CN111566178A - 基于丙烯基聚合物的热熔性粘合剂组合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于热熔性粘合剂的聚合物组合物包含至少一种半结晶的低分子量(LMW)的丙烯基聚合物；至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的丙烯基聚合物；以及至少一种基本上无定形的LMW的丙烯基聚合物。一种热熔性粘合剂组合物进一步含有增粘剂、增塑剂、抗氧化剂、和任选地蜡、填充剂、着色剂、UV吸收剂、另一种聚合物、或其组合。所述热熔性粘合剂可用于涉及低表面能基底的粘合的各种工业应用，包括一次性非织造卫生制品、贴标签和其他组装应用。特别优选的应用包括非织造一次性尿片和女性卫生巾构造、尿片和成人失禁短内裤弹性附着、尿片和餐巾芯稳定、尿片底片层压、工业过滤器材料转化、以及手术服和手术巾组装。所述组合物展现了改善的剥离强度，同时保持非常好的抗蠕变性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年11月10日提交的美国专利申请号62/584,412的权益。
技术领域
本发明涉及一种基于聚合物共混物的新的热熔性粘合剂组合物，所述聚合物共混物包含聚丙烯聚合物(优选通过使用单位点催化剂制备)。所述粘合剂组合物具有良好平衡的粘附和内聚特性，并且可用于包装、产品组装和层压中。所述粘合剂组合物特别可用于粘合低表面能基底，所述低表面能基底在制造各种一次性非织造卫生产品如婴儿尿片、成人失禁制品和女性卫生垫(包括弹性附着物)中经常见到。
背景技术
热熔性粘合剂在环境温度下典型地作为固体物质存在并且可以通过施加热量将其转化为可流动的液体。这些粘合剂特别可用于制造多种一次性用品，在这些一次性用品中经常有必要粘合各种基底。具体的应用包括一次性尿片、医院用垫、女性卫生巾、内裤垫布、手术巾和成人失禁短内裤，统称为一次性非织造卫生产品。其他多样化的应用已经涉及纸产品、包装材料、汽车顶篷、家电、胶带和标签。在这些应用的大部分中，将热熔性粘合剂加热至其熔融状态并且然后施加到基底(经常被称为主基底)上。然后立即使第二基底(经常被称为次要基底)与第一基底接触并向第一基底压紧。粘合剂在冷却时固化以形成强的粘合。热熔性粘合剂的主要优点是不存在液体载体(如基于水或溶剂的粘合剂的情况将存在液体载体)，从而消除了与溶剂去除相关的昂贵的工艺。
对于许多应用，经常通过使用活塞或齿轮泵设备将热熔性粘合剂以薄膜或珠的形式直接挤出到基底上。在此情况下，使基底在压力下与热模具(die)紧密接触。模具的温度必须保持远高于粘合剂的熔点，以允许熔融的热熔性材料顺利地流过施加喷嘴。对于大多数应用，特别是在食品包装和一次性非织造卫生制品制造中遇到的那些应用，经常涉及易碎且热敏感的基底(如薄规格塑料膜)的粘合。这对热熔性粘合剂施加的涂覆温度规定了上限。当今的商业热熔体典型地被配制成具有低于200℃、优选低于150℃的涂覆温度，以避免基底燃烧或变形。除了直接涂覆之外，还开发了若干种间接或非接触涂覆方法，通过所述方法可以借助于压缩空气将热熔性粘合剂从远处喷涂到基底上。这些非接触式涂覆技术包括常规的螺旋喷涂、OmegaTM、SurewrapTM和各种形式的熔喷方法。然而，间接方法要求粘合剂的粘度必须足够低，在施加温度下通常在2,000至30,000mPa.s的范围内，优选在2,000至15,000mPa.s的范围内，以便获得可接受的涂覆图案。许多其他物理因素，尤其是粘合剂的流变学特性，在确定热熔体的喷涂性上起作用。大多数商业热熔性产品不适合喷涂施加。不存在预测喷涂性的已被接受的理论模型或指南，喷涂性必须使用施加设备凭经验确定。
热熔性粘合剂是有机材料，其典型地由聚合物、增塑剂、增粘树脂和抗氧化剂包组成。其他成分，如蜡、填充剂、着色剂和UV吸收剂，也可以用于更改粘合剂特性或提供特殊的属性。这些有机成分在粘合剂的涂覆条件下易于热降解。例如，当经受175℃持续24h时，广泛使用的基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)三嵌段共聚物的商业热熔性粘合剂可能遭受粘度从其原始值下降约50％。基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)的热熔体可能在类似条件下由于交联造成问题。交联可能导致粘度急剧增加，并且可能最终由于形成三维聚合物网络而使粘合剂不可流动。粘度变化经常伴随着炭化、胶凝和在熔融材料顶部形成皮层。降解将不可避免地导致粘合剂特性和性能劣化。此外，它们还可能引起设备损坏。降解速率依赖于温度；温度越高，降解越快。因此，降低粘合剂的涂覆温度可以减缓降解。
通过使用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂生产的常规聚烯烃，例如像低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和等规聚丙烯(iPP)，不适合粘合剂应用。齐格勒-纳塔(ZN)催化剂体系由催化剂和助催化剂对组成。这样的对中最常见的是TiCl3和Al(C2H5)2Cl、或TiCl4和Al(C2H5)3。齐格勒-纳塔催化剂体系是科学期刊和教科书上许多公开物的主题，并且是本领域技术人员众所周知的。常规ZN催化剂体系典型地嵌入惰性载体中，并且具有若干个催化剂位点，每个位点具有不同的活性。此活性的差异导致形成具有多种分子量的聚合物分子和共聚物分子的组合物。用ZN催化剂生产的聚烯烃均聚物和共聚物典型地是高度结晶且坚硬的。这可以转化为相对易碎的或具有差的基底润湿性、差的粘附性和差的加工性的热熔性粘合剂。然而，在各种先前的专利文献中已知包含各种类型的聚烯烃共混物的热熔性粘合剂。
如本文使用的，Z-N是指用于烯烃聚合的齐格勒-纳塔催化剂。
如本文使用的，LDPE和HPDE分别是指低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
如本文使用的，iPP是指主要具有等规链结构的等规丙烯均聚物或共聚物。
如本文使用的，APAO是指典型地用路易斯酸催化剂生产的一类低分子量无定形丙烯均聚物或者与乙烯或丁烯的共聚物。
如本文使用的，PB是指聚丁烯均聚物和共聚物。
例如，Trotter等人在美国专利号4,022,728中描述了热熔性压敏组合物，所述组合物以按重量计最高达2％的量包含无定形聚α-烯烃(APAO)、低分子量基本上无定形弹性体、液体增粘剂和常规的结晶聚丙烯(iPP)的混合物。根据‘728专利，所述组合物在低温下提供了好的粘合剂特性。
Meyer等人在美国专利4,120,916中披露了包含低分子量PE、低分子量iPP和APAO的共混物的热熔性粘合剂组合物。据说这些粘合剂组合物提供短的晾置时间并且可用于石蜡改性的瓦楞纸板的粘合。
Lakshmanan等人在美国专利号4,761,450中披露了可用作热熔性粘合剂的聚合物共混物，所述聚合物共混物包含LDPE、丁烯-1与乙烯或丙烯的共聚物、烃增粘剂以及由低分子量的液体聚丁烯、APAO及其混合物组成的低分子量聚合物。
Ryan在美国专利号5,747,573中披露了基于APAO的热熔性粘合剂组合物，所述组合物可用于粘合塑料和金属化箔容器。所述粘合剂组合物含有APAO、固体苯甲酸酯增塑剂和烃增粘剂的共混物。
将APAO与聚乙烯、聚丁烯共聚物或常规iPP共混导致严重的缺陷。现有技术的含有APAO/PE或APAO/PB共混物的粘合剂，例如像本文上面在美国专利4,120,916和4,761,450中描述的那些，倾向于具有差的相容性。当热熔性粘合剂必须在高温下长时间(有时数小时或甚至数天)保持熔融状态时，这些粘合剂可能在施加过程期间经历相分离。在相分离的热熔性粘合剂中，炭化、结皮和胶凝可能相当快地发展，从而导致施加设备阻塞或堵塞。此类聚合物共混物的不相容性还赋予脆性、光学雾度、差或没有晾置时间、以及低粘合强度。尽管APAO和常规的iPP共混物基热熔体不具有相容性问题，但是它们仍可能遭受上文所述的所有其他缺点。此外，由于常规iPP聚合物的高结晶度和高熔点，基于APAO/iPP共混物的热熔性粘合剂倾向于是硬且易碎的，除非将iPP聚合物量保持在非常低的水平，例如像按重量计约或低于2％，如美国专利4,022,728中披露的。结果，这些粘合剂将具有差的拉伸强度、差的粘合强度和差的抗冲击性。iPP的另一个不利影响是涂覆温度增加。必须将粘合剂加热到远高于iPP的熔点(范围从180℃至200℃)以达到液态。尽管在美国专利5,723,546中描述的高分子量和低分子量无规聚烯烃的共混方法在APAO的拉伸特性上提供了一些改善，但是它未能提供足够的拉伸强度和高温特性以克服只基于APAO的热熔体的不足。
上文提及的现有技术的缺点在以下中披露的较新发明中得到部分克服：美国专利6,329,468，其传授了将半结晶的柔性聚烯烃用于热熔性粘合剂组合物；美国专利7,262,251，其传授了基于等规聚丙烯(RCP)和次要聚合物的无规共聚物的热熔性粘合剂组合物；美国专利申请公开US 2003/0096896 A1，其描述了热熔性组合物，所述组合物包含间规聚丙烯(sPP)和APAO的共混物；美国专利8,383,731，其描述了基于丙烯与α-烯烃的半结晶共聚物的粘合剂共混物。然而，这些组合物均由在分子内和/或分子间的组成分布上以及在分子链的立构规整度分布上不均匀的刚性半结晶聚合物组成。本发明的目的不是停留在聚合物特性-功能关系的理论讨论上，而是组成和链结构的不均匀性以及非常宽的分子量分布可能是造成热熔性组合物的粘合剂特性差和加工性差的原因。上述组合物中的这些半结晶聚合物可能具有刚性的聚合物链结构，这不利于含有此类聚合物的热熔性粘合剂的粘附和施加特性。极难(如果不是不可能的话)通过一系列的施加方法来平衡对粘附、内聚、低粘度、宽的施加温度范围和适用性的复杂要求。
最近，Tse等人在美国专利9,109,143中揭露了粘合剂组合物，所述组合物含有两种低分子量丙烯基共聚物的共混物，所述共聚物具有小于100,000g/mol的重均分子量(Mw)。‘143专利的低分子量丙烯共聚物也具有低熔点和低结晶度。所述共聚物(主要涉及瓦楞纸箱的密封)具有差的内聚强度，并且因此不适合一系列需求应用，例如像在非织造卫生产品的弹性附着和汽车顶篷组件中。
