CN101622323B

CN101622323B - 高苯乙烯sbs热熔粘合剂

Info

Publication number: CN101622323B
Application number: CN2007800367964A
Authority: CN
Inventors: 冈崎元太
Original assignee: Bostik Inc
Current assignee: Bostik Inc
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: US20080081858A1; CN101622323A; JP5497441B2; JP2010506005A; CA2663671A1; BRPI0717128A2; ES2553648T3; WO2008042645A1; AU2007305022B2; CA2663671C; EP2069447B1; MX2009003243A; EP2069447A1; AU2007305022A1

Abstract

多用途热熔粘合剂组合物，其适合作为用于一次性软质物品的结构粘合剂和弹性附着体粘合剂，例如一次性尿布、妇女卫生巾、外科覆盖巾、医院衬垫以及成人失禁产品。该多用途热熔粘合剂组合物具有高水准的耐蠕变性、高的粘合强度、以及相对较低的粘度，并且是由末端嵌段树脂以及线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物构成，其中所述共聚物的苯乙烯含量为大于约35重量％，优选约38-约50重量％。

Description

高苯乙烯SBS热熔粘合剂

技术领域

本发明涉及多用途热熔粘合剂，更具体而言，本发明涉及新型的多用途的基于SBS的热熔粘合剂，其可用于制造一次性软质物体，例如尿布、妇女卫生巾及类似物。

背景技术

现有技术中充盈有大量被用于一次性软质物品的结构的热熔粘合剂的实例。这些现有技术的粘合剂的具体应用举例来说包括一次性尿布、卫生巾、外科覆盖巾、医院衬垫和成人失禁产品。而且，对这些现有技术的粘合剂进行涂敷的现有技术的方法包括但不限于挤出(多缝(bead)或狭缝(slot))、喷洒(spray)或轮式涂敷系统。

本领域技术人员可以方便地了解到，迄今为止，许多不同的聚合物基体被用来配制用于一次性软质物品结构的热熔粘合剂。在此方面，首先被采用的共聚物是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和无定型聚丙烯(APP)。尽管这些聚合物在恰当共混时可提供对大多数基材的满意的粘合，但是它们也存在一些缺点，这些缺点毁损了它们的实用性。这些聚合物的一个第一缺点是其缺乏满意的对提升温度的耐受性。例如，非常重要的是一次性软质物品的结构粘合剂不仅在室温下、而且在提升的温度下、即在100°F(38℃)下也保持其粘结力。这种对提升温度的耐受性是重要的，因为无此特征时，如果粘合接头与使用者的皮肤接触，会发生终端产品的剥离。全部或部分基于EVA或APP的现有技术粘合剂的第二个缺点是这些聚合物趋于“凝胶化”或者另外粘度增加，或当接触典型的商业涂敷温度，即300°-350°F时会烧焦(char)。在大多数情形下，该缺陷表明其本身具有较差的涂敷特性，例如堵塞设备的喷嘴。而且，本领域技术人员可以知晓，基于EVA或APP的粘合剂通常不能够被配制为多用途粘合剂组合物。

应当理解的是，多用途粘合剂组合物是可用于多于一个领域的那些粘合剂。例如，在现今大多数一次性尿布的生产中，应当理解的是存在有几种不同的粘合剂应用。这些粘合剂应用包括将粘合剂用于结构中，即，将聚乙烯与无纺布和吸收垫粘结；将粘合剂用于弹性附着体，即，将弹性材料与聚乙烯在腿部和/或腰部区域粘结；将粘合剂用于连接条(landing strip)，即，将聚烯烃薄膜的增强层与胶带突出物相反区域中的聚乙烯粘合；以及芯核粘合剂的使用，即，将粘合剂涂敷至吸收芯核，以增加芯核的强度。

结构粘合剂是柔软的(有些发粘的)、具有高的剥离强度、长的施工时限(open time)和低的内聚强度。与结构粘合剂相比，弹性附着体粘合剂更硬(不太粘)、内聚强度高且施工时限较短。对于多用途应用，尤其对于弹性附着体，良好的性能需要刚性、内聚强度和施工时限的平衡。

如前面所讨论的，迄今为止，现有技术的基于EVA和APP的粘合剂组合物通常未经混炼来形成具有压敏性质的多用途粘合剂，因为发现这些配制品就强度、提升温度的耐受性而言作出了严重的妥协。应当理解对多用途粘合剂组合物来说，压敏性是极为重要的，因为压敏粘合剂可以在比非压敏粘合剂组合物远为宽广的应用条件如温度下形成粘结。

