CN112041408A - 用于吸收制品的粘合剂组合物 - Google Patents

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S.奥汀
S.麦克哈尼
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Abstract

本文描述了一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含至少90重量％的共聚物，所述共聚物包含约30重量％至约70重量％的丙烯单体单元和约30重量％至约70重量％的1‑丁烯单体单元。所述粘合剂组合物在150℃下可具有约2,000mPa×s至约11,500mPa×s的粘度。所述粘合剂组合物可具有小于17J/g的熔融焓。所述粘合剂组合物可具有约0.5MPa至约1.5MPa的屈服拉伸强度。所述共聚物可具有至少220秒的静态剥离时间。

Description

用于吸收制品的粘合剂组合物
技术领域
本文公开了一种用于吸收制品和纺织品制品的粘合剂组合物。
背景技术
粘合剂组合物(诸如热熔融粘合剂组合物)是一种以熔融形式施加到待粘结的部件上然后在冷却时凝固和固化的粘合剂。烯烃基热熔融粘合剂需要良好的粘结特性，使得可将粘合剂牢靠地粘结到基底，但此类粘结特性可能使粘合剂难以在制造过程中加工。在粘合剂的生产和应用过程中，由于聚积在设备部件上的固化的粘合剂残余物，用于加工粘合剂和形成粘结制品的设备可能受到损坏或需要经常维护。这些残余物在辊、旋转部件(诸如轴或卷筒)上以及在旨在形成热熔融粘合剂的部件(诸如挤出模头、压力辊或层合工具)中可能是破坏性的。
常见的热熔融粘合剂是通过在基本上均匀的热塑性共混物中将聚合物和添加剂组分组合而制成的。典型的添加剂可包括例如增粘剂、增塑剂和/或蜡。虽然此类配方通常有效，但是它们可能成本高昂，并且它们的性能特性可能得到改善。例如，可占粘合剂组合物的至多65％的增粘剂可能是昂贵的且难以获得。因此，持续需要提供更好的性能、改进的可加工性和更低的成本的改进粘合剂组合物。
发明内容
本文描述了一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含至少90重量％的共聚物，所述共聚物包含约30重量％至约70重量％的丙烯单体单元和约30重量％至约70重量％的1-丁烯单体单元；其中所述粘合剂组合物在150℃下具有约2,000mPa·s至约11,500mPa·s的粘度，如通过粘度测试方法所测量的；其中所述粘合剂组合物具有小于17J/g的熔融焓，如通过熔融焓测试方法所测量的；其中所述粘合剂组合物具有约0.5MPa至约1.5MPa的屈服拉伸强度，如通过拉伸参数测试方法所测量的；并且其中所述共聚物具有至少220秒的静态剥离时间，如通过静态剥离时间测试方法所测量的。
本文还描述了一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含至少90重量％的共聚物，所述共聚物包含约30重量％至约70重量％的丙烯单体单元和约30重量％至约70重量％的1-丁烯单体单元；其中所述粘合剂组合物在150℃下具有约2,000mPa·s至约11,500mPa·s的粘度，如通过粘度测试方法所测量的；其中所述粘合剂组合物具有约5J/g至17J/g的熔融焓，如通过熔融焓测试方法所测量的；并且其中所述共聚物具有至少220秒的静态剥离时间，如通过静态剥离时间测试方法所测量的。
本文还描述了一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含至少90重量％的共聚物，所述共聚物包含约40重量％至约60重量％的丙烯单体单元和约40重量％至约60重量％的1-丁烯单体单元；其中所述粘合剂组合物在150℃下具有约2,000mPa·s至约11,500mPa·s的粘度，如通过粘度测试方法所测量的；并且其中所述粘合剂组合物具有约5J/g至17J/g的熔融焓，如通过熔融焓测试方法所测量的。
具体实施方式
以下定义对于理解本公开可能是有用的。
“无定形”在本文中是指基本上不存在结晶度，例如小于5％和小于1％。
“共聚物”在本文中是指通过至少两种不同单体的聚合形成的聚合物。术语“共聚物”可包括含有三种类型的不同单体的三元共聚物。
如本文所用的那些术语“没有”、“不含”等表示粘合剂组合物不具有超过痕量的背景水平的在这些限定词之后的给定材料、成分或特性；该材料或成分的量不会造成对消费者的通常与该材料或成分相关的伤害或刺激；或者该材料或成分不是有意添加到粘合剂组合物中的。在一些应用中，“没有”和“不含”可表示不存在可测量的量的该材料或成分。例如，一些形式的粘合剂组合物可不含有可测量的量的增粘剂。
“多相”聚合物在本文中是指具有无定形特性和至少一些基本的结晶含量(至少10重量％的结晶含量)的聚合物，该结晶含量可在冷却的粘合剂团块中提供内聚强度。结晶含量可以是有规立构嵌段或序列的形式。
“非织造”在本文中是指通过工艺诸如纺粘、梳理、熔吹、气流成网、湿法成网、共成形或本领域已知用于此类目的其他此类工艺在不机织或针织的情况下由连续纤维、共挤出纤维、非连续纤维以及它们的组合的组装制成的纤维结构。
“基底”在本文中是指主要为二维的(例如，在XY平面中)材料，并且其厚度(在Z方向上)与所述基底的长度(在X方向上)和宽度(在Y方向上)相比相对较小(例如，1/10或更小)。基底的非限制性示例包括纤维网、一层或多层纤维材料、非织造布、膜和箔诸如聚合物膜或金属箔。这些材料可单独使用或可包括接合在一起的两个或更多个层。因此，纤维网为基底。
如本文所用，除非另有说明，否则百分比以组分的重量相对于材料的总重量给出。
