粘合剂及其用途

申请号 CN201180054076.7 申请日 2011-11-01 公开(公告)号 CN103201343A 公开(公告)日 2013-07-10
申请人 宝洁公司; 发明人 I·科扎尼; P·卢涅屠; G·塞茨;
摘要 本文公开的是热塑性油改性的醇酸 树脂 的新用途。现已发现,这种树脂可用作制造一次性吸收制品中用作例如结构 粘合剂 的 热熔粘合剂 的主要组分。所述组合物还包括由至少两种类型 单体 形成的共聚物和固体 增塑剂 ,其中至少一种类型单体为极性单体,且至少一种类型单体为非极性单体。
权利要求

1.一种粘合剂组合物,包含:
(a)至少约50重量%的油改性的热塑性醇酸树脂
(b)含量为至少约0.01重量%的共聚物或共聚物的共混物,每种共聚物由至少两种单体类型形成,其中至少一种单体类型为极性单体,并且至少一种单体类型为非极性单体;以及
(c)至少约1重量%的固体增塑剂或增塑剂的共混物。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述油改性的醇酸树脂(a)包含约40重量%至约60重量%含量的油。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中组分(b)在所述组合物中的含量为约1至约49重量%,优选为约1至约40重量%,更优选为约30重量%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述非极性单体类型为烯单体,并且所述极性单体类型为非烃单体。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中所述非极性单体类型为乙烯。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的组合物,其中所述极性单体类型选自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸缩甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、来酸和马来酸酐。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述共聚物(b)具有的非极性单体的含量在10至90重量%,优选15至85重量%,更优选20至75重量%的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述组分(c)具有至少约30℃的熔点。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述增塑剂组分包含氢化植物油,并且优选包含链为C8至C30且碘值低于50的脂肪酸甘油酯的共混物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述醇酸树脂(a)的软化点低于所述共聚物(b)的玻璃化转变温度
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包含(e)至少一种凝油剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,包含熔点为至少80℃的蜡,优选对甲苯磺酰胺。
13.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物用于粘结两个基底的用途。
14.根据权利要求13所述的用途,其中至少一个基底,优选两个基底由聚烯烃形成。
15.根据权利要求14所述的用途,其中所述基底或者(i)两个均为聚烯烃膜,优选由聚乙烯或聚丙烯形成,或者(ii)一个为聚烯烃膜,并且一个为聚烯烃非织造材料,优选由聚乙烯或聚丙烯形成。
16.一种粘结两个基底的方法,所述方法包括:
(I)在约80℃至约200℃的温度下,将根据权利要求1至12中任一项所述的粘合剂组合物分配到第一基底上,并且
(II)将所述第一基底与第二基底接合以在所述粘合剂冷却到室温时形成所述基底之间的粘结。
17.一种粘结制品,优选一次性吸收制品,包括:
(i)第一组件和第二组件;以及
(ii)施用在所述制品组件之间并接合所述制品组件的粘合剂组合物,所述粘合剂为根据权利要求1至12中任一项所述的粘合剂。
18.根据权利要求17所述的制品,其为一次性尿布,并且其具有一对相对端边缘和一对纵向侧边缘,所述吸收制品包括:
(a)顶片、底片和设置在所述顶片与底片之间的吸收芯,所述吸收芯包含超吸收聚合物颗粒;
(b)设置在所述一次性吸收制品的一部分上的根据权利要求1至21中任一项所述的粘合剂组合物,所述粘合剂通过粘结将所述一次性吸收制品的至少第一部分与所述一次性吸收制品的第二部分接合。
19.一种吸收制品,包括:
(i)吸收组件,所述吸收组件包括前腰区和后腰区以及在纵向上位于所述前腰区和所述后腰区之间并连接所述前腰区和所述后腰区的裆区,所述前腰区和所述后腰区在穿着者的腰部周围具有开口构型和封闭构型;
(ii)预接合的粘合剂扣紧系统,所述粘合剂扣紧系统包含接合于粘合件以在所述封闭构型中封闭所述前腰区和所述后腰区的粘合剂;
其中所述粘合剂扣紧系统包含根据权利要求1至12中任一项所述的粘合剂组合物。
20.根据权利要求1至12中任一项所述的粘合剂组合物在包装中用于粘附两种包装材料的用途。
21.一种容器或包装制品,所述容器或包装制品包含根据权利要求1至12中任一项所述的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物设置在所述容器或包装制品的至少一部分或表面上,以将所述容器或包装制品的至少所述部分或表面与其至少第二部分接合,或者其中所述粘合剂组合物用于将辅助元件与所述容器或包装制品的至少一部分或表面接合。

说明书全文

粘合剂及其用途

技术领域

[0001] 本发明一般涉及含醇酸树脂的粘合剂及其用途。更具体地,本发明涉及主要含有油改性的醇酸树脂的结构粘合剂、含有这些粘合剂的吸收制品以及制造所述制品的方法。

背景技术

[0002] 粘合剂通常用于一次性的吸收制品,例如婴儿和成人失禁制品和尿布的生产。一般来讲,这些制品通过组合若干个组件生产,并且更具体地讲,通过使用粘合剂以在介于制品的不同组件之间形成粘结,因此使这些组件连接在一起。所述组件通常包括液体可透过的顶片、连接到所述顶片上的液体不可透过的底片、以及定位在介于所述顶片和所述底片之间的吸收芯。因此,例如,粘合剂已用于将顶片和底片粘结在一起。这些粘合剂经常被称为结构粘合剂,因为它们用于由单独的组分构造吸收制品。在许多情况下,热熔性粘合剂被用作结构粘合剂。粘合剂还已被用来将离散的组件例如固件和腿弹性组件或箍彼此粘结或粘结到所述制品上。
[0003] “热熔粘合剂”是指这样的热塑性聚合物组合物,将其加热以得到具有可流动的粘度的液体,并且在施用于粘附体后经冷却得到固体。当所述粘合剂在冷却至低于其熔融温度或低于其固化转变温度时固化,从而形成了粘结。在制造一次性吸收制品中用作结构粘合剂的热熔融粘合剂通常包括若干个组分。这些组分包括一种或多种用以提供粘合强度的聚合物。这些聚合物组成所述热熔性粘合剂组合物的显著部分。所述组合物还包括例如树脂或类似的材料(有时称为增粘剂)以提供粘附强度的组分。所述组合物还通常包括蜡、增塑剂或其它材料以改变粘度。更进一步地,组合物可任选还包括添加剂,如抗化剂或其它稳定剂。典型的热熔粘合剂组合物可含有约10重量%到约35重量%的粘合强度聚合物;约30重量%到约65重量%的树脂或其它增粘剂;大于零到约30重量%的增塑剂或其它粘度调节剂;和任选至多约10重量%的稳定剂及其它添加剂(如填料)。
[0004] 虽然已经设计了用以提供和施用热熔粘合剂的设备,并且已经设计了用以在制品制造中调节和利用热熔粘合剂的各种制造方法,但这些粘合剂仍伴随有多种问题。例如,在没有粘度调节剂的情况下,此类粘合剂通常会熔化,并因此必须在约150℃到约190℃的温度下施用。对这种温度敏感的材料不能用此类粘合剂粘附。一次性的吸收制品通常包含这些对温度敏感的材料。并且,在此类制品的制造中,除了常规的热熔性粘合剂以外,制造方法必须适应适用于施用到此类材料上的粘合剂。减少用于构建此类制品的粘合剂的数量和类型将会是有益的。此外,提供这些具有不必加热到常规的热熔性粘合剂所需的高温的粘合剂方法将会是有益的。
