專利名稱：無紡織物用高剝離強度和高抗剪切強度的熱熔粘合劑的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及熱熔粘合劑組合物，更具體地，本發(fā)明涉及用于無紡織物一次性吸收制品如尿布的、基于聚丁烯的熱熔粘合劑。
許多類型的一次性吸收制品是商品可得的，它們用于吸收和持留身體排出物，如尿液和排泄物。這種制品的典型例子是嬰兒用一次性尿布和供不能自制的成人用內(nèi)衣。典型地，熱熔粘合劑就用于這類一次性制品的構(gòu)造中。
盡管許多熱熔粘合劑組合物是公知的并且用于一次性制品的構(gòu)造中，但在一種具體場合用于粘接的熱熔粘合劑，對于其它應(yīng)用來說可能是完全不適合的，這也是公知的。因此，各種不同的熱熔粘合劑組合物用于一次性制品的構(gòu)造中。例如，人們知道基于聚烯烴的熱熔粘合劑適用于尿布的構(gòu)造，特別是在這種制品的生產(chǎn)中將聚烯烴膜等粘接到薄紗或無紡織物基質(zhì)上。然而人們還知道，基于聚烯烴的粘合劑不適合于粘接尿布中的彈性帶，這是因為基于聚烯烴的粘合劑應(yīng)用上的特性如噴涂性對于這種應(yīng)用來說是不適合的。由于這種原因，基于苯乙烯系的嵌段共聚物，如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物的熱熔粘合劑被使用于彈性粘接應(yīng)用中。然而，這些苯乙烯系嵌段共聚物粘合劑也具有某些缺點，如在較高溫度下表現(xiàn)出來的粘度不穩(wěn)定性。
更重要地，通常基于SIS和SBS的熱熔粘合劑的缺點，在無紡織物應(yīng)用中特別明顯地表現(xiàn)出來，這種應(yīng)用需要接縫，如彈性側(cè)邊粘附到尿布上，或功能性粘附物如緊固帶粘接到一次性尿布上。這些組件經(jīng)常需要在長時間內(nèi)，在高剝離應(yīng)力和/或高剪切應(yīng)力下，在體溫溫度下起作用。在這樣的情形下，通常的粘合劑的剝離強度和抗剪切強度是不夠的。結(jié)果，典型地，這些應(yīng)用場合需要機械連接，如超聲波焊接或者機械連接和粘合劑輔助相結(jié)合。然而，用于這些應(yīng)用中的設(shè)備通常較昂貴，需要經(jīng)常地維護，并且限制了生產(chǎn)速度。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有一定物理性能，使其可理想地適用于無紡織物一次性制品的熱熔粘合劑組合物。更具體地，當(dāng)在較高的溫度下在較長的時間內(nèi)，受到非?？量痰膭冸x和/或剪切作用時，本發(fā)明的熱熔粘合劑保持了可接受的粘接強度。因此本發(fā)明的粘合劑適用于無紡織物應(yīng)用，而這種應(yīng)用目前依賴于機械連接技術(shù)或者機械連接和粘合劑輔助相結(jié)合。本發(fā)明的粘合劑在350°F下的粘度小于25000cP，且熔點高于250°F。
本發(fā)明的熱熔粘合劑組合物特別適用于一次性無紡織物制品如尿布或?qū)Я餮澋膽?yīng)用中。尤其是，該粘合劑組合物適用于粘接各種彈性或非彈性材料的層壓物。更特別地，這種粘合劑可用于將彈性尿布側(cè)邊粘接到各種基質(zhì)，如無紡織物、聚乙烯、聚丙烯等上。
當(dāng)進行標(biāo)準(zhǔn)剝離強度測試時，本發(fā)明的熱熔組合物還具有良好的結(jié)構(gòu)粘接性。此外，這些粘合劑還具有使其易于在通常的熱熔設(shè)備上進行加工的物理性能。
本發(fā)明的熱熔粘合劑組合物含有下述組分的混合物(a)約15～65重量％的聚丁烯均聚物或共聚物；(b)約0.1～3重量％的穩(wěn)定劑；以及根據(jù)具體的最終用途和所需性能，剩余組分從下述組分中選擇的一種或多種，使得基于整個組合物的重量，各組分的含量和為100％(c)約0～70重量％的聚烯烴聚合物；(d)約0～60重量％的增粘樹脂；(e)約0～30重量％的增塑劑；和(f)約0～20重量％的蠟。所述組合物中聚丁烯聚合物的最小含量應(yīng)為約15重量％。
較長時間內(nèi)、較高溫度下、在極端的剝離和剪切作用下可提供足夠粘接強度的、不含增塑劑的優(yōu)選熱熔粘合劑組合物由下述組分的混合物組成(a)約19.9重量％的聚丁烯均聚物；(b)約29.9重量％的增粘樹脂；(c)約39.8重量％的聚烯烴共聚物；(d)約9.5重量％的聚乙烯蠟；和(e)約0.9重量％的穩(wěn)定劑。
