Способ получения ламината
Настоящее изобретение относится к способу получения ламината. Данный способ включает равномерное нанесение изоцианатного компонента на первую пленку; равномерное нанесение полиольного компонента на вторую пленку; соединение первой и второй пленок вместе, что приводит к смешиванию и реакции изоцианатного компонента и полиольного компонента с образованием клея между первой и второй пленками; и отверждение клея для склеивания первой и второй пленок. Изоцианатный компонент содержит один ароматический изоцианат. Полиольный компонент содержит неинициируемый амином полиол, выбранный из группы, включающей сложный полиэфирный полиол и простой полиэфирный полиол, и инициируемый амином полиол, имеющий функциональность от 3 до 8 и гидроксильное число от 20 до 1000. Клей имеет вязкость, равную 25000 мПа·с на 8 минуте, после соединения первой и второй пленок вместе. Технический результат – повышение прочности склеивания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.
Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка заявляет приоритет на основании предварительной заявки США № 62/333,878, поданной 10 мая 2016 года.
Область техники
Настоящее описание относится к клеевым, не содержащим растворитель, композициям. Более конкретно, описание относится к двухкомпонентным не содержащим растворитель полиуретановым клеевым композициям, предназначенным для использования при изготовлении ламинатов, композициям, имеющим улучшенную эффективность преобразования, прочность связи, химическую и термическую стойкость и разложение первичного ароматического амина и изоцианата.
Описание также относится к способам формирования ламинированных структур, содержащих описанные клеевые композиции. В некоторых вариантах реализации изобретения клеевые композиции проявляют высокую реакционную способность и, таким образом, сформированы для раздельного нанесения на два субстрата, которые затем соединяют для смешивания и взаимодействия клеевой композиции. В частности, один компонент клеевой композиции выполнен с возможностью равномерного нанесения на поверхность первого субстрата, а другой компонент клеевой композиции выполнен с возможностью нанесения на поверхность второго субстрата. Затем первый и второй субстраты соединяют, тем самым смешивая и вызывая взаимодействие двух компонентов с образованием клея между первым и вторым субстратами. Таким образом, клей может быть затем отвержден, тем самым связывая первый и второй субстраты.
Уровень техники
Клеевые композиции находят применение во многих областях. Например, клеевые композиции используют для склеивания различных субстратов, например, субстратов из полиэтилена, полипропилена, сложного полиэфира, полиамида, металла, бумаги или целлофана, с получением композиционных пленок, т.е. ламинатов. Хорошо известно применение клеев в различных целях. Например, клеи можно использовать при изготовлении ламинатов типа пленка/пленка и пленка/фольга, которые применяют в упаковочной промышленности, особенно для упаковки пищевых продуктов. Клеи, используемые для получения ламинатов, или "ламинирующие клеи", можно, в целом, разделить на три категории: на основе растворителей, на водной основе и без растворителей. Характеристики клея варьируются в зависимости от категории и области применения клея.
Не содержащие растворитель ламинирующие клеи можно использовать в форме, содержащей до 100% твердого вещества, без органических растворителей или водного носителя. Благодаря отсутствию необходимости высушивать органический растворитель или воду из такого клея при его использовании, указанные клеи можно использовать на высокоскоростных линиях. Ламинирующие клеи на основе растворителей и воды ограничиваются скоростью, с которой растворитель или вода могут быть эффективно высушены и удалены из ламинированной структуры после нанесения клея. По причинам, связанным с окружающей средой, здоровьем и безопасностью, ламинирующие клеи, предпочтительно, являются водными или не содержащими растворитель.
К категории ламинирующих клеев, не содержащих растворитель, относятся многие их разновидности. Одна конкретная разновидность включает двухкомпонентные ламинирующие клеи на основе полиуретана, предварительно смешанные перед нанесением, и упоминается в данном документе как «предварительно смешанный двухкомпонентный клей». Как правило, двухкомпонентный ламинирующий клей на основе полиуретана содержит первый компонент, включающий изоцианат-содержащий преполимер, и второй компонент, включающий полиол. Преполимер получают посредством взаимодействия избытка изоцианата с простым полиэфиром и/или сложным полиэфиром, содержащим две или более гидроскильных групп на одну молекулу. Второй компонент представляет собой простой полиэфир и/или сложный полиэфир, функционализированный двумя или более гидроксильными группами на одну молекулу. Два компонента объединяют в заданном соотношении или «предварительно смешивают», а затем наносят на субстрат, который затем накладывают на другой субстрат.
