Термоплавкий адгезив - RU2678050C1

Описание

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №61/918434, поданной 12 декабря 2013 года, которая посредством ссылки включается в настоящий документ.

Раскрыт многоцелевой термоплавкий адгезивный материал, который можно наносить на основы, такие как целлюлозные материалы, пленка, волокнистые или нетканые материалы в конструкции изделий. Адгезивную композицию производят для получения вязкости расплава, когезии и адгезии достаточной для сборки изделия и получения механически стабильного продукта. Адгезив, как правило, содержит смесь полимерных материалов, скомбинированных в пропорциях, в которых получают желательные и полезные конструкционные свойства, полезные в производстве изделий. Одно из воплощений представляет собой термоплавкий адгезив. Второе воплощение представляет собой изделие, произведенное с применением конструкционных свойств и особенностей термоплавкого адгезива.

Обычные термоплавкие адгезивы получают путем комбинации полимера и добавки с получением в сущности однородной термопластичной смеси. Улучшенные материалы необходимы для применения в улучшенном оборудовании для нанесения и в современных и усовершенствованных конструкциях изделий. Существует значительная потребность в получении нового состава из комбинаций материалов и методиках смешивания, благодаря которым получают улучшенные адгезивы.

Адгезивная композиция содержит первый аморфный α-олефиновый сополимер и второй полимер. Аморфный полимер содержит аморфный или статистический полимер, содержащий бутан и один или более альфа-олефиновых мономеров, таких как этилен, пропен, пентен, октен и т.д. Второй полимер содержит аморфный материал, который может действовать как разбавители, модификатор вязкости, удешевляющая добавка или пластификатор.

Используемый в настоящем документе «гомополимер» означает полимер, получаемый в результате полимеризации одного мономера, т.е. полимер, состоящий в сущности из одного типа повторяющихся звеньев.

Используемый в настоящем документе термин «сополимер(сополимеры)» относится к полимеру(полимерам), образованным путем полимеризации по меньшей мере двух разных мономеров. Например, термин «сополимер» включает продукт реакции сополимеризации мономера, такого как пропен или бутан, предпочтительно 1-бутен, и α-олефина, такого как, например, этилен, 1-гексен или 1-октен.

Используемые в настоящем документе термины «пропеновый сополимер» или «пропиленовый сополимер» означают сополимер из более чем 40 или 50 вес. % или большего количества пропена и по меньшей мере одного мономера, выбранного из группы, включающей этилен и С₄-С₂₀-α-олефин.

Используемый в настоящем документе термин «бутановый сополимер» означает полимер из н-бутена (1-бутена) или 2-бутена и по меньшей мере одного мономера, выбранного из группы С_2-3- и С_5-20-альфа-олефинов. Бутеновые сополимеры, как правило, содержат минимальное количество по меньшей мере приблизительно 40 или приблизительно 50 вес. % или или большего количества бутанового мономера, такого как 1-бутен.

Термин «аморфный» означает фактическое отсутствие кристалличности (т.е.) менее 5% и менее 1%. Термин «гетерофазный» полимер означает полимер, имеющий аморфную природу и по меньшей мере некоторое достаточное содержание кристаллов (содержание кристаллов по меньшей мере 5 вес. %, 10 вес. %, 20 вес. %, 40 вес. % или 50 вес. %), которые могут обеспечивать когезионную прочность в охлажденной массе адгезива. Содержимое кристаллов может присутствовать в форме стереорегулярных блоков или последовательностей.

Термин «последовательность или блок» означает часть полимера из повторяющегося мономера, который сходен по составу, кристалличности или другим особенностям.

Используемый в настоящем документе термин «время открытой выдержки с адгезивом» означает количество времени, проходящее между нанесением расплавленной термоплавкой адгезивной композиции на первую основу, и временем, когда полезная клейкость или пропитывание адгезивом основы фактически прекращается вследствие отвердевания адгезивной композиции. Время открытой выдержки с адгезивом также называется «временем действия».

Используемый в настоящем документе термин «основа» означает любой предмет, имеющий по меньшей мере частично или полностью отвердевшую поверхность из волокна, пленки или плоскую поверхность, которая предназначена для контакта с термоплавкой адгезивной композицией. В некоторых случаях одна и та же область, круг, капля, линейная нить или точка термоплавкой адгезивной композиции контактируют с двумя или более основами с целью создания адгезионного скрепления между ними. В некоторых таких случаях основы являются частью одного и того же предмета: например, сложенная пленка или сложенный нетканый материал, две стороны листа картона, загнутые друг к другу, причем две стороны скреплены вместе адгезивом. В других таких случаях основы являются частями разных предметов: например, пластиковая пленка, которая скреплена адгезивом со второй пленкой, нетканым материалом или листом картона. Основы могут быть непроницаемыми, проницаемыми, пористыми или непористыми.