本文所公开的作为范围端值的值不应被理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，每个数值范围均旨在表示所引用的值和所述范围内的任何整数。例如，被公开为“1至10”的范围旨在表示“1、2、3、4、5、6、7、8、9、10”。
如本文所用，冠词“一个”和“一种”当用于本文时，例如“一种阴离子乳化剂”或“一种纤维”被理解为是指一种或多种受权利要求书保护的或所述的材料。
粘合剂组合物
本文描述了一种粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含至少80重量％、另选地至少85重量％、另选地至少90重量％、另选地至少95重量％、另选地至少98重量％和另选地至少99重量％的共聚物。该共聚物可以是具有小于10重量％、另选地小于5重量％的结晶含量的无定形共聚物。
该共聚物可包含约30重量％至约70重量％、另选地约35重量％至约65重量％、另选地约40重量％至约60重量％、另选地约40重量％至约55重量％、另选地约45重量％至约55重量％、另选地约44重量％至约46重量％和另选地约48重量％至约52重量％的丙烯单体单元。丙烯单体单元的百分比可通过本领域技术人员已知的合适方法诸如核磁共振或红外光谱法来确定。
该共聚物可包含约30重量％至约70重量％、另选地约35重量％至约65重量％、另选地约40重量％至约60重量％、另选地约45重量％至约60重量％、另选地约45重量％至约55重量％、另选地约50重量％至约60重量％、另选地约54重量％至约56重量％和另选地约48重量％至约52重量％的1-丁烯单体单元。1-丁烯单体单元的百分比可通过本领域技术人员已知的合适方法诸如核磁共振或红外光谱法来确定。
该共聚物可包含约1重量％至约40重量％、另选地约2重量％至约30重量％、另选地约5重量％至约20重量％和另选地约5重量％至约15重量％的一种或多种共聚单体单元，该共聚单体单元选自乙烯、4-甲基-1-戊烯、戊烯-1,2-甲基戊烯-1,3-甲基丁烯-1、庚烯-1、二甲基戊烯-1、三甲基丁烯-1、乙基戊烯-1、甲基戊烯-1、三甲基戊烯-1、甲基乙基戊烯-1、二乙基丁烯-1、丙基戊烷-1、癸烯-1、甲基壬烯-1、壬烯-1、三甲基庚烯-1、甲基乙基丁烯-1、十二碳烯-1和十六碳烯-1以及它们的组合。
该共聚物可通过美国专利5,302,675和5,723,546中描述的方法制备，这两个专利均明确地并入本文。该共聚物可使用单中心催化剂体系、多个单中心催化剂体系或齐格勒纳塔催化剂体系制备。用于制备共聚物的单体可从一种或多种碳基来源获得，例如来自动物和/或植物脂肪的生物质。单体也可从由例如Neste的Rotterdam Refinery(Neste,Finland)提供的可再生原料获得。如果需要，包含共聚物的粘合剂组合物可通过将共聚物和至少一种任选成分(例如，荧光增白剂、其他共聚物)组合来制备。通过将初级共聚物加热到使共聚物熔融的高温(例如约135至约175℃)，可将共聚物制备成最终粘合剂组合物产品。一旦熔融，就可将一种或多种任选成分(例如，添加剂或其他聚合物组分)添加到初级共聚物中。可使用混合器将各组分混合在一起成为最终的粘合剂组合物。
该共聚物可选自REXtacR共聚物2815和2830。对于另外的示例性共聚物的描述，参见例如Sustic的美国专利5,723,546，其以引用方式明确地并入。
粘合剂组合物可包含小于20重量％、另选地小于10重量％、另选地小于5重量％、另选地小于3重量％、另选地小于2重量％、和另选地小于1重量％、另选地小于0.5重量％和另选地小于0.1重量％的增粘剂。示例性增粘剂可包括脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、多萜烯、芳族改性的多萜烯、萜烯-酚醛树脂、芳族改性的氢化聚环戊二烯树脂、氢化脂族树脂、氢化脂族芳族树脂、氢化萜烯和改性萜烯以及氢化松香酯。
粘合剂组合物可不含增粘剂。最小化或避免使用增粘剂具有显著的优点，因为其可降低粘合剂组合物的成本，以及消除附加成分和可能与供应附加成分相关的潜在问题。此外，增粘剂可在一次性制品中赋予不期望的气味，并且还可充当低分子量增塑剂(例如，用于SBC基粘合剂的加工油)的载体，该低分子量增塑剂可弱化吸收制品和纺织品制品中使用的聚乙烯背衬片材。
粘合剂组合物可不含聚异丁烯。粘合剂组合物可不含多相共聚物。粘合剂组合物可包含小于10重量％、另选地小于5重量％、另选地小于3重量％、另选地小于2重量％、和另选地小于1重量％、另选地小于0.5重量％、和另选地小于0.1重量％的聚异丁烯。
粘合剂组合物特性
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在150℃下可具有约2,000mPa·s至约11,500mPa·s、另选地约3,000mPa·s至约8,500mPa·s、另选地约4,000mPa·s至约6,500mPa·s、另选地约4,500mPa·s至约6,000mPa·s、另选地约5,000mPa·s至约5,500mPa·s、另选地小于7,500mPa·s、和另选地小于6,500mPa·s的粘度，如通过本文所述的粘度测试方法所测量的。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可具有适合与常规热熔融粘合剂施加设备一起使用的流变学和热稳定性。在施加温度下具有期望粘度的该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可促进该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物流动通过涂布装置，例如涂布模头或喷嘴。