Дополнительные слои субстрата могут быть добавлены к структуре с дополнительными слоями клеевой композиции, расположенными между каждым последующим субстратом. Затем клей отверждается при комнатной температуре или при повышенной температуре, тем самым связывая субстраты вместе.
Дальнейшая обработка ламинированной структуры зависит от скорости отверждения клея. Скорость отверждения клея определяется временем, в течение которого механическая связь между ламинированными субстратами становится достаточной для обеспечения дальнейшей обработки, а ламинат соответствует действующим правилам (например, правилам контакта с пищевыми продуктами). Низкая скорость отверждения приводит к снижению эффективности преобразования. Предварительно смешанные двухкомпонентные не содержащие растворитель ламинирующие клеи, по сравнению с традиционными клеями, содержащими растворители, демонстрируют слабые начальные связи и медленную скорость отверждения. Общая тенденция в перерабатывающей промышленности направлена на более быстрое отверждение ламинирующих клеев. Более быстрое отверждение повышает эффективность работы перерабатывающих производств. В частности, быстро перемещаемые готовые изделия из склада увеличивают производственные мощности и гибкость при обработке заказов в последнюю минуту (например, рекламные кампании розничной торговли). Чтобы повысить эффективность работы, для образования ламинированных материалов следует использовать клеевую композицию с реакционной способностью, намного превышающей существующие клеевые композиции. Однако такая клеевая композиция может создавать проблемы для традиционных технологий нанесения клея.
Двухкомпонентные не содержащие растворитель ламинирующие клеи на основе полиуретана по сравнению с традиционными клеями, не содержащими растворитель, имеют слабые первоначальные связи и медленное нарастание прочности связей до переработки ламината. Кроме того, указанные клеи склонны к проявлению низкой химической стойкости, особенно в кислотных условиях. Более того, обычные двухкомпонентные не содержащие растворитель ламинирующие клеи на основе полиуретана, демонстрируют медленное разложение первичного ароматического амина и изоцианата и, следовательно, более низкую эффективность преобразования. Кроме того, катализаторы широко используются в полиуретановой химии для ускорения реакции изоцианатов и соединений с концевыми гидроксильными группами. Типичные катализаторы включают аминовые катализаторы, металлические катализаторы, блокированные амино и металлические катализаторы и микрокапсулированные амино и металлические катализаторы. Эти катализаторы могут быть очень эффективными, но они не идеально подходят для использования в пищевых продуктах. Это связано с тем, что низкомолекулярные амины и металлические катализаторы могут потенциально мигрировать в пищу, что может быть проблемой с точки зрения безопасности пищевых продуктов. Кроме того, низкомолекулярные аминокатализаторы часто обладают сильным запахом, который может изменить вкус пищи, что делает нежелательным их прямой или косвенный контакт с пищевыми продуктами.
Соответственно, желательны двухкомпонентные не содержащие растворитель ламинирующие клеевые композиции на основе полиуретана с улучшенной прочностью связывания и более быстро формирующимися связями, улучшенной химической и термической стойкостью и более быстрым разложением первичного ароматического амина и изоцианата. Кроме того, желательны двухкомпонентные не содержащие растворитель полиуретановые ламинирующие клеевые композиции не требующие использования катализатора для ускорения реакции изоцианата и полиола.
Сущность изобретения
Описываются двухкомпонентные не содержащие растворитель полиуретановые клеевые композиции. В некоторых вариантах реализации изобретения, клеевая композиция, не содержащая растворитель, включает изоцианатный компонент, содержащий, по меньшей мере, один изоцианат. Клеевая композиция, не содержащая растворитель, также содержит полиольный компонент, включающий, по меньшей мере, один инициируемый амином полиол. По меньшей мере, один изоцианат может быть выбран из группы, состоящей из ароматического изоцианата, алифатического изоцианата, цикло алифатического изоцианата и их комбинаций. По меньшей мере, один инициируемый амином полиол может быть продуктом реакции Ci-C6 алкиленоксида и амина. Инициируемый амином полиол может дополнительно иметь функциональность от 3 до 8 и гидроксильное число от 20 до 1000. Полиольный компонент дополнительно может содержать неинициируемый амином полиол.