迄今为止，基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物的粘合剂组合物也被用于一次性软制品的结构中。选择SIS是因为当与其它嵌段共聚物相比时，在相同的熔融指数和橡胶含量下，SIS聚合物提供了更高的分子量和更为柔软的粘合产品。用于弹性附着体的粘合剂需要含有高含量的橡胶和末端嵌段树脂，以得到足够大的内聚力。例如Alper的US 5,149,741公开了弹性附着体粘合剂，其包含35份的SIS共聚物，及10份的末端嵌段树脂。尽管这些粘合剂组合物已被使用，但是其也具有几个显著的缺陷，这毁损了它们的实用性。例如，采用前述可商购SIS共聚物的粘合剂组合物显示出低的模量和较差的提升温度耐受性，甚至在与各种增粘树脂进行配制时。在试图改进各种基于SIS的组合物的温度耐受性时，末端嵌段增强树脂被与其共混。但是，这些树脂似乎会降低所述粘合剂组合物与聚烯烃基材的比粘附力，同时增加最终粘合剂组合物的原料成本，因为这些增强树脂通常非常昂贵。此外，就保持任意显著程度的提升温度的耐受性而言，含SIS共聚物的粘合剂组合物需要相对非极性的增粘树脂，即，部分或全部氢化的树脂或脂族C-5树脂。但是明显的是，以下含有显著量的极性或芳族组分的树脂的试验往往会涉及到嵌段共聚物的末端嵌段，由此会降低提升温度耐受性至不可接受的程度。结果，当粘合剂组合物用SIS共聚物和这些相对非官能化树脂进行掺混时，所得粘合剂组合物会被认为具有非常差的与聚烯烃基材的粘合。尽管这些相同的粘合剂组合物在用作弹性附着体粘合剂时是可以接受的，即，当通常不需要高的比粘附力时可接受，但是其还表现出完全不适合于用作结构粘合剂，也就是说，在强制要求非常高水平的与聚烯烃基材的比粘附力时。此外，这些相同的掺混物常会产生在涂敷温度下具有不令人满意的高粘度的产品。正是基于如上所述，基于SIS共聚物的粘合剂组合物总体上不适于用作多用途粘合剂。

除以上所讨论的现有技术的粘合剂外，建议了使用基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)多嵌段共聚物的粘合剂用于一次性软质物品的结构中。这些现有技术的粘合剂的实例公开在US 4,526,577中。基于SBS的粘合剂组合物比前面所用粘合剂在几个重要方面都似乎表现出改进，但是其也具有陷毁损其实用性的几方面缺。例如，发现当基于SBS的粘合剂组合物被放置在粘合剂涂敷器中一段较长的时间时，其粘度会快速增加，并最终凝胶化，由此使得将其除去极为困难。另外，与基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物的粘合剂组合物相比，基于SBS多嵌段共聚物的粘合剂组合物的耐升温蠕变性不够好，不能表现良好地作为弹性附着体粘合剂。此外，很多尿布生产商近来都向其一次性尿布产品添加了弹性腰带，而该专利中公开的基于SBS的粘合剂组合物对此特殊的生产应用似乎完全不可接受。这是由于其不够好的耐升温蠕变性。

为了提供高水平的耐蠕变性，US 6,391,960描述了组合使用末端嵌段树脂与相对高分子量的放射状或线性SBS共聚物，以作为多用途热熔粘合剂。其中陈述到与添加更多的共聚物至组合物中以得到相同增加的内聚力相比，末端嵌段树脂的存在提供了在较低粘度下更高的内聚力。同样陈述到，高分子量SBS共聚物的存在使得能够使用较少量的所述共聚物，当与使用低分子量的SBS共聚物相比时，这可提供更为柔软、更压力敏感、具有更长施工时限的粘合剂。但是，使用这些高分子量的聚合物会导致成品的热熔粘合剂具有不可接受的高粘度。

希望的是保持热熔粘合剂的粘度为较低，以便允许有低的涂敷温度，尤其是在使用喷洒设备时。当涂敷粘合剂至热敏感基材，例如典型用于制造一次性尿布的聚乙烯背片(backsheet)时，这点是特别需要的。

低粘度热熔胶可以使用这里所描述的相对低分子量的线性SBS聚合物制备。使用较低分子量的聚合物与使用US 6,391,960中所用的高分子量聚合物相比，优点在于成品粘合剂有较低的粘度，其它方面相同。

但是，随着总聚合物分子量下降，末端嵌段树脂更难以停留在聚合物的苯乙烯区域(domain)内。这是因为随着聚合物分子量下降，苯乙烯区域的分子量也降低。

因此，满意的是保持聚合物的苯乙烯末端嵌段的分子量相对于嵌段共聚物总分子量尽可能高。这部分是通过将SBS嵌段共聚物中的苯乙烯含量保持在较高来实现的，例如，高于35重量％。