期望的粘度值可用于确保该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物与粘合剂施加方法和设备相容。例如，太高的粘度值可能与某些施加方法和设备(例如喷涂方法和喷嘴)不相容。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可具有在1℃/min的冷却速率下小于17J/g、另选地小于16.5J/g、另选地小于16J/g、另选地约6.5J/g至17J/g、另选地约7J/g至约16.5J/g、另选地约8J/g至约16J/g、另选地约8.7J/g至约15.8J/g、和另选地约10J/g至约16J/g的熔融焓，如通过本文所述的熔融焓测试方法所测量的。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可具有约0.5MPa至约1.5MPa、另选地约0.7MPa至约1.4MPa、另选地约0.8MPa至约1.35MPa、另选地约0.9MPa至约1.3MPa、和另选地约0.95MPa至约1.25MPa的屈服拉伸强度，如通过本文所述的拉伸强度测试方法所测量的。在一些应用中，太低的屈服拉伸强度值可指示该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物太弱，并且在使用期间将不能为产品提供足够的拉伸强度。另选地，在一些应用中，太高的屈服拉伸强度值可指示该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物太硬，并且在产品使用期间不能充分吸收施加到该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物上的应力。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在本文所述的静态剥离时间测试方法中可表现出令人惊讶的高值，如下表2所示。当使用25克重物和40mm宽的具有约2.2gsm涂层重量的测试样品进行测试时，该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可具有至少220秒、另选地至少230秒、另选地约220秒至约750秒、另选地约225秒至约600秒、另选地约230秒至约500秒、和另选地约230秒至约400秒、和另选地约235秒至约350秒的静态剥离时间，如通过本文所述的静态剥离时间测试方法所测量的。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物可具有约10丝米至约35丝米、另选地约15丝米至约30丝米、和另选地约17丝米至约21丝米的针入度，如通过本文所述的针入度测试方法所测量的。在一些应用中，太高的针入度值可指示该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物太软，并且将不能为产品提供足够的粘结强度，从而导致粘合剂组合物在粘结中的内聚失效。另选地，在一些应用中，太低的针入度可指示该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物太硬，并且在产品使用期间不能充分吸收施加到该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物上的应力。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在150℃下可具有约0.4g/cm3至约0.87g/cm3、另选地约0.5g/cm3至约0.85g/cm3、另选地约0.7g/cm3至约0.85g/cm3、另选地约0.75g/cm3至约0.85g/cm3和另选地约0.8g/cm3至约0.85g/cm3的密度。
已发现，如本领域中已知的，不含增粘剂的粘合剂组合物通常具有比含增粘剂的粘合剂组合物低约10％的密度。这是因为增粘剂通常具有约1g/cm3的密度，这是高于其他粘合剂成分的密度。
已发现，层合体中粘合剂层的体积而不是粘合剂层的质量决定层合体的粘结强度，该粘结强度可例如被测量为“静态剥离”。不希望受到理论的束缚，据信这是由于结构力学定律引起的，该力学定律表明在变形时在较薄的粘合剂层中发生较高的应力集中。这使得在向层合体施加剥离或剪切力时较薄的粘合剂层更易于断裂。为了能够在层合体中实现更牢固的粘结，粘合剂层通常具有较大的厚度。
对于如本文所述的具有较低密度的粘合剂组合物，可用较低质量的粘合剂实现相同质量的粘结。由于卫生粘合剂的所有商业相关方面(如例如材料成本或运输成本)受其质量用量而不是其体积用量的控制，因此具有较低密度的粘合剂具有显著的商业优势。
据信，三种粘合剂材料特性-储能模量、屈服应力和韧性(均在37℃下)-可预测如本文所述的包含粘合剂组合物的层合体的粘结强度性能。
据信，层合体的粘结强度性能利用这些特性达到最大值，并且可相对于这些特性限定具有上限和下限的优选操作窗口。操作窗口可预测层合体的粘结强度性能。
储能模量描述了粘合剂组合物抵抗小变形的弹性阻力。不希望受理论的束缚，据信最终导致粘结断裂的失效机制开始于裂纹萌生和粘合剂层内部靠近与基底(膜或非织造布)的界面处的相继裂纹传播。还据信，这种失效机制已经开始于例如通过小于10％或甚至小于1％的工程应变描述的低机械变形。
具有较低储能模量的粘合剂组合物对这些小应变变形提供较小的抗性，并且能够更好地将机械应力从界面转移到粘合剂的本体中，或换句话讲，朝粘合剂层的中心转移。然后，在粘合剂层的主体中可能发生“塑性屈服”，这是一种高度有效地吸收变形的能量并由此防止粘结断裂的机制。这种机制也称为“能量耗散”。机械能被转化为热，而粘结作为整体继续保持完整。在“静态剥离时间”测试中，具有较低储能模量的粘合剂组合物的层合体可在粘结失效和重物下落之前将重物保持较长时间。因此，存在储能模量的上限。