В некоторых вариантах реализации изобретения, способ включает равномерное нанесение изоцианатного компонента на первый субстрат. Изоцианатный компонент включает, по меньшей мере, один полиизоцианат. Способ также включает равномерное нанесение полиольного компонента на второй субстрат. Затем первый и второй субстраты объединяют, тем самым смешивая и обеспечивая взаимодействие изоцианатного компонента и полиольного компонента с образованием клея между первым и вторым субстратами. Затем смешанная клеевая композиция отверждается, тем самым связывая первый и второй субстраты. Из-за реакционной способности составляющих клеевой композиции клеевая композиция способна достигать вязкости более 10000 мПа-с в течение 10 минут после объединения вместе первого и второго субстратов.
Ламинированные структуры, полученные в соответствии с описанными способами, могут быть разрезаны в течение всего лишь двух часов после ламинирования и доставлены в течение двух дней клиенту. Ламинаты, изготовленные с использованием существующих клеевых композиций общего назначения, обычно требуют от двух до трех дней от ламинирования до разрезания и от 5 до 7 дней для доставки. Соответственно, эффективность процесса значительно улучшается в соответствии с описанными способами. Кроме того, срок годности клеевых композиций, используемых в описанных способах, является неопределенным по сравнению со сроком годности от двадцати до тридцати минут для существующих клеев общего назначения. Это связано с тем, что срок годности описанных клеевых композиций полностью отделен от процесса отверждения, как будет описано ниже.
Поскольку клеевые композиции, используемые в описанных способах, составлены так, чтобы они были более реакционноспособными, чем существующие клеевые композиции, они не идеально подходят для использования с существующими аппаратами для нанесения клея. Это связано с тем, что два компонента реагируют очень быстро, вызывая превращение клея в гель и непригодность для нанесения на субстрат. По этой причине клеевые композиции, используемые в описанных способах, составлены таким образом, что изоцианатные и полиольные компоненты наносят отдельно на два разных субстрата вместо того, чтобы предварительно смешивать и наносить на несущее полотно.
В частности, клеевые композиции, используемые в описанных способах, составлены таким образом, что изоцианатный компонент может быть равномерно нанесен на поверхность первого субстрата, а полиольный компонент может быть равномерно нанесен на поверхность второго субстрата. Поверхность первого субстрата затем приводится в контакт с поверхностью второго субстрата для смешивания и взаимодействия двух компонентов, образуя таким образом ламинат. Затем клеевая композиция отверждается.
Краткое описание графических материалов
Ссылка делается на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематический вид устройства для формирования ламината в соответствии с описанными способами; и
фиг. 2 - график, иллюстрирующий вязкость Сравнительного примера 1 и Иллюстративного примера 1 - 3 в зависимости от времени.
Подробное описание изобретения
Двухкомпонентная не содержащая растворитель клеевая композиция в соответствии с данным описанием содержит изоцианатный компонент и полиольный компонент.
Изоцианатный компонент
Изоцианатный компонент содержит, по меньшей мере, один изоцианат. По меньшей мере, один изоцианат может быть выбран из группы, состоящей из изоцианатного преполимера, изоцианатного мономера, полиизоцианата (например, димеров, тримеров и т.д.) и комбинаций двух или более из них. Используемый в данном документе термин «полиизоцианат» представляет собой любое соединение, которое содержит две или большее количество изоцианатных групп. Изоцианатный преполимер представляет собой продукт реакции реагентов, содержащих, по меньшей мере, один изоцианат и, по меньшей мере, один полиол. Используемый в данном документе термин «изоцианатный преполимер» может представлять собой полиизоцианат.
По меньшей мере, один изоцианат может быть выбран из группы, состоящей из ароматического изоцианата, алифатического изоцианата, циклоалифатического изоцианата и их комбинаций. «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, где химическая цепь имеет циклическую структуру.