当使用线性嵌段共聚物代替放射状共聚物时，也可得到适宜的末端嵌段分子量。在给定的聚合物分子量下，线性嵌段共聚物比相应的放射状聚合物具有更高的相对末端嵌段分子量。例如，通过偶联反应制得的线性嵌段共聚物的通式结构可以是A-B-X-B-A，其中A是苯乙烯，B是丁二烯，X双官能偶联剂。如果相似的放射状聚合物使用四官能偶联剂制备，则结构会是(A-B)₄-X。在此实例中，线性聚合物的分子量可以是放射状聚合物的两倍。在非常低的聚合物分子量下，例如当在甲苯中的粘度(25重量％的聚合物在甲苯中)为小于1000厘泊时，芳族末端嵌段增强树脂的有益效果在线性SBS聚合物中会比在放射状SBS聚合物中更明显。

低聚合物分子量与高苯乙烯含量和线性聚合物结构的独特组合可以导致具有优异的弹性附着体性能的低粘度热熔粘合剂。

这里所用的聚合物“中嵌段”是指基本上脂族的聚合物嵌段。以下将要讨论的“中嵌段树脂”是指与聚合物的中嵌段相容的增粘剂。聚合物的“末端嵌段”是指基本上芳族的聚合物嵌段。以下将要详细讨论的“末端嵌段树脂”基本上是芳族的，并与聚合物的末端嵌段相容。

Malcolm的US 5,057,571公开了用于弹性附着体的粘合剂，其包含低含量的非常高分子量的SBS共聚物。但是，这些非常高分子量的聚合物在典型的热熔胶生产设备中非常难以掺混。此外，在非常低的聚合物浓度下，所述粘合剂常变为“玻璃状”，因为需要非常高的树脂填充。

如上所述，末端嵌段树脂通常与SIS共同使用，以改进压敏粘合剂的内聚强度。末端嵌段树脂通常并不与SBS共同使用，因为难以保证所述树脂实际上能够被引入末端嵌段中，原因在于与异戊二烯中嵌段相比丁二烯中嵌段具有较高的极性，因此，其往往会使末端嵌段树脂在所述中嵌段中能在较大程度上增容。另外，末端嵌段树脂通常不会被用于基于SBS的弹性附着体粘合剂中。但是，Raykovitz的US 4,944,993公开了低分子量的放射状SBS聚合物，其包含的苯乙烯含量大于35％、具有末端嵌段树脂，还公开了其在结构和弹性附着体粘合剂中的用途。

发明内容

本发明涉及多用途热熔粘合剂组合物，该组合物适合作为用于一次性软质物品的结构和弹性附着体的粘合剂，该一次性软质物品例如一次性尿布、妇女卫生巾、外科覆盖巾、医院衬垫以及成人失禁产品。该多用途热熔粘合剂组合物具有高水平的耐蠕变性、高的粘结强度、以及相对较低的粘度，并且是由末端嵌段树脂与线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物的组合构成的，其中所述共聚物的苯乙烯含量为大于约35重量％，优选约38-约50重量％。此外，本发明的粘合剂组合物具有相对较长的施工时限、较低的刚性和良好的内聚强度，这些性质对高效多用途粘合剂是有利的。

所述粘合剂组合物非常适合于粘结弹性体与聚乙烯和/或聚丙烯薄膜、薄纱(tissue)和/或非织造基材，以形成一次性软质物品制品中聚拢的腰部、腿部或套袖条。另外，粘合剂相对高的内聚强度与相对低粘度的组合提供了使用常规喷洒纤维化技术来涂敷这种基材的优良粘合剂，其中希望的是能够以各种方式喷洒熔融的粘合剂，不用干扰连续的粘胶长丝。有利地是已发现，通过使用在线性SBS嵌段共聚物中至少35重量％、通常至多约50重量％的苯乙烯，可以提供在相等温度下与含有较低量苯乙烯部分的SBS嵌段共聚物相比远为更低的粘度。这使得可以有更低的涂敷温度，而低涂敷温度又可以避免在粘合剂被涂敷至聚乙烯、聚丙烯和/或弹性绳股(strand)时的烧穿(burn through)。另外，本粘合剂更低的涂敷温度避免了与粘合剂热降解有关的问题，因为该涂敷温度低于其它SBS嵌段共聚物以前所要求的。