另一不含增塑劑的熱熔粘合劑組合物由下述組分的混合物組成(a)約25重量％的聚丁烯均聚物和共聚物的共混物；(b)約25重量％的增粘樹脂；(c)約19.5重量％的蠟；(d)約30重量％的聚烯烴聚合物；和(e)約0.5重量％的穩(wěn)定劑。
不含蠟并且不含增塑劑同時可提供足夠粘接強度的、優(yōu)選的熱熔粘合劑組合物由下述組分的混合物組成(a)約20重量％的聚丁烯均聚物；(b)約30重量％的增粘樹脂；(c)約29重量％的聚烯烴共聚物；
(d)約1重量％的穩(wěn)定劑；和(e)約20重量％的聚丁烯共聚物。
較高溫度下、在極端的剝離和剪切作用下可提供足夠粘接強度的、不含聚烯烴聚合物的優(yōu)選熱熔粘合劑組合物由下述組分的混合物組成(a)約50重量％的聚丁烯共聚物；(b)約15重量％的增粘樹脂；(c)約15重量％的增塑劑；(d)約19.5重量％的蠟；和(e)約0.5重量％的穩(wěn)定劑。
不含增粘樹脂或聚烯烴聚合物，同時在較高溫度下、在極端的剝離和剪切作用下可提供足夠粘接強度的優(yōu)選熱熔粘合劑組合物，由下述組分的混合物組成(a)約65重量％的聚丁烯共聚物；(b)約19.5重量％的蠟；(c)約15重量％的增塑劑；和(d)約0.5重量％的穩(wěn)定劑。
因此本發(fā)明的熱熔粘合劑組合物在較長時間內(nèi)在較高溫度下可提供具有良好抗剝離和剪切力的粘接，并且對無紡織物一次性制品中的機械連接，特別是層壓物的機械連接，提供了另一種選擇方式。配制成的優(yōu)選的粘合劑組合物，在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。


附圖中圖1是說明按照本發(fā)明配制的熱熔粘合劑相對于現(xiàn)有技術(shù)的熱熔粘合劑的剝離強度的條形圖；以及圖2是說明按照本發(fā)明配制的熱熔粘合劑相對于現(xiàn)有技術(shù)的熱熔粘合劑的抗剪切強度的條形圖。
發(fā)明詳述在無紡織物一次性制品中，當(dāng)評價高剪切和高剝離使用條件下下的連接強度時，具有下述組分含量的基于聚丁烯的熱熔粘合劑組合物，與現(xiàn)有技術(shù)的熱熔粘合劑相比具有優(yōu)勢。更具體地，基于組合物的總重量，該粘合劑組合物含有約15～65重量％的聚丁烯均聚物或共聚物。組合物中聚丁烯聚合物的最小含量應(yīng)為約15重量％。根據(jù)最終用途和所需性能，可以無聚烯烴組分，但典型地，其含量為約0～70重量％。本發(fā)明的熱熔粘合劑還含有約0.01～3重量％的穩(wěn)定劑，并且根據(jù)最終用途和所需性能，還可選擇地含有約0～60％的增粘樹脂，約0～30重量％的增塑劑，或約0～20重量％的蠟。然而明顯地，各組分必須構(gòu)成組合物的100重量％，并且這里所述的百分?jǐn)?shù)是基于整個粘合劑組合物的重量。
在本發(fā)明的熱塑性熱熔粘合劑組合物中，使用聚丁烯組分是用于提高在較高溫度下材料的粘合連接強度，特別是使組合物具有高剝離強度和高抗剪切強度。這里所用的術(shù)語“聚丁烯聚合物”，是指含有乙烯和丁烯單體，并且丁烯單體單元構(gòu)成共聚物的至少89％的那些聚合物。適宜的市售丁烯-1-乙烯共聚物可從Shell Chemical Company of Houston，Texas，以商品名Duraflex 8910PC或Duraflex 8510買到，或者適宜的均聚物為DP 0800，也可從Shell Chemical Company買到。優(yōu)選材料的DSC熔點為約90℃或更高?；诮M合物的總重量，盡管可使用的聚丁烯聚合物的量為15～65重量％，但其優(yōu)選的使用量為20～50重量％。
適用于本發(fā)明的丁烯-1均聚物和共聚物為乙基側(cè)基規(guī)整并空間有序排列的、主要為直鏈的分子。這些側(cè)基是當(dāng)丁烯-1在1，2-碳雙鍵處并沿著乙烯鏈主鏈聚合時形成的。這進一步詳細地公開于專利US3362940。當(dāng)由熔體冷卻時，這些乙基側(cè)基最初是在四邊形空間排列上定位。隨著時間的推移，四邊形晶相形式轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的六邊形空間排列，并且隨之物理性能有所改善。有關(guān)這里所述的聚合物的更加詳細的描述，見授予Mostert的專利US4937138，該專利的內(nèi)容這里引為參考。由上述可以看出，這種聚合物的適宜用量為約15～65重量％。
