АДГЕЗИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ РАСТВОРИТЕЛЯ C ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ТВЁРДЫХ ВЕЩЕСТВ И СПОСОБ ЕЁ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ADHESIVE COMPOSITION BASED ON A SOLVENT WITH HIGH CONTENT OF SOLIDS AND A METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка заявляет приоритет на основании предварительной заявки США № 62/360675, поданной 11 июля 2016 года.
Область техники
Данное раскрытие относится к адгезивным композициям. Более конкретно, данное раскрытие относится к двухкомпонентным адгезивным композициям на основе растворителя, предназначенным для использования с многослойными плёнками, причём указанные композиции способны работать при содержании твердых веществ 50% или более и обладают улучшенными технологическими характеристиками, в том числе низкой вязкостью и длительной жизнеспособностью, а также имеют повышенную температурную и химическую стойкость. Также данное раскрытие относится к способам изготовления указанных композиций.
Уровень техники и сущность изобретения
Адгезивные композиции находят применение для самых разных целей. Например, адгезивные композиции используют для склеивания субстратов, например, субстратов из полиэтилена, полипропилена, сложных полиэфиров, полиамидов, металлов, бумаги или целлофана, с образованием композитных пленок, т.е. слоистых материалов. Общеизвестно использование адгезивов в различных областях конечного применения формирования многослойных материалов. Например, адгезивы могут быть использованы при изготовлении слоистых материалов типа пленка/пленка и пленка/фольга, которые применяют в упаковочной промышленности, в частности, для упаковки пищевых продуктов. Адгезивы, используемые при формировании многослойных материалов, или «ламинирующие адгезивы», в целом, можно разделить на три категории: на основе растворителей, на водной основе и не содержащие растворителей. Эксплуатационные качества адгезива варьируются в зависимости от категории и области применения адгезива.
К категории ламинирующих адгезивов, не содержащих растворителя, относятся многие их разновидности. Одна из конкретных разновидностей включает в себя двухкомпонентные ламинирующие адгезивы на основе полиуретана. Как правило, двухкомпонентный ламинирующий адгезив на основе полиуретана включает в себя первый компонент, содержащий изоцианатный и/или полиуретановый форполимер, и второй компонент, содержащий один или большее количество полиолов. Полиуретановый форполимер может быть получен посредством осуществления реакции полиизоцианата с простым полиэфирполиолом и/или со сложным полиэфирполиолом. Второй компонент содержит простые полиэфирполиолы и/или сложные полиэфирполиолы. Каждый компонент, необязательно, может включать в себя одну или большее количество добавок. Обычные растворители, используемые в таких системах, включают в себя метилэтилкетон, этилацетат, толуол и т.п., причем все они не должны содержать влаги для предотвращения преждевременного вступления в реакцию изоцианатных групп полиуретана.
Два указанных компонента объединяют в заданном соотношении с образованием, таким образом, адгезивной композиции. Адгезивную композицию, содержащуюся в растворителе, затем наносят на субстрат из пленки/фольги. Из нанесенной адгезивной композиции испаряется растворитель. Затем ещё один субстрат из пленки/фольги приводят в контакт с другим субстратом с образованием отверждаемой слоистой структуры. Слоистую структуру отверждают, чтобы склеить вместе два субстрата.
Для достижения хорошей сырой прочности (т.е. ранней прочности адгезивного соединения) и повышенной температурной и химической стойкости, для улучшения эксплуатационных качеств адгезивов на основе растворителей часто используются высокомолекулярные сложно-полиэфирные компоненты, особенно те, которые содержат ароматические фрагменты. Эти высокомолекулярные сложно-полиэфирные компоненты при комнатной температуре представляют собой твердое вещество или вязкую жидкость и поэтому для улучшения технологических характеристик они должны быть растворены растворителе, например, этилацетате или метилэтилкетоне. Как правило, адгезивы на основе растворителей содержат около 70–80% твердых веществ, но их необходимо разбавлять до 30–40% содержания твердых веществ при нанесении с использованием современных ламинаторов.
Количество растворителя (соответствующее 60–70% по массе), необходимое для достижения приемлемых технологических характеристик, в некоторых аспектах является неблагоприятным. Например, растворитель должен быть удален в процессе изготовления слоистого материала. Скорость, с которой растворитель может быть эффективно удален, обуславливает скорость линии ламинатора. Более высокое содержание растворителя и более низкое содержание твердых веществ подразумевает более низкую скорость линии, что нежелательно с точки зрения производительности. Кроме того, растворитель, испаряющийся в процессе изготовления слоистых материалов, должен быть собран, переработан и/или сожжен. Переработка приводит к дополнительным расходам, а сжигание может отрицательно сказаться на окружающей среде. Кроме того, сжигание растворителя не является эффективным с точки зрения затрат.
Следовательно, желательными являются адгезивы на основе растворителей, способные работать при более высоком содержании твердых веществ (т.е. 50% по массе или более), при этом обладающие хорошими технологическими характеристиками (например, низкой вязкостью и увеличенной жизнеспособностью) и эксплуатационными показателями (например, сырой прочностью, температурной и химической стойкостью).
Хотя применение при более высоком содержании твердых веществ является желательным, осуществление этого на практике традиционно ограничено из-за повышенной вязкости и сокращенной жизнеспособностью обычных адгезивов на основе растворителей, имеющих более высокое эксплуатационное содержание твердых веществ. С другой стороны, коммерческие продукты на основе растворителей, способные работать с более высоким содержанием твердых веществ (более 45%), часто демонстрируют несоответствующие требованиям эксплуатационные качества в отношении сырой прочности, температуростойкости и химической стойкости. Задача состоит в достижении более высокого эксплуатационного содержания твердых частиц при одновременной минимизации компромиссов и повышении температурной и химической стойкости. Химическая и термическая стойкость являются особенно важными проблемами, требующими решения, когда адгезивы используются в упаковках для пищевых продуктов, например, в областях применения горячего разлива и стерилизации в автоклаве.
Данное раскрытие относится к новому классу адгезивов на основе растворителей, способных работать при содержании твердых частиц более 50%. Новые адгезивы демонстрируют улучшенные технологические характеристики, включая низкую вязкость и длительную жизнеспособность, а также повышенную температурную и химическую стойкость. Эти желательные эксплуатационные качества достигаются посредством гибридной системы сложный полиэфир/простой полиэфир со сбалансированными молекулярно-массовым распределением и функциональностью.
