Конструкционные адгезивы на основе водостойких модифицированных маслами химически неактивных алкидных смол и их применение - RU2505575C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к алкидным смолосодержащим конструкционным адгезивам и их применению. Более конкретно, изобретение относится к конструкционным адгезивам, преимущественно содержащим водостойкие, модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы, впитывающим изделиям, содержащим эти адгезивы и способу изготовления изделий.

Уровень техники

Адгезивы обычно используют в производстве одноразовых впитывающих изделий, таких как, например, изделия от недержания и подгузники для детей и взрослых. Эти изделия, в основном, производят, комбинируя несколько компонентов и, более конкретно, используя адгезивы для формирования адгезивного соединения между различными компонентами изделия, таким образом, соединяя эти компоненты вместе. Компоненты, в основном, включают верхний слой, пропускающий жидкость, нижний слой, не пропускающий жидкость, прикрепленный к верхнему слою, и впитывающий слой, расположенный между верхним слоем и нижним слоем. Так, например, адгезивы использовали, чтобы соединить верхний и нижний слои вместе. Адгезивы также используют для соединения отдельных компонентов, таких как застежки и резинки или манжеты для ног, друг с другом или с изделием. Эти адгезивы часто относят к конструкционным адгезивам, потому что их используют, чтобы помочь создать впитывающее изделие из его отдельных компонентов. Во многих случаях, в качестве конструкционного адгезива используют плавкий адгезив.

Как используют в данной заявке, «плавкий адгезив» относится к термопластичной полимерной композиции, которую нагревают для получения вязко-текучей жидкости, и после применения к адгезионно соединяемому материалу охлаждают для получения твердого состояния. Адгезивное соединение образуется, когда адгезив затвердевает при охлаждении до температуры ниже его температуры плавления или ниже его температуры перехода в твердое состояние. Плавкие адгезивы, используемые как конструкционные адгезивы в производстве одноразовых впитывающих изделий, типично, включают несколько компонентов. Эти компоненты включают один или более полимеров для обеспечения сильного связывания, такие как этилен-винилацетатные сополимеры, полипропилен, феноксисмолы, стирен-бутадиеновые сополимеры, этилен-этилакрилатные сополимеры, полипропилены низкой плотности, полиэфиры, полиамиды и полиуретаны. Эти полимеры составляют значительную часть плавкой адгезивной композиции. Композиция также включает компоненты, такие как, например, смола или аналогичный материал (иногда называемый веществом, повышающим клейкость) для обеспечения прочности адгезива. Примеры таких материалов включают очищенные углеводороды, полученные перегонкой нефти, смолы и/или сложные эфиры смол, и производные терпенов, например, из дерева или цитруса. Композиция также типично включает воски, пластификаторы или другие материалы для модификации вязкости. Примеры таких материалов включают минеральное масло, полибутен, парафиновые масла, сложноэфирные масла и т.д. Еще дополнительно композиция может необязательно включать добавки, такие как антиоксиданты или другие стабилизаторы. Типичная плавкая адгезивная композиция может содержать от приблизительно 15 до приблизительно 35 процентов по массе (мас.%) полимера(ов), способных к усилению связывания; от приблизительно 50 до приблизительно 65 мас.% смолы или другого(их) вещества(веществ), повышающего клейкость; от больше чем ноль до приблизительно 30 мас.% пластификатора или другого модификатора вязкости; и необязательно меньше чем приблизительно 1 мас.% стабилизатора или другой добавки.

Несмотря на то, что было разработано оборудование для подачи и нанесения плавких адгезивов и разработаны различные производственные процессы для приспособления и утилизации плавких адгезивов в производстве изделий, использование этих адгезивов сопровождается проблемами (некоторые из которых обсуждаются в данной заявке). Например, при отсутствии модификатора вязкости, такие адгезивы типично плавятся и, следовательно, должны применяться при температуре от приблизительно 150°C до приблизительно 190°C. Материалы, чувствительные к таким температурам, конечно, не могут быть приклеенными такими адгезивами. Одноразовые впитывающие изделия типично содержат эти температурно-чувствительные материалы. И, в производстве таких изделий, производственные процессы должны подгонять адгезивы, приемлемые для применения к таким материалам, в дополнение к традиционному плавкому адгезиву. Существуют преимущества в снижении числа и типов адгезивов, используемых для создания таких изделий. Более того, существовали бы преимущества в обеспечении этих процессов с адгезивами, в которых нет необходимости нагревать до высоких температур, требуемых для традиционного плавкого адгезива.

В уровне техники стремились разрешить эту проблему путем включения в плавкий адгезив свободных ингредиентов, которые будут модифицировать температуру плавления адгезивной композиции. Эти ингредиенты эффективно повышают текучесть или пластичность и модифицируют вязкость композиции, к которой их добавляют, и поэтому, как правило, их упоминают как пластификаторы. В общем пластификатором является минеральное масло. Однако, наряду с тем, что присутствие свободных пластификаторов в плавких адгезивных композициях улучшает текучесть и понижает температуру плавления этих композиций, свободные пластификаторы также являются, конечно, дополнительными ингредиентами композиции. Таким образом, может ожидаться, что стоимость приготовления композиции и смешивания ингредиентов возрастет одновременно с дополнительными ингредиентами.

Независимо от стоимостей, связанных с дополнительными ингредиентами, свободные пластификаторы могут нежелательно мигрировать и/или выщелачивать компоненты изделия, предназначенные для того, чтобы быть соединенными вместе адгезивом. Такая миграция и/или выщелачивание на стадии производства в результате приводит к непригодным для продажи потребителю изделий, потому что, например, пластификатор может подвергать риску способность изделия к впитыванию и смачиванию. Затем, миграция (например, выпотевание) и/или выщелачивание на следующей стадии производства, например, во время хранения, могут в результате привести к тому, что изделия не будут комфортными для конечного потребителя (например, для детей, в случае детских подгузников). Со временем, и следуя даже единичному плохому опыту, потребители могут не покупать или не использовать такой продукт снова. В уровне техники, однако, не нашли решения, как избавить плавкие адгезивные композиции от свободных пластификаторов и, следовательно, от потенциальных проблем, связанных с постоянным присутствием свободного пластификатора.

Одним из ответов на проблемы, связанные со свободными пластификаторами в плавких адгезивных композициях, является использование адгезивной композиции, которая фундаментально отличается от плавких адгезивов. Традиционные плавкие адгезивы, в текучей форме, становятся твердыми и образуют адгезивные соединения при охлаждении ниже или температуры плавления или температуры стеклования. Напротив, недавно в уровне техники разрабатывали адгезивы, содержащие химически активные алкидные смолы, растворители и другие ингредиенты.

Алкидные смолы являются термически твердеющими полимерами, химически подобными полиэфирным смолам, типично, получаемыми конденсацией и полимеризацией многоатомного спирта с кислотой или кислотным ангидридом. Химически активные алкидные смолы, в текучей форме, становятся гелеобразными и образуют адгезивные соединения, за счет ковалентных связей, которые образуются в результате реакций конденсации и полимеризации. В соответствии с пожеланиями к плавким адгезивным композициям, композиции, содержащие химически активную алкидную смолу, не нуждаются в пластификаторах. Образование геля (и, следовательно, формирование адгезивного соединения), однако, является необратимым, так как материал не может плавиться с образованием текучего материала и, потом повторно охлаждаться с формированием адгезивного соединения. Более важно, адгезивные композиции, использующие химически активные алкиды в производстве одноразовых впитывающих изделий, должны быть приготовлены и использованы при температурах гораздо более высоких, чем те, при которых могут быть использованы традиционные плавкие адгезивы. Например, температура, при которой химически активные алкидные смолы образуют и используют в качестве адгезивных композиций, составляет от 150°C до приблизительно 200°C. Материалы, чувствительные к температуре (например, полиолефины), которые являются общепринятыми компонентами в производстве одноразовых впитывающих изделий, не могут выдержать таких температур. Поэтому, эти адгезивы не являются обязательно идеально приемлемыми для традиционных плавких адгезивов. Альтернативно, использование более низких температур обработки будет требовать более длительных периодов обработки, чем традиционно при использовании традиционных плавких адгезивов. Какое-либо повышение в периодах обработки, в свою очередь, требует модификаций процесса производства и уменьшения выходов продукции.

Как правило, адгезив должен иметь поверхностную энергию не большую, чем и, предпочтительно, соответствующую той, которую имеют основы, которые должны скрепляться адгезивным соединениема. Такое соотношение гарантирует прочную адгезию (механически) между адгезивом и основой. Поверхностная энергия традиционных конструкционных адгезивов, однако, не является легко регулируемой. Поэтому, с поверхностной энергией застывания, традиционные конструкционные адгезивы могут приемлемо адгезионно соединять вместе отчасти ограниченный класс основ. Существуют преимущества в использовании конструкционного адгезива, чья поверхностная энергия, допускающая модификацию, лучше подходит поверхностным энергиям основ.

Традиционные плавкие адгезивы включают ингредиенты, которые напрямую зависят от компонентов перегонки сырой нефти. Как возрастают расходы, связанные с ростом стоимости последней, так и расходы на использование разработчиков. Следовательно, существуют преимущества в использовании конструкционных адгезивов, которые содержат меньше таких ингредиентов, сниженные количества таких ингредиентов, и возможно не содержат такие ингредиенты. В то же время, конечно, существуют преимущества, связанные с защитой и сохранением окружающей среды и экологии, в использовании конструкционных адгезивов, которые содержат меньше таких ингредиентов, сниженные количества таких ингредиентов, и возможно не содержат такие ингредиенты.

Вышеупомянутое обсуждение просто выдвигает на первый план некоторые из проблем, которые сопровождают использование традиционных конструкционных адгезивов.

Сущность изобретения

Раскрытое в данной заявке является новым использованием водостойких модифицированных маслами химически неактивных алкидных смол. В настоящий момент найдено, что такие смолы могут быть использованы как преобладающий компонент конструкционного адгезива. Следовательно, один из аспектов настоящего изобретения, раскрытого в данной заявке, включает такие адгезивы. И, как объяснено более детально ниже, такие адгезивы обращаются к одному или более из вышеописанных испытаний, связанных с традиционными конструкционными адгезивами. На основании этого открытия, раскрытое в данной заявке, является дополнительными аспектами изобретения, направленными на изделия, которые используют конструкционные адгезивы, содержащие эти алкидные смолы, и способы производства изделий.

Конструкционная адгезивная композиция включает водостойкую модифицированную маслами, химически неактивную алкидную смолу. Более конкретно, композиция включает, по меньшей мере, приблизительно 65 мас.%, от общей массы композиции, водостойкой модифицированной маслами химически неактивной алкидной смолы. Кроме того, композиция включает от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 35 мас.%, от общей массы композиции, одного из (i) полимеров, выбранного из группы, состоящей из полигидроксиалканоатов, поливинилового спирта, полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, малеинированного полиэтилена, малеинированного полипропилена, полимолочной кислоты, модифицированного полипропилена, нейлона, капролактона, и их комбинаций; и (ii) технологической добавки, выбранной из группы, состоящей из талька, глины, целлюлозной массы, муки, скорлупы грецких орехов, целлюлозы, хлопка, джута, рафии, плевела риса, животной щетины, хитина, гранулированного крахмала, диатомовой земли, углеродных волокон, кенафа, стеарата магния, амидов жирных кислот, солей металлов жирных кислот, эфиров восковой кислоты и их мыл, кислот монтанного воска, сложных эфиров и их мыл, полиолефиновых восков, неполярных полиолефиновых восков, природных и синтетических восков парафина, фторполимеров, кремния, диатомовой земли и их комбинаций.

