粘性丙烯酸酯-烯烴共聚物、其生產(chǎn)方法以及利用它的組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及粘合劑組合物、包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽，其中此組合物、面材和/或標(biāo)簽被設(shè)計為有利于回收由任何合適的聚合物或聚合物混合物(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或其他所有塑料類型)形成的塑料制品或甚至玻璃瓶。在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及用于從待回收的塑料制品中移除粘合劑組合物、包含它們的面材和/或包裝標(biāo)簽的方法。
【專利說明】粘性丙烯酸酯-烯烴共聚物、其生產(chǎn)方法以及利用它的組合物
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年8月31日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/529，897的權(quán)益，將其通過引用以其全文并入本文。
[0003]領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物，包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽，其中此種組合物、面材和/或標(biāo)簽被設(shè)計來有利于回收由任何合適的聚合物或聚合物混合物(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或其他所有塑料類型)形成的塑料制品或甚至玻璃瓶。在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種從待回收的塑料制品中移除粘合劑組合物、包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽的方法。
[0005]背景
[0006]近年來，與傳統(tǒng)的由玻璃、金屬或其他材料制成的瓶子相比，聚合物包裝制品，特別是由熱塑性聚合物制成的那些的使用由于其優(yōu)異的抗斷裂性、輕質(zhì)特性和透明性每年不斷增加。具體而言，將常規(guī)的包裝制品轉(zhuǎn)化成聚合物包裝制品在飲料行業(yè)發(fā)展最迅速，在這些行業(yè)大量使用塑料或聚合物包裝制品。盡管并非限于此，在聚合物或塑料包裝制品中使用的最受歡迎的聚合物組合物之一是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0007]就以上內(nèi)容而言，近來出現(xiàn)了回收廣泛的塑料或聚合物包裝制品的極大興趣。鑒于此，目前在如果得到的話使得塑料包裝制品的回收更高效并且更有成本效益的各種方案中存在實際益處。
[0008]例如，已經(jīng)對由熱塑性聚合物(特別是PET)并且甚至是玻璃制成的瓶子或熱成型容器的回收給予了很多關(guān)注。一般而言，PET瓶裝配有各種標(biāo)簽，例如由聚烯烴制成的伸展標(biāo)簽；由聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或其他聚合物制成的熱收縮標(biāo)簽；以及由聚丙烯或其他聚合物制成的粘性標(biāo)簽。在PET瓶的回收中，此類瓶子通常從一般消費者收集而不移除其標(biāo)簽，并且然后送到例如回收中心。然后洗滌這些瓶子，并且將其標(biāo)簽通過初級粉碎移除，然而在這時，粉碎的聚合物材料可能仍大量包括標(biāo)簽、面材或用于將其附著的粘合劑的一部分。然而，將PET瓶子轉(zhuǎn)化成回收的聚合物球粒幾乎總是要求許多中間步驟，例如二級粉碎、在液體中將標(biāo)簽進(jìn)行比重分離、脫水和干燥、將標(biāo)簽通過鼓風(fēng)進(jìn)行比重分離，以及造粒。
[0009]這樣，若非不可能，經(jīng)常困難的是從待回收的聚合物或塑料制品移除足夠大量的面材、標(biāo)簽和/或粘合劑材料。因此，在本領(lǐng)域?qū)σ环N改進(jìn)的粘合劑、面材和/或標(biāo)簽存在需要，該改進(jìn)的粘合劑、面材和/或標(biāo)簽當(dāng)與聚合物基、或塑料基包裝制品結(jié)合使用時將允許利用一種更高效并且更有成本效益的回收方法來回收期望的塑料或聚合物制品。
[0010]概述
[0011] 本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物，包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽，其中此種組合物、面材和/或標(biāo)簽被設(shè)計來有利于回收由任何合適的聚合物或聚合物混合物(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或其他所有塑料類型)形成的塑料制品或甚至玻璃瓶。在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種從待回收的塑料制品中移除粘合劑組合物、包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽的方法。
[0012]在一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種用于塑料、玻璃、紙板或金屬制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其包括:面層，其中該面層由選自紙面材、烯烴聚合物面材、聚苯乙烯面材、或PET面材的面材材料形成；以及粘合劑層，其中該面材能夠以使塑料、玻璃、紙板或金屬制品回收的方式從該塑料、玻璃、紙板或金屬制品上移除。