В данном раскрытии описана двухкомпонентная адгезивная композиция. Указанная адгезивная композиция содержит изоцианатный компонент, содержащий форполимер с концевыми изоцианатными группами, который является продуктом химической реакции полиизоцианата с изоцианат-активным компонентом, имеющим среднюю молекулярную массу более чем 1000. Содержание NCO в изоцианатном компоненте, необязательно, находится в интервале между 3 и 9%. Изоцианат-активный компонент содержит сложный полиэфирполиол, который составляет 50% мас. или более изоцианат-активного компонента. Композиция дополнительно содержит полиольный компонент, содержащий простые полиэфирполиолы, которые составляют по меньшей мере 50% мас. или более полиольного компонента и имеют среднюю молекулярную массу менее чем 1500. Кроме того, указанная композиция содержит еще усилитель адгезии. Средняя функциональность адгезивной композиции составляет от 2 до 2,5. Указанная адгезивная композиция обуславливает улучшенные эксплуатационные качества и технологические характеристики.
Также раскрыт способ получения слоистого материала. Указанный способ включает в себя получение адгезивной композиции, как описано выше, нанесение слоя указанной адгезивной композиции на поверхность пленки, приведение указанного слоя в контакт с поверхностью другой пленки с образованием слоистого материала, и отверждение указанной адгезивной композиции. Кроме того, в данном раскрытии описан слоистый материал, полученный этим способом.
Подробное описание изобретения
Двухкомпонентная адгезивная композиция в соответствии с данным раскрытием содержит изоцианатный компонент и полиольный компонент. Указанные компоненты могут быть смешаны для получения отверждаемой адгезивной композиции.
Изоцианатный компонент
Изоцианатный компонент содержит изоцианатсодержащие соединения. Изоцианатсодержащее соединение может быть выбрано из группы, состоящей из: изоцианатного мономера, полиизоцианата (например, димеров, тримеров и т.д.), изоцианатного форполимера и смесей двух или большего количества из указанных. Используемый в данном документе термин «полиизоцианат» представляет собой любое соединение, которое содержит две или большее количество изоцианатных групп.
Кроме того, изоцианатсодержащее соединение может быть выбрано из группы, состоящей из: ароматических полиизоцианатов, алифатических полиизоцианатов, циклоалифатических полиизоцианатов и комбинаций двух или большего количества из вышеуказанных. «Ароматический полиизоцианат» представляет собой полиизоцианат, который содержит одно или большее количество ароматических колец. «Алифатический полиизоцианат» не содержит ароматических колец. «Циклоалифатический полиизоцианат» представляет собой подмножество алифатических полиизоцианатов, в котором химическая цепь имеет циклическую структуру.
Подходящие ароматические полиизоцианаты включают в себя, но не ограничиваются ими: 1,3- и 1,4-фенилендиизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, 2,6-толуилендиизоцианат, 2,4-толуилендиизоцианат (2,4-TDI), 2,4′-дифенилметандиизоцианат (2,4′-MDI), 4,4′-дифенилметандиизоцианат, 3,3′-диметил-4,4′-бифенилдиизоцианат (TODI), полимерные изоцианаты и смеси двух или большего количества из указанных.
12
Подходящие алифатические полиизоцианаты имеют от 3 до 16 атомов углерода или от 4 до 12 атомов углерода в линейном или разветвленном алкиленовом остатке. Подходящие циклоалифатические полиизоцианаты имеют от 4 до 18 атомов углерода или от 6 до 15 атомов углерода в циклоалкиленовом остатке. Циклоалифатические диизоцианаты относятся как к циклически, так и к алифатически связанным NCO-группам, например, изофорондиизоцианат (IPDI) и диизоцианатодициклогексилметан (HMDI).
12
Примеры алифатических и циклоалифатических полиизоцианатов включают в себя циклогександиизоцианат, метилциклогександиизоцианат, этилциклогександиизоцианат, пропилциклогександиизоцианат, метилдиэтилциклогександиизоцианат, пропандиизоцианат, бутандиизоцианат, пентандиизоцианат, гександиизоцианат, гептандиизоцианат, октандиизоцианат, нонандиизоцианат, нонантриизоцианат, например, 4-изоцианатометил-1,8-октандиизоцианат (TIN), декан ди- и триизоцианат, ундекан ди- и триизоцианат и додекан ди- и триизоцианат, изофорондиизоцианат (IPDI), гексаметилендиизоцианат (HDI), диизоцианатодициклогексилметан (HMDI), 2-метилпентандиизоцианат (MPDI), 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат/2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат (TMDI), норборнандиизоцианат (NBDI), ксилилендиизоцианат (XDI), тетраметилксилилендиизоцианат, а также димеры, тримеры и смеси двух или большего количества из указанных.
Дополнительные изоцианатсодержащие соединения, подходящие для использования в соответствии с данным раскрытием, включают в себя 4-метилциклогексан-1,3-диизоцианат, 2-бутил-2-этилпентаметилендиизоцианат, 3(4)-изоцианатометил-1-метилциклогексилизоцианат, 2-изоцианатопропилциклогексилизоцианат, 2,4'-метиленбис(циклогексил)диизоцианат, 1,4-диизоцианато-4-метилпентан и смеси двух или большего количества из указанных.
Подходящие для использования в соответствии с данным раскрытием изоцианатные форполимеры представляют собой продукты химической реакции полиизоцианата с изоцианат-активным компонентом, смешанным в стехиометрическом соотношении (NCO/OH) более чем 1,5, или от 2 до 6, или от 2,5 до 4. Полиизоцианат выбран из: ароматических изоцианатов, алифатических изоцианатов, циклоалифатических изоцианатов и смесей вышеуказанных, как описано выше. Подходящие изоцианат-активные соединения, которые могут вступать в реакцию с полиизоцианатами с образованием изоцианатных форполимеров, также известных как «полиуретановые форполимеры», включают в себя соединения с гидроксильными группами, аминогруппами и тиогруппами. Подходящие относительно изоцианат-активные соединения включают в себя сложные полиэфиры, поликапролактоны, простые полиэфиры, полиакрилаты, поликарбонаты полиолов и комбинации двух или большего количества из вышеуказанных. Среднее гидроксильное число для изоцианат-активного компонента может составлять от 15 до 500 мг КОН/г, а средняя молекулярная масса более чем 1000 г/моль. Среднее ОН число изоцианат-активного компонента может составлять от 20 до 350 мг КОН/г, или от 34 до 250 мг КОН/г, или от 44 до 150 мг КОН/г. Средняя функциональность изоцианат-активного компонента может составлять от 1 до 6, или от 1,8 до 4, или от 2 до 3. Средняя молекулярная масса изоцианат-активного компонента может составлять более чем 1500 г/моль, или более чем 2500 г/моль, или от 1500 до 4500 г/моль.