[0005] 在粘附一次性吸收制品的组件的情况下产生了特别的问题,因为这些通常往往需要粘结基于聚烯的基底,如膜,例如聚乙烯和聚丙烯。寻找能够在此类材料之间产生牢固粘附的热熔粘合剂出现了特别的困难。聚烯烃(具体地聚乙烯和聚丙烯)的牢固粘附极其困难。
[0006] 同时,非常重要的是避免高的冷流含量。一些热塑性材料,即使在远低于其软化点的温度下明显为固体,但仍可继续缓慢地流动,如同高粘性流体。在粘合剂中这是一种危险的现象,因为其随着时间的推移继续迁移,并且一段时间过后,粘合剂可从其最初施用和需要它的位置转移到制品的其它部分。这不仅可能是无用的,而且可能会产生新的问题。例如,在任何吸收制品中,具有高冷流的粘合剂可穿过制品的组件迁移,并与使用者的皮肤发生接触。低冷流品质有时也被描述为强内聚
[0007] 由于聚烯烃基底低表面张力的原因,通常对于这些基底使用基于例如相当非极性的聚合物的热熔体(如苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃或聚烯烃共聚物)。然而,即使在这种情况下,仍有必要对聚烯烃膜进行电晕处理以便提高待粘附表面的表面张力。然而,这样不仅在处理系统中增加了进一步的要求,而且电晕效果也衰退得相对较快,因此虽然其可缓解粘附力不够牢的问题,但其并不能彻底和满意地进行处理。
[0008] 因此,本发明解决的问题是提供这样的粘合剂,其不仅能够牢固地粘附诸如聚烯烃之类的难以粘附的基底,而且还使得施用过程方便,但在施用后也可显示出非常低的冷流。
[0009] 因此,本发明的目的是提供一种粘合剂组合物,其能够用作基底粘结中的粘合剂,具体地粘结在一次性吸收制品中常见类型的基底,尤其是聚烯烃基底,其一方面显示出足够的粘合能力;也显示出足够低的冷流;并且能够施用于对温度敏感的基底。
[0010] 在DE3743424中描述了包括热塑性醇酸树脂在内的热熔粘合剂。据称当与乙烯共聚物一起配制时,这些可给出良好的可加工性及粘合性能。一般,据指导可以包括如树脂、蜡、着色剂、填料的添加剂和/或稳定剂,但示例的组合物仅含有醇酸树脂和乙烯共聚物。测试或提到的与用于这些粘合剂的基底仅有木片,它们是相对亲性的基底。这些粘合剂在相对高的熔融温度(至少175℃)下明显仅显示出低熔融粘度,这使得它们不适合施用于诸如聚烯烃膜之类的低熔点基底。还指出醇酸树脂具有高于乙烯共聚物的玻璃化转变温度的软化点。据称乙烯共聚物含有9%到24%的乙酸乙烯酯(或5%到15%的丙烯酸)。此外,据称醇酸树脂中的改性油优选为具有16至22个原子的那些。我们发现,这些较长链的改性油往往导致较低的粘附力,具体地对于聚烯烃。本文件中不讨论固体增塑剂用于提高粘附力(具体地对于疏水性基底)目的或用于减少冷流的用途。

发明内容

[0011] 本文公开的是油改性的热塑性醇酸树脂的新用途。这种树脂可用作结构粘合剂的主要组分或用于吸收制品的另外的粘合剂,如弹性粘合剂或拉伸侧片粘合剂。因此,本文所公开本发明的一个方面包括此类粘合剂。并且,如下文更详细地解释,这些粘合剂解决一种或多种与常规的结构粘合剂和弹性粘合剂相关的上述问题。根据该发现,本文公开了涉及制品的本发明的附加方面和制备所述制品的方法,所述制品使用这些含醇酸树脂的粘合剂。
[0012] 本发明的粘合剂组合物包含
[0013] (a)至少约50重量%的热塑性油改性的醇酸树脂;
[0014] (b)含量为至少0.01重量%的共聚物或共聚物的共混物,每种共聚物由至少两种类型的单体形成,其中至少一种单体类型是极性单体,且至少一种单体类型是非极性单体,以及
[0015] (c)至少约1重量%的固体增塑剂或增塑剂的共混物,所有的百分比均按粘合剂组合物的重量计。
[0016] 在本发明另一方面中,所定义的粘合剂组合物用于与基底粘结,并且优选至少一个更优选两个基底均由聚烯烃形成。例如,两个基底可均为聚烯烃膜,或者一个可以是聚烯烃膜,一个可以是聚烯烃非织造材料。具体地,在聚烯烃是聚乙烯或聚丙烯的情况下,这种用途是有价值的。因此,本发明还提供粘结制品,所述粘结制品包括第一和第二组件以及施用在其间并接合所述制品组件的粘合剂组合物,所述粘合剂如上文所定义。此制品可以是一次性吸收产品。
[0017] 根据本发明的一个方面的制品(例如一次性吸收制品)包括一次性吸收制品组件和施用在其间并将至少两个一次性吸收制品组件接合在一起的本发明的粘合剂组合物。本文中也定义了吸收制品的具体结构。
[0018] 因此优选所述制品可以是具有一对相对端边缘和一对纵向侧边缘的一次性尿布,所述吸收制品包括顶片、底片和设置在顶片与底片之间的吸收芯,所述吸收芯包含超吸收聚合物颗粒,且根据本发明的粘合剂组合物设置在所述一次性吸收制品的一部分上,所述粘合剂通过粘结将一次性吸收制品的至少第一部分与一次性吸收制品的第二部分接合。
[0019] 本发明的另一个方面为在制品(如一次性吸收制品)的组件之间形成粘结的方法。所述方法一般包括在约80℃至约200℃的温度下对第一制品组件施用本发明的粘合剂组合物,并将所述第一制品组件与第二制品组件连接,以便当所述粘合剂冷却至室温时形成粘结。
[0020] 在本发明的一方面中,粘合剂用于一次性吸收制品中的扣紧系统(而不是作为结构粘合剂)。
[0021] 因此,本发明还提供包括吸收组件的吸收制品,所述吸收组件含有前腰区和后腰区以及在纵向上位于所述前腰区与所述后腰区之间并连接所述前腰区和所述后腰区的裆区,前腰区和后腰区在穿着者的腰部周围具有开口构型和封闭构型,所述制品还包括预接合的粘合剂扣紧系统,所述粘合剂扣紧系统包含接合于粘合件以在封闭构型中封闭前腰区和后腰区的粘合剂,其中所述粘合剂扣紧系统包括根据本发明的粘合剂组合物。
[0022] 尽管所述制品不限于属于特定类别的消费品,该类别的代表性、非限制性列表包括婴儿护理品、女性保护品、失禁护理、纸产品以及家庭护理产品。多种制品可属于这些类别。示例性的婴儿护理品制品包括尿布、擦拭物、婴儿围兜、婴儿换尿布台和床垫。示例性的女性保护品制品包括衬垫塞、阴唇间产品和短裤护垫。示例性的失禁护理制品包括尿布、衬垫和衬里。示例性的纸制品包括卫生纸、纸巾和面巾纸。示例性的家庭护理制品包括清洁产品和地板清洁制品。如下文进一步详述,所述制品可包括多种个人卫生产品,例如吸收制品,包括尿布、卫生巾、纸巾、毛巾和擦拭物,以及非卫生产品,例如,包装制品和容器。
[0023] 在本发明的一方面中,所述粘合剂用于包装。因此,本发明还提供含有根据本发明的粘合剂组合物的容器或包装制品,所述粘合剂组合物被设置在所述容器或包装制品的至少一部分或表面上,用于将所述容器或包装制品的至少所述的部分或表面接合到其至少第二部分上,或其中所述粘合剂用于将辅助元件接合到所述容器或包装制品的至少一部分或表面上。
[0024] 我们发现,选择主要含量为油改性的醇酸树脂的组合物导致诸如聚烯烃之类的低表面张力基底具有优异的粘附性。醇酸树脂的油改性性质促成它们能够在低表面张力基底之间显示出强粘附性。然而,这些改性油导致强的内部增塑,这往往会提高粘合剂的冷流特性。因此根据本发明,粘合剂组合物还含有(b)由至少一种非极性类型单体和至少一种极性类型单体形成的共聚物或共聚物的共混物。包含这些共聚物导致粘合剂具有低冷流,但不会不利地影响对聚烯烃基底的粘附性。下面更详细地讨论特别优选的共聚物。
[0025] 我们发现,包含组分(c)(即在环境温度下为固体且优选具有至少约30℃熔点的增塑剂或增塑剂的共混物)与组分(a)和(b)的组合能够提供这样的组合物,其在足以施用至对温度敏感的基底的低温下具有适当的熔融粘度,但也对这些基底具有优异的粘附性,并且显示出非常低的冷流。事实上,我们发现,用在本发明中的增塑剂不仅降低低温下的熔融粘度,而且它们相对于没有组分(c)的组合物还提高对低表面张力基底的粘附力,并且相对于没有组分(c)的组合物减少冷流。
[0026] 提供必要组分与附加任选组分的优异相容性使得不发生粘合剂组分分离,这可同时实现。这无论是在粘合剂的储存和施用期间以及在使用粘合剂的成品粘结制品中施用粘合剂之后都是有价值的。
[0027] 此外,本发明的粘合剂在低处理温度下具有足够低的粘度,并因此可应用于在比常规的热熔粘合剂低的温度下粘结基底。这导致下降的操作成本,因为特定的粘合剂目前不需要被加热至一些现有技术中所需的高温。同时,目前用来在制品制造过程中施用常规热熔粘合剂的处理设备不必换成新设备。这导致没有进一步的开支和投资费用