还据信，存在储能模量的下限。如果粘合剂组合物对所述变形提供的弹性阻力太小，则层合体也将具有不足的粘结强度性能，例如，太低的静态剥离时间。
不希望受理论的约束，据信相同的论点适用于屈服应力。太高的屈服应力对抗有效的能量耗散，而太低的屈服应力导致粘合剂提供对变形的太弱的抗性。
对于“韧性”参数，令人惊讶地发现了类似的行为。
本文所述的粘合剂配方在三种材料参数的范围方面是优异的，这使得层合体具有期望的机械性能。
已发现，开发如本文所述的包含非织造布、粘合剂组合物和刚性聚乙烯膜的层合体通常比开发包含两种非织造布和粘合剂组合物的层合体更困难。据信，这是由于能够实现较少机械缠结的膜的或多或少平坦的表面(与非织造布的纤维结构相比)。此外，据信聚乙烯膜的刚性性质在膜与粘合剂组合物之间的界面处的能量耗散贡献较小。因此，如本文所述的在粘合剂-刚性膜层合体中表现良好的粘合剂组合物通常也在非织造布-非织造布层合体中表现良好。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在37℃下可具有约3MPa至约9.5MPa、另选地约4.5MPa至约9.5MPa、另选地约5MPa至约9.25MPa、和另选地约5.5MPa至约9.1MPa的储能模量，如通过本文所述的振荡流变测试所测量的。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在37℃下可具有约0.8MPa至约1.45MPa、另选地约0.9MPa至约1.4MPa、另选地约1MPa至约1.4MPa的屈服应力，如通过本文所述的屈服应力测试方法所测量的。
该共聚物以及包含该共聚物的粘合剂组合物在37℃下可具有约2MJ/m3至约8MJ/m3、另选地约2MJ/m3至约6MJ/m3、另选地约2MJ/m3至约5MJ/m3、另选地约2MJ/m3至约4MJ/m3、和另选地约2.4MJ/m3至约4MJ/m3的韧性，如通过本文所述的韧性测试方法所测量的。
任选成分
本文所述的粘合剂组合物可包含小于10重量％、另选地小于5重量％、另选地小于3重量％、另选地小于2重量％、另选地小于1重量％、另选地小于0.5重量％、另选地小于0.3重量％、另选地小于0.2重量％、另选地小于0.1重量％、和另选地小于0.05重量％的一种或多种任选成分。
粘合剂组合物可任选地包括可降低粘合剂组合物的粘度或改善其粘着特性的增塑剂或增塑油或增量油。增塑剂的非限制性示例包括烯烃低聚物、低分子量聚烯烃(诸如液体聚丁烯)、低分子量非芳族聚合物(例如，得自Eastman Chemical Company的REGALREZ101)、邻苯二甲酸酯、矿物油(诸如环烷油)、石蜡油或氢化(白)油(例如Kaydol油或ParaLux油(Chevron U.S.A.Inc.))、植物和动物油以及它们的衍生物、石油衍生油、以及它们的组合。增塑剂可包括聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯、聚戊间二烯、戊间二烯和异戊二烯的共聚物，如美国专利8,865,824中所述，该专利以引用方式明确地并入。
粘合剂组合物可任选地包括抗氧化剂或稳定剂。本领域普通技术人员已知的任何抗氧化剂都可用于粘合组合物中。合适的抗氧化剂的非限制性示例包括基于胺的抗氧化剂，诸如烷基二苯胺、苯基-萘胺、烷基或芳烷基取代的苯基-萘胺、烷基化对亚苯基二胺、四甲基-二氨基二苯胺等；和受阻酚化合物，诸如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苄基)苯；四[(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷(例如，IRGANOXTM1010，得自Ciba Geigy,New York)；十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸酯(例如IRGANOXTM1076，可从Ciba Geigy商购获得)，以及它们的组合。当使用时，组合物中抗氧化剂的量可小于粘合剂组合物总重量的1重量％、另选地约0.05重量％至约0.75重量％和另选地约0.1重量％至约0.5重量％。
粘合剂组合物可任选地包括可防止或减少组合物因辐射而降解的UV稳定剂。本领域普通技术人员已知的任何UV稳定剂都可用于粘合组合物中。合适的UV稳定剂的非限制性示例包括二苯甲酮、苯并三唑、芳基酯、草酰替苯胺、丙烯酸酯、甲脒炭黑、受阻胺、镍猝灭剂、受阻胺、酚抗氧化剂、金属盐、锌化合物、以及它们的组合。当使用时，粘合剂组合物中的UV稳定剂的量可小于粘合剂组合物总重量的1重量％、另选地约0.05重量％至约0.75重量％和另选地约0.1重量％至约0.5重量％。
粘合剂组合物可任选地包括增白剂、着色剂和/或颜料。本领域普通技术人员已知的任何着色剂或颜料都可用于粘合剂组合物中。合适的增白剂、着色剂和/或颜料的非限制性示例包括荧光材料和颜料，诸如三嗪-二苯乙烯、香豆素、咪唑、二唑、二氧化钛和炭黑、酞菁颜料，以及其他有机颜料，诸如IRGAZINB、CROMOPHTALB、MONASTRALB、CINQUASIAB、IRGALITEB、ORASOLB，所有这些可购自Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,N.Y.。当使用时，粘合剂组合物中的增白剂、着色剂和/或颜料的量可小于粘合剂组合物的总重量的10重量％、另选地约0.01重量％至约5重量％和另选地约0.1重量％至约2重量％。
粘合剂组合物可任选地包括芳香剂，诸如香料或其他增味剂。此类香料可由衬里保留或包含在释放剂诸如微胶囊中，所述释放剂例如可在从粘合剂组合物移除释放衬里或在粘合剂组合物上压缩时释放香料。