Подходящие сложные полиэфирполиолы для изоцианат-активного компонента включают в себя, но не ограничиваются ими: алифатические сложные полиэфирполиолы, ароматические сложные полиэфирполиолы, сополимеры алифатических и ароматических сложных полиэфирполиолов, поликарбонатполиолы и поликапролактонполиолы. Эти сложные полиэфирполиолы являются продуктами химической реакции многоосновной кислоты с многоатомным спиртом, или реакции фосгена или карбонатного мономера с многоатомным спиртом, или их получают полимеризацией с раскрытием кольца соединений циклических сложных эфиров.
Примеры подходящих многоосновных кислот включают в себя янтарную кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, додекандикарбоновую кислоту, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, 1,3-циклопентандикарбоновую кислоту, 1,4-циклогександикарбоновую кислоту, терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, 1,4-нафталиндикарбоновую кислоту, 2,5-нафталиндикарбоновую кислоту, 2,6-нафталиндикарбоновую кислоту, нафтойную кислоту, бифенилдикарбоновую кислоту, 1,2-бис(фенокси)этан-п,п'-дикарбоновую кислоту и ангидриды или образующие сложные эфиры производные этих дикарбоновых кислот; а также п-гидроксибензойную кислоту, п-(2-гидроксиэтокси)бензойную кислоту и образующие сложные эфиры производные или димерные кислоты этих дигидроксикарбоновых кислот. Эти многоосновные кислоты могут использоваться отдельно или в комбинации.
Любой известный многоатомный спирт может быть использован в соответствии с данным раскрытием. Неограничивающие примеры подходящих многоатомных спиртов включают в себя гликоли, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, метилпентандиол, диметилбутандиол, бутилэтилпропандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, бисгидроксиэтоксибензол, 1,4-циклогександиол, 1,4-циклогександиметанол, триэтиленгликоль, поликапролактондиол, димердиол, бисфенол А и гидрированный бисфенол А; сложные полиэфиры, полученные посредством полимеризации циклических сложноэфирных соединений с раскрытием цикла, например, пропиолактон, бутиролактон, ε-капролактон, 8-валеролактон и β-метил-δ-валеролактон; и простые полиэфиры, полученные в результате аддитивной полимеризации одного или большего количества мономеров, включая этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, стиролоксид, эпихлоргидрин, тетрагидрофуран и циклогексилен обычным способом с использованием одного или большего количества соединений, содержащих в качестве инициатора два активных атома водорода, например, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, триметиленгликоль, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол и неопентилгликоль. Эти многоатомные спирты могут использоваться отдельно или в комбинации.
Соединения, имеющие полиизоцианатные группы, например, изоцианатный форполимер из изоцианатного компонента, могут быть охарактеризованы параметром «%NCO» или термином «содержание NCO», который представляет собой количество полиизоцианатных групп по массе в расчете на массу соединения. Параметр %NCO измеряют стандартным методом ASTM D 2572-97(2010). Описанный в данном раскрытии изоцианатный компонент имеет %NCO от 3 до 9% или от 4 до 6%.
Полиольный компонент
Полиольный компонент содержит простые полиэфирполиолы. В некоторых вариантах осуществления изобретения простые полиэфирполиолы составляют по меньшей мере 60% мас. полиольного компонента в расчете на сухую массу полиольного компонента. В некоторых вариантах осуществления изобретения простой полиэфирполиол имеет молекулярную массу менее чем 1500 г/моль, или менее чем 1000 г/моль, или от 50 г/моль до 1500 г/моль. Подходящие простые полиэфирполиолы включают в себя полипропиленгликоли, политетраметилен эфир гликоли, полиолы на основе полибутиленоксида или их смеси и сополимеры. Подходящие полипропиленгликоли включают в себя полиолы на основе пропиленоксида, этиленоксида или их смеси с инициаторами, выбранными из пропиленгликоля, дипропиленгликоля, сорбита, сахарозы, глицерина и/или их смесей, доступные от Dow Chemical Company под торговой маркой Voranol™, от BASF Company под торговой маркой Pluracol™, от Lonza под торговой маркой Poly-G™, Poly-L™ и Poly-Q™, и от Covestro под торговой маркой Acclaim™. В частности, предпочтительными являются полипропиленгликоли с функциональностью в интервале между 2 и 6 и с молекулярной массой от 250 до 1500. Подходящие политетраметилен эфир гликоли включают в себя, но не ограничиваются ими: POLYTHF™ от BASF Company, Terathane™ от Invista, PTMG™ от Mitsubishi и PTG™ от Dairen с молекулярной массой от 250 до 1500.
Подходящие полиолы на основе полибутиленоксидов включают в себя, но не ограничиваются ими: гомополимерные полиолы полибутиленоксида, сополимерные полиолы полибутиленоксида с полипропиленоксидом и сополимерные полиолы полибутиленоксида с полиэтиленоксидом с молекулярной массой от 150 г/моль до 1500 г/моль и функциональностью от 2,0 до 4,0.
К тому же, в полиольный компонент могут быть включены низкомолекулярные гликоли, включая без ограничения этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, триметиленгликоль, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, триметилолпропан, триизопропаноламин и неопентилгликоль.
Кроме того, сложные полиэфирполиолы с молекулярной массой от 150 до 1500 г/моль и функциональностью от 2,0 до 4,0 также могут быть включены в полиольный компонент. Подходящие сложные полиэфирполиолы включают в себя, но не ограничиваются ими: алифатические сложные полиэфирполиолы, ароматические сложные полиэфирполиолы, сополимеры алифатических и ароматических сложных полиэфирполиолов, поликарбонатполиолы и поликапролактонполиолы.
Адгезивная композиция
Изоцианатный и полиольный компоненты могут быть смешаны с образованием отверждаемой адгезивной композиции. В некоторых вариантах осуществления изобретения адгезивная композиция дополнительно содержит усилитель адгезии. Неограничивающие примеры подходящих усилителей адгезии включают в себя связующие агенты, например, силановый связующий агент, титанатный связующий агент и алюминатный связующий агент; эпоксидную смолу, фосфорную кислоту, полифосфорную кислоту и сложные эфиры фосфорной кислоты.
Примеры силанового связующего агента включают в себя, но не ограничиваются ими: аминосиланы, например, γ-аминопропилтриэтоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, N-β(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, N-β(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметил диметоксисилан и N-фенил-γ-аминопропилтриметоксисилан; эпоксисилан, например, β-(3,4-эпоксициклогексил)-этилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан и γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан; винилсилан, например, винил-трис(β-метоксиэтокси)силан, винилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан и γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан; гексаметилдисилазан; и γ-меркаптопропилтриметоксисилан.