[0013]在一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種移除本文公開的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)的方法，其中該方法包括以下步驟:(a)提供至少一種稍后回收的制品，該制品具有附著到其上的至少一種根據(jù)本文公開的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)的任一種的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)；并且(b)使該包含至少一種面材/粘合劑結(jié)構(gòu)的制品經(jīng)受至少一種苛性堿溶液，直至該面材/粘合劑結(jié)構(gòu)從該待回收的制品釋放。
[0014]在再另一個實施方式中，本發(fā)明涉及進(jìn)一步包括以下步驟的方法:(C)將該移除的一種或多種面材/粘合劑結(jié)構(gòu)從該待回收的制品分離；并且(d)任選地洗滌該待回收的制品以在進(jìn)一步的回收步驟之前移除任何殘余的苛性堿溶液。
[0015]在再另一個實施方式中，本發(fā)明涉及用于塑料制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)或包裝標(biāo)簽，其包括:面層；以及粘合劑層，其中該面材能夠以使該塑料制品回收的方式從該塑料制品上移除。
[0016]在再另一個實施方式中，本發(fā)明涉及用于如在此所示和/或描述的塑料或玻璃制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)或標(biāo)簽。 [0017]在再另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種如在此所示的和/或描述的用于從塑料或玻璃制品移除面材/粘合劑結(jié)構(gòu)或標(biāo)簽以有利于回收該塑料或玻璃制品的方法。
[0018]在再又另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種如在此所示的和/或描述的粘合劑組合物用于與面材中的標(biāo)簽或印刷層結(jié)合使用，其中該粘合劑組合物被設(shè)計來可從塑料或玻璃制品移除而不會不利地影響回收該塑料或玻璃制品的能力。
[0019]附圖簡述
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于在聚合物或塑料包裝制品、或玻璃制品上使用的面材和/或標(biāo)簽的截面圖；
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式用于在聚合物或塑料包裝制品、或玻璃制品上使用的面材和/或標(biāo)簽的截面圖。
[0022]圖3是圖解當(dāng)暴露于熱時與PS對比PET卷曲更多的照片；
[0023]圖4是圖解粘合劑和膜的不同力的圖；并且
[0024]圖5是圖解卷曲的并且收縮的PET熱成型品的照片。
[0025]發(fā)明詳述
[0026]本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物、包含它的面材和/或包裝標(biāo)簽，其中此種組合物、面材和/或標(biāo)簽被設(shè)計有利于回收由任何合適的聚合物或聚合物混合物(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或其他所有塑料類型)形成的塑料制品或甚至玻璃瓶。在另一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種用于從待回收的塑料制品中移除粘合劑組合物、包含它們的面材和/或包裝標(biāo)簽的方法。
[0027]盡管并非限于此，存在各種類型的其回收是有益的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。例如，此種PET包括但不限于低或高本征粘度PET、無定形PET(A-PET)、非取向和取向PET以及結(jié)晶的PET。這樣，本發(fā)明利用一種粘合劑組合物，該粘合劑組合物與在下面的聚合物、或塑性的聚合物化合物或塑性包裝制品相容并且與要施加到該聚合物或塑性包裝制品上的面材和/或標(biāo)簽的最后面的飾面層相容。在再另一個實施方式中，本發(fā)明利用一種粘合劑組合物，該粘合劑組合物與在下面的玻璃制品相容并且與要施加到該玻璃制品上的面材和/或標(biāo)簽的最后面的飾面層相容。鑒于此，本發(fā)明將關(guān)于塑料或聚合物制品進(jìn)行說明。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于由玻璃、紙板和/或金屬形成的制品。
[0028]在一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物,該粘合劑組合物當(dāng)與聚合物或塑料包裝制品上的面材和/或標(biāo)簽結(jié)合使用時允許高效并且有成本效益地回收該聚合物或塑料包裝制品。如本領(lǐng)域技術(shù)人員明白的，這種聚合物或塑料包裝制品可以是任何類型的制品，包括但不限于瓶子、容器、蛤殼式容器、柔性包裝容器、食品容器、非食品容器等。它還可以應(yīng)用于非塑料容器例如紙板、玻璃和/或金屬中。