本發(fā)明組合物中的無定形聚烯烴聚合物組分優(yōu)選為基于乙烯、丙烯、丁烯和己烯重復(fù)單元的共聚物的聚α-烯烴共聚物。它們可由下述單體組合的交替重復(fù)單元構(gòu)成(a)乙烯和丙烯；(b)乙烯和丁烯；(c)丙烯和丁烯；(d)乙烯、丙烯和丁烯；(e)丙烯和己烯；或(f)丙烯。
適宜的共聚物可從Huls America以商品名“Vestoplas”，或從Rexene Products以商品名“Rextac”買到。優(yōu)選軟化點為約100～160℃的共聚物。應(yīng)當(dāng)意識到的是，上述共聚物的任何混合物也可在本發(fā)明的組合物中用作基體組分。聚烯烴聚合物的作用是有助于在無孔基質(zhì)上提供粘接性?；诮M合物的總重量，盡管聚烯烴聚合物的使用量可以為0～70重量％，但優(yōu)選的量為20～40重量％。
應(yīng)當(dāng)注意的是，也可以使用聚丁烯聚合物和聚烯烴聚合物的混合物，條件是使用了足夠量的聚丁烯聚合物以賦予粘合劑組合物所需量的剝離和抗剪切強度。組合物中聚丁烯聚合物的最少含量應(yīng)為約15％。然而，根據(jù)最終用途，并且如前述范圍所指出的那樣，聚烯烴組分在組合物中可以完全不存在。
用于本發(fā)明的熱熔結(jié)構(gòu)粘合劑中的增粘樹脂，是增強粘合性能并提高聚丁烯共聚物和/或聚α-烯烴共聚物的比粘合的物質(zhì)。這里所用的術(shù)語“增粘樹脂”包括(a)天然和改性的松香，例如樹膠松香、木松香、浮油松香、蒸餾松香、氫化松香、二聚松香和聚合松香；(b)天然和改性松香的甘油酯和季戊四醇酯，例如淺色木松香的甘油酯，氫化松香的甘油酯，聚合松香的甘油酯，淺色木松香的季戊四醇酯，氫化松香的季戊四醇酯，浮油松香的季戊四醇酯，和松香的酚類改性的季戊四醇酯；(c)按照ASTM E28-58T的方法測定的軟化點為約60～140℃的多萜樹脂，后者的多萜樹脂通常是由萜烯烴如稱為蒎烯的單萜烯，在適當(dāng)?shù)牡蜏叵略诟ト鸬隆藖砀Ｌ卮呋瘎┑拇嬖谙戮酆系玫降?；還包括氫化的多萜樹脂；(d)天然萜烯的共聚物和三元共聚物，例如苯乙烯/萜烯，α-甲基苯乙烯/萜烯，和乙烯基甲苯/萜烯；(e)酚類改性的萜烯樹脂，例如在酸性介質(zhì)中由萜烯和酚類的縮合得到的樹脂產(chǎn)物；(f)環(huán)球軟化點為約60～140℃的脂族石油烴樹脂，該樹脂是由主要由烯烴和二烯烴組成的單體的聚合得到的；還包括有氫化的脂族石油烴樹脂；這類基于C5-烯烴餾分的樹脂的可買到的例子為“Wingtack 95”和“Wingtack 115”蒸餾增粘樹脂，由Goodyear Tire and Rubber Company出售；(g)芳族石油烴及其氫化衍生物；(h)脂族/芳族石油衍生烴及其氫化衍生物。
對于某些配方來說可能需要上述兩種或多種增粘樹脂的混合物。盡管可使用的增粘樹脂的用量范圍為10～60重量％，但優(yōu)選范圍為20～50％。
如上所述，適用于本發(fā)明范圍內(nèi)的增粘樹脂的量占全部組合物重量的約0～60％，并且當(dāng)其使用于組合物中時，它的含量優(yōu)選為組合物重量的約10～30％。優(yōu)選地，增粘樹脂選自可以買到的任何非極性的類型?？梢再I到的適用于本發(fā)明的增粘樹脂的一個例子包括商業(yè)上由商品名Escorez標(biāo)示的樹脂，它是由Exxon Chemical Company生產(chǎn)的?？捎糜诒景l(fā)明的另一種可以買到的樹脂為可從Eastman Chemical Company買到的商品名為“Eastotac”的樹脂。通常，適用于本發(fā)明的非極性增粘樹脂，包括部分或完全氫化的、基于C9或C5烴的、軟化點范圍為約10～125℃的樹脂?？捎糜诒景l(fā)明的增粘樹脂還可包括極性增粘樹脂。然而，由于許多極性樹脂僅部分地與丁烯-1均聚物和共聚物相容，因此可以利用的極性樹脂的選擇是有限的。