更具体而言，本发明的粘合剂包含：

(A)约5-约40重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其苯乙烯含量为大于35重量％；

(B)约2-约30重量％的基本上芳族的末端嵌段树脂；

(C)约20-约70重量％的至少一种相容的增粘树脂；

(D)约0-约25重量％的相容的非官能化嵌段共聚物；

(E)约0-约30重量％的增塑剂；和

(F)约0-约4重量％的稳定剂，

上述组分与任何可引入所述热熔粘合剂组合物中、以改进其某些性质的额外的任选添加剂以及少量蜡构成了粘合剂组合物的100重量％，其中所述添加剂例如着色剂，如二氧化钛，填料如滑石或粘土。增粘剂的优选存在量为大于嵌段共聚物的存在量，并且所述粘合剂的粘度为在325°F下小于10,000cP，优选为8,000cP或更低。

具体实施方式

本发明涉及多用途热熔粘合剂，其基于苯乙烯含量大于约35重量％的线性SBS聚合物和末端嵌段树脂。所述线性SBS聚合物的存在量可以是5-40重量％，优选10-30重量％，最优选15-25重量％。

可用于本发明的热熔粘合剂中的聚合物是具有以下通式结构之一的嵌段或多嵌段共聚物：

(A-B)_n-A或(AB)_n-X或(A-B)_n

其中X是官能度为2的多价偶联剂，聚合物嵌段A是非弹性的聚合物嵌段，聚合物嵌段B是未经氢化的丁二烯弹性的聚合物嵌段。变量“n”是等于或大于1的整数。可用于本发明中的共聚物基本上是线性的。一定含量的二嵌段共聚物AB可以通过设计或由于不完全的AB支臂的偶联而存在。二嵌段对于增加粘性、剥离和施工时限可以是有利的，但是这必须用其降低内聚强度和升高温度耐受性的效果来平衡。二嵌段的含量通常为低于30％，优选小于15％。

官能度为2的多价偶联剂的实例“X”是二溴乙烷。

或者，所述聚合物可以使用顺序聚合方法制得，顺序聚合方法不需要使用偶联剂。该方法可以导致基本上不含二嵌段的聚合物。

非弹性的嵌段A可以包含乙烯基单体的均聚物或共聚物，例如乙烯基芳烃、乙烯基吡啶、卤乙烯和乙烯基羧酸酯，以及丙烯酸类单体，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸的酯等。单乙烯基芳族烃类包括苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙基乙烯基苯，以及双环单乙烯基化合物，例如乙烯基萘等。其它非弹性的聚合物嵌段可以衍生自α烯烃、环氧烷、缩醛、氨基甲酸酯等。苯乙烯是优选的，其量为构成总共聚物组合物的多于35重量％，更优选38-50重量％。

构成共聚物剩余部分的弹性的嵌段组分B是未经氢化的丁二烯。

本申请中所用的最优选的是线性A-B-A三嵌段共聚物，其中弹性的嵌段是丁二烯，非弹性的嵌段是苯乙烯，其中所述共聚物的分子量使溶液粘度(25重量％的聚合物在甲苯中)为小于1000厘泊，而二嵌段的含量基本为0。

本申请中可用的典型的橡胶嵌段共聚物是聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯。取决于聚合条件，所述聚丁二烯中嵌段可以含有不同比例的顺-1，4、反-1，4和1，2-加成。较高含量的1，2-加成可以满意地用来降低给定分子量时的粘度。这些共聚物可以采用本领域技术人员熟悉的方法制备。或者，这些聚合物可以从台湾的TSRC公司以商品名Taipol 4202购得，其苯乙烯含量为40％，溶液粘度为620厘泊，使用5千克重量时的熔融指数为7.5克/10分钟，二嵌段含量基本为零。

也可使用含这些苯乙烯的共聚物与至多约25％、优选少于10％的其它相容的非官能化嵌段共聚物的共混物。术语“非官能化”是指未进行化学改性，以使共聚物骨架上含有官能团如环氧、酸酐、硅烷、磺酸酯、酰胺等的嵌段共聚物。可用的相容的共聚物包括使用异戊二烯或丁二烯的弹性中嵌段所制备的那些，无论氢化与否，例如可以Kraton商品名商购自Kraon Polymers LLC的那些。特别有用的是指定的Kraton 1165。

尽管在粘合剂中所用共聚物的最佳量可依赖于最终用途而变化，所述共聚物通常在粘合剂配制品中的存在量为低于40重量％，但是通常为大于5重量％，更常见是大于10重量％，及至多约30重量％，最优选约15-25重量％。因为在本发明热熔粘合剂中所用的共聚物具有相对高的分子量，所以仅需要使用较少的量，从而导致较长的施工时限和软质的产品。