粘合剂组合物可任选地包括填料。本领域普通技术人员已知的任何填料都可用于粘合剂组合物中。合适的填料的非限制性示例包括砂、滑石、白云石、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、玻璃珠、玻璃微球、陶瓷微球、热塑性微球、重晶石、木粉、以及它们的组合。当使用时，粘合剂组合物中的填料的量可小于粘合剂组合物的总重量的60重量％、另选地约1重量％至约50重量％和另选地约5重量％至约40重量％。
应用
本文所述的粘合剂组合物在一次性卫生消费品例如尿布、女性护理垫和卫生巾中具有工业应用。制品可包括具有由热熔融粘合剂组合物粘结的任何两个或更多个基底的物品，诸如一次性制品诸如尿布或女性卫生巾。基底可包括热塑性塑料、热固性聚合物、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯，以及它们的组合、共混物或层状复合物。在一些应用中，基底可包括蜡、丙烯酸酯聚合物或其他材料、着色剂、防腐剂、稳定剂、加工润滑剂以及它们的组合的涂层。基底可包括实心的、无孔的或可透气的膜。在一些应用中，基底可包括非织造织物和膜(例如，聚乙烯膜)。
粘合剂组合物可在组装通常可用的消费者一次性制品中用作构造粘合剂。此类制品包括婴儿尿布、成人尿布、床垫、卫生产品和其他吸收制品。将至少一种聚合物膜与其他膜和纤维材料组合通常制成这些制品。纤维材料可包括织物(诸如织造或非织造织物)、纤维桶形式的纤维、纤维集合料、纤维球等。
此类吸收制品通常包括保持在制品内的吸收剂。吸收剂通常用非织造内衬覆盖。此类衬里包括将流体或水分从制品内部传递到吸收层中的高渗透性材料，诸如纺粘的非织造结构。在吸收制品内形成的吸收层或结构通常包括纤维团块垫或纤维素或木浆，以便吸收释放到吸收制品内的液体或流体物质。纤维或绒毛可包括纤维素纤维、合成纤维或它们的混合物，诸如木纤维、纤维素纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或通常包括超吸收材料的其他纤维材料的共混物。使用超吸收或高吸收材料来增加吸收制品的吸收能力。此类材料是有机材料，包括改性天然树胶和树脂，但通常包括合成聚合物材料，诸如水凝胶。羧甲基纤维素、丙烯酸聚合物的碱金属盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯酸酐聚合物和共聚物、聚乙烯醚聚合物和共聚物、羟烷基纤维素聚合物和共聚物、聚乙烯磺酸聚合物和共聚物、聚丙烯酸聚合物、聚乙烯吡咯烷酮聚合物和共聚物可用于吸收功能。
用于此类一次性制品的非织造织物层通常为包括天然或合成纤维的粘结组件的大致平面结构。
此类非织造材料通常使用包括纺粘、熔融粘结等的多种技术来制造。此类非织造材料通常通过以随机图案随机放置纤维或粗纱，然后利用纤维的固有粘结特性热粘结或通过利用施加到纤维的树脂材料粘结纤维来制造。各种聚合物可用于制造非织造材料，包括聚烯烃、聚酯、乙烯乙酸乙烯酯聚合物、乙烯丙烯酸聚合物等。
制品的外部通常包括液体不可透过的聚合物膜。在某些方面，可使用附加的外部层进一步改性外部聚合物膜，以获得外部聚合物膜的更布状或非织造的特征。外部膜通常包括单层聚合物膜，但也可以是多层膜结构。典型的聚合物片材包括高拉伸强度聚合物，包括聚酯、聚烯烃或其他可形成膜层的热塑性片材。通常将聚烯烃或聚酯聚合物材料形成为片，并对其进行处理以改善强度、柔韧性和耐刺穿性。包括双轴取向、热处理或表面处理的技术可改善聚合物膜的膜特性。此类聚合物膜的厚度通常在约0.5密耳(例如，千分之一英寸)至约1.5密耳的范围内。
吸收制品可包括液体不可透过的聚合物膜、吸收层垫和非织造内部层。可使用粘合剂组合物组装三组件结构，该粘合剂组合物使用将非织造内部层粘附到聚合物膜同时将吸收层保持在其间的制造技术施加。
采用粘合剂组合物的制造方法包括将熔融的粘合剂组合物施加到基底，然后在将粘合剂组合物施加到第一基底之后的0.1秒至5秒内使粘合剂组合物与第二基底接触，其中所述接触导致这些基底之间的粘结。
在使用粘合剂组合物制造的制品中，制品可通过在聚合物膜与纤维或纤维团块之间形成粘结来制造。该制品还可包括在聚合物膜与非织造织物之间形成的粘结。另外，该制品可通过在包括聚合物膜的外部层的多层结构与包括纤维图或非织造织物的内部组件之间形成粘结来制造。
粘合剂组合物可作为热熔融粘合剂在熔融条件下施加到基底上，或者可被涂布、施加或喷涂到聚合物膜非织造布或吸收垫上。喷涂的粘合剂通常使用槽式涂布、喷涂或雾化特征以珠、点模式、螺旋模式或其他使用此类Nordson施加技术的常规模式来施加。可使用槽式涂布(使用Nordson True Coat或Speed Coat Slot)以增加的机器速度将粘合剂组合物施加到基底上。
粘合剂组合物可以每平方米约1至约25克(g-m-2)所得粘结材料的量施加。该粘合剂组合物可用于一次性尿布和卫生巾构造弹性附接件和一次性用品，特别优选的应用包括婴儿尿布构造、尿布基础结构构造、尿布芯稳定件、尿布外覆盖层合体、女性卫生巾芯稳定件和女性卫生巾构造粘结。
测试方法
静态剥离时间测试方法
通过使用静态剥离时间测试方法确定热熔融粘合剂组合物的静态剥离时间，该方法包括如下步骤：首先使用热熔融体在两个特定的基底之间产生粘结，使用特定的槽式涂布工艺形成层合体，如下所述。然后将从基底上提取的样品在静态负荷下进行180度剥离测试，并且将平均失效时间报告为“静态剥离时间”。
层合体的制备