Примеры титанатного связующего агента включают в себя, но не ограничиваются ими: тетраизопропоксититан, тетра-н-бутоксититан, диметр бутилтитаната, тетрастеарилтитанат, ацетилацетонат титана, лактат титана, тетраоктиленгликольтитанат, лактат титана и тетрастеароксититан.
Примеры эпоксидной смолы включают в себя, но не ограничиваются ими: различные коммерчески доступные эпоксидные смолы, например, эпоксидную смолу бисфенол А-эпихлоргидринового типа (эпи-бис), эпоксидную смолу новолачного типа, эпоксидную смолу β-метилэпихлоргидринового типа, эпоксидную смолу типа циклического оксирана, эпоксидную смолу типа простого глицидилового эфира, эпоксидную смолу типа сложного глицидилового эфира, эпоксидную смолу типа простого полигликолевого эфира, эпоксидную смолу типа простого гликолевого эфира, эпоксидную смолу типа сложного эфира эпоксидированной жирной кислоты, эпоксидную смолу типа сложного эфира поликарбоновой кислоты, эпоксидную смолу аминоглицидилового типа и эпоксидную смолу резорцинового типа.
В некоторых вариантах осуществления изобретения усилитель адгезии представляет собой соединение сложного эфира фосфорной кислоты. В других вариантах осуществления изобретения усилитель адгезии представляет собой эпоксисилан ((3-глицидилоксипропил)триметоксисилан). В некоторых вариантах осуществления изобретения фосфорная кислота включена в полиольный компонент, при этом эпоксисилан включен в изоцианатный компонент. В некоторых вариантах осуществления изобретения как эпоксисилан, так и фосфорная кислота включены в полиольный компонент.
В некоторых вариантах осуществления изобретения средняя функциональность адгезивной композиции (т.е. изоцианатного компонента вместе с полиольным компонентом), за исключением нереакционноспособных компонентов, например, растворителей, составляет от 2 до 2,5. Расчет средней функциональности рассмотрен ниже.
Предусматривается, что изоцианатный компонент и полиольный компонент описанной в данном раскрытии адгезивной композиции могут быть получены по отдельности и, при необходимости, сохранены до возникновения необходимости использования адгезивной композиции. В некоторых вариантах осуществления изобретения при 25°С как изоцианатный компонент, так и полиольный компонент являются жидкостями. При возникновении необходимости использования адгезивной композиции, изоцианатный компонент и полиольный компонент приводят в контакт друг с другом и смешивают, как правило, в стехиометрическом соотношении (NCO/OH) в интервале между 1 и 2,5. Предусматривается, что при приведении этих двух компонентов в контакт начинается реакция отверждения, в которой изоцианатные группы вступают в реакцию с гидроксильными группами с образованием уретановых связей. Адгезивная композиция, полученная посредством приведения в контакт двух указанных компонентов, может называться «отверждаемой смесью».
Также раскрыт способ получения слоистого материала с использованием адгезивной композиции. В некоторых вариантах осуществления изобретения адгезивная композиция, например, адгезивная композиция, рассмотренная выше, при 25°C находится в жидком состоянии. Даже если при 25°C композиция является твердой, допустимо нагревание композиции, чтобы перевести её, в случае необходимости, в жидкое состояние. В смешанную адгезивную композицию добавляют растворитель до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое содержание твердых веществ. Во многих иллюстративных примерах, рассмотренных ниже, содержание твердых веществ действительно составляет 50% или более.
Слой композиции наносят на поверхность пленки. «Пленка» представляет собой любую структуру, имеющую размер 0,5 мм или менее в одном направлении и 1 см или более в обоих из двух других направлений. Полимерная пленка представляет собой пленку, изготовленную из полимера или смеси полимеров. Композиция полимерной пленки состоит, как правило, на 80 процентов по массе или более из одного или большего количества полимеров. В некоторых вариантах осуществления изобретения толщина слоя отверждаемой смеси составляет от 1 до 5 мкм.
В некоторых вариантах осуществления изобретения поверхность другой пленки приводят в контакт со слоем отверждаемой смеси с получением неотвержденного слоистого материала. Затем отверждаемую смесь отверждают или оставляют отверждаться. Неотвержденный слоистый материал может быть подвергнут прессованию, например, посредством пропускания через зажимные ролики, которые могут быть или не быть нагретыми. Неотвержденный слоистый материал может быть нагрет для ускорения реакции отверждения.
Подходящие пленки включают в себя пленки из бумаги, тканых и нетканых материалов, металлической фольги, полимерные и металлизированные полимерные пленки. Пленки, необязательно, имеют поверхность, на которой чернилами напечатано изображение. Чернила могут контактировать с адгезивной композицией. В некоторых вариантах осуществления изобретения пленки представляют собой полимерные пленки и полимерные пленки с металлическим покрытием, более предпочтительными являются полимерные пленки.
Примеры по изобретению
Далее данное раскрытие будет более подробно объяснено посредством иллюстративных примеров и сравнительных примеров (в совокупности «примеров»). Однако объем данного раскрытия, разумеется, не ограничивается формулировками, изложенными в указанных примерах. Скорее, примеры всего лишь иллюстрируют данное раскрытие.
Измерение прочности клеевого соединения
Провели испытание на Т-отслаивание при 90° на образцах слоистого материала, нарезанных на полоски шириной 15 мм или 25,4 мм (1 дюйм) и натянутых на разрывную машину THWING ALBERT™ QC-3A, оборудованную загрузочной ячейкой 50N, при скорости 10 дюймов/мин на 1-дюймовых полосках. Когда две пленки, образующие слоистый материал, разделяются, т.е. отслаиваются, протоколируют среднее значение силы в процессе натягивания. Если одна из пленок растягивается или рвётся, то протоколируют максимальную силу или силу при разрыве. Запротоколированное значение представляет собой среднее значение испытаний, проведенных на трех отдельных образцах слоистого материала.
Характер разрушения («FM» или «MOF») протоколируют следующим образом: «FS» обозначает растягивающуюся пленку; «FT» обозначает пленку, которая рвется или ломается; «AF» обозначает разрушение адгезива, при котором адгезив на первичной пленке не в состоянии приклеиться к вторичной пленке; «AT» обозначает перенос адгезива, при котором адгезив не в состоянии приклеиться к первичной пленке и переносится на вторичную пленку; «AS» обозначает расслоение адгезива или когезионное разрушение, при котором адгезив обнаруживается как на первичной, так и на вторичной пленке; «MT» обозначает перенос металла из металлизированной пленки на вторичную пленку («PMT» обозначает частичный перенос металла).