Используемый в настоящем документе термин «в сущности» обычно означает такой же или подобный, но допускающий или имеющий незначительные отклонения от определенного свойства, определения и т.д. Например, небольшие измеримые или неизмеримые отклонения в измеряемом свойстве, описанном в настоящем документе, таком как вязкость, температура плавления и т.д., могут являться результатом человеческой ошибки или точности методики. Другие отклонения вызваны изначально присущими вариациями в процессе производства, термической историей состава и т.п. Тем не менее, следует отметить, что адгезивные композиции в сущности характеризуются рассматриваемым свойством.

Используемый в настоящем документе термин «большая доля» означает, что материал или мономер применяется в количестве, большем чем 50 вес. %. Используемый в настоящем документе термин «основной компонент» означает, что материал или мономер является более распространенным веществом или имеет более высокую концентрацию в смеси или полимере по сравнению с другими, но до 50 вес. %.

Переходная фраза «состоящий в сущности из» ограничивает объем притязаний определенными материалами, но включает материалы, которые не воздействуют существенно на основные и новые характеристики заявленных материалов. Эти характеристики включают время открытой выдержки с адгезивом, когезионную прочность (прочность на разрыв), прочность при отслаивании и вязкость. Значительные количества третьего полимера или количества агента, повышающего клейкость, существенно воздействуют на основные и новые характеристики заявленных материалов.

Адгезивный материал содержит первый полимер, содержащий полиолефиновый сополимер, содержащий в сущности аморфный или статистически полимеризованный полимерный материал, содержащий 1-бутен, и второй аморфный полимер, содержащий совместимый аморфный жидкий бутановый полимер, такой как полиизобутиленовый полимер или аналогичный материал. Полиизобутиленовый полимер содержит значительную долю (более 50 мол. % и часто более 90 мол. %) изобутиленового мономера.

Первый аморфный полимер, как правило, содержит бутан (например) 1-бутен, и может представлять собой сополимер или терполимер, который может содержать этилен, пропен или второй С_4-40-олефиновый полимер. Эти в сущности аморфные полимеры с низкой степенью кристалличности характеризуются кристаллической природой менее чем на 10% и предпочтительно менее чем на 5%.

Аморфный полимер представляет собой сополимер на основе бутана (минимальное количество составляет по меньшей мере приблизительно 30 или 40 из 40 или 60 вес. % 1-бутена), который также можно назвать статистическим бутан-α-олефиновым сополимером. Бутановый сополимер включает одно или более звеньев, т.е. мономерных звеньев, полученных из пропена, одно или более сомономерных звеньев, полученных из этилена или α-олефинов, включающих от 4 до приблизительно 30 атомов углерода.

Первый сополимер содержит от приблизительно 30 мол. % до приблизительно 75 мол. %, предпочтительно от приблизительно 40 мол. % до приблизительно 70 мол. %, от приблизительно 50 мол. % до приблизительно 65 мол. % звеньев, полученных из бутана. Помимо звеньев, полученных из бутена, данный сополимер содержит от приблизительно 70 мол. % до приблизительно 30 мол. %, от приблизительно 60 мол. % до приблизительно 40 мол. % звеньев, предпочтительно полученных из этилена, пропена или по меньшей мере одного С_5-10-альфа-олефинового мономера.

В одном или более воплощениях звенья α-олефинового сомономера также можно получить из других мономеров, таки как этилен, 1-бутен, 1-гексан, 4-метил-1-пентен и/или 1-октен. Примеры альфа-олефинов выбраны из группы, состоящей из следующего: этилен, бутан-1, пентен-1, 2-метилпентен-1, 3-метилбутен-1, гексан-1, 3-метилгексен-1, 4-метилпентен-1, 3,3-диметилбутен-1, гептен-1, гексен-1, метилгексен-1, диметилпентен-1, триметилбутен-1, этилпентен-1, октен-1, метилпентен-1, диметилгексен-1, триметилпентен-1, этилгексен-1, метилэтилпентен-1, диэтилбутен-1, пропилпентан-1, децен-1, метилнонен-1, нонен-1, диметилоктен-1, триметилгептен-1, этилоктен-1, метилэтилбутен-1, диэтилгексен-1, до децен-1 и гексадодецен-1.