美国专利申请号2016/0121014披露了一次性吸收制品及粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物是基于丙烯的并且具有不大于约75,000的分子量，所述第二聚合物选自包括以下项的组：具有至少约100,000的分子量的丙烯基聚合物、和苯乙烯含量不大于约20％的苯乙烯嵌段共聚物，其中据称所述粘合剂组合物可用于弹性附着应用。
Wang等人在美国专利申请号2017/0204306中披露了基于高分子量的基本上无定形的丙烯聚合物和低分子量的半结晶的丙烯聚合物(两者均优选通过使用单位点催化剂来生产)的共混物的热熔性粘合剂组合物。所述组合物显示出优异的抗蠕变性(针对非织造弹性附着应用)。对于在低涂覆重量下需要高剥离强度(>100g/in)的一些应用(例如某些非织造构造粘合剂)，可以进一步改善此专利申请的粘合剂的性能。
发明内容
因此，提供将克服上文提及的现有技术粘合剂的缺点的热熔性粘合剂将是有利的。在本发明中发现，一种聚合物组合物提供了现有技术热熔性体系无法提供的独特特性组合，所述组合物包含至少一种半结晶的低分子量(LMW)的丙烯基聚合物；至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的丙烯基聚合物；以及至少一种基本上无定形的LMW的丙烯基聚合物。此种组合物向各种低表面能基底(例如LDPE膜和PP基非织造物)提供高抗蠕变性和高剥离强度，优异的热稳定性、好的浸透特性、宽的施加温度范围、长的晾置时间以及好的生胶粘合强度。所述组合物不仅适用于弹性附着，而且适用于围绕非织造卫生制品的许多其他粘合应用，例如将腰部拉伸片粘合到底盘上以及将着陆区和Velcro耳附着到腰部区域。
根据本发明，一种热熔性粘合剂组合物包含所述聚合物组合物(包含三种丙烯基聚合物)以及典型地在热熔性粘合剂中发现的其他成分。优选地，这些聚合物是使用单位点催化剂(SSC)生产的，并且是：至少一种基本上无定形的HMW的丙烯基聚合物(在本文中有时称为“HMW的SSC-无定形PP聚合物”)；至少一种基本上无定形丙烯的LMW的丙烯基聚合物(在本文中有时称为“LMW的SSC-无定形-PP聚合物(LMW SSC-Amorp-PP polymer)”)；以及至少一种半结晶的LMW的丙烯基聚合物(在本文中有时称为“LMW的SSC-结晶-PP聚合物(LMWSSC-Cryst-PP polymer)”)。组分聚合物的不同分子量产生具有三峰分子量分布的聚合物共混物。除了分子量差异之外，共混物中的SSC-PP聚合物的熔融焓也不同，熔融焓是聚合物结晶度的间接度量。
所述热熔性粘合剂组合物还包含增粘剂组分、增塑剂组分、抗氧化剂包、以及任选地其他添加剂(例如蜡、填充剂、着色剂、UV吸收剂和另一种聚合物)。所述组合物非常适合用于采用各种直接和间接涂覆方法的应用，并且具有包括以下的特性的新组合：低涂覆温度、宽涂覆温度范围、对低表面能塑料基底的优异粘附性、高内聚强度、高抗剪切性、高股线(strand)保持特性、低粘度、低熔点和出色的热稳定性。本发明的组合物特别可用于食品包装，产品组装，以及用于将聚乙烯和聚丙烯膜、非织造织物和弹性股线彼此粘合或自身粘合的一次性非织造制品的组装。
如本文使用的，SSC是指用于α-烯烃聚合的单位点催化剂。
如本文使用的，Mw是指聚合物的重均分子量。重均分子量采用高温尺寸排阻色谱仪(SEC)使用聚苯乙烯参考标准进行表征。
为了本发明的目的，术语基本上无定形用于是指其中PP基聚合物表现出从0J/g至约30J/g的熔融焓的状态。
为了本发明的目的，术语半结晶用于是指其中PP基聚合物表现出高于30J/g的熔融焓的状态。
如本文使用的，HMW的SSC-无定形-PP是指通过使用单位点催化剂生产的具有大于约100,000g/摩尔的Mw的一类高分子量的基本上无定形的丙烯均聚物或共聚物。聚合物可以是完全无定形的，在DSC曲线上没有显示熔融峰，但是它们也可以具有一小部分的晶体，在DSC曲线上产生一个或多个小的但明显的熔融峰，所述峰具有30焦耳/克材料(J/g)或更小(即从0J/g至约30J/g)的相关熔融焓。
如本文使用的，LMW的SSC-无定形-PP是指通过使用单位点催化剂生产的具有小于约90,000g/摩尔的Mw的一类高分子量的基本上无定形的丙烯均聚物或共聚物。聚合物可以是完全无定形的，在DSC曲线上没有显示熔融峰，但是它们也可以具有一小部分的晶体，在DSC曲线上产生一个或多个小的但明显的熔融峰，所述峰具有30焦耳/克材料(J/g)或更小(即从0J/g至约30J/g)的相关熔融焓。
如本文使用的，LMW的SSC-结晶-PP是指一类低分子量的半结晶丙烯均聚物或共聚物，所述均聚物或共聚物具有约90,000g/mol或更小的重均分子量(Mw)，以及在DSC曲线上的一个或多个明显的熔融峰，所述峰具有30焦耳/克材料(J/g)或更大(即典型地从约30J/g至约100J/g、更优选从约35J/g至约80J/g)的相关熔融焓。术语“熔融焓(enthalpy ofmelting)、熔化焓(enthalpy of fusion)”、“熔化热(heat of fusion)和熔融热(heat ofmelting)”可互换使用。
如本文使用的，DSC曲线是指通过使用差示扫描量热法(DSC)仪器获得的热流量或热容量相对于温度的图。用于确定这些值的测试方法是ASTM E793-01“Standard TestMethod for Enthalpies of Fusion and Crystallizatioon by Differential ScanningCalorimetry[通过差示扫描量热法的熔化焓和结晶焓的标准测试方法]”。
如本文使用的，SSC-PP共混物是指包含至少一种HMW的SSC-无定形-PP聚合物、至少一种LMW的SSC-无定形-PP和至少一种LMW的SSC-结晶-PP聚合物的聚合物共混物。本发明考虑，除了粘合剂的其他成分之外，所述粘合剂仅包含这三种聚合物且不包含其他聚合物，或者还可以包含其他聚合物。
如本文使用的，如果聚合物是聚丙烯均聚物、或如果聚合物是与另一种单体如乙烯的共聚物并且具有按重量计至少50％的丙烯，则所述聚合物是“丙烯基的”。
聚合物组合物可以是所列聚合物的预成型混合物或共混物，或者它可以代表为热熔性组合物成分的特定聚合物，即使此类聚合物在添加到粘合剂中之前没有混合在一起。
因此，本发明涉及一种热熔性粘合剂组合物，所述组合物包含含有以下三种不同聚合物的聚丙烯聚合物共混物：半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物、基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物和基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物。本文提及的聚合物共混物的总量占粘合剂组合物的从20％至80％。除了SSC-PP共混物之外，粘合剂组合物还包含增粘树脂、增塑剂和抗氧化剂体系作为主要成分。本发明的组合物已经利用了半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物、基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物和基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物之间的互补特性，并且克服了现有技术的基于聚烯烃的热熔性粘合剂的缺点。根据本发明的实施例的组合物提供良好平衡的蠕变保持和剥离强度的特性，从而克服了现有技术的基于二元聚合物共混物的组合物的剥离值的不足。所述组合物还表现出高的内聚强度以提供高的抗剪切性、优异的热稳定性、好的浸透特性、宽的施加温度范围、长的晾置时间、好的生胶粘合强度、低粘度、凝固时残余粘性低或没有残余粘性、以及与基本上全部已知的热熔涂覆方法的适合性。特别地，本发明的实施例产生粘合剂组合物，其非常适合用于各种喷涂施加技术(例如像螺旋喷涂、OmegaTM、SurewrapTM、熔喷、Control
等)以及非喷涂施加技术(例如像槽涂(slot coat)、V-slotTM、AllegroTM等)；这些涂覆技术是本领域技术人员众所周知的，并且不是本发明讨论的主题。
因此，本发明的目的是提供一种热熔性粘合剂组合物，所述组合物包含聚合物共混物，所述聚合物共混物含有至少一种半结晶的LMW的SSC-无定形-PP聚合物、至少一种基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物和至少一种基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物；其全部是丙烯均聚物或丙烯与α-烯烃共聚单体的共聚物，优选通过使用单位点催化剂(SSC)制备，并且沿聚合物链具有统计上随机的共聚单体分布。本发明的组合物中的聚合物共混物的总量是按重量计从20％至80％、优选按重量计从25％至60％、并且最优选按重量计从30％至50％。
在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物可以以在约10％与约40％之间、优选在约15％与约35％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在。在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物可以以在约5％与约40％之间、优选在约10％与约30％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在。在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物可以以在约40％与约80％之间、优选在约50％与约70％之间、并且最优选在约54％与约65％之间的量存在。在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物可以以在约2.5％与约25％之间、优选在约4％与约20％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在。在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物可以以在约2％与约20％之间、优选在约3％与约15％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在。在本发明的实施例中，按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物可以以在约12％与约40％之间、优选在约15％与约30％之间、并且最优选在约18％与约26％之间的量存在。当在本文中提供任何成分的各种范围时，本发明考虑所述组合物可以含有一定范围的所述成分，所述范围从第一范围的下限延伸至第二范围的上限。
