Клеевой состав и способ его получения
Изобретение может быть использовано для изготовления удаляемого водой клея. Клеевой состав содержит лизин, яблочную кислоту и воду. При этом лизин и яблочная кислота присутствуют в форме водного раствора соли и не образуют осадки. Молярное соотношение лизина и яблочной кислоты находится в диапазоне от 1:1,3 до 1:3. Предложены также способ получения клеевого состава и клеевой продукт. Технический результат заключается в улучшении адгезии удаляемого водой клеевого состава. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 табл., 7 пр.
Область техники
Одно или более воплощений относятся к новому клеевому составу и способу его получения.
Уровень техники
Как правило, в качестве сырьевых материалов клеи включают мономер нефтяного происхождения и растворитель на масляной основе. Мономеры, изготовленные из сырьевых материалов нефтяного происхождения, и клеи, изготовленные из таких мономеров, могут иметь проблемы, такие как снижение производства из-за ограниченных запасов нефти, образование разрушающих эндокринную систему химикатов во время производства мономеров и клеев и токсичность, вызванная сбросом мономеров и клеев в отвалы. В частности, поскольку органические растворители, полученные из нефти, используют во время процессов производства обычных клеев для улучшения силы склеивания производимых клеев, здоровье рабочих находится под угрозой, и нарастает беспокойство по поводу загрязнения окружающей среды. Кроме того, поскольку большинство клеев включает мономерные звенья, ковалентно связанные друг с другом, естественное разложение клеев затруднено, а неразложившиеся полимеры могут вызвать загрязнение окружающей среды. Следовательно, для эффективного удаления клеев со склеиваемых поверхностей были разработаны различные клеи, удаляемые водой. Чтобы эффективно удалить обычные удаляемые водой клеи со склеиваемых деталей и субстратов, необходимы высокотемпературные и щелочные условия, а также необходимо потребление дополнительной энергии. Кроме того, вторичное загрязнение окружающей среды может быть вызвано выделением молекул сырьевых материалов для клеев в окружающую среду, когда эти клеи, прикрепленные к склеиваемым деталям, удаляют водой.
Описание воплощений
Задача изобретения
Одно или более воплощений включают клеевой состав.
Одно или более воплощений включают способ получения клеевого состава.
Решение задачи
Теперь будет сделана подробная ссылка на воплощения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым элементам на всех чертежах. В этом отношении, воплощения настоящего изобретения могут иметь различные формы и их не следует воспринимать как ограниченные рядом описаний, изложенных в данной заявке. Соответственно, воплощения описаны ниже со ссылкой на чертежи скорее для объяснения особенностей настоящего изобретения. В данной заявке выражение «и/или» включает любую или все комбинации одного или более связанных перечисленных элементов. Такие выражения, как «по меньшей мере один из», предшествующие списку элементов, модифицируют весь список элементов и не модифицируют отдельные элементы списка. Далее в заявке подробно будет описан клеевой состав и способ его получения согласно воплощению.
Предложен клеевой состав, включающий лизин, яблочную кислоту и воду, в котором лизин и яблочная кислота присутствуют в виде водного раствора соли и не образуют осадков в клеевом составе.
В данном описании термин «адгезия» относится к явлению, при котором два объекта (за исключением газов) находятся близко друг к другу и необходима сила (или работа), чтобы разделить два объекта, потянув их после этого. При необходимости, некоторые материалы, обладающие адгезией, могут затвердевать после заданного периода времени после нанесения на субстрат. Когда такой клей отделяют от субстрата, может произойти необратимое физическое разрушение. Кроме того, термин «адгезия» может включать термин «вязкоупругость», которая требует приложения силы для вязкоупругой деформации, когда клеевой материал отделяют от субстрата. Клеевой состав, обладающий вязкоупругими свойствами, может храниться и распределяться после предварительной обработки перед нанесением на субстрат. Таким образом, его сила склеивания может сохраняться после некоторого промежутка времени. Примеры клееных изделий, полученных путем нанесения клеевого состава на субстрат и сушки состава, могут включать этикетки и ленты из ориентированного полипропилена (ОПП). Используя свойства клеев, возможно обратимое прикрепление и отсоединение. Путем нанесения клеевого состава на субстрат и сушки состава на субстрате образуется клеевой слой, обладающий вязкоупругостью.
Между тем, вязкость относится к свойству подавления течения вещества, вызванного внутренним трением между молекулами. В этом случае, трение это сила, предотвращающая разницу в распределении скоростей течения. Адгезия и вязкость это независимые свойства. Состав, имеющий высокую вязкость, может иметь очень низкую адгезию, а состав, имеющий низкую вязкость, может иметь высокую адгезию.
В данном описании осадки могут включать нерастворимую в воде соль АВ(тв), полученную путем химических изменений водного раствора лизина А(водн) и водного раствора яблочной кислоты В(водн), как показано ниже на Схеме 1 реакции, твердый лизин А(тв) или твердую яблочную кислоту В(тв), осажденные в водном растворе лизина А(водн) или водном растворе яблочной кислоты В(водн), как показано ниже на Схеме 2 реакции, и твердый лизин А(тв) или яблочную кислоту В(тв), не растворенные в растворителе, а оставшиеся в нерастворенном состоянии.
Схема 1 реакции
А(водн)+В(водн)→АВ(тв)
Схема 2 реакции
А(водн)→А(тв)
Кроме того, термин «осадки», использованный в данной заявке, может относиться к осадкам, сформированным перед тем, как клеевой состав наносят на субстрат или склеиваемую деталь или во время хранения или распределения клеевого состава.
В данной заявке термин «лизин» относится к основной α-аминокислоте, и лизин может быть биосинтезирован из щавелевоуксусной кислоты через путь биосинтеза лизина или химически синтезирован.
Лизин может включать один тип лизина ли смесь по меньшей мере двух типов лизина.
Лизин может включать по меньшей мере один из L-лизина, представленного формулой 1 ниже, D-лизина, представленного формулой 2 ниже, и их соли.
Формула 1
Формула 2
Соли лизина могут включать, например, сульфат лизина, ацетат лизина, моногидрохлорид лизина, дигидрохлорид лизина, моногидрат лизина, ацетилсалицилат лизина, фосфат лизина, дифосфат лизина или их смесь или комбинацию. Соли лизина могут быть превращены в свободные формы лизина. Согласно одному воплощению, лизин может быть получен из ферментированного бульона.
Способы превращения солей лизина в свободные формы лизина хорошо известны в уровне техники. Кроме того, можно использовать коммерчески доступные сырьевые материалы лизина. Например, лизин может представлять собой D-лизин, L-лизин и/или DL-лизин. Поскольку их физико-химические свойства являются одинаковыми или схожими, характеристики клеевых составов, включающие эти вещества, также являются одинаковыми или схожими, и при этом включены в объем настоящего описания.
Яблочная кислота является органической кислотой, представленной формулой 3 ниже.
Формула 3
Яблочная кислота может включать D-яблочную кислоту, L-яблочную кислоту, DL-яблочную кислоту или любую их комбинацию.
В клеевом составе лизин и яблочная кислота могут присутствовать в форме водного раствора соли. В частности, хотя смешивают лизин, яблочную кислоту и воду, лизин и яблочная кислота могут присутствовать в форме водного раствора соли без образования ковалентного соединения или нерастворимой соли. Яблочная кислота не присутствует в не растворимой в воде форме в клеевом составе согласно настоящему изобретению.