Изделие, например одноразовое впитывающее изделие, согласно аспекту изобретения включает компоненты одноразового впитывающего изделия и адгезивную композицию, применяемую между и для соединения вместе, по меньшей мере, двух компонентов одноразового впитывающего изделия. Как дополнительно детально описано ниже, адгезивная композиция включает водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу.

Другим аспектом изобретения является способ формирования адгезивной связи между компонентами изделия, такого как одноразовое впитывающее изделие. Способ в основном включает нанесение на первый компонент изделия адгезивной композиции, которая включает водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, при температуре от приблизительно 80°C до приблизительно 200°C и соединение первого компонента изделия со вторым компонентом изделия с формированием адгезивного соединения при охлаждении адгезива до комнатной температуры.

Хотя изделия не являются ограничивающими для потребительских продуктов, подпадающих под характерные категории, представитель которой, не ограничиваясь списком таких категорий, включает изделия по уходу за детьми, для женской защиты, по уходу при недержании, бумажные изделия, для использования в быту. Разнообразные изделия могут подпадать под эти категории. Примеры изделия по уходу за детьми включают подгузники, носовые платки, детские нагрудники, детские сменные и кроватные подстилки. Примеры защитных изделий для женщин включают подкладки, тампоны, внутригубные изделия и прокладки, прикрепляемые к нижнему белью. Примеры изделий по уходу при недержании включают подгузники, подкладки и вкладыши. Примеры бумажных изделий включают туалетные бумажные салфетки, бумажные полотенца и бумажные салфетки для лица. Примеры изделий для использования в быту включают изделия для чистки и изделия для мытья пола. Как дополнительно детально описано ниже, изделия могут включать различные изделия личной гигиены, такие как, например, впитывающие изделия, включая подгузники, гигиенические прокладки, бумажные салфетки, полотенца и носовые платки, а также негигиенические изделия, такие как, например, изделия для упаковки и контейнеры.

Дополнительными возможностями изобретения может стать очевидное для специалиста в данной области техники следующее детальное описание изобретения, взятое вместе с фигурами, примерами и прилагающейся формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения, должно быть сделано упоминание следующего детального описания и сопроводительных рисунков, где:

Фигура 1 является частично в разрезе перспективным видом осуществления одноразового впитывающего изделия, а именно подгузника, включающего конструкционный адгезив, содержащий алкидную смолу;

Фигура 2 представляет собой графическое изображение корреляционного анализа интенсивности поглощения (относительные единицы) от длины волны по ИК спектрам нарушенного полного отражения, полученным при постепенном нагревании и охлаждении, и водостойкой модифицированной маслами химически неактивной алкидной смолы;

Фигура 3 представляет собой графическое изображение динамической вязкости (η) выше температурного диапазона различных сортов алкидной смолы; и,

Фигура 4 представляет собой графическое изображение эластичности или модуля сохранения (G') и вязкости или модуля потери (G'') выше температурного диапазона для традиционного плавкого адгезива и алкидной смолы.

Несмотря на то, что подробное описание завершается формулой изобретения особенно указывающей и отчетливо заявляющей предмет обсуждения, который касается настоящего изобретения, полагается, что изобретение будет более полно понято из следующего описания, взятого вместе с сопроводительными фигурами. Некоторые из фигур могут быть упрощены путем пренебрежения выбранными элементами с целью более ясной демонстрации других элементов. Такое пренебрежение элементами в некоторых фигурах не является обязательно указывающим на присутствие или отсутствие отдельных элементов в каком-либо из иллюстративных осуществлений, кроме как в случаях, когда может быть детально изображено в соответствии написанному описанию. Ни одна из фигур не требует масштабного соотношения.

Детальное описание изобретения

В настоящий момент найдено, что водостойкие модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы могут быть использованы как преобладающий компонент конструкционного адгезива. Эти смолы могут использовать в производстве красок. Прежде, однако, эти смолы не применялись в качестве преобладающего ингредиента в конструкционных адгезивах. Таким образом, композиции, содержащие (и предпочтительно, преобладающее содержащие) водостойкие модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы, являются способными разрешить одну или более из вышеописанных проблем, связанных с традиционными конструкционными адгезивами.

Дополнительно детально раскрытыми и объясненными в данной заявке являются конструкционные адгезивы, содержащие эти алкидные смолы, изделия, которые включают эти адгезивы, и способы изготовления изделий. Как описано дополнительно детально ниже, изделия могут включать различные изделия личной гигиены, такие как, например, впитывающие изделия, включая подгузники, гигиенические прокладки, бумажные салфетки, полотенца и носовые платки, а также негигиенические изделия, такие как, например, изделия для упаковки и контейнеры.

В общем, впитывающее изделие (например, одноразовое впитывающее изделие) в соответствии с аспектом изобретения включает компоненты впитывающего изделия и адгезивную композицию, применяемую между и для соединения вместе, по меньшей мере, двух компонентов впитывающего изделия. Как описано дополнительно детально ниже, адгезивная композиция включает водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу. Другой аспект изобретения представляет собой способ формирования адгезивного соединения между компонентами изделия, такого как одноразовое впитывающее изделие. Способ в общем включает нанесение на первый компонент изделия адгезивной композиции, которая включает водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, при температуре от приблизительно 80°C до приблизительно 150°C и соединение первого компонента изделия со вторым компонентом изделия с формированием адгезивного соединения при охлаждении адгезива до комнатной температуры.

Описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидную смолу, являются чрезвычайно выгодными и вызванные давно назревшей потребностью в области техники, связанной с производством одноразовых впитывающих изделий, таких как подгузники и гигиенические прокладки. Конкретно, и, как упомянуто выше, в этой области производства долго использовались плавкие адгезивы, которые содержат свободные пластификаторы. Такие свободные пластификаторы часто нежелательно мигрируют и/или выщелачиваются в компоненты изделия, предназначенные для того, чтобы быть вместе соединенными адгезивом. Такая миграция и/или выщелачивание на стадии производства в результате приводит к непригодным для продажи потребителю изделиям, потому что, например, пластификатор может подвергать риску способность изделия к впитыванию и смачиванию. Дополнительно, миграция (например, выпотевание) и/или выщелачивание на следующей стадии производства, например, во время хранения, могут в результате привести к тому, что изделия не будут комфортными для конечного потребителя (например, для детей, в случае детских подгузников). Со временем, и, следуя даже единичному плохому опыту, потребители могут не покупать или не использовать такой продукт снова.

Более того, описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидную смолу, обеспечивают ряд других преимуществ над плавкими адгезивами, которые типично используют в качестве конструкционных адгезивов. А именно, описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидную смолу, имеют достаточно низкую вязкость при низких температурах обработки и, следовательно, могут применяться для соединения основ при более низких температурах, чем могут традиционные плавкие адгезивы. Это в результате приводит к понижению плановых затрат, при которых нет необходимости нагревать адгезив до высоких температур, требуемых для прототипа из уровня техники. В то же время, применяемое сейчас производственное оборудование, с использованием традиционных плавких адгезивов, в процессах производства изделий не нуждается в замене на новое оборудование. Это в результате не приводит к росту капитальных затрат.

Еще далее, описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидную смолу, имеют вязкость при плавлении по существу более низкую, чем традиционные плавкие адгезивы. Более низкая вязкость при плавлении осуществляет повышение текучести при установленной температуре и, существенно, при более низких температурах обработки, при которых адгезив может быть применен, по сравнению с традиционными плавкими адгезивами. Это делает применение адгезива более простым, по той причине, что может рассматриваться намного больше применений, поскольку группа потенциальных применений ранее была ограничена свойствами и характеристиками традиционных плавких адгезивов. Кроме того, более низкая вязкость при плавлении также расширяет границы основ, которые могут связываться вместе адгезивом. В особенности, соединенные адгезивом компоненты основы могут быть выбраны более свободно, потому что диапазон температуры обработки для адгезива является более широким и включает низкий диапазон температуры обработки (в сравнении с традиционными плавкими адгезивами), необходимый для соединения низкоплавких материалов, таких как полиолефины и другие чувствительные к температуре основы. Как объяснено более детально в данной заявке, такие границы сверх того сужаются, потому что традиционные плавкие адгезивы обычно имеют поверхностную энергию несовместимую с более широкими границами основ.

Описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидные смолы, являются выгодными, потому что их поверхностная энергия может легко регулироваться. В общем, адгезив должен бы иметь поверхностную энергию не большую, а предпочтительно соответствующую, энергии искомых основ, чтобы быть соединенными. Такая взаимосвязь гарантирует прочную адгезию (механически) между адгезивом и основой. Поверхностная энергия традиционных конструкционных адгезивов, однако, не регулируется легко. Поэтому, диапазон основ, которые могли быть регулируемы каким-либо конкретным конструкционным адгезивом обязательно ограничен, исходя из поверхностной энергии адгезива. Раскрытая в данной заявке способность регулировать поверхностную энергию адгезивов, содержащих алкидные смолы, в настоящее время делает возможным способность адгезивного соединения с более широким диапазоном основ.

Кроме того, описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидные смолы, могут быть изготовлены намного более рационально по затратам, чем традиционные плавкие адгезивы. Позже, типично требовалось присутствие полимера для придания адгезиву силы соединения. Часто производство такого полимера является энергозатратным процессом, текущие расходы по которому связаны с внешними факторами, а именно, стоимостью сырой нефти и стоимостью перегонки сырой нефти. Описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидные смолы, однако, не связаны с такими внешними факторами. Взамен, и выгодно, описанные в данной заявке адгезивы, содержащие алкидные смолы, могут производиться по низкой стоимости, из возобновляемых источников, таких как жирные кислоты и растительные масла.

Эти и другие преимущества станут более очевидными из следующего описания.

«Впитывающее изделие» используется в данной заявке, в общем, по отношению к приспособлению, которое впитывает и удерживает жидкость. Один класс таких изделий включает приспособление, которое размещают рядом или в близости с телом, на которое одета одежда, для впитывания и удерживания различных выделений, исходящих из тела. Такой класс впитывающих изделий включает предметы, такие как подгузники, подгузники без застежек, элементы одежды в виде штанов, тренировочные штаны; шорты, применяемые при недержании; нижнее белье, применяемое при недержании; впитывающие вставки; держатели и вкладыши подгузника; элементы женской гигиенической одежды (например, гигиенические прокладки), и т.д. Другой класс впитывающих изделий включает приспособление, которое применяется для впитывания, удержания или устранения различных жидкостей. Такой класс впитывающих изделий включает предметы с бумажной основой, такие как пеленки, бумажные салфетки (например, бумажные салфетки для лица и туалетные бумажные салфетки), полотенца и носовые платки.

«Конструкционный адгезив» используется в данной заявке, в общем, по отношению к адгезиву, используемому для соединения одного или более компонентов впитывающего изделия с самим собой или вместе в производственном процессе. Адгезивное соединение, образуемое конструкционным адгезивом, обычно предназначается для долговременного соединения, но не обязательно должно быть таким.

«Одноразовый» используется в данной заявке для описания впитывающих изделий, которые, в общем, не предназначены для стирки, или другого восстановления, или повторного использования в качестве впитывающего изделия (то есть изделия, предназначенные быть выброшенными после однократного использования и, вероятно, быть повторно переработанными, переработанными в компост или утилизированы по-другому способом совместимым с окружающей средой).

«В виде штанов» используется в данной заявке по отношению к изделию, скомпонованному так, что оно имеет отверстие для талии и пару отверстий для ног. Штаны могут располагаться на потребителе так, что ноги потребителя вставляют в отверстия для ног и штаны, раздвигающиеся в положении нижней части туловища. Эта конфигурация может быть постоянной, как в случае традиционного нижнего белья, или может быть временной, как в случае тренировочных штанов с возможностью открывания швов для снятия. Дополнительно, впитывающие изделия могут быть сконструированы с застежками, способными переприкрепляться, позволяющими изделию иметь как конфигурацию в виде штанов, так и одну или более конфигураций, которые открываются или нет, подобно штанам.