本发明的第二目的是传授配制热熔性粘合剂组合物的技术，所述组合物含有与增塑剂、相容性增粘剂和抗氧化剂组合的上文提及的聚合物共混物。所述组合物可以含有任选的添加剂，所述添加剂包括但不限于蜡、官能化的聚合物、着色剂、UV吸收剂和填充剂。
本发明的第三目的涉及一种热熔性组合物，所述组合物包含在177℃下具有范围从500mPa.s至35,000mPa.s、优选地从1000mPa.s至20,000mPa.s、并且最优选从2,000mPa.s到15,000mPa.s的低粘度的聚合物共混物。低粘度对于涉及各种喷涂方法的应用是必需的。
本发明的另一个目的是提供一种用于非织造弹性附着应用的热熔性粘合剂组合物，所述组合物具有至少80％或更高的蠕变保持；80％的值(基于本文所述的方法)通常是一次性非织造卫生制品工业可接受的最小值。
本发明涵盖以下的任何应用：其中涉及在低于200℃、优选等于或低于160℃的温度下使用热熔性粘合剂粘合相似或不相似基底，同时在低温、环境温度或高温下，特别是在蠕变条件下从粘合剂粘合获得好的内聚性以承受机械应力。本发明的组合物特别有利于粘合塑料材料的具有低表面能的印刷或涂覆的纸板，例如像用于冷冻食品包装的纸箱，其中所述箱经常涂有隔湿材料以保护其内容物在储存期间免于干燥、或出于美学原因而印刷、或两者。对于此类包装应用，本发明的组合物允许在低于冰点的低温下在涂覆和印刷的箱上的纤维撕裂粘合强度，在所述温度下常规EVA热熔体无法起作用。因此，本发明的另一个目的是提供一种用于低温包装应用的热熔体。
本发明的另一个目的是传授一种涉及分批工艺的制备热熔性粘合剂组合物的方法。
本发明的另一个目的是提供一种热熔性粘合剂组合物，所述组合物在低于160℃的低温下(包括在约155℃下)具有好的加工性，用于涉及在非织造卫生吸收制品制造中不可避免地遇到的热敏性基底的应用，其中典型地使用薄规格的LDPE膜和PP非织造织物。
另一个目的是传授通过使用各种热熔涂覆方法来施加本发明的热熔性组合物的技术，并且提供一种通过首先将热熔体施加到主基底上并随后将所述主基底配合到次要基底上粘合或层压两个或更多个基底的方法。
本发明的另一个目的是提供一种热熔性粘合剂组合物，所述组合物特别可用于制造非织造卫生吸收制品的各种应用，包括但不限于婴儿尿片、训练裤、成人失禁制品、女性垫、月经垫、手术服和家禽吸收垫，所述组合物具有良好平衡的拉伸强度、韧性、柔性和粘附性的特性。它表现出对各种低表面能基底(例如LDPE和iPP膜)的高粘合强度、在恒定张力下保持弹性材料(例如弹性股线)的高内聚强度、优异的热稳定性、好的浸透特性、宽的施加温度范围、长的晾置时间、好的生胶粘合强度、低粘度、凝固时残余粘性低或没有残余粘性、以及与基本上所有已知的热熔涂覆方法的适合性。
本发明的目的可以通过热熔性粘合剂组合物来实现，所述组合物包含作为其组分的以下成分的混合物：
a.聚合物组合物，其包含半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物；基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物；以及基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物，其全部是均聚丙烯或丙烯与α-烯烃共聚单体的共聚物，优选通过使用SSC催化剂制备。作为通过单位点催化剂制造的替代，本文使用的一种或多种聚合物可以具有在约1至约4之间、优选在约1.7至约3.3之间的多分散性指数；
b.相容性增粘剂，按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，其量为按重量计约15％至按重量计约75％、优选在约30％与约65％之间、并且最优选在约35％与约60％之间；
c.按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，按重量计约1％至约35％、优选在约2％与约25％之间、并且最优选在约3％与约20％之间的增塑剂；
d.按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，约0.1％至约3％、优选约0.2％至约2％的稳定剂或抗氧化剂；以及
e.任选地，按重量计约0％至约20％、优选按重量计约0％至约15％的蜡。
所述组合物(其可以进一步包含另外的组分)的组分合计达按重量计100％。所述粘合剂组合物可以含有其他组分，例如填充剂和/或着色剂和/或荧光剂和/或可以更改上述基础粘合剂组合物的粘合剂特性的另一种聚合物。
具体实施方式
根据本发明，生产了一种热熔性粘合剂组合物，所述组合物包含作为基础聚合物组分的半结晶的LMW的SSC-PP聚合物和基本上无定形的HMW的SSC-PP聚合物的共混物；两种聚合物都是通过使用单位点催化剂体系制备的，所述体系可以以若干种方式与常规Z-N催化剂体系区分开。齐格勒-纳塔催化剂体系典型地由催化剂和助催化剂对组成，并且这样的对中最常见的是TiCl3和Al(C2H5)2Cl、或TiCl4和Al(C2H5)3。常规Z-N催化剂体系典型地嵌入惰性载体中，并且在载体颗粒上具有若干个活性催化剂位点，每个位点具有不同的活性。在α-烯烃的均聚中，更多的活性位点将更多的单体分子结合到聚合物骨架中，从而生产具有相对更长的链长或更高分子量的聚合物分子。相反，更少的活性位点将产生更短的链长的聚合物分子。通过Z-N催化剂生产的聚合物将具有非常宽的分子量分布，其中多分散性指数(PDI)最高达10，然而通过SSC催化剂制备的聚合物具有窄的分子量分布，其中PDI典型地从约1至约5、优选约1.7至约3.3。PDI定义为重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)之比。使用Z-N催化剂，聚合反应是高度立体定向的。根据催化剂的化学和晶体结构，α-烯烃分子仅以特定的取向加到聚合物链上，从而生产规则的重复的三维聚合物链构型。在聚合物科学命名法中，术语“立构规整度”用于描述链构型，即，聚合物链的立体结构。如果聚合物具有描述为具有自由基基团的链构型，所述自由基基团连接到通过聚合物主链绘制的假设平面的同一侧的连续单体单元的叔碳原子上，则聚合物被称为等规的。
具有此类型链构型的聚丙烯被称为等规聚丙烯或iPP。
聚丙烯链也可以采用间规构型，其中沿着链的连续单体单元的叔甲基交替地布置在假设平面的每一侧。
具有此类型链构型的聚丙烯被称为间规聚丙烯或sPP。
与规则的空间构型相比，丙烯聚合物链还可以具有链立体结构，其特征在于连续单体单元上的甲基在空间上随机地分布在通过聚合物链的假设平面的两侧。此链构型定义为无规的，例如无规聚丙烯(aPP)。
当今使用的商业Z-N催化剂被设计为主要产生等规链构型。然而，此立体选择性不完全足够，并且可能发生单体插入错误，其特征在于，沿着主要等规的聚合物链偶尔添加间规的碳原子。选择性的错误导致局部随机构型和链规则性的破坏，从而产生一定的无规部分。此现象是iPP聚合物中小但明显的无定形部分的原因。上文提及的负载的Z-N催化剂上的不同活性位点也表现出不同的立体选择性，一些位点比其他位点更忠实于产生等规构型。所得聚丙烯不可避免地由具有不同链长和立构规整度的复杂异质系列的分子组成。尽管单个分子存在差异，但是聚丙烯的立体构型仍然主要是等规的。由于此结构，宏观上，聚丙烯是具有高结晶度和高熔点的半结晶材料。
通过Z-N催化剂生产的丙烯与其他α-烯烃的共聚物的分子结构甚至更复杂。除了上文提及的分子量和立构规整度差异之外，由于在催化剂活性位点上对共聚单体的活性差异，共聚物分子在共聚单体含量方面典型地也具有组成差异。这导致异质材料，所述材料由不仅分子量和立构规整度不同而且共聚单体分布也不同的分子组成。共聚单体可以破坏链的立体规则性，从而降低结晶度。从立体化学的观点来看，通过ZN催化剂的丙烯共聚物可以被认为是嵌段的，具有被无规链段或无规链嵌段打断的等规链段或等规嵌段。在热力学力的驱动下，等规嵌段将聚集以形成具有与均聚丙烯基本上相同的熔点的晶体。在晶体结构方面，丙烯共聚物基本上是iPP的，但具有较低的结晶度。
Z-N类型的丙烯均聚物和共聚物由于其高熔点和高结晶度而未发现在粘合剂应用中使用。聚丙烯晶体的熔点典型地是约165℃-170℃。这意味着含有其的热熔性粘合剂将保持固体，直到达到约170℃的聚丙烯熔点，此时热熔体开始熔融并变成液体。凭经验，要求热熔性粘合剂的施加温度必须比粘合剂的熔点或软化点高20℃-30℃。如果确实存在常规的PP基粘合剂，则实际的施加温度将不得不至少是200℃。在此温度下，热熔体可能快速降解，从而引起各种加工和性能问题。
单位点催化剂体系(SSC)在至少一个重要方面与常规Z-N催化剂不同。它们对于每个催化剂分子仅具有单一活性过渡金属位点，并且因此对于所有催化剂分子在此金属位点处的活性是相同的。现在已经在工业规模上广泛使用的一种类型的SSC催化剂是茂金属催化剂体系，其由催化剂和助催化剂或活化剂组成。所述催化剂是具有位于两个环状有机配体之间的金属原子的过渡金属络合物；所述配体是环戊二烯的相同或不同的衍生物。助催化剂可以是能够通过将茂金属络合物转化成催化活性物种来活化茂金属催化剂的任何化合物，并且此种化合物的实例是铝氧烷(alumoxane)，优选具有4至30的平均低聚度的甲基铝氧烷。为了本发明的目的，可以使用其他中性或离子活化剂，包括但不限于各种有机硼化合物，例如四(五氟苯基硼酸三(正丁基)铵、四(五氟苯基硼酸二甲苯基铵(dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl borate)或三苯碳四(五氟苯基硼酸盐(trityl tetrakis(pentafluorophenyl borate)。另一类型的SSC催化剂是限制几何构型催化剂(CGC)。