為提供所需的粘度控制，本發(fā)明的組合物中還可選擇地包含增塑劑，基于整個組合物的重量，其量為約0～30％，優(yōu)選為約5～15％。適宜的增塑劑不僅包括常用的增塑劑油，如礦物油，還包括烯烴低聚物和低分子量聚合物(如分子量為2000或更小的低分子量聚丁烯)，以及植物油和動物油及這類油的衍生物。可使用的石油衍生油為僅含少量芳烴的相對高沸點的物質(zhì)?；谶@一點，芳烴應(yīng)優(yōu)選小于油重量的30％，更優(yōu)選小于15％?；蛘呤牵@種油可為完全無芳烴的。齊聚物可以是平均分子量為約350～10000的聚丙烯，聚丁烯，氫化的聚異戊二烯，氫化的聚丁二烯等。適宜的植物油和動物油包括常用脂肪酸的甘油酯及其聚合產(chǎn)物。適用于本發(fā)明的增塑劑可以是許多不同的增塑劑，但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含有如可以買到商品名為Indopol H-100的單烯烴聚合物(它是由Amoco公司生產(chǎn)的基于丁烯的單烯烴聚合物)并且其分子量為2000或更低的增塑劑，特別適用于本發(fā)明。如所理解的，典型地，增塑劑的使用是為了降低整個粘合劑組合物的粘度，而基本上不降低粘合劑的使用溫度。然而，若組合物中使用了增塑劑，則必須增加聚丁烯的使用量以補償增塑劑而保持這些粘合劑所需的高剝離強度。
可以0～20重量％，優(yōu)選5～20重量％的用量用于本發(fā)明組合物中的蠟，在不明顯降低粘合劑粘接特征的前提下，可用來降低熱熔結(jié)構(gòu)粘合劑的熔體粘度。在不影響溫度性能的前提下，這些還可以用來降低組合物的開模時間(open time)。適用的蠟為(1)分子量為1000～6000的低分子量聚乙烯，其由ASTM D-1321的方法測定的硬度值為約0.1～120，且ASTM軟化點為約150～250°F；(2)石油蠟，如熔點為約130～175°F的石蠟，熔點為約135～200°F的微晶蠟，后者熔點是由ASTM D127-60的方法測定的；(3)環(huán)球法軟化點為約120～160℃的無規(guī)聚丙烯；(4)通過一氧化碳和氫的聚合得到的合成蠟，如Fischer-Tropsch蠟；和(5)聚烯烴蠟。這里所用的術(shù)語“聚烯烴蠟”是指由烯烴單體單元如乙烯或丙烯構(gòu)成的那些聚合物或長鏈物質(zhì)。這些物質(zhì)可從EastmanChemical Co.，以商品名“Epolene”買到。優(yōu)選用于本發(fā)明組合物中的物質(zhì)具有的環(huán)球法軟化點為200～350°F。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些蠟稀釋物中的每一個在室溫下均為固體。其它適用的物質(zhì)包括氫化的動物、魚和植物脂肪和油，如氫化的牛脂、豬脂、豆油、棉子油、蓖麻油、鯡油、鱈魚肝油等，由于被氫化它們在環(huán)境溫度下呈固體，發(fā)現(xiàn)上述這些也適用作蠟稀釋物的替代。這些氫化的物質(zhì)在粘合劑工業(yè)中常稱為“動物或植物蠟”。
本發(fā)明中包括穩(wěn)定劑，其用量為約0.1～3重量％，但優(yōu)選為約0.1～1重量％。結(jié)合使用適用于本發(fā)明的熱熔粘合劑組合物的穩(wěn)定劑，有助于保護上述的聚合物及總的粘合劑體系，避免其受到通常在粘合劑生產(chǎn)和使用過程中發(fā)生的熱和氧化降解的影響，以及最終產(chǎn)品通常暴露于周圍環(huán)境的影響。這種降解通常通過粘合劑的外觀、物理性能和使用特性的變差而表現(xiàn)出來。適用的穩(wěn)定劑為高分子量的受阻酚和多官能的酚，如含有硫和磷的酚。受阻酚對本領(lǐng)域熟練人員是公知的，其特征是在靠近酚羥基的部位還含有空間體積較大的基團的酚類化合物。特別是，通常在苯環(huán)的酚羥基的至少一個鄰位上取代有叔丁基。在羥基附近的這些空間體積較大的取代基團的存在起到了降低其伸長頻率的作用，并因此降低了其反應(yīng)性；因此這種空間位阻作用使酚類化合物具有穩(wěn)定性能。