壓敏接觸粘合劑和由此製得的手可撕型接觸膠粘帶的製作方法

2023-04-27 05:16:56

專利名稱：壓敏接觸粘合劑和由此製得的手可撕型接觸膠粘帶的製作方法
技術領域：
本發明涉及壓敏接觸粘合劑和由此製得的手可撕型接觸膠粘帶，這種接觸膠粘帶在刺繡和紡織工業中用來將待刺繡的織物固定在操作機器上。就本發明而言，接觸膠粘帶這一術語不僅指帶狀產品，也指其他面狀產品，如片狀或薄片狀。
刺繡工通過計算機控制的刺繡機將圖案繡到織物上，刺繡機根據型號和大小，安裝有不同數量的刺繡頭，每個刺繡頭都配備了數個用於不同顏色紗線的縫針。待刺繡的織物固定在纖維網紙或其他手可撕下的材料上。
固定支撐物膠合在邊框上，邊框按電腦程式移動，使得繡針能以最多到每分鐘700針的速度繡出所需的刺繡圖案。
合適的面狀材料為纖維網，尤其是纖維網紙和長纖特種紙。纖維網為由紡織纖維製成的織物網，纖維的固有粘附力使之互相粘結。由紡織纖維增強而製得的纖維網稱為紡成纖維網。
通常人們知道，由纖維網得到的紡織品中的纖維是均勻分布的。它們可能取向，也可能不取向。與機織紡織材料不同，纖維不是加工成紗線或機織織物，而是通過混合和分配而並置在一起。纖維是通過機械的、化學的和/或物理的方法粘接在一起的。
纖維網產品在構造上可以有很大的不同，從不相連到緊密粘結，從柔軟到剛硬，從緻密到高度膨鬆。纖維的取向越弱，材料越易剪裁，剪裁廢料也就越少。決定纖維網性能的因素有纖維的類型、纖維的規格、纖維的扯樣長度和密度以及所用的粘結劑。
用作纖維網的纖維有纖維素類的植物纖維、蛋白質類的動物羊毛纖維、半合成的粘膠纖維和醋酸纖維素纖維及聚醯胺、聚丙烯腈、聚乙烯類衍生物、聚酯和聚烯烴類的合成纖維。這樣，纖維素類的纖維網紙也歸入到更廣義的總稱術語的纖維網中，儘管它們常被看作一類特殊的材料。
在刺繡操作中使用纖維網、特種紙或其他面狀材料作為織物的固定支撐物的前提條件是材料緻密而柔軟，以便它們能夠緊貼在待刺繡的材料上，並能改善刺繡花紋的可塑性，還有，刺繡完後，它們必須能夠很容易地用手撕去而不對花紋邊緣外側產生不利影響。
過去，刺繡工將噴霧型粘合劑噴塗在纖維網材料上，噴霧型粘合劑溶於氯氟烴中，包括聚乙烯基酯類共聚物(如聚丙烯酸共聚物)。基於氯氟烴的氣溶膠用作這類噴霧型粘合劑的推進劑。在粘合劑的噴塗和乾燥過程中會有汙染環境的氣體產生。除了這種不希望的氣體產生以外，噴霧型粘合劑對所用的所有物件都有嚴重的不利影響它含油脂過多，以致於很短的刺繡時間以後，粘合劑殘留物便會粘附在針槽上，阻礙紗線的正確導向;待刺繡的材料在噴塗有粘合劑的纖維網上的粘附常常是很弱的;如果刺繡過程中紡織材料移動的話，刺繡樣品便會出錯而無法使用;還有，很短時間後噴霧型粘合劑便發生色澱而失去粘性。
還有一個不利因素是噴霧型粘合劑預先浸漬傳統的纖維網紙，因為它不能準確計量，所以在大面積塗布時易造成支撐材料的不穩定。
因此，為了能夠在刺繡領域中加工紡織和機織物品，就有必要在支撐材料纖維網上塗布織物粘合劑以使待刺繡的產品固定。「固定」這一術語應理解為使待刺繡材料的線跡或機織織物結構的穩定。在大面積噴塗時，由於手動的力度不同會產生不均勻的塗布，這種不均勻塗布a)會使待刺繡的產品脫離;
b)因為沒有準確的劑量，會在敏感織物(如薄絹、綢緞、平針織物等)上產生斑點。
而且，如果噴塗太強烈，纖維網會被預先浸漬而導致不穩定。這種情況下，刺繡品會在線長上發生變形而變得不光潔。
另外，如果噴塗過於強烈，紗線以及針上的線槽都會受到影響，這意味著形成的線圈不光潔或紗線粘附在針上的線槽中，結果，在卷取雙橫向旋梭上的線圈時也就無定時同步可言，這會導致線的扯破、漏針因而也浪費了機時。
另外一種方法是採用熱纖維網。熱纖維網是用熱溶的粘合劑塗布的紡成或縫成的纖維網。
熱纖維網用來固定可過度拉伸的針織產品。刺繡後，這些纖維網也需要在織物的特定部分除去。在使用經編材料時，上述纖維網的操作非常困難，這是因為a)如果溫度過高，刺繡材料易褪色，而且，如果完全不扭曲刺繡圖案，纖維網很難徹底清除(刺繡產品上的殘留物(粘合劑顆粒)也是一個令人不快的問題);
b)為了使熱纖維網能夠最大限度地使用，需要使用造價昂貴的附加機器(固定壓平機、全程運轉的固定裝置或燙平機)。
當使用燙平機時，因為表面的加熱或冷卻無法進行線性控制，所以不能產生正常的粘著。這樣，在較長的刺繡過程中便會出現無法控制的材料分離。因為固定材料只能存放在平面上，成本很高，所以在大生產的初次試車時不使用熱纖維網。