本发明的热熔粘合剂组合物也包含固体的增粘剂，其与SBS共聚物的中嵌段相容。代表性的树脂包括C₅/C₉烃树脂、合成多萜、松香、松香酯、天然萜烯等。更具体而言，可用的增粘树脂包括任何相容的树脂或其混合物，例如(1)天然和改性松香，包括脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香以及多聚松香；(2)天然和改性松香的甘油酯和季戊四醇酯，包括浅色木松香的甘油酯、氢化松香甘油酯、聚合松香甘油酯、氢化松香季戊四醇酯以及酚醛改性的松香季戊四醇酯；(3)天然萜烯的二元共聚物和三元共聚物，例如苯乙烯/萜烯和α甲基苯乙烯/萜烯；(4)多萜树脂，其通常得自萜烯烃如称为蒎烯的双环单萜烯在Friedel-Crafts催化剂的存在下、在温和的较低的温度下的聚合；还包括氢化多萜树脂；(5)酚醛改性的萜烯树脂及其氢化衍生物，例如，在酸性介质中得自双环萜烯和苯酚缩合的产物；(6)脂族石油烃树脂，源自主要由烯烃和二烯烃构成的单体的聚合；还包括氢化的脂族石油烃树脂；和(7)环石油烃树脂，以及其氢化衍生物。两种或多种上述增粘树脂的混合物对于某些配制品来说可以是需要的。还包括环状的或无环的C₅树脂和芳族改性的环状的或无环的树脂。优选的是芳族改性的环状或无环的C₅树脂。

增粘树脂的环球法软化点应当是85℃-125℃。更优选所述软化点为约95℃-115℃。优选的增粘剂是氢化的芳族改性的双环戊二烯树脂，其环球法软化点是约100℃-115℃。这些树脂可以Escorez 5600和5615商购自ExxonMobil化学公司，其软化点分别是100℃和115℃。

也称为“中嵌段树脂”的增粘剂通常在粘合剂组合物中的存在量为大于嵌段共聚物的存在量。在此范围内，所使用的量为组合物的20-70重量％，优选40-65重量％，最优选50-62重量％。

本发明还包含2-30重量％的基本上芳族的末端嵌段树脂。这种末端嵌段树脂的实例可以由具有可聚合不饱和基团的任何基本上芳族的单体制备。这种芳族单体的典型实例包括苯乙烯类单体：苯乙烯、α甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲氧基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯等，古马隆，茚单体，包括茚和甲基茚。芳族末端嵌段树脂的优选存在量为5-20重量％。所述芳族末端嵌段树脂的环球法软化点优选为100°-160℃。更优选所述软化点为约100°-140℃，最优选约120℃-140℃。两个优选的实例是可商购自Eastman化学的Plastolyn 240和Plastolyn 290。它们分别具有的环球法软化点是120℃和140℃。

本发明的热熔粘合剂还包含0-30、优选5-20重量％的油稀释剂。适宜的增塑油或填充油或液体增粘剂包括烯烃低聚物和低分子量聚合物，以及植物油和动物油及它们的衍生物。可以使用的石油衍生的油是相对高沸点的材料，其仅包含小比例的芳族烃(优选小于30重量％，更具体小于15重量％的油)。或者，所述油可以是完全非芳族的。适宜的低聚物包括平均分子量为约350-约10,000的聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯或类似物。优选的实例是USP级别的矿物油，其可以Kaydol商品名商购自Sonneborn公司。

本发明的热熔粘合剂还包含0-4重量％、优选0.3-3.0重量％的抗氧剂。在适用的稳定剂或抗氧剂中，这里所包括的是受阻酚或受阻酚与次级抗氧剂的组合，例如二硬脂基硫代二丙酸酯(“DSTDP”)或二月桂基硫代二丙酸酯(“DLTDP”)。这里使用的受阻酚是在接近于其酚羟基的位置上含有空间上较大基团的酚类化合物。这些邻近羟基存在的空间上较大的取代基的作用是减缓其伸展频率，从而相应降低其反应性；该空间位阻为酚类化合物带来了稳定化的性质。代表性的受阻酚包括：1，3，5-三甲基2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四-3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代二丙酸酯)、正十八烷基-3，5-二叔丁基-4-羟基苯酚)-丙酸酯、4，4′-亚甲基双(2，6-叔丁基苯酚)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-间-甲酚)、2，6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2，4-双(正辛基硫代)-1，3，5-三嗪、二-正十八烷基3，5-二叔丁基-4-羟基-苄基-膦酸酯、2-(正辛基硫代)乙基3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯、以及山梨醇六[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯]。优选的抗氧剂是可商购自Sumitomo化学公司的次级抗氧剂SUMILIZER TDP，以及可购自Ciba-Geigy的IRGANOX 1010的受阻酚主抗氧剂。所述稳定剂优选存在量为0.3-3重量％，更优选0.3-1.5％，最优选0.5重量％。

