PL214060B1 - Sposób wytwarzania fotoreaktywnych samoprzylepnych klejów poliestrowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania fotoreaktywnych samoprzylepnych klejów poliestrowych. Samoprzylepne kleje poliestrowe znane są przeważnie w formie klejów bezrozpuszczalnikowych termotopliwych, powlekanych w temperaturze 100-140°C. Stosowane są przeważnie do produkcji samoprzylepnych etykiet.

Samoprzylepne kleje na bazie poliestrów stanowią interesującą grupę bezrozpuszczalnikowych klejów samoprzylepnych. Samoprzylepne kleje poliestrowe spotyka się w postaci klejów termotopliwych, których powlekanie odbywa się w podwyższonej temperaturze, przeważnie w obszarze 100-140°C. W trakcie powlekania klejów do gotowych wyrobów samoprzylepnych następuje ich sieciowanie, przeważnie przy zastosowaniu promieniowania UV lub wiązki elektronów. Ze względu na mniejszą kohezję, w porównaniu z typowymi klejami poliakrylanowymi, stosowane są z reguły do produkcji etykiet samoprzylepnych. Etykiety tego typu mogą być stosowane do etykietowania różnorodnych materiałów, takich jak pojemniki stalowe, kontenery, butelki szklane oraz różnorodne opakowania z tworzyw sztucznych. Ze względu na dobrą adhezję do tworzyw polimerowych o niskiej energii powierzchniowej (niskoenergetycznych). Samoprzylepne etykiety zawierające kleje poliestrowe mogą być również stosowane do etykietowania trudno sklejalnych folii na bazie polietylenu, polipropylenu czy polibutenu-1. Zadrukowywalnymi nośnikami takich etykiet mogą być: papier, folia PVC, folia poliestrowa, polietylenowa oraz inne typy nośników w postaci tkanin czy też włóknin.

Z opisów patentowych EP 1160302 oraz EP 1219694 znane są sieciowane kationowo fotoreaktywne samoprzylepne kleje poliestrowe, zawierające w swojej strukturze reagujące kationowo grupy funkcyjne przy czym kationowy fotoinicjator dodawany jest do poliestru przed procesem jego powlekania. Z opisu patentowego DE 69712643 znane są samoprzylepne kleje poliestrowe zawierające w swojej strukturze grupy epoksydowe, sieciowane termicznie i/lub kationowo w temperaturze 40-200°C, korzystnie w temperaturze 80-110°C. Z opisu wynalazku US 4,968,559 znane są fotoreaktywne poliestrowe kleje samoprzylepne zawierające w swojej strukturze nienasycone grupy akrylanowe lub metakrylanowe. Z opisu patentowego US 6,254,954 znane są fotoreaktywne poliestrowe kleje samoprzylepne zawierające w swojej strukturze grupy hydroksylowe oraz grupy epoksydowe. Z opisu wynalazku US 6,641,912 znane są fotoreaktywne poliestrowe kleje samoprzylepne zawierające w swojej strukturze grupy fotoreaktywne, reagujące kationowo, oraz kationowy fotoinicjator. Z opisu wynalazku US 20090098315 znane są fotoreaktywne kompozycje, zawierające amorficzne fotoreaktywne poliestry oraz fotoinicjatory rodnikowe oraz kationowe.

Stosowane dotychczas, jako klej, do produkcji etykiet samoprzylepnych w skali przemysłowej, takie substancje jak: skrobia, dekstryna, kauczuk czy też poliakrylany nie wykazują bardzo dobrej przyczepności do powierzchni niskoenergetycznych. Występująca w przemyśle potrzeba zastosowania samoprzylepnych układów klejowych, wykazujących cechy charakterystyczne klejów samoprzylepnych o doskonałej adhezji do powierzchni substancji niskoenergetycznych, doprowadziła do rozwoju klejów samoprzylepnych na bazie poliestrów.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania fotoreaktywnych poliestrów o właściwościach samoprzylepnych, mających zastosowanie do produkcji etykiet samoprzylepnych.