В одном или более воплощениях аморфный сополимер содержит от приблизительно 30 мол. % до приблизительно 73 мол. %, предпочтительно от приблизительно 50 мол. % до приблизительно 00 мол. % звеньев, полученных из бутана, и от приблизительно 70 мол. % до приблизительно 30 мол. %, от приблизительно 60 мол. % до приблизительно 40 мол. %, от приблизительно 50 мол. % до приблизительно 65 мол. % звеньев, полученных по меньшей мере из одного альфа-олефинового мономера, выбранного из этилена, пропена, 1-гексена или 1-октена. Можно применять небольшие количества α-олефинового мономера (мономеров), в диапазоне приблизительно от 0,1 до 20 мол. %. Аморфный полимер характеризуется средневесовым молекулярным весом (Мw) от приблизительно 1000 до приблизительно 25000 или менее, предпочтительно приблизительно от 2000 до 20000.

В одном или более воплощениях первый сополимер содержит от приблизительно 30 мол. % до приблизительно 70 мол. %, предпочтительно от приблизительно 40 мол. % до приблизительно 60 мол. % звеньев, полученных из бутана, и от приблизительно 70 мол. % до приблизительно 30 мол. %, от приблизительно 60 мол. % до приблизительно 40 мол. % звеньев, полученных из пропена, в то время как можно использовать небольшое количество α-олефинового мономера(мономеров) в диапазоне приблизительно от 0,1 до 20 мол. %.

Аморфный полимер характеризуется средневесовым молекулярным весом (Мw) от приблизительно 1000 до приблизительно 50000 или менее, предпочтительно приблизительно от 5000 до 45000.

Аморфный сополимер характеризуется вязкостью менее 10000 мПа⋅с (1 сантипуаз [сП]=1 мПа⋅с), например, от приблизительно 2000 до 8000 мПа⋅с, при измерении в соответствии с АSТМ С3236 при 190°С. Вязкость расплава определяли в соответствии с АSТМ D-3236, которую также в настоящем документе называют «вязкостью» и/или «вязкостью по Брукфильду».

Некоторые примеры аморфного полиолефина включают полимеры Rехtaс, производимые Нuntsman, в том числе Rextac Е-62, Е-65. См., например, Sustic, патент США №5723546 для описания полимеров, который специально включен в настоящий документ. Другие применимые аморфные полимеры реализуются как материалы Vestoplasr^® и Eastoflex^®.

Адгезивный материал содержит второй полимер, который является совместимым с 1-бутеновым компонентом в первом сополимере. Такая совместимость обусловлена жидким аморфным материалом, содержащим по меньшей мере один изомер бутенового мономера (1-бутен, цис- и транс-2-бутен и изобутилен). В отличие от традиционных пластифицирующих масел, таких как белые масла, традиционно имеющие углеводородную природу, применимые материалы являются достаточно совместимыми и в результате дополнительно улучшают технологические характеристики, снижают вязкость, поддерживают адгезионное скрепление при улучшении когезивных свойств. Термины «совместимый или совместимость» смеси полимеров в том смысле, в котором данный термин используется в настоящем раскрытии, означает, что (1) материалы смешиваются в однородный горячий расплав, и (2) когезионная прочность смеси (от 70/30 до 50/50 по весу) аморфного 1-бутенового полимера и второго аморфного полимера поддерживается в конструктивных целях. Предпочтительные материалы включают совместимые удешевляющую добавку, разбавители и модификатор вязкости, такой как полиизобутиленовый полимер. Полимер может содержать большую долю изобутиленовых звеньев или может быть представлен как:

[-С(СН₃)₂-СН₂-]_n;

где n=15-75. Предпочтительные материалы, такие как полиизобутилен, представляют собой вязкие жидкости с молекулярным весом приблизительно от 200 до 20000, приблизительно от 200 до 5000 или приблизительно от 500 до 3000. Предпочтительные жидкие материалы характеризуются вязкостью в универсальных секундах по Сейболту (SUS) при 100°С, составляющей приблизительно от 100 до 20000. Характерными особенностями полиизобутилена являются низкая газопроницаемость и высокая устойчивость к действию кислот, щелочей и растворов солей, а также высокие диэлектрические показатели. Они постепенно разлагаются под действием солнечного света и ультрафиолетовых лучей (добавление углеродной сажи замедляет этот процесс). В промышленности полиизобутилен получают посредством полимеризации мономера по ионному механизму (катализируемому АlСl₃) при температурах от -80°С до -100°С; их обработку осуществляют с помощью стандартного оборудования в каучуковой промышленности. Полиизобутилен легко объединяется с природными или синтетическими каучуками, полиэтиленом, поливинилхлоридом и фенол-формальдегидными смолами.