Примеры ароматических изоцианатов, подходящих для применения в соответствии с описанием, включают, но не ограничиваются ими, изомеры метилендифенилдиизоцианата («MDI»), такие как 4,4-MDI, 2,2-MDI и 2,4-MDI, изомеры толуилендиизоцианата («TDI»), такие как 2,4-TDI, 2,6-TDI, изомеры нафталендиизоцианата («NDI»), такие как 1,5-NDI, изомеры норборнандиизоцианата («NBDI»), изомеры тетраметилксилилендиизоцианата ("TMXDI") и комбинаций двух или более из них. Предпочтительными являются изомеры MDI, в частности, смесь 4,4-MDI и 2,4-MDI (т.е., жидкий MDI) или 4,4-MDI (т.е., твердый MDI).
Примеры алифатических и циклоалифатических изоцианатов, подходящих для применения, согласно данного описания, включают, но не ограничиваются ими, изомеры гексаметилендиизоцианата («HDI»), изомеры изофорондиизоцианата («IPDI»), изомеры ксилендиизоцианата («XDI») и их комбинации.
Соединения, содержащие изоцианатные группы, например, изоцианатный компонент, могут быть охарактеризованы параметром «%NCO», который представляет собой количество изоцианатных групп по массе в пересчете на массу соединения. Параметр «%NCO» измеряется методом ASTM D 2572-97 (2010). %NCO описанного изоцианатного компонента составляет, по меньшей мере, 1 мас.%, или, по меньшей мере, 5 мас.%, или, по меньшей мере, 10 мас.%. Предпочтительно, изоцианатный компонент имеет %NCO не превышающий 30 мас.%, или 25% мас., или 20 мас.%.
Предпочтительно, изоцианатный компонент имеет вязкость при 25 °С от 300 мПа-с до 12000 мПа-с, измеренную методом ASTM D2196.
Полиольный компонент
Клеевая композиция, не содержащая растворитель, также содержит полиольный компонент, содержащий, по меньшей мере, один инициируемый амином полиол. В некоторых вариантах реализации изобретения, полиольный компонент может также содержать другой тип полиола, который представляет собой неинициируемый амином полиол. Каждый тип полиола может содержать один вид полиола. Альтернативно, каждый тип полиола может содержать смеси различных видов полиолов. В некоторых вариантах реализации изобретения, один полиольный тип может представлять собой один вид полиола, тогда как другой тип полиола может представлять собой смесь различных видов полиолов.
По меньшей мере, один инициируемый амином полиол улучшает реакционную способность системы клеевой композиции. В частности, по меньшей мере, один инициируемый амином полиол представляет собой молекулу с концевой гидроксильной группой и, как результат, становится частью полиуретановой полимерной сети, образованной реакцией изоцианатных и полиольных компонентов. В результате устраняется проблема миграции малых молекул (например, катализатора).
По меньшей мере, один инициируемый амином полиол имеет функциональность от 3 до 8, или от 4 до 7, или от 5 до 6. Используемая в отношении полиольного компонента «функциональность» относится к числу изоцианатных реакционноспособных групп на молекулу. Кроме того, по меньшей мере, один инициируемый амином полиол имеет гидроксильные группы в количестве от 20 до 1000, или от 200 до 900, или от 750 до 850. Используемое в отношении полиольного компонента «гидроксильное число» является мерой количества реакционноспособных гидроксильных групп, доступных для реакции. Это число определяется во влажном аналитическом методе и сообщается как количество миллиграмм гидроксида калия, эквивалентное гидроксильным группам, находящимся в одном грамме образца. Наиболее часто используемые способы определения гидроксильного числа описаны в ASTM D 4274 D. Кроме того, по меньшей мере, один инициируемый амином полиол имеет молекулярную массу, которая не должна превышать 12000 г/моль, или не должна превышать 8000 г/моль, или не должна превышать 5000 г/моль.
Инициируемые амином полиолы, подходящие для использования в соответствии с этим описанием, получают алкоксилированием одного или нескольких аминоинициаторов одним или несколькими алкиленоксидами. Подходящие аминоинициаторы включают, но не ограничиваются ими, толуилендиамин, метиламин, этилендиамин, диэтилентриамин, анилин, аминоэтилэтаноламин, бис-3-аминопропилметиламин, пропилендиамин, тетра- или гексаметиленамин, триэтаноламин, фенилендиамин и комбинации двух или более из них. Подходящие алкиленоксиды включают, но не ограничиваются ими, этиленоксид, пропиленоксид, 1,2-бутиленоксид и комбинации двух или более из них.