«Продольный» используется в данной заявке по отношению к направлению хода перпендикуляра от кромки талии до противоположной кромки талии изделия и, в общем, параллельно к максимальному линейному размеру изделия. Считается, что направления в пределах 45 градусов от продольного направления являются «продольными».

«Поперечный» используется в данной заявке по отношению к направлению хода от боковой кромки до противоположной боковой кромки изделия и, в общем, под прямым углом к продольному направлению. Считается, что направления в пределах 45 градусов от поперечного направления являются «поперечными».

Как используется в данной заявке, термины «эластичный», «эластомер», «эластомерный», «эластично» и «растягиваемый», в общем, относят к материалам, которые способны растягиваться под действием силы растяжения, и которые также по существу возвращаются к своим начальным размерам, когда прекращают действие внешней силы растяжения. Более конкретно, эти термины относят к материалу, который способен тянуться до деформации, по меньшей мере, 50% без разрушения или разрыва, и способен по существу возвращаться к своим начальным размерам после прекращения действия деформационной силы. Будет принято во внимание, что эти термины включают термин «растяжимый» в качестве каждого термина, используемого в данной заявке.

«Обращенный к одежде» используется в данной заявке по отношению к описанию поверхности, которая находится в контакте или может находиться в тесной близости к какому-либо одетому виду одежды.

«Обращенный к телу» используется в данной заявке по отношению к описанию поверхности, которая находится в контакте с телом или в тесной близости (то есть, ближе к телу потребителя, чем обращенная к одежде поверхность) к телу потребителя, когда изделие одето.

Как используется в данной заявке, термин «соединен» включает конфигурации, посредством которых элемент напрямую прикрепляется к другому элементу путем присоединения элемента прямо к другому элементу, и конфигурации, посредством которых элемент не напрямую прикрепляется к другому элементу путем присоединения элемента к промежуточной(ым) составляющей(им), которая(ые) в свою очередь прикрепляется к другому элементу.

Термин «прикрепленный», как использовано, когда, ссылаясь на элементы, которые являются «прикрепленными» друг к другу, означает, что элементы просто соединены или присоединены вместе при производстве изделия таким способом, что потребитель или пользователь изделия не сможет разъединить или отсоединить элементы во время обычного использования изделия, и элементы не станут разъединенными или отсоединенными при обычном ношении или снятии изделия. Элементы, которые являются «прикрепленными» друг к другу не предназначены быть отделенными во время нормального использования изделия.

Как используется в данной заявке, термины «способный переприкрепляться», «разъемное прикрепление» и «способный к сцеплению» относятся к соединению двух или более элементов или частей элементов вместе способом, при котором они могут быть отделены и повторно соединены без существенного разрушения выполнения застежки или повреждения окружающих компонентов изделия, что ухудшило бы дальнейшее использование изделия. Следует иметь в виду, что способный переприкрепляться, разъемное прикрепление или способный к сцеплению компонент необязательно должен быть бесконечно продолжительным по жизни, но достаточным, чтобы присоединяемые компоненты в способных переприкрепляться, разъемных прикреплениях или способных к сцеплению способах могли быть отделены и повторно соединены последовательно несколько раз за типичный срок использования изделия. Также необходимо отметить, что агрессивность фактического прикрепления может быть значительно снижена за счет присоединения к способным переприкрепляться в абсолютных значениях, но что такое снижение не является «по существу разрушением» технических характеристик застежки, если в результате переприкрепления прочность является достаточной для целей обычного использования изделия и застежки.

«Механическая застежка» используется в данной заявке по отношению к системе застегивания или механизму, основываясь на физическом ограничении, магнитных полях, или зацеплении частей застежки в эксплуатации. Примерами механических застежек являются крючки и петли, крючки и крючки, пуговицы, кнопки, петельки и прорези, молнии, магнит(ы), и язычки и прорези застежек.

«Спираль» используется в данной заявке по отношению к форме или модели, которая обычно имеет сходство со спиралью, если смотреть в двумерной плоскости от направления по существу ортогонального до оси вращения спирали. Конструкционные адгезивы, раскрытые в данной заявке, могут применяться посредством спирального аппликатора для приклеивания компонентов впитывающего изделия одного к другому.

«Адгезив» и «адгезивная композиция» в общем используется в данной заявке по отношению к материалу, который соединяет вместе два других материала, которые называют адгезионно соединенными. Эти материалы применяют в качестве жидкостей, предпочтительно, с низкой вязкостью. Жидкую форму получают путем нагревания материала до точки, при которой происходит текучесть. В жидкой форме материал применяется к адгезионно соединяемому(ым) материалу(ам), и смачивает, и затекает в щели (если есть какие-либо) адгезионно соединяемого(ых) материала(ов). Материал потом подвергают фазовому переходу к твердому состоянию охлаждением для соединения надлежащим образом, чтобы получить необходимую прочность для противодействия силе сдвига.

Адгезив, содержащий алкидную смолу, в общем, включает водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу. В предпочтительном осуществлении, алкидная смола присутствует в адгезивной композиции в количестве, по меньшей мере, приблизительно 65 мас.% от общей массы адгезивной композиции, альтернативно, по меньшей мере, приблизительно 80 мас.% или, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% от общей массы адгезивной композиции. В дополнительных альтернативных осуществлениях, алкидная смола может присутствовать в вышеупомянутых количествах, но меньше чем 100 мас.% от общей массы адгезивной композиции. В другом альтернативном осуществлении, адгезив может быть сделан полностью из этой алкидной смолы. Соответственно, и в определенных альтернативных осуществлениях, адгезивная композиция может не содержать свободные пластификаторы и свободные вещества, повышающие клейкость.

«Водостойкий» используется в данной заявке по отношению к способности алкидной смолы противостоять разрушению под действием воды или других водных материалов при условиях, когда предполагается, что смола может соприкасаться как компонент адгезива в производстве или использовании изделий, описанных в данной заявке. Таким образом, в контексте подгузника, например, алкидная смола, образующая компонент адгезива, используемая для создания подгузника, является водостойкой, если она способна сохранять свою химическую структуру и вязкость после действия на нее выделений тела, включая кровь, мочу и другие водные материалы в течение периода от приблизительно 3 до приблизительно 36 часов, предпочтительно периода от приблизительно 6 до приблизительно 18 часов, и более предпочтительно периода от приблизительно 8 до приблизительно 12 часов. При этих периодах воздействия, ожидается, что нестойкий к воде продукт может растворяться или по-другому вымываться со своих адгезионно соединенных материалов. В отличие от них, водостойкие материалы не должны вести себя так. Стабильность к воде, в контексте адгезива, содержащего алкидную смолу, может быть более количественно определена тестом на прочность соединения (Bond Strength), который описан более детально ниже. В общем, адгезив, содержащий алкидную смолу, является водостойким, согласно тесту на прочность соединения, если в ходе испытаний прочность соединения используемого изделия теряется меньше чем на 20% после того, как изделие подвергают действию воды при температуре окружающей среды в течение, по меньшей мере, 16 часов.

«Химически неактивный» используется в данной заявке по отношению к химической стабильности алкидной смолы. Конкретно, химически неактивная алкидная смола химически не реагирует, и не требует химической реакции во время применения или распространения смолы в способе, который оказывал бы влияние на способность смолы к выполнению функции как адгезива или преобладающего компонента адгезива. Например, химически неактивные алкидные смолы для использования в соответствии с изобретением подвергаются нехимической реакции (другой, чем возможно некоторые побочные реакции, такие как незначительное перекрестное сшивание или окисление), когда адгезив, который рассматривается в данной заявке, подвергается действию температурам обработки. Кроме того, «химически неактивный» используется в данной заявке, чтобы отметить, что алкидная смола не претерпевает существенных изменений в реологических свойствах, адгезивной прочности, силе соединения, специфическом нагревании или поверхностной энергии, когда адгезив, который рассматривается в данной заявке, подвергается действию температурам обработки. «Химически неактивный» в дальнейшем используется в данной заявке для характеристики химически активных алкидов, которые описаны выше.

Как в основном объяснено выше, алкидная смола является продуктом реакции между многоатомным спиртом и кислотой или кислотным ангидридом. В соответствии с изобретением, раскрытым в данной заявке, алкидные смолы являются модифицированными жирными кислотами, насыщенными или ненасыщенными (предпочтительно из растительных и овощных масел). Следовательно, «модифицированный маслами» используется в данной заявке по отношению к алкидной смоле, содержащей смолу, модифицированную жирной кислотой (маслом). И в предпочтительных осуществлениях, алкидная смола является сложным эфиром, полученным конденсацией многоатомных спиртов, органических поликислот и овощных масел. Компоненты водостойкой модифицированной маслами химически неактивной алкидной смолы могут комбинироваться каким-либо известным для специалиста в данной области техники способом. Например, компоненты могут быть скомбинированы тем самым смешиванием при температуре от приблизительно 200°C до приблизительно 250°C в течение периода времени достаточного для образования алкидной смолы.

Как используют в данной заявке термин «многоатомный спирт» относится к спирту, который содержит две или более спиртовых (то есть, гидроксильных) функциональных группы. Любой приемлемый многоатомный спирт или комбинация многоатомных спиртов может быть использована в соответствии с изобретением. Неограничивающие примеры приемлемых многоатомных спиртов включают глицерин, гликоль, сахар, сахарный спирт и их комбинации. Неограничивающие примеры гликолей включают этиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, бутиленгликоль, гексантриол, диметилолпентан, диметилолэтан и т.д., их полимеры и их комбинации. Неограничивающие примеры Сахаров включают глюкозу, сахарозу, фруктозу, раффинозу, мальтодекстрозу, галактозу, ксилозу, мальтозу, лактозу, маннозу, эритрозу, пентаэритритол, дипентаэритритол и их смеси. Неограничивающие примеры сахарных спиртов включают эритритол, ксилитол, малитол, маннитол, сорбитол и их смеси. В определенных конкретных осуществлениях, многоатомный спирт включает глицерин, маннитол, сорбитол и их комбинации.

В общем, многоатомный спирт является по существу совместимым с любыми полимерными компонентами, с которыми он может смешиваться. Как используют в данной заявке, термин, «по существу совместимый» означает, что многоатомный спирт является способным к образованию визуально гомогенной смеси с полимером, присутствующим в композиции, с которым он смешивается, когда многоатомный спирт нагревают до температуры выше температуры размягчения и/или температуры плавления композиции.

В производстве приемлемых алкидных смол, многоатомный спирт может присутствовать в реакционной смеси в количестве от приблизительно 2 мас.% до приблизительно 70 мас.%, от приблизительно 5 мас.% до приблизительно 50 мас.%, от приблизительно 10 мас.% до 30 мас.%, или от приблизительно 15 мас.% до приблизительно 25%.

Приемлемые кислоты имеют, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из карбоновой кислоты, ангидрида карбоновой кислоты и их комбинаций. Неограничивающие примеры классов таких кислот включают монокислоты, дикислоты, поликислоты (кислоты, имеющие, по меньшей мере, три кислотные группы), полимеры, содержащие, по меньшей мере, один кислотный фрагмент, сополимеры, содержащие, по меньшей мере, один кислотный фрагмент, их ангидриды и их смеси. Более конкретно, неограничивающие примеры таких кислот включают адипиновую кислоту, себатовую кислоту, лауриновую кислоту, стеариновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, себациновую кислоту, лимонную кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, итаконовую кислоту, глицидил метакрилат и их комбинации.

Ангидриды таких кислот также могут быть использованы в контексте настоящего изобретения. Неограничивающие примеры ангидридов кислот включают малеиновый ангидрид, фталевый ангидрид, ангидрид янтарной кислоты и их комбинации.