В клеевом составе, согласно одному воплощению, соответствующие содержания лизина, яблочной кислоты и воды можно регулировать так, что не образуются кристаллы или осадки лизина и яблочной кислоты. Когда клеевой состав сохраняется в жидкой фазе без формирования кристаллов или осадков, клеевой состав может иметь прекрасную адгезию и может быть равномерно нанесен на субстрат.
Молярное соотношение лизина к яблочной кислоте в смеси может находиться в диапазоне от 1:1,3 до 1:3. Например, молярное соотношение лизина к яблочной кислоте в смеси может находиться в диапазоне от 1:1,4 до 1:2,5, от 1:2 до 1:3 или от 1:1,5 до 1:2. Когда содержание лизина к содержанию яблочной кислоты составляет больше или меньше, чем диапазоны, описанные выше, в таком составе образуются осадки, что приводит к ухудшению адгезии, стабильности при хранении или сохранению стабильности.
Содержание твердого вещества в клеевом составе может быть равным или меньше 70 мас. частей, например, находиться в диапазоне от 0,1 мас. частей до 70 мас. частей, от 0,1 мас. частей до 63 мас. частей, от 1 мас. части до 63 мас. частей или от 10 мас. частей до 63 мас. частей в расчете на 100 мас. частей состава.
Когда содержание твердого вещества находится в пределах описанных выше диапазонов, клеевой состав может быть легко нанесен на субстрат. Когда содержание твердого вещества составляет больше 70 мас. частей, состав нельзя использовать в качестве клеевого состава из-за образования осадков в клеевом составе. Хотя содержание твердого вещества уменьшается, клеевой состав не осаждается или не теряет силы склеивания. Таким образом, содержание твердого вещества можно регулировать в диапазоне от 0,1 мас. частей до 10 мас. частей.
Диапазон содержания твердого вещества, в котором не образуются осадки, может меняться в соответствии с молярным соотношением лизина к яблочной кислоте в смеси в клеевом составе. Например, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте в смеси составляет 1:1,5, содержание твердого вещества в клеевом составе составляет менее 64 мас. частей, например, находится в диапазоне от 0,1 мас. частей до 63 мас. частей, от 1 мас. части до 63 мас. частей или от 10 мас. частей до 63 мас. частей.
В качестве другого примера, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте в смеси находится в диапазоне от 1:2 до 1:3, содержание твердого вещества в клеевом составе может составлять 70 мас. частей или менее, например, в диапазоне от 0,1 мас. частей до 70 мас. частей, от 1 мас. части до 70 мас. частей или от 10 мас. частей до 70 мас. частей.
Яблочная кислота и лизин могут быть включены в клеевой состав в качестве активных ингредиентов. Сумма соответствующих содержаний яблочной кислоты и лизина может находиться в диапазоне от 60 мас. частей до 100 мас. частей, от 70 мас. частей до 99 мас. частей, от 80 мас. частей до 98 мас. частей или от 85 мас. частей до 97 мас. частей в расчете на 100 мас. частей содержания твердого вещества клеевого состава.
Клеевой состав, согласно одному воплощению, может дополнительно содержать в качестве минорного компонента, помимо лизина и яблочной кислоты органическую кислоту, выбранную из лимонной кислоты, итаконовой кислоты, α-кетоглутаровой кислоты и щавелевоуксусной кислоты. В этой связи, содержание органической кислоты может находиться в диапазоне от 0,1 мас. частей до 10 мас. частей, например, от 0,1 мас. частей до 5 мас. частей, в расчете на 100 мас. частей яблочной кислоты. Когда клеевой состав дополнительно содержит одну органическую кислоту, выбранную из лимонной кислоты, итаконовой кислоты, α-кетоглутаровой кислоты и щавелевоуксусной кислоты, как описано выше, силу склеивания клеевого состава можно легко регулировать для различных применений.
Согласно другому аспекту, яблочную кислоту и лизин можно включать в форме продукта конденсации, включающего яблочную кислоту и лизин в качестве звеньев. Например, продукт конденсации может представлять собой димер, тример или олигомер. Содержание продукта конденсации может быть равным или меньше 20 мас. частей, равным или меньше 10 мас. частей или равным или меньше 1 мас. части, включая 0, в расчете на 100 мас. частей суммы содержаний лизина и яблочной кислоты. Когда содержание продукта конденсации выше пределов диапазонов, указанный выше, сила склеивания клеевого состава может снижаться или клеевой состав может не сохраняться в жидкой фазе.
Эффекты клеевого состава согласно одному воплощению на адгезию, как описано выше, будут описаны далее. Эти эффекты не следует толковать как ограниченные описанными ниже и можно их также объяснить другими эффектами при условии отсутствия противоречий с научной точки зрения.
Лизин имеет две аминогруппы, а яблочная кислота имеет две карбонильные группы. Неподеленная электронная пара кислорода карбонильной группы яблочной кислоты может взаимодействовать с водородом аминогруппы лизина через ионную водородную связь.
Таким образом, когда компоненты клеевого состава, согласно одному воплощению, анализируют методом жидкостной хроматографии или тому подобного, лизин и яблочная кислота могут быть идентифицированы как сырьевые материалы. Таким образом, можно подтвердить, что лизин и яблочная кислота связаны посредством ионной водородной связи в клеевом составе и присутствуют в форме водного раствора соли, соответственно. В клеевом составе согласно одному воплощению, лизин и яблочная кислота могут обладать прекрасными клеящими свойствами при сохранении в жидкой фазе при комнатной температуре (25°С) без образования кристаллов (твердого состояния) или осадков.
Клеевой состав, согласно настоящему изобретению, обладает способностью удаляться водой. Таким образом, когда клеевой состав, согласно настоящему изобретению, используют в качестве клея, клей отделяется под действием воды от субстрата или склеиваемой детали, на которую нанесен клей, и при этом легко отделяется и удаляется с них. Предпочтительно, клей, нанесенный на субстрат или склеиваемую деталь, может отделяться в пределах 12 часов, предпочтительно в пределах 6 часов, или более предпочтительно в пределах 2 часов, при комнатной температуре (25°С) при перемешивании или в процессе промывки с помощью воды. Клеевой состав, согласно одному воплощению, легко отделяется под действием воды и отделяемые компоненты являются более экологически безопасными, так как они не являются вредными для живых организмов и окружающей среды.
Клеевой состав, согласно настоящему изобретению, может также включать по меньшей мере один спиртовый растворитель, выбранный из первичного спирта, многоатомного спирта, диола и триола. Когда растворитель дополнительно добавляют в клеевой состав, скорость высыхания клеевого состава может увеличиваться, а обрабатываемость клеевого состава может улучшаться.
Массовое соотношение деионизированной воды к спирту в смеси в клеевом составе согласно одному воплощению может составлять от 1:1 до 10:0. Более предпочтительно, массовое соотношение деионизированной воды к спирту в смеси в клеевом составе может находиться в диапазоне от 1:1 до 10:1, от 1:1 до 5:1 или от 1:1 до 3:2. Поскольку содержание спирта увеличивается в клеевом составе, клеевой состав более эффективно сохнет и более легко наносится, что приводит к повышению прочности на раздир. Однако, когда содержание спирта составляет в 1,5 раза или более выше, чем содержание деионизированной воды в клеевом составе, в клеевом составе может произойти разделение фаз.
Спиртовой растворитель может представлять собой одноатомный спирт, многоатомный спирт, ненасыщенный алифатический спирт, алициклический спирт или любую их смесь. Одноатомный спирт может включать по меньшей мере один, выбранный из метанола, этанола пропан-2-ола, бутан-1-ола, пентан-1-ола и гексадекан-1-ола. Многоатомный спирт может включать по меньшей мере один, выбранный из этан-1,2-диола, пропан- 1,2-диола, пропан-1,2,3-триола, бутан-1,3-диола, бутан-1,2,3,4-тетраола, пентан-1,2,3,4,5-пентола, гексан-1,2,3,4,5,6-гексола и гептан-1,2,3,4,5,6,7-гептола.