Количество, по меньшей мере, одного инициируемого амином полиола в клеевой композиции составляет, по массе в пересчете на массу клеевой композиции (т.е., общая масса изоцианатного компонента и полиольного компонента), по меньшей мере, 0,5 мас.%, или, по меньшей мере, 0,7 мас.%, или, по меньшей мере, 6 мас.%. Количество, по меньшей мере, одного инициируемого амином полиола в клеевой композиции, по массе в пересчете на массу клеевой композиции, не должно превышать 25 мас.%, или не должно превышать 15 мас.%, или не должно превышать 10 мас.%.
Количество, по меньшей мере, одного инициируемого амином полиола в клеевой композиции зависит от реакционной способности, по меньшей мере, одного используемого изоцианата. В общем, для клеев на основе ароматического изоцианата требуется относительно меньшее количество инициируемого амином полиола по сравнению с системами на основе алифатического изоцианата.
Предусмотрено, что изоцианатный компонент и полиольный компонент описанной клеевой композиции, не содержащей растворитель, можно получать по отдельности и, при необходимости, хранить до возникновения необходимости использования. Предпочтительно, как изоцианатный компонент, так и полиольный компонент являются жидкими при 25 °С. В некоторых вариантах реализации изобретения, при возникновении необходимости использования клеевой композиции, изоцианатный компонент и полиольный компонент приводят в контакт друг с другом и смешивают. Предусмотрено, что при приведении указанных двух компонентов в контакт начинается реакция отверждения, в которой изоцианатные группы реагируют с гидроксильными группами с образованием уретановых связей. Клеевая композиция, полученная посредством приведения указанных двух компонентов в контакт, может быть упомянута как «отверждаемая смесь».
Время, необходимое для отверждения отверждаемой смеси является, предпочтительно, коротким настолько насколько это необходимо для достижения достаточной прочности связывания. Это связано с тем, что более короткие времена отверждения повышают эффективность процесса образования ламинированного материала. Традиционно, алифатические изоцианаты не являются предпочтительными, поскольку они менее реакционноспособны, чем ароматические изоцианаты, что приводит к более длительному времени отверждения. Однако, раскрытые клеевые композиции достигают относительно короткого времени отверждения, даже когда изоцианатный компонент содержит алифатические изоцианаты.
В некоторых вариантах реализации изобретения, один или несколько неинициируемых амином полиолов могут необязательно быть включены в клеевую композицию. Примеры неинициируемого амином полиола, включают, но не ограничиваются ими, сложные полиэфирные полиолы, простые полиэфирные полиолы, поликарбонатные полиолы, полиакрилатные полиолы, поликапролактоновые полиолы, полиолефиновые полиолы, полиолы природного масла и комбинации двух или более из них. Предпочтительно, неинициируемый амином полиол имеет вязкость при 25 °С от 10 мПа-с до 40000 мПа-с, измеренную методом ASTM D2196.
Количество, по меньшей мере, одного неинициируемого амином полиола в клеевой композиции, составляет, по меньшей мере, 10 мас.%, или, по меньшей мере, 20 мас.%, или, по меньшей мере, 30 мас.%, исходя из массы клеевой композиции. Количество, по меньшей мере, одного неинициируемого амином полиола в клеевой композиции не должно превышать 60 мас.%, или не должно превышать 50 мас.%, или не должно превышать 40 мас.%, исходя из массы клеевой композиции.
Предпочтительно, стехиометрическое соотношение изоцианатного компонента к полиольному компоненту составляет 1:1 или выше, например, 1,2:1 или выше, или, например, 1,4:1 или выше. Предпочтительно, стехиометрическое соотношение изоцианатного компонента к полиольному компоненту составляет 3:1 или ниже, например, 2,5:1 или ниже, или, например, 2:1 или ниже. В общем, отношение изоцианатного компонента к полиольному компоненту для промышленного применения (например, трубы) может быть относительно выше, чем отношение для потребительских товарах (например, упаковка для пищевых продуктов), где миграция изоцианата из клеев в пищу является проблемой безопасности.
В некоторых вариантах реализации изобретения, одна или несколько добавок необязательно могут быть включены в клеевую композицию. Примеры таких добавок включают, но не ограничиваются ими, вещества, повышающие клейкость, пластификаторы, модификаторы реологии, промоторы склеивания, антиоксиданты, наполнители, красители, поверхностно-активные вещества, катализаторы, растворители и комбинации двух или более из них.
