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日东电工压敏胶材料最新专利介绍

供稿人:沈娟  供稿时间:2005-3-3   关键字:压敏胶材料  专利  日东电工  

压敏胶材料的全称是压力敏感型胶粘材料。其普遍采用的定义是采用指能压力,就能使胶粘剂立即达到粘接任何被粘物光洁表面的目的。与此同时,如果破坏被粘物粘接表面时,胶粘剂不污染被粘物表面。此类胶粘剂称为压敏胶。它的粘接过程对压力非常敏感,故称为压力敏感型。其学术性定义是一种同时具备着液体的粘性性质和固体的弹性性质的粘弹性体;这种粘弹性体同时具备着“能够承受粘接的接触过程和破坏过程”两方面的影响因素和性质。压敏胶一般不直接使用于被粘物的粘接,而是通过各种材料制成压敏粘合制品(如胶带、胶粘标签、胶粘薄片等),再应用于被粘物的粘接。由于胶粘剂能够与任何基材瞬时粘合,且可被加工成任何形状,因此作为一种非常方便的材料在工业、医疗、日用、建筑等各领域都得到广泛应用。

日本日东电工株式会社是日本最著名的压敏胶材料制品公司之一,并且不断开发新的压敏粘合组成物,它们通常为聚合物或其混合物,及由此制成的压敏胶粘带、胶粘薄片及其它胶粘制品,并开发了众多的应用领域。以下介绍了该公司近期申请的六件专利。
1.皮肤敷用和急救石膏用压敏胶薄片
专利号:US2004265361;公布日期:2004-12-30
 
目前,适合皮肤敷用的压敏胶材料已广泛用于医疗用的敷料剂、外科绷带和普通家庭急救石膏。同时,在胶粘层上涂上各种药物也已被应用于医疗中。当前,广泛使用的基底膜由柔韧的氯乙烯树脂制成,这种膜不仅柔韧,与皮肤相贴,且加工性能好。但是,为了得到柔韧性,通常会在聚氯乙烯中加入大量增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酯。但这会派生出一些问题,如增塑剂迁移至压敏胶粘层而降低其粘合力,并且会使增塑剂滞留在被胶粘薄片覆盖的皮肤上。而且氯乙烯树脂对温度敏感,低温时可能使压敏胶薄片的基底膜变硬而引起不舒适感,甚至皮肤损伤。
 
该项发明的发明者进行了广泛研究,以寻找那些柔韧氯乙烯树脂压敏型胶薄片的替代品。研究发现由乙烯/醋酸乙烯共聚物组成的一种树脂化合物和一种聚乙烯树脂通过压延可稳定地制得一种薄膜。该膜具有柔韧性,可用作皮肤敷用的压敏型粘合片的基底膜,它与皮肤相适应,使用在皮肤上时感觉良好。另外,该膜具有极好的表面滑动性能,并且卷曲不明显。因此,该膜非常有利于用作包括急救石膏在内的皮肤敷用压敏粘合片的基底膜。
 
该发明提供的一种皮肤敷用压敏粘合片,它由两部份组成。(1)一种基底膜,它由一种树脂化合物组成。这种树脂化合物含有20-80%质量含量的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物,该共聚物的分子量在105到106之间,熔化流速在1.0克/10分钟或更低,醋酸乙烯酯质量含量在28-35%之间,这种树脂化合物还含有80-20%质量含量的至少一种聚烯烃树脂,它可以是聚乙烯、聚丙烯、乙烯/炳烯共聚物中的一种。这种基底膜采用制得的混合物组成,其熔化流速的范围在0.3-0.4克/10分钟。(2)用于皮肤敷用的压敏粘合层。该项发明进一步提供了一种急救石膏,由皮肤敷用的压敏胶薄片,以及置于压敏粘合层表面(最好在中心区域)的液体吸收衬垫组成。
2.用于脚踝的压敏胶粘组件及其应用
专利号: EP1486187;公布日期: 2004-12-15
 