現在的問題是是否自粘合的纖維網比噴塗粘合劑的纖維網更適合這一用途。壓敏自粘合組合物或接觸粘合劑已經以接觸粘合劑的形式在工業、工藝製品和家庭中廣泛使用並已有時日。從專利文獻可知，有許多基於有機溶劑和水性分散體的橡膠和聚丙烯酸酯接觸粘合劑的製備方法實施例。在DE-OS3643987、DE-OS3843421和EP0141504中敘述了丙烯酸酯類、丙烯酸和其他單體的共聚物。在DE-OS3018131中敘述了包含基於溶劑的聚丙烯酸酯類和聚異氰酸酯類的接觸粘合劑。丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯腈、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和其他單體的乳液接觸粘合劑的聚合物作為實施例在專利說明書EP0130080、EP0193295、EP0258753、DE3147007、DE3313922、DE3531601、DE3829077、DE3701757和DE3808706中有所描述。
在織物刺繡中將它們用於自粘合纖維網材時，所有上述的基於聚丙烯酸酯的接觸粘合劑都有缺點，這種缺點會阻止或嚴重限制它們應用的可能性。工業操作研究表明，該接觸粘合劑或者很快結塊，或者粘附在針槽上，或者令人討厭地粘附地纖維網材上，當織物材料移走時，它們便會纏繞其上。其他接觸粘合劑在纖維網材上固定得很好，但會在織物上留下粘合劑殘餘物。許多接觸粘合劑會部分遷移到纖維網材和織物中。在熨燙、清洗時，縫上的纖維網碎片會由於粘合劑的低分子量組分形成斑點而損害刺繡區的織物。
本發明的目的在於開發一種用於刺繡中的纖維網材的壓敏接觸粘合劑，該粘合劑沒有上述的缺點並可無虞地作為待刺繡織物的固定粘合劑用於纖維網材上。即使在長時間快速刺繡時，粘合劑也不會堵塞針槽。
這一目的可通過由下述組分和任選的常規助劑的混合物組成的壓敏接觸粘合劑來實現A)0-90%(重量)，特別是0-86%(重量)的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有2-8個碳原子，以及相對於共聚物，10-60%(重量)，特別是15-55%(重量)的乙酸乙烯酯以及1-10%(重量)，特別是2-8%(重量)的丙烯酸(Fikentscher K值在50-110範圍內(按照DIN51562，在四氫呋喃中測定));
B)10-80%(重量)，特別是10-75%(重量)，優選10-67%(重量)，特別優選10-60%(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸-N-羥甲基甲基丙烯醯胺共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有4-8個碳原子，以及相對於共聚物，1-10%(重量)，特別是2-8%(重量)的丙烯酸以及1-10%(重量)，特別是2-8%(重量)的自交聯N-羥甲基甲基丙烯醯胺(Fikentscher K值在70-130的範圍內(按照DIN51562，在四氫呋喃中測定));
C)0-90%(重量)，特別是0-85%(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸乙酯-N-羥甲基甲基丙烯醯胺-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有4-8個碳原子，以及相對於共聚物，1-10%(重量)，特別是2-8%(重量)的丙烯酸，1-10%(重量)，特別是2-8%(重量)的自交聯N-羥甲基甲基丙烯醯胺，以及20-80%(重量)，特別是20-60%(重量)，優選25-55%(重量)的丙烯酸乙酯(Fikentscher K值在80-130範圍內(按照DIN51562，在四氫呋喃中測定));
D)0-25%(重量)，特別是0-20%(重量)的苯二甲酸酯，其中酯的醇部分有2-12個碳原子。
作為組分B的附加成分的組分A和/或C的量，優選至少0.1%(重量)，更優選至少1.0%(重量)，特別優選至少5%(重量)。假使有組分A存在，它的量優選5-86%(重量)，更優選13-86%(重量)，特別優選10-50%(重量)。假使有組分C存在，它的量優選5-90%(重量)，更優選10-90%(重量)，特別優選20-90%(重量)。假使組分D存在，它的量優選5-20%(重量)，更優選10-20%(重量)。
接觸粘合劑組分按照專利文獻中的通常方法製備。
組分A的優選K值為60-100，組分B的優選K值為80-120，組分C的優選K值為90-120。