В некоторых вариантах реализации изобретения, один или несколько катализаторов необязательно могут быть включены в клеевую композицию.
Получение ламината
Предполагается, что изоцианатный компонент и полиольный компонент клеевых композиций, не содержащих растворитель, используемых в описанных способах, получают отдельно и хранят до тех пор, пока не будет желательным получение ламинированной структуры. Предпочтительно, изоцианатный компонент и полиольный компонент находятся в жидком состоянии при 25°С. Даже, если компоненты являются твердыми при 25°C, приемлемо нагреть компоненты, если это необходимо, чтобы перевести их в жидкое состояние. Поскольку срок годности клеевой композиции отделен от процесса отверждения, компоненты могут храниться бесконечно.
Ламинат, полученный в соответствии с описанными способами, может быть получен путем нанесения изоцианатных и полиольных компонентов клеевой композиции отдельно на два различных субстрата, таких как две пленки. Используемый в данном документе термин «пленка» представляет собой любую структуру, имеющую размер 0,5 мм или менее в одном направлении и 1 см или более в обоих направлениях из двух других. «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.
Обратимся теперь к фиг. 1, где схематично с целью иллюстрации показано устройство для реализации способа. Устройство включает в себя первый субстрат 102, который отматывается с первого разматываемого рулона 104. Первый субстрат может быть пленкой, как обсуждалось выше. Первый субстрат 102 проходит через блок нанесения 106, в котором слой изоцианатного компонента клеевой композиции наносят на первый субстрат 102. В состав устройства входят дозирующие ролики, обычно работающие между 30 и 40°C. Блок нанесения дополнительно включает в себя ролик нанесения, обычно работающий между 30 и 60°C. Устройство дополнительно включает в себя второй субстрат 108, который отматывается со второго разматываемого рулона 110. Второй субстрат 108 также может быть пленкой. Второй субстрат 108 проходит через блок нанесения 112, в котором на второй субстрат 108 наносят слой полиольного компонента клеевой композиции. Предпочтительно толщина первого и второго слоев, нанесенных на первый и второй субстраты 102, 108, соответственно, составляет от 0,5 до 2,5 мкм каждый. Контролируя толщину слоев, нанесенных на каждый субстрат, можно контролировать соотношение компонентов.
Поверхности первого и второго субстратов 102, 108 затем проходят через устройство для прикладывания внешнего давления к первому и второму субстратам 102, 108, такое как прижимной ролик 114. Прижимной ролик обычно работает между 30 и 50°C и под давлением от 2 до 4 бар. Соединение изоцианатного компонента и полиольного компонента вместе образует слой отверждаемой клеевой смеси. Когда поверхности первого и второго субстратов 102, 108 объединены вместе, толщина слоя отверждаемой клеевой смеси составляет от 1 до 5 мкм. Изоцианатный компонент и полиольный компонент начинают смешиваться и реагировать, когда первый и второй субстраты 102, 108 объединяются и компоненты контактируют друг с другом. Это знаменует начало процесса отверждения.
Дальнейшее перемешивание и взаимодействие осуществляются, когда первый и второй субстрат 102, 108 проходят через другие ролики, например, ролик 116, и, в конечном счете, перемоточный ролик 118. Дальнейшее перемешивание и реагирование происходит, когда первый и второй субстраты 102, 108 проходят через ролики, потому что каждый из субстратов проходит более длинный или более короткий пути, чем другой субстрат на каждом ролике. Таким образом, оба субстрата перемещаются относительно друг друга, обеспечивая смешивание компонентов на соответствующих субстратах. Расположение роликов в прижимном устройстве широко известно в данной области техники. Затем отверждаемая смесь отверждается или её оставляют отверждаться.
Подходящие субстраты в структуре ламината включают пленки, такие как бумага, тканые и нетканые материалы, металлическая фольга, полимеры и полимеры с покрытием из металла. Пленки необязательно имеют поверхность, на которой чернилами напечатано изображение; чернила могут реагировать с клеевой композицией.
Примеры изобретения
Настоящее описание будет сейчас объяснено более подробно с помощью Иллюстративных примеров и Сравнительных примеров (в совокупности «Примеры»). Однако, рамки данного изобретения, разумеется, не ограничены указанными Примерами.