使用热熔融粘合剂组合物经由特定的槽式涂布工艺将两个特定的基底附连在一起，以形成层合体。用于形成层合体的第一基底“非织造布”为具有点粘结图案(菱形，0.87mm2/点粘结)的15gsm聚丙烯纺粘(SSS)，所述点粘结图案覆盖18.6％的粘结面积并具有21.5个点/平方厘米。平均纤维直径为17微米。非织造布以卷材形式提供并且宽度为212mm。用于形成层合体的第二基底“膜”为具有16gsm基重的微孔聚乙烯膜。平均印刷覆盖面积为16.7％。示例性的合适膜为MICROPRO微孔膜、以及命名为BR137P和BR137U的膜(购自Clopay(Clopay Plastics Corporation,Mason,OH,USA))、或等同物。该膜以卷材形式提供并且宽度为206mm。
将热熔融粘合剂组合物槽式涂布到移动的非织造纤维网上。非织造纤维网的速度为573m/min，并且在施加点处的总非织造纤维网的张力为0.5磅(每单位宽度10.5N/m张力)。使用得自Nordson(Nordson LU12K04139/8138208,Nordson Corporation,Westlake,OH,USA，或等同物)的TrueCoatTM模头将粘合剂槽式涂布到非织造布上。模头的垫片为0.3mm厚，并且以交替的图案切割以产生60个开口，每个开口1mm宽，每个开口之间具有1mm宽的间距。这在纵向上形成了60个连续粘合剂条的涂层，每个粘合剂条为1mm宽，粘合剂条之间具有1mm的未涂布间距。喷嘴的粘合剂流速被设定成使得每个粘合剂条的基重为2.2±0.1gsm。在直到并且包括涂敷器的所有点处，将粘合剂保持在150±5℃的温度下。该整个槽式涂布工艺在21±2℃的环境温度下进行。
通过使槽式涂布模头与支撑在两个非驱动纤维网支撑惰轮之间的非织造布接触，用槽式涂布模头将粘合剂施加到非织造纤维网上，所述两个惰轮与移动的非织造纤维网共同旋转并且各自具有57mm的直径。将纤维网支撑惰轮的间距设定为中心至中心155mm，并且将粘合剂涂敷器的出口设定在离下游惰轮中心7mm的点处。将涂敷器压入到惰轮之间的非织造布中，使得非织造布在粘合剂从槽式涂布模头的出口点处相对于当不存在涂敷器时由处于张力下的非织造布形成的平面偏转3-4mm。槽式涂布模头的垫片平面与涂敷器未接合时张紧的非织造布的平面之间形成的角度为节距角。当这些平面彼此垂直时，该角度被描述为零。对于层合体，将粘合剂以正3°的节距角朝下游惰轮涂布。换句话讲，垫片的平面相对于涂敷器未接合时张紧的非织造布的平面在下游惰轮的一侧上为87°。通过使槽式涂布模头的宽度在非织造布的宽度上居中，使粘合剂涂层沿非织造纤维网的长度居中。
然后在涂布后约970mm使粘合剂涂布的非织造纤维网与膜接触。膜的卷材速度为573m/min，并且总的膜卷材张力为1.0磅(21N/m，每单位宽度的张力)。在直径为57mm的惰轮处制造两个纤维网之间的接触点，并且纤维网以190°的包角围绕惰轮包裹。将组合的纤维网以1.5磅的卷绕张力卷绕在卷筒上，并且在卷绕后立即从卷筒上切下样品。在静态剥离测试之前，使取出的样品在21±2℃和40％相对湿度下平衡最少20小时。
静态负荷下的剥离
从平衡的层合体中随机取出样品。样品在层合体的纵向并且在层合体的整个横向上测量为40mm，使得槽式涂布的热熔融粘合剂组合物的所有六十个1mm宽的条都包括在条的横向长度中。
静态剥离是在横向于纵向的方向(例如，垂直于粘合剂条方向)上进行。在层合体试样的一个40mm宽的边缘上，将层合体的边缘处每个未粘结层分别折叠在直径2mm和大约40mm长的小圆木榫钉杆上，并且用2英寸宽的大铁夹子固定包裹的榫钉。将夹子放置在包裹的榫钉上并夹紧在双层材料上，使得材料不会从夹子上滑落或拉出。在附接夹子的情况下，将试样在测试前置于预调节的培养箱中(在37±1℃下)约10分钟。10分钟后，通过附接到膜层的夹子将每个样品悬挂在室内，并将重物附接到非织造布的夹子上，从而从其悬挂。悬挂重物、大铁夹子和榫钉具有25克的总重量。将样品悬挂，使得附接重物的底部位于室底部上方足够高的位置，以便整个层合体可剥离开，并且重物可通过一些剩余距离自由下落到室底部。使用计时器测量悬挂重物附接的时间与测试层合体的粘结区域完全层离的时间之间的时间。对于每个样品，记录该失效时间，精确到秒。在静态负荷下对至少十个样品进行剥离，并且将失效时间的算术平均值定义为“静态剥离时间”，报告精确到秒。
针入度测试方法
使用针入度测试方法测定热熔融粘合剂组合物的针入度，该方法包括用HumboldtH1280针和以下附加指导进行ASTM D5/D5M-13。将环境温度保持在21.5±1.0℃，并且在测量之前对待测试的热熔融粘合剂组合物的样品进行热平衡。使用ASTM D5/D5M-13第6节中所述的100g总负荷，并且允许的穿透时间为5.0±0.2秒。如ASTM D5/D5M-13第10节中所述，将三次重复的针入度距离的算术平均值定义为“针入度”，并以十分之一毫米(即，丝米或dmm)为单位报告，精确到以dmm的整数值。
拉伸强度测试方法
使用拉伸强度测试方法确定热熔融粘合剂组合物的拉伸强度，该方法包括用以下附加指导进行ASTM D638-14。将环境温度保持在23.0±1.0℃。将热熔融粘合剂组合物浇铸成与ASTM D638-14的图1中所述的IV型“狗骨”一致的形状，并使其平衡至环境温度。测试以50mm/min的十字头速度进行。屈服拉伸强度如ASTM D638-14第11.2节中所述计算，并以兆帕(MPa)为单位报告为“屈服拉伸强度”，精确到0.01MPa。
粘度测试方法
使用粘度参数测试方法确定热熔融粘合剂组合物的粘度参数，该方法包括用以下附加指导进行ASTM D3236-15。使用带有心轴SC 4-27的布氏RVT粘度计(BrookfieldEngineering,Middleboro,MA,USA)或等同物。在整个测量过程中，将样品温度保持在150.0±1.0℃。将样品预热10分钟，并用测量心轴搅拌30分钟。在整个测量过程中，心轴以20rpm旋转。如第10节中所述，将所得表观粘度以毫帕-秒为单位报告为“粘度”，精确到100mPa·s。