Полимеры и сополимеры, которые включают, по меньшей мере, один кислотный фрагмент, и/или их ангидриды также могут быть использованы. Неограничивающие примеры приемлемых полимеров и сополимеров включают такие, что содержат мономерные единицы акриловой кислоты, метакриловой кислоты, итаконовой кислоты, глицидила метакрилата, их ангидридов и их комбинаций. Полимер может содержать другие мономерные единицы в соединении с этими кислотными мономерными единицами. Например, могут использоваться сополимеры этилена и кислотного мономера, такие как сополимер этилена и акриловой кислоты. В конкретном осуществлении, сополимеры включают, по меньшей мере, 50 мольных % мономерных единиц кислоты. Молекулярная масса таких полимеров и сополимеров может варьировать от такой низкой как приблизительно 2000 до свыше приблизительно 1000000. Примером приемлемой полиакриловой кислоты является кислота, имеющая молекулярную массу приблизительно 450000 (доступная как продукт №181285 от Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wisconsin). Примером приемлемого сополимера этилена и акриловой кислоты является Primacore 59801 (доступный от The Dow Chemical Company, Midland, Michigan), содержание акриловой кислоты в котором составляет, по меньшей мере, 50 мольных %.

В конкретных осуществлениях, кислота включает, по меньшей мере, одну дикислоту, поликислоту, кислотный полимер или сополимер, или их смесь. В других осуществлениях, кислота включает дикислоту самостоятельно или в комбинации с другой кислотой, например, монокислотой. В дополнительных осуществлениях, кислота включает адипиновую кислоту, стеариновую кислоту, лауриновую кислоту, лимонную кислоту, полиакриловую кислоту и/или сополимер этилена и акриловой кислоты. Предпочтительные поликислоты включают ароматические кислоты, такие как фталевая кислота, а предпочтительные ангидриды полиосновных кислот включают фталевый ангидрид или ангидрид тримеллитовой кислоты.

В производстве приемлемых алкидных смол кислоты применяются в реакционной смеси в количестве от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 30 мас.%, от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%, или от приблизительно 2 мас.% до приблизительно 12 мас.%. В некоторых осуществлениях, молярное соотношение спиртовых функциональных групп к кислотным функциональным группам в композиции составляет, по меньшей мере, приблизительно 1:1, или, по меньшей мере, приблизительно 4:1. В некоторых осуществлениях, молярное соотношение спиртовых функциональных групп к кислотным группам в композиции составляет, от приблизительно 1:1 до приблизительно 200:1, или от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1.

Приемлемые масла для модификации алкидной смолы включают триглицериды, такие как, например, тристеарин, триолеин, трипальмитин, 1,2-дипальмитоолеин, 1,3-дипальмитоолеин, 1-пальмито-3-стеаро-2-олеин, 1-пальмито-2-стеаро-3-олеин, 2-пальмито-1-стеаро-З -олеин, трилинолеин, 1,2-дипальмитолинолеин, 1-пальмито-дилинолеин, 1-стеаро-дилинолеин, 1,2-диацетопальмитин, 1,2-дистеароолеин, 1,3-дистеароолеин, тримиристин, трилаурин и их комбинации.

Приемлемые триглицериды должны добавляться к реакционной смеси, в которой образуется алкидная смола. Дополнительно или альтернативно, масла и/или преобразованные масла, содержащие приемлемые триглицериды, могут быть добавлены к такой смеси. Неограничивающие примеры масел включают говяжий жир, касторовое масло, кокосовое масло, масло кокосовых семян, масло кукурузных зародышей, хлопковое масло, рыбий жир, льняное масло, оливковое масло, ойтиковое масло, масло пальмовых косточек, пальмовое масло, масло пальмовых семян, арахисовое масло, рапсовое масло, сафлоровое масло, соевое масло, спермовое масло, подсолнечное масло, талловое масло, тунговое масло, китовый жир и их смеси. Приемлемыми могут быть ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты. Неограничивающие примеры таких жирных кислот включают каприновую кислоту, капроновую кислоту, каприловую кислоту, лауриновую кислоту, лауролеиновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту, миристиновую кислоту, миристоленовую кислоту, олеиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, стеариновую кислоту и их смеси. Комбинации вышеупомянутых масел и жирных кислот также могут быть применены для модификации алкидной смолы.

В производстве приемлемых алкидных смол триглицериды присутствуют в реакционной смеси в количестве от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 70 мас.%. В определенных осуществлениях, количество триглицеридов, присутствующее в реакционной смеси, составляет от приблизительно 56 мас.% до приблизительно 70 мас.%, альтернативно от приблизительно 46 мас.% до приблизительно 55 мас.%, и альтернативно в количестве меньшем, чем 45 мас.%, таком как, от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%, или от приблизительно 2 мас.% до приблизительно 12 мас.%. В некоторых осуществлениях, молярное соотношение спиртовых функциональных групп к сложноэфирным функциональным группам в композиции составляет, по меньшей мере, приблизительно 1:1, или, по меньшей мере, приблизительно 4:1. В некоторых осуществлениях, молярное соотношение спиртовых функциональных групп к сложноэфирным функциональным группам в композиции составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 200:1, или от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1.

В некоторых осуществлениях, в реакционной смеси при производстве алкидной смолы присутствуют комбинации кислоты и триглицерида. В некоторых осуществлениях, общее количество присутствующих в реакционной смеси кислоты и триглицерида составляет от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 70 мас.%. В определенных осуществлениях, общее количество присутствующих в реакционной смеси кислоты и триглицерида составляет от приблизительно 56 мас.% до приблизительно 70 мас.%, альтернативно от приблизительно 46 мас.% до приблизительно 55 мас.%, и альтернативно в количестве меньшем, чем 45 мас.%, таком как, от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 25 мас.%, или от приблизительно 2 мас.% до приблизительно 20 мас.%. Дополнительно, или альтернативно, молярное соотношение спиртовых функциональных групп к общим сложноэфирным и кислотным функциональным группам составляет, по меньшей мере, приблизительно 1:1, или, по меньшей мере, приблизительно 4:1. В некоторых осуществлениях, молярное соотношение составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 200:1, или от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1.

Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что модифицирование маслами алкидной смолы придает смоле ряд свойств, которые делают ее выгодной для использования в качестве адгезива и в качестве преобладающего компонента конструкционного адгезива. Например, считается, что модифицирование маслами придает (путем ковалентного соединения) смоле внутреннюю функцию пластификатора. Кроме того, считается, не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, что алкидные смолы с высоким содержанием масла (например, сильно полимеризованная алкидная смола), вероятно, имеют более прочные характеристики пластификатора. Модифицирование маслами алкидной смолы, придающее смоле свойства пластификатора (путем ковалентного соединения), устраняет необходимость включения свободного пластификатора в адгезивную композицию. В свою очередь, это позволяет избежать потенциальных проблем, связанных с использованием свободного пластификатора.

Кроме того, не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что модифицирование маслами алкидной смолы придает смоле улучшенные свойства адгезивной прочности и улучшенную гидрофобность, что, в свою очередь, улучшает свойства силы соединения смолы. Эти улучшенные свойства, как полагают, вносят свой вклад в способность смолы противостоять разрушению под действием воды или других водных жидкостей.

Адгезивные композиции могут включать один или более дополнительных компонентов, как может быть желаемым для обработки и/или конечного использования композиции, хотя эти компоненты не являются обязательными. Дополнительные компоненты могут присутствовать в любом приемлемом количестве. В некоторых осуществлениях, дополнительные компоненты могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,01 мас.% до приблизительно 35 мас.%, или от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 20 мас.%, или от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 10 мас.% от общей массы адгезивной композиции. Неограничивающие примеры дополнительных компонентов, включают, но не ограничиваясь приведенным, дополнительные полимеры, технологические добавки, и тому подобное.

Неограничивающие примеры дополнительных полимеров включают полигидроксиалканоаты, поливиниловый спирт, полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, малеатированный полиэтилен, малеатированный полипропилен, полимолочную кислоту, модифицированный полипропилен, нейлон, капролактон и их комбинации.

В осуществлениях, в которых свойства, включающие, но не ограничиваясь приведенным, способность к биоразложению и/или способность к смыванию, являются желательными, могут быть использованы приемлемые биоразлагаемые полимеры и их комбинации. В некоторых осуществлениях, полиэфиры, содержащие алифатические компоненты, являются приемлемыми биоразлагаемыми термопластичными полимерами. В некоторых осуществлениях, среди полиэфиров, предпочтительными являются поликонденсаты сложных эфиров, содержащие алифатические компоненты и поли(гидроксикарбоновые) кислоты. Неограничивающие примеры поликонденсатов сложных эфиров включают дикислотные/диольные алифатические полиэфиры, такие как полибутиленсукцинат, и полибутиленсукцинат со-адипинат; алифатические/ароматические полиэфиры, такие как тройные полимеры, полученные из бутилендиолов, адипиновой кислоты и терефталевой кислоты. Неограничивающие примеры поли(гидроксикарбоновых) кислот включают гомополимеры и сополимеры на основе молочной кислоты; полигидроксибутират, и другие полигидроксиалканоатные гомополимеры и сополимеры. В некоторых осуществлениях, предпочтительным является гомополимер или сополимер полимолочной кислоты. Также могут использовать модифицированную полимолочную кислоту и ее различные стерео конфигурации. Приемлемые полимолочные кислоты обычно имеет молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 4000 г/моль до приблизительно 400000 г/моль. Неограничивающие примеры приемлемых коммерчески доступных полимолочных кислот включают NATUREWORKS((доступный от компании NatureWorks LLC, Minnetonka, MN) и LACEA((доступный от компании Mitsui Chemicals, Inc, Токио, Япония). Неограничивающие примеры приемлемого коммерчески доступного дикислотного/диольного алифатического полиэфира включают сополимеры полибутилен сукцината/адипата, такого как, BIONOLLE(1000 и BIONOLLE(3000 (доступные от компании Showa Highpolmer, Ltd, Токио, Япония). Примером приемлемого коммерчески доступного алифатического/ароматического сополиэфира является поли(тетраметилен адипат-со-терефталат), такой как сополиэфир EASTAR BIO((доступный от компании Eastman Chemical, Kingsport, TN) и ECOFLEX((доступный от компании BASF, Людвигсхафен, Германия). В некоторых осуществлениях, биоразлагаемый полимер или комбинация полимеров может включать поливиниловый спирт.Биоразлагаемые полимеры и их комбинации могут присутствовать в количестве менее чем приблизительно 10 мас.% от общей массы адгезивной композиции.

Технологические добавки (в том числе наполнители), в общем, могут присутствовать в композициях в количествах от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 3 мас.%, или от приблизительно 0,2 мас.% до приблизительно 2 мас.%. Неограничивающие примеры технологических добавок включают смазочные средства, анти-слеживатели, полимеры, поверхностно-активные вещества, масла, агенты скольжения и их комбинации. Неограничивающие примеры конкретных технологических добавок включают тальк, глину, целлюлозную массу, муку, скорлупу грецких орехов, целлюлозу, хлопок, джут, рафию, рисовую мякину, животную щетину, хитин, гранулированный крахмал, кизельгур, углеродные волокна, кенаф, стеарат магния, амиды жирных кислот, соли металлов жирных кислот, сложные эфиры восковой кислоты и их мыла, кислоты монтанного воска, сложные эфиры и их мыла, полиолефиновые воски, неполярные полиолефиновые воски, природные и синтетические парафиновые воски, фтор содержащие полимеры, кремний и их комбинации. Коммерческие примеры таких соединений включают, но не ограничиваются приведенным: Crodamide™ (Croda, North Humberside, Великобритания), AtmerTm (Uniqema, Everberg, Бельгия) и Epostan™ (Nippon Shokobai, Токио, Япония).