В некоторых воплощениях пластификаторы включают полипропилен, полибутен, гидрированный полиизопрен, гидрированный полибутадиен, полипиперилен, сополимеры пиперилена и изопрена и т.п., характеризующиеся средними значениями молекулярного веса от приблизительно 350 до приблизительно 10000. В других воплощениях пластификаторы включают глицериловые сложные эфиры обычных жирных кислот.

Как отмечено выше, получают воплощения или предпочтительные композиции, которые в сущности не содержат эффективного количества традиционного материала, повышающего клейкость, который может добавлять любую особенность из времени открытой выдержки с адгезивом, смачивание основы или приклеивание к адгезивному материалу. Уход от применения агента, повышающего клейкость, снижает затраты и освобождает разработчика рецептур от применения дефицитных материалов. Дополнительный агент, повышающий клейкость, может придавать нежелательный запах одноразовым изделиям, а также может действовать как носитель низкомолекулярных пластификаторов (подобных технологическим маслам, которые применяют в адгезивах на основе SВС), которые могут ослаблять полиэтиленовые материалы нижнего листа, применяемые в детских подгузниках. Целостность нижнего листа становится более важной вследствие уменьшения толщины полиэтиленовой пленки, применяемой в этих изделиях. Под термином «традиционные смолы, повышающие клейкость» понимают те смолы, обычно доступные в областях разработки и промышленного применения адгезивов, которые используются в типичных термоплавких адгезивах. Примеры традиционных смол, повышающих клейкость, включенные в данный диапазон, включают смолы на основе алифатических углеводородов, смолы на основе модифицированных ароматическими компонентами алифатических углеводородов, смолы на основе гидрированного поли-циклопентадиена, смолы на основе поли-циклопентадиена, живичные канифоли, эфиры смоляных кислот живичной канифоли, экстракционные канифоли, эфиры смоляных кислот экстракционной канифоли, канифоли на основе таллового масла, эфиры смоляных кислот канифоли на основе таллового масла, политерпен, модифицированный ароматическими компонентами политерпен, смолы на основе гидрированного поли-циклапентодиена, модифицированного терпен-фенольными, ароматическими компонентами, смолы на основе гидрированных алифатических соединений, смолы на основе гидрированных алифатически-ароматических соединений, гидрированный терпен и модифицированный терпен, а также гидрированные эфиры смоляных кислот канифоли. Часто в традиционных составах такие смолы применяются в количествах, которые находятся в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 65 вес. %, часто приблизительно от 20 до 30 вес. %.

В дополнительных воплощениях композиции, раскрытые в настоящем документе, могут необязательно содержать антиоксидант или стабилизатор. В раскрытых в настоящем документе адгезивных композициях можно применять любой антиоксидант, известный специалисту в данной области. Неограничивающие примеры подходящих антиоксидантов включают антиоксиданты на основе аминов, таких как алкил-дифениламины, фенил-нафтиламин, алкил- или аралкил-замещенный фенил-нафтиламин, алкилированные пара-фенилендиамины, тетраметил-диаминодифениламин и т.п.; и стерически затрудненные фенольные соединения, такие как 2,6-ди-трет-бутил-r-метилфенол; 1,2,5-триметил-2,4,5-трис(3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксибензил)бензол; тетракис[(метилен(3,5-ди-5-бутил-4-гидроксигидроциннамат)]метан (например, IRGANOXTMI 010 от Сiba Geigy, Нью-Йорк); октадецил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксициннамат (например, IRGANOXTMI 1076, коммерчески доступный от Сiba Geigy) и их комбинации. В случае применения антиоксиданта его количество в композиции может составлять приблизительно от количества более 0 до приблизительно 1 вес. %, от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,75 вес. % или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 вес. % от общего веса композиции.