如本文使用的，CGC是指SSC催化剂体系的子类，称为限制几何构型催化剂。与茂金属不同，限制几何构型催化剂(CGC)的特征在于只具有一个环状配体与同一金属中心上的其他配体之一连接，其方式为使得在此金属处在pi体系质心与另外的配体之间的角度比可比较的未桥联络合物的角度小。更具体地，术语CGC用于柄型-桥联的环戊二烯基酰胺基络合物，尽管所述定义远远超出了此类化合物。因此，术语CGC广泛用于是指与柄型-桥联的环戊二烯基酰胺基配体体系可能是或可能不是等瓣和/或等电子的其他或多或少相关的配体体系。此外，所述术语经常用于具有不引起应变的长柄型-桥的相关络合物。
像茂金属一样，合适的CGC可以是活化的甲基铝氧烷(MAO)、全氟化硼烷和三苯甲基硼酸盐(trityl borate)助催化剂。然而，基于CGC的催化体系显示出与可比较的基于茂金属的体系相比，更大程度的高级α-烯烃的掺入。还已知用于烯烃聚合的非茂金属基SSC，也称为后茂金属单位点催化剂。典型的后茂金属催化剂以庞大的中性的α-二亚胺配体为特征。然而，这些后茂金属催化剂更常用于乙烯聚合以生产塑性体和弹性体。它们很少用于α-烯烃例如丙烯的聚合。用于烯烃聚合的单位点催化剂体系是本领域技术人员众所周知的，并且在以下两次研讨会上广泛地讨论：由CRC出版社(2008)出版的Lisa S.Baugh和Jo AnnM.Canich编辑的名称为“Stereoselective Polymerization with Single-SiteCatalysts[用单位点催化剂的立体选择性聚合]”和由Walter Kaminsky编辑且SpringerHeidelberg(2013)出版的名称为“Polyolefins:50Years after Ziegler and Natta II:Polyolefins by Metallocenes and Other Single-Site Catalysts[聚烯烃：齐格勒和纳塔后50年II：通过茂金属和其他单位点催化剂的聚烯烃]”。
上文讨论的SSC催化剂体系的进步已经使得生产具有各种链微结构和特定立体化学的丙烯基聚合物和共聚物成为可行的。根据催化剂和反应条件的选择，例如，可以有目的地使特定类型的丙烯聚合物和共聚物具有窄的分子量分布、统计上随机的共聚单体掺入、高比例的无规链序列和较短的可结晶等规或间规链序列。宏观上，所述聚合物表现出低熔点、低熔融焓、低结晶度和低密度，并且与常规聚丙烯相比，其行为与弹性体更相似。已经生产了此类聚合物，其具有范围从1000g/mol至1,000,000g/mol的各种重均分子量(Mw)，具有在20℃至150℃之间的熔点(所述熔点远低于iPP的熔点170℃)，具有在0J/g与100J/g之间的熔融焓并且具有在0.85g/cc与0.90g/cc之间的密度。这些聚合物中的一些非常适合于热熔性粘合剂应用。
本发明的聚合物组合物包含半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物；基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物；以及基本上无定形的HMW的SSC-无定形-PP聚合物，所述聚合物在本文优选是通过使用单位点催化剂(SSC)制备的并且沿聚合物链具有统计上随机的共聚单体分布。本发明的组合物中的聚合物共混物的总量是按重量计从20％至80％、优选按重量计从25％至60％、并且最优选按重量计从30％至50％。
本发明的热熔性粘合剂组合物中的半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物(也称为PP基聚合物)包含丙烯的均聚物或丙烯与选自由以下组成的组的至少一种共聚单体的共聚物：乙烯以及具有4至8个碳链长度的α-烯烃，所述共聚物具有从按重量计约70％至按重量计约99％、优选具有从按重量计约80％至按重量计约98％、并且最优选具有从按重量计约85％至按重量计约98％的丙烯。半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物优选具有以下特性：从约5,000g/mol至约90,000g/mol、优选从约10,000g/mol至约60,000g/mol、并且最优选从约15,000g/mol至约35,000g/mol的重均分子量；如通过使用DSC测得的，从约20℃至约150℃、优选从约50℃至约130℃、并且最优选从约80℃至约120℃的熔点；以及如通过使用DSC测得的，从约30J/g至约100J/g、优选为约35J/g至约80J/g、并且最优选从约35J/g至约60J/g的熔融焓。这些熔融焓对应于结晶度，如从熔融焓(对于100％结晶等规PP使用190J/g)计算的，按重量计从约18％至约53％、优选从按重量计约18％至按重量计约42％、并且最优选从按重量计约18％至按重量计约32％。此外，LMW的SSC-结晶-PP聚合物优选具有在190℃下优选范围从约500mPa.s至约40,000mPa.s、更优选约600mPa.s至约10,000mPa.s、并且最优选从约800mPa.s至约1,500mPa.s的布氏粘度。在一些实施例中，半结晶的LMW的SSC-PP聚合物具有从约10,000g/mol至约30,000g/mol、优选从约12,000g/mol至约29,000g/mol、并且最优选从约15,000g/mol至约30,000g/mol的重均分子量。
基本上无定形的HMW的SSC-PP聚合物是主要无定形的材料，其不具有DSC熔融峰或具有小的残留结晶度，表现出DSC熔融峰。它是丙烯均聚物或与选自由以下组成的组的至少一种共聚单体的丙烯基共聚物：乙烯以及具有4至8个碳链长度的α-烯烃，所述共聚物具有从按重量计约70％至按重量计约99％、优选具有从按重量计约80％至按重量计约98％、并且最优选具有从按重量计约82％至按重量计约92％的丙烯。基本上无定形的HMW的SSC-PP聚合物具有大于100,000g/mol、优选从约100,000g/mol至约1,000,000g/mol、更优选从约100,000g/mol至约600,000g/mol、并且最优选从约105,000g/mol至约150,000g/mol的重均分子量。HMW的SSC-无定形-PP聚合物优选具有以下特性：约20℃至约150℃、优选从约30℃至约90℃、并且最优选从约40℃至约70℃的DSC熔点；在190℃下优选范围从约800mPa.s至约100,000mPa.s、并且最优选从约1,000mPa.s至约20,000mPa.s的布氏粘度；以及如通过使用DSC测得的，从约0J/g至约30J/g、优选从约5J/g至约25J/g、并且最优选从约5J/g至约20J/g的熔融焓。这些熔融焓对应于结晶度，如从熔融焓(对于100％结晶等规PP使用190J/g)计算的，按重量计从约0％至约18％、优选从按重量计约2.6％至按重量计约15.8％、并且最优选从按重量计约2.6％至按重量计约13.2％。按照ASTM D 1238，在230℃/2.16Kg测试条件下，HMW的SSC-结晶-PP聚合物具有从约1g/10min至约200g/10min、优选从约20g/10min至约70g/10min、并且最优选从约30g/10min至约60g/10min的熔体流动速率(MFR)。优选地，所述组合物不包含苯乙烯含量。
基本上无定形的LMW的SSC-PP聚合物是主要无定形的材料，其不具有DSC熔融峰或具有小的残留结晶度，表现出DSC熔融峰。它是丙烯均聚物或与选自由以下组成的组的至少一种共聚单体的丙烯基共聚物：乙烯以及具有4至8个碳链长度的α-烯烃，所述共聚物具有从按重量计约70％至按重量计约99％、优选具有从按重量计约80％至按重量计约98％、并且最优选具有从按重量计约82％至按重量计约92％的丙烯。基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物优选具有以下特性：从约5,000g/mol至约90,000g/mol、优选从约15,000g/mol至约70,000g/mol、并且最优选从约25,000g/mol至约55,000g/mol的重均分子量；如通过使用DSC测得的，从约20℃至约150℃、优选从约50℃至约130℃、并且最优选从约80℃至约120℃的熔点；以及如通过使用DSC测得的，从约0J/g至约30J/g、优选从约5J/g至约25J/g、并且最优选从约5J/g至约20J/g的熔融焓。这些熔融焓对应于结晶度，如从熔融焓(对于100％结晶等规PP使用190J/g)计算的，按重量计从约0％至约18％、优选从按重量计约2.6％至按重量计约15.8％、并且最优选从按重量计约2.6％至按重量计约13.2％。基本上无定形的LMW的SSC-PP聚合物优选具有在190℃下从约500mPa.s至约20,000mPa.s、优选从约1,000mPa.s至约12,000mPa.s、并且最优选从约2,000mPa.s至约8,000mPa.s的布氏粘度。优选地，所述组合物不包含苯乙烯含量。
LMW的SSC-结晶-PP聚合物优选具有在23℃下约0.86g/cc至约0.90g/cc的密度。LMW的SSC-无定形-PP聚合物优选具有在23℃下约0.84g/cc至约0.88g/cc的密度。HMW的SCC-无定形-PP聚合物优选具有在23℃下约0.84g/cc至约0.88g/cc的密度。
HMW和LMW的无定形的SSC-PP聚合物之一或两者也可以是完全无定形的，在其DSC曲线上未显示出熔融峰。
根据本发明的实施例，HMW的SCC PP聚合物的分子量是LMW的SSC PP聚合物的分子量的至少两倍。优选地，HMW的SCC PP聚合物的分子量比LMW的SSC-PP聚合物的分子量大至少三倍。更优选地，HMW的PP聚合物的分子量比LMW的SSC-PP聚合物的分子量之一大至少五倍。HMW的PP聚合物的分子量甚至可以比LMW的SSC-PP聚合物之一的分子量大至少八倍或十倍。通过关于本文披露的任何粘合剂利用具有这样的分子量偏移的两种聚合物成分，已经发现可以更容易地实现本发明的目的。