Вышеупомянутые дополнительные компоненты водостойкой, модифицированной маслами алкидной смолы могут быть скомбинированы любым известным способом, таким, что известный специалисту в данной области техники. Например, и в соответствии с описанием, изложенным выше, эти дополнительные компоненты могут быть скомбинированы с реакционной смесью, которая образует алкидную смолу, при таком же смешивании при температуре от приблизительно 200°C до приблизительно 250°C за период времени, достаточный для образования алкидной смолы.

Водостойкие модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы, используемые в адгезиве, придают адгезиву достаточную термостойкость для применений, в которых адгезив рассматривается в данной заявке. Диапазон температур, в котором, как ожидается, адгезив может применяться, находится в диапазоне от приблизительно 80°C до приблизительно 200°C. Например, в конкретных применениях, предпочтительная температура применения адгезива для полиэтилена составляет от приблизительно 90°C до приблизительно 110°C, для полипропилена она составляет от приблизительно 120°C до приблизительно 150°C, для целлюлозы она составляет от приблизительно 100°C до приблизительно 130°C, и для полиэтилентерефталата она составляет от приблизительно 140°C до приблизительно 160°C. Ожидается, что в рамках этого диапазона, алкидные смолы, предусмотренные в данной заявке для использования в качестве конструкционного адгезива, сохраняют свой химический состав (например, не вступают в реакции или разлагаются) и физические свойства, такие как реологические свойства (например, по существу вязкость постоянна).

Кроме того, водостойкие модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы, используемые в адгезивах и, следовательно, и сами адгезивы, могут быть разработаны так, чтобы иметь поверхностную энергию, которая соответствует конкретным основам, предназначенным для адгезионного соединения Например, является возможным модифицировать поверхностную энергию этих смол и, таким образом поверхностную энергию адгезивов, для обеспечения поверхностной энергии, по меньшей мере, приблизительно 40 дин на сантиметр (дин/см), что является желательным, когда соединяют вместе компоненты впитывающих изделий (например, два слоя материала), такие как бумажные полотенца, пеленки, салфетки и носовые платки. Компоненты этих изделий типично имеют поверхностную энергию, по меньшей мере, приблизительно 40 дин/см. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, считается, что наличие свободных кислотных групп и/или свободных спиртовых групп на полимерной основе или цепи алкидной смолы является определяющим для поверхностной энергии смолы. Чем больше число свободных кислотных групп и/или свободных спиртовых групп, тем больше поверхностная энергия. И алкидные смолы могут разрабатываться под контролем квалифицированных специалистов в данной области техники, чтобы получить конкретное количество свободных кислотных групп и/или свободных спиртовых групп. Например, для уменьшения поверхностной энергии, эти группы могут быть заблокированы в процессе производства смолы с блокирующими агентами, известными для специалистов в области производства алкидных смол. Блокирующие агенты обычно включают монофункциональные кислоты, такие как бензойная кислота и уксусная кислота, или монофункциональные спирты. Считается, что блокирование этих групп не влияет пагубно на другие свойства смолы, которые делают смолу подходящей для использования в качестве конструкционного адгезива.

Поведение водостойких модифицированных маслами химически неактивных алкидных смол, которые преимущественно содержатся в конструкционном адгезиве, описанном в данной заявке, отличается от поведения традиционного плавкого адгезива, когда его поддают действию до температуры плавления. Показанное на фигуре 2 является графическим изображением корреляционного анализа длины волны от интенсивности поглощения (произвольные единицы) по ИК спектрам нарушенного полного отражения, полученным при постепенном нагревании и охлаждении (от 30°C до 120°C до 30°C) водостойкой модифицированной маслами химически неактивной алкидной смолы. Смола является свободной от растворителей, а в противном случае, предполагается ее схожесть с одним коммерчески доступным продуктом от компании Reichhold Chemicals Inc (Durham, N.C.), под торговой маркой BECKOSOL^® 12-035, №ЕМ-193203. Представленные данные демонстрируют, что водородное связывание является важным фактором в определении текучести смолы в диапазоне температур обработки. В общем, если гидроксильная группа является водородно связанной, частоты валентных колебаний гидроксила (OH) сдвигаются в область низкого волнового числа (красный сдвиг). Разрушение водородной связи при нагревании в результате приводит к сдвигу в область с более высоким волновым числом (синий сдвиг). Смотри в общем George С.Pimentel et al., «The Hydrogen Bond», 68-79 (Reinhold Publishing Company, New York, 1960). На фигуре 2, заметный и значительный синий сдвиг максимума валентного колебания гидроксила (ОН) при нагревании свидетельствует о взаимодействиях водородных связей внутри алкидной матрицы.

График дополнительно показывает присутствие остаточных колебаний свободных гидроксильных групп среди преобладающих связанных водородной связью гидроксилов, а также существенный вклад обертонов в валентные колебания карбонила. Эти данные позволяют предположить, что резкое изменение реологических свойств модифицированной маслами алкидной смолы становится причиной не традиционного механизма плавления кристаллов или полимерного перехода затвердевания. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, предполагается, что изменение реологических свойств объясняется тем, что смола подвергается индуцированному температурой гель-золь переходу. Это подтверждается данными, полученными при охлаждении материала (от 120°C до 30°C). В данной заявке, количество высоко связанных гидроксильных групп, наблюдаемое в области более низкого волнового числа, впервые возрастает, с последующим окончательным исчезновением свободных гидроксильных групп.Спектры наводят на мысль, что сеть водородно связанного твердого вещества при нагревании превращается в жидкость, содержащую некоторые разрушенные, свободные гидроксильные группы. Термически индуцированное разрушение и преобразование сети водородных связываний является полностью обратимым. Этот тип перехода также обеспечивает намного более постепенные изменения в механических свойствах, чем, например, быстрое плавление кристаллов. Более постепенное изменение является благоприятным, поскольку оно обеспечивает более широкое технологическое окно для адгезивов, содержащих эти смолы.

Приемлемые водостойкие модифицированные маслами химически неактивные алкидные смолы являются коммерчески доступными от компании Reichhold Chemicals Inc. (Durham, N.C.), под торговой маркой BECKOSOL^®, а также от Hexion Specialty Chemicals, Inc. (Carpentersville, IL) под торговой маркой DURAMAC. Считается, что смолы, относящиеся к этим семействам названий, приемлемы для использования в качестве конструкционных адгезивов до тех пор, пока они являются твердыми при комнатной температуре и не содержат летучих растворителей.

Хотя применение в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается потребительскими товарами или изделиями, подпадающими под конкретные категории, представленные, но не ограничиваясь приведенным перечнем таких категорий, включая изделия по уходу за ребенком, для женской защиты, по уходу при недержании, бумажные изделия, а также изделия для использования в быту. Разнообразные формы продукции могут подпадать под каждую из этих категорий. Примеры изделий по уходу за детьми включают подгузники, носовые платки, детские нагрудники, детские сменные подстилки и подстилки для кроватей. Примеры женских защитных изделий включают подкладки, тампоны, внутригубные изделия и прокладки, прикрепляемые к нижнему белью. Примеры изделий по уходу при недержании включают подгузники, подкладки и вкладыши. Примеры бумажных изделий включают туалетные бумажные салфетки, бумажные полотенца и бумажные салфетки для лица. Примеры изделий для использования в быту включают изделия для чистки и изделия для мытья пола.

Обратимся теперь к чертежам фигур, фигура 1 представляет собой частично в разрезе перспективный вид одноразового впитывающего изделия (например, подгузника) 20 до размещения на потребителе подгузника (например, ребенка) пользователем подгузника (например, родителем). Как показано на фигуре 1, изделие 20 включает корпусную часть 22 и систему застежки 24, которая описана более детально ниже. Корпусная часть 22 включает пропускающий жидкость верхний слой 26, впитывающий слой 28, не пропускающий жидкость нижний слой 30, манжеты для ног 32, которые включают боковые клапаны 34. В одном осуществлении, манжеты для ног 32 эластично стягиваются и, следовательно, включают один или более эластичных элементов 36. Верхний слой 26, впитывающий слой 28, нижний слой 30, боковые клапаны 34 и эластичные элементы 36 могут быть собраны в различных известных конфигурациях одноразовых подгузников, таких как, например, те, что показаны и описаны в патенте США Buell U.S. Pat. No.3,860,003.

На Фигуре 1 показано осуществление корпусной части 22, в которой верхний слой 26 и нижний слой 30 являются одинаковыми и имеют размеры по длине и ширине в общем большие, чем у впитывающего слоя 28. Верхний слой 26 накладывают на нижний слой 30, таким образом, образуя периферию 38 корпусной части 22. Периферия 38 определяет внешний периметр, или, другими словами, внешние размеры корпусной части 22. Периферия 38 включает продольные кромки 40 и конец кромки 42.

Корпусная часть 22 имеет внутреннюю поверхность 44 и внешнюю поверхность 46. В общем, внешняя поверхность 46 изделия 20 простирается от одного конца кромки 42 до другого конца кромки 42 подгузника 20 и от одной продольной кромки 40 до другой продольной кромки 40 подгузника 20 и является наиболее удаленной поверхностью от потребителя во время использования изделия 20. Когда используется нижний слой 30, он типично образует внешнюю поверхность 46 корпусной части 22. Внутренняя поверхность 44 является такой поверхностью изделия 20, которая находится напротив внешней поверхности 46, и в осуществлении, на фигуре 1, показано типичное формирование верхнего слоя 26. В общем, внутренняя поверхность 44 изделия 20 является такой же поверхностью, совпадающей с внешней поверхностью 46, и которая большей частью контактирует с потребителем, когда изделие 20 носят. Внутренняя поверхность 44 также часто упоминается как «обращенная к телу» поверхность изделия 20, в то время как внешняя поверхность 46 часто упоминается как «обращенная к одежде» поверхность.

Изделие 20 имеет первую и вторую конечные области 48 и 50, соответственно, простирающиеся от конца кромки 42 периферии подгузника 38 до поперечной средней линии (обозначенной «ПСЛ» на фигуре 1) изделия 20. Как первая конечная область 48, так и вторая конечная область 50 простираются на расстоянии приблизительно половины длины изделия 20 так, что конечные области включают каждую половину изделия 20.

Как первая конечная область 48, так и вторая конечная область 50 имеют вставки 52. Вставки 52, также называемые в данной заявке как ушки, являются частями первой конечной области 48 и второй конечной области 50, которые перекрываются друг с другом, когда изделие 20 застегивается на талии потребителя. Степень, до которой конечные области 48 и 50 перекрываются, и, таким образом, степень, до которой вставки 52 образуются, будет зависеть от габаритных размеров и формы изделия 20 и размера потребителя изделия.

Впитывающий слой 28 корпусной части 22 может быть любым материалом, который, в общем, сжимающийся, совместимый, не вызывает раздражения кожи потребителя, и способный поглощать и удерживать жидкости и определенные выделения тела, такие как моча или другие жидкости и фекальные массы, высвобождаемые при недержании потребителя изделия. Впитывающий слой 28 может быть изготовлен в широком разнообразии размеров и форм (например, прямоугольные, в форме песочных часов, Т-образные, асимметричные и т.д.), и из широкого разнообразия впитывающих жидкость материалов, обычно используемых в одноразовых подгузниках и других одноразовых впитывающих изделий, таких как, измельченная древесная масса, обычно, называемая как дышащая и измельченная и продутая воздухом древесная масса, обычно, называемая как поглощающий пух. Примеры других приемлемых впитывающих материалов включают крепированную целлюлозную вату, полимеры, вспененные при плавлении, химически затвердевшие, модифицированные или перекрестие сшитые целлюлозные волокна, ткани, поглощающие пены, в том числе приготовленные при полимеризации высокой внутренней эмульсионной фазы, впитывающие губки, супервпитывающие полимеры, впитывающие гелеобразующие материалы, или любые другие известные впитывающие материалы или комбинация материалов. Общая поглощающая способность впитывающего слоя 28, однако, должна быть совместима с предусмотренной загрузкой выделений при целевом использовании подгузника 20. Дополнительно, размер и поглощающая способность впитывающего слоя 28 может меняться, чтобы приспособить их для потребителей разного возрастного диапазона, от младенцев до взрослых.