Ненасыщенный алифатический спирт может включать по меньшей мере один, выбранный из, например, проп-2-ен-1-ола, 3,7-диметилокта-2,6-диен-1-ола и проп-2-ин-1-ола.
Алициклический спирт может включать по меньшей мере один, выбранный из циклогексан-1,2,3,4,5,6-гексола и 2-(2-пропил)-5-метилциклогексан-1-ола.
рН клеевого состава может находиться в диапазоне от 2 до 11, предпочтительно, от 2 до 9,5 и более предпочтительно от 2 до 8,5. Клеевой состав, имеющий рН в пределах диапазонов, описанных выше, имеет прекрасную стабильность при хранении и сохранение стабильности без изменения состава или качества даже после длительного хранения. Клеевой состав может иметь прекрасную адгезию без образования осадков при использовании не только сразу после производства, но также после длительного хранения.
Предпочтительно, клеевой состав может представлять собой состав, в котором осадки не образуются после хранения или нанесения в течение 14 дней или более. Например, поскольку клеевой состав стабилен, его физические свойства могут сохраняться после хранения в течение 14 дней или более, например, 12 месяцев или более. Кроме того, температура окружающей среды, в которой клеевой состав хранится, может находиться в диапазоне -18°С или выше и менее 80°С, предпочтительно, в диапазоне от -18°С до 45°С, от 0°С до 60°С или от 20°С до 40°С. Хотя клеевой состав хранят при низкой температуре или высокой температуре, на состав и качество клеевого состава может не влиять температура, равно как и температура окружающей среды, в которой используют клеевой состав, является комнатной температурой. Например, когда клеевой состав хранят при низкой температуре, клеевой состав можно использовать после выдержки при комнатной температуре в течение заранее заданного времени перед применением.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложен способ получения клеевого состава, включающий смешивание лизина, яблочной кислоты и воды и перемешивание смеси при температуре менее 80°С или менее.
Когда проводят смешивание лизина, яблочной кислоты и воды и перемешивание смеси при температуре менее 80°С за пределами этого температурного диапазона, могут образоваться продукты побочных реакций, примеси и тому подобное. В некоторых случаях, может быть трудно получить клеевой состав, имеющий желательную адгезию.
Перемешивание смеси при температуре менее 80°С можно осуществлять, например, при температуре 0°С или выше и менее 80°С.Более предпочтительно, этот процесс можно осуществлять при температуре от 0°С до 75°С, от 0°С до 70°С, от 0°С до 65°С или от 0°С до 60°С.
Например, перемешивание смеси при температуре менее 80°С может включать i) первую стадию смешивания и перемешивания при температуре 0°С или выше и менее 80°С, от 0°С до 75°С, от 0°С до 70°С или от 0°С до 60°С и ii) вторую стадию охлаждения до комнатной температуры (от 20°С до 30°С).
Смешивание лизина, яблочной кислоты и воды можно осуществлять путем добавления яблочной кислоты в водный раствор лизина или путем одновременного смешивания лизина, яблочной кислоты и воды. Способ может дополнительно включать удаление воды и растворителя путем концентрирования при пониженном давлении до контрольного содержания твердого вещества клеевого состава в заранее заданном диапазоне.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен клеевой продукт, включающий клеевой состав, нанесенный на субстрат. Клеевой продукт может включать: субстрат и клеевой слой, полученный путем нанесения клеевого состава на субстрат и сушки клеевого состава. Растворитель, включенный состав, может быть удален путем сушки. Сушку можно осуществлять при температуре от 25°С до 45°С.
Субстрат может представлять собой склеиваемую деталь, обычно используемую в данной области техники, на которую можно нанести клеевой состав. Субстрат может представлять собой, например, стеклянный субстрат, субстрат из нержавеющей стали (SUS) или полимерную пленку. Поскольку обычно можно использовать полимерную пленку, например, пленку на основе полиолефина, такого как полиэтилен, полипропилен, сополимер этилена/пропилена, полибутен-1, сополимер этилена/винилацетата или смесь полиэтилена/стиролбутадиеновой смолы или поливинилхлоридную пленку. Кроме того, также можно использовать пластиковый материал, такой как полиэтилентерефталат, поликарбонат и поли(метилметакрилат) или термопластичный эластомер, такой как полиуретан и сополимер полиамида с полиолом и любую их смесь.
Субстрат может иметь неровную поверхность для улучшения силы склеивания между субстратом и клеевым составом. Согласно другому воплощению, поверхность субстрата может быть гидрофильно обработана. При использовании гидрофильно обработанного субстрата клеевой состав может быть более равномерно нанесен на гидрофильный субстрат, тем самым улучшая свойство формирования пленки.
Когда стеклянный субстрат используют в качестве субстрата, клеевой состав может быть более равномерно нанесен на стекло, обладающее гидрофильностью, и, таким образом, свойство формирования пленки клеевого состава может быть улучшено. Когда в качестве субстрата используют SUS субстрат, яблочная кислота, включенная в клеевой состав, вызывает взаимодействия с SUS, и, таким образом, улучшается адгезия между субстратом и клеевым слоем, образованным из клеевого состава.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложен способ прикрепления первого субстрата ко второму субстрату, включающий: нанесение клеевого состава на первый субстрат для связывания клеевого состава с первым субстратом и приведение первого субстрата, с которым связан клеевой состав, в контакт со вторым субстратом для прикрепления первого субстрата ко второму субстрату.
Каждый первый субстрат и второй субстрат могут быть независимо выбраны из стекла, нержавеющей стали, полимерной пленки, металла, пластика, бумаги, волокна и грунта, не ограничиваясь указанным. Например, первый субстрат может быть сформирован из того же материала, что и второй субстрат.
Клеевой состав, согласно воплощению, поскольку клей удаляется водой, можно применять в качестве клейкой ленты, листов для этикеток, распыляемых клеев, обеспыливателей или тому подобного и может быть легко удален со склеиваемой детали в помощью воды без повреждения склеиваемой детали, а упаковочные материалы могут быть легко переработаны. Кроме того, когда клеевой состав или клеевой продукт наносят на пестициды и семена, диапазон нанесения можно расширить благодаря свойствам его удаления водой. Удаляемый водой клей, согласно настоящему изобретению, может быть произведен с более низкими затратами, более прост в обращении и может иметь улучшенную обрабатываемость и чистоту рабочей среды по сравнению с обычными клеями на основе органических растворителей.
Мономер биологического происхождения может быть выбран в качестве исходного материала для получения клеевого состава согласно настоящему изобретению. Поскольку мономер биологического происхождения можно использовать в живых организмах, загрязнение окружающей среды, вызванное происходящими из нефти мономерами, полимерами или олигомерами, полученными при отделении клея с использованием воды, можно заранее предотвратить. Такие изделия, как клеящие ленты и листы для этикеток, изготовленные с использованием клеевого состава согласно настоящему изобретению, такого как удаляемые водой клеи, имеют улучшенную механическую прочность, например, прочность на разрыв и прочность на раздир.