为了使未经专业培训人士也可在脚踝扭伤时快速而简易地固定踝关节,而不引起诸如使用太厚胶带而引起穿鞋困难等问题,该发明揭示了一种H型压敏胶粘组件。该压敏胶粘组件包括一个底部,一个第一带状体部,一个第二带状体部,在第一和第二胶带状体部中间纵向面上有一个开口。第一带状体包括第一前带体和第一后带体,而第二带状体包括第二前带体和第二后带体,前带体和后带体宽度之比的范围在5:5到5:3。这种H型压敏胶粘组件的长度为300-600毫米,第一和第二带状体各自的宽度为50-150毫米。
 
同时,还揭示了一种改进的H型压敏胶粘组件,它有一个矩形底部,第一后带体和前带体从底部延伸出去,且轴线互相平行;第二后带体和第二前带体从底部的另一侧延伸出来,轴线互相平行。其中第一和第二后带体的长度比第一和第二前带体的短。该压敏胶粘组件的长度从第一前带体的边缘到第二前带体的端面为400-650毫米,第一和第二带状体各自的宽度为50-150毫米。第一和第二前带体各自的长度为200-270毫米。第一和第二后带体各自的长度为80-150毫米。
 
若第一后带体,第一前带体,第二后带体,第二前带体各自的头部呈舌形者更佳。基底可以由一种高度缠绕的织物,一种弹性编织物或是一种弹性机织物做成。压敏粘合剂可以由一种丙烯酸基压敏胶粘剂或凝胶基压敏胶粘剂制成。该组件还可包含一个弯角的矩形辅助压敏胶粘组件,作为独立部件。
 
另外,该发明还描述了使用这两种压敏胶粘组件固定脚踝的方法,并有示意图。
3.交联固体型压敏胶粘组份,含有该组份的压敏胶薄片,以及由此制得的防水/气密压敏胶薄片
专利号: US2004258936;公布日期: 2004-12-23
 
为了防止房屋漏雨,解决房屋的气密和隔热问题,有效节能,需要使用各种防水薄片和气密薄片。用作这些防水和密封胶薄片的传统压敏胶薄片采用的是以橡胶-沥青,丁基橡胶或者丙烯酸聚合物为基质的压敏胶粘剂。丁基橡胶压敏胶粘剂实际使用寿命可达30年,而且在高温和低温下都显示了相对令人满意的粘合力,比其它两种材料在性能上更有利于防水/密封。但是,要胶粘于各种用作房屋建材的木质板材、胶合板和防潮/防水板上,且能长时间保持防水/密封性能,还有待于进一步改进。
 
固体型压敏胶组份无需溶剂和水,不会因有机溶剂而引起环境污染,也不需要在干燥水分过程中消耗大量能量。其生产过程通常是在橡胶聚合物中加入增粘剂,如天然橡胶;再加入适当比例的填料,如碳酸钙颗粒;柔软剂,如油,以及抗氧化剂等。然后,将混合物用捏合机、班伯力混合器、混合辊等加热混合,从而得到在常温下为固体的压敏胶组份。不交联的固体型压敏胶组份在高温下胶粘力变差而常造成移位。通常胶粘层厚度为0.2-0.5毫米,而降低厚度通常会降低胶粘力,因此需要一种胶粘剂能在胶粘层厚度即使很薄时,也能表现出同样良好的性能,从而可降低使用量。
 
