[发明专利]具有隔离性能的改进粘合剂

说明书

本申请是申请日为2011年9月9日、发明名称为“具有隔离性能的改进粘合剂”的中国专利申请No.201180043368.0(PCT/US2011/050965国际申请进入中国国家阶段)的分案申请。

相关申请的交互参引

本申请要求于2010年9月10日提交的美国临时专利申请61/381,642的优先权，在此将其内容通过援引加入的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种隔离性质改进的粘合剂组合物。特别是，本发明包括一种粘合剂组合物及一种用于为纸制品提供隔离性能的粘合剂组合物的制备方法，所述纸制品包括瓦楞产品。

背景技术

纸板，包括瓦楞纸板，通常用于为多种不同产品(包括纸杯)提供隔离性能。传统上，瓦楞纸板是通过以下方式制备得到的：首先通过将纤维素片材穿过瓦楞轧辊之间从而使在该片材中形成基本上正弦曲线或螺旋形的截面，从而形成瓦楞元件或“瓦楞芯纸(medium)”。正弦曲线部分称为沟纹(flute)。通常将粘合剂施用至该沟纹的楞(tip)，并且当瓦楞片材穿过瓦楞轧辊和压力辊之间时，正对着瓦楞元件中施用有粘合剂的沟纹施用非波纹形或平面的纤维素衬板。所得的纸制品在一侧具有瓦楞芯纸，而在另一侧具有平面衬板，这种纸制品被称为单面瓦楞纸幅。该单面元件在某些应用中可用作容器内部的衬板或缓冲材料。在一些产品中，也可以将粘合剂施用至单面瓦楞纸幅的沟纹楞，并且接着以“双面”操作将第二衬板片材施用到该具有沟纹的瓦楞芯纸上。使第二衬板片材在其与粘合剂接触的期间遭受加热和加压的条件。实际上，最常接触到的瓦楞纸板的片材具有两个平的侧面，这两个侧面设置在该瓦楞芯纸的每一侧面上。根据期望的具体强度，瓦楞纸板的片材也可以具有更加复杂的结构，如两个瓦楞芯纸和三个平面，其中两个外层平面和一个内层平面将这两个瓦楞芯纸间隔。

淀粉基粘合剂由于它们理想的粘合性、低成本和制备的简易性而最常被用于瓦楞加工过程中。最基本的淀粉瓦楞粘合剂(通常被称为“斯坦霍尔(Stein-Hall)”配制物)是由悬浮在熟化淀粉的含水分散体中的未处理的、未糊化淀粉构成的碱性粘合剂。该粘合剂是通过以下方式制备的：将在氢氧化钠(苛性钠)水溶液中的淀粉凝胶化以产生凝胶化或熟化载体的第一混合物，然后将其慢慢添加到未处理(未糊化)淀粉、硼砂和水的第二混合物中以制备充分配制的粘合剂。在传统的瓦楞加工过程中，将该粘合剂施用于该有沟纹的瓦楞芯纸或单面瓦楞板的楞，在其上施加热量和压力致使未处理的淀粉凝胶化，由此产生粘度的瞬时增加并形成粘着力。

虽然通常的粘合剂足以将该隔离纸的各个层粘合到一起，但是这些粘合剂自身不能起隔离的作用。因此，在通常的情形中，要求至少双层纸(衬板和瓦楞芯纸)，而且在很多情形中要求三层(两个衬板和瓦楞芯纸)。为了实现合适的隔离功能，通常的隔离产品要求该瓦楞芯纸的波形具有相当高的波幅，这就要求在形成瓦楞芯纸的过程中要使用更多的纸。这些常规的配制物导致该产品要使用极大量的纸，这不仅增加生产成本，而且还不合乎环境的要求。

本发明寻求通过利用增加产品隔离性质的粘合剂组合物来改进隔离纸。另外，该粘合剂和由其制备的产品是由天然的成分制成的，因此其是环保的。本发明提供一种合乎环境要求的隔离粘合剂(insulating adhesive)，其对要在其上施用该粘合剂的产品提供足够的粘附力。

发明内容

本发明涉及一种淀粉组合物和使用该淀粉组合物的方法，其能够提供更好的隔离性并同时保持足够的粘合强度。本发明能够平衡该淀粉组合物的固化性能与隔离组分的膨胀性质，从而提供适宜的粘合剂。特别是，选择该淀粉组合物以使其具有能够将粘合强度和隔离性能的益处均最大化的凝胶化温度和固化温度，所述温度也使得该隔离组分具有足够的膨胀系数。

在本发明的第一个实施方案中，提供一种隔离性能改进的粘合剂组合物，其包含：淀粉组分；碱性组分；四硼酸钠；水；和多个可膨胀微球体，其中选择该淀粉组分以使该淀粉组分能够在可膨胀微球体膨胀的温度下或高于其膨胀温度的温度下完全凝胶化。