在本发明的实施例中，热熔性粘合剂包含5％至10％的增塑剂、50％至56％的增粘树脂、6％至13％的LMW的SSC-结晶-PP聚合物、4％至10％的LMW的SSC-无定形-PP和20％至25％的HMW的SCC-无定形-PP聚合物。
在本发明的热熔性粘合剂中使用的增粘树脂或增粘剂是扩展粘合剂特性并且改善特定粘附性的那些。如本文使用的，术语“增粘树脂”包括：
(a)具有如通过ASTM方法E28-58T确定的从10℃至150℃的环球法软化点的脂肪族和环脂肪族石油烃树脂，后者树脂由主要由脂肪族和/或环脂肪族烯烃和二烯烃组成的单体的聚合产生；还包括氢化的脂肪族和环脂肪族石油烃树脂；此类型的基于C5烯烃级分的此类可商购树脂的实例是由伊士曼化学公司(Eastman Chemicals)出售的Piccotac 95增粘树脂和由埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Company)出售的Escorez1310LC，并且基于环戊二烯的氢化脂环族石油烃树脂的实例是来自埃克森美孚公司(Exxonmobil)的Escorez 5400和来自Resinall公司的Resinall R1095S；
(b)芳香族石油烃树脂及其氢化衍生物；氢化芳香族烃树脂的实例是来自荒川化学品公司(Arakawa Chemicals)的Arkon P-115；
(c)脂肪族/芳香族石油衍生的烃树脂及其氢化衍生物；
(d)芳香族改性的环脂肪族树脂及其氢化衍生物；
(e)具有从约10℃至约140℃的软化点的聚萜烯树脂，后者聚萜烯树脂总体上由萜烯烃(如被称为蒎烯的单萜烯)在弗里德尔-克拉夫茨催化剂存在下在适度低温下的聚合产生；还包括氢化的聚萜烯树脂；
(f)天然萜烯的共聚物和三聚物，例如苯乙烯/萜烯、α-乙基苯乙烯/萜烯以及乙烯基甲苯/萜烯；
(g)天然和改性的松香，例如像，脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香和聚合松香；
(h)天然和改性的松香的甘油酯和季戊四醇酯，例如像，浅色木松香的甘油酯、氢化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、浅色木松香的季戊四醇酯、氢化松香的季戊四醇酯、妥尔油松香的季戊四醇酯、以及松香的酚改性的季戊四醇酯；以及
(i)酚改性的萜烯树脂，例如像，由萜烯和苯酚在酸性介质中的缩合产生的树脂产物。
对于一些配制品可能要求以上描述的增粘树脂中的两种或更多种的混合物。按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述增粘剂以在约15％与约75％之间、优选在约30％与约65％之间、并且最优选在约35％与约60％之间的量存在。然而，鉴于许多极性树脂似乎仅与聚烯烃部分相容的事实，限制了可用的极性增粘树脂的选择。
如以上指出的，在本发明的范围内有用的增粘树脂占组合物的按重量计约15％至约75％、优选按重量计约30％至约60％。优选地，增粘树脂可以选自可商购的任何非极性类型。优选的树脂是脂肪族石油烃树脂并且最优选的是具有大于70℃的软化点的非极性产品，如氢化二环戊二烯(HDCPD)或其芳香族地改性的衍生物。此类树脂的实例是由埃克森美孚化学公司出售的Escorez 5400和Escorez 5600。
按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，在本发明的组合物中增塑剂可以以在约1％与约35％之间、优选在约2％与约20％之间、并且最优选在约5％与约10％之间的量存在，以便提供期望的粘度控制并赋予柔性。合适的增塑剂可以选自包括以下的组：通常的增塑油(如矿物油)，而且还有烯烃低聚物和低分子量聚合物、以及植物油和动物油、及其衍生物。可采用的石油衍生的油是仅含有较小比例的芳香族烃的相对高沸点的材料。在这方面，芳香族烃应优选地是小于30％并且更特别地小于15％的所述油，如通过芳香族碳原子的分数测量的。更优选地，所述油可以是基本上非芳香族的。这些低聚物可以是具有在约350g/摩尔与约10,000g/摩尔之间的平均分子量的聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯等。合适的植物油和动物油包括通常脂肪酸的甘油酯及其聚合产物。其他有用的增塑剂可在常规二苯甲酸酯、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、以及单二醇或聚二醇的酯的家族中找到。此类增塑剂的实例包括，但不限于，二丙二醇二苯甲酸酯、季戊四醇四苯甲酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、聚乙二醇400-二-2-乙基己酸酯；邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸二丁酯和二辛基邻苯二甲酸酯。发现在本发明中有用的增塑剂可以是任何数量的不同增塑剂，但诸位发明人已经发现具有小于5,000的平均分子量的矿物油和液体聚丁烯是特别有利的。如将理解的是，增塑剂典型地已经用于降低整体粘合剂组合物的粘度，而基本上不降低粘合剂的粘合强度和/或使用温度，以及用于延长晾置时间并且改善粘合剂的柔性。
蜡可用于降低所述热熔性粘合剂组合物的熔体粘度。虽然按重量计从约0％至约20％变化的量可以用于本发明的组合物中，但是优选的量是按重量计在约0.1％至约15％之间，如果使用的话。在实施例中，所述粘合剂组合物中不包含蜡。这些蜡还可以影响粘合剂的凝固时间和软化点。其中有用的蜡是：
1.低分子量(即，数均分子量(Mn)等于500-6000g/摩尔)的聚乙烯，所述聚乙烯具有如通过ASTM方法D-1321确定的从约0.1至120的硬度值，具有从约65℃至140℃的ASTM软化点；
2.石油蜡，如具有从约50℃至80℃的熔点的石蜡，以及具有从约55℃至100℃的熔点的微晶蜡，后者熔点是通过ASTM方法D127-60确定的；
3.通过使一氧化碳和氢聚合制成的合成蜡，如费歇尔-托普希蜡；以及
4.聚烯烃蜡。如本文使用的，术语“聚烯烃蜡”是指由烯属单体单元构成的那些聚合物或长链实体。此类型的材料是从得克萨斯州休斯顿的韦斯特莱克化学公司(WestlakeChemical corporation,Houston,TX)以商品名“Epolene”可商购的并且从新泽西州莫里斯敦的霍尼韦尔公司(Honeywell Corporation,Morristown,NJ)以商品名“A-C”可商购的。优选的用于本发明的组合物中的材料具有从约100℃至170℃的环球法软化点。如应当理解的，这些蜡稀释剂中的每一种在室温下是固体。
其他物质关于作为蜡稀释剂等效物起作用也是有用的，这些其他物质包括氢化的动物、鱼和植物脂肪和油，如氢化的牛脂、猪油、豆油、棉籽油、蓖麻油、鲱鱼(menhadin)油、鱼肝油等，并且这些其他物质在室温下由于它们是氢化的所以是固体。这些氢化的材料在粘合剂工业中常常被称为“动物或植物蜡”。
本发明可包含以按重量计从约0.1％至约3％的量的稳定剂。优选地，将从约0.2％至2％的稳定剂结合至所述组合物内。结合在本发明的热熔性粘合剂组合物中有用的稳定剂以帮助保护以上指出的聚合物以及由此所述总粘合剂体系免受热降解和氧化降解的影响，所述热降解和氧化降解通常在所述粘合剂制造和应用期间以及在将最终产品通常暴露于周围环境中发生。在可适用的稳定剂之中的是高分子量的受阻酚和多官能酚，如含硫和磷的酚。受阻酚是本领域技术人员众所周知的并且可以被表征为还含有与其酚羟基紧密靠近的立体化学上体积大的基团的酚化合物。特别地，总体上叔丁基在相对于酚羟基的邻位中的至少一个上被取代到苯环上。这些立体化学上体积大的取代的基团在羟基的邻近中的存在用于延缓其拉伸频率以及相应地其反应性；此位阻因此提供了具有其稳定特性的酚化合物。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；
正-十八烷基-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；
4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
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；
2,3,6-三(4-羟基-3,5-二-叔丁基-苯氧基)-1,3,5-三嗪；
二-正-十八烷基-3,5-二-叔丁基-4-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
山梨糖醇六-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯。
这些稳定剂的性能可以通过利用与其结合的以下项进一步增强；(1)增效剂，例如像，硫代二丙酸酯和亚磷酸酯；以及(2)螯合剂和金属减活化剂，如例如，乙二胺四乙酸、其盐、以及二水杨醛丙烯二亚胺。
应当理解的是，可以将其他任选的添加剂结合至本发明的粘合剂组合物内以便修改具体物理特性。这些可以包括，例如，作为惰性着色剂的此类材料(例如二氧化钛)、填充剂、荧光剂、UV吸收剂、表面活性剂、其他类型的聚合物等。典型的填充剂包括滑石、碳酸钙、粘土二氧化硅、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。表面活性剂在卫生一次性非织造布中特别重要，因为它们可以显著降低例如施用于尿片芯的粘合剂的表面张力，从而允许所述芯更快地运输并随后吸收尿。
本发明的热熔性组合物的特征还在于，具有如按照ASTM-D3236通过使用布氏粘度计在177℃下测量的范围从500mPa.s至约35,000mPa.s、优选从约1,000mPa.s至约20,000mPa.s、并且最优选从约2,000mPa.s至约15,000mPa.s的低粘度。某些实施例是基本上无定形的，在跨越从-60℃至160℃的温度范围内在DSC曲线上不具有熔融峰或具有小的熔融峰。通过使用来自TA仪器的DSC型号Q1000和本文随后描述的测试方法获得DSC曲线。其他实施例是半结晶的，在相同温度范围内在DSC曲线上具有明显的熔融峰。此外，所述组合物具有按照ASTM E-28测试方法通过使用甘油作为介质采用Herzog自动测试仪的从约60℃至约120℃、最优选从约80℃至约110℃的R&B软化点，具有按照ASTM D792-13在20℃下的从约0.85g/cc至约1.00g/cc的密度。