Nieoczekiwanie okazało się, że można uzyskać doskonałej jakości etykiety samoprzylepne z poliestrowym fotoreaktywnym sieciowanym promieniowaniem UV klejem samoprzylepnym, otrzymanym poprzez modyfikację polimeru poliestrowego odpowiednimi reaktywnymi związkami.

Sposób wytwarzania fotoreaktywnych samoprzylepnych klejów poliestrowych, według wynalazku, polegający na modyfikacji grup funkcyjnych poliestru, a następnie sieciowaniu zmodyfikowanego poliestru promieniowaniem UV, charakteryzuje się tym, że modyfikuje się poliester wbudowując w jego strukturę grupy chromoforowe. Grupy chromoforowe są typowymi grupami znajdującymi się w strukturze fotoinicjatorów Korzystnie wbudowuje się grupy chromoforowe w strukturę poliestru na drodze reakcji chemicznej z grupami karboksylowymi, znajdującymi się w polimerowym łańcuchu poliestrowym. Grupy chromoforowe w łańcuch poliestru można również wbudować na drodze reakcji chemicznej z grupami hydroksylowymi. Grupy chromoforowe wbudowuje się w strukturę poliestru poprzez fotoreaktywne związki. Korzystnie jako fotoreaktywne związki stosuje się związki zawierające grupę izocyjanianową, grupę etylenoiminową, grupę propylenoiminową i/lub grupę oksiranową. Do tych grup przyłączone są grupy chromoforowe jak np. grupa benzofenonowa, acetofenonowa, benzoinowa czy też antrachinonowa, które następnie wbudowuje się w poliester.

PL 214 060 Β1

Modyfikację poliestrowych klejów samoprzylepnych zawierających grupy karboksylowe, wybraną grupą związków modyfikujących posiadających w swojej strukturze grupy propylenoiminowe, posiadające w swojej strukturze chromoforowe grupy benzofenonowe zilustrowano poniżej.

Modyfikacja poliestru zawierającego grupy karboksylowe propylenoiminami, posiadającymi w swojej strukturze chromoforowe grupy fluorenonowe

Zaleta rozwiązania według wynalazku jest to, że otrzymane fotoreaktywne poliestrowe kleje samoprzylepne charakteryzują się bardzo szybkim czasem sieciowania pod lampą UV, co gwarantuje otrzymanie wysokowartościowych etykiet samoprzylepnych o doskonałej adhezji do etykietowanych powierzchni oraz akceptowalnej kohezji.

Wynalazek ilustrują bliżej poniższe przykłady wykonania. Podstawowe właściwości usieciowanej warstwy kleju samoprzylepnego otrzymanego według przykładów 1-6 takie jak tack (lepność, kleistość), adhezję (przyczepność) oraz kohezję (wytrzymałość wewnętrzna kleju) mierzono wg normy AFERA, używanej przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Produktów Samoprzylepnych: tack wg normy AFERA 4105, adhezję wg normy AFERA 4001 oraz kohezję w temperaturze pokojowej oraz w 70°C wg normy AFERA 4012 badano na maszynie wytrzymałościowej firmy Zwick/Roell Z1.0. Wyniki testów wg. norm AFERA przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 1

Do umieszczonego w mieszalniku w temperaturze 120°C 50 g poliestrowego kleju samoprzylepnego o liczbie kwasowej 12,3 zawierającego grupy karboksylowe, dodaje się przy ciągłym mieszaniu 1,93 g 4-chloro-4'-propyneloiminokarbonylobenzofenonu. Po homogenizacji mieszaniny w czasie 10 minut i po odgazowaniu, otrzymany w ten sposób modyfikowany samoprzylepny klej poliestrowy powleka się rakiem na foli poliestrowej, otrzymując film klejowy o gramaturze 60 g/m², a następnie usieciowano promieniowaniem UV o natężeniu 900 mJ/cm².