Согласно другому воплощению, клеевой состав или клеевой продукт может также включать по меньшей мере одну добавку, выбранную из реакционноспособного разбавителя, эмульгатора, усилителя клейкости, пластификатора, наполнителя, противостарителя, ускорителя отверждения, замедлителя горения, коагулянта, поверхностно-активного вещества, загустителя, УФ экранирующего агента, эластомера, пигмента, красителя, вкусо-ароматической добавки, антистатика, препятствующего слипанию вещества, скользящей добавки, неорганического наполнителя, пластицирующего агента, стабилизатора, модифицирующей смолы, связующего агента, эгализирующего средства, флуоресцирующей блескообразующей добавки, дисперсанта, термостабилизатора, фотостабилизатора, УФ абсорбента, воска, смачивающего вещества, антиокислителя, консерванта и смазывающего вещества. Хотя общее количество добавок предпочтительно не ограничено, различные добавки могут быть включены в различных массовых диапазонах в соответствии с областью применения. Описанные выше добавки можно использовать в количествах, обычно используемых в данной области техники, соответственно.
Реакционноспособный разбавитель представляет собой разбавитель, который помогает каждому компоненту состава равномерно покрывать изделие, на которое наносят состав, и может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из н-бутилглицидилового эфира, алифатического глицидилового эфира, 2-этилгексилглицидилового эфира, фенилглицидилового эфира, о-крезилглицидилового эфира, нонилфенилглицидилового эфира, п-трет-бутилфенилглицидилового эфира, 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира, 1,6-гександиолдиглицидилового эфира, неопентилглицидилового эфира, 1,4-циклогександиметилолдиглицидилового эфира, полипропиленгликольдиглицидилового эфира, этиленгликольдиглицидилового эфира, полиэтиленгликольдиглицидилового эфира, диэтиленгликольдиглицидилового эфира, резорцинолдиглицидилового эфира, гидрогенированного бисфенол А глицидилового эфира, триметилолпропентриглицидилового эфира, глицеринполиглицидилового эфира, диглицеринполиглицидилового эфира, пентаэритритолполиглицидилового эфира, глицидилового эфира касторового масла, сорбитолполиглицидилового эфира, глицидилового эфира неодекановой кислоты, диглицидил-1,2-циклогександикарбоксилата, диглицидил-о-фталата, Ν,Ν-диглицидиламина, Ν,Ν-диглицидил-о-толуидина, триглицидил-п-аминофенола, тетраглицидилдиаминодифенилметана, триглицидил-изоцианата, 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира, 1,6-гександиолдиглицидилового эфира, полипропиленглицидилдиглицидилового эфира и триэтилолпропентриглицидилового эфира.
Эмульгатор может включать, например, по меньшей мере одно вещество, выбранное из сополимера полиоксиэтилена и полиоксипропилена, сополимера полиоксиэтилена и полиоктилфенилового эфира и додецилбензолсульфида натрия.
Усилитель клейкости может представлять собой, например, канифоль и продукты ее модификации (например, канифоль, гидрогенизированную канифоль, полимеризованную канифоль, малеинированную канифоль, канифольный глицерин и канифольную модифицированная фенольная смола), смолу на основе терпена (например, терпеновую смолу, терпен-фенольную смолу, терпен-стирольную смолу и терпен-фенольную смолу), нефтяную смолу (например, С5 нефтяную смолу, С9 смолу, бициклическую нонадиеновую нефтяную смолу, гидрогенированную нефтяную смолу и стирол-терпеновую смолу), фенольную смолу, полиметилстирольную смолу, кетоноальдегидную смолу, ксилолформальдегидную смолу, модифицированную маслом кешью фенольную смолу, модифицированную талловым маслом фенольную смолу, каучук, эмульсию смолы (например, эмульсию канифоли, смолу на основе TPR воды, эмульсию 2402 смолы и эмульсию нефтяной смолы), кумарон-инденовую смолу или тому подобное.
Пластификатор может быть включен в состав для улучшения технологической текучести или удлинения. Пластификатор может также улучшать функциональные показатели состава, такие как электроизоляция, адгезия, морозоустойчивость, светостойкость, маслостойкость, стойкость к омылению, огнестойкость, термостойкость, легкость обработки (внутримолекулярная активность), активность (внутримолекулярная активность) и нетоксичность.
Пластификатор для улучшения морозоустойчивости может представлять собой диоктиладипат (DOA), диоктилазелаинат (DOZ), диоктилсебацинат (DOS), Flexol TOF (компания UCC), сложный эфир полиэтиленгликоля или тому подобное. Пластификатор для улучшения теплостойкости (нелетучести) и отсутствия превращения может представлять собой полимерную смесь, такую как сложный полиэфир и нитрилбутадиеновый каучук (НБК), тримеллитовый сложный эфир, пентаэритроловый сложный эфир или тому подобное. Пластификатор для улучшения светостойкости может представлять собой DOP, DOA, DOS, сложный полиэфир, эпоксидированное соевое масло (ESBO) или тому подобное.
Пластификатор для улучшения маслостойкости может представлять собой Phosflex ароматический фосфатный сложный эфир (наименование продукта: ТРР, TCP, 112 (CDP), и 179А (ТХР)), сложный полиэфир, НБК или тому подобное, а пластификатор для улучшения стойкости к омылению может представлять собой TCP, ESBO, сложный полиэфир или тому подобное.
Пластификатор для улучшения огнестойкости может представлять собой фосфат, такой как TCP и ТХР, хлорированный парафин, хлорированный алкилстеарат, НБК или тому подобное, а пластификатор для улучшения термостабильности может представлять собой ESBO, DOZ, DOS, DOP, сложный эфир полиэтиленгликоля или тому подобное.
Пластификатор для улучшения легкости обработки может представлять собой DOA, ВВР, TOF, TCP, октилдифенилфосфат или тому подобное, а пластификатор для улучшения активности может представлять собой DOZ, DOS, двухосновный фосфат свинца (DLP), ESBO, сложный эфир полиэтиленгликоля или тому подобное.
Пластификатор для нетоксичности может представлять собой BPBG, октилдифенилфосфат, ESBO, сложный эфир лимонной кислоты, НБК или тому подобное.
Более предпочтительно, примеры пластификатора могут включать дибутилфталат (DBP), дигексилфталат (DHP), ди-2-этилгексилфталат (DOP), ди-н-октилфталат (DnOP), диизооктилфталат (DIOP), дидецилфталат (DDP), диизодецилфталат (DIDP), фталат смешанных С8-С10 высших спиртов, бутилбензилфталат (ВВР), диоктиладипат (DOA), диоктилазелаинат (DOZ), диоктилсебацинат (DOS), трикрезилфосфат (TCP), триксиленилфосфат (ТХР), монооктилдифенилфосфат (Santicizerl41), монобутилдиксиленилфосфат, триоктилфосфат (TOF), ароматическое масло, полибутен и парафин.
В данной заявке загуститель может представлять собой, например, альгинин, альгиновую кислоту, альгинат натрия, гуаровую камедь, ксантановую камедь, коллаген, альгинат, желатин, фурцелларан, агар-агар, каррагенан, казеин, камедь рожкового дерева, пектин, полиэтиленоксид, полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон или тому подобное.
Поверхностно-активное вещество может быть любым поверхностно-активным веществом, обычно используемым в данной области техники. Например, поверхностно-активное вещество может представлять собой С8-С18-алкилсульфат, С8-С18-алкилоксисульфат или С8-С18-алкиларилоксисульфат, включая звенья этиленоксида или пропиленоксида и гидрофобную группу, С8-С18-алкилсульфонат, алкиларилсульфонат, сложный эфир и сложный полуэфир сульфоянтарной кислоты, включая одноатомный спирт или алкилфенол, С8-С40-алкилполигликолевый простой эфир или С8-С40-алкиларилполигликолевый простой эфир, включая звенья этиленоксида или тому подобное. Например, для этого можно использовать додецилсульфат натрия (SDS), силикат натрия и тому подобное.