少量的其他單體(如甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯腈和苯乙烯)可聚合到組分A至組分C的混合物共聚物中。以共聚物的重量為基準，共聚物中這些單體的含量可以是0.5-25%(重量)，更優選0.5-20%(重量)，特別優選1-15%(重量)。共聚物中的丙烯酸酯組分優選丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯。
按照本發明，混合物優選以水性分散體形式存在，其pH值用氨水調到7-8，優選7-7.5。以5-50g/m2，特別是10-45g/m2的量塗布到支撐材料上，乾燥後成為自粘合膜並用粘合劑隔離材料覆蓋。
水性聚合物分散體包含文獻中常用的陰離子乳化劑，例如在Houben-Weyl著的「Methoden der Organischen Chemie」，Volume 14/1，Makromolekulare Stoffe，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart 1972，192-208頁中有所描述。
為了得到均一的塗層與良好的膜，按常規用量(0.5-5.0%(重量)，特別是0.1-2.0%(重量))向分散體中加入增稠劑、潤溼劑和消泡劑等添加劑。
本發明也涉及本發明中的壓敏接觸粘合劑的使用，該粘合劑可在不加熱條件下，用於諸如纖維網、纖維網紙和長纖特種紙等支撐材料的塗布，其用量在15-100g/m2，優選20-40g/m2的範圍內。
將一個面狀、薄而透明的隔離材料(如矽化紙或矽化膜)用水性分散體塗布。分散體乾燥後，得到塗層強度為5-50g/m2，特別是10-45g/m2的壓敏接觸粘合劑膜，然後將膜粘合在支撐材料上。纖維素類的纖維網和纖維網紙特別適於用作支撐材料。
如此塗布過的基材(手可撕的)可用作織物刺繡的固定膠粘帶。薄織物(如薄棉布、平針織物和綢緞等)和厚織物(如用厚棉布或羊毛做成的工作服、毛巾織物和粗斜紋棉布等)在輕壓下便可很好地粘附在塗布過的纖維網紙上。
固定在自粘合纖維網紙上的織物以大約每分鐘700針的速度刺繡。刺繡10分鐘後，針眼和針槽中均未出現粘合劑殘留物。刺繡過程中也未出現織物的滑脫現象。刺繡圖案邊緣外側的纖維網紙很易撕下而無粘合劑殘餘物留下。
如果要將刺繡的織物縫到紡織品上，通常不必除去織物的刺繡背面的自粘合纖維網紙，而將其作為增塑鑲嵌物縫入。熨燙、清洗操作表明，接觸粘合劑和纖維網紙不損害織物的質量。
這種新開發的材料可歸於對織物溫和而又使用簡便的材料中。操作過程中既無氣體、又無煙霧放出。而且，可用很輕的觸壓將其固定在刺繡材料上(冷固定)，這是一種對編成、織成和機織材料都很溫和的操作。因為待加工的材料可以塗布，所以避免了基材的變形。使用邊框或單針繡框的好處是待刺繡的織物不必被鉗夾固定而通過塗覆於其上的膜來固持。
因為本發明的接觸粘合劑既不發混，也不軟化，所以計算機控制的刺繡機器上整個的機械和電子部件都不會受損害。因為形成的接觸膜可調整使得針和片梭都不受粘合劑影響，所以大大提高了機器的利用效率。而且，機器的維修周期也延長。該粘合劑也不會引起不同類型的紗線相連。刺繡圖案同樣也因同步粘合而得到改善。
當使用邊框時，用機械夾將3.20m×0.45m的帶子與刺繡框相連。然後去掉矽紙，用觸壓使待刺繡的產品同膠粘帶相連。這樣，刺繡的產品就得以固定，線跡也不再會變形。因為不用加熱(熨燙)，刺繡操作前，纖維不再會受熱不均或過熱，這意味著待刺繡的材料不會受到損害。這個方法也適用於單框，單框在諸如成品上使用。
邊框或單框按照預備的程序(移動)通過步進電機帶動。在刺繡過程中，繡針在原位作上下移動。重要的是，刺繡機的速度要根據線跡的類型、長度和位置來決定。按照本發明製作的材料有一個很大的優點是線性的表面粘合。
本發明可通過下面的實施例加以詳細說明。
實施例1-5表1為按照本發明，呈水性分散體形態的接觸粘合劑的不同配方。配方中的重量百分數以固體量為100%計量，即不包含水部分。分散體塗布於矽化紙的一個面上(67g/m2)，乾燥後，形成大約含10g/m2粘合劑的粘合劑膜。粘合劑塗層覆蓋於纖維網紙上(大約30g/m2)。
表11 2 3 4 5丙烯酸酯-乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物 24 13 - 86 25丙烯酸酯-丙烯酸-N-羥甲基甲基丙烯醯胺共聚物 41 67 10 14 45丙烯酸酯-丙烯酸乙酯-N-羥甲基甲基丙烯醯胺-丙烯酸共聚物 35 - 90 - 20苯二甲酸酯 - 20 - - 10在用粘合劑配方1-5製成的自粘合劑纖維網紙上按照Afera標準4001測其粘合強度。但未在鋼材上測定，因為纖維網紙經常被撕裂，而在適用的各種織物上測定。測定結果如表2所示。