位阻酚的代表性例子包括1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯；季戊四醇四-3(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯；正十八烷基-3(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯；4，4’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代雙(6-叔丁基-鄰-甲酚)；2，6-二叔丁基苯酚；6-(4-羥基苯氧基)-2，4-雙(正十八烷基硫代)-1，3，5-三嗪；2，4，6-三(4-羥基-3，5-二叔丁基-苯氧基)-1，3，5-三嗪；二-正十八烷基-3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸酯；2-(正辛基硫代)乙基-3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸酯；和山梨糖醇六-(3，3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯。
特別優(yōu)選的穩(wěn)定劑為季戊四醇四-3(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯。
這些穩(wěn)定劑的性能可以通過結(jié)合使用下述物質(zhì)來進一步增強(1)協(xié)合劑，如硫代二丙酸酯和亞磷酸酯；和(2)螯合劑和金屬減活化劑，如乙二胺四乙酸及其鹽，和雙水楊酸丙烯二亞胺。
可使用本領(lǐng)域任何公知的技術(shù)對本發(fā)明的熱熔粘合劑組合物進行配制。現(xiàn)有技術(shù)的一個典型例子包括在一配有攪拌器的帶夾套的混合釜中，優(yōu)選在一Baker-Perkins或Day型帶夾套的大容量混合器中放入所有的物質(zhì)，隨后將該混合物的溫度升至約250～375°F。應(yīng)當(dāng)理解的是，在該步驟中所使用的精確溫度將取決于具體組分的熔點。攪拌所得的粘合劑組合物，直至各組分完全溶解。然后通過真空除去任何進入的空氣。
應(yīng)當(dāng)理解的是，為改進特定的物理性能，可向本發(fā)明的粘合劑組合物中加入其它選擇的添加劑。這些添加劑可包括，例如著色劑、填料等物質(zhì)。
這樣就形成了按照本發(fā)明的產(chǎn)物，它在多孔基質(zhì)上于較高的溫度下，可耐受剪切和剝離應(yīng)力?？赏ㄟ^常用的方法使用這些粘合劑，包括接觸和非接觸的，當(dāng)固化時它們是柔軟的并且不粘手。為使性能表現(xiàn)足夠充分，現(xiàn)已測定，這些粘合劑在100°F下必須能夠耐受每英寸500g的剝離力最少約11小時，100°F下耐受1000g的剪切力最少約11小時。這通過形成抗變形的與基質(zhì)的機械連接來完成。盡管比常用組合物的粘度稍高一點，但這些新的粘合劑仍可容易地通過標(biāo)準(zhǔn)的使用設(shè)備進行加工，并且在保持高強度的同時，具有足夠的韌性。高剪切-高剝離配料的測試條件層壓構(gòu)造在該測試中，選擇的基質(zhì)必須具有足夠的強度以支持指定的載荷。為達到這一要求，構(gòu)造成一種無紡織物/聚乙烯膜層壓物，它在100°F、1000g/in的載荷下可保持其形狀。這是通過使用從阿托芬德利公司(Ato Findley，Inc.)買到的、基于苯乙烯系嵌段共聚物(SIS)的、商品可得的高強度熱熔粘合劑，將單位重量較重的無紡織物層壓到聚乙烯膜上制得的。
粘合應(yīng)用以螺旋噴涂成3/8英寸寬、每平方英寸15毫克的形式將所有的粘合劑施加到上述層壓物的無紡織物一側(cè)上。該應(yīng)用的開模時間為0.5秒，使用溫度為350°F。使用9磅/平方英寸的輥壓使第二層壓物與無紡織物側(cè)邊形成粘接。
高溫測試在測試前使所有的樣品放置最少24小時。垂直于螺旋形的方向，將樣品切割為1英寸寬的長度。然后掛在100°F的循環(huán)空氣烘箱中對樣品進行測試。
靜態(tài)剝離測試以通常的剝離測試方式將500g的重物粘附到每一樣品上，并開始計時。以分鐘記錄下每一樣品至粘接破壞時所經(jīng)過的時間。對于每一種配料，測試最少5個樣品。為達到可接受的程度，樣品必須持續(xù)11小時，或660分鐘。
靜態(tài)剪切測試以通常的剪切測試方式將1000g的重物粘附到每一樣品上，并開始計時。以分鐘記錄下每一樣品至粘接破壞時所經(jīng)過的時間。對于每一種配料，測試最少5個樣品。為達到可接受的程度，樣品必須持續(xù)11小時，或660分鐘。