[0028] 此外,本发明的粘合剂具有的熔融粘度可基本上低于常规热熔粘合剂的熔融粘度。此较低的熔融粘度转化成在给定的温度下增加的流动性,并且重要的是,在相对于常规的热熔粘合剂而言可以施用粘合剂的较低的处理温度下增加的流动性。这使得粘合剂的施用更容易,因为可以考虑更多的施涂器。此外,较低的熔融粘度还拓宽了可用所述粘合剂粘结到一起的基底的范围。本发明的粘合剂的处理范围包括低处理温度(相对于常规的热熔粘合剂及其它基于醇酸树脂的组合物,如DE3743424中公开的),这使得能够粘结低熔点材料,如聚烯烃。
[0029] 本文描述的含有醇酸树脂的粘合剂是有利的,因为其可具有低表面能。一般来讲,粘合剂应具有不大于并且优选匹配旨在被粘附的基底的表面能。那样的关系确保在介于粘合剂和所述基底之间强烈的粘附力(物理上的)。然而,常规的结构粘合剂的表面能不易调节。因此,根据粘合剂的表面能,可由任何给定的结构粘合剂粘附的基底范围必然有限。现在能够将本文公开的含有醇酸树脂的粘合剂的表面能调节到低值,这使得有可能粘附更广泛的基底。
[0030] 对于本领域的技术人员来讲,通过阅读以下结合附图所作的具体实施方式、实例和所附权利要求,本发明的附加特征可变得显而易见。

附图说明

[0031] 为了更全面地理解本公开,对以下具体实施方式和其中附图应提供参考:
[0032] 图1是包含了含有醇酸树脂的结构粘合剂的一次性吸收制品(具体而言是尿布)的一个实施例的部分剖面透视图。
[0033] 虽然说明书以权利要求书结尾,特别指出并清楚地要求保护被认为是本发明的主题,但认为以下的描述结合附图可以更充分地理解本发明。为了更清楚地显示其它元件而省略了选定的元件,因此附图的某些部分可能是简化的。对元件的此类省略未必指示在任一示例性实施例中存在或不存在特定元件,除非在相应的文字说明中明确地描述如此。图形未必按比例绘制。

具体实施方式

[0034] 根据本发明,热塑性的油改性的醇酸树脂可用作粘合剂的主要组分,所述粘合剂适用于作为生产吸收制品中的结构粘合剂或其它粘合剂(例如,弹性粘合剂、拉伸侧片粘合剂、扣紧粘合剂)。
[0035] 本文进一步详细公开和说明的是这些含有醇酸树脂的粘合剂、这些粘合剂的用途、包括这些粘合剂的制品以及所述制品的制造方法。如下文进一步详述,所述制品可包括多种个人卫生产品,例如吸收制品,包括尿布、卫生巾、纸巾、毛巾和擦拭物,以及非卫生产品,例如包装制品和容器。
[0036] 一般来讲,根据本发明一个方面的吸收制品(例如一次性吸收制品)包括吸收制品组件以及施用在介于至少两个吸收制品组件之间并将至少两个吸收制品组件连接在一起的粘合剂组合物。如下文中进一步详细描述,粘合剂组合物包括油改性的醇酸树脂。
[0037] 本发明的另一个方面为在制品(如一次性吸收制品)的组件之间形成粘结的方法。该方法一般包括在约80℃至约200℃、优选最高约150℃、具体地不超过140℃的温度下对第一制品组件施用包括油改性的醇酸树脂的粘合剂组合物,并接合第一制品组件与第二制品组件,以在粘合剂冷却至室温时形成粘结。
[0038] 本文所用的“吸收制品”一般是指吸收且容纳液体的装置。此类制品的一类包括装置,所述装置被紧贴或邻近放置在穿着者身体以吸收和容纳各种从身体排出的分泌液。吸收制品的这样的类别包括制品,如例如尿布、套穿尿布、裤式衣服、训练裤、失禁贴身短内裤、失禁内衣、吸收插件、尿布固定和衬里、妇女卫生内衣(如卫生巾)等。吸收制品的另一类包括应用于吸收、容纳或清洁各种液体的装置。吸收制品的这样的类别包括纸基的制品,如餐巾纸、纸巾(如面巾纸和卫生纸)、毛巾和擦拭物。
[0039] 本文所用“结构粘合剂”一般是指在制造过程中用于将吸收制品的一个或多个主要组件自身接合或将它们接合在一起的粘合剂。由结构粘合剂形成的粘结通常旨在永久性粘结。
[0040] 本文所用“一次性的”描述通常不打算洗涤、复原或作为吸收制品再使用的吸收制品(即它们旨在在一次性使用后被丢弃,并且可能循环利用、堆肥处理或以其他环境相容的方式进行处理)。
[0041] 本文所用“裤型”是指被构型成使得其具有腰部开口和一对腿部开口的制品。通过将穿着者的两腿伸入腿部开口并将裤拉到围绕穿着者下体的适当位置,可将裤穿到使用者身上。此构型可为永久的,如在常规内衣的情形中;或可为暂时的,如在带有用于移除的可打开接缝的训练裤的情形中。另外,吸收制品可构造成具有可重复扣紧的组件,从而允许制品既具有裤状构型又具有一个或多个开口的或非裤状的构型。
[0042] 本文所用“纵向”是指从制品的一个腰部边缘向相对的腰部边缘垂直延伸并且大致平行于制品的最大线性尺寸的方向。在纵向45°内的方向被认为是“纵向”。
[0043] 本文所用“横向”是指从制品的侧边向相对侧边延伸并且大致与纵向成直的方向。在横向45度内的方向被认为是“横向”。
[0044] 如本文所用,术语“弹性的”、“弹性体”、“弹性体的”、“弹性地”和“可拉伸的”一般是指如下材料:所述材料在拉力作用下为可延展的,并且当外部拉力被移除时还可基本回复至它们的初始尺寸。更具体地讲,这些术语是指如下材料:所述材料能够延伸至至少50%的应变而不断裂或破裂,并且在变形力被移除之后能够基本恢复至其初始尺寸。应当理解,当其中的每个术语用于本文时,这些术语可包括术语“可延展的”。
[0045] 本文所用“面向衣服的”用来描述接触或可能紧邻任何被穿着的衣服的表面。
[0046] 本文所用“面向身体的”用来描述当制品被穿着时接触穿着者身体或紧邻(即比面向衣服的表面更靠近身体)穿着者身体的表面。
[0047] 如本文所用,术语“接合”包括其中通过将一元件直接粘贴于另一元件而使该元件直接固定到另一元件上的构型、以及其中通过将一元件粘贴于中间构件、中间构件又被粘贴于另一元件而使该元件间接固定到另一元件上的构型。
[0048] 当用于指相互“固定”的元件时,术语“固定”是指所述元件通常由制品的制造商以某种方式接合或连接在一起而使得制品的穿着者或使用者不能够在制品通常的使用期间拆开或分开这些元件,并且所述元件不会因制品的正常损耗而拆开或分开。相互“固定”的元件在制品的正常使用期间不旨在被分离。
[0049] 如本文所用,术语“可重复扣紧的”、“可释放地扣紧的”、和“可接合的”是指两个或更多个元件或元件的部分以某种方式连接在一起,其中它们可被分离并且重新连接,而不产生扣件性能的基本劣化或对制品的周围组件的损坏从而有碍于制品的继续使用。应当理解,可重复扣紧的、可释放地扣紧的、或可接合的组件无需具有无限的使用寿命,只要以可重复扣紧的、可释放地扣紧的、或可接合的方式连接的组件可被分离并接着成功地重新连接的次数是制品的典型使用寿命的数倍就足够了。还应当理解,实际扣紧的牢固程度在绝对的意义上讲会随着从扣紧到重新扣紧的反复而显著地减小,但如果所得的重新扣紧强度对于通常地使用制品和扣件而言足够,则这种减小就不是扣件性能的“基本劣化”。
[0050] 本文所用“机械扣件”是指依靠物理约束、磁场、或扣件各部分的接合来工作的扣紧系统或机构。机械扣件的实例为钩-环、钩-钩、纽扣、按扣、插片-狭槽、拉链、磁、以及舌扣件。
[0051] 本文所用的“螺旋”是指一般类似螺旋状的形状或图案,如在二维平面上从基本上正交于旋转的螺旋的轴线方向上所观察。本文所公开的结构粘合剂可通过螺旋的施用装置被施用以彼此粘附吸收制品的组件。
[0052] 通常本发明的粘合剂作为液体施用,优选低粘度的液体。通过将粘合剂加热到发生流动的点以得到液体形式。以液体的形式,粘合剂被施用到粘附体,润湿并流入粘附体的缝隙(如果有的话)。然后粘合剂通过冷却经历相变成固体,以便使接合处获得抵抗剪切力所需的强度。
[0053] 含有醇酸树脂的粘合剂包括热塑性的油改性的醇酸树脂。醇酸树脂组分(a)在粘合剂组合物中的存在量基于粘合剂组合物的总重量为至少约50重量%,优选为至少约60重量%,更优选基于粘合剂组合物的总重量为至少约65重量%。醇酸树脂(a)的含量可多达约98.99重量%,但优选不超过约90重量%,更优选不超过约80重量%。
[0054] 醇酸树脂可分为交联的或非交联的。这些通常也被描述为反应性/干性的或非反应性/非干性的。可使用干性油(如亚麻籽油)为改性油经与空气气氧的反应或者通过化学交联剂进行交联。在本发明中,所用的树脂通常为非反应性/非干性类的。这意味着一旦在130℃温度下老化72小时,优选醇酸树脂的熔融粘度改变不超过40%,优选不超过35%。
[0055] 我们发现在本发明中,只选择热塑性的醇酸树脂很重要。通常还有价值的是选择非反应性的醇酸树脂,即显示出良好热稳定性的那些。这意味着那些树脂当在130℃下保持72小时时熔融粘度的变化低于35%(测试方法如下所述)。
[0056] 在本发明中使用的醇酸树脂是热塑性的。因此,可以将含有它们作为主要组分的粘合剂组合物熔化以形成可流动的材料,然后再冷却以形成粘结。