Сырьевые материалы для применения в Иллюстративных примерах («ИП») и Сравнительных примерах («СП») подробно описаны ниже в Таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Материал | Коммерческое название | Химическая природа | Коммерческий поставщик |
| Компонент А | MOR-FREE™ L PLUS 1 | Ароматический изоцианат | The Dow Chemical Co. |
| Компонент В | VORANOL™ 800 | Инициируемый амином полиол | The Dow Chemical Co. |
| Компонент С | BESTER™ 648 | Компонент с концевой гидроксильной группой | The Dow Chemical Co. |
| Компонент D | BESTER™ 270 | Компонент с концевой гидроксильной группой | The Dow Chemical Co. |
| Компонент Е | BESTER™ 105 | Компонент с концевой гидроксильной группой | The Dow Chemical Co. |
| Компонент F | VORANOL™ CP755 | Компонент с концевой гидроксильной группой | The Dow Chemical Co. |
| Компонент G | MOR-FREE™ 218 | Компонент с концевой гидроксильной группой | The Dow Chemical Co. |
Примеры получают в соответствии с составами, приведенными в Таблице 2, с использованием исходных материалов, приведенных в Таблице 1.
| Таблица 2: Примеры клеевых композиций | ||||
| Ингредиент | Состав (мас.%) | |||
| СП1 | ИП1 | ИП2 | ИП3 | |
| Компонент А | 39,40 | 52,60 | 53,49 | 50,00 |
| Компонент В | - | 2,37 | 3,26 | 3,50 |
| Компонент С | 21,21 | - | - | 14,00 |
| Компонент D | 24,24 | 5,69 | 6,98 | 20,00 |
| Компонент Е | 12,12 | - | - | 10,00 |
| Компонент F | - | 34,6 | 33,95 | - |
| Компонент G | 3,03 | 4,74 | 2,32 | 2,50 |
| ВСЕГО | 100 | 100 | 100 | 100 |
Пример 1 (“ИП1”)
Получают полиуретановую клеевую композицию, содержащую около 52,6 мас.% Компонента А, 5,69 мас.% Компонента D, 34,6 мас.% Компонента F, 4,74 мас.% Компонента G и 2,37 мас.% Компонента В. Возрастание вязкости этого сформированного клея измеряют вискозиметром Brookfield DV-II при 45°C. Этот клей используется для связывания структуры фольга/полиэтилен (ПЭ). Полученные ламинаты отверждаются при 25°C и относительной влажности 50%. Образцы ламината разрезают на полоски шириной 15 мм, а их прочность связывания в Т-отслаивании оценивают в тесте отслаивания на 4 дюйма/мин Twing-Albert. Если один из субстратов растягивается или разрывается, регистрируется максимальное усилие или сила при разрыве. Регистрируется среднее значение силы во время теста, если два субстрата разделены. Значения прочности связи являются усреднением, по меньшей мере, с трех образцов полосок.
Пример 2 (“ИП2”)
Получали полиуретановую клеевую композицию, содержащую около 53,49 мас.% Компонента А, 6,98 мас.% Компонента D, 33,95 мас.% Компонента F, 2,32 мас.% Компонента G и 3,26 мас.% Компонента В. Возрастание вязкости этого сформированного клея измеряют вискозиметром Brookfield DV-II при 45°C. Этот клей используется для связывания структуры фольга/полиэтилен (ПЭ). Полученные ламинаты отверждаются при 25 °C и относительной влажности 50%. Образцы ламината разрезают на полоски шириной 15 мм, а их прочность связывания в Т-отслаивании оценивают в тесте отслаивания на 4 дюйма/мин Thwing-Albert. Если один из субстратов растягивается или разрывается, регистрируется максимальное усилие или сила при разрыве. Регистрируется среднее значение силы во время теста, если два субстрата разделены. Значения прочности связи являются усреднением, по меньшей мере, с трех образцов полосок.