[0029]在一個實施方式中，可以與本發(fā)明結(jié)合使用任何粘合劑組合物，該組合物可以容易地將該粘合劑組合物從在下面的聚合物、或塑料表面溶解、分解或引起該粘合劑組合物從在下面的聚合物、或塑料表面釋放。在一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑在冷和熱的溫度下均具有足夠的粘合。如以上所指出的，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物應(yīng)該與在下面的聚合物、或塑性聚合物化合物或塑料包裝制品并且與施加到該聚合物或塑料包裝制品上的面材和/或標(biāo)簽的最后面的飾面層均具有相容性。 [0030]在一個實施方式中，選擇與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑化合物不會在該塑料表面上留下殘余物，該殘余物將需要一個或多個另外的加工步驟以在該聚合物或塑料包裝制品回收之前將此種殘余物從其表面移除。
[0031 ] 在一個實施方式中，適當(dāng)?shù)恼澈蟿┻x自適當(dāng)?shù)膶V泛種類的表面具有優(yōu)異粘合的粘性丙烯酸乳液粘合劑聚合物，包括廣泛的聚合物表面以及非聚合物表面(例如不銹鋼和波紋板)。此外，本實施方式的乳液粘合劑聚合物在低溫下具有優(yōu)異的內(nèi)粘和粘合，并且當(dāng)層疊料如壓敏粘合劑標(biāo)簽料的一部分時提供了優(yōu)異的高速加工特征，例如模切、余料(matrix)剝離和扇式折疊(fan folding)。
[0032]在一個實施方式中，本發(fā)明的適當(dāng)?shù)恼承匀橐簤好粽澈蟿┚酆衔镌诰酆系幕A(chǔ)上并且基于該聚合物的總重量包含:至少一種丙烯酸烷基酯，該丙烯酸烷基酯在該烷基中包含約4至約8個碳原子(例如丙烯酸2-乙基己酯)，該丙烯酸烷基酯以約35重量百分比至約60重量百分比的總量存在；至少一種乙烯基酯，該乙烯基酯在酸的烷基鏈中包含2至約16個碳原子(例如乙酸乙烯酯)，該乙烯基酯存在的總量是從約15重量百分比至約35重量百分比；至少一種二羧酸的二酯，其中該二酯的每個烷基獨立地包含從約6至約12個碳原子(例如馬來酸二 -2-乙基己酯或富馬酸二 -2-乙基己酯)，該二酯存在的總量是從約20重量百分比至約40重量百分比；至多約5重量百分比或甚至約I至約3重量百分比的包含3至約5個碳原子的不飽和羧酸(例如丙烯酸和/或甲基丙烯酸)，該乳液聚合物具有小于約_30°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及該聚合物的約50至約70重量百分比的凝膠含量。
[0033]此種乳液壓敏粘合劑聚合物組合物的單體比例可以進(jìn)行調(diào)整，其方式為該粘合劑具有小于約_30°C、或甚至小于約_34°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在室溫和低溫下產(chǎn)生良好的粘合和粘性的平衡。本發(fā)明的乳液聚合物具有非常寬的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍。
[0034]在一個實施方式中，用作本發(fā)明的粘合劑的另外的適當(dāng)乳液聚合物在美國專利號5，164，444 ;5，183，459 ;5，189，126 ;5，264，532 ;5，278，227 中公開，將其完整的公開內(nèi)容以其全文并入本文。
[0035]在另一個實施方式中，本發(fā)明的適當(dāng)?shù)恼澈蟿┦且环N共聚物組合物，該共聚物組合物通過乳液法從一種反應(yīng)物混合物形成，該混合物包括至少一種在烷基鏈中包含至少4個碳原子的醇的丙烯酸烷基酯、至少一種極性單體以及至少一種選自丙烯酸甲酯、MMA、EA、VAc以及其兩種或更多種的組合的可共聚單體，其中該反應(yīng)包括鏈轉(zhuǎn)移劑。
[0036]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種丙烯酸乳液聚合物系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下述構(gòu)成:對于每100重量份的聚合物約15重量百分比至約35重量百分比的乙酸乙烯酯、約20重量百分比至約40重量百分比的馬來酸二 -2-乙基己酯、約35重量百分比至約60重量百分比的丙烯酸2-乙基己酯和約I重量百分比至約3重量百分比的一種或多種不飽和羧酸的共聚物，以及基于100份該粘合劑組合物約3重量百分比至約20重量百分比的作為增粘劑提供的酸性松香衍生物以及約I重量百分比至約10重量百分比的松香基表面活性劑(例如乙氧基化的松香基表面活性劑)。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為AE-3339。此類粘合劑組合物在美國專利號5，385，965中公開，將其內(nèi)容以其全文并入本文。
[0037]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種丙烯酸乳液聚合物，在聚合的基礎(chǔ)上并且基于該聚合物的總重量，其包含:至少一種丙烯酸烷基酯，該丙烯酸烷基酯在該烷基中包含約4至約8個碳原子(例如丙烯酸2-乙基己酯)，該丙烯酸烷基酯以從約35重量百分比至約60重量百分比的總量存在；至少一種乙烯基酯，該乙烯基酯在酸的烷基鏈中包含2至約16個碳原子(例如乙酸乙烯酯)，該至少一種乙烯基酯存在的總量是約15重量百分比至約35重量百分比；至少一種二羧酸的二酯，其中該二酯的每個烷基獨立地包含約6至約12個碳原子(例如馬來酸二 -2-乙基己酯或富馬酸二 -2-乙基己酯)，該二酯存在的總量是約20重量百分比至約40重量百分比；以及至多約5重量百分比(或甚至約I重量百分比至約3重量百分比)的包含3至5個碳原子的不飽和羧酸(例如丙烯酸和/或甲基丙烯酸)，其中該乳液聚合物具有小于約-30°C的Tg以及該聚合物的約50重量百分比至約70重量百分比的凝膠含量。此種乳液壓敏粘合劑聚合物組合物的單體比例可以進(jìn)行調(diào)整，其方式為該粘合劑具有小于約_30°C、或甚至小于約_34°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，在室溫和低溫下產(chǎn)生良好的粘合和粘性的平衡。在一個實施方式中，本發(fā)明的乳液聚合物具有非常寬的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為AE-3349。