该项发明针对以上问题,提供了一种固体型压敏粘合物,无需有机溶剂或水就可以使用。揭示的一种压敏胶薄片,其粘合力及支持力都非常强,特别是即使粘合层厚度很薄时,其低温粘合力也不降低。该交联固体型压敏粘合物含有:(a)一种橡胶聚合物; (b)一种增粘剂;(c)一种交联剂。橡胶聚合物的首选是丁基橡胶,特别是再生丁基橡胶,因其具有优异的加工性能。也可以根据需要使用其它合成橡胶,如丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚异丁烯橡胶,以及它们中的两种或多种的混合物。增粘剂可以使用各种与橡胶聚合物相容的树脂,如石油树脂、苯酚树脂、松香树脂和萜烯树脂。增粘剂的量是橡胶聚合物质量的20-200%,而30-150%更佳。交联剂含有以下组合中的至少一种成分,秋兰姆硫化剂,醌型硫化剂,苯醌二肟硫化剂和马来酰亚胺硫化剂。这些交联剂具有相似性质,即可在较低温度下交联(如180℃或更低),交联速率高。交联剂含量为橡胶聚合物质量的0.5-20%,而0.5-10%范围内更适宜。
4.压敏粘合胶带或板材的基底材料,由此构成的胶带或板材及该基底材料的制造过程
专利号: EP1491314;公布日期: 2004-12-29
 
该发明的目标是提供一种压敏粘合胶带或板材用基底材料,在其生产过程中即使采用聚烯烃,其产率也可相当高,并可降低其物理性质的分散度。该专利同时揭示使用这种基底材料制成的压敏粘合胶带或板材,以及该基底材料的生产过程。
 
为了实现上述目标,发明者进行了广泛而深入的调研。结果发现:在滚压系统中,使用一种具有可单独改变滚筒旋转速度度量方法的压延机,就可得到合适的速度缩减比率;即使使用了聚烯烃树脂,也可进行高速旋转,从而提高产率;并且可降低物理性质的分散度而获得所需物性。
 
实际上,该发明揭示了一种压敏粘合胶带或板材的基底材料,它以聚烯烃树脂为主要成分,并且使用了一种具有可单独改变砑光辊旋转速度度量方法的压延机加工制备该材料。该发明中,采用可单独驱动相应砑光辊的电动机,或者采用可单独调节相应砑光辊的速度调节器,来达到可单独改变每个砑光辊旋转速度的目的。而砑光辊的数量最好是4个,辊排列方式为反L形。压敏粘合胶带或板材的基底材料在含有聚烯烃树脂的同时最好还含有无机化合物。该发明揭示的压敏粘合胶带或板材由压敏胶粘层涂布于单面或双面上述基底材料而制成。
 
此外,该发明揭示了一种生产压敏粘合胶带或板材基底材料的方法,即使用一种压延机,它带有单独调节每个砑光辊转速的装置。
5.水溶液分散型压敏胶组份,压敏胶薄片及由此构成的压敏胶橡胶泡沫薄片
专利号: US2004254276;公布日期: 2004-12-16
 
橡胶泡沫已广泛用作密封材料,主要用于填充各种工业品的缝隙。橡胶泡沫由一种橡胶聚合物和硫化剂及发泡剂复合并进行硫化和起泡制得。所用橡胶聚合物必须在抗风化作用、抗冻、抗热、抗化学品等方面都具有优异性质,如EPDM(乙烯/丙烯/二烯橡胶)等。为便于使用,其上可以附上胶粘层。迄今应用在橡胶泡沫上的压敏胶组份主要是将丙烯聚合物或橡胶聚合物溶解于有机溶剂中制备的溶剂基压敏胶组份。现出于环保考虑,需要将其转变为非溶剂型。水溶液分散型压敏胶组份是一种非溶剂压敏胶组份,但由它制得的压敏胶薄片存在一些缺点,如难以与被粘物(特别是泡沫体的粗糙表面)的粘合力和支持力保持一致的性能,边缘剥离的不敏感性,因此实用性能较差。本发明者经过研究发现当以烷基(甲基)丙烯酸酯为主要成分的单体混合物与硅烷单体在链转移剂作用下聚合,其与被粘物的粘附力与保持力可以在较高水平上保持一致,并且,在实用性(包括边缘剥离的不敏感性)方面与溶剂基的压敏胶粘剂相当。
 