通過下述實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例1按照本發(fā)明制備下述的粘合劑混合物。測試時，該粘合劑在較高的溫度下提供了足夠的剝離形式和剪切形式的粘接強度，性能非常優(yōu)異。由于使用了聚丁烯均聚物、高軟化點的無定形聚α-烯烴和高軟化點的增粘劑，本實施例的樣品具有良好的高溫強度。重量％組分 商品來源 通用類名29.9 Eas totac H-130R Eastman Chemical Company 樹脂19.9 聚丁烯DP 0800Shell Chemical Company 聚丁烯39.8 Rextac 2115 Rexene Products 聚烯烴9.5 Epolene N15 Eastman Chemical Company 蠟0.9 Irganox 1010-FF Ciba Additives 穩(wěn)定劑實施例2本發(fā)明的該實施例配方不含蠟。本實施例使用了高軟化點的增粘劑和無定形的聚α-烯烴，以及聚丁烯均聚物和聚丁烯-乙烯共聚物的混合物。本配方中未使用蠟，因此提高了粘度，但使得該配料具有更大的韌性，并且較實施例1具有更長的開模時間。重量％ 組分 商品來源通用類名30Eastotac H-130REastman Chemical Company 樹脂20聚丁烯DP 0800 Shell Chemical Company 聚丁烯29Rextac 2115Rexene Products 聚烯烴20聚丁烯DP 8910 Shell Chemical Company 聚丁烯1Irganox 1010-FF Ciba Additives 穩(wěn)定劑實施例3本發(fā)明該實施例中的配方，使用了聚丁烯增塑劑代替無定形聚α-烯烴。此外，它使用聚丁烯-乙烯共聚物。重量％ 組分商品來源 通用類名15Eastotac H-100W Eastman Chemical Company 樹脂50聚丁烯DP 8910Shell Chemical Company 聚丁烯聚丁烯15Indopol H100 Amoco增塑劑19.5 Epolene N15 Eastman Chemical Company 蠟0.5 Irganox 1010-FF Ciba Additives 穩(wěn)定劑實施例4本配方含有聚丁烯均聚物和聚丁烯-乙烯共聚物的混合物，以及低軟化點的增粘劑和低軟化點的無定形聚α-烯烴。重量％ 組分 商品來源 通用類名25Eastotac H-100W Eastman Chemical Company 樹脂12.5 聚丁烯DP 0800Shell Chemical Company 聚丁烯12.5 聚丁烯DP 8910Shell Chemical Company 聚丁烯19.5 Epolene N15 Eastman Chemical Company 蠟0.5 Irganox 1010-FF Ciba Additives 穩(wěn)定劑30Rextac 2715 Rexene Products 聚烯烴實施例5本發(fā)明的該實施例配方不含增粘樹脂。在某些多孔基質(zhì)上，機械連接較基質(zhì)表面的粘接更重要。在這些情形下，可以流入多孔基質(zhì)內(nèi)的配料將“鎖定”在基質(zhì)內(nèi)，并形成抗剝離和剪切應(yīng)力的機械連接。因此不需要增粘樹脂促進粘接。該配方為聚丁烯增塑劑、聚丙烯蠟和聚丁烯-乙烯共聚物的混合物。重量％ 組分 商品來源 通用類名65聚丁烯DP 8910 Shell Chemical Company 聚丁烯聚丁烯15Indopol H100 Amoco 增塑劑19.5 Epolene N15 Eastman Chemical Company 蠟0.5 Irganox 1010-FF Ciba Additives 穩(wěn)定劑對照例1該配方(標(biāo)為“對照例1”)為商品名為H2104、可從阿托芬德利公司購得的熱熔粘合劑。