[0038]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種丙烯酸乳液壓敏共聚物膠乳，該膠乳包含丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯及其混合物與通過壬基酚聚乙二醇和部分水解的聚乙烯醇穩(wěn)定的不飽和羧酸(例如甲基丙烯酸)，具有大于約I微米的平均顆粒尺寸以及從約0.5微米至約3.0微米的顆粒尺寸范圍，具有從約_48°C至約_55°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(“Tg”)值。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為AE-5044。
[0039]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種均勻分散體，其包含丙烯酸2-乙基己酯和其他丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、以及其混合物)以及苯乙烯與至少一種不飽和羧酸的陰離子/非離子乳液壓敏共聚物膠乳，包括含氫化的松香和妥爾油酯的混合物的增粘劑。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為DEV-5176L0。
[0040]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種丙烯酸乳液聚合物，該丙烯酸乳液聚合物包含至少一種含至少四個碳原子的醇的丙烯酸酯、至少一種部分水溶的共聚單體以及至少一種極性共聚單體。所述聚合物是在非離子和陰離子表面活性劑的混合物的存在下形成的并且平均顆粒尺寸是小于約0.200微米以及平均尺寸范圍是約0.15微米至約0.25微米。適當(dāng)?shù)谋┧嵬榛グǖ幌抻诒┧岫□ァ?-EHA及其混合物。適當(dāng)?shù)牟糠炙艿墓簿蹎误w包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯及其混合物。在一種情況下，丙烯酸是極性共聚單體并且與另一種羧酸例如甲基丙烯酸一起使用。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為AE-3413CC。
[0041]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是一種聚合物，該聚合物是通過將多種單體在使用己烷和甲苯的混合物的溶液中進(jìn)行共聚而生產(chǎn)的，其中調(diào)節(jié)己烷與甲苯的比率以提供在約77°C與約84°C之間的回流溫度。在聚合過程中的固體含量典型地范圍是從約50百分比至約60百分比以實現(xiàn)期望的重均分子量并且還實現(xiàn)在反應(yīng)器中易操控的粘度。該聚合物通過將包含至少一種選自在烷基中含約4至約12個碳原子的丙烯酸烷基酯的單體與至多約5重量百分比(例如，約I重量百分比至約3重量百分比)的包含3至5個碳原子并且在一種情況下至少包含一個羥基的不飽和極性丙烯酸單體的單體混合物進(jìn)行共聚而生產(chǎn)的，其中此一種或多種丙烯酸烷基酯以從約90重量百分比至約98重量百分比的總量存在。若期望，此種聚合物可以使用熱、催化劑或光化學(xué)輻射進(jìn)行聚合后交聯(lián)。此種化合物的粘合特性可以進(jìn)一步通過加入添加劑例如增粘劑、增塑劑等操控和改變。這種粘合劑在以 下包含的實施例中將稱為AS-8168PE。
[0042]在再另一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是在使用己烷和甲苯的混合物的溶液中將多種單體共聚的聚合物產(chǎn)品，其中調(diào)節(jié)己烷與甲苯的比率以提供在約70°C與約84°C之間的回流溫度。在聚合期間的固體含量典型地范圍可以是從約30百分比至約75百分比以實現(xiàn)期望的重均分子量并且還實現(xiàn)在反應(yīng)器中易操控的粘度。該共聚物是通過將包含至少一種選自在烷基中含約4至約12個碳原子的丙烯酸烷基酯的單體與至少一種在酸的烷基鏈中含2至約16個碳原子的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)以及至多約5重量百分比(或甚至約I至3百分比)的含3至5個碳原子的不飽和羧酸(例如丙烯酸和/或甲基丙烯酸)的單體混合物共聚而制備的，其中此一種或多種丙烯酸烷基酯以約65重量百分比至約80重量百分比的總量存在，其中此種所述乙酸乙烯酯存在的總量是約15至約35重量百分比。若期望，這些聚合物可以使用熱、催化劑或光化學(xué)輻射進(jìn)行聚合后交聯(lián)。這些粘合劑特性可以進(jìn)一步通過加入添加劑例如增粘劑、增塑劑等操控和改變。這種粘合劑在以下包含的實施例中將稱為AS-8045。