В дополнительных воплощениях композиции, раскрытые в настоящем документе, могут необязательно содержать осветлитель, краситель или пигмент. В раскрытых в настоящем документе адгезивных композициях можно применять любой краситель или пигмент, известный специалисту в данной области. Неограничивающие примеры подходящих осветлителей, красителей или пигментов включают флуоресцентные материалы и пигменты, такие как триазин-стильбен, кумарин, имидазол, диазол, диоксид титана и углеродная сажа, фталоцианиновые пигменты и другие подготовленные пигменты, такие как IRGAZINB, CROMOPHTALB, MONASTRALB, CINQUASIAB, IRGALITEB, ORASOLB, все из которых доступны от Cibs Specialty Chemicals из Тарритауна, Нью-Йорк. В случае применения осветлителя, красителя или пигмента его количество в композиции может составлять приблизительно от количества более 0 до приблизительно 10 вес. %, от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 вес. % или от приблизительно 0,1 до приблизительно 2 вес. % от общего веса композиции.

Раскрытые в настоящем документе композиции также могут необязательно содержать душистое вещество, такое как отдушка или другое ароматное вещество. Такие душистые вещества могут удерживаться подкладкой, или они могут содержаться в средствах для высвобождения, таких как микрокапсулы, которые могут, например, высвобождать душистое вещество после удаления препятствующего высвобождению покровного материала с композиции или надавливания на композицию.

В дополнительных воплощениях композиции, раскрытые в настоящем документе, могут необязательно содержать наполнитель. В раскрытых в настоящем документе адгезивных композициях можно применять любой наполнитель, известный специалисту в данной области. Неограничивающие примеры подходящих наполнителей включают песок, тальк, доломит, карбонат кальция, глину, диоксид кремния, слюду, волластонит, полевой шпат, силикат алюминия, окись алюминия, гидроокись алюминия, стеклянные бусины, стеклянные микросферы, керамические микросферы, микросферы из термопластичного материала, барит, древесную муку и их комбинации. В случае применения наполнителя его количество в композиции может составлять приблизительно от количества более 0 до приблизительно 60 вес. %, от приблизительно 1 до приблизительно 50 вес. % или от приблизительно 5 до приблизительно 40 вес. %.

Термоплавкие адгезивные композиции характеризуются реологическими свойствами в расплаве и термической стабильностью, подходящими для применения с традиционным оборудованием для нанесения термоплавкого адгезива. Смешанные компоненты термоплавких адгезивных композиций характеризуются низкой вязкостью расплава при температуре нанесения, что тем самым облегчает течение композиций через аппарат для нанесения покрытия, например, головку или сопло для нанесения покрытия, не прибегая к включению растворителей или удешевляющей добавки на основе масла в композицию. Значения вязкости расплава термоплавких адгезивных композиций составляют от 1500 сП до 3500 сП или приблизительно от 2000 сП до 3000 сП, измеренные в миллипаскаль-секундах или сантипуазах (сП) с помощью вискозиметра Brookfield thermosel RVT с использованием ротора номер 27 при 176,66°С (50 об./мин, 350°F). Термоплавкие адгезивные композиции характеризуются температурой размягчения (стандартный метод испытаний в соответствии с ASTM D 3461-97 для методов определения температуры размягчения с применением аппарата Меттлера), составляющей приблизительно от 80°С до 140°С, в некоторых воплощениях приблизительно от 115°С до 130°С. Типичные, но не ограничивающие промышленные применения термоплавких адгезивных композиций включают одноразовые гигиенические изделия широкого потребления, полученные из нетканых материалов, пленок, микропористых пленок и т.д., например, подгузники, женские гигиенические прокладки, салфетки, больничные хирургические простыни и прокладки и т.д., на которые оказывает благоприятное воздействие как гибкость при низкой температуре, теплостойкость, так и эффективность конечного применения в автоматизированных средствах нанесения термоплавких адгезивных композиций на разнообразные основы.

Изделия включают предметы, имеющие какие-либо две или более основы, скрепленные адгезивом при помощи термоплавкой адгезивной композиции. Основы, которые скреплены адгезивом в таких изделиях, сформированы из материалов, таких как картон, бумага, термопластичные материалы, такие как сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат, полиамиды, такие как нейлоны, или полипропилен, термореактивные полимеры и их комбинации, смеси или слоистые композиты из них, и включают в некоторых воплощениях покрытия из воска, акрилатных полимеров или других материалов; красители, консерванты, стабилизаторы, технологические смазывающие средства и т.п., а также комбинации любых из этих материалов. Основы включают твердые непористые предметы и слои, а также пористые предметы и слои, такие как нетканые ткани, бумага, хлопковая вата, поддающиеся растягиванию и воздухопроницаемые полипропилен и полиэтилен, а также сополимеры и т.п.