表21 2 3 4 5纖維網紙在棉布上的粘合強度 N/cm 0.07 0.05 0.08 0.17 0.10尼龍菜克拉(合成的) N/cm 0.10 0.07 0.09 0.21 0.12聚酯毛織物 N/cm 0.45 0.41 0.43 0.39 0.44雪紡綢 N/cm 0.18 0.15 0.16 0.26 0.18亞麻 N/cm 0.26 0.38 0.22 0.41 0.39
合成物和棉花製成的混合織物 N/cm 0.18 0.24 0.14 0.37 0.27用配方1-5的接觸粘合劑處理的纖維網紙樣帶在70℃下貯存6個星期，測定其在不同織物上的粘合強度，未發現粘合強度的降低。
權利要求
1.壓敏接觸粘合劑，其特徵在於它包含下面各組分的混合物A)0-90%(重量)的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有2-8個碳原子，以及相對於共聚物，10-60%(重量)的乙酸乙烯酯和1-10%(重量)的丙烯酸(FikentscherK值在50-110範圍內-按照DIN51562，在四氫呋喃中測定)；B)10-80%(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸-N-羥甲基甲基丙烯醯胺共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有4-8個碳原子，以及相對於共聚物，1-10%(重量)的丙烯酸和1-10%(重量)的自交聯N-羥甲基甲基丙烯醯胺(FikentscherK值在70-130的範圍內-按照DIN51562，在四氫呋喃中測定)；C)0-90%(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸乙酯-N-羥甲基甲基丙烯醯胺-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸酯的醇部分有4-8個碳原子，以及相對於共聚物，1-10%(重量)的丙烯酸，1-10%(重量)的自交聯N-羥甲基甲基丙烯醯胺和20-80%(重量)的丙烯酸乙酯(FikentscherK值在80-130範圍內-按照DIN51562，在四氫呋喃中測定)；D)0-25%(重量)的苯二甲酸酯，其中酯的醇部分有2-12個碳原子。
2.根據權利要求1的壓敏接觸粘合劑，其特徵在於共聚物中的丙烯酸酯組分包括丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯。
3.根據權利要求1或2的壓敏接觸粘合劑，其特徵在於另外的單體，優選甲基丙烯酸酯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸羥乙酯和苯乙烯，聚合到共聚物中。
4.根據權利要求1-3中任一項的壓敏接觸粘合劑，其特徵在於另外的單體以0.25-25%(重量)的量聚合到共聚物中。
5.根據權利要求1-4中任一項的壓敏接觸粘合劑，其特徵在於它以水性分散體的形態存在。
6.根據權利要求1-5中任一項的壓敏接觸粘合劑，其特徵在於水性分散體的pH值用氨水調至7-8。
7.根據權利要求1-6中任一項的壓敏接觸粘合劑在製備單面或雙面塗布的自粘合面狀基材中的應用。
8.根據權利要求7的應用，其特徵在於面狀基材為纖維網。
9.根據權利要求6或7的應用，其特徵在於面狀基材為重量為15-100g/m2的纖維網紙或長纖特種紙。
10.接觸膠粘帶，其特徵在於它含有權利要求1-6中任一項的粘合劑。
全文摘要
壓敏接觸粘合劑，其特徵在於包含下面各組分的混合物A)0—90％(重量)的丙烯酸酯-乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物等；B)10—80％(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸-N-羥甲基甲基丙烯醯胺共聚物等；C)0—90％(重量)的丙烯酸酯-丙烯酸乙酯-N-羥甲基甲基丙烯醯胺-丙烯酸共聚物等；D)0—25％(重量)的苯二甲酸酯。該粘合劑適於生產用於刺繡和紡織工業的手可撕型接觸膠粘帶。(*粘合劑的詳細組成參見說明書)
文檔編號B32B5/02GK1085234SQ93117
公開日1994年4月13日 申請日期1993年9月15日 優先權日1992年9月15日
發明者J·格拉比曼, R·豪伯 申請人:漢斯內森公司