Mettler杯球测试方法
Mettler杯球参数使用Mettler杯球测试方法确定，该方法包括以2℃/min的加热速率进行ASTM D3461-14。记录如ASTM D3461-14中所定义的软化点，并将其报告为Mettler杯球参数，精确到0.1℃。
熔融焓测试方法
使用熔融焓测试方法确定热熔融粘合剂组合物的熔融焓参数，该方法包括用以下附加指导进行ASTM D3418-15。优选从模制或粒化的原料粘合剂组合物中提取样品。如果没有原料，则使用本领域技术人员已知的技术从吸收制品中感兴趣的粘结中提取粘合剂样品。在差示扫描量热仪(DSC)中使用干燥氮气作为吹扫气体。DSC中的升温速率为10℃/分钟，并且DSC中的降温速率为1℃/分钟。基于对应于降低温度(1℃/分钟)的曲线，如第11.4节中的规定计算质量归一化的熔融焓，并以焦耳/克(J/g)为单位报告为“熔融焓”，精确到0.1J/g。
振荡流变测试方法
振荡流变测试方法用于测量热熔融粘合剂组合物的储能模量和损耗因子。受控应力旋转流变仪(诸如Discovery HR-3,TA Instruments,New Castle,DE,USA，或等同物)能够以等于或超过0.5℃的精度在至少-10℃至150℃的范围内控制样品温度(使用Peltier冷却器和电阻加热器的组合)。该流变仪以平行板配置与20mm不锈钢平行板工具一起操作。
在该方法中最初使用1000μm的平行板间隙。为了补偿工具的热膨胀，将间隙设定为1000μm，并且进行实际板间隙(如使用合适的标准测试流体测量的)在-10℃至150℃范围内的温度的函数的映射。然后，在确定储能模量参数和损耗因子参数的整个过程中使用该映射。
将流变仪加热至150℃，将热熔融粘合剂组合物引入流变仪中，将间隙设定为1050μm，修剪多余的突出样品，然后将间隙设定为1000μm。(将流变仪的轴向力控制设定为保持在±0.1N的力以内，并且除了上述的工具补偿之外，还补偿样品本身的热膨胀/收缩，以避免间隙的过度填充或填充不足。)然后使流变仪冷却至130℃，此时以2℃/分钟的恒定冷却速率从130℃升温至-10℃开始测量。施加的应变幅度为0.1％，并且振荡频率为1Hz(即，每秒一个周期)。记录所产生的振荡应力。
在该步骤之后，将样品温度设定为23℃(以10℃/分钟的速率将温度升至该设定点)，并使样品在23℃下静置4.0小时。在该阶段结束时，将温度设定为-10℃(以10℃/分钟的速率将温度升至该设定点)，将样品在-10℃下平衡300秒，并且进行第二次振荡流变测量(0.1％应变，1Hz的振荡频率)，同时以2℃/分钟的恒定增加速率将温度上升至130℃。
从第二次增加温度扫描开始，在23℃和37℃下计算并记录储能模量G′，并且将这些值分别以兆帕(MPa)报告为“23℃下的储能模量”和“37℃下的储能模量”，精确到0.01MPa。从第二次增加温度扫描开始，在23℃和37℃下计算并记录损耗因子(也称为损耗角正切值)，并且将这些无量纲值分别报告为“23℃下的损耗因子”和“37℃下的损耗因子”，精确到百分之一。
拉伸测试方法
拉伸测试方法用于确定粘合剂组合物样品的屈服应力和韧性。用配有带反向旋转辊的专用夹具的旋转流变仪分析由粘合剂组合物形成的薄膜样品，并测量和记录与所施加的拉伸应变相关的应力。
仪器设置
旋转流变仪(ARES G2,TA Instruments,New Castle,DE,USA，或等同物)配有带反向旋转的圆柱形辊的夹具，该辊专门设计用于探索膜的拉伸变形。合适的夹具的一个示例是拉伸粘度夹具或EVF(EVF,TA Instruments，或等同物)。该流变仪还配有能够将温度从至少-50℃至250℃控制在0.5℃的公差内的强制对流炉FCO(FCO，TA Instruments，或等同物)和冷却系统(ACS 2，TA Instruments，或等同物)。
样品制备
将约10g粘合剂组合物置于聚四氟乙烷(PTFE)碗中，并引入到真空炉中。在环境压力下于170℃下放置15分钟后，将压力降至10毫巴，随后将粘合剂组合物在170℃和10毫巴下保持45分钟，以去除粘合剂组合物中的气泡。将粘合剂组合物从真空炉中取出，并冷却至环境实验室条件(23±2℃)持续90±30分钟，此时将粘合剂组合物从PTFE碗中取出并置于在2片硅化纸之间。在热压机中使用0.50mm厚的金属垫片作为隔离物，以在足以形成聚合物膜的压力下用热压机在90℃下压制60秒时，获得0.50mm的膜厚度。如果90℃不足以熔融粘合剂组合物，则使用更高的温度(但最低温度足以熔融组合物)。在测试之前，将膜在23±2℃的实验室中保存至少120小时。用样品切割机从膜上冲压出单个测量样品，使最终样品尺寸为20.0mm×10.0mm×0.50mm。
测量
将EVF的圆柱体在流变仪的强制对流炉中加热至50℃持续90±30秒。将粘合剂组合物样品快速压在EVF的圆柱体上，以将其固定到圆柱体表面。将样品垂直于圆柱体的旋转轴线放置。
然后将安装在EVF上的样品置于流变仪的强制对流炉中进行热调节，并在37±1℃下保持等温300±10秒。经过这段时间后，对样品进行机械调节。为了机械调节样品，将扭矩传感器调零，并将样品置于0.001s– 1的预拉伸速率下持续0.30s，然后允许松弛60s。(在该方法中，所有应变均以Hencky应变(也称为“真应变”或“对数应变”)表示。)
在FCO炉中于37℃±0.5℃下进行测量。用于测量的应变速率拉伸为1s-1，并且最大拉伸时的应变为4.0。测量后，检查样品的破裂。如果破裂，则记录断裂的位置。如果破裂大致在EVF的两个圆柱体之间的中间，则收集的数据被认为是可接受的。否则，如果聚合物膜在旋转圆柱体处或靠近旋转圆柱体断裂，则将结果丢弃，并在重复的样品上再次进行测量。
分析