Другой аспект относится к способам производства, при которых используются термоплавкие адгезивные композиции. Способ включает нанесение расплавленных композиций на основу с последующим контактом адгезивной композиции со второй основой не позднее периода от 0,1 секунды до 5 секунд после нанесения адгезивной композиции на первую основу, причем приведение в контакт приводит в результате к адгезионному скреплению основ.

Еще один аспект относится к произведенному изделию, включающему термоплавкие адгезивные композиции, при этом изделие включает по меньшей мере две основы, скрепленные адгезивом с помощью количества термоплавкой адгезивной композиции. Типичные произведенные изделия включают одноразовые гигиенические изделия широкого потребления, например, подгузники, женские гигиенические прокладки, салфетки и подобные изделия, такие как сформированные из комбинации материалов с низким и более высоким энергетическим произведением, например, бумажная масса или картон с полиэтиленовой оберткой и/или полипропиленовой этикеткой, или нетканый материал с защитным пластиковым верхним слоем. В целом, на изделия, в которых можно преимущественно обеспечить скрепление с помощью термоплавких адгезивных композиций, оказывают благоприятное воздействие как гибкость при низкой температуре, теплостойкость, так и эффективность конечного применения в автоматизированных средствах нанесения адгезивных композиций на основы.

Термоплавкие адгезивные композиции составляли путем смешивания в расплаве, как описано ниже, причем конкретные компоненты и количества компонентов приведены ниже. В случае изделий, произведенных с применением адгезивов, изделия можно производить путем образования адгезионного скрепления между полимерной пленкой и волокном или волокнистой массой. Изделие также может содержать адгезионное скрепление, образованное между полимерной пленкой и нетканой тканью. Кроме того, изделие можно производить путем образования адгезионного скрепления в многослойной структуре, содержащей внешний слой из полимерной пленки и внутренние компоненты, содержащие волокнистую массу или нетканую ткань.

Адгезивные материалы можно использовать в качестве конструкционного адгезива при сборке общедоступных одноразовых изделий широкого потребления. Такие изделия включают подгузники для младенцев, подгузники для взрослых, наматрасники, гигиенические продукты и другие абсорбирующие изделия. Эти изделия, как правило, получают посредством комбинирования по меньшей мере полимерной пленки с другими пленками и волокнистыми материалами. Волокнистые материалы могут включать ткани, такие как тканые ткани или нетканые ткани, волокна в форме волокнистых матов, групп волокон, шарики из волокон и т.д.

Такие абсорбирующие изделия, как правило, содержат абсорбент, удерживаемый внутри изделия. Абсорбент обычно покрыт с помощью внутренней оболочки из нетканого материала. Такие оболочки содержат материал с высокой проницаемостью, такой как структура из нетканого материала, полученного по технологии спанбонд, которая пропускает жидкости или влагу с внутренней стороны изделия в абсорбирующий слой. Абсорбирующий слой или структура, сформированная внутри абсорбирующего изделия, как правило, содержит прокладку из волокнистой массы или целлюлозную или древесную массу с целью значительной абсорбции жидкости или текучих материалов, выделяемых в абсорбирующее изделие. Волокно или пух могут содержать целлюлозные волокна, синтетические волокна или их смеси, такие как смеси древесных волокон, целлюлозных волокон, полиэтиленовых волокон, полипропеновых волокон или других волокнистых материалов, часто включающих суперабсорбирующий материал. Суперабсорбирующие материалы или материалы, хорошо абсорбирующие влагу, применяют для повышения абсорбирующей способности абсорбирующего изделия. Такие материалы представляют собой органические материалы, включающие модифицированные натуральные камеди и смолы, но часто они включают синтетические полимерные материалы, такие как гидрогели. Для выполнения функции абсорбента можно применять карбоксиметилцеллюлозу, соли акриловых полимеров со щелочными металлами, полиакриламиды, поливиниловый спирт, полимеры и сополимеры на основе ангидрида полиэтилена, полимеры и сополимеры на основе поливинилового простого эфира, полимеры и сополимеры на основе гидроксиалкилцеллюлозы, полимеры и сополимеры на основе поливинилсульфоновой кислоты, полимеры на основе полиакриловой кислоты, полимеры и сополимеры на основе поливинилпирролидона.