本发明的热熔性粘合剂组合物可以通过使用本领域已知的任何混合技术来配制。现有技术的混合程序的代表性实例涉及将除了本发明中使用的本文聚合物之外的所有组分置于配备有转子的夹套混合釜中，并且之后将混合物的温度升高至从150℃至200℃的范围以使内容物熔融。应当理解，此步骤中要使用的精确温度将取决于具体成分的熔点。随后在搅拌下首先将LMW的PP聚合物并且然后是基本上无定形的HMW的PP聚合物引入釜中，并且允许继续混合直至形成一致且均匀的混合物。在整个混合过程期间，釜的内容物用惰性气体(例如二氧化碳或氮气)来保护。在不违背本发明的精神的情况下，可以对本发明的程序进行各种添加和变化以生产热熔性组合物，例如像施加真空以促进除去截留的空气。可用于配制本发明的组合物的其他设备包括但不限于单螺杆或双螺杆挤出机或挤出机械的其他变体、捏合机、强力混合器、RossTM混合器等。然后将热熔性粘合剂冷却至室温，并形成为其上形成有保护性皮层的白鲑状物(chub)或形成为粒料以便装运和使用。
本发明的粘合剂组合物可以在许多应用中用作通用的热熔性粘合剂，例如像在一次性非织造卫生制品、纸张加工、柔性包装、木材加工、纸盒和壳密封、贴标签和其他组装应用中。特别优选的应用包括非织造一次性尿片和女性卫生巾构造、尿片和成人失禁短内裤弹性附着、尿片和餐巾芯稳定、尿片底片层压、工业过滤器材料转化、手术服和手术巾组装等。
然后可以使用各种施加技术将所得热熔性粘合剂施加到基底上。实例包括热熔胶枪、热熔狭缝模具涂覆、热熔轮涂覆、热熔辊涂覆、熔喷涂覆、螺旋喷涂、标记为OmegaTM、SurewrapTM、V-slotTM和AllegroTM方法的接触式或非接触式股线涂覆等。在优选的实施例中，使用股线涂覆方法将热熔性粘合剂直接施加到弹性股线上，所述方法是在尿片和成人失禁制品制造中弹性附着的优选技术。在一个实例中，使用AllegroTM喷嘴涂覆本发明的热熔性组合物，以在用于婴儿尿片、训练裤和成人失禁制品的弹性腿、腿收口(leg cuff)和腰带的弹性股线上形成连续的粘合剂粘合线。本发明的目的不是提供各种技术的完整描述，并且可以在文献中或喷嘴制造商的网站www.nordson.com或www.itw.com上找到细节。
在本发明的实施例中，制造层压体的方法包括以下步骤：(1)将呈熔融状态的本发明的热熔性粘合剂组合物施加到主基底上；以及(2)通过使次要基底与所述粘合剂组合物接触而将所述次要基底配合到所述第一基底上。主基底可以是尿片的弹性部分，例如用作尿片的腿收口部分的弹性股线。此类弹性股线(或带)及其作为尿片腿收口一部分的应用在美国专利号5,190,606中示出，所述专利通过引用结合在此。次要基底可以包括非织造材料或膜，例如SMS非织造织物或聚乙烯膜，并且方法可以包括在弹性股线周围折叠次要基底。以这种方式，仅次要基底可以充当包封腿收口的一个或多个股线的基底。在替代实施例中，使用第三基底，并且次要基底和第三基底可以在弹性股线的相反侧与弹性股线配合。在此种实施例中，次要基底可以是聚乙烯膜并且第三基底可以是非织造材料的膜，或者反之亦然。此外，由接合到非织造织物的聚烯烃膜组成的复合尿片底片也可以用作上文提及的次要基底和第三基底。
在本发明的替代实施例中，使用热熔性施加的直接接触方法(例如槽式或V-槽式施加器头)，将粘合剂施加到主基底上。可替代地，可以使用热熔性的非接触方法(例如喷涂施加器)，将粘合剂施加到主基底上。呈熔融状态的粘合剂施加到其上的主基底可以是弹性股线或非织造织物。在其中主基底是弹性股线的实施例中，次要基底可以是包绕在弹性股线周围的非织造织物，或者次要基底可替代地在两层非织造物之间可以是弹性的。在此类实施例中，通过所述方法制造的层压体可以用作一次性制品如尿片中的弹性腿收口、直立腿收口或弹性侧片。在此类实施例中，可以使用第三基底，例如非织造织物。此种第三基底还可以在其上具有通过直接或非接触方法施加的粘合剂。此类实施例的层压体可以用作一次性制品上的弹性侧片或拉伸耳。
在其中主基底是弹性股线的其他实施例中，次要基底可以是聚乙烯膜，并且第三基底，例如非织造织物，可以粘附到所述膜上。在其中主基底是非织造织物的实施例中，次要基底可以是弹性膜。如以下实例所示，在蠕变测试中，当本发明的组合物施加到弹性股线时，本发明的组合物给出了出色的结果，所述蠕变测试模拟了工业上的性能要求。已经发现，即使已将高水平的纺丝油剂施加到组分上，本发明的粘合剂可以用于粘合弹性组分(包括弹性股线)。
发明方面
1.一种用于热熔性粘合剂的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
(a)至少一种半结晶的低分子量(LMW)的SSC丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的SSC丙烯基聚合物；以及
(c)至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物。
2.一种用于热熔性粘合剂的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
(a)至少一种半结晶的低分子量(LMW)的丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的丙烯基聚合物；以及
(c)至少一种基本上无定形的LMW的丙烯基聚合物
其中所述丙烯基聚合物中的每一种具有在约1与约5之间、优选在约1.7与3.3之间的PDI。
3.如方面1或2所述的组合物，其中：
所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-15％(优选3％-10％、更优选4％-8％)的乙烯、以及大于35J/g的DSC熔融焓；
所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物具有大于100,000g/mol的分子量、2％-20％(优选8％-16％、更优选10％-15％)的乙烯、以及小于25J/g的DSC熔融焓；并且
所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-20％(优选8％-16％、更优选10％-15％)的乙烯、以及小于25J/mol的DSC熔融焓。
4.如方面1-3中任一项所述的组合物，其中：所述丙烯基聚合物中的每一种包含丙烯和乙烯的共聚物。
5.如方面1-4中任一项所述的组合物，其中：
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约10％与约40％之间、优选在约15％与约35％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在；
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物以在约40％与约80％之间、优选在约50％与约70％之间、并且最优选在约54％与约65％之间的量存在；并且
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约5％与约40％之间、优选在约10％与约30％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在。
6.一种热熔性粘合剂组合物，其包含：
(a)至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物；
(c)至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物；
(d)增粘剂；
(e)增塑剂；
(f)稳定剂或抗氧化剂；以及
(g)任选地按重量计约0％至约20％的蜡。
7.如方面6所述的组合物，其中：
(a)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约2.5％与约25％之间、优选在约4％与约20％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在；
(b)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物以在约12％与约40％之间、优选在约15％与约30％之间、并且最优选在约18％与约26％之间的量存在；
(c)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约2％与约20％之间、优选在约3％与约15％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在；
(d)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述增粘剂以在约15％与约75％之间、优选在约30％与约65％之间、并且最优选在约35％与约60％之间的量存在；
(e)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述增塑剂以在约1％与约35％之间、优选在约2％与约25％之间、并且最优选在约3％与约20％之间的量存在；并且
(f)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述稳定剂或抗氧化剂以在约0.1％与约3％之间、优选在约0.2％与约2％之间的量存在。
8.如方面6或7所述的组合物，其中：所述增粘剂选自由以下组成的组：脂肪族烃树脂和脂环族烃树脂及其氢化衍生物、氢化芳香族烃树脂、芳香族地改性的脂肪族或脂环族树脂及其氢化衍生物、聚萜烯树脂和苯乙烯化的聚萜烯树脂。
9.如方面6-8中任一项所述的组合物，其中：所述增粘剂是C-5脂肪族烃树脂、氢化C-5树脂、氢化C-9树脂和氢化DCPD树脂。
10.如方面6-9中任一项所述的组合物，其中：所述增粘剂是芳香族地改性的C-5树脂、芳香族地改性的氢化DCPD树脂。
11.如方面6-10中任一项所述的组合物，其中：所述增塑剂选自由矿物油和液体聚丁烯组成的组。
12.如方面6-11中任一项所述的组合物，其中：基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述蜡以按重量计最高达20％的量存在。