В то время как впитывающий слой 28 может включать в себя один слой впитывающего материала, такого как конфигурация, описанная в Weisman et al. U.S. Pat. No.4,610,678, в одном осуществлении, впитывающий слой 28 является двухслойным впитывающим слоем в такой конфигурации, как это, в общем, описано у Weisman et al. U.S. Pat. No.4,673,402 с асимметричной формой верхнего слоя 54 и нижнего слоя 56. В соответствии с одним осуществлением, верхний слой 54 действует как захватывающий/распределяющий жидкость слой, в основном сконструированный из гидрофильного волокнистого материала. Нижний слой 56 действует как слой, сохраняющий текущие среды, содержащий смесь гидрофильных волокнистых материалов и частицы впитывающего гелеобразующего материала (гидрогельный материал). Как верхний слой 54, так и нижний слой 56 включают впитывающий слой, заключенный в слой ткани. Размер, форма, конфигурация и общая поглощающая способность верхнего слоя 54 или нижнего слоя 56 могут меняться, чтобы приспособить их для потребителей разного возрастного диапазона, от младенцев до взрослых. Таким образом, размеры, форма и конфигурация как верхнего слоя 54, так и нижнего слоя 56 могут варьироваться (например, верхний слой 54 или нижний слой 56 могут иметь различную толщину, градиент гидрофильности, зону быстрого накопления или могут содержать впитывающий гелеобразующий материал).

Впитывающий слой 28 накладывают на нижний слой 30 и, в одном осуществлении, соединяют с внутренними средствами присоединения 58, такими как, хорошо известные специалисту в данной области техники, например, чувствительные к давлению адгезивы, плавкие адгезивы или другие адгезивы, ультразвуковая сварка, или тепловое/под давлением уплотнение. Однако, предпочтительно, внутренние средства присоединения 58 являются адгезивом, содержащим водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, как описано в данной заявке. Впитывающий слой 28 может быть прикреплен к нижнему слою 30 единым непрерывным слоем адгезива, структурным слоем адгезива или какими-либо массивами отдельных линий или пятен адгезива. Внутренние средства присоединения 58 могут включать открытую сеть из нитей адгезива, как это показано у Minetola et al. U.S. Pat. No.4,573,986.

Нижний слой 30 является непроницаемым для жидкостей, и в одном конкретном осуществлении изготавливается из тонкой пластиковой пленки, хотя и другие гибкие непроницаемые для жидкости материалы также могут быть использованы. Нижний слой 30 предотвращает от загрязнения жидкостями и выделениями, поглощенными и содержащимися в впитывающем слое 28 элементов одежды, которые могут контактировать с изделием 20, такие как постельные принадлежности и нижнее белье. В одном из осуществлений нижний слой 30 является полиолефиновой (например, полиэтиленовой) пленкой толщиной от приблизительно 0,012 мм (0,5 мил) до приблизительно 0,051 мм (2,0 мил), хотя и другие гибкие, непроницаемые для жидкостей материалы могут быть использованы. Как используют в данной заявке термин «гибкий» относится к материалам, которые являются податливыми и которые легко приспосабливаются к общим формам и контурам человеческого тела. Нижний слой 30 может быть рельефными и/или с матовой отделкой, чтобы обеспечить более похожий на одежду вид. Дополнительно, нижний слой 30 может пропускать пары для удаления из впитывающего слоя 28, в то же время, предотвращая прохождение жидкостей и выделений через нижний слой 30. Размер нижнего слоя 30 в общем будет определяться размером впитывающего слоя 28, и, например, выбранным точным дизайном подгузника. В одном из осуществлений, нижний слой 30 имеет форму модифицированных песочных часов, с выходящим за впитывающий слой минимальным расстоянием, по меньшей мере, от приблизительно 1,3 см до приблизительно 2,5 см (от приблизительно 0,5 до приблизительно 1,0 дюйма) вокруг всей периферии подгузника 38.

Верхний слой 26 корпусной части 22 является совместимым, мягким на ощупь, не раздражающим (кожу потребителя) плоским материалом. Дополнительно, верхний слой 26 является проницаемым для жидкости, позволяя жидкостям легко проникать через его толщину, и свободно проходить через него в поглощающий элемент. Его гидрофобная природа является причиной того, что его обращенная к телу поверхность остается сухой и, следовательно, защищающей от жидкостей, впитывающихся во впитывающий элемент. Приемлемый верхний слой 26 может быть изготовлен из широкого диапазона материалов, таких как пористые пены, сетчатые пены, апертурные пленки, натуральные волокна (например, волокна древесины или хлопковые волокна), синтетические волокна (например, полиэфирные или полипропиленовые волокна) или из комбинации натуральных и синтетических волокон. В одном осуществлении, верхний слой 26 изготовлен из гидрофобного материала, такого как гидрофобная нетканая ткань, для изолирования кожи потребителя от жидкостей, находящихся во впитывающем слое 28. Существует ряд производственных технологий, которые могут быть использованы для изготовления верхнего слоя 26. Например, верхний слой 26 может быть тканым, нетканым, нетканым синтетическим, трикотажным, гидроформированным или т.д.

Верхний слой 26 и нижний слой 30 соединены вместе каким-либо подходящим способом, как известно, с уровня техники производства подгузников. Как используется в данной заявке, термин «соединены» включает конфигурации, при которых верхний слой 26 непосредственно присоединяется к нижнему слою 30 путем прикрепления верхнего слоя 26 непосредственно к нижнему слою 30, и конфигурации, при которых верхний слой 26 не напрямую присоединяют к нижнему слою 30 путем прикрепления верхнего слоя 26 к промежуточным элементам, которые в свою очередь, крепятся к нижнему слою 30. В одном осуществлении, верхний слой 26 и нижний слой 30 соединяются непосредственно друг с другом по периферии 38 подгузника через клапаны средств присоединения 60, такие как адгезив (включая адгезив, содержащий водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, как описано в данной заявке) или любые другие средства присоединения, известные специалисту в данной области техники. В общем, внутренние средства присоединения 58, которые прикрепляют впитывающий слой 28 к нижнему слою 30, являются такими же средствами, как и клапаны средств присоединения 60, которые прикрепляют верхний слой 26 к нижнему слою 30. Так, например, могут использоваться единый непрерывный слой адгезива, структурированный слой адгезива, матричный (например, спираль) адгезив из отдельных линий или пятен, или сеть или нитевидный слой адгезива, как это показано в патенте США U.S. Pat. No.4,573,986.

Манжеты для ног 32, такие как эластично стягивающие манжеты для ног, расположены смежно с периферией 38 корпусной части 22 вдоль каждой продольной кромки 40, таким образом манжеты для ног 32 облегают и удерживают изделие 20 вокруг ног потребителя. В то время как манжеты для ног 32 могут включать любое из нескольких средств, которые являются хорошо известными специалисту в данной области техники, одно конкретное осуществление конструкции манжеты для ноги включает боковой клапан 34 и один или более эластичный элемент 36, как это детально описано в патенте США Buell U.S. Pat. No.3,860,003. Дополнительно, способ и оборудование, приемлемое для производства одноразовых подгузников с эластично стягиваемыми манжетами для ног, описаны в патентах США Buell U.S. Pat. No.4,081,301, Lawson U.S. Pat. No.4,695,278, Dragoo U.S. Pat. No.4,795,454, и Buell U.S. Pat. No.4,900,317. В другом осуществлении эластично стягивающая манжета для ноги 32 включает боковой клапан 34 и эластичный элемент 36, включающий эластичные нити.

Изделие (подгузник) 20 обеспечен системой застежки (одно осуществление которого, в общем, соответствует 24) для формирования боковой застежки. Система застежки, в общем, включает застежку 62 и место крепления 64 для получения застежки. Подгузник 20 надевается на потребителя и первая концевая область 48 и вторая концевая область 50 располагаются таким образом, чтобы обеспечить перекрывание конфигурации системы застежки 24, когда подгузник 20 одет.Осуществления застежки 62 предназначены для сцепления с местом крепления 64, таким образом, чтобы обеспечить безопасное боковое застегивание подгузника 20, когда подгузник одет потребителем.

Застежка 62 устанавливается на изделии 20 и располагается на внешней поверхности 46 корпусной части 22 на вставках (ушках) 52 в первой концевой области 48 на каждой смежной продольной кромке 40 так, чтобы занять место крепления 64, находящееся во второй концевой области 50. Застежка 62 устанавливается на корпусной части 22 и, в одном осуществлении, занимает площадь приблизительно 1 дюйм шириной (то есть, в общем, перпендикулярно продольной средней линии (обозначенной «ПСЛ» на фигуре 1)) приблизительно 2,5 дюйма длиной (то есть, в общем, параллельно продольной средней линии) на вставках 52 корпусной части 22. Застежку, в общем, могут рассматривать либо как внешнюю площадку периферии изделия, когда застежка находится в закрытом положении, либо как внутреннюю площадку периферии изделия, когда застежка находится в закрытом положении.

Застежка 62, в общем, прикреплена к корпусной части 22 креплением средств присоединения, способных обеспечить адекватное соединение, такое как, например, тепловые соединения, соединения давлением, ультразвуковые соединения, динамические механические соединения, или любые другие приемлемые средства присоединения или комбинации этих средств присоединения, которые являются известными специалистам в данной области техники. Застежки средств присоединения могут включать любой из адгезивов, который способен обеспечить адекватное сцепление с другими частями подгузника. Кроме того, застежки средств присоединения могут быть адгезивом, содержащим водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, как описано в данной заявке.

Другими неограничивающими примерами впитывающих изделий в соответствии с настоящим изобретением являются гигиенические прокладки, предназначенные для приема и удержания вагинальных выделений, таких как менструация. Одноразовые гигиенические прокладки созданы для удержания рядом с человеческим телом посредством элементов одежды, таких как нижнее белье или колготки, или посредством специально разработанного пояса. Примеры видов гигиенических прокладок, к которым легко адаптировать настоящее изобретение, приведены в патентах США U.S. Pat. Nos.4,687,478 и 4,589,876.

В общем, гигиенические прокладки включают непроницаемый для жидкости нижний слой, проницаемый для жидкости верхний слой, и впитывающий слой, расположенный между нижним и верхним слоями. Нижний слой типично включает термопластичную полимерную композицию. Верхний слой может включать любые материалы верхнего слоя, обсуждаемые для подгузников. Подобным образом, впитывающий слой может включать любые из материалов впитывающего слоя, обсуждаемые для подгузников. Очевидно, что конструкционный адгезив, описанный в данной заявке, может быть использован для соединения различных компонентов гигиенической прокладки друг с другом. С другой стороны, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается какой-либо конкретной конфигурацией или структурой гигиенической прокладки.

Гигиенические бумажные салфетки коммерчески предлагаются в форматах, предназначенных для различного использования, включая бумажные салфетки для лица и носовые платки, туалетные бумажные салфетки и впитывающие полотенца (например, бумажные полотенца). Эти изделия часто включают два или более слоев бумажной ткани, материал, для которой выбирают из традиционной бумажной ткани или специальных видов тканей, таких как так называемые «сквозные воздушные сухие ткани» или «ткани дифференциальной плотности». Последние часто изготавливают из структурированной бумаги, применяя технологии сцепления и сквозной воздушной сушки. В общем, однако, эти изделия могут быть изготовлены любым известным специалисту в данной области техники технологическим способом, в том числе, например, традиционным способом производства бумаги и способом сквозной воздушной сушки производства бумаги. В этих изделиях используют традиционные адгезивы, которые сейчас могут быть заменены адгезивом, содержащим водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, как описано в данной заявке.