[0057] 正如上面所提到的,优选地从表面能不大于约45mN/m、优选不大于约40mN/m的醇酸树脂中选择用于粘合剂的醇酸树脂。优选醇酸树脂的表面能不大于约35mN/m,更优选不大于约33mN/m。不受任何特定理论的约束,据信醇酸树脂的聚合物主链或链上存在游离酸基团和/或游离醇基团可影响树脂的表面能。游离酸基团和/或游离醇基团的数目越少,表面能就越低。本领域技术人员能够以可控的方式设计醇酸树脂以使之具有指定数目的游离酸基团和/或游离醇基团。例如,减小表面能的一种方式是在树脂制造过程中用醇酸树脂制造领域的普通技术人员已知的封端剂对这些基团进行封端。一般来讲,封端剂包括单官能的酸,如苯甲酸和乙酸或单官能的醇。
[0058] 据信这些基团的封端不会不利地影响所述树脂的其它使所述树脂适用做结构粘合剂的性能。
[0059] 在本发明中使用的醇酸树脂通常是不含溶剂的。
[0060] 醇酸树脂是多元醇与酸或酸酐反应的产物。在本发明中使用的醇酸树脂是油改性的醇酸树脂。在醇酸树脂领域中,经常提及油改性的醇酸树脂,即使在合成特定醇酸树脂时使用的是通过油的水解处理得到的脂肪酸的共混物。因此,在本文中,油改性的醇酸树脂包括其中合成涉及油的那些,即脂肪酸的甘油酯或脂肪酸本身或这两者。无论是通过使用脂肪酸本身还是通过使用其相应的甘油酯,用于改性醇酸树脂的脂肪酸可以是饱和的或不饱和的。优选其衍生自植物植物油。植物油是最优选的。
[0061] “多元醇”是指具有两个或更多个醇官能团(即羟基)的醇。根据本发明可使用任何适宜的多元醇或多元醇的组合。适宜的多元醇的非限制性例子包括甘油、二醇、糖、糖醇以及它们的组合。二元醇类的非限制性例子包括乙二醇、丙二醇、双丙二醇、丁二醇、己三醇、二羟甲基戊烷、二羟甲基乙烷等,其聚合物以及它们的组合。糖的非限制性例子包括葡萄糖蔗糖、果糖、棉子糖、麦芽葡萄糖、半乳糖、木糖、麦芽糖、乳糖、甘露糖、赤藓糖、季戊四醇、二季戊四醇、以及它们的混合物。糖醇的非限制性例子包括赤藓醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、山梨醇、以及它们的混合物。在某些具体实施例中,多元醇包括甘油、甘露糖醇、山梨醇、以及它们的组合。
[0062] 一般来讲,多元醇与在醇酸树脂的生产过程中可能与其混合的任何聚合物组分基本上相容。如本文所用,“基本上相容”是指当多元醇加热到组合物的软化和/或熔融温度以上的温度时,多元醇能够同其混合于其中的组合物中存在的聚合物形成视觉上均匀的混合物。
[0063] 在制造合适的醇酸树脂中,多元醇在反应混合物中的存在量可以为例如约2重量%至约70重量%、约5重量%至约50重量%、约10重量%至30重量%或约15重量%至约25%。
[0064] 适宜的酸具有至少一个选自下列的官能团:羧酸、羧酸酐以及它们的组合。此类酸种类的非限制性例子包括但不限于一元酸、二元酸、多元酸(含有至少三个酸基的酸)、包含至少一个酸部分的聚合物、包含至少一个酸部分的共聚物、它们的酸酐、以及它们的混合物。更具体地,此类酸非限制性例子包括己二酸、癸二酸、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、癸二酸、柠檬酸草酸丙二酸琥珀酸戊二酸来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、以及它们的组合。
[0065] 此类酸的酸酐也可以在本发明的范围内使用。酸酐的非限制性例子包括马来酸酐、邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、以及它们的组合。
[0066] 包括至少一个酸部分和/或其酸酐的聚合物和共聚物也可用作酸部分。适宜的聚合物和共聚物的非限制性例子包含具有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、它们的酸酐、以及它们的组合的单体单元的那些。
[0067] 在制造合适的醇酸树脂中,酸在反应混合物中的使用量为例如约0.1重量%至约30重量%、约1重量%至约20重量%或约2重量%至约12重量%。在一些实施例中,组合物中醇官能团与酸性官能团的摩尔比为至少约1:1或至少约4:1。在一些实施例中,组合物中醇官能团与酸性基团的摩尔比为约1:1至约200:1或约1:1至约50:1。
[0068] 用于改性醇酸树脂适宜的油包括甘油三酯类,例如,三硬脂酸甘油酯、甘油三油酸酯、甘油三棕榈酸酯、1,2-二棕榈酸油酸甘油酯、1,3-二棕榈酸油酸甘油酯、1-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油酸甘油酯、1-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油酸甘油酯、2-棕榈酸-1-硬脂酸-3-油酸甘油酯、甘油三亚油酸酯、1,2-二棕榈酸亚油酸甘油酯、1-棕榈酸二亚油酸甘油酯、1-硬脂酸二亚油酸甘油酯、1,2-二乙酸棕榈酸甘油酯、1,2-二硬脂酸油酸甘油酯、1,3-二硬脂酸油酸甘油酯、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯以及它们的组合。
[0069] 适宜的甘油三酯类应被添加到形成醇酸树脂的反应混合物中。除此之外或作为另外一种选择,可以将包含适宜的甘油三酯的油和/或加工过的油加入到那样的混合物中。油的非限制性例子包括油、蓖麻油椰子油、椰子种籽油、小麦胚芽油棉籽油、鱼油、亚麻籽油、橄榄油、奥气油、棕榈仁油、棕榈油、棕榈种子油、花生油、油菜籽油、红花油、大豆油、鲸蜡油、向日葵籽油、妥尔油桐油鲸油、以及它们的混合物。不饱和的和饱和的脂肪酸可为适宜的。此类脂肪酸非限制性例子包括癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、月桂烯酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、以及它们的混合物。前述油和脂肪酸的组合也可被用于改性醇酸树脂。
[0070] 优选的改性油具有相对较短的碳链长度。因此,优选的改性油含量为至少约10重量%(基于所使用的改性油/脂肪酸的重量),优选为至少约40重量%,更优选为至少约50重量%,具体地至少约70重量%的碳链长度不超过C16、优选不超过C14的脂肪酸或甘油酯。优选改性油具有高(具体地至少约50重量%,具体地至少约70重量%)的月桂酸C12含量。
椰子油是特别优选的。
[0071] 本发明所用的油改性的醇酸树脂中,改性甘油酯或脂肪酸的含量范围可以为约0.1重量%至约70重量%。然而,为改善低表面张力基底(如聚烯烃)的粘附性,优选使用中油醇酸树脂(其中甘油三酯/脂肪酸的含量为反应混合物的至少40重量%且不超过60重量%)或长油醇酸树脂(其中脂肪酸甘油三酯的含量超过反应混合物的60重量%)。这种醇酸树脂具有足够高的粘性和疏水品质,对聚烯烃及其它低表面张力基底给出良好的粘附性。据信醇酸树脂疏水性的提高有助于使粘合剂抵抗水降解的能力。
[0072] 一些实施例中,在用于制造醇酸树脂的反应混合物中,酸和甘油三酯的组合的总量在上文对甘油三酯/脂肪酸含量所给定的范围内。
[0073] 可以按本领域普通技术人员已知的任何方式组合油改性的醇酸树脂的前述附加组分。例如,可以通过以下方式将这些附加组分与形成醇酸树脂的反应混合物组合,即在约200℃至约250℃的温度下将其混合足以形成醇酸树脂的一段时间。
[0074] 一些可商购获得的醇酸树脂(虽然不是全部)满足所有这些特性,并且重要的是选择一种或多种满足本文所讨论的必要和(理想地)优选特性的醇酸树脂。
[0075] 合适的醇酸树脂的例子是可以商品名EM购自Reichhold Co.Durham(NC)的那些。
[0076] 本发明的粘合剂组合物的另一必要组分是(b)共聚物或共聚物的共混物。每种共聚物含有至少一种极性类型单体和至少一种非极性类型单体。极性类型单体与醇酸树脂分子的极性部分相容,并且非极性类型单体与聚烯烃基底相容。
[0077] 优选地,非极性单体为烯烃单体。特别优选的是乙烯。基于全部单体,乙烯含量优选不超过约90重量%,更优选不超过约85重量%,最优选不超过约75重量%。高于此的含量往往会降低与醇酸树脂的相容性。
[0078] 基于总的共聚单体含量计,优选乙烯含量为至少约10重量%,更优选为至少约15重量%,具体地至少约20重量%。低于此的含量往往会导致对聚烯烃基底的粘附力不足。