13.如方面6-12中任一项所述的组合物，其中：所述粘合剂组合物进一步包含另一种聚合物。
14.如方面6-13中任一项所述的组合物，其中：所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物的分子量是所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物或所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物中的任一种的分子量的至少3倍。
15.如方面6-14中任一项所述的组合物，其中：
所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量以及大于35J/g的DSC熔融焓；
所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物具有大于100,000g/mol的分子量、2％-20％的乙烯以及小于25J/g的DSC熔融焓；并且
所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-20％的乙烯以及小于25J/mol的DSC熔融焓。
16.如方面6-15中任一项所述的组合物，其中：基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所有丙烯基聚合物的重量占约30％与约80％之间、优选在约30％与约60％之间、并且最优选在约30％与约50％之间。
17.一种制造层压体的方法，所述方法包括以下步骤：
将呈熔融状态的如权利要求1至15中任一项所述的热熔性粘合剂组合物施加到主基底上；并且
通过使次要基底与所述粘合剂组合物接触而将所述次要基底配合到所述第一基底上。
18.如方面17所述的方法，其中：所述主基底是弹性股线。
19.如方面17所述的方法，其中：所述主基底是非织造织物。
20.如方面16-19中任一项所述的方法，其中：所述次要基底是聚乙烯。
21.一种通过方面17-20中任一项所述的方法制成的层压体。
测试和材料
根据ASTM D-3236方法在162.8℃(325°F)下测试布氏粘度。
根据ASTM E-28方法，使用自动化的Herzog装置在甘油中确定环球法软化点。
根据ASTM D792-13在23℃下测量固体密度。
在来自TA仪器的DSC型号Q1000上使用加热-淬灭-加热程序进行差示扫描量热法(DSC)测试。优选地，将约10mg大小的样品密封在铝DSC样品盘中。将盘放在仪器样品室中，并以20℃/min的加热速率从环境温度加热至200℃，将样品从200℃快速淬灭至-110℃。然后以20℃/min的加热速率将温度斜升高至200℃，并收集数据。使用安装在型号Q1000DSC中的应用软件包，根据DSC曲线上的熔融峰面积计算出以焦耳/克(J/g)计测量的熔融焓(ΔH)。为了本发明的目的，熔点定义为对应于熔融峰最大值(即，熔融峰上的最高点)的温度。
使用配备有NordsonTM零腔(Zero-Cavity)热熔性涂覆模块的定制涂覆机/层压机制备用于蠕变测试的样品，所述模块设计用于适应SurewrapTM、AllegroTM和狭缝模具尖端。对于本发明，使用AllegroTM尖端来将本发明的组合物直接施加到具有680分特(dtex)细度的InvestaTM弹性股线上。所述尖端具有三个单独的粘合剂喷嘴或间隔5mm的孔口，能够同时涂覆三根弹性股线。
使用与上文提及的相同的涂覆机和涂覆模块制备用于剥离测试的样品。所述模块安装有1英寸宽的Signature TM涂覆尖端。将粘合剂喷涂在第一SMS非织造网上，并在轧辊处粘合到第二相同的SMS上，所述轧辊保持在40PSI的压力下。涂覆温度在325°F与350°F之间变化，以获得均匀的涂覆轮廓。最后将层压卷状物品沿机器方向切割成长度约6”用于剥离测试。
如本文使用的，分特(缩写dtex)是指质量(以克计)/10,000米纤维长度。它是纺织工业中纤维细度的量度。
通过在180°剥离模式下使用拉伸测试仪以12英寸/min的十字头速度测量剥离强度。在环境控制的测试实验室中将样品调理约12小时，所述实验室保持在恒定的20℃和50％的相对湿度下。通过从伊利诺伊州芝加哥市伊利诺斯工具公司(Illinois Tool Work,Chicago,IL)购买的Bluehill 3软件自动收集数据，并且六次重复的平均剥离强度(以克/英寸为单位报告)显示在下表1和表2中。
对如在实例1-5中描述的层压样品进行抗蠕变性测试。层压样品包括弹性股线和非弹性基底。将层压样品的约350mm的段完全拉伸，并牢固地附着到一片刚性的Polyglass板上。标记300mm的长度，并在标记处切割弹性股线，同时将非弹性基底保持在拉伸配置。然后将样品放入在37.8℃(100°F)下的空气循环烘箱中。在这些条件下，处于拉伸的弹性股线可以缩回一定距离。四个小时后测量弹性股线末端之间的距离。最终长度与初始长度的比率，定义为蠕变保持性并表示为百分比(％)，是粘合剂保持弹性股线能力的量度。
从得克萨斯州休斯顿埃克森美孚化工公司(Exxonmobil Chemical Company,Houston,TX)获得的Vistamaxx 6502是基本上无定形的HMW的SSC-PP共聚物，其含有按重量计约13％的乙烯共聚单体，并且具有约119,000g/mol的重均分子量(Mw)、约64℃的DSC熔点、约9J/g的DSC熔融焓、按照ASTM D1505在23℃下的约0.865g/cc的密度、以及按照ASTMD1238在230℃/2.16kg测试条件下的约48g/10min的熔体流动速率(MFR)。
也从埃克森美孚化工公司(Exxonmobil Chemical Company)获得的Vistamaxx8880是半结晶的LMW的SSC-PP共聚物，其由按重量计约5.2％的乙烯共聚单体组成，并且具有约27,000g/mol的重均分子量(Mw)、约96℃的DSC熔点、约38J/g的DSC熔融焓、按照ASTM D1505在20℃下的约0.880g/cc的密度、以及按照ASTM D3236在190℃下的约1,200mPa.s的布氏粘度。
从得克萨斯州休斯顿埃克森美孚化工公司(Exxonmobil Chemical Company,Houston,TX)获得的Vistamaxx 8780是基本上无定形的LMW的SSC-无定形-PP共聚物，其含有按重量计约12％的乙烯共聚单体，并且具有约39,200g/mol的重均分子量(Mw)、约101℃的DSC熔点、约16J/g的DSC熔融焓、按照ASTM D1505在23℃下的约0.864g/cc的密度、以及在190℃下的约8000mPa.s的布氏粘度。
从佐治亚州亚特兰大市科隆美国公司(Kolon USA Inc,Atlanta,GA)购买的Sukorez SU-210是非常浅色彩的氢化脂环族烃增粘剂，所述增粘剂具有约110℃的R&B软化点。
Nyflex 223和Nyflex 222B是从得克萨斯州休斯顿尼纳斯美国公司(Nynas USAInc.)购买的矿物油增塑剂。
15gsm的SQN SB是从宾夕法尼亚州麦克拉丹市质量第一非织造布公司(QualityNonwovens Inc.,McElhattan,PA)购买的纺粘非织造织物。
30gsm基重的SMS非织造物是从威斯康星州尼纳市金伯利-克拉克公司(Kimberly-Clark Corporation,Neenah,WI)获得的。
Irganox 1010是从新泽西州弗洛勒姆巴斯夫公司(BASF Corporation,Florham,NJ)购买的受阻酚抗氧化剂。
Luhorez A-1100是具有100℃的环球法软化点的烃基增粘树脂，并且可从中国上海淄博鲁华鸿锦新材料有限公司(Zibo Luhua Hongjin New Material Co.,Ltd inShanghai,China)获得。
通过下面阐述的实例进一步说明本发明。
实例1-3
表1中通过重量百分比示出的实例1-3的热熔性粘合剂是用上文所述的成分和混合程序制备的。各制造共2500g，并在氮气氛下在实验室型的混合器中于177℃下进行混合，所述混合器由发动机驱动的螺旋桨、加热罩、温度控制装置和约1加仑大小的容器组成。将根据表中所示比率计算的适当量的每种组分(除HMW的SSC-无定形-PP聚合物之外)添加到容器中。然后升高容器的温度以使内容物熔融。在容器中的成分完全熔融后，打开发动机以开始搅拌。然后引入HMW的SSC-无定形-PP聚合物组分。允许继续混合直到聚合物完全溶解并形成均匀的混合器。粘合剂实例1-3表现出高的内聚强度、优异的抗蠕变性和高的剥离强度，具有适合于在一系列基底上加工和施加的粘度，并且尤其可用于非织造卫生制品中的许多应用，其中既需要高蠕变保持性、高剪切又需要高剥离强度，这些应用包括但不限于弹性附着、着陆区附着、拉伸片附着、紧固件附着等。
表1.实例1-3
根据上文所述的测试方法，对实例1-3进行布氏粘度、R&B软化点、剥离粘附性和蠕变保持性测试。通过使用AllegroTM单股线涂覆技术在定制的热熔涂覆机上制备用于蠕变保持性测试的样品，所述涂覆机配备有安装有AllegroTM喷嘴的Nordson Zero CavityTM涂覆模块。将三根弹性股线(Investa 680)(拉伸至300％伸长率)各自单独地在约148℃至约163℃的涂覆温度下进行涂覆。在这些涂覆试验中，弹性股线进口与喷嘴导向器的角度(即，垂直于施加器轴线的线与在喷嘴与入口侧最靠近喷嘴的导向器或辊之间延伸的弹性股线之间的角度)保持在2°与5°之间。施加器与出口股线平面的角度是约87°。(注意，上述参数是使用喷嘴制造商在2/15出版的“Universal Allegro Elastic Coating Nozzles CustomerProduct Manual,Part 1120705_01[通用Allegro弹性涂覆喷嘴客户产品手册，第1120705_01部分]”中使用的约定进行描述的)。此外，由垂直于施加器轴线的线和在喷嘴与出口侧最靠近喷嘴的导向器或辊之间延伸的弹性股线定义的角度是约3°。因此，施加器处于其标准位置，竖直对齐。粘合剂以约300米/分钟的线速度、25毫克/股线/米(mg/s/m)的添加量、0.5秒的晾置时间和在轧辊处40PSI的加压进行施加。然后将经涂覆的股线层压在两个聚丙烯纺粘非织造织物网(SQN SB 15)之间以形成弹性层压体。