Слои нетканой ткани, используемые в таких одноразовых изделиях, как правило, представляют собой в сущности плоские структуры, содержащие скрепленный узел из натуральных или синтетических волокон.

Такие нетканые материалы часто получают с использованием ряда методик, в том числе технологии спанбонд, технологии мелтблаун и т.д. Такие нетканые материалы часто производят путем произвольного размещения волокон или пучков в сущности случайным образом и их последующего термоскрепления с использованием присущих характеристик связывания волокон или путем скрепления волокон с использованием материалов на основе смол, наносимых на волокна. Различные полимеры можно применять для получения нетканых материалов, в том числе полиолефин, сложные полиэфиры, полимеры этилена и винилацетата, полимеры этилена и акриловой кислоты, а также другие.

Внешняя сторона изделия часто содержит полимерную пленку, которая является непроницаемой для жидкости. В определенных аспектах внешние полимерные пленки можно дополнительно модифицировать с применением дополнительных внешних слоев для получения более матерчатого или нетканого характера внешней полимерной пленки. Внешняя пленка, как правило, содержит один слой полимерной пленки, но при этом она может быть многослойной пленочной структурой. Типичные листовые полимерные материалы содержат полимеры с высокой прочностью на разрыв, в том числе сложные полиэфиры, полиолефины или другие листовые термопластичные материалы, которые можно сформовать в слои пленки. Полимерные материалы на основе полиолефинов или сложных полиэфиров часто формуют в листы и обрабатывают для улучшения прочности, гибкости и прочности на прокол. Методики, включающие двуосное ориентирование, термическую обработку или поверхностную обработку, могут улучшить характеристики пленки у полимерных пленок. Такие полимерные пленки часто имеют толщину, которая варьирует от приблизительно десяти до приблизительно ста микрометров.

Одно упомянутое воплощение абсорбирующего изделия содержит непроницаемую для жидкости и воздухопроницаемую полимерную пленку и ткань, прокладку или мат в виде абсорбирующего слоя и внутренний слой из нетканого материала. Эту трехкомпонентную структуру собирают с применением адгезива, который наносят с применением методик производства, посредством которых приклеивают внутренний слой из нетканого материала к полимерной пленке, что удерживает абсорбирующий слой между ними.

Адгезивные композиции можно наносить в расплавленном состоянии в виде термоплавкого адгезива на основу, или их можно наносить или распылять в виде покрытия на нетканый материал в виде полимерной пленки или абсорбирующую прокладку. Адгезивы, как правило, наносят посредством нанесения покрытия через щелевую головку, напыления или разбрызгивания в виде бусин, узора в виде точек, узора в виде спирали или другого общепринятого узора с использованием методик нанесения покрытия, разработанных компанией Nordson. В предпочтительном воплощении композицию адгезивной композиции наносят на основу посредством нанесения покрытия через щелевую головку с применением (устройства для нанесения покрытия через щелевую головку Nordson true coat или Speed coat) при повышенной скорости работы устройства.

Материал, как правило, наносят в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 20 или от приблизительно 0,2 до приблизительно 10 или от приблизительно 0,3 до приблизительно 15 грам на квадратный метр (г-м^-2) полученного в результате скрепленного материала. Адгезивный материал можно использовать при скорости нанесения 0,5-2 г-м^-2, 0,6-1,7 г-м^-2 или 0,7-1,5 г-м^-2 для гигиенических продуктов или изделий одноразовых подгузников. Аналогичные низкие скорости нанесения могут применяться при изготовлении салфеток, эластичных креплений и других одноразовых товаров. Особенно предпочтительные применения для раскрытых материалов включают конструкцию детского подгузника, конструкцию основы подгузника, стабилизацию сердцевины подгузника, ламинирование наружной оболочки подгузника, конструкцию и стабилизацию сердцевины женской прокладки, клейкую полоску для женской прокладки и т.д.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Ряд термоплавких адгезивных композиций получали путем смешивания первого аморфного сополимера, второго совместимого сополимера и антиоксиданта с использованием условий смешивания при повышенных температурах с образованием полностью гомогенизированного расплава. Температуры смешивания варьировали от приблизительно 135 до приблизительно 200°С, предпочтительно от приблизительно 150 до приблизительно 175°С, что требуется для получения однородности. Традиционный смеситель с подогреваемыми лопастями мешалки (WiseStir^®) использовали для обеспечения полной гомогенизации в подогреваемом контейнере до конечной адгезивной композиции.