Наполнитель добавляют для улучшения прочности, долговечности и способности состава поддаваться обработке. Примеры наполнителя могут включать карбонат кальция, тальк, керамику, диоксид кремния, доломит, глину, титановые белила, оксид цинка, углерод (предотвращающий усадку или забивание), карбонат калия, оксид титана, жидкий полимерный полисульфид, летучий разбавитель, оксид магния, переработанную нефть и тому подобное.
Ускоритель отверждения может представлять собой, например, дилаурат дибутилолова, JCS-50 (Johoku Chemical Company Ltd.) или Formate TK-1 (Mitsui Chemical Polyurethane Corporation). Антиокислотитель может представлять собой, например, дибутилгидрокситолуол (ВНТ), IRGANOX® 1010, IRGANOX® 1035FF или IRGANOX® 565 (все производства компании Chiba Specialty Chemicals).
Антистатик предпочтительно не ограничивают и его примеры могут включать гексафторфосфат 1-гексил-4-метилпиридиния, гексафторфосфат додецилпиридиния, фторированное металлоорганическое соединение (например, HQ-115 производства ЗМ Company), соль щелочного металла (например, NaPF6, NaSbF6, KPF6, и KSbF6), проводящий полимер (например, политиофен (PEDOT производства Bayer), полианилин и полипиррол), оксид металла (например, допированный индием оксид олова (ITO), допированный сурьмой оксид олова (ΑΤΟ), оксид олова, оксид цинка, оксид сурьмы и оксид индия), четвертичную соль аммония (например, раствор поли(акриламид-со-диаллилдиметиламмония хлорида) производства Sigma-Aldrich), гексафторфосфат 1-бутил-3-метилимидазолия [BMIM][PF6], бис(трифторметансульфонил)имид 1-бутил-3-(2-гидроксиэтил)имидазолия [BHEIM] [NTf2] и бис(трифторметансульфонил)имид тетрабутилметиламмония [ΤΒΜΑ][ΝΤf2], которые можно использовать по отдельности или в комбинации по меньшей мере двух из них.
Эластомер относится к каучуку или полимеру, имеющему свойства эластомера, и может представлять собой, например, сополимер этилена и винилацетата, акриловый каучук, натуральный каучук, изопреновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, хлоропреновый каучук, бутиловый каучук, этиленпропиленовый каучук, сополимер стирол-этилен-бутилен-стирол или сополимер акрилонитрила и бутадиена.
Стабилизатор стабилизирует силу склеивания клеевого состава или тому подобное и его примеры могут включать многоатомный спирт и полиамин. Например, для этого можно использовать по меньшей мере одно вещество, выбранное из алкиленгликоля, диалкиленгликоля, бензолдиола, бензолтриола, диспиртоамина, триспиртоамина, арабитола, маннитола, изомальта, глицерина, ксилитола, сорбитола, мальтитола, эритритола, рибитола, дульцитола, лактитола, треита, идитола, полиглюцитола, алкилендиамина, алкенилендиамина, фенилендиамина и н-аминоалкилалкандиамина.
Флуоресцирующий блескообразующий агент может представлять собой бензооксазольное соединение, бензотиазольное соединение, бензоимидазольное соединение или тому подобное.
Пигмент может быть натуральным или синтетическим пигментом, или неорганическим или органическим пигментом, классифицированным по другому критерию.
Вкусо-ароматическое вещество может, например, представлять собой, не ограничиваясь указанным, масло перечной мяты, масло кудрявой мяты, карвон или ментол, использованные по отдельности или в комбинации.
Замедлитель горения может представлять собой цианурат меламина, гидроксид магния, агальматолит, цеолит, силикат натрия, гидроксид алюминия, сурьму (триоксид сурьмы) или тому подобное. Добавкой для улучшения водостойкости может быть глиоксаль.
Примеры модифицированной смолы могут включать полиольную смолу, фенольную смолу, акриловую смолу, полиэфирную смолу, полиолефиновую смолу, эпоксидную смолу и эпоксидированную полибутадиеновую смолу.
Связующий агент может улучшать адгезию и надежность адгезии между клеевым составом и упаковочным материалом. Если добавляют связующий агент, надежность адгезии можно улучшить в случае, когда состав выдерживают в условиях высокой температуры и/или высокой влажности в течение длительного периода времени. Примеры связующего агента могут включать силановое соединение, такое как γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриэтоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан, 3-изоцианатопропилтриэтоксисилан, γ-ацетоацетатпропилтриметоксисилан, γ-ацетоацетатпропилтриэтоксисилан, β-цианоацетилтриметоксисилан, β-цианоацетилтриэтоксисилан и ацетоксиацетотриметоксисилан.
Пластицирующим агентом может быть ароматическая углеводородная смола.
Антистарителем может быть N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин.
Смачивающее вещество может, например, представлять собой сахар, глицерин, водный раствор сорбитола или водный раствор аморфного сорбитола, используемый по отдельности или в комбинации.
УФ-абсорбентом может быть этилгексилметоксициннамат (например, 2-этилгексил-4-метоксициннамат), этилгексилсалицилат, 4-метилбензилиденкамфора, изоамил-п-метоксициннамат, октокрилен, фенилбензимидазолсульфоновая кислота, гомосалат, циноксат, этилгексилтриазон, полисиликон-15, салицилат TEA (тетраэтиламмония), РАВА (п-аминобензойная кислота), этилгексилдиметил-РАВА, глицерил-РАВА или тому подобное. Эти соединения можно использовать по отдельности или в комбинации по меньшей мере двух из них.
Клеевой состав или клеевой продукт, согласно настоящему изобретению, может также включать добавки, раскрытые в US4959412, СА1278132, US6777465, WO2007-120653, US2003-0064178, US7306844, US7939145, WO2011-136568, WO2010-071298, публикации Корейской патентной заявки No. 2016-0095132, публикации Японской патентной заявки No. 5959867 и Корейском патенте No. 989942, которые включены в данную заявку посредством ссылки, в дополнение к описанным выше добавкам.
Клеевой состав или клеевой продукт согласно одному воплощению можно использовать для прикрепления этикеток или тому подобного к различным упаковочным материалам, включая металл, стекло и пластик. Упаковочные материалы могут, например, представлять собой контейнеры для пищевых продуктов, напитков или товаров для дома, причем эти контейнеры могут быть изготовлены из стекла, металла или пластика.
Клеевой состав или клеевой продукт можно использовать в качестве клеев, покрывающих агентов, носителей, пищевых добавок или тому подобного в соответствии с их составом и характеристиками.
При использовании в качестве клеев, клеевой состав или клеевой продукт согласно настоящему изобретению можно использовать для этикеток, уплотнителей, обоев, сигаретной бумаги, клееных из блоков игрушек, песчаных скульптур, пищевых продуктов, моющих средств для ванн/кухонь, спреев животных мазей, эксфолиации, фиксации для волос, гелей для волос, стабилизаторов грунта, клеев на водной основе, упрочняющих бумагу веществ, гофрированного картона, клея для местного нанесения и тому подобного.
Стабилизаторы грунта используют для удаления мелкодисперсной пыли, такой как песчаная пыль или пыль, образующаяся на заводах.
При использовании в качестве покрывающих агентов, клеевой состав или клеевой продукт согласно настоящему изобретению можно использовать для предотвращения лесных пожаров, фруктов и овощей, усеченных поверхностей цветов, красителей, покрывающих агентов для предварительной обработки против нарастания и тому подобное. В этом случае, для покрывающих агентов для предварительной обработки против нарастания, когда состав наносят на легко загрязняющуюся среду, загрязнения можно просто удалить с нее путем промывки водой.