典型地，H2104用于需要相對較高強度如彈性粘接的無紡織物應(yīng)用中。H2104是現(xiàn)有技術(shù)的熱熔粘合劑類型中高強度熱熔粘合劑的典型代表，它典型地用于高應(yīng)力尿布應(yīng)用如彈性粘接中。對照例2該配方(標(biāo)為“對照例2”)為聚丁烯均聚物、高軟化點增粘劑和高軟化點無定形聚α-烯烴的混合物，其中增塑劑的用量超過了本發(fā)明所指示的范圍。該產(chǎn)物不具備所需的抗剪切或剝離性能。重量％ 組分 商品來源 通用類名30Eastotac H-130REastman Chemical Company樹脂20聚丁烯DP 0800 Shell Chemical Company 聚丁烯聚丁烯35Indopol H100 Amoco增塑劑14.5 Vestoplast 608 Huls Chemical Company 聚烯烴0.5 Irganox 1010-FFCiba Additives 穩(wěn)定劑對照例3該配方(標(biāo)為“對照例3”)含有聚丁烯均聚物和聚(丁烯-乙烯)共聚物的混合物、中等軟化點的增粘劑和高軟化點無定形聚α-烯烴和高軟化點的聚丙烯蠟，其中聚丁烯聚合物的用量小于本發(fā)明所指示的范圍。盡管該產(chǎn)物具有可與實施例1～5相比的足夠的抗剪切性能和軟化點，但它不具備該應(yīng)用中所需的抗剝離性能。重量％ 組分 商品來源 通用類名20Escorez 1315 Exxon Chemical Company 樹脂5 聚丁烯DP 0800 Shell Chemical Company 聚丁烯5 聚丁烯DP 8910 Shell Chemical Company 聚丁烯9.5Epolene N15Eastman Chemical Company 蠟0.5Irganox 1010-FFCiba Additives 穩(wěn)定劑60 Rextac 2115Rexene Products 聚烯烴測試結(jié)果按照前述的方法進行測試，以確定上述配方的剝離強度和抗剪切強度，結(jié)果數(shù)據(jù)分別列于表1電荷表2中。這些組合物的軟化點和粘度分別列于表3和表4中。
表1<

>
表2

表3

表4<

>加工比較熱熔粘合劑必須具有較低的粘度，以在通常的涂料設(shè)備上進行良好的加工。下述是加工性能良好的基于苯乙烯系典型嵌段共聚物粘合劑H2104，與實施例1的基于聚丁烯的粘合劑的比較。該實施例樣品也具有良好的加工性能。所列的溫度代表了熱熔粘合劑的典型應(yīng)用和/或加工溫度。
粘度H2104實施例1325°F下的粘度(cPs) 4500 325°F下的粘度(cPs) 7300350°F下的粘度(cPs) 2700 350°F下的粘度(cPs) 5400375°F下的粘度(cPs) 1550 375°F下的粘度(cPs) 3500熱穩(wěn)定性H2104樣品在325°F下老化48小時實施例1樣品在365°F下老化48小時325°F下的粘度(cPs) 3650350°F下的粘度(cPs) 5390粘度變化 -19％ 粘度變化 -0.2％
數(shù)據(jù)顯示，為匹配于H2104的粘度，實施例1的樣品必須在稍微高一點的溫度下操作。然而在典型的加工溫度下，兩種產(chǎn)品均較容易加工。此外，當(dāng)在較高溫度下進行長時間老化時，實施例1的樣品比H2104更好地保持了其粘度。
權(quán)利要求
1.一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有下述組分的混合物(a)約15～65重量％的聚丁烯聚合物；(b)約0.1～3重量％的穩(wěn)定劑；以及剩余組分選自下述組分中的一種或多種，使得基于整個組合物的重量，各組分的重量和為100％(c)約0～70重量％的聚烯烴聚合物；(d)約0～60重量％的增粘樹脂；和(e)約0～30重量％的蠟；其中聚丁烯聚合物的最少含量為15重量％；且該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
2.權(quán)利要求1的熱熔粘合劑組合物，其中增粘樹脂選自脂族烴樹脂，氫化的芳族烴樹脂，氫化的脂族烴樹脂，或氫化的芳族/脂族烴樹脂。
3.權(quán)利要求1的熱熔粘合劑組合物，其中所述聚烯烴聚合物為聚α-烯烴共聚物。
4.權(quán)利要求1的熱熔粘合劑組合物，進一步包括至多為約30重量％的增塑劑。
5.權(quán)利要求4的熱熔粘合劑組合物，其中增塑劑選自由礦物油和低分子量聚丁烯組成的組。
6.、一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有(a)約19.9重量％的聚丁烯聚合物；(b)約29.9重量％的聚α-烯烴共聚物；(c)約39.8重量％的增粘樹脂；(d)約9.5重量％的蠟；和(e)約0.9重量％的穩(wěn)定劑；以及(f)其中該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