[0043]在一個實施方式中，與本發(fā)明結(jié)合使用的粘合劑組合物是基于苛性堿洗滌(例如使用NaOH的苛性堿洗滌)溶解、解離的能力或引起該粘合劑組合物從在下面的聚合物或塑料表面釋放而無需進(jìn)一步的使該在下面的聚合物或塑料包裝制品適合于回收過程的加工步驟的能力來選擇的。該粘合劑可以來自下述的組:溶劑粘合劑、乳液粘合劑、冷粘貼粘合劑、可輻射固化的粘合劑以及熱熔粘合劑或以上的任何組合或?qū)咏M合。重要的是從該聚合物或塑料包裝制品的表面移除更多或甚至所有的粘合劑組合物，因為在典型的例如PET的回收過程中粘合劑組合物污染的存在可以引起顏色變化霧度移動以及不一致的回收產(chǎn)品。此外，部分地由于本發(fā)明的粘合劑的選擇，留在回收制品上的總的標(biāo)簽材料、標(biāo)簽粘合劑材料、和/或標(biāo)簽面材材料的量顯著減少和/或消除。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，標(biāo)簽材料、或面材材料污染PET回收流可由于多種原因(例如，過量的霧度或變色、燒焦、纖維/污染物、塵埃數(shù)等)引起回收過程 中發(fā)生故障。用于評估標(biāo)簽和/或面材材料與PET回收的相容性的一種方法是 2011年 2 月 8 日 Association of Postconsumer Plastic Recyclers (www.plasticsrecycling.0rg)文件“評估Pet熱成形標(biāo)簽和粘合劑與PET回收的相容性的方案(Protocol for Evaluating Pet Thermoform Labels and Adhesives for Compatibilitywith PET Recycling)”，將其全部公開內(nèi)容通過引用以其全文并入本文。
[0044]應(yīng)理解的是本發(fā)明并非限于任何一種苛性堿洗滌方法。因此，可以與本發(fā)明結(jié)合使用任何適當(dāng)?shù)目列詨A洗滌過程。此種苛性堿洗滌物包括但不限于Na0H、K0H、Li0H、Mg0H、CaOH、或其兩種或更多種的適當(dāng)混合物。它還可以包含其他的試劑以有助于該苛性堿溶液的效力，例如Triton X-1OO0 Triton X-100 ((C14H22O(C2H4O)n)是一種非離子表面活性劑，其具有親水的聚氧化乙烯基團(它具有平均9.5個氧化乙烯單元)以及親脂或疏水烴基團。該烴基團是4-(1，I, 3，3-四甲基丁基)-苯基基團。它涉及由BASF銷售的Pluronic系列洗漆劑。這些pluronic是氧化乙烯和氧化丙烯的三嵌段共聚物。由氧化乙烯形成的部分比由氧化丙烯形成的部分更加親水。Triton X-100在室溫下是非常粘性的并且因此在輕度的加熱之后最容易使用。應(yīng)該指出的是單獨的回收設(shè)備將使用許多特定的添加劑和工藝(例如攪拌、風(fēng)選、機械分離、化學(xué)添加劑、濕法研磨、摩擦洗滌、壓力洗滌)。以上給出的實例是通用的方法，并且在工業(yè)中設(shè)備與設(shè)備之間可以不同。
[0045]轉(zhuǎn)向附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用在聚合物或塑料包裝制品上的面材和/或標(biāo)簽100的截面圖。標(biāo)簽100由至少兩個層構(gòu)成，印刷或面層102以及粘合劑層104。如以上討論的，粘合劑層104基于苛性堿洗滌物(例如使用NaOH的苛性堿洗滌物)從在下面的聚合物、或塑料表面溶解、解離該粘合劑組合物的能力或引起該粘合劑組合物從在下面的聚合物、或塑料表面釋放而無需進(jìn)一步的使該在下面的聚合物或塑料包裝制品適合于回收過程的加工步驟的能力來選擇。應(yīng)指出的是標(biāo)簽100可以進(jìn)一步包括一個或多個層(另外的未公開的層)或存在的任何層的一種或多種添加劑，其有助于使用苛性堿洗滌來從指定回收的包裝材料上移除標(biāo)簽100，或賦予標(biāo)簽100有用的特性或特征(例如，印刷適性、UV耐性等)。此種另外的添加劑材料的一些實例包括但不限于任何適當(dāng)類型的表面活性劑(例如，一種或多種非離子表面活性劑、一種或多種離子表面活性劑、一種或多種兩性表面活性劑、或其適當(dāng)?shù)慕M合)、聚合物加工助劑、UV保護劑等。如以上所指出的，一種適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┦荰riton X-100。
[0046]當(dāng)選擇層104的粘合劑組合物時考慮的一個另外的因素是該粘合劑材料的pH。在一個實施方式中，粘合劑材料的PH應(yīng)選擇為使得在洗滌過程中利用的苛性堿材料能夠從在下面的聚合物、或塑料表面溶解、解離該粘合劑組合物或引起該粘合劑組合物從在下面的聚合物、或塑料表面釋放而無需進(jìn)一步的使該在下面的聚合物或塑料包裝制品適合于回收過程的加工步驟。在一個實施方式中，該粘合劑材料的PH是在約0.1與約7之間。選擇具有在期望范圍內(nèi)的PH的粘合劑的一種優(yōu)勢是具有期望pH的粘合劑將有助于該粘合劑的解離速度。在酸性環(huán)境中，將選擇具有相反PH范圍(即，在約7至約14范圍內(nèi)的pH)的粘合劑。
[0047]當(dāng)選擇層104的粘合劑組合物時考慮的一個另外因素是該粘合劑的組成。具有產(chǎn)生親水特性的組成的粘合劑將允許吸收水以及苛性堿溶液，并且有助于該粘合劑的解離速度。
[0048]在另一個實施方式中，另外或代替地，可以考慮結(jié)合本發(fā)明使用該粘合劑組合物的熱粘性特性。在一個實施方式中，使用在大于約50°C、或大于約55°C或大于約60°C或甚至大于約65°C的升高溫度下具有低粘合的粘合劑組合物。使用在升高溫度下具有低粘合或粘性的粘合劑組合物的優(yōu)勢是這有助于粘合劑在聚合物或塑料包裝制品經(jīng)受初始過程時釋放以在回收下面的包裝之前移除包裝標(biāo)簽。
