯、乙烯-丁烯弹性体和乙烯-辛烯弹性体、塑性体、丙烯-丁烯共聚物、丙烯-乙烯共 聚物。
[0016] 根据需要，膜可以含有用于强化稳定性的抗氧化剂以及其它任选组分，包括增滑 齐IJ如芥酸酰胺、防粘连剂如硅藻土、脂肪酰胺或其它加工助剂、抗静电剂、稳定剂、增塑剂、 染料、香料、填料如滑石或碳酸钙等。
[0017] 所述聚合物共混物可以通过本领域已知的任意方式共混。在一个实施方式中，在 用于混合和熔融的双螺杆挤出机中将聚合物共混物加工。然后通过本领域已知的任意装置 将该熔融共混物浇铸成膜。膜的厚度通常在约0. 5mil-约5mil之间变化，优选约Imil-约 3mil。具体膜的厚度也随组成和涂敷温度而变化。膜可以是单层或多层膜。
[0018] 已发现包装膜必须具有特定的性能组合以形成可以与各种热熔性粘合剂化学物 质化学兼容的整体热熔性粘合剂包装，同时保持作为热熔性粘合剂的包装膜的整体性。这 种包装膜需要（a)在200°C下约200,000-3,000,000cps的粘度范围；(b)约90-140°C的 峰值熔融温度（Tm)范围；（c)低于149°C的熔融温度（Tm)偏移温度；和（d)在100°C下约 I X IO6-约I X IO8Pascal的储能模量（G'）范围。
[0019] 峰值熔点和偏移可以通过本领域已知的各种方法测定。本文报道的峰值熔点和Tm 偏移值是用DSC(差示扫描量热法）测定的。除非另有说明，用2920DSCTA仪器将约5mg 的膜样品密封入折边的（crimped)氧化错盘中，将样品冷却至-40°C，然后以10°C/min的 速度加热至180°C。将第二次加热循环的吸热熔融峰用于评价峰值熔点和熔融热，并且熔融 峰值的末端为Tm偏移温度。
[0020] 包装膜必须包含所有上面性能以便形成包装膜、保持膜的整体性，同时包封熔融 的粘合剂，获得用于熔融粘合剂的非粘性屏障层密封并在熔融时在没有任何搅拌下完全溶 解在热熔性粘合剂中。包装膜在升温、模拟箱式汽车条件（35_45°C)的温度下不粘连。包 装膜在大于约149°C的温度下在没有任意搅拌或其它能量下5小时内熔融。包装膜可以与 各种和多重热熔性粘合剂熔融在一起并且可以共混到熔融的热熔性粘合剂中，对粘合剂的 性能没有副作用。
[0021] 另一实施方式涉及物品，包括用包装膜包围的热熔性粘合剂。该物品是形成为枕 头、圆柱体、袋、块、盒或chub的整体热烙性粘合剂包装。
[0022] 整体热熔性粘合剂包装的热熔性粘合剂包含各种热塑性聚合物。该热熔性粘合剂 主要由包括聚_ a _烯烃、橡胶、苯乙烯嵌段_共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙 酸丁烯酯共聚物、和/或它们的混合物的聚合物组成。热熔性粘合剂任选可以包含增粘剂、 增塑剂、油、蜡和添加剂。
[0023] 在一个实施方式中，整体热熔性粘合剂包装中的包装膜不高于约2重量％，并优 选约0. 1-约1. 5重量％，以防过度稀释粘合剂性能。通常，每个包装膜具有约0. 5mil_约 5mil，优选约Imil-约3mil的厚度范围。
[0024] 整体热熔性粘合剂包装的包装膜可以混入各种热熔性粘合剂中，而没有任何部分 的膜通过飘浮在热熔性粘合剂表面上或者粘附在熔融罐壁上而与熔融的热熔性粘合剂分 离。
[0025] 通常为了形成可混溶的、化学上可兼容的和不分离的粘合剂，基于热熔性粘合剂 中使用的主要聚合物选择包装膜。如果不能获取可兼容的热熔性粘合剂和包装膜，会导致 部分膜飘浮在热熔性粘合剂表面上或者粘附到熔融罐壁上。已发现本发明的包装膜可混溶 入多重热熔性粘合剂化学物质，例如，聚烯烃、橡胶、乙烯_乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚 酯、聚氨酯等，同时形成非粘性外保护。
[0026] 为了用包装膜包装热熔性粘合剂，将热熔性粘合剂熔融并泵送或倒入圆柱形热塑 性膜中，其中所述圆柱形管直接与热沉，例如，冷水或冷却液或冷却气体环境接触。包围和 密封该膜可以手工进行，或者更优选通过自动化过程进行。热熔性粘合剂的倒入或泵送是 在包装膜的熔点或之上进行，并且包装膜的内面与熔融的热熔性粘合剂熔在一起并共混到 熔融的粘合剂中，对粘合剂的性能不会有副作用。将充满熔融的热熔性粘合剂的圆柱体密 封并使之固化。任选，在密封过程中使用真空除去空气，最终在膜和热熔性粘合剂之间不存 在间隙。最终的单个整体热熔性粘合剂包装可以贮藏、加工和使用，而不会发生各个包装粘 在一起、粘附到其它物体上、或者即使暴露于增压和/或高温下也不受污染。
[0027] 为了最终将整体热熔性粘合剂包装用作粘合剂，将该包装放置到熔融罐中，没有 除去膜。在热熔性粘合剂和整体包装膜之间的强界面或相界面，只需要非常小的附加能量 即可将膜熔融并混入粘合剂本身。
[0028] 实施例
[0029] 实施例1
[0030]将样品1-7形成为包装膜。丙烯（PP)和丁烯/乙烯共聚单体含量列于表1。在 200°C下在几乎零剪切力下用流变仪测定粘度。将聚合物组分通过双螺杆挤出机使之熔融， 然后将其以厚度为I. 5mil浇铸在冷棍上，形成膜。膜的混溶性是通过将约10, OOOg的无定 形聚a-烯经粘合剂（得自Henkel Corporation的DISPOMELT?LITE 300)在烙融罐 中与约0.5重量％ (基于粘合剂）的膜样品于160°C下熔融评价的。记录没有任何搅拌下 膜样品熔入粘合剂所需的时长。就样品8而言，也使用含有3%乙酸乙烯酯的EVA吹塑膜进 行该研究。