对于拉伸应力计算，假定体积恒定。根据流变仪记录的原始扭矩与角位移数据，计算拉伸应力(以兆帕或MPa为单位)与Hencky应变数据的关系。数据以半对数方式绘制，横坐标为Hencky应变(线性标度)，纵坐标为拉伸应力(对数标度)。在该图中寻找线性范围。如果可识别线性范围，并且该范围可用R2值为0.98或更大的正斜率拟合，则将Hencky应变为零时(即y-截距)的拟合线的值定义为屈服应力，其以Mpa报告，精确到千帕。否则，将测量期间记录的拉伸应力的最大值报告为屈服应力，同样以Mpa报告，精确到千帕。
再次绘制上面计算的拉伸应力(MPa)与Hencky应变数据的关系，但这次是以线性方式，其中Hencky应变在横坐标(线性轴)上，而拉伸应力在纵坐标(线性轴)上。拉伸应力与应变的积分(即，拉伸应力曲线下面积作为应变的函数)从零应变到样品破裂时的应变(或，在测量期间样品未破裂的情况下，至4.0的应变)计算，并报告为韧性，其以兆焦耳/立方米或MJ m-3为单位报告。
实施例
提供以下实施例以帮助说明本文的粘合剂组合物。示例性的粘合剂组合物可通过常规配制和混合技术来制备。应当理解，在配制领域技术人员的技术范围内，可对本文所述的粘合剂组合物进行其他修改。除非另外指明，否则本文中所有份数、百分比和比率均按重量计。一些组分可作为稀释溶液来自供应商。除非另外指明，否则所示量反映了活性材料的重量百分比。
表1提供了示例性粘合剂组合物，其中示出了组分的描述和组分的量范围。
表1
Figure BDA0002721353730000181
Figure BDA0002721353730000191
数据
表2示出了示例性和比较性粘合剂组合物。
表2
Figure BDA0002721353730000192
粘合剂组合物A-Q包括示例性和比较性粘合剂组合物。每种粘合剂组合物A-Q包括至少99％的一种共聚物，其中所述共聚物不同并且每种共聚物包含约50％至约60％的1-丁烯单体单元和约40％至约50％的丙烯单体单元。在一些测试期间，出于防腐和包装目的，添加小于1％的抗氧化剂和其他次要成分，但据信1％的抗氧化剂和其他次要成分对表2和表3中提供的数据没有影响。
表3示出了与表2中的示例性和比较性粘合剂组合物的选择组相关的附加参数。
表3
Figure BDA0002721353730000201
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何申请的现有技术、或承认其独立地或以与任何其他一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类申请。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
尽管已经在本文中图示和描述了粘合剂组合物，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文档的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本文档范围内的所有此类变化和修改。

Claims (11)

1.一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含至少90重量％的共聚物，其中所述共聚物包含约30重量％至约70重量％的丙烯单体单元和约30重量％至约70重量％的1-丁烯单体单元；
其中所述粘合剂组合物在150℃下具有约2,000mPa×s至约11,500mPa×s的粘度，如通过粘度测试方法所测量的；
其中所述粘合剂组合物具有小于17J/g的熔融焓，如通过熔融焓测试方法所测量的；
其中所述粘合剂组合物具有约0.5MPa至约1.5MPa的屈服拉伸强度，如通过拉伸强度测试方法所测量的；并且
其中所述共聚物具有至少220秒的静态剥离时间，如通过静态剥离时间测试方法所测量的。
2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述共聚物的所述静态剥离时间为约225秒至约600秒。
3.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物在150℃下的粘度小于7,000mPa×s。
4.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物在150℃下的粘度为约4,000mPa×s至约6,500mPa×s。
5.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物具有约10丝米至约35丝米的针入度，如通过针入度测试方法所测量的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含至少95重量％的所述共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述共聚物包含约45重量％至约55重量％的1-丁烯单体单元。
8.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物不含多相共聚物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物不含增粘剂。
10.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物在150℃下具有约0.5g/cm3至0.85g/cm3的密度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物在37℃下具有约4.5MPa至约9.5MPa的储能模量，如通过振荡流变测试方法所测量的。
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