任选的添加剂(至多50重量％)可以被引入热熔胶组合物中，具体依赖于组合物的最终用途。其中这些添加剂可以包括着色剂如二氧化钛；荧光增白剂；以及填料，例如滑石、粘土、碳酸钙、二氧化硅、云母、硅灰石、长石、硅酸铝、氧化铝、水合氧化铝、玻璃微球、陶瓷微球、热塑性微球、重晶石和木粉，以及微量的(例如少于约5％)的蜡，例如源自石油的蜡、合成蜡或聚烯烃蜡。

本发明的一个实施方案是多用途热熔粘合剂，其包含：

(a)5-40重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其苯乙烯含量为大于约35重量％；

(b)2-30重量％的末端嵌段树脂，其由具有可聚合的不饱和基团的基本上芳族的单体制备；

(c)20-70重量％的增粘剂；

(d)0-25重量％的相容的非官能化嵌段共聚物；

(e)0-30重量％的油；和

(f)0-4重量％的抗氧剂，其中所述增粘剂的存在量为大于嵌段共聚物的量，并且其中所述粘合剂在325°F下的粘度为小于10000cP。

在另一个实施方案中，所述粘合剂包含：

(a)5-40、优选10-35重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其苯乙烯含量为大于约38重量％；

(b)2-30重量％的末端嵌段树脂；

(c)20-70重量％的增粘剂；

(d)0-25重量％的相容的非官能化嵌段共聚物；

(e)0-30重量％的油；和

(f)0-4重量％的抗氧剂，其中所述增粘剂的存在量为大于嵌段共聚物的量，并且其中所述粘合剂在325°F粘度为小于8000cPs。

在又一个实施方案，所述粘合剂包含：

(a)10-30重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其苯乙烯含量为大于35％，优选约38％-约50重量％；

(b)5-20重量％的末端嵌段树脂；

(c)45-65重量％的增粘剂；

(d)0-30重量％的油；和

(e)0-3重量％的抗氧剂。

在优选的实施方案，本发明涉及一种多用途热熔粘合剂，其包含：

(a)15-25重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其含有40重量％的苯乙烯；

(b)5-25重量％的芳族末端嵌段树脂；

(c)45-65重量％的增粘剂；

(d)5-20重量％的油；和

(e)0.3-1.5重量％的抗氧剂，其中所述增粘剂存在量为大于嵌段共聚物的量，并且其中所述粘合剂在325°F的粘度为小于8000cP。

所得的粘合剂可用于组装或制造各种一次性制品，包括但不限于一次性尿布、一次性妇女产品、成人失禁产品、医院袍服、床褥等。尤其是，所述粘合剂可用于组装其中至少一种聚乙烯或聚丙烯基材被粘结至至少一种薄纱、无纺布、聚乙烯或聚丙烯基材的一次性制品。另外，所述粘合剂可用于粘结弹性体至聚乙烯、聚丙烯或无纺布基材等，以便使打褶裥织物(gathers)具有伸长耐受性。所述粘合剂也可以用于较少需要的一次性结构应用中，例如用于末端或周边密封。

所得粘合剂配制品在325°F下的粘度可以是小于10,000cP，这使得其可以使用最常规的粘合剂涂敷机械。在更优选的实施方案中，本发明的粘合剂配制品的粘度可以小于8,000cP，以提供给所述粘合剂以优异的喷洒性和加工性。

可以喷洒且适用于弹性附着体的、根据本发明的热熔粘合剂的优选组合物在325°F下的粘度为小于10,000cP，且优选基本上线性的SBS嵌段共聚物包含大于35％的苯乙烯。

根据本发明用于弹性附着体粘合剂的更优选的组合物在325°F下的粘度为小于8,000cP，且优选基本上线性的SBS嵌段共聚物包含大于38％苯乙烯，和基本上0％的二嵌段。

除适于弹性附着体外，本发明的粘合剂配制品可以具有较长的施工时限和高的压敏性，这使得其可以作为非常优良的结构粘合剂。

以下实施例仅用于说明，其不以任何方式限制本发明的保护范围。

实施例

本发明的粘合剂使用以下步骤制备：

可用于本发明方法中的粘合剂组合物可以使用本领域已知的任何技术来制备。所述步骤的代表性实例包括将所有的液体物质置于带有夹套的混合釜中，优选置于带夹套的重型Baker-Perkins或Day型混合器中，该混合器装有旋转部分，然后将混合物的温度升高至120℃-177℃。再加入并熔化固体增粘树脂和其它添加剂，以形成均匀的混合物，最后，加入聚合物并混合，直到其完全混入其中。应当理解的是，在该步骤中所用的确切温度可以依赖于具体组分的熔点及成品粘合剂的粘度。搅拌所得的粘合剂组合物，直到聚合物完全溶解。随后施加真空，以除去任何夹带的空气。