Примеры 1-3

Термоплавкие адгезивные композиции составляли путем смешивания в расплаве, как описано ниже, причем конкретные компоненты и количества компонентов изложены в приведенной ниже таблице 2.

Сравнительный пример 1

Термоплавкие адгезивные композиции составляют путем смешивания в расплаве, как описано ниже, причем конкретные компоненты и количества компонентов изложены в следующей таблице 3.

Все испытания показывают адгезию и хорошее скрепление. Данные из серий 2, 3, 4, 45, 9, 12, 15, 16, 17, 19 и 20 демонстрируют значения, все из которых превышали требования к успешному производству конструкции.

Эти данные указывают, что материалы будут обеспечивать отличное скрепление конструкции в одноразовых абсорбирующих изделиях. Стоит отметить, что вязкость связана с сопротивлением течению материала в определенных условиях. Это характерное свойство определяет текучесть, степень смачивания и проникновение в основу расплавленного полимера. Она является показателем его технологических свойств и пригодности в качестве термоплавкого адгезивного материала.

Вязкость расплава обычно напрямую связана с молекулярным весом полимера и приведена в миллипаскаль-секундах (мП⋅с) или сантипуазах (сП) с использованием Brookfield DV -II+Pro (обороты: 10 об./мин; шпиндель № SC4-27) при указанной температуре.

Температуру размягчения, измеренную с помощью аппарата Меттлера в градусах по шкале Цельсия или в градусах по Фаренгейту, как правило, измеряют с использованием АSТМ D3104. Аморфная природа полиолефиновых материалов приводит в результате к температуре плавления, которая не является точно определенной или четко выраженной. Скорее с ростом температуры аморфные полимеры постепенно меняются от твердого материала к мягкому, а затем к жидкому материалу. Часто не замечают явно выраженных температуры стеклования или температуры плавления. В этом протоколе температурного испытания, в котором обычно измеряется точная температура, при которой диск из образца полимера, нагреваемый со скоростью 2°С в минуту или 10°F в минуту, становится достаточно мягким для того, чтобы позволить испытывать объект, стальной шарик (вес в граммах) бросают через образец. Приведенные данные о температуре размягчения полимера в градусах по шкале Цельсия или градусах по Фаренгейту являются важными, поскольку она, как правило, указывает на теплостойкость полимера, подходящие температуры нанесения и температуры застывания.

Значения в испытании на отслаивание получали путем формирования слоистой структуры из нетканого материала SMS (11,6 г-м^-2) микропористой полиэтиленовой пленки (0,5 мил/0,127 микрометра) с использованием условий ламинирования, которые описаны в таблице 4. Слоистую структуру разрезают на полоски шириной 1 дюйм/25,4 мм в направлении, поперечном направлению машинной обработки. Силу расслоения измеряли при разделении слоистой структуры при комнатной температуре с использованием ТМаs в качестве устройства для испытания на отрыв при скорости 20 дюйм-с^-1/50,8 см-с^-1 с пиковой силой, усредняемой по 15 периодам.

Пункты формулы изобретения могут, соответственно, содержать, состоять из, или состоять в сущности из, или в сущности не содержать любого из раскрытых или перечисленных элементов. Настоящее изобретение, раскрытое с помощью примеров в настоящем документе, также может быть подходящим образом осуществлено на практике в отсутствие любого элемента, который не раскрыт специально в настоящем документе. Различные воплощения, описанные выше, представлены только в качестве примера, и их не следует толковать с ограничением пунктов формулы изобретения, приложенной к настоящему документу. Различные модификации и изменения можно сделать без следования примерам воплощений и материалам заявок, показанным и описанным в настоящем документе, и без отступления от истинной идеи и объема приведенных далее пунктов формулы.

Реферат

Группа изобретений относится к полимерной промышленности. Одноразовое абсорбирующее изделие содержит первую основу, вторую основу и скрепляющую их термоплавкую адгезивную композицию. Термоплавкий адгезив состоит из композиции на основе аморфного полиолефина, содержащей более 40% 1-бутена, и второго аморфного полимера, содержащего полиизобутилен с молекулярным весом от 1500 до 6000. Аморфный полимер является совместимым с полиолефином. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

Формула