Салфетка для мытья посуды обычно включает, по меньшей, мере две основы, а именно: чистящую основу и отшелушивающую основу. Более детально, салфетка для мытья посуды включает первую или верхнюю поверхность, которая включает чистящую основу, и вторую или нижнюю поверхность, которая включает отшелушивающую основу. Чистящая основа, в общем, включает нетканый материал, а отшелушивающая основа, в общем, включает сетку. Эти салфетки часто дополнительно содержат один или несколько слоев ватина, и композицию для мытья посуды в виде множества полос вставки между чистящей основой и слоями ватина. Составные части салфетки могут удерживаться вместе за счет адгезивной композиции, описанной в данной заявке. Чистящая основа обеспечивает мягкую поверхность, если сравнивать с относительно более абразивным отшелушивающей основой. Как используют в данной заявке, «сетка» относится к любому прочному материалу, который обеспечивает структуру поверхности контактирующей стороны отшелушивающей основы салфетки, а также имеет достаточную степень открытости, что позволяет движение жидкости к впитывающему слою салфетки. Подходящие материалы сетки включают те, которые имеют непрерывную, открытую структуру, такие как синтетические и проволочные ячеистые сетки. Открытые площадки этих материалов сетки можно легко регулировать, изменяя ряд взаимосвязанных нитей, которые составляют сетку, регулируя толщину этих взаимосвязанных нитей, и т.д. В этих изделиях используют традиционные адгезивы, которые в настоящее время могут быть заменены адгезивом, содержащим водостойкую модифицированную маслами химически неактивную алкидную смолу, как описано в данной заявке.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры приведены для иллюстрации изобретения, и не предназначены для его ограничения. Эксперименты, описанные в примере 1, демонстрируют, что алкидная смола остается текучей в более широком температурном диапазоне, чем традиционный плавкий адгезив, что является желаемым, поскольку это открывает возможности для соединения чувствительных к температуре основ. Эксперименты, описанные в примере 2, демонстрируют, что протестированные алкиды имеют цветовой профиль приемлемый для использований, в которых предполагается, что адгезив является приемлемым даже в тех случаях, когда адгезив, вряд ли будет виден через адгезионное соединениеь. Эксперименты, описанные в примере 3, демонстрируют, стойкость к воде алкидной смолы и, конкретно то, что протестированная смола оставалась неизменной в размерах и в пределах требуемых критериев эффективности для применений, в которых адгезив является в данной заявке предусмотренным, и что соединяемые адгезивом, содержащим алкидную смолу, слоистые материалы показывали потерю прочности соединения менее чем на 20% после воздействия водой при температуре окружающей среды в течение, по меньшей мере, 16 часов. Эксперименты, описанные в примере 4, демонстрируют технологическое осуществление не высушенной алкидной смолы с короткими маслами в контексте условий обработки, имеющих отношение к производству одноразового впитывающего изделия. Эксперименты, описанные в примере 5, демонстрируют, что вязкость адгезива на основе алкидной смолы остается достаточно постоянной в контексте того, что ожидалось и хотелось для конструкционного адгезива, применяемого в производстве одноразового впитывающего изделия.

Пример 1

В этом примере, динамическая вязкость (η), модуль сохранения (G'), и модуль потери (G'') разных видов одной и той же алкидной смолы сравнивают друг с другом и с традиционным плавким адгезивом, который типично используют для создания одноразовых впитывающих изделий. Плавкий адгезив, используемый в этом и других примерах в данной заявке, коммерчески доступен от компании National Starch & Chemical Company (Bridgewater, NJ) под название продукта DM 526 (и в настоящий момент может быть коммерчески доступным от компании Henkel Adhesive Technology Company (Bridgewater, NJ) под название продукта DISPOMELT(526). Динамическая вязкость (η), модуль сохранения (G'), и модуль потери (G'') материалов измеряли в температурном диапазоне от приблизительно 20°C до приблизительно 130°C, и они представлены на фигурах 3 и 4.

Алкидную смолу получают из не высушенной алкидной смолы с короткими маслами, коммерчески доступной от компании Reichhold Chemicals Inc. (Durham, N.C.), под торговой маркой BECKOSOL(12-035. Полученная смола была изготовлена из кокосового масла, имела вязкость 1,9 Паскаль/секунду (Па/с) и содержала от 2% до 3% растворителя (ксилол). Как получено, эта конкретная смола упоминается в данной заявке как «свежий алкид». Свежий алкид нагревали до температуры от 150°C до 200°C в течение от приблизительно 14 минут до приблизительно 23 минут, чтобы удалить свой растворитель из свежего алкида и тем самым обеспечить, так называемый в данной заявке «приготовленный алкид». Три вида приготовленного алкида были получены вышеупомянутым нагреванием - один с вязкостью 3 Па/с, второй с вязкостью 5 Па/с, а третий с вязкостью 6 Па/с.Эти виды достигались на основе продолжительности вышеупомянутого нагревания, в котором большее время нагревания давалось приготовленному алкиду с более высокой вязкостью (из-за возрастания молекулярной массы алкида). Реологические оценки (η, G' и G'') проводились с использованием реометра модели SR5 от Rheometrics Scientific (Piscataway, NJ). Температурный уклон составлял от 130°C до 25°C, с шагом 2°C в минуту и частота составляла 10 рад/с.

На фигуре 3 графически изображена динамическая вязкость четырех материалов в температурном диапазоне от приблизительно 20°C до приблизительно 130°C.Такое изображение демонстрирует, что различные виды приготовленного алкида имеют почти идентичные значения динамической вязкости (η), по отношению друг к другу, в измеряемом температурном диапазоне. Почти идентичные значения динамической вязкости являются показателем стабильности. Далее изображение демонстрирует, что на динамическую вязкость алкида вряд ли будет влиять дальнейшее нагревание/охлаждение в случае желаемой более высокой молекулярной массы алкида.

Фигура 4 графически изображает модуль эластичности или сохранения (G') и модуль вязкости или потери (G'') в температурном диапазоне от приблизительно 20°C до приблизительно 130°C для традиционного плавкого адгезива (упомянутого в фигуре, как «плавкий») и одного из видов приготовленного алкида (конкретно вид с вязкостью 5 Па/с упоминается на фигуре как «алкид»). Такое изображение демонстрирует, что традиционный плавкий адгезив проявляет вязко-эластичные свойства в температурном диапазоне от приблизительно 30°C до приблизительно 70°C, и проявляет вязкие свойства в другом температурном диапазоне от приблизительно 80°C до приблизительно 120°C. В отличие от этого, приготовленный алкид не проявляет вязко-эластичные свойства в температурном диапазоне от приблизительно 30°C до приблизительно 130°C.Более того, приготовленный алкид проявляет вязкие свойства в температурном диапазоне от приблизительно 30°C до приблизительно 130°C, который является намного более широким температурным диапазоном, чем тот, в котором традиционный плавкий адгезив демонстрировал вязкие свойства.

Широкий температурный диапазон, при котором приготовленный алкид остается текучим (относительно узкого диапазона, при котором традиционный плавкий адгезив остается текучим), является важным, потому что, в настоящее время, это обеспечивает изготовителю возможность наносить адгезив на более широкий класс адгезионно соединяемых материалов, конкретно на те адгезионно соединяемые материалы, которые имеют низкие температуры плавления. Более конкретно, традиционные плавкие адгезивы типично не используются для соединения вместе адгезионно соединяемых материалов, которые поддаются разрушению температурой, при которой адгезив необходимо применять (в состоянии с низкой вязкостью). Например, традиционный плавкий адгезив необходимо нагреть до температуры приблизительно 120°C для достижения достаточно низкой вязкости, что может позволить применять его в качестве жидкости к адгезионно соединяемому материалу. Если, однако, адгезионно соединяемый материал является полиэтиленом, который имеет температуру плавления приблизительно 120°C, то адгезионно соединяемый материал сам по себе может расплавиться, при контакте с разжиженным, традиционным плавким адгезивом. В желательном отличии, алкид имеет низкую вязкость при более низких температурах и, следовательно, он может с успехом применяться для соединения полиэтиленовых основ без потенциального разрушения таких основ. Следовательно, в настоящее время, более широкий класс адгезионно соединяемых материалов может быть адгезионно соединен.

Пример 2

В этом примере по цветовой шкале Гарднера (Gardner-Color grade) разные виды одной и той же алкидной смолы сравнивают друг с другом и с традиционым плавким адгезивом, типично используемым для создания одноразовых впитывающих изделий. Два вида алкидной смолы, описанные в примере 1 (конкретно виды 5 Па/с и 6 Па/с) и традиционный плавкий адгезив, описанный в примере 1, были использованы в данном примере.

Гарднер-цвет является цветом прозрачных жидкостей по сравнению со стандартами определенных цветов, Гарднер-Дельта Компаратор (CG-6750). Цветом образца является номер стандарта, наиболее близкого соответствия образца. Более высокое число указывает на более темный цвет образца (ASTM D 1544). В применениях, в которых предполагается использование адгезива, цвет класса «3» или ниже, является приемлемьм. Цвет классов выше «3» является приемлемым в тех случаях, когда адгезив вряд ли будут виден и не сможет просматриваться через адгезионно соединяемые материалы.

Протокол испытаний, описанный стандартной методикой ASTM D 1544, «Test Method for Color of Transparent Liquids (Gardner Color Scale)», ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004, DOI: 10.1520/D 1544-04, www.astm.org, был использован для проведения экспериментов с Lovibond Gardner Comparator 3000 AF 228 для оценки класса цветов.

Исходя из вышесказанного, протокол испытаний традиционного плавкого адгезива демонстрировал цвет класса «1», тогда, как свежий алкид демонстрировал цвет класса «2», и приготовленные алкиды (как 5 Па/с так и 6 Па/с) после 72 часов в открытом сосуде демонстрировали цвет класса «3». Результаты демонстрируют, что свежие и приготовленные алкиды имеют цветовой профиль приемлемый для использований, в которых предполагается адгезив. Кроме того, результаты демонстрируют, что свежие и приготовленные алкиды, вероятно, будут приемлемыми даже в тех случаях, когда адгезив вряд ли будет виден через адгезионно соединяемые материалы.

Пример 3

В этом примере, стойкость к воде/эффективность адгезии алкидной смолы сравнивают с традиционным плавким адгезивом, который типично используется для создания одноразовых впитывающих изделий. В данном примере были использованы такой же плавкий адгезив, что и описанный в примере 1, и вид алкидной смолы 5 Па/с, описанный в примере 1.

Эффективность состава адгезива может быть проверена путем измерения его прочности соединения до и после воздействия водой при температуре окружающей среды (например, 23°C) в течение, по меньшей мере, 16 часов. Например, эффективность состава адгезива может быть проверена путем измерения прочности соединения двух нетканых слоев, склеенных вместе продуктом адгезивного состава для получения многослойного изделия, до и после воздействия воды при температуре окружающей среды в течение, по меньшей мере, 16 часов.

Три многослойных образца для тестирования были подготовлены. Первый многослойный образец был подготовлен путем экструдирования трех полосок традиционного плавкого адгезива через слот для нанесения покрытий между двумя слоями нетканого материала, одним из которых был нетканый SMS (спан-мелт-спан) 10 грамм на квадратный метр (г/м²), гидрофильный материал, в то время как другой слой был нетканым SMS 11 г/м², гидрофобным материалом. Адгезив экструдировали из слота для нанесения покрытий при температуре 150°C, и применяли для нанесения покрытий со скоростью 400 м/мин. Расстояние между местом применения на нетканом материале и слотом для нанесения покрытий составляло 500 мм, ширина полосок составляла 1 мм, а удельный вес полосок составлял 27 г/м².