Начальное клеевое соединение, или «сырую прочность», испытывают как можно скорее после изготовления слоистого материала. Дополнительные испытания на T-отслаивание проводят с интервалами во времени, как указано ниже, например, через один день и через семь дней.
Процедура испытания на кипячение в пакете
Слоистый материал изготовили из «предварительно ламинированной» пленки, Prelam Al и GF-19, а также 92-LBT и GF-19, как описано ниже. Лист слоистого материала размером 9 x 12 дюймов (23 см x 30,5 см) сложили, чтобы получить двойной слой размером около 9 x 6 дюймов (23 см x 15,25 см) таким образом, чтобы полиэтиленовая пленка одного слоя находилась в контакте с полиэтиленовой пленкой другого слоя. Края обрезали на бумагорезальной машине, чтобы получить сложенный кусок размером около 5 x 7 дюймов (12,7 см x 17,8 см). Две длинные стороны и одну короткую сторону запаяли по краям, чтобы получить готовый пакет с внутренним размером 4 x 6 дюймов (10,2 см × 15,2 см). Запечатывание термосваркой выполнили при 177°C (350°F) в течение одной секунды при гидравлическом давлении 276 кПа (40 фунтов/кв. дюйм). Для каждого испытания изготовили более чем один пакет.
Пакеты заполнили через открытую сторону «соусом 1:1:1» объёмом 100±5 мл (смесь равных по массе частей кетчупа, уксуса и растительного масла). В процессе заполнения избегали разбрызгивания соуса на область запаянного шва, поскольку это могло привести к повреждению запаянного шва в процессе испытания. После заполнения верх пакета герметизировали таким образом, чтобы минимизировать попадание воздуха внутрь пакета.
Проверили целостность уплотнения со всех четырех сторон каждого пакета, чтобы убедиться в отсутствии дефектов в уплотнении, которые могут привести к протеканию пакета в процессе испытания. Любые предположительно дефектные пакеты отбраковывали и заменяли пакетами, годными к испытанию. В некоторых случаях дефекты в слоистом материале отмечали, чтобы идентифицировать, образовались ли в процессе испытания новые, дополнительные дефекты.
Ёмкость на две трети наполнили водой, которую довели до бурного кипения. После закипания ёмкость накрыли крышкой, чтобы минимизировать потери воды и пара. В процессе испытания за ёмкостью вели наблюдение, чтобы убедиться в наличии достаточного количества воды для поддержания кипения. Пакеты поместили в кипящую воду и кипятили в течение тридцати минут. Пакеты извлекли, а распространение пустоты по оси шва, образование вздутий, расслоение и/или утечку сравнили с отмеченными существовавшими ранее дефектами, если таковые имелись. Наблюдения запротоколировали. Затем пакеты вскрыли, опорожнили и отмыли водой с мылом. Из пакетов вырезали одну или большее количество полосок размером 1 дюйм (2,54 см) и измерили прочность клеевого соединения слоистого материала в соответствии со стандартным испытанием на прочность клеевого соединения, описанным ранее. Это сделали как можно скорее после извлечения содержимого пакета. Провели осмотр внутренних сторон пакетов и запротоколировали любые другие видимые дефекты.
Процедура испытания на химическое старение
Слоистые материалы изготовили из «предварительно ламинированной» пленки, Prelam Al и GF-19, а также Prelam Al/каст полипропилена, как описано ниже. Лист слоистого материала размером 9 x 12 дюймов (23 см x 30,5 см) сложили, чтобы получить двойной слой размером около 9 x 6 дюймов (23 см x 15,25 см) таким образом, чтобы полиэтиленовая пленка одного слоя находилась в контакте с полиэтиленовой пленкой другого слоя. Края обрезали на бумагорезальной машине, чтобы получить сложенный кусок размером около 5 x 7 дюймов (12,7 см x 17,8 см). Две длинные стороны и одну короткую сторону запаяли по краям, чтобы получить готовый пакет с внутренним размером 4 x 6 дюймов (10,2 см × 15,2 см). Запечатывание термосваркой выполнили при 177°C (350°F) в течение одной секунды при гидравлическом давлении 276 кПа (40 фунтов/кв. дюйм). Для каждого испытания изготовили более чем один пакет.
Пакеты заполнили через открытый край «соусом 1:1:1» объёмом 100±5 мл (смесь равных по массе частей кетчупа, уксуса и растительного масла). В процессе заполнения избегали разбрызгивания соуса 1:1:1 на область запаянного шва, поскольку это могло привести к повреждению запаянного шва в процессе испытания. После заполнения верх пакета герметизировали таким образом, чтобы минимизировать попадание воздуха внутрь пакета.
Проверили целостность уплотнения со всех четырех сторон пакетов, чтобы убедиться в отсутствии дефектов в уплотнении, которые могут привести к протеканию пакета в процессе испытания. Любые предположительно дефектные пакеты отбраковывали и заменяли пакетами, годными к испытанию. В некоторых случаях дефекты в слоистом материале отмечали, чтобы идентифицировать, образовались ли в процессе испытания новые, дополнительные дефекты.
Пакеты, содержащие соус 1:1:1 на 100 часов поместили в конвекционную печь, установленную на 50°C. Пакеты извлекли после выдерживания, а распространение пустоты по оси шва, образование вздутий, расслоение и/или утечку сравнили с какими-либо дефектами из отмеченных, существовавших ранее. Наблюдения запротоколировали. Пакеты вскрыли, опорожнили и отмыли водой с мылом. Из пакетов вырезали одну или большее количество полосок размером 1 дюйм (2,54 см) и измерили прочность клеевого соединения слоистого материала в соответствии со стандартным испытанием на прочность клеевого соединения, описанным ранее. Это сделали как можно скорее после извлечения содержимого пакета. Провели осмотр внутренних сторон пакетов и запротоколировали любые другие видимые дефекты.
Процедура испытания с умягчителем
Слоистые материалы изготовили из «предварительно ламинированной» пленки, Prelam Al и GF-19, а также 92-LBT и GF-19, которые были описаны ниже. Лист слоистого материала размером 9 x 12 дюймов (23 см x 30,5 см) сложили, чтобы образовался двойной слой размером около 9 x 6 дюймов (23 см x 15,25 см) таким образом, чтобы полиэтиленовая пленка одного слоя находилась в контакте с полиэтиленовой пленкой другого слоя. Края обрезали на бумагорезальной машине, чтобы получить сложенный кусок размером около 5 x 7 дюймов (12,7 см x 17,8 см). Две длинные стороны и одну короткую сторону запаяли по краям, чтобы получить готовый пакет с внутренним размером 4 x 6 дюймов (10,2 см × 15,2 см). Запечатывание термосваркой выполнили при 177°C (350°F) в течение одной секунды при гидравлическом давлении 276 кПа (40 фунтов/кв. дюйм). Для каждого испытания изготовили более чем один пакет.