[0049]關(guān)于面層或印刷層102的材料的選擇，選擇層102使得其滲透性、完整性和/或化學(xué)特性被選擇為使得用來移除面材100的苛性堿材料將足以滲透通過和/或包圍層102以便在層104中到達(dá)適當(dāng)量的粘合劑，從而有助于以期望量的時間將層104從聚合物或塑料包裝制品的表面解離或釋放。層102的選擇中還考慮的是確保在層102中使用的材料選擇允許層104中足夠或所有的粘合劑組合物從聚合物或塑料包裝制品的表面移除。
[0050]鑒于以上內(nèi)容，在一個實施方式中，選擇層102使得基于收縮類型、量和其方向的熱尺寸穩(wěn)定性選擇為使得 層102在苛性堿洗滌過程中經(jīng)受熱時收縮，由此允許附加進(jìn)入根據(jù)本發(fā)明的面材的粘合劑部分。在一個實施方式中，層102選自對苛性堿洗滌過程中使用的苛性堿材料可滲透的材料。例如,層102可以選自允許苛性堿洗滌物(NaOH、水等)從中滲透穿過的某些紙材料?？蛇x地，層102還可以設(shè)計為當(dāng)暴露于苛性堿洗滌步驟時溶解或解離從而將粘合劑層104的上表面暴露于苛性堿的侵蝕并且由此從聚合物或塑料包裝制品的表面移除。
[0051]在一個實施方式中，層102可以由任何適當(dāng)?shù)木酆衔锩娌幕蚣堎|(zhì)面材形成。此種材料包括但不限于紙質(zhì)面材、烯烴聚合物面材(例如，聚乙烯面材、聚丙烯面材等)、聚苯乙烯面材、或PET面材。在一個實施方式中，在可能和/或期望的情況下，本發(fā)明的面材可以是單軸取向的、雙軸取向的、或非取向的。
[0052]在另一個實施方式中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，層102可以由兩個或更多個單獨的層形成，其中用于形成每個層的材料適當(dāng)?shù)剡x自以上列出的那些。例如，在一個這種實施方式中，層102可以包含頂涂層、印刷層以及任何合適數(shù)目的中間層(未示出)，然后附著到粘合劑層104的上表面或頂表面。在另一個實施方式中，粘合劑層104的底表面可以具有附著到其上的剝離襯層，然后將面材100置于期望的聚合物或塑料包裝制品的表面。適當(dāng)?shù)膭冸x襯層材料包括但不限于在美國專利號5，084，317中公開的那些，將其內(nèi)容以其全文并入本文。在另一個實施方式中，被設(shè)計為與烯烴、紙或PET型面材使用的任何剝離襯層材料、或結(jié)構(gòu)可以與本發(fā)明結(jié)合使用。在再另一個實施方式中，本發(fā)明的剝離襯層可以是適合于與以上公開的一種或多種粘合劑材料結(jié)合使用的任何材料。
[0053]鑒于此，本發(fā)明并非僅限于在圖1中圖解的實施方式。而是，任何面材構(gòu)造或結(jié)構(gòu)可以與本發(fā)明結(jié)合使用，只要粘合劑層104上面的層允許苛性堿洗滌物從中滲透穿過從而有助于層104從聚合物或塑料包裝制品的表面上以期望的時間量解離或釋放。例如，圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式用于在聚合物或塑料包裝制品上使用的面材和/或標(biāo)簽的截面圖。在圖2的面材200中，面材200進(jìn)一步包含頂涂層206和剝離襯層208。如本領(lǐng)域技術(shù)人員明白的，在本發(fā)明的面材中任何層的厚度可以根據(jù)需要變化，這取決于許多因素，包括但不限于面材結(jié)構(gòu)、面材的預(yù)期用途、用來生產(chǎn)面材的不同層的材料等。
[0054]在再另一個實施方式中，粘合劑層104的底表面可以在其中形成各種微孔道以允許在將該粘合劑層置于聚合物或塑料包裝制品表面上時苛性堿材料通過毛細(xì)作用流入。在再又另一個實施方式中，聚合物或塑料包裝制品的外表面或其部分可以具有各種微孔道、微穿孔、孔穴或微圖案以允許在將層104置于其上時苛性堿材料通過毛細(xì)作用流入粘合劑層104的下側(cè)。在再又另一個實施方式中，聚合物或塑料包裝制品表面可以具有適當(dāng)?shù)墓饣炔蛔銖亩兄趯?04中的粘合劑材料從聚合物或塑料包裝制品的表面釋放。在再又另一個實施方式中，聚合物或塑料包裝制品可以在其中包含釋放劑(例如硅釋放劑)，該釋放劑可以通過苛性堿洗滌物活化并且由此有助于層104中的粘合劑材料從聚合物或塑料包裝制品的表面移除。
[0055]在另一個實施方式中，層102可以選擇為在縱向或截面方向中任一方向或兩者上具有尺寸收縮，以便有助于將粘合劑層104的另外的表面區(qū)域暴露于苛性堿洗滌物的侵蝕。
[0056]如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)設(shè)計面材或標(biāo)簽時可以考慮一種或多種上述設(shè)計因素。而且，若本發(fā)明的面材或標(biāo)簽在其粘合劑層之上具有多個層，則其每個單獨的層考慮以上一個或多個因素進(jìn)行設(shè)計。
[0057]鑒于以上內(nèi)容，在一個實施方式中，本發(fā)明使得有可能通過使用單個苛性堿洗滌步驟從聚合物或塑料包裝制品的表面上移除面材或標(biāo)簽。
[0058]對本發(fā)明的范圍內(nèi)的不同實例將在以下詳細(xì)討論。應(yīng)指出本發(fā)明的范圍不得解釋為被以下討論的實例的性質(zhì)限制。而是，本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)在此詳述的所有不同實施方式寬泛地解釋。
[0059]面材/粘合劑組合實例:
[0060](I)具有AE-3339粘合劑的直接熱感DT200HD紙面材；
[0061](2)具有AE-3339粘合劑的54#半光澤(SG)紙面材；
[0062](3)具有AE-3349粘合劑的直接熱感DT200HD紙面材；