Przykład 2

Sposób wykonany analogicznie jak w przykładzie 1, przy czym poliestrowy klej samoprzylepny ma liczbę kwasową24,9 i dodaje się przy ciągłym mieszaniu 3,73 g 2-propylenoiminokarbonyloantrachinonu.

Przykład 3

Sposób wykonany analogicznie jak w przykładzie 1, przy czym poliestrowy klej samoprzylepny ma liczbę kwasową 37,4 i dodaje się przy ciągłym mieszaniu 3,63 g 4-etylenoiminokarbonyloacetofenonu.

Przykład 4

Sposób wykonany analogicznie jak w przykładzie 1, przy czym poliestrowy klej samoprzylepny ma liczbę kwasową 49,8 i dodaje się przy ciągłym mieszaniu 6,38 g 2,3-epoksypropylo-4-benzofenyloeteru.

PL 214 060 Β1

Przykład 5

Sposób wykonany analogicznie jak w przykładzie 1, przy czym poliestrowy klej samoprzylepny ma liczbę kwasową 62,3 i dodaje się przy ciągłym mieszaniu 6,7 g 4-izocyjaniano-9-fluorenonu.

Przykład 6

Sposób wykonany analogicznie jak w przykładzie 1, przy czym poliestrowy klej samoprzylepny ma liczbę kwasową 62,3 i dodaje się przy ciągłym mieszaniu 15 g 4-(6-izocyjanianoheksylokarbamoiloksyjbenzoesanu 4-benzoilo-fenylu (przedstawionego poniżej).

Przykład 7

Do umieszczonego w mieszalniku w 125°C 60 g poliestrowego kleju samoprzylepnego o liczbie hydroksylowej 37,9 zawierającego grupy hydroksylowe dodaje się przy ciągłym mieszaniu 12 g 4-(6-izocyjanianoheksylokarbamoiloksy)benzoesanu 4-benzoilo-fenylu. Po homogenizacji mieszaniny w czasie 10 minut i po odgazowaniu, otrzymany w ten sposób modyfikowany samoprzylepny klej poliestrowy powleczono rakiem na foli poliestrowej, otrzymując film klejowy o gramaturze 60 g/m², a następnie sieciuje się promieniowaniem UV o natężeniu 900 mJ/cm².

Tabela 1

Klej samoprzylepny wg przykładu	Tack[N]	Adhezja [N]	Kohezja [N]
20°C	70°C	20°C	70°C
1	9,4	11,2	10,2	30	8
2	8,7	12,5	10,7	45	12
3	8,1	13,4	11,9	70	18
4	7,4	14,7	12,5	80	24
5	6,2	16,9	13,7	90	30
6	4,8	15,8	12,6	90	35
7	5,3	11,9	10,6	90	35

Zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania fotoreaktywnych samoprzylepnych klejów poliestrowych, polegający na modyfikacji grup funkcyjnych poliestru, a następnie sieciowaniu zmodyfikowanego poliestru promieniowaniem UV, znamienny tym, że modyfikuje się poliester wbudowując w jego strukturę grupy chromoforowe.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wbudowuje się grupy chromoforowe w strukturę poliestru na drodze reakcji chemicznej z grupami karboksylowymi, znajdującymi się w polimerowym łańcuchu poliestrowym.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wbudowuje się grupy chromoforowe w strukturę poliestru na drodze reakcji chemicznej z grupami hydroksylowymi, znajdującymi się w polimerowym łańcuchu poliestrowym.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że grupy chromoforowe wbudowuje się w strukturę poliestru poprzez fotoreaktywne związki.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako fotoreaktywne związki stosuje się związki zawierające grupę izocyjanianową, grupę etylenoiminową, grupę propylenoiminową i/lub grupę oksiranową.