При использовании в качестве носителей, клеевой состав или клеевой продукт согласно настоящему изобретению можно использовать для защиты лесов от эпидемий, предотвращения лесных пожаров, освежителей воздуха для ванных комнат, дезинфицирующих препаратов, сельскохозяйственных материалов, товаров для дома, игрушек и тому подобного. Защитой леса против эпидемий может быть, например, предотвращение распространения заболеваний, таких как сосновая древесная нематода в лесах, и нанесение дезинфицирующих препаратов, например, дезинфицирующих препаратов против птичьего гриппа и дезинфицирующих препаратов против ящура. Сельскохозяйственные материалы могут включать удобрения, оклеивающие материалы и средства для дражирования семян.
При использовании в качестве сельскохозяйственных материалов, клеевой состав или клеевой продукт согласно настоящему изобретению можно использовать для средств для дражирования семян, средств для закрепления растений, инсектицидных добавок, добавок-удобрений, натуральных пестицидов и тому подобного. При использовании в качестве товаров для дома, клеевой состав согласно настоящему изобретению можно добавлять к краскам для улучшения их силы адгезии к бумаге без потеков или добавлять к пищевым красителям для получения съедобных красителей, используемых для детей ясельного возраста. В другом примере товаров для дома, клеевой состав можно также использовать в качестве средства для предварительной санитарной обработки. Более предпочтительно, загрязняющие вещества можно быстро удалить путем распыления клеевого состава согласно настоящему изобретению на загрязненные среды, такие как оконные стекла, оконные рамы и автомобили, а затем промыть эти среды водой.
При использовании в качестве носителей, клеевой состав или клеевой продукт, согласно настоящему изобретению, может выполнять функции блокирования кислорода, блокирования влаги, маслостойкости и теплоизоляции. Таким образом, при использовании в покрывающих слоях экологически безопасных материалов упаковки для пищевых продуктов, могут быть получены эффекты предотвращения или замедления разложения и окисления пищевых продуктов, при одновременном ингибировании инфильтрации внешней влаги. Кроме того, при использовании в качестве пищевых добавок, клеевой состав или клеевой продукт согласно настоящему изобретению можно использовать для заменителей глютена пшеницы, желе, сиропов крахмала, печенья, пищевых красителей, мороженого и противогололедных добавок.
Преимущества изобретения
Клеевой состав, согласно одному воплощению, обладает свойствами удаляемых водой клеев, покрывающих агентов и носителей. Когда клеевой состав используют в качестве удаляемых водой клеев, клеевой состав может легко отделяться от склеиваемой детали или субстрата с помощью воды для легкого удаления. Таким образом, клей является экологически безопасным, поскольку является удаляемым водой материалом.
Наилучшее воплощение
Здесь и далее одно или более воплощений настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на нижеследующие примеры. Эти примеры не предназначены для ограничения назначения и объема одного или более примеров воплощения настоящего изобретения.
Пример 1: Оценка стабильности состава, включающего лизин и различные органические кислоты
Лизин, в качестве основной аминокислоты, и различные органические кислоты смешивали с получением составов. Оценивали стабильность каждого состава (независимо от того, образовывались ли осадки).
Способ получения клеевого состава, включающего лизин и яблочную кислоту:
107,6 г дистиллированной воды (ДИВ) добавляли в 100 г 61,5% (масс.) водного раствора свободной формы L-лизина и эту смесь перемешивали при комнатной температуре (25°С) в течение 30 минут для разбавления лизина. 84,61 г яблочной кислоты (ЯК, DL-яблочной кислоты) медленно добавляли в разбавленный лизин при перемешивании при комнатной температуре (25°С) в течение 1 часа и затем смесь перемешивали при комнатной температуре (RT) в течение 1 часа. Затем после реакции смесь охлаждали до комнатной температуры (25°С), реакцию прекращали с получением 292,21 г клеевого состава. Содержание твердого вещества в этом составе составляло примерно 50 мас. частей в расчете на 100 мас. частей состава, а молярное соотношение лизина к яблочной кислоте в смеси составляло 1:1,5, и деионизированную воду использовали в качестве растворителя.
Составы получали тем же способом, как описано выше, при использовании различных типов органических кислот. Составы получали тем же способом, что в Примере 1, за исключением того, что использовали, соответственно, органические кислоты, показанные в Таблице 1 ниже.
Оценивали образование осадков в составах, полученных согласно Таблице 1. Предпочтительно каждый состав наносили на ОПП пленку (Sam Young Chemical Co., Ltd.), имеющую толщину 50 мкм, до толщины примерно 50 мкм с помощью стержневого устройства для нанесения покрытия. После нанесения на пленку состав выдерживали при комнатной температуре (25°С) при относительной влажности 60±10% в течение 14 дней, определяли изменения поверхности каждого клеевого состава, присутствующего на ОПП пленке и оценивали ее морфологические изменения. Результаты оценки приведены в Таблице 2 ниже.
Согласно результатам, приведенным в Таблице 2, хотя осадки не формировались в составе, включающем лизин и яблочную кислоту, осадки формировались в составах, включающих другие органические кислоты и лизин, что делает оценку адгезии невозможной. Таким образом, в случае, когда составы получали путем смешивания лизина и различных органических кислот, было подтверждено, что не все составы обладают клейкостью без образования осадков.
Пример 2: Оценка растворимости в зависимости от растворителя состава
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что в Примере 1 (молярное соотношение лизина к яблочной кислоте = 1:1,5 и содержание твердого вещества: 50 мас. частей). 25 г дополнительного растворителя, приведенного в Таблице 3 ниже, добавляли в 50 г каждого полученного клеевого состава и смесь перемешивали в течение 1 часа. После перемешивания определяли растворимость клеевого состава в каждом растворителе. Типы добавленного растворителя и оценку растворимости клеевого состава в каждом растворителе приведены в Таблице 3 ниже.
Согласно Таблице 3, клеевой состав согласно настоящему изобретению растворился в спирте, таком как метанол, используемом в качестве растворителя, но не растворялся в других органических растворителях.
Пример 3: Анализ состояния, вязкости и начального схватывания клеевого состава в зависимости от молярного соотношения лизина к яблочной кислоте в смеси
Анализировали стабильность, вязкость и начальное схватывание клеевых составов по настоящему изобретению в зависимости от молярного соотношения лизина к яблочной кислоте, заключенных в клеевых составах.
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что в Примере 1, за исключением того, что молярные соотношения лизина к яблочной кислоте регулировали до 3:1, 2,5:1, 2:1, 1,5:1, 1:1, 1:1,5, 1:2, 1:2,5 и 1:3, соответственно (где содержание твердого вещества составляло 50 мас. частей).
(1) Оценка стабильности
Стабильность клеевых составов, имеющих различные молярные соотношения, оценивали в соответствии со следующим способом. Примерно 1 г каждого клеевого состава наносили на алюминиевую тарелку диаметром 5 см. Затем определяли образование осадков в клеевом составе при следующих условиях сушки.
i) Условия 1 сушки:
Клеевые составы выдерживали при комнатной температуре (25°С) при относительной влажности 60±10% в течение 14 дней для определения образования осадков и изменений его поверхности.
ii) Условия 2 сушки:
Клеевые составы выдерживали в термостате при 40°С в течение 48 часов для определения образования осадков и изменений его поверхности.
(2) Оценка вязкости
Вязкость измеряли с помощью роторного вискозиметра (производитель: LAMYRHEOLOGY) при 25±1°С с помощью шпинделя LV-1 при 60 об/мин.