[0079] 极性共聚单体可例如选自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和马来酸酐以及这些的混合物。我们发现,这些特定的单体在用作极性共聚单体时是特别有用的,因为它们对共聚物给出适当程度的极性,使其极性足以与醇酸树脂相容,但没有到减小最终组合物对疏水性基底(如聚烯烃)的粘附力那么大。
[0080] 基于总的共聚单体含量计,极性共聚单体(具体地当其为乙酸乙烯酯时)的含量优选为至少28重量%,更优选为至少40重量%,具体地至少50重量%。
[0081] 基于总的粘合剂制剂计,共聚物组分(b)在粘合剂组合物中的含量为至少约0.01重量%。优选地其为至少约1重量%,更优选地为至少约5重量%。一般来讲,该量不超过约49重量%,更优选至多约40重量%,具体地至多约30重量%。即使不超过约20重量%的含量也可以是有效的。
[0082] 我们发现,相对于仅基于醇酸树脂的粘合剂来说,包含所定义的共聚物不仅增加粘合剂的粘附力,而且还能够显著减少冷流或甚至使冷流完全停止。
[0083] 这种共聚物的流变性能有助于此。共聚物的Tanδ值(比率G’’/G’,其中G''是粘性或损耗模量,G'是弹性模量)优选显著低于1。
[0084] 还优选醇酸树脂的软化点低于共聚物(b)的玻璃化转变温度
[0085] 用于本发明的附加必要组分为一种或多种相容性固体增塑剂,除了已用于醇酸树脂基料化学改性的化学键合的内部增塑剂(油)之外,所述增塑剂在醇酸树脂内部是未化学连接的(游离增塑剂)。固体增塑剂组分(c)与制剂相容,即它是可混溶的,并且与制剂的其它组分互溶,这样它们不会自发地分离。
[0086] 这些增塑剂的存在通常增强醇酸树脂(a)和共聚物(b)这两种基料组分的共混物的粘附性。然而,为保持最终制剂的低冷流,这些增塑剂在室温(25℃)下为固体,并且优选在拟用于卫生吸收制品的温度(即37℃)下为固体。
[0087] 适用于本发明的增塑剂或增塑剂的共混物在室温下为固体。优选所使用的增塑剂或共混物的熔点(例如通过DSC测量)不低于约30℃,优选不低于约37℃,更优选不低于约45℃。可以使用不止一种类型的增塑剂。当组分(c)为共混物时,则其为在室温下应是固体的增塑剂的共混物。因此共混物可含有在室温下为液体的增塑剂材料,前提条件是增塑剂的整体共混物在室温下为固体。
[0088] 固体增塑剂或增塑剂的共混物优选包含固体全氢化植物油。这种材料是特别有利的,因为它们在基本上有助于减少冷流的同时,它们还由于其强非极性特征而进一步提高最终制剂对聚烯烃膜的粘附力。
[0089] 在优选的实施例中,这些固体全氢化植物油为碳链长度是C8至C30且剩余不饱和度非常低(以碘值低于50表示,这是一种提高其非极性特征以及其热老化稳定性的特性)的脂肪酸的甘油酯的共混物。
[0090] 可以在用于本发明的最终增塑剂中将这些固体全氢化甘油酯与在室温下为固体和液体且碳链长度为C8至C30的游离脂肪酸以及与非氢化或部分氢化的植物油和蜡混合,前提条件是源自这些共混物的全部使用的增塑剂具有高于室温、优选高于约30℃、优选高于约37℃且更优选高于约45℃的熔点。
[0091] 固体增塑剂组分(c)优选在最终制剂中的含量介于约1重量%与约49.99重量%之间,优选介于约3重量%与约35重量%之间,更优选介于约5重量%与约30重量%之间。
[0092] 可期望所用固体增塑剂组分的至多50重量%、优选至多35重量%由具有高熔点的蜡制成,具体地高于氢化植物油的典型熔点范围。这种高熔点蜡在减少整体组合物的冷流方面特别有效,且不会降低组合物的粘附特性。已发现特别有用的高熔点树脂具有不低于80℃,优选不低于100℃,更优选不低于130℃的熔点。
[0093] 这种高熔点蜡的非限制性例子有固体磺酰胺,如对-甲苯-磺酰胺;低分子量芳族树脂例如可以商品名Kristalex、Endex、Piccolastic和Piccotex得自Eastman Co.的树脂;固体蔗糖酯,如蔗糖苯甲酸酯和蔗糖八醋酸酯;以及樟脑。
[0094] 添加具有特别高软化点的固体增塑剂不仅可进一步防止任何冷流,而且还可进一步提高粘合剂的软化温度,例如通过两个模量G’和G”交叉的温度的测定,即所谓的流变软化温度或Tx。大多数醇酸树脂具有非常低的Tx,而对于本发明的粘合剂组合物优选的是,粘合剂的Tx优选不低于45℃。
[0095] 本发明的粘合剂可包含至多约10重量%、优选至多约5重量%的增容剂或增容剂的共混物。虽然一般来讲,基本必要组分(a)、(b)或(c)之间的相容性可能是优异的,并且甚至在130℃优选的处理温度下在熔融状态时经长时间老化(24小时及以上)也不会引起最终粘合剂中各单独组分的显著不利的相分离,但在一些情况下,添加有限量的所述增容剂是可取的,因为它们可更进一步地提高制剂的老化稳定性,并且可更好地均化粘合剂。
[0096] 具体地,已发现适合用于本发明的增容剂为非聚合及聚合化合物,所述化合物在其分子或在其聚合物链中具有:至少一个具有非常高的极性特征的化学基团或一种单体,以便可与醇酸树脂(a)高度相容;和与形成共聚物(b)的共聚单体之一相容的至少另一化学基团或单体。此外,已经发现特别有效的增容剂为其非聚合分子或其聚合物链包含至少一个强亲水性基团或单体的那些化合物,例如与同上述共聚物(b)的非极性部分(具体地乙烯)或同上述共聚物(b)的极性部分相容的其它化学基团连接的甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、吡咯烷、环氧乙烷、乙烯基吡咯烷酮、乙烯醇。
[0097] 包含强亲水性基团或单体的这种增容剂的例子在非聚合物质当中有N-烷基-吡咯烷酮和聚乙氧基化物,如聚乙氧基化植物油;而在聚合物材料中合适增容剂的非限制性例子有乙烯-乙烯醇共聚物、甲基-乙烯基醚马来酸酐(或马来酸)共聚物、异丁烯-马来酸酐(或马来酸)共聚物、烷基化聚-乙烯基-吡咯烷酮、丙烯酸酯-乙烯基吡咯烷酮共聚物、丙烯酸-乙烯基吡咯烷酮共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯基吡咯烷酮共聚物、苯乙烯-马来酸酐(或马来酸)共聚物、苯乙烯-噁唑啉共聚物和苯乙烯-环氧乙烷共聚物。
[0098] 增粘剂通常被认为是大多数热熔粘合剂的必要组分。它们往往是热熔粘合剂的主要组分,甚至为全部组合物的50%或更多。在本发明中意外地发现,所提到的共聚物(b)一旦与所提到的油改性的醇酸树脂共混,便不必需要使用增粘剂以形成对聚烯烃具有高粘附性的热熔粘合剂。因此在本发明的制剂中,增粘剂的含量可基本上为零。这也得到了相当的经济优势,因为最通常的情况下增粘剂是成本最高的热熔粘合剂组分。因此在一个实施例中,本发明的粘合剂不含有增粘剂。
[0099] 然而已经发现,在一些情况下添加合适的增粘剂可适用于更进一步提高本发明的粘合剂的良好性能。用于这种用途的特别优良的和相容的增粘剂(单独或作为共混物)有例如芳族增粘剂、萜烯增粘剂、松香和松香酯增粘剂。它们在本发明的最终制剂中的适用含量可从零到至多约40重量%,优选至多约30重量%,更优选至多约20重量%。
[0100] 粘合剂组合物可包括一种或多种附加组分,如可能期望用于组合物的处理和/或最终用途,虽然并不总是需要这些组分。附加组分可以任何合适的含量存在。在一些实施例中,基于粘合剂组合物的总重量,附加组分的存在量可以为约0.01%重量至约35重量%或约0.1%重量至约20重量%,或约0.1重量%至约10重量%。附加组分的非限制性例子包括但不限于附加的聚合物、加工助剂等。
[0101] 已发现其它聚合物与本发明的热熔粘合剂具有充分的相容性,因此即使少量地添加,它们也能有效地促进粘合剂的粘合及内聚特性增强。适用于此的聚合物的非限制性例子可以提到有苯乙烯嵌段共聚物,如SIS、SBS、SEBS、SEPS;热塑性聚酯,如可以商标Estane得自LubrizolCorporation的那些;醚-酯嵌段共聚物,如可以商标Hytrel得自Du Pont Co.的那些;醚-酯-酰胺和醚-酰胺嵌段共聚物,如可以商标Pebax得自ArkemaCo的那些;磺化聚酯,如可以商品名AQ得自Eastman Co.的那些;热塑性纤维素酯,如可以商品代码CAP和CAB得自Eastman Co.的乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素。它们在最终组合物中的量通常不超过20重量%,优选不超过10重量%,更优选不超过5重量%。