Пакеты заполнили через открытую сторону умягчителем объёмом 100±5 мл, приобретенным в супермаркете, например, Purex Mountain Breeze Ultra производства The Dial Corporation, компании Henkel. После заполнения верх пакета герметизировали таким образом, чтобы минимизировать попадание воздуха внутрь пакета.
Проверили целостность уплотнения со всех четырех сторон пакетов, чтобы убедиться в отсутствии дефектов в уплотнении, которые могут привести к протеканию пакета в процессе испытания. Любые предположительно дефектные пакеты отбраковывали и заменяли пакетами, годными к испытанию. В некоторых случаях дефекты в слоистом материале отмечали, чтобы идентифицировать, образовались ли в процессе испытания новые, дополнительные дефекты.
Затем пакеты поместили в конвекционную печь, предварительно установленную на 65°C. После выдерживания при указанной температуре в течение тридцати дней пакеты извлекли, а распространение пустоты по оси шва, образование вздутий, расслоение и/или утечку сравнили с отмеченными существовавшими ранее дефектами, если таковые имелись. Наблюдения запротоколировали. Затем пакеты вскрыли, опорожнили и отмыли водой с мылом. Из пакетов вырезали одну или большее количество полосок размером 1 дюйм (2,54 см) и измерили прочность клеевого соединения слоистого материала в соответствии со стандартным испытанием на прочность клеевого соединения, описанным ранее. Это сделали как можно скорее после извлечения содержимого пакета. Провели осмотр внутренних сторон пакетов и запротоколировали любые другие видимые дефекты.
Процедура испытания в автоклаве
Слоистые материалы изготовили из «предварительно ламинированной» пленки, Prelam Al и каст полипропилена, которые были описаны ниже. Один из листов слоистого материала размером 9 x 12 дюймов (23 см x 30,5 см) сложили, чтобы получить двойной слой размером около 9 x 6 дюймов (23 см x 15,25 см) таким образом, чтобы полиэтиленовая пленка одного слоя находилась в контакте с полиэтиленовой пленкой другого слоя. Края обрезали на бумагорезальной машине, чтобы получить сложенный кусок размером около 5 x 7 дюймов (12,7 см x 17,8 см). Две длинные стороны и одну короткую сторону запаяли по краям, чтобы получить готовый пакет с внутренним размером 4 x 6 дюймов (10,2 см × 15,2 см). Запечатывание термосваркой выполнили при 177°C (350°F) в течение одной секунды при гидравлическом давлении 276 кПа (40 фунтов/кв. дюйм). Для каждого испытания изготовили более чем один пакет.
В процессе заполнения избегали разбрызгивания соуса 1:1:1 на область запаянного шва, поскольку это могло привести к повреждению запаянного шва в процессе испытания. После заполнения верх пакета герметизировали таким образом, чтобы минимизировать попадание воздуха внутрь пакета.
Проверили целостность уплотнения со всех четырех сторон пакетов, чтобы убедиться в отсутствии дефектов в уплотнении, которые могут привести к протеканию пакета в процессе испытания. Любые предположительно дефектные пакеты отбраковывали и заменяли пакетами, годными к испытанию. В некоторых случаях дефекты в слоистом материале отмечали, чтобы идентифицировать, образовались ли в процессе испытания новые, дополнительные дефекты.
Пакеты, содержащие соус 1:1:1, на 2 часа поместили в камеру автоклава, установленную на 121°C. Пакеты извлекли, а распространение пустоты по оси шва, образование вздутий, расслоение и/или утечку сравнили с любыми дефектами из отмеченных, существовавших ранее. Наблюдения запротоколировали. Пакеты вскрыли, опорожнили и отмыли водой с мылом. Из пакетов вырезали одну или большее количество полосок размером 1 дюйм (2,54 см) и измерили прочность клеевого соединения слоистого материала в соответствии со стандартным испытанием на прочность клеевого соединения, описанным ранее. Это сделали как можно скорее после извлечения содержимого пакета. Провели осмотр внутренних сторон пакетов и запротоколировали любые другие видимые дефекты.
Теоретическая функциональность адгезивных композиций
средняя
средняя
1
1
2
2
3
3
1
2
3
1
2
3
1,
2
3
средняя
Теоретическая функциональность (f ) определяется как: f  = (m·f+ m·f+ m·f + ···) / (m+m+m+···), где m, m, m- масса компонентов в молях, а ffи f - функциональность компонентов. Теоретическая функциональность адгезивных композиций исключает нереакционноспособные компоненты адгезивных композиций, например, растворители. Например, в иллюстративном примере 1 изоцианатный компонент имеет среднюю функциональность 2 и среднюю молекулярную массу 2000, а полиольный компонент имеет среднюю функциональность 3 и среднюю молекулярную массу 655. Когда 300 граммов полиольного компонента смешивают с 2100 граммами изоцианатного компонента, средняя функциональность адгезива составляет: f  = (300/655·3+ 2100/2000·2) / (300/655+2100/2000) = 2,30.
Получение композиции
Некоторые из сырьевых материалов, используемых для изготовления примеров, представлены в таблице 1 ниже торговым названием, общим описанием и частным поставщиком.