[0031] 表1.聚合物共混物
[0032]
【权利要求】
1. 一种热熔性包装膜，包含聚合物共混物， 其中所述聚合物共混物包含至少70重量％的丙烯含量；和 其中所述包装膜具有（a)在200°C下约200, 000-3, 000, OOOcps的粘度范围；(b) 约90-140°C的峰值熔融温度范围；（c)小于149°C的Tm偏移温度；和⑷在100°C下约 1 X 106-约1 X 108Pascal的储能模量（G'）范围。
2. 如权利要求1所述的包装膜，还包括选自由下面物质组成的组的添加剂： 防粘连剂、抗氧化剂、流动改性剂、填料、染料及它们的混合物。
3. 如权利要求1所述的包装膜，其中所述聚合物共混物中至少一种聚合物是金属茂催 化的聚丙烯聚合物。
4. 如权利要求1所述的包装膜，其中所述聚合物共混物包含乙烯和/或丁烯共聚单体。
5. 如权利要求4所述的包装膜，其中所述聚合物共混物包含： a. 约70-约99重量％的丙烯含量； b. 约1-约30重量％的乙烯和/或丁烯含量。
6. -种物品，包括如权利要求1所述的包装膜。
7. 如权利要求6所述的物品，它是热熔性粘合剂包装。
8. 如权利要求7所述的物品，它是枕头、圆柱体、袋、块、盒或chub。
9. 一种整体热熔性粘合剂包装，包括： (a) 选自由以下物质组成的组的热熔性粘合剂：聚_ a _烯烃、橡胶、苯乙烯嵌段-共聚 物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸丁酯共聚物、及它们的混合物；和 (b) 包装膜，该包装膜包含具有至少70重量％的丙烯的聚合物共混物；并且其中所述 包装膜具有（a)在200°C下约200, 000-3, 000, OOOcps的粘度范围；（b)约90-140°C的峰值 熔融温度范围；（c)小于149°C的Tm偏移温度；和⑷在100°C下约IX 106-约IX 108Pascal 的储能模量（G'）范围； 其中基于所述热熔性粘合剂包装的总重量，所述包装膜在热熔性粘合剂包装中占约 0. 2-约 2% ;和 其中在149°C或更大的温度下没有任何搅拌下所述包装膜100%混溶在热熔性粘合剂 中。
10. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其中所述包装膜还包含选自由下面 物质组成的组的添加剂：防粘连剂、抗氧化剂、流动改性剂、填料、染料及它们的混合物。
11. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其中所述聚合物共混物中至少一种 聚合物是金属茂催化的聚丙烯聚合物。
12. 如权利要求11所述的整体热熔性粘合剂包装，其中所述聚合物共混物包含乙烯和 /或丁烯共聚单体。
13. 如权利要求11所述的整体热熔性粘合剂包装，其中所述聚合物共混物包含： a. 约70-约99重量％的丙烯含量； b. 约1-约30重量％的乙烯和/或丁烯含量。
14. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其中所述热熔性粘合剂是基于 聚-a -烯烃、烯烃嵌段共聚物或苯乙烯嵌段-共聚物的粘合剂。
15. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其包括厚度为约0. 5mil-约5mil的 单层化包装膜。
16. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其包括多层化包装膜，其中每层具有 约0? 5mil_约5mil的厚度。
17. 如权利要求9所述的整体热熔性粘合剂包装，其形成为枕头、圆柱体、袋、块、盒或 chub。
18. 形成整体热熔性粘合剂包装的方法，包括步骤： 1) .制备包装膜作为包封容器； 2) .将熔融状态的热熔性粘合剂泵送或倒入该包装膜，其中所述包装膜与热沉直接接 触； 3) .密封该包装膜；和 4) .将该密封包装冷却；和 其中所述包装膜包含聚合物共混物，所述聚合物共混物包含至少70重量％的丙烯；并 且该包装膜具有（&)在2001：下约200,000-3,000,00(^?8的粘度范围；03)约90-1401： 的峰值熔融温度范围；（c)小于149 °C的Tm偏移温度；和⑷在100 °C下约IX 106-约 lX108Pascal的储能模量（G，）范围； 其中所述热熔性粘合剂选自由以下物质组成的组：聚-a-烯烃、橡胶、苯乙烯嵌段-共 聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸丁酯共聚物、及它们的混合物；和 其中所述经冷却的密封包装不粘。
19. 如权利要求18所述的形成整体热熔性粘合剂包装的方法，其中将熔融状态下的热 熔性粘合剂泵送或倒入的步骤是在约150°C或更低温度下进行的。
20. 如权利要求18所述的形成整体热熔性粘合剂包装的方法，其中所述热沉是水。
【文档编号】B65D65/02GK104334618SQ201380025635
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2012年5月17日
【发明者】J·陈, 胡宇红, D·德赛 申请人:汉高美国知识产权有限责任公司