该发明揭示了一种水溶液分散型压敏粘合物,它对泡沫有优异的粘合性,对边缘剥离不敏感,并且可长时间保持稳定的粘合力。同时揭示了一种压敏粘合薄片,由基片和压敏粘合层组成,压敏粘合层的一面或者两面有水溶液分散型压敏胶组份。另外,还揭示了一种压敏胶橡胶泡沫薄片,由一种橡胶泡沫和置于薄片一侧或两侧的压敏胶粘层或压敏胶片组成。水溶液分散型压敏胶组份由一种聚合物的水溶液分散体系和一种分散于水中的含苯酚骨架的增粘剂组成,所用聚合物由一种或多种烷基(甲基)丙烯酸酯为主要成分且含有至少一种硅烷单体组成的单体混合物共聚获得。
6.丙烯酸压敏胶粘剂及其制造过程
专利号: SG105553;公布日期: 2004-08-27
 
迄今使用的丙烯酸压敏胶粘剂都含有一种共聚物,它由一种或多种烷基(甲基)丙烯酸酯和其它单体共聚制得。作为主要成分的烷基(甲基)丙烯酸酯可以形成低玻璃化转变温度的粘性聚合物,如正丁基丙烯酸酯或是2-乙己基丙烯酸酯。含有官能团的单体,如丙烯酸、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯或者丙烯酰胺,用来在粘性聚合物中形成交联位点或是提高分子间作用力或是改善粘合力。使用苯乙烯或者醋酸乙烯酯等单体可以得到坚硬的聚合物,使其具有较高的玻璃化转变点。这些聚合物通常用溶液聚合,悬浊液聚合或是乳液聚合方法生产。这些方法除了耗能高以外,由于是分批生产,聚合条件不能保持恒定,因此得到的聚合物分子量分布宽。
 
该发明者发现在特定条件下,当向反应器中持续加入烷基(甲基)丙烯酸酯的同时,通入二氧化碳作为稀释剂,对单体进行自由基聚合,可以形成低分子量组分含量少,分子量分布窄、质量平均、分子量高的聚合物,从而可以获得具有优异的压敏粘合性,且不易污染被粘物的胶粘组份。
 
这种丙烯酸压敏胶粘剂,含有一种丙烯酸聚合物,其平均分子量为1200000或更高,其中分子量为100000或更低的组份质量比例占聚合物总体质量的10%或更低。这种丙烯酸压敏胶粘剂的生产过程是在反应器中持续加入含至少一种烷基(甲基)丙烯酸酯的单体组份和作为稀释剂的二氧化碳,并且在50到100℃下进行自由基聚合,滞留时间在60分钟到200分钟之间。单体组份中的烷基(甲基)丙烯酸酯是指烷基丙烯酸酯和烷基甲基丙烯酸酯,其中烷基有1到18个碳原子。其它共聚单体包括含羧基的乙烯基不饱和单体如(甲基)丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、马来酸和反丁烯二酸,其中丙烯酸最合适,它们可以在聚合物中形成交联,含量可以达到单体总量的50%。所用的引发剂包括有机过氧化物,如过氧化苯甲酰、二特丁基过氧化物,异丙苯过氧化氢或过氧化月桂酰,及偶氮化合物,如2,2’-偶氮二异丁腈或偶氮二异戊腈,用量为单体总质量的0.01-1%。作为稀释剂的二氧化碳用量为单体总质量的5-2000%。所用的反应器需要能对物料进行充分混合,并且热交换能力强。这种反应器的好处在于:聚合产生的热量可以很容易排出,反应条件均匀,滞留时间分布、聚合温度分布等都可以窄化,从而可以得到窄分子量分布的聚合物,未反应的丙烯酸单体可以在减压条件下移出。管状反应器、单螺旋或双螺旋连续混合器或挤压机都可以使用。

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