在同一台涂覆机上制备用于剥离强度测试的样品，并且在涂覆模块安装有如上文提及的1英寸宽的SignatureTM喷嘴。将粘合剂在325°F与350°F之间的涂覆温度下层压在两个相同的SMS非织造网之间。涂层重量是4gsm(克/平方米)。上文已经描述了测试样品制备的细节。
如表1所示，实例1-3都具有优异的蠕变和剥离值，其中蠕变等于或大于93％并且剥离值等于或大于110g/in。这些值都远高于非织造卫生工业接受的关于弹性附着、构造和各种其他粘合需求的规范。
通过使用如上文所述的相同程序用表2中列出的组分类似地配制对比实例4和5。与实例1-3不同，实例4仅含有低分子量的半结晶的LMW的SSC-结晶-PP聚合物Vistamaxx8880，而实例5仅含有低分子量的无定形的LMW的SSC-无定形-PP聚合物Vistamaxx 8780。通过使用与本文对于实例1-3所述的相同的测试方法获得粘度、软化点、蠕变保持性和剥离强度。
表2.对比实例4和5
显而易见的是，对比实例4表现出97％的高的蠕变保持性，但是30g/in的低的剥离强度，所述剥离强度远低于工业接受值100g/in或更高。对比实例3非常适合于弹性附着，但是对于构造和一些其他应用将是不可接受的。相反，对比实例5具有132g/in的高的剥离强度，但是69％的差的蠕变保持性。它是用于构造和许多其他粘合应用的高性能产品，但是其蠕变保持性远低于80％，所述值被大多数非织造卫生产品制造商所接受。
在提供了值的一个范围的情况下，应当理解，在所述范围的上限和下限与所述范围内的任何其他所述值或中间值之间的每个中间值，以及中间值的任何组合或子组合都包括在列举值的范围内。此外，本发明包括成分的范围，所述范围是所述成分的第一范围的下限和第二范围的上限。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本文特别提及的所有公开物和专利出于所有目的通过引用以其全文结合，包括描述和披露公开物中报道的可能与本发明相关使用的化学品、仪器、统计分析和方法。本说明书中引用的所有参考文献均应视为指示本领域技术水平。本文中任何内容都不应被解释为承认本发明不具有早于在先发明的这样的披露内容。
尽管本文参考某些特定实施例进行了说明和描述，但是本发明并不意在局限于所示的细节。而是，在权利要求的等同物的范围内且在不脱离本发明精神的情况下，可以对细节进行各种修改。
Claims (21)
1.一种用于热熔性粘合剂的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
(a)至少一种半结晶的低分子量(LMW)的SSC丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的SSC丙烯基聚合物；以及
(c)至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物。
2.如权利要求1所述的组合物，其中：
所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-15％(优选3％-10％、更优选4％-8％)的乙烯、以及大于35J/g的DSC熔融焓；
所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物具有大于100,000g/mol的分子量、2％-20％(优选8％-16％、更优选10％-15％)的乙烯、以及小于25J/g的DSC熔融焓；并且
所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-20％(优选8％-16％、更优选10％-15％)的乙烯、以及小于25J/mol的DSC熔融焓。
3.如权利要求1所述的组合物，其中：所述丙烯基聚合物中的每一种包含丙烯和乙烯的共聚物。
4.如权利要求1所述的组合物，其中：
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约10％与约40％之间、优选在约15％与约35％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在；
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物以在约40％与约80％之间、优选在约50％与约70％之间、并且最优选在约54％与约65％之间的量存在；并且
按重量计并且基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约5％与约40％之间、优选在约10％与约30％之间、并且最优选在约18％与约25％之间的量存在。
5.一种热熔性粘合剂组合物，其包含：
(a)至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物；
(c)至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物；
(d)增粘剂；
(e)增塑剂；
(f)稳定剂或抗氧化剂；以及
(g)任选地按重量计约0％至约20％的蜡。
6.如权利要求5所述的组合物，其中：
(a)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约2.5％与约25％之间、优选在约4％与约20％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在；
(b)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物以在约12％与约40％之间、优选在约15％与约30％之间、并且最优选在约18％与约26％之间的量存在；
(c)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物以在约2％与约20％之间、优选在约3％与约15％之间、并且最优选在约5％与约12％之间的量存在；
(d)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述增粘剂以在约15％与约75％之间、优选在约30％与约65％之间、并且最优选在约35％与约60％之间的量存在；
(e)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述增塑剂以在约1％与约35％之间、优选在约2％与约25％之间、并且最优选在约3％与约20％之间的量存在；并且
(f)按重量计并且基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述稳定剂或抗氧化剂以在约0.1％与约3％之间、优选在约0.2％与约2％之间的量存在。
7.如权利要求5所述的组合物，其中：所述增粘剂选自由以下组成的组：脂肪族烃树脂和脂环族烃树脂及其氢化衍生物、氢化芳香族烃树脂、芳香族地改性的脂肪族或脂环族树脂及其氢化衍生物、聚萜烯树脂和苯乙烯化的聚萜烯树脂。
8.如权利要求7所述的组合物，其中：所述增粘剂是C-5脂肪族烃树脂、氢化C-5树脂、氢化C-9树脂和氢化DCPD树脂。
9.如权利要求8所述的组合物，其中：所述增粘剂是芳香族地改性的C-5树脂、芳香族地改性的氢化DCPD树脂。
10.如权利要求5所述的组合物，其中：所述增塑剂选自由矿物油和液体聚丁烯组成的组。
11.如权利要求5所述的组合物，其中：基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所述蜡以按重量计最高达20％的量存在。
12.如权利要求1所述的组合物，其中：所述粘合剂组合物进一步包含另一种聚合物。
13.如权利要求21所述的组合物，其中：所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物的分子量是所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物或所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物中的任一种的分子量的至少3倍。
14.如权利要求5所述的组合物，其中：
所述至少一种半结晶的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量以及大于35J/g的DSC熔融焓；
所述至少一种基本上无定形的HMW的SSC丙烯基聚合物具有大于100,000g/mol的分子量、2％-20％的乙烯以及小于25J/g的DSC熔融焓；并且
所述至少一种基本上无定形的LMW的SSC丙烯基聚合物具有小于90,000g/mol的分子量、2％-20％的乙烯以及小于25J/mol的DSC熔融焓。
15.如权利要求5所述的组合物，其中：基于所述热熔性粘合剂组合物的总重量，所有丙烯基聚合物的重量占约30％与约80％之间、优选在约30％与约60％之间、并且最优选在约30％与约50％之间。
16.一种制造层压体的方法，所述方法包括以下步骤：
将呈熔融状态的如权利要求1所述的热熔性粘合剂组合物施加到主基底上；并且
通过使次要基底与所述粘合剂组合物接触而将所述次要基底配合到所述第一基底上。
17.如权利要求16所述的方法，其中：所述主基底是弹性股线。
18.如权利要求16所述的方法，其中：所述主基底是非织造织物。
19.如权利要求17所述的方法，其中：所述次要基底是聚乙烯。
20.一种通过如权利要求16所述的方法制成的层压体。
21.一种用于热熔性粘合剂的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：
(a)至少一种半结晶的低分子量(LMW)的丙烯基聚合物；
(b)至少一种基本上无定形的高分子量(HMW)的丙烯基聚合物；以及
(c)至少一种基本上无定形的LMW的丙烯基聚合物
其中所述丙烯基聚合物中的每一种具有在约1与约5之间、优选在约1.7与3.3之间的PDI。
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