使用了以下材料：

Escorez 5600是软化点为100℃的氢化的芳族改性的环脂族烃树脂。其可商购自ExxonMobil化学。

Plastolyn 290是软化点为140℃的纯的芳族单体树脂，可商购自Eastman化学公司。

Taipol 4202是线性嵌段共聚物，含有40％的苯乙烯和60％的丁二烯，可购自TSRC公司。其具有基本上0％的二嵌段含量。在甲苯中25重量％的溶液的粘度是620厘泊。190℃下使用5kg重物时的熔融指数(ASTM 1238)是7.5克/10分钟。

Kaydol是白色的矿物油，可购自Sonneborn公司。

Irganox 1010是受阻酚抗氧剂。其可购自Ciba Specialty Chemicals。

H2598是基于高苯乙烯SIS的弹性附着体粘合剂。其可商购自位于Wauwatosa，WI的Bostik公司。

以下测试对用于弹性粘着体的粘合剂进行，以确定粘度、软化点和耐蠕变性。

粘度

粘度测量根据ASTM方法D3236、在布氏粘度计中在160℃下进行，所示的单位是厘泊(cP)。

此时，可以使用多种涂敷技术将所得的热熔粘合剂涂敷在基材上。实例包括热熔胶胶枪、热熔胶狭缝-模头(slot-die)涂布、热熔胶轮式涂布、热熔胶滚筒涂布、熔喷涂布、旋涂等。在优选的实施方案中，使用旋喷法(spiral spray)将热熔粘合剂喷洒在基材上，这是优选的产生用于尿布生产中的弹性附着体和结构的丝状螺旋图案的技术。在一个实例中，热熔胶涂布器装有盘状涂布模头，其在中心具有喷嘴尖端。所述尖端被一系列倾斜的孔口环绕，用于热空气喷射穿过。热熔粘合剂以细长丝的形式被泵出喷嘴。所述长丝随后通过从孔口出来的高速热空气旋转，由此从单串的粘合剂产生螺旋图案，该图案被输送到基材。本发明的目的不是提供对喷洒技术的全面描述，其细节可以在文献中找到。

对于本发明而言，优选的涂敷粘合剂的方法可以是通过喷涂，最优选辅助以空气。在这些技术中，最常见的是旋喷(Nordson的ControlledFiberization^TM)，Nordson的Summit^TM，Nordson的Surewrap^TM，ITW的Omega^TM，还有各种熔喷方法。就本发明而言，热熔粘合剂的涂敷温度应当低于170℃，以使得热敏基材不会受到损伤。优选地，所述温度为等于或低于160℃，最优选低于150℃。

本发明的粘合剂组合物可用于大量的应用中，例如在一次性无纺布卫生制品、纸张整饰、软包装、木制品、硬盒和箱子密封，标签和其它组装应用。特别优选的应用包括一次性尿布和妇女卫生巾的结构，尿布和成人失禁的简易弹性附着体、尿布和餐巾芯核的稳固、尿布背片层压、工业过滤器材料更新、外科袍服和外科覆盖巾套件等。本发明的粘合剂特别适合于作为弹性附着体粘合剂，以用于一次性尿布、训练裤和成人失禁产品。

耐蠕变性测试采用本申请后面描述的实施例的层压试样进行。将切割为约350mm长的试样完全拉开，将其末端牢固地固定在一块硬质瓦楞纸板上。标记300mm的长度，将弹性绳股在标记处切断。然后将试样放置在100°F的空气循环烘箱中。在这些条件下，拉伸的弹性绳股可以回缩至一定的距离。4小时后测量末端之间的距离。最终的长度与初始长度之比定义为蠕变保持率(Creep Retention)，并表示为百分数(％)，其是对粘合剂保持弹性绳股能力的量度。

用于蠕变保持率测试的试样使用旋喷技术在Meltex CT225热熔胶涂布机上形成，该涂布机装有0.018”的旋喷喷嘴。为了准备试样，将拉伸至300％伸长率的三个弹性绳股(Lycra 740)层压在1.0密耳厚的聚乙烯薄膜层和聚丙烯纺丝粘合的无纺织物层之间。喷洒性在涂布期间通过观察螺旋图案的形状来进行评价。以12和18克/平方米(g/m²)涂布重量将粘合剂旋喷，施工时限为0.25秒，在尖端滚筒施加1巴的压力，涂敷温度设定为160℃。