[0063](4)具有AE-3349粘合劑的2.6密耳白色雙軸取向聚丙烯(BOPP)膜面材；
[0064](5)具有AE-3349粘合劑的60#鑄涂光澤紙面材；
[0065](6)具有DEV-5176L0粘合劑的直接熱感DT200HD紙面材；
[0066](7)具有AE-3413CC粘合劑的2.0密耳透明雙軸取向聚丙烯(BOPP)膜面材；
[0067](8)具有AE-5044粘合劑的54#半光澤(SG)紙面材；
[0068](9)具有AE-5044粘合劑的直接熱感DT200HD紙面材；
[0069](10)具有AE-3339粘合劑的2.3密耳白色雙軸取向聚丙烯(BOPP)；
[0070](11)具有AE-3349粘合劑的熱傳遞印刷直接熱感DT200HD紙面材的印刷面材；
[0071](12)具有AE-3339粘合劑的2.6密耳白色雙軸取向聚丙烯(BOPP)膜面材；
[0072] (13)具有 AE-3413CC 粘合劑的 Avery Dennison Crystal Fasclear ；
[0073](14)具有AS-8168PE粘合劑的2.0密耳透明雙軸取向聚丙烯(BOPP)；[0074](15)具有AS-8045粘合劑的2.0密耳透明雙軸取向聚丙烯(BOPP)；
[0075](16)具有AS-8168PE粘合劑的2.3密耳白色雙軸取向聚丙烯(BOPP)；
[0076](17)具有AS-8045粘合劑的2.3密耳白色雙軸取向聚丙烯(BOPP)；
[0077](18)具有AS-8045粘合劑的2.0密耳透明雙軸取向聚丙烯(BOPP);以及
[0078](19)具有DEV-5176L0粘合劑的2.0密耳透明雙軸取向聚丙烯(BOPP)。
[0079]以下表1詳述以上列出的實例(I)至(11)的各種數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果。
[0080]在以上實例中使用的苛性堿溶液是0.1百分比NaOH的3加侖溶液，該溶液是在5加侖的桶中通過以十二個1000克增量加入水并且然后加入最后的376克水而混合125克的NaOH粒與12，376克的水形成的。然后通過將35.27mL的Triton X-100加入到100克的水中并且然后將所得到的混合物加入到0.1百分比的NaOH溶液中，在該5加侖的桶中以按體積計0.3百分比的濃度加入表面活性劑。然后將得到的混合物用鋼棒(混合葉片)輕輕攪拌以確保Triton X-100完全分散在溶液中。
【權(quán)利要求】
1.用于塑料、玻璃、紙板或金屬制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，包括: 面層，其中所述面層由選自紙面材、烯烴聚合物面材、聚苯乙烯面材或PET面材的面材材料形成；以及 粘合劑層， 其中所述面材能夠以使得所述塑料、玻璃、紙板或金屬制品回收的方式從塑料、玻璃、紙板或金屬制品上移除。
2.如權(quán)利要求1所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述烯烴聚合物面材選自聚乙烯面材或聚丙烯面材。
3.如權(quán)利要求1或2任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述面層由在所述面材材料中具有兩個或更多個層的面材形成。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述面層的面材材料是單軸取向、雙軸取向或非取向的。
5.如權(quán)利要求1至3任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述面層的面材材料是非取向的。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是粘性的乳液壓敏粘合劑聚合物。
7.如權(quán)利要求1至5任 一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是粘性的乳液壓敏粘合劑聚合物，其在聚合的基礎(chǔ)上并且基于所述聚合物的總重量包含:至少一種丙烯酸烷基酯，所述丙烯酸烷基酯在烷基中包含約4至約8個碳原子，所述丙烯酸烷基酯以約35重量百分比至約60重量百分比的總量存在；至少一種乙烯基酯，所述乙烯基酯在酸的烷基鏈中包含2至約16個碳原子，所述乙烯基酯存在的總量是約15重量百分比至約35重量百分比；至少一種二羧酸的二酯，其中所述二酯的每個烷基獨立地包含約6至約12個碳原子，所述二酯存在的總量是約20重量百分比至約40重量百分比；至多約5重量百分比的包含3至約5個碳原子的不飽和羧酸，其中所述乳液聚合物具有小于約_30°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及所述聚合物的約50至約70重量百分比的凝膠含量。
8.如權(quán)利要求7所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑包含約I至約3重量百分比的所述不飽和羧酸。
9.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是丙烯酸乳液聚合物系統(tǒng)，對于每100重量份的聚合物，其包含約15重量百分比至約35重量百分比的乙酸乙烯酯、約20重量百分比至約40重量百分比的馬來酸二 -2-乙基己酯、約35重量百分比至約60重量百分比的丙烯酸2-乙基己酯以及約I重量百分比至約3重量百分比的一種或多種不飽和羧酸的共聚物，以及基于100份所述粘合劑組合物約3重量百分比至約20重量百分比的作為增粘劑提供的酸性松香衍生物以及約I重量百分比至約10重量百分比的松香基表面活性劑。