7.權(quán)利要求6的熱熔粘合劑組合物，其中增粘樹脂選自脂族烴樹脂，氫化的芳族烴樹脂，氫化的脂族烴樹脂，或氫化的芳族/脂族烴樹脂。
8.權(quán)利要求6的熱熔粘合劑組合物，其中蠟選自由低分子量聚乙烯，石蠟，微晶蠟，合成蠟和聚烯烴蠟組成的組。
9.一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有(a)約20重量％的聚丁烯均聚物；(b)約30重量％的增粘樹脂；(c)約29重量％的聚烯烴共聚物；(d)約1重量％的穩(wěn)定劑；和(e)約20重量％的聚丁烯共聚物；以及(f)其中該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
10.權(quán)利要求9的熱熔粘合劑組合物，其中所述聚丁烯共聚物為聚(丁烯-乙烯)共聚物。
11.一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有(a)約65重量％的聚丁烯共聚物；(b)約19.5重量％的蠟；(c)約15重量％的增塑劑；和(d)約0.5重量％的穩(wěn)定劑；(e)其中該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
12.權(quán)利要求11的熱熔粘合劑組合物，其中所述增塑劑為聚丁烯增塑劑，其分子量為2000或更低。
13.權(quán)利要求11的熱熔粘合劑組合物，其中所述蠟為聚丙烯蠟。
14.權(quán)利要求11的熱熔粘合劑組合物，其中所述聚丁烯共聚物為聚(丁烯-乙烯)共聚物。
15.一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有(a)約25重量％的聚丁烯均聚物和共聚物的混合物；(b)約30重量％的聚α-烯烴共聚物；(c)約25重量％的增粘樹脂；(d)約19.5重量％的蠟；和(e)約0.5重量％的穩(wěn)定劑；(f)其中該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
16.權(quán)利要求15的熱熔粘合劑組合物，其中增粘樹脂選自脂族烴樹脂，氫化的芳族烴樹脂，氫化的脂族烴樹脂，或氫化的芳族/脂族烴樹脂。
17.權(quán)利要求15的熱熔粘合劑組合物，其中所述聚丁烯均聚物和共聚物的混合物含有約12.5重量％的均聚物和約12.5重量％的共聚物。
18.一種高剝離強度和抗剪切強度的熱熔粘合劑組合物，該組合物含有(a)約50重量％的聚丁烯共聚物；(b)約15重量％的增塑劑；(c)約15重量％的增粘樹脂；(d)約19.5重量％的蠟；和(e)約0.5重量％的穩(wěn)定劑；其中該粘合劑組合物在100°F下可耐受500克的剝離形式的應(yīng)力最少約11小時，而且在100°F下可耐受1000克的剪切形式的應(yīng)力最少約11小時。
19.權(quán)利要求18的熱熔粘合劑組合物，其中增粘樹脂選自脂族烴樹脂，氫化的芳族烴樹脂，氫化的脂族烴樹脂，或氫化的芳族/脂族烴樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于聚丁烯的熱熔粘合劑組合物,它具有多種最終用途,特別是在無紡織物制品如一次性尿布的構(gòu)造和彈性粘接應(yīng)用中。與典型的熱熔粘合劑不同,本發(fā)明的組合物可在較長時間內(nèi)在較高溫度下耐受高剝離和剪切作用,而不會發(fā)生嚴(yán)重的粘接破壞。該組合物包括聚丁烯聚合物或聚丁烯和聚烯烴聚合物的混合物,和穩(wěn)定劑,以及選自聚烯烴聚合物、增粘樹脂、增塑劑或蠟的一種或多種剩余組分。該熱熔粘合劑組合物可用通常的應(yīng)用工藝,如擠出或噴涂法來使用。
文檔編號C08L23/02GK1254361SQ98804665
公開日2000年5月24日 申請日期1998年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月30日
發(fā)明者瑪格麗特·M·弗拉利奇, 馬克·阿爾珀 申請人:阿托芬德利公司