实施例1

参考表1，实施例1、2和3是根据本发明制得的配制品。将这三个基于高苯乙烯含量的线性SBS嵌段共聚物的配制品与可商购的高苯乙烯SIS系弹性附着体粘合剂H2598进行对比。表1说明实施例1、2和3在160℃下的粘度有利地低于H2598。实施例1-3的粘合剂发现具有低的熔体粘度、良好的喷洒性和优异的蠕变保持率性质。它们也具有比对照例更低的软化点，这使得可以有更低的涂敷温度。当涉及到热敏性基材时这点是重要的。

此外，在相同的添加水平(add-on level)上，实施例1、2和3的粘结力保持率显著高于H2598的粘结力保持率，在开始时和在老化后都是如此。因此，与目前可商购的基于高苯乙烯SIS的弹性附着体粘合剂相比，本发明的配制品提供了基本上更低的粘度、更好的耐蠕变性。

实施例2

现参考表2，实施例4和5是根据本发明制得的配制品。实施例6和7是相同的配方，除了使用的是US 6,391,960中描述的SBS聚合物，其是含30重量％苯乙烯的基于SBS的聚合物。还有，应当注意实施例7类似于US 6,391,960表I中的配制品I-2和表II中的实施例II-2。

应当注意，从实施例4和实施例6配制品的对比和实施例5与实施例7配制品的对比，明显的是本发明(实施例4和5)的粘度显著低于(大约低4-6倍)现有技术US 6,391,960中描述的实施例6和7中的配制品。结果，本发明更低粘度的配制品(实施例4和5)使得其可以显著更低的温度(约130℃-约150℃)喷洒到弹性绳股上，而现有技术US 6,391,960(实施例6和7)则需要在170℃-180℃下进行涂敷，才能实现可接受的喷洒图案。表2中对两个不同添加水平的15和18克/平方米进行了评价。其它处理变量与表1中的相同。

同样应当注意到，弹性附着体粘结力保持率在本发明配制品(实施例4和5)与现有技术(实施例6和7)之间相当，即使其涂敷温度要低20℃-50℃。此外，本发明的配制品(实施例4和5)在升温储存期间(177℃老化后)的颜色稳定性也远比现有技术的实施例6和7的稳定性要好，如更低的Gardner颜色值所示。

Claims

1.一种热熔粘合剂组合物，其包含以下组分的共混物：

(a)5-40重量％的基本上线性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，该共聚物从台湾的TSRC公司以商品名Taipol 4202购得，其苯乙烯含量为40重量％，在甲苯中25重量％的溶液的粘度为620厘泊，190℃下使用5千克重量时的熔融指数为7.5克/10分钟，二嵌段含量基本为零；

(b)2-30重量％的末端嵌段树脂；

(c)20-70重量％的中嵌段增粘树脂；

(d)0-25重量％的相容的非官能化嵌段共聚物；

(e)0-30重量％的增塑剂；以及

(f)0-4重量％的稳定剂；

其中所述中嵌段增粘树脂的存在量大于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的存在量，并且其中所述组分的总和为所述组合物的100重量％，以使所述粘合剂在325°F下的粘度为小于10000cP。

2.权利要求1的组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的存在量为10-30重量％。

3.权利要求2的组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为至少38重量％，且溶液粘度为小于1000厘泊。

4.权利要求1的组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的存在量为15-25重量％。

5.权利要求1的组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为至少38重量％，二嵌段基本上为0％。

6.权利要求1的组合物，其中所述组合物在325°F下的粘度为等于或小于8000cP。

7.权利要求1的组合物，其中所述末端嵌段树脂为纯单体聚合的产物。

8.权利要求1的组合物，其中所述末端嵌段树脂的软化点为100-160℃。

9.权利要求1的组合物，其中所述末端嵌段树脂的软化点为100-140℃。

10.权利要求1的组合物，其具有40-65重量％的所述增粘剂。

11.权利要求1的组合物，其具有50-62重量％的所述增粘剂。

12.权利要求1的组合物，其中所述组合物具有至少70％的初始弹性附着体粘结力保持率。

13.权利要求1的组合物，其中所述组合物具有至少80％的初始弹性附着体粘结力保持率。

14.权利要求1的组合物，其还具有至少50％的一周老化的弹性附着体粘结力保持率。

15.权利要求1的组合物，其还具有至少70％的一周老化的弹性附着体粘结力保持率。

16.权利要求1的组合物，其中中嵌段增粘树脂选自以下组中：脂族烃树脂及其氢化衍生物、氢化的环脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂或芳族改性的氢化的环脂族烃树脂、脂族改性的芳族烃树脂、部分或全部氢化的芳族烃树脂、多萜、松香酯和苯乙烯化的多萜树脂。

17.权利要求1的组合物，其中所述增塑剂选自以下组中：矿物油和液体聚丁烯。