[0102] 粘合剂组合物还可以包含凝油剂;抗氧化剂和稳定剂;矿物填料;颜料和染料;香料;表面活性剂。这些添加剂中的每一种的存在量可以为至多约10重量%。
[0103] 凝油剂的例子包括低分子量聚酰胺,如可以商标Versamid得自Henkelcorporation的那些;脂肪酸C12至C22的聚氧盐,如可以商品名Manalox得自Fed Chem Company的那些;脂肪酸C12-C22的金属盐,优选金属棕榈酸盐和金属硬脂酸盐。硬脂酸镁是特别优选的。凝油剂充当组合物的稳定剂,并减轻油沥出的任何问题。
[0104] 矿物填料的例子包括二氧化、碳酸硫酸钙、沸石、粘土和氧化锌。
[0105] 添加矿物填料是试图减少冷流的一种已知方法。然而,大量地包含这些材料(例如约4重量%或5重量%以上)有损害可加工性和粘性特性的缺点。使用共聚物(b)的一项优点是,不需要大量地添加矿物填料以达到减少冷流的目的。
[0106] 在粘合剂组合物中使用的醇酸树脂对粘合剂赋予足够的热稳定性以供本文设想的粘合剂的应用。预期可施用粘合剂的温度范围在约80℃至约200℃。例如,在特定的应用中,优选的粘合剂施用温度范围对于聚乙烯为约90℃至约150℃,对于聚丙烯为约120℃至约150℃。具体地,目标施用温度范围在约120℃至约140℃,具体地约130℃。在该范围内,设想用于本文中的结构粘合剂的醇酸树脂预期可保持它们的化学组成(例如,没有相关的反应或降解)和物理特性,如流变特性(例如,基本上恒定的粘度)。
[0107] 本发明的热熔粘合剂组合物优选还具有以下化学-物理及性能特征:
[0108] 在聚乙烯膜上的剥离强度不低于1.0N/英寸,优选不低于1.5N/英寸,更优选不低于2.0N/英寸。此项测试如下:将受测试的熔粘合剂在130℃下熔融挤出在如可得自RKW AG.(德国)的经电晕处理的20微米厚聚乙烯膜(表面张力=38mN/m)上。挤出的粘合剂涂层2
为一英寸宽的条,基重为27g/m。紧随挤压后,将粘合剂涂膜与如可得自Fiberweb Corovin
2
GmbH(德国)的基重为10g/m 的聚丙烯纺粘非织造材料结合。将层合样品(聚乙烯膜/粘合剂/聚丙烯非织造材料)在23℃和50%R.H.下调理24小时,然后根据方法ASTM D1876-01以300mm/分钟的脱粘速度测试其剥离强度。
[0109] 冷流指数不大于50%,优选不大于20%,更优选不大于15%。这项测试如下。将粘合剂在150℃温度下熔化并小心地倒入内部空的模具内,所述模具由聚-四氟乙烯制成,并具有内部中空,形状如直径50mm的球体。通过将填充的模具在23℃温度下保持24小时使粘合剂冷却并完全固化。然后打开模具并取出粘合剂球体-具有50mm的直径。然后将球体放在玻璃板上,保持在37℃和50%R.H.的气氛中。在这些条件下达24小时后,测量粘合剂材料的质量在玻璃表面之上的最大厚度/高度,并将其值(以毫米表示)记录为参数H1。然后根据下面的公式计算在37℃下24小时后的冷流指数值:
[0110] CFI=(1-H1/50)*100
[0111] 流变软化温度不低于25℃,优选不低于37℃,更优选不低于45℃。这项测量使用可得自Rheometrics Scientific,Piscataway,NJ(美国)的SR5000型流变仪。
[0112] 测试的边界条件是:
[0113] -直径25mm的平行板
[0114] -频率=1Hz
[0115] 在37℃下的Tanδ不大于1.1,优选不大于1.0,更优选不大于0.8。这项测量使用可得自Rheometrics Scientific,Piscataway,NJ(美国)的SR5000型流变仪。
[0116] 测试的边界条件是:
[0117] -直径25mm的平行板
[0118] -频率=1Hz
[0119] 表面张力不大于45mN/m,优选不大于40mN/m,优选不大于35mN/m,更优选不大于33mN/m。此项测定如下:挤出受测试的粘合剂的膜,并由熔体涂布在聚丙烯底片之上。粘合剂膜厚30微米,宽一英寸。挤出后,使膜冷却并将其在23℃和50%R.H.下保持24小时进行调理。然后使用测量需要的标准液体,根据ASTM D2578-09测量粘合剂膜的表面张力。这些可得自例如Ferranini&Benelli Co.(意大利)。
[0120] 在130℃下的熔融粘度不大于20,000mPa.s,优选不大于15,000mPa.s,更优选不大于10,000mPa.s。这项测试根据ASTM D3268-88进行。
[0121] 在130℃下的熔融粘度的变化(在所述温度下在熔融状态72小时后)不超过40%,优选不超过35%。这项测定根据ASTM D3268-88进行。
[0122] 湿剥离强度(在水中浸24小时后,23℃)不低于1.0N/英寸,优选不低于1.2N/英寸,更优选不低于1.5N/英寸。这项测试如下。将按如上就剥离强度测试方法所述制成的测试样品完全浸在23℃的蒸馏水中达24小时。然后从水中将样品取出,由吸水纸吸取过量的水干燥,并立即根据上面指定的方法和条件测试剥离强度。
[0123] 尽管本发明的应用不限于属于特定类别的消费品或制品,该类别的代表性、非限制性列表包括婴儿护理品、女性保护品、失禁护理、纸产品以及家庭护理产品。多种产品形式可符合这些产品类别中的每种。示例性的婴儿护理品制品包括尿布、擦拭物、婴儿围兜、婴儿换尿布台和床垫。示例性女性保护品制品包括衬垫、棉塞、阴唇间产品和短裤护垫。示例性的失禁护理制品包括尿布、衬垫和衬里。示例性纸制品包括卫生纸、纸巾、和面巾纸。示例性家庭护理制品包括清洁产品和地板清洁产品。
[0124] 本发明的粘合剂比较可用作卫生吸收制品(特别是尿布)中的结构粘合剂。
[0125] 可采用多种已知的施用方法施用结构粘合剂,包括但不限于槽挤出物、喷剂(包括旋喷剂)和珠。具体的例子包括但不限于:
[0126] ·以旋喷或槽式涂布施用结构粘合剂,以将顶片接合于下面的非织造层;
[0127] ·通过槽式涂布施用结构粘合剂,以将采集层或分配层接合于芯覆盖件;
[0128] ·将结构粘合剂的珠施用到位于构成袖口和底片的非织造材料之间;
[0129] ·以旋喷或槽式涂布施用结构粘合剂,以将顶片接合于底片,从而密封吸收制品的纵向边缘;
[0130] ·采用槽式涂布施用结构粘合剂,以将着落区(即接纳组件)接合于底片;
[0131] ·采用槽式涂布施用结构粘合剂,以将芯覆盖件接合于除尘层;
[0132] ·以旋喷施用结构粘合剂,以将芯接合于底片。
[0133] ·以旋喷施用结构粘合剂,以将构成袖口的非织造材料接合于构成底片的非织造材料。
[0134] 本发明的粘合剂可用于粘结基底,特别是当基底之一由聚烯烃形成时,特别是聚烯烃膜,如聚烯烃或聚丙烯。
[0135] 在粘结基底的方法中,在约80℃至约200℃的温度下将粘合剂组合物分配到第一基底上面,然后将第一基底接合于第二基底以在粘合剂冷却至室温时形成基底之间的粘结。
[0136] 优选一个或两个基底由聚烯烃形成,特别是聚烯烃膜。具体地,一个或两个基底由聚烯烃或聚丙烯形成。
[0137] 施用温度优选不超过180℃,具体地不超过150℃,具体地不超过140℃。通常为至少110℃,具体为至少约120℃。大约130℃的施用温度通常是优选的。
[0138] 本发明的粘合剂组合物可用于粘结基底以形成吸收制品,具体地为尿布。因此,本发明的一方面包括:
[0139] 具有一对相对端边缘和一对纵向侧边缘的一次性吸收制品,所述吸收制品包括:
[0140] (a)顶片、底片和设置在顶片与底片之间的吸收芯,所述吸收芯包含超吸收聚合物颗粒,
[0141] (b)如上定义并设置在一次性吸收制品的一部分上的粘合剂,所述粘合剂通过粘结将一次性吸收制品的至少第一部分接合于一次性吸收制品的第二部分。
[0142] 优选根据US2008/0228158中描述的剪切悬挂时间测试进行测定,粘结具有的剪切悬挂时间超过约40秒。优选根据剥离强度测试(在这种情况下用粘结的两个基底)进行测定,粘结具有的剥离强度不低于1N/英寸。优选通过采用旋喷方法将粘合剂施用在一次性吸收制品上,并且设置成螺旋图案。优选螺旋图案粘合剂具有每2.54cm为1至10个螺旋的频度。
[0143] 具体地,粘合剂可将顶片(由非织造材料形成)的至少一部分接合于底片(是膜)的至少一部分以形成端片密封。
[0144] 在优选的实施例中,采用槽挤出方法将粘合剂施用于一次性吸收制品。可以珠的形式施用粘合剂。