10.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是丙烯酸乳液壓敏共聚物膠乳，其包含丙烯酸丁基酯、丙烯酸2-乙基己酯及其混合物與通過壬基酚聚乙二醇和部分水解的聚乙烯醇穩(wěn)定的不飽和羧酸，具有大于約I微米的平均顆粒尺寸以及約0.5微米至約3.0微米的顆粒尺寸范圍，具有約_48°C至約-55°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
11.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是均勻分散體，其包含丙烯酸2-乙基己酯和其他丙烯酸烷基酯以及苯乙烯與至少一種不飽和羧酸的陰離子/非離子乳液壓敏共聚物膠乳，包括含氫化松香和妥爾油酯的混合物的增粘劑。
12.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是丙烯酸乳液聚合物，其包含含至少四個碳原子的醇的至少一種丙烯酸酯、至少一種部分水溶性的共聚單體以及至少一種極性共聚單體。
13.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是聚合物，其通過將包含至少一種選自在烷基中含約4至約12個碳原子的丙烯酸烷基酯的單體與至多約5重量百分比的包含3至5個碳原子并且在一種情況下包含至少一個羥基的不飽和極性丙烯酸單體的單體混合物進(jìn)行共聚而生產(chǎn)，其中該一種或多種丙烯酸烷基酯以約90重量百分比至約98重量百分比的總量存在。
14.如權(quán)利要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是聚合物，其通過將包含至少一種選自在烷基中含約4至約12個碳原子的丙烯酸烷基酯的單體與至少一種在酸的烷基鏈中含2至約16個碳原子的乙烯基酯的單體以及至多約5重量百分比的含3至5個碳原子的不飽和羧酸的單體混合物共聚而生產(chǎn)，其中該一種或多種丙烯酸烷基酯以約65重量百分比至約80重量百分比的總量存在，其中該所述乙酸乙烯酯存在的總量是約15至約35重量百分比。
15.如權(quán)利 要求1至5任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑是丙烯酸和橡膠聚合物的乳液，其對具有優(yōu)異內(nèi)粘的極性以及非極性基底提供高粘合和高粘性，其中所述粘合劑通過松香基酸性增粘劑和松香基表面活性劑改性。
16.如權(quán)利要求1至15任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述面材/粘合劑結(jié)構(gòu)能夠通過苛性堿溶液移除。
17.如權(quán)利要求1至15任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述面材/粘合劑結(jié)構(gòu)能夠通過選自NaOH、KOH、LiOH, MgOH, CaOH或其兩種或更多種的適當(dāng)混合物的苛性堿溶液移除。
18.如權(quán)利要求1至15任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述苛性堿溶液進(jìn)一步包括至少一種表面活性劑。
19.如權(quán)利要求1至15任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，其中所述苛性堿溶液進(jìn)一步包括至少一種非離子表面活性劑。
20.用于移除如權(quán)利要求1至19任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)的方法，其中所述方法包括以下步驟: (a)提供至少一種稍后待回收的制品，所述制品具有附著到其上的至少一種根據(jù)權(quán)利要求I至19任一項所述的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)；和 (b)使包含所述至少一種面材/粘合劑結(jié)構(gòu)的所述制品經(jīng)受至少一種苛性堿溶液，直至所述面材/粘合劑結(jié)構(gòu)從所述待回收的制品釋放。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括以下步驟: (c)將移除的一種或多種面材/粘合劑結(jié)構(gòu)從所述待回收的制品分離；和 (d)任選地洗滌所述待回收的制品以在進(jìn)一步的回收步驟之前移除任何殘余的苛性堿溶液。
22.用于塑料、玻璃、紙板或金屬制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)，包括:面層；以及 粘合劑層， 其中所述面材能夠以使得所述塑料、玻璃、紙板或金屬制品回收的方式從所述塑料、玻璃、紙板或金屬制品上移除。
23.如本文所示和/或描述的用于塑料、玻璃、紙板或金屬制品的面材/粘合劑結(jié)構(gòu)或標(biāo)簽。
24.如本文所示和/或描述的用于從塑料、玻璃、紙板或金屬制品移除面材/粘合劑結(jié)構(gòu)或標(biāo)簽以有利于將所述塑料、玻璃、紙板或金屬制品回收的方法。
25.如本文所示和/或描述的粘合劑組合物，用于與面材中標(biāo)簽或印刷層結(jié)合使用，其中所述粘合劑組合物被設(shè)計為可從塑料、玻璃、紙板或金屬制品移除而不會不利地影響回收所述塑料、玻璃、紙板或金屬制品的能力。
【文檔編號】G09F3/00GK104024357SQ201280053491
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】C·J·布萊克威爾, J·P·?？死? K·J·烏爾夫, M·J·萊克范, K·L·卡柏咖, T·L·麥卡尼, A·S·德賽, S·E·珀柔絲可 申請人:艾利丹尼森公司