Таблица 1. Сырьевые материалы
Название
Описание
Частный поставщик
INTERMEDIATE™ 88X102
Сложный полиэфирполиол с молекулярной массой 2000
Dow Chemical Company
ADCOTE™ 577
Сложного полиэфира форполимер MDI с содержанием твердых веществ 75% в этилацетате
Dow Chemical Company
ADCOTE™ L87-118
Сложный эфир фосфорной кислоты с содержанием твердых веществ 75%
Dow Chemical Company
VORANOL™ CP 450
Глицерин-пропоксилированный полиэфир-триол с молекулярной массой 450
Dow Chemical Company
MOR-FREE™ C117
Разветвленный сложный полиэфирполиол с молекулярной массой 650 на основе триметилопропана, диэтиленгликоля, адипиновой кислоты и изофталевой кислоты, со средней функциональностью 2,15
Dow Chemical Company
Триметолопропан («ТМП»)
Триол с молекулярной массой 135
Sigma-Aldrich Corporation
Фосфорная кислота
85% раствор фосфорной кислоты в воде
Sigma-Aldrich Corporation
ISONATE™ 125M
4,4´-метилендифенилдиизоцианат
Dow Chemical Company
ISONATE™ 143L
4,4´-метилендифенилдиизоцианат
Dow Chemical Company
VORANOL™ 220-260
Диол на основе полипропиленоксида с молекулярной массой 400
Dow Chemical Company
POLYG™ 30-112
Триол на основе полипропиленоксида с молекулярной массой 1500
Arch Chemicals
GLYMO™
(3-глицидилоксипропил)триметоксисиланоксид
Evonik Industries
Плёнка Prelam AL
Полиэтилентерефталатная пленка толщиной 12 μм наслоенная на алюминиевую фольгу AMCOR™ мягкого уровня ламинирования толщиной 9 µм с ADCOTE™ 550/COREAGENT F
AMPAC Company
Плёнка GF-19
Полиэтиленовая герметизирующая пленка, содержащая добавки, улучшающие скольжение
Berry Plastics Corporation
EMBLEM™ 1500
Полиамидная пленка толщиной 20 µм
E. I. du Pont de Nemours and Company
FT 600-92g
Металлизированная поли(этиленгликоль-терефталат) пленка толщиной 23 µм и имеющая 0,02 µм алюминиевый слой на ПЭТ стороне
FILMtech Inc.
LLDPE 4 мил
Полиэтиленовая пленка толщиной 4 мм
Berry Plastics Corporation
ADCOTE™ 555
Форполимер MDI на основе смеси простых полиэфирполиолов и сложных полиэфирполиолов с содержанием твердых веществ 71,5% в этилацетате
Dow Chemical Company
ADCOTE™ 536B
Сложный полиэфирполиол с содержанием твердых веществ 67% в этилацетате
Dow Chemical Company
ADCOTE™ 577B
Смесь простых полиэфиров со сложными полиэфирами с содержанием твердых веществ 71% в этилацетате
Dow Chemical Company
Иллюстративный пример 1 («ИП1»)
Изоцианатный компонент
Для получения изоцианатного компонента использовали лабораторный стеклянный реактор, состоящий из 4-горлой колбы, оборудованной механической мешалкой и регулятором температуры. При продувке азотом в колбу сначала загрузили 194,8 грамма ISONATE™ 125M, предварительно расплавленного при 45°C. Температуру в реакторе установили на 50°C. В реактор при перемешивании загрузили 250 граммов этилацетата, а затем 555,3 граммов INTERMEDIATE™ 88X102. Если температура превышала 75°C, то применяли охлаждение. После осуществления реакции при 75°C в течение 4 часов получили чистый форполимер с низкой вязкостью, причем форполимер имеет содержание NCO 4,2%, содержание твердых веществ 75%, вязкость при комнатной температуре 1445 сПз и теоретическую функциональность 2. Содержание NCO измерили в соответствии со стандартом ASTM D 2572-97. Вязкость измерили при данной температуре с использованием вискозиметра Brookfield DV-II. Содержание твердых веществ измерили галогенным анализатором влажности HR 73, а число ОН определили посредством титратора Metrohm.
Полиольный компонент
При комнатной температуре в течение 30 минут смешивали 45 граммов ADCOTE™ L87-118, 5 граммов POLYG™ 30-112 и 50 граммов VORANOL™ CP 450. Смесь является прозрачной и имеет содержание твердых веществ 89%, число ОН 257 и теоретическую функциональность 3.
Слоистая структура
Смешали 300 граммов полиольного компонента, 2100 граммов изоцианатного компонента и 1283 грамма этилацетата с образованием раствора с содержанием твердых веществ 50%, с индексом NCO/OH 1,53. Средняя функциональность адгезивной композиции составляет 2,30. Затем раствор нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,75 фунтов/стопу (794 г/стопу) с последующим наслоением на неё полиэтиленовой пленки низкой плотности (GF-19) с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Затем слоистую структуру подвергли испытанию на кипячение в пакете и испытанию на старение с соусом 1:1:1, описанным ранее. После испытания на кипячение в пакете и испытания на старение с соусом 1:1:1 пакеты вскрыли, отмыли дочиста и проверили характер разрушения. Прочность клеевого соединения слоистого материала измерили и запротоколировали. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушения слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 2 («ИП12»)
Повторили иллюстративный пример 1, но вторичную плёнку заменили. Адгезивную композицию нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,75 фунтов/стопу, с последующим наслоением на неё 2 мил (0,0508 мм) каст полипропиленовой плёнки. Слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1, и испытанию в автоклаве. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 3 («ИП3»)
Повторили пример 1, но поменяли субстраты. В иллюстративном примере 1 смешанный адгезив сначала нанесли на металлизированную полиэтилентерефталатную пленку с массой покрытия 1,75 фунтов/стопу с последующим наслоением на неё полиамидной пленки с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Полученный слоистый материал оставили в печи при 60°С на 1 час, прежде чем использовать его в качестве основного субстрата, и тот же адгезив нанесли на ПЭТ сторону слоистого материала с использованием LABO-COMBI™ от Nordmeccanica, затем наслоили 4 мил полиэтиленовой пленки низкой плотности. Прочность клеевого соединения между полиэтиленом и ПЭТ измерили сразу после изготовления слоистого материала и с интервалами в 1 день, 7 дней и 14 дней после изготовления слоистого материала. Через 14 дней изготовили пакеты с использованием слоистой структуры и заполнили их покупным умягчителем. Затем пакеты на 30 дней поместили в печь, предварительно установленную на 65°C, после чего их вскрыли, отмыли дочиста и проверили характер разрушения. Прочность клеевого соединения слоистого материала после испытания на старение измерили и запротоколировали. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушения слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 4 («ИП14»)
Повторили иллюстративный пример 1, но соотношение компонентов в смеси, индекс NCO/OH заменили. Смешали 340 граммов полиольного компонента, 1972 грамма изоцианатного компонента и 1250 граммов этилацетата с получением раствора с содержанием твердых веществ 50%, с индексом NCO/OH 1,27. Средняя теоретическая функциональность адгезива составляет 2,34. Адгезив нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,70 фунтов/стопу (771 г/стопу) с последующим наслоением на неё полиэтиленовой пленки низкой плотности (GF-19) с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 5 («ИП5»)
Повторили иллюстративный пример 4, но вторичную плёнку заменили. Адгезив нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,70 фунтов/стопу с последующим наслоением на неё 3 мил полипропиленовой плёнки с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1, и испытанию в автоклаве. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 6 («ИП6»)
Повторили иллюстративный пример 4, но поменяли субстраты. В иллюстративном примере 4 смешанный адгезив сначала нанесли на металлизированную полиэтилентерефталатную пленку с массой покрытия 1,70 фунтов/стопу с последующим наслоением на неё полиамидной плёнки с использованием экспериментального ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Полученный слоистый материал оставили в печи при 60°С на 1 час, прежде чем использовать его в качестве основного субстрата, и тот же адгезив нанесли на ПЭТ сторону слоистого материала с использованием LABO-COMBI™ от Nordmeccanica, затем наслоили 4 мил полиэтиленовой пленки низкой плотности. Прочность клеевого соединения между полиэтиленом и ПЭТ измерили сразу после изготовления слоистого материала и с интервалами в 1 день, 7 дней и 14 дней после изготовления слоистого материала. Через 14 дней изготовили пакеты с использованием слоистой структуры и заполнили их покупным умягчителем. Затем пакеты на 30 дней поместили в печь, предварительно установленную на 65°C, после чего их вскрыли, отмыли дочиста и проверили характер разрушений. Прочность клеевого соединения слоистого материала после испытания на старение измерили и запротоколировали. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушения слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 7 («ИП7»)
Изоцианатный компонент остается таким же, как в иллюстративном примере 1, но полиольный компонент изменили. При комнатной температуре в течение 45 минут смешивали 50 граммов POLYG™ 30-112, 600 граммов VORANOL™ CP 450, 6 граммов фосфорной кислоты, 350 граммов MOR-FREE™ C117 и 50 граммов GLYMO™. Получили прозрачную смесь, имеющую содержание твердых веществ 100%, число ОН 299 и среднюю теоретическую функциональность 2,75.