[0145] 本发明的粘合剂组合物也可适用于吸收制品的扣紧系统。因此,本发明还包括吸收制品,所述吸收制品包括:
[0146] (i)吸收组件,其包括前腰区,以及在纵向上位于所述前腰区与所述后腰区之间并连接所述前腰区和所述后腰区的裆区,前腰区和后腰区在穿着者的腰部周围具有开口构型和封闭构型;
[0147] (ii)预接合的粘合剂扣紧系统,其包含固有地接合于粘合件以在封闭构型中封闭前腰区和后腰区的粘合剂;其中所述粘合剂扣紧系统包含本发明的粘合剂组合物。
[0148] 此外,本发明的粘合剂还适用于包装,特别是在要粘附的包装材料包括诸如聚乙烯和/或聚丙烯之类的聚烯烃材料的情况下。然而,它们也适用于要粘附的材料为非聚烯烃材料的包装。
[0149] 本发明还提供含有本发明的粘合剂的容器或包装制品,例如瓶、箱、盒、盘、包、袋,其中所述粘合剂被设置在所述容器或包装制品的至少一部分或表面上,用于将所述容器或包装制品的至少所述的部分或表面接合到其至少第二部分上,或用于接合到这种容器或包装制品的至少一部分或表面、辅助元件(如标签、盖、把手、二次容器等)上。所述容器、包装制品或辅助元件可由纸张、纸板、塑料、玻璃、金属、木材、胶合板、布料或非织造织物制成。
[0150] 现在参考图1,其为一次性吸收制品(例如,尿布)20在其被尿布使用者(例如,家长)放在尿布穿着者(例如,婴儿)上之前的部分剖面透视图。如图1所示,制品20包括主体部分22和扣紧系统24,所述系统更详细地描述于下文中。主体部分22包括液体可透过的顶片26、吸收芯28、液体不可透过的底片30和包括侧翼34的腿箍32。在一个实施例中,腿箍32为可弹性收缩的,因此包括一个或多个弹性构件36。顶片26、吸收芯28、底片30、侧翼34和弹性构件36可以多种熟知的一次性尿布构型进行装配,例如显示和描述于Buell的美国专利3,860,003中的那些。
[0151] 图1显示主体部分22的一个实施例,其中顶片26和底片30为共延的,并且具有一般大于吸收芯28的长度和宽度尺寸的长度和宽度尺寸。顶片26叠置在底片30上面,从而形成主体部分22的周边38。周边38限定外周边,或换句话讲,限定主体部分22的外延。周边38包括纵向边缘40和端边42。
[0152] 主体部分22具有内表面44和外表面46。一般来讲,制品20的外表面46从尿布20的一个端边42延伸至另一个端边42,并且从尿布20的一个纵向边缘40延伸至另一个纵向边缘40,并且该表面在制品20的使用期间最远离穿着者。当使用底片30时,其通常形成主体部分22的外表面46。内表面44为制品20的与外表面46相对的那个表面,并且在图1所示的实施方案中通常由顶片26形成。一般来讲,制品20的内表面44为与外表面
46共延的那个表面,并且当制品20被穿着时所述内表面的大部分会接触穿着者。内表面
44也常常称为制品20的“面向身体的”表面,而外表面46常常称为“面向衣服的”表面。
[0153] 制品20具有第一和第二端区48和50,它们分别从尿布周边38的端边42朝制品20的横向中心线(在图1中标为“LC”)延伸。第一端区48和第二端区50均延伸过制品20的长度的约二分之一的距离,使得各端区包括制品20的每一半。
[0154] 第一端区48和第二端区50均具有片52。片52(在本文中也称为突出部)为当制品20被扣紧在穿着者的腰部周围时第一端区48和第二端区50的相互重叠的那些部分。端区48和50重叠的范围,并且因此片52被形成的范围将取决于制品20的总体尺寸和形状以及制品穿着者的身材大小。
[0155] 主体部分22的吸收芯28可为任何材料,所述材料一般为可压缩的、适形的、对穿着者的皮肤无刺激性,并且能够吸收和容纳液体和某些身体流出物,诸如尿液或由制品的失禁穿着者排泄的其它流体和粪便物。可将吸收芯28制造成具有很多种尺寸和形状(例如,矩形、沙漏形、T-形、非对称形等),并且可由很多种液体吸收材料制成,所述材料广泛用于一次性尿布和其它一次性吸收制品,诸如一般称为透气毡的粉碎的木浆和通常称为吸收软毛的粉碎的和气流成网的木浆。其它合适的吸收材料的实例包括绉纱纤维素填料、熔喷聚合物、化学硬化、改性、或交联的纤维素纤维、薄纸、吸收泡沫(包括通过高内相乳液的聚合反应制备的那些)、吸收海绵、超吸收聚合物、吸收胶凝材料、或任何其它已知的吸收材料或材料的组合。然而,吸收芯28的总吸收容量应当与在尿布20的预期用途中的设计流出物负荷相一致。此外,还可改变吸收芯28的尺寸和吸收容量以适应从婴儿到成人的范围内的穿着者。
[0156] 尽管吸收芯28可包括单层的吸收材料诸如Weisman等人的美国专利4,610,678中所述的构型,但在一个实施例中,吸收芯28为呈诸如Weisman等人的美国专利4,673,402中大体所述构型的双层的吸收芯,其具有非对称形的上层54和下层56。根据一个实施例,上层54用作液体采集/分配层,所述层主要由亲水性纤维材料构造成。下层56用作流体存储层,所述层包含亲水性纤维材料和吸收胶凝材料(水凝胶材料)颗粒的混合物。上层54和下层56均包括包裹在薄纸层中的吸收层。上层54或下层56的尺寸、形状、构型和总吸收容量均可变化,以适应从婴儿直到成人的范围内的穿着者。因此,上层54和下层56的尺寸、形状和构型均可变化(例如,上层54或下层56可具有变化的厚度、亲水梯度、快速采集区或者可包含吸收胶凝材料)。
[0157] 将吸收芯28叠置在底片30上,并且在一个实施例中,通过芯附接部件58与其相连接,如本领域中熟知的那些,例如压敏粘合剂、热熔粘合剂或其它粘合剂、超声粘结;或热/压力密封。然而优选的是,芯附接部件58是含有如本文所述的热塑性油改性的醇酸树脂的粘合剂。吸收芯28可通过粘合剂的均匀连续层、粘合剂的图案化层、或任何由单独的粘合剂线或点形成的阵列固定到底片30上。芯连接组件58可包括粘合剂长丝的开放式图案网络,如Minetola等人的美国专利4,573,986中所示。
[0158] 底片30为液体不可透过的,并且在一个具体地实施例中由薄的塑料薄膜制成,虽然也可使用其它柔韧的液体不可透过的材料。底片30可防止吸收和容纳在吸收芯28中的液体和流出物脏污可能接触制品20的衣服,诸如床单和内衣。在一个实施例中,底片30为具有约0.012mm(0.5mil)至约0.051mm(2.0mils)的厚度的聚烯烃(如聚乙烯)薄膜,虽然也可使用其它柔韧的液体不可透过的材料。如本文所用,术语“柔韧的”是指如下材料:所述材料是柔顺的并且可容易地适形于人体的大致形状和轮廓。可将底片30进行压花和/或进行糙面精整以提供更加布状的外观。此外,底片30可允许蒸汽从吸收芯28逸出,同时仍能防止液体和流出物穿过底片30。底片30的尺寸一般将由吸收芯28的尺寸和例如所选的确切尿布设计来确定。在一个实施例中,底片30具有改进的沙漏形形状,所述形状围绕整个尿布周边38延伸超过吸收芯至少约1.3cm至约2.5cm(约0.5英寸至约1.0英寸)的最小距离。
[0159] 主体部分22的顶片26为具有柔顺、柔软感、(对穿着者的皮肤)无刺激性的平面材料。此外,顶片26还为液体可透过的,允许液体容易地穿透其厚度,并且可自由地穿过它而进入吸收元件。其疏水性趋于造成其面向身体的表面较干燥,并且可因此受到防护而不受吸收在吸收元件内的流体的影响。合适的顶片26可由范围广泛的材料制成,诸如多孔泡沫、蜂窝状泡沫、开孔薄膜、天然纤维(例如,木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如,聚酯纤维或聚丙稀纤维);或由天然纤维与合成纤维的组合制成。在一个实施例中,顶片26由疏水材料诸如疏水非织造织物制成,以将穿着者的皮肤与容纳在吸收芯28中的液体隔离。存在若干种可用来制造顶片26的制造技术。例如,顶片26可为机织的、非织造的、纺粘的、梳理成网的、液压成形的等等。
[0160] 顶片26和底片30以如尿布制造领域所熟知的任何合适的方式关联在一起。如本文所用,术语“关联”包括其中通过将顶片26直接固定到底片30上而将顶片26直接接合到底片30上的构型和其中通过将顶片26固定到中间构件上,继而将中间构件固定到底片30上从而将顶片26间接接合到底片30上的构型。在一个实施例中,顶片26和底片30通过诸如粘合剂(包括含有如本文所述的热塑性油改性的醇酸树脂的粘合剂)的片状附接部件60或本领域中已知的任何其它附接部件在尿布周边38彼此直接接合。一般来讲,将吸收芯28固定到底片30上的芯附接部件58是与将顶片26固定到底片30上的侧翼附接部件60相同的部件。因此,例如,可使用均匀连续的粘合剂层、图案化的粘合剂层、由单独的粘合剂线或点形成的阵列(如螺旋形)、或网络或粘合剂长丝诸如美国专利4,573,986中所示的那些。