Пример 3 (“ИП3”)
Получали полиуретановую клеевую композицию, содержащую около 50 мас.% Компонента А, 20 мас.% Компонента D, 10 мас.% Компонента Е, 14 мас.% Компонента С, 2,5 мас.% Компонента G и 3,5 мас.% Компонента В. Возрастание вязкости этого сформированного клея измеряют вискозиметром Brookfield DV-II при 45 °C. Этот клей используется для связывания структуры фольга/полиэтилен (ПЭ). Полученные ламинаты отверждаются при 25 °C и относительной влажности 50%. Образцы ламината разрезают на полоски шириной 15 мм, а их прочность связывания в Т-отслаивании оценивают в тесте отслаивания на 4 дюйма/мин Thwing-Albert. Если один из субстратов растягивается или разрывается, регистрируется максимальное усилие или сила при разрыве. Регистрируется среднее значение силы во время теста, если два субстрата разделены. Значения прочности связи являются усреднением, по меньшей мере, с трех образцов полосок.
Сравнительный пример 1 (“СП1”)
Получают полиуретановую клеевую композицию, содержащую около 39,4 мас.% Компонента А, 24,24 мас.% Компонента D, 12,12 мас.% Компонента Е, 21,21 мас.% Компонента С и 3,03 мас.% Компонента G. Возрастание вязкости этого сформированного клея измеряют вискозиметром Brookfield DV-II при 45 °C. Этот клей используется для связывания структуры фольга/полиэтилен (ПЭ). Полученные ламинаты отверждаются при 25 °C и относительной влажности 50%. Образцы ламината разрезают на полоски шириной 15 мм, а их прочность связывания в Т-отслаивании оценивают в тесте отслаивания на 4 дюйма/мин Thwing-Albert. Если один из субстратов растягивается или разрывается, регистрируется максимальное усилие или сила при разрыве. Регистрируется среднее значение силы во время теста, если два субстрата разделены. Значения прочности связи являются усреднением, по меньшей мере, с трех образцов полосок.
| Таблица 3: Данные прочности склеивания ламинатов фольга/полиэтилен | ||
| Клеи | Прочность склеивания (Н/15 мм) | |
| 2 часа | 6 часов | |
| СП1 | 0,02 ± 0,00 | 0,06 ± 0,00 |
| ИП1 | 0,58 ± 0,0,07 | 2,53 ± 0,21 |
| ИП2 | 1,22 ± 0,05 | 3,24 ± 0,80 |
| ИП3 | 1,34 ± 0,27 | 2,88 ± 0,50 |
Обратимся теперь к фиг. 2, на которой с иллюстративной целью показан график, иллюстрирующий вязкость Сравнительного примера 1 и Иллюстративных примеров 1 - 3 в зависимости от времени. Как показано на фиг. 2, скорость отверждения полиуретанового ламинирующего клея эффективно ускоряется за счет включения инициируемых амином полиолов. Например, вязкость СП1 достигала 3000 сПc на 55 минуте, тогда как ИП3 с добавлением небольшого количества инициируемого амином полиола достигала 25000 сПc на 8 минуте, что демонстрирует превосходное свойство быстрого отверждения.
В Таблице 3 показано, что ламинаты, которые используют клеи, содержащие инициируемые амином полиолы в композиции, обладают сверхбыстрым образованием прочного склеивания. Например, ИП3 с добавлением небольшого количества инициируемого аминами полиола имеет прочность склеивания 1,34 Н/15 мм после 2-часового отверждения по сравнению с прочностью склеивания около 0 Н/15 мм для СП1.
1. Способ получения ламината, включающий:
равномерное нанесение изоцианатного компонента на первую пленку, где изоцианатный компонент содержит по меньшей мере один ароматический изоцианат; и
равномерное нанесение полиольного компонента на вторую пленку, где полиольный компонент содержит по меньшей мере один неинициируемый амином полиол, выбранный из группы, включающей сложный полиэфирный полиол и простой полиэфирный полиол, и инициируемый амином полиол, представляющий собой продукт реакции С1-С6 алкиленоксида и амина и имеющий функциональность от 3 до 8 и гидроксильное число от 20 до 1000;
соединение первой и второй пленок вместе, что приводит к смешиванию и реакции изоцианатного компонента и полиольного компонента с образованием клея между первой и второй пленками; и
отверждение клея для склеивания первой и второй пленок,
где клей имеет вязкость, равную 25000 мПа·с на 8 минуте, после соединения первой и второй пленок вместе.
2. Способ получения ламината по п. 1, отличающийся тем, что алкиленоксид выбирают из группы, состоящей из этиленоксида, пропиленоксида, 1,2-бутиленоксида и комбинаций двух или более из них.