Смешали 212,5 граммов полиольного компонента, 2125 граммов изоцианатного компонента и 1275 граммов этилацетата с образованием адгезивной композиции с содержанием твердых веществ 50%, с индексом NCO/OH 1,88. Средняя функциональность адгезива составляет 2,21. Адгезив нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с весом покрытия 1,75 фунтов/стопу с последующим наслоением на неё полиэтиленовой пленки низкой плотности (GF-19) с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Иллюстративный пример 8 («ИП8»)
Повторили иллюстративный пример 7, но поменяли субстраты. В иллюстративном примере 5 смешанный адгезив сначала нанесли на металлизированную полиэтилентерефталатную пленку с массой покрытия 1,75 фунтов/стопу с последующим наслоением на неё полиамидной пленки с использованием экспериментального ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Полученный слоистый материал оставили в печи при 60°С на 1 час, прежде чем использовать его в качестве основного субстрата, и тот же адгезив нанесли на ПЭТ сторону слоистого материала с использованием LABO-COMBI™ от Nordmeccanica, затем наслоили 4 мил полиэтиленовой пленки низкой плотности. Прочность клеевого соединения между полиэтиленом и ПЭТ измерили сразу после изготовления слоистого материала и с интервалами в 1 день, 7 дней и 14 дней после изготовления слоистого материала. Через 14 дней изготовили пакеты с использованием слоистой структуры и заполнили их покупным умягчителем. Затем пакеты на 30 дней поместили в печь, предварительно установленную на 65°C, после чего их вскрыли, отмыли дочиста и проверили характер разрушений. Прочность клеевого соединения слоистого материала после испытания на старение измерили и запротоколировали. Результаты испытаний на прочность клеевого соединения и характер разрушения слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Сравнительный пример 1 («СП1»)
Смешали 140,8 грамма ADCOTE™ 577B, 1600 граммов ADCOTE™ 577 и 859 граммов этилацетата с образованием раствора с содержанием твердых веществ 50%, с индексом NCO/OH 1,74. Средняя функциональность адгезива составляет 2,14. Было обнаружено, что вязкость раствора слишком высока, чтобы он работал при содержании твердых веществ 50% с использованием обычного ламинатора, оборудованного гравированным валом.
Затем раствор разбавили этилацетатом объемом 650 граммов, чтобы достигнуть содержания твердых веществ 40%. Разбавленный раствор затем нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,8 фунта/стопу (806 г/стопу) с последующим наслоением на неё полиэтиленовой пленки низкой плотности (GF-19) с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Затем слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1. Результаты испытаний и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
Сравнительный пример 2 («СП2»)
Смешали 247,0 граммов ADCOTE™ 536B, 1900 граммов ADCOTE™ 555 и 901 грамм этилацетата с образованием раствора с содержанием твердых веществ 50%, с индексом NCO/OH 2,50. Средняя функциональность адгезива составляет 2,06. Было обнаружено, что вязкость раствора слишком высока, чтобы он работал при содержании твердых веществ 50% с использованием обычного ламинатора, оборудованного гравированным валом.
Затем раствор разбавили этилацетатом объемом 762 грамма, чтобы достигнуть содержания твердых веществ 40%. Разбавленный раствор затем нанесли на предварительно ламинированную алюминиевую фольгу с массой покрытия 1,8 фунта/стопу (806 г/стопу) с последующим наслоением на неё полиэтиленовой пленки низкой плотности (GF-19) с использованием ламинатора LABO-COMBI™ от Nordmeccanica. Затем слоистую структуру подвергли тем же испытаниям, которые описаны в иллюстративном примере 1. Результаты испытаний и характер разрушений слоистой структуры подытожены в таблице 2.
ИП1-ИП8 продемонстрировали улучшенные технологические характеристики, например, низкую вязкость и соответствующую требованиям жизнеспособность при содержании твердых частиц 50%, а также усовершенствовались рабочие характеристики, о чем свидетельствуют хорошая сырая прочность, превосходная прочность клеевого соединения, а также очень хорошая температурная и химическая стойкость в испытаниях на кипячение в пакете, химическое старение и при испытании в автоклаве. Напротив, СП1 продемонстрировал более высокую вязкость при содержании твердых веществ 50% (необходимо разбавить до 40% содержания твердых веществ перед нанесением) из-за использования форполимера с содержанием NCO менее чем 4,0% и сореагента, содержащего менее чем 40% полиэфирного компонента. СП1 также продемонстрировал менее чем оптимальную температуру и химическую стойкость. СП2 продемонстрировал более высокую вязкость при содержании твердых веществ 50% (необходимо разбавить до 40% содержания твердых веществ перед нанесением), некачественную прочность клеевого соединения, а также плохую температурную и химическую стойкость из-за использования форполимера с содержанием NCO менее чем 4,0% и полиольного компонента, который содержит менее чем 40% простого полиэфирного компонента. Кроме того, форполимер основан на изоцианат-активном компоненте, который содержит менее чем 50% сложных полиэфирполиолов и имеет среднюю молекулярную массу менее чем 1000.