[0161] 腿箍32(诸如可弹性收缩的腿箍)邻近主体部分22的周边38放置,诸如沿每个纵向边缘40放置,以便腿箍32趋于将制品20向穿着者的腿部收紧和保持。尽管腿箍32可包括如尿布领域所熟知的数种组件中的任何组件,但腿箍构造的一个具体地实施例包括侧翼34和一个或多个弹性构件36,如Buell的美国专利3,860,003中所详述。另外,适于制造具有可弹性收缩的腿箍的一次性尿布的方法和设备描述于Buell的美国专利
4,081,301、Lawson的美国专利4,695,278、Dragoo的美国专利4,795,454和Buell的美国专利4,900,317中。在另一个实施例中,可弹性收缩的腿箍32包括侧翼34和包括弹性线的弹性构件36。
[0162] 制品(尿布)20具有用于形成侧部闭合的扣紧系统(其一实施例大体标示为24)。所述扣紧系统一般包括扣件62和用于接纳所述扣件的着陆构件64。尿布20被适配到穿着者身上,并且当尿布20被穿着时第一端区48和第二端区50通过扣紧系统24保持为重叠构型。扣件62的实施例旨在接合着陆构件64,以便当被尿布穿着者穿着时为尿布20提供牢固的侧部闭合。
[0163] 扣件62固定到制品20上,并且在第一端区48中的片(耳突出部)52中定位在主体部分22的外表面46上,邻近每个纵向边缘40设置一个,以便接合设置在第二端区50中的着陆构件64。扣件62固定到主体部分22上,并且在一个实施方案中,在主体部分22的片52处覆盖约1英寸宽(即,大致垂直于纵向中心线(在图1中标示为“LC”))乘约2.5英寸长(即,大致平行于纵向中心线)的区域。扣件一般可被认为是在制品周边的外侧(当扣件处在闭合位置时)或制品周边的内侧(当处在闭合位置时)。
[0164] 扣件62通常通过扣件附接部件被固定到驱体部分22上,所述扣件连接组件能够提供足够粘结,例如,热粘结件、压力粘结件、声波粘结件、动态机械粘结件、或本领域的普通技术人员已知的任何其它合适的附接部件或这些附接部件的组合。所述扣件附接部件可包括任何能够提供与所述尿布的其它部分足够粘结的那些粘合剂。此外,扣件附接部件可以是含有如本文所述的热塑性油改性的醇酸树脂的粘合剂。
[0165] 依照本发明的吸收制品的其它非限制性例子为设计用于接收和容纳阴道流出物(例如月经)的卫生巾。一次性卫生巾设计用于经由衣服媒介(如内衣或女性内裤或通过特殊设计的束带)邻近人体固定。本发明容易适合的几种卫生巾的实例示于美国专利4,687,478和4,589,876。
[0166] 一般来讲,卫生巾包括液体不可透过的底片、液体可透过的顶片、以及放置在底片和顶片之间的吸收芯。所述底片通常包括热塑性聚合物组合物。顶片可以包含关于尿布所论述的顶片材料中的任何一种。类似地,所述吸收芯可包括任何针对尿布所讨论的吸收芯材料。将显而易见的是,本文所述的结构粘合剂可被用于将卫生巾的各种组分彼此粘附。另一方面,人们将理解本发明不限于任何具体地卫生巾构型或结构。
[0167] 卫生纸纸巾产品以裁剪用于各种用途的形式被商业提供,所述形式包括面巾纸和餐巾纸、卫生纸和吸收巾(如擦手纸)。这些产品通常包括两个或更多个薄纸层,用于它们的所述材料选自常规的薄纸或特殊种类的薄纸,如所谓“通干燥薄页纸”或“差动密度薄页纸。”后者通常通过图案化纸材制备束带和通风干燥技术制得。然而一般来讲,这些产品可通过本领域已知的任何方法制备,包括例如,常规的造纸工艺和通风干燥造纸工艺。这些产品采用常规的粘合剂,现在可以替换成含有如本文所述的热塑性油改性的醇酸树脂的粘合剂。
[0168] 实例
[0169] 给出下述实例是为了举例说明本发明,而不是旨在限制其范围。
[0170] 实例1
[0171] 向被加热至160℃的高剪切混合器中逐渐加入下面列出的组合物的各种组分并进行混合,直到所有组分熔化并且熔融产物均匀,由此制备热熔粘合剂。
[0172] 组合物如下:
[0173] ·EM195090 69.0重量%
[0174] ·Levapren800 15.0重量%
[0175] ·LP400S 10.0重量%.
[0176] ·棕榈酸 5.0重量%.
[0177] ·乙烯–乙烯醇共聚物(44摩尔%乙烯) 0.5重量%
[0178] ·Hostanox245 0.5重量%
[0179] 其中:
[0180] -EM195090是热塑性不含溶剂的油改性的醇酸树脂,报告含有约50重量%的椰子油,可得自Reichhold Co,Durham(NC);
[0181] -Levapren800是含有80重量%的乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,可得自Lanxess AG(德国);
[0182] -LP400S是碘价低于0.5的固体全氢化大豆油,可得自GoldenBrandsCo.,Louisville(KY);
[0183] -棕榈酸是脂肪酸固体增塑剂,可得自Sigma Aldrich;
[0184] -乙烯-乙烯醇共聚物(44摩尔%乙烯)是共聚增容剂,可得自Sigma Aldrich;
[0185] -Hostanox245是抗氧化剂,可得自Clariant SE(德国)
[0186] 复合粘合剂显示出以下的物理-化学和性能特征:
[0187] -当根据上述测试进行测量时,剥离强度等于4.74N/英寸;
[0188] -当根据上述测试进行测量时,冷流指数等于7.8%;
[0189] -在37℃下的Tanδ等于0.35
[0190] -流变软化点Tx等于47℃;
[0191] -在130℃下的熔融粘度为1859mPa.s;
[0192] -在130℃下的熔融粘度(已在相同温度下老化72小后)等于1474mPa.s;
[0193] -在23℃水中浸24小时后的剥离强度等于2.14N/英寸。
[0194] 比较例1
[0195] 如上使用代码为EM194903的纯热塑性不含溶剂且油改性的醇酸树脂(报道含有40重量%的椰子油,可得自Reichhold Co,Durham(NC))作为用于聚乙烯膜与非织造材料之间的层合体的粘合剂。
[0196] 其在130℃下的熔融粘度为1728mPa.s,在相同温度下老化72小时后,粘度为1380mPa.s。
[0197] 然而其粘附力和内聚/冷流参数是完全无法接受的。实际上,其在37℃下显示的Tanδ等于3.7;流变软化点Tx等于19℃,且冷流指数等于80%。
[0198] 此外,所观察到的剥离强度为0.78N/英寸,在23℃水中浸24小时后其进一步下降到0.58N/英寸。
[0199] 由这些实例可以看出,单独的醇酸树脂并不具有用作结构粘合剂的适当特性,特别是用于粘附聚烯烃基底时。然而,当与共聚物(b)和固体增塑剂共混物(c)复合时,其显示出适当的低温熔融粘度、稳定性和粘附特性,使之适合这种用途。
[0200] 本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反,除非另外指明,每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
[0201] 除非明确地不包括在内或另外限制,本文所引用的每篇文献,包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请,均特此以引用方式全文并入本文。对于任何文件的引用不应当解释为承认其是有关本文所公开的或受权利要求保护的任何发明的现有技术,或者所述文件单独或与任何其它一个或多个参考文献的组合指导、建议或公开任何此类发明。此外,本文中术语的任何含义或定义与引入以供参考的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本文中赋予该术语的含义或定义。
[0202] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,但是对那些本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此,随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。
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