Второй многослойный образец был изготовлен тем же способом, что и первый многослойный образец, за исключением того, что в нем использовали алкид вида 5 Па/с (вместо традиционного плавкого адгезива), который экструдировали из слота для нанесения покрытий при температуре 135°C.

Третий многослойный образец был изготовлен тем же способом, что и второй многослойный образец, за исключением того, что полоски алкида вида 5 Па/с имели удельный вес 34 г/м².

Полученные в результате многослойные образцы хранили при 23°C в течение 24 часов. Образцы каждого многослойного материала были вырезаны со стороной 1 дюйм, включающей три полоски адгезива. Прочность соединения (в граммах (г)) была протестирована между двумя неткаными материалами в поперечных направлениях. Прибором для проверки на прочность был Zwick/Roell Z1.0/TH1S (Atlanta, GA), со скоростью выдавливания 600 мм/мин. Значение результирующей силы (g) для каждого исследуемого образца принималось как среднее значение максимумов, полученных от трех полосок адгезива. Прочность соединения между двумя неткаными материалами в поперечном направлении была проверена еще раз с последующим действием на каждый образец воды при температуре окружающей среды в течение 16 часов. Этот протокол испытания называется в данной заявке как испытание «Прочность соединения».

Первый многослойный образец (с использованием традиционного плавкого адгезива) показывал прочность соединения до воздействия водой 218 г и 213 г после воздействия водой на многослойный образец при температуре окружающей среды в течение 16 часов. Соответственно, первый опытный многослойный образец потерял 2,3% прочности соединения.

Второй многослойный образец (с использованием алкидной смолы с 5 Па/с, 27 г/м) показывал прочность соединения до воздействия водой 101 г и 128 г после воздействия водой на многослойный образец при температуре окружающей среды в течение 16 часов. Соответственно, второй опытный многослойный образец показал увеличение прочности соединения на 23,7%.

Третий многослойный образец (с использованием алкидной смолы с 5 Па/с, 27 г/м²) показывал прочность соединения до воздействия водой 199 г и 217 г после воздействия водой на многослойный образец при температуре окружающей среды в течение 16 часов. Соответственно, третий опытный многослойный образец показал увеличение прочности соединения на 9,0%.

В общем, стойкость к воде становится очевидной, если многослойный материал (и, соответственно, адгезионно соединяемые материалы), проклеенный определенным испытываемым адгезивом, демонстрирует потерю прочности соединения меньше чем на 20% после того, как многослойный материал подвергался воздействию воды в течение, по меньшей мере, 16 часов. Предпочтительно, потери составляют менее чем 15%, более предпочтительно, менее чем 10% и даже более предпочтительно менее чем 5%.

Стойкость к воде материалов (и, в общем, адгезивных композиций и изделий, содержащих композиции) далее измеряется путем загрузки 1000 миллилитров (мл) водопроводной воды (23°C) в чистый стеклянный лабораторный стакан. Шесть однодюймовых образцов помещают в воду на 16 часов. Точный размер испытываемого образца может варьировать в зависимости от типа изделия и способа изготовления; но, в общем, наименьший размер испытываемого образца должен быть не менее 5 миллиметров (мм). После этого испытываемые образцы удаляют и высушивают.Образцы затем измеряются снова и, если размеры образцов изменяются вдоль любой длины менее чем на 20%, то образцы и, следовательно, термопластичная композиция или изделие, из которых испытываемый образец изготовлен, как говорят, демонстрируют стойкость к воде. Предпочтительно, размеры образцов изменяются вдоль любой длины менее чем на 10%, и даже более предпочтительно менее чем на 5%. Исходя из вышеупомянутого исследования, испытанные многослойные материалы остаются неизменными по размерам и в рамках критериев эффективности для применений в тех целях, в которых адгезив рассматривается в данной заявке.

Пример 4

В этом примере демонстрируется осуществление процесса моделирования производства одноразового впитывающего изделия, а именно подгузника, с испытанием алкидной смолы с коротким маслом.

В проведении этого эксперимента были использованы следующие материалы: (1) нетканый SMS-типа гидрофильный материал 10 грамм на квадратный метр (г/м²) (покровный слой); (2) нетканый SMS-типа гидрофобный материал 11 г/м² (Дастин (Dustin) слой); (3) невысушенная алкидная смола с коротким маслом коммерчески доступная от компании Reichhold Chemicals Inc. (Durham, N.C.), под торговой маркой BECKOSOL(12-035, которая была подвергнута дополнительной обработке для удаления растворителя (ксилола), присутствующего в коммерческом продукте, для получения свободного от растворителя материала, имеющего вязкость 5 Па/с (приготовленный алкид), и, (4) недышащая полипропиленовая пленка 14 г/м² (нижний слой).

В общем, нетканый покровный слой соединяют с нетканым слоем Дастина с помощью приготовленного алкида путем нанесения смолы через слот. Нижний слой соединяют с нетканым слоем Дастина с помощью приготовленного алкида путем спирального нанесения смолы. Спиральное нанесение адгезива и через слот известны специалистам в данной области техники и общее описание этих нанесений изложено выше.

В этом эксперименте для нанесения через слот оборудование включает стандартный плавитель ITW S05, насос объемом 2,4 кубических сантиметра на один оборот (см³/об.) и клеевой пистолет Glue Gun Nordson SCSE 250, изготовленные под заказ пять модулей, тонкая прокладка толщиной 0,15 мм. Температура, при которой алкид наносили клеевым пистолетом, составляла 130°C.Нанесение алкидной смолы через слот проводили непосредственно на нетканом покровном слое, а затем соединяли с нетканым слоем Дастина. Образец нанесения моделировал слот с внутренней стороны затвора и с внешней стороны затвора. Контрольная линейная скорость во время нанесения (выдавливания) составляла приблизительно 400 метров/минуту (м/мин). Количество применяемой алкидной смолы составляло от 27 г/м² до 34 г/м².

В этом эксперименте для спирального нанесения, оборудование включало такой же стандартный плавитель, который использовали при нанесении через слот.При спиральном нанесении, однако, использовали другой клеевой пистолет, а именно. Glue Gun Nordson CF 201, Nozzle 0.018WCW. Температура, при которой наносили алкид клеевым пистолетом, составляла от 140°C до 145°C. Спиральное нанесение алкидной смолы осуществляли непосредственно на полимерную пленку, а затем соединяли с нетканым слоем Дастина. Контрольная линейная скорость во время нанесения (выдавливания) составляла приблизительно 400 м/мин. Количество применяемой алкидной смолы составляло от 3,5 г/м² до 8 г/м².

Результаты нанесения через слот и спирального нанесения демонстрируют, что приготовленная алкидная смола может технологически использоваться при производственных линейных скоростях, и что смола демонстрирует (начальную) прочность соединения, подобную прочности соединения традиционного плавкого адгезива. Изображения спиральной модели демонстрируют хорошо определяемую геометрию этой модели.

Пример 5

В этом примере сравнивают друг с другом стойкость к нагреванию (или термическую) различных видов одной и той же алкидной смолы. Такие же виды алкидной смолы, описанные в примере 1, используют в этом примере, за исключением того вида с вязкостью 3 Па/с, который не был частью этого эксперимента.

Протокол испытаний, описанный в стандартной методике ASTM Standard D 4499-07, «Standard Test Method for Heat Stability of Hot-Melt Adhesives», ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004, DOI: 10.1520/D4499-07, www.astm.org, был использован для проведения экспериментов, и упоминается в данной заявке как испытание «Термической стабильности». Вязкость измеряли, как описано в примере 1.

Условия испытаний включали выдерживание при температуре 130°C в течение 72 часов.

В таблице ниже приведены соответствующие данные эксперимента.

Представленная вязкость имеет размерность Па/с, и представленные значения вязкости после выдержки 72 часа для открытых приготовленных алкидов были получены путем измерения вязкости материала под сформировавшейся кожурой. Изменение вязкости на 50% или менее является приемлемым для конструкционных адгезивов, применяемых в производстве одноразового впитывающего изделия, такого как подгузник, и такое изменение в этом контексте рассматривается как «по существу постоянная вязкость».

Все документы, приведенные в разделе «Детальное описание изобретения», являются в соответствующей части, включенными в данную заявку путем ссылки, цитирование какого-либо документа не может быть истолковано как признание его уровнем техники по отношению к настоящему изобретению. В объеме того, что если какое-либо значение или определение термина в данном документе, противоречит какому-либо значению или определению такого же термина в документе включенном путем ссылки, то значение или определение, установленное для этого термина в данном документе, будет определяющим.

В то время как были поиллюстрированы и описаны конкретные осуществления в соответствии с настоящим изобретением специалисту в данной области техники будет очевидно, что другие различные изменения и модификации могут быть произведены, не выходя за суть и объем настоящего изобретения. Поэтому формула, которая прилагается к данной заявке, предназначена для охвата всех таких изменений и модификаций, которые входят в объем настоящего изобретения.

Пример получения адгезивной композиции по п.1

Смолу получают с участием растворителя. При этом помещают в реактор полиол, поликислоту/ангидрид и кокосовое масло (31%). Добавляют небольшое количество ксилола (3%) в качестве реакционного агента. Данную смесь нагревают, перемешивая, до более 200°C в инертной атмосфере, с перегонкой с обратным холодильником. Ксилол выполняет функцию среды перегонки и помогает контролировать температуру реакции и удалять воду, образующуюся в ходе реакции между компонентами смеси. Растворитель отделяют от воды и возвращают в реакционную систему. Система приготавливается до тех пор, пока не достигнет определенного кислотного числа (массы гидроксида калия в мг, необходимой для нейтрализации 1 г алкида). В этот момент оставшийся ксилол удаляют и продолжают нагревать систему, при этом подают в систему поток инертного газа.

На конечном этапе добавляют оставшиеся компоненты, состоящие из (1) полимера и (2) технологической добавки, и тщательно вмешивают их в горячую жидкую смолу.

Полученную композицию затем переносят в подходящую среду для хранения для транспортировки/использования.

Реферат

Изобретение относится к адгезивным композициям для впитывающих изделий на основе водостойких модифицированных маслами химически неактивных алкидных смол, одноразовому впитывающему изделию и способу формирования адгезионного соединения между компонентами впитывающего изделия. Адгезивная композиция содержит, по меньшей мере, приблизительно 65 мас.% водостойкой модифицированной маслами химически неактивной алкидной смолы и от приблизительно 0,001 мас.% до приблизительно 35 мас.% (i) одного из, полимера, выбранного из группы, состоящей из полигидроксиалканоатов, поливинилового спирта, полиэтилена, полипропилена, малеинизированного, полипропилена, полимолочной кислоты, нейлона, капролактама и их комбинаций; и (ii) технологической добавки, например, выбранной из группы, состоящей из талька, глины, целлюлозной массы, муки, скорлупы грецких орехов, хлопка, джута, хитина, солей металлов жирных кислот, сложных эфиров и их мыл, полиолефиновых восков, кремния, диатомитовой земли и их комбинаций. Одноразовое впитывающее изделие содержит компоненты впитывающего изделия и адгезивную композицию, нанесенную между и соединяющую вместе, по меньшей мере, два компонента изделия. Компоненты впитывающего изделия содержат верхний слой, нижний слой и впитывающий слой или содержат, по меньшей мере, два слоя материала. При формировании адгезионного соединения между компонентами впитывающего одноразового изделия распределяют на первом компоненте изделия адгезионную композицию при температуре от приблизительно 80°C до приблизительно 200°C. Соединяют первый компонент изделия со вторым компонентом. Конструкционный адгезив не требует �

Формула