(3) Оценка начального схватывания
Оценивали начальное схватывание клеевых составов, в которых не образовывались осадки при оценке стабильности. Начальное схватывание клеевых составов измеряли с помощью реометра производства Anton Paar, Co. Ltd. и сравнивали с помощью реометра. SUS образец диаметром 25 мм приводили в контакт с каждым клеевым составом в течение 1 минуты для сохранения зазора 0,01 мм и затем измеряли приложенное усилие для отделения образца с той же скоростью для количественной оценки мгновенного начального схватывания.
Результаты оценки приведены в Таблице 4 ниже.
*В Таблице 4 комнатная температура относится к условиям 1 сушки, а термостат относится к условиям 2 сушки.
Согласно Таблице 4, осадки образовывались в клеевых составах, в которых молярное соотношение лизина к яблочной кислоте находилось в диапазоне от 3:1 до 1:1.
Хотя осадки образовывались в клеевом составе, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:1, осадки не образовывались в клеевом составе, в котором молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:1,5. Для определения более конкретной критической точки клеевые составы получали путем последовательного изменения молярного соотношения лизина к яблочной кислоте до 1:1, 1:1,1, 1:1,2, 1:1,3, 1:1,4, и 1:1,5 (при этом содержание твердого вещества составляло 50 мас. частей). Затем тем же способом оценивали стабильность, вязкость и начальное схватывание.
Результаты оценки приведены в Таблице 5 ниже.
Согласно Таблице 5, хотя осадки образовывались, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте находилось в диапазоне от 1:1 до 1:1,2, осадки не образовывались, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте находилось в диапазоне от 1:1,3 до 1:1,5.
Пример 4: Анализ состояния, вязкости и начального схватывания клеевого состава в зависимости от содержания твердого вещества
Анализировали состояние, вязкость и начальное схватывание клеевого состава по настоящему изобретению в зависимости от содержания твердого вещества.
1) Оценка в зависимости от содержания твердого вещества при молярном соотношении лизина к яблочной кислоте 1:1,5
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что и в Примере 1, за исключением того, что содержание твердого вещества в клеевых составах регулировали до 10% (масс.), 20% (масс.), 30% (масс.), 40% (масс.), 50% (масс.), 60% (масс.), 70% (масс.) и 75% (масс.), соответственно (где молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:1,5). Содержание твердого вещества регулировали, используя содержание воды.
Состояние, вязкость и начальное схватывание составов оценивали тем же способом, что и в Примере 3.
Результаты оценки приведены в Таблице 6 ниже.
Согласно Таблице 6, было подтверждено, что, когда содержание твердого вещества в клеевом составе составляет 70% (масс.) и 75% (масс.), осадки образовывались в клеевом составе. Кроме того, осадки не образовывались, когда содержание твердого вещества в клеевом составе находилось в диапазоне от 10% (масс.) до 60% (масс.).
Для определения более специфической критической точки клеевые составы получали путем последовательного изменения содержания твердого вещества до 60% (масс.), 61% (масс.), 62% (масс.), 63% (масс.), 64% (масс.), 65% (масс.), 66% (масс.), 67% (масс.), 68% (масс.), 69% (масс.) и 70% (масс.) в составах (где молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:1). Затем тем же способом оценивали стабильность, вязкость и их начальное схватывание.
Результаты оценки приведены в Таблице 7 ниже.
Согласно Таблице 7, хотя клеевые составы сохранялись в жидком состоянии, когда содержание твердого вещества составляло 60% (масс.), 61% (масс.), 62% (масс.) и 63% (масс.), осадки образовывались в пределах двух недель, когда содержание твердого вещества составляло 64% (масс.) или больше в клеевом составе.
2) Оценка в зависимости от содержания твердого вещества при молярном отношении лизина к яблочной кислоте 1:2, 1:3 или 2:1
Оценивали образование осадков в зависимости от содержания твердого вещества при изменении молярного соотношения лизина к яблочной кислоте.
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что и в Примере 1, за исключением того, что молярные соотношения лизина к яблочной кислоте регулировали до 1:2, 1:3 и 2:1, соответственно. Содержание воды регулировали так, что содержание твердого вещества составляло 10% (масс.), 20% (масс.), 30% (масс.), 40% (масс.), 50% (масс.), 60% (масс.) и 70% (масс.), соответственно, в составах при каждом молярном соотношении. Стабильность составов оценивали тем же способом, что и в Примере 1. Результаты оценки приведены в Таблице 8 ниже.
Согласно Таблице 8, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:2 и 1:3, осадки не образовывались, хотя содержание твердого вещества менялось от 10% (масс.) до 70% (масс.). Однако осадки образовывались независимо от содержания твердого вещества, когда молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 2:1.
Таким образом, молярное соотношение лизина к яблочной кислоте является наиболее важным фактором, влияющим на стабильность и силу склеивания клеевого состава согласно настоящему изобретению. При одинаковом молярном соотношении лизина к яблочной кислоте на стабильность и силу склеивания клеевого состава влияет содержание твердого вещества.
Пример 5: Сравнение начального схватывания и удаляемости водой
Силу склеивания и удаляемость водой сравнивали между обычными клеями и клеевым составом согласно настоящему изобретению.
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что и в Примере 1, за исключением того, что содержание твердого вещества регулировали до 10% (масс.) в клеевом составе путем регулирования содержания воды (где молярное соотношение лизина к яблочной кислоте составляло 1:1,5).
Получали клей на основе коммерчески доступного поливинилового спирта (ПВС 088-50, Qingdao Sanhuan Colorchem CO.LTD.) и содержание твердого вещества регулировали до 10% (масс.) путем регулирования содержания воды (здесь и далее обозначен как контрольный опыт 1).
Вязкость и начальное схватывание клеевых составов согласно настоящему изобретению (содержание твердого вещества: 10% (масс.)) и контрольного опыта 1 оценивали тем же способом, что и в Примере 3.
Оценивали удаляемость клеевых составов водой согласно настоящему изобретению (содержание твердого вещества 10% (масс.)) и контрольного опыта 1. Удаляемость водой оценивали в соответствии со следующим способом. Клеевой состав, согласно настоящему изобретению, наносили на ПЭТ пленку до толщины от 50 до 60 мкм и сушили при 40°С в течение 30 минут. Высушенное нарезали размером 25 мм × 25 мм и прикрепляли к нержавеющей стали (SUS304) путем спрессовывания пять раз при давлении 19,6 Η (2 кгс) с помощью ручного валка для подготовки образца. ПВС клей наносили на ПЭТ пленку до толщины от 50 до 60 мкм, нарезали размером 25 мм × 25 мм, прикрепляли к нержавеющей стали (SUS304) путем спрессовывания пять раз при давлении 19,6 Η (2 кгс) с помощью ручного валка для подготовки образца.
Каждый из образцов полностью погружали в дистиллированную воду (ДИВ) при комнатной температуре, атмосферном давлении и нейтральном рН и перемешивали при 200 об/мин с помощью мешалки. Состояние образцов определяли i) через 1 час или ii) через 24 часа. После этого оценивали удаляемость образцов водой путем измерения периодов времени, во время которых клеевой состав или клей полностью удалялся с субстрата.
Результат оценки приведены в Таблице 9 ниже.
В Таблице 9 клеевой состав, согласно настоящему изобретению, демонстрирует начальное схватывание, которое равно или больше, чем у клеевого состава на основе ПВС (контрольный опыт 1), и быстро отделяется в воде по сравнению с ним. Напротив, клеевой состав на основе ПВС растворялся в воде через 24 часа, но частично растворялся в воде через 1 час.
Таким образом, клеевой состав, согласно настоящему изобретению, имеет близкую или более высокую силу склеивания и гораздо лучшую удаляемость водой, чем обычные клеи, и поэтому ожидается, что клеевой состав, согласно настоящему изобретению, будут использовать в различных областях.
Пример 6: Оценка удаляемости водой в зависимости от растворителя
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, получали тем же способом, что и в Примере 1 (от 6-1 до 6-3 ниже), за исключением того, что молярное соотношение лизина к яблочной кислоте регулировали до 1:1, 1:1,5 и 1:2, соответственно (где содержание твердого вещества составляло 50 мас. частей).
Клеевые составы, включающие лизин и яблочную кислоту, также были получены тем же способом, что и в Примере 1 (от 6-4 до 6-6 ниже), за исключением того, что молярные соотношения лизина к яблочной кислоте регулировали до 1,5:1, 1:1 и 1:1,5, соответственно, и тем, что использовали массовое отношение в смеси растворителей деионизированной воды и метанола 1:1 (где содержание твердого вещества составляло 50 мас. частей).
В качестве контрольного опыта подготавливали коммерчески доступный акриловый клей (К901, Hansung P&I, здесь и далее называют контрольный опыт 2) (где содержание твердого вещества составляло 59 мас. частей). Удаляемость клеевых составов водой оценивали в соответствии со следующими способами, и результаты оценки приведены в Таблице 10 ниже.
1) Удаляемость водой
Каждый из приготовленных клеевых составов согласно настоящему изобретению и контрольный опыт 2 наносили на ПЭТ пленку до толщины от 50 до 60 мкм и сушили при 40°С в течение 30 минут.
Высушенное нарезали размером 25 мм × 25 мм и прикрепляли к нержавеющей стали (SUS304) путем спрессовывания пять раз под давлением 19,6 Η (2 кгс) с помощью ручного валка для приготовления образцов.
Каждый из образцов полностью погружали в дистиллированную воду (ДИВ) при комнатной температуре, атмосферном давлении и нейтральном рН и перемешивали при 200 об/мин с помощью мешалки. Состояния образцов определяли i) через 1 час или ii) через 24 часа.
В Таблице 10 клеевой продукт, полученный при использовании клеевого состава по настоящему изобретению, отделяли в пределах 1 часа после погружения в воду. Кроме того, было подтверждено, что начальное схватывание также увеличивалось, когда в качестве растворителя использовали спирт и воду. Эти результаты могут быть получены, поскольку клеевой состав, включающий смесь растворителей, имеет меньший угол контакта, чем включающий только деионизированную воду, и лучшие покрывающие свойства в отношении субстрата. Клеевой состав согласно настоящему изобретению демонстрирует близкое начальное схватывание даже с меньшим содержание твердого вещества по сравнению с обычным акриловым клеем (контрольный опыт 2). Однако акриловый клей не растворялся в воде даже через 24 часа.
Пример 7: Анализ композиции клеевого состава в зависимости от времени реакции и температуры
Анализировали соотношения в композиции клеевых составов в зависимости от времени реакции и температуры.
1) Получение при 80°С: 82,3 г ДИВ добавляли в 100 г 54% (масс.) водного раствора свободной формы лизина и смесь перемешивали при комнатной температуре (25°С, Т1) в течение 30 минут. Полученную разбавленную смесь перемешивали при медленном добавлении к ней 74,29 г яблочной кислоты (DL-яблочной кислоты) при 80°С (Т2) в течение 12 часов для получения клеевого состава (содержание твердого вещества: 50% (масс.) и молярное соотношение компонентов в смеси лизина к яблочной кислоте = 1:1,5). Анализ композиции проводили в отношении клеевого состава каждые 3 часа.
2) Получение при 60°С: Клеевой состав получали тем же способом, что и выше в способе 1), за исключением того, что Т2 меняли на 60°С. Анализ композиции проводили в отношении клеевого состава каждые 3 часа.
3) Получение при 40°С: Клеевой состав получали тем же способом, что и выше в способе 1), за исключением того, что Т2 меняли на 40°С. Анализ композиции проводили в отношении клеевого состава каждые 3 часа.
Анализ композиции проводили в отношении приготовленных составов методом ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии). Результаты анализа приведены в Таблице 11 ниже.
В Таблице 11 было подтверждено, что количество состава уменьшается, когда состав получали при 80°С. Таким образом, было подтверждено, что при 80°С протекают побочные реакции. Нужно понимать, что воплощения, описанные в данной заявке, следует рассматривать лишь в описательном смысле, а не в целях ограничений. Описание признаков или особенностей в рамках каждого воплощения обычно следует рассматривать как доступные для других похожих признаков или особенностей в других воплощениях. Хотя одно или более воплощений было описано со ссылкой на чертежи, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения в форме и подробностях может быть сделано, не выходя за рамки сущности и объема описания, приведенного в нижеследующей формуле изобретения.
1. Клеевой состав, содержащий лизин, яблочную кислоту и воду, в котором лизин и яблочная кислота присутствуют в форме водного раствора соли и не образуют осадков в клеевом составе, при этом молярное соотношение лизина и яблочной кислоты в смеси находится в диапазоне от 1:1,3 до 1:3.
2. Клеевой состав по п. 1, в котором молярное соотношение лизина и яблочной кислоты в смеси регулируют так, что осадки лизина и яблочной кислоты не образуются в клеевом составе.
3. Клеевой состав по п. 1, в котором содержание лизина и яблочной кислоты в клеевом составе составляет 70 мас. частей или менее в расчете на общую массу клеевого состава.
4. Клеевой состав по п. 1, в котором сумма соответствующих содержаний лизина и яблочной кислоты находится в диапазоне от 60 мас. частей до 100 мас. частей в расчете на 100 мас. частей содержания лизина и яблочной кислоты в клеевом составе.
5. Клеевой состав по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один растворитель, выбранный из первичного спирта, многоатомного спирта, диола и триола.
6. Клеевой состав по п. 5, в котором растворитель содержит по меньшей мере один одноатомный спирт, выбранный из метанола, этанола, пропан-2-ола, бутан-1-ола, пентан-1-ола и гексадекан-1-ола; по меньшей мере один многоатомный спирт, выбранный из этан-1,2-диола, пропан-1,2-диола, пропан-1,2,3-триола, бутан-1,3-диола, бутан-1,2,3,4-тетраола, пентан-1,2,3,4,5-пентола, гексан-1,2,3,4,5,6-гексола и гептан-1,2,3,4,5,6,7-гептола; по меньшей мере один ненасыщенный алифатический спирт, выбранный из проп-2-ен-1-ола, 3,7-диметилокта-2,6-диен-1-ола и проп-2-ин-1-ола; по меньшей мере одного алициклического спирта, выбранного из циклогексан-1,2,3,4,5,6-гексола и 2-(2-пропил)-5-метилциклогексан-1-ола, или их смеси.
7. Клеевой состав по п. 1, в котором осадки не образуются в клеевом составе, когда клеевой состав хранят при температуре -18°С или выше и менее 80°С в течение 14 дней или дольше.
8. Способ получения клеевого состава по п. 1, включающий смешивание лизина, яблочной кислоты и воды с получением смеси и перемешивание смеси при температуре менее 80°С, причем соответствующие содержания лизина, яблочной кислоты и воды регулируют так, что осадки лизина и яблочной кислоты не образуются в клеевом составе.
9. Способ по п. 8, в котором смесь также содержит по меньшей мере один растворитель, выбранный из первичного спирта, многоатомного спирта, диола и триола.
10. Клеевой продукт, содержащий клеевой состав по любому из пп. 1-7.
