CN114929472A - 具有高韧性粘合剂的吸收制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸收制品(20,20'),该吸收制品包括顶片(58)、底片(42,60)和吸收芯(62)以及除芯稳定粘结部之外的至少一个非织造‑非织造粘合剂粘结部,其中粘合剂粘结部的粘合剂具有至少11MJ/m3的韧性,至少0.7MPa的屈服应力。粘合剂还可具有至少7.5MPa的储能模量G'。这些是根据本文所述方法在37℃测量的。粘合剂包含按粘合剂的重量计至少5%的增粘剂。

Description

具有高韧性粘合剂的吸收制品
技术领域
本公开涉及一次性吸收制品,特别是裤型尿布和胶粘尿布,其至少包括非织造-非织造粘合剂粘结部。粘合剂提供特别耐剥离蠕变力的非织造-非织造粘结部。
背景技术
一次性个人卫生吸收制品,诸如婴儿尿布、训练裤和成人失禁制品对于接收和保留来自失禁者的身体排出物诸如尿液或粪便已经变得不可替代。这些吸收制品包括内部面向穿着者身体的液体可渗透的顶片、外部面向的液体不可渗透的底片以及插置在顶片与底片之间的吸收层。其他组分通常存在于吸收制品中,诸如流体采集层和/或分配层、内阻隔腿箍和外阻隔腿箍、弹性部件、芯包裹物等。
典型的吸收制品包括具有侧缝并且类似于内衣在穿着者的腿部上拉起的裤型尿布。当前市售的特定类型的裤设计有时被称为“球囊”裤。球囊裤设计通常包括中心吸收基础结构和弹性带。弹性带通常相对较宽(在纵向上)并且在侧向上可弹性地拉伸。其完全包围穿着者的腰部,并且从而覆盖穿着者皮肤的相对较大部分,并且构成裤子的可见外表面的相对较大的部分。中心基础结构部分通常接合到前面束带的内部、带匝在穿着者下体下方位于大腿之间,并且接合到后面束带的内部。因此,球囊裤是单独制品部件的集合。
其他常见的吸收制品包括胶粘尿布,其包括具有条带的两个后耳片,该条带可紧固到设置在尿布前部的着陆区以形成腰部开口和腿部开口。通常,条带在其末端处具有多个小钩,该小钩可与被称为着陆区的分立的材料件上的合适接收表面可释放地接合,该着陆区设置在尿布的前部(钩型紧固件和环型紧固件)。着陆区也是需要牢固地附接到尿布的底片的尿布的部件。
吸收制品的部件必须直接或间接地彼此粘结。虽然热粘结或超声波粘结越来越多地用于工业,但这些非粘合剂粘结方法需要较高基重材料,并且不能用于大面积的连续粘结。因此,各种基底的粘合剂粘结将在未来保持用于吸收制品。
热熔粘合剂通常用于在吸收制品上制备粘合剂粘结部。热熔粘合剂是在室温为固体的热塑性组合物。当加热时,它们转化为液体或熔融状态,即热熔粘合剂是开放的,并且可施加到基底。当在热熔粘合剂再冷却至固态之前对第二基底施加一些压力到热熔粘合剂,可在两个基底之间形成粘合剂粘结部。热熔粘合剂具有针对预期用途优化的开放时间并实现粘附体的永久性粘合剂粘结。常规的热熔粘合剂通常含有胶粘剂基体聚合物、粘合剂增粘剂和任选的蜡、增塑剂(油)和其他添加剂。
如本领域已知的,可通过接触式施用装置,诸如狭槽胶施用装置,或非接触式施用装置,诸如喷雾或螺旋施用装置来施加热熔粘合剂。典型的热熔粘合剂和它们的功能描述于例如US5,026,756(Arendt)中。
WO2017/106153A2(Turner,P&G)公开一种裤型制品,其中粘合剂粘结部是通过基本上不含增粘剂的粘合剂形成的。不含增粘剂的粘合剂包含(i)无定形聚烯烃组合物和包含无定形特性和结晶特性的多相聚烯烃组合物。
WO2016/149252A1(Stiehl等人,P&G)公开一种吸收芯,该吸收芯包括由在21℃具有大于约1.2×106Pa的储能模量(G')的组合物形成的纤维化网状结构。
US10,350,325(Remmers等人,H.B.Fuller)公开一种用于吸收制品的粘合剂组合物,该粘合剂组合物包括Mw不大于约75,000的第一丙烯基聚合物以及也为丙烯基并且Mw为至少约100,000的第二聚合物。粘合剂组合物用于一次性吸收制品中的至少两种应用,并且经由熔融散装罐递送。该文献公开使用热熔粘合剂配制物将底片膜粘结到非织造或弹性附接件,并用于芯稳定,但不用于其他非织造-非织造粘结部。
尿布中的一些粘结部需要承受与“剥离蠕变”,即在接近体温的温度在延长的时间段内暴露于持续剥离力相关的苛刻要求。例如,裤型尿布中的弹性带在使用期间处于连续张力下。另一个示例为着陆区材料,该着陆区材料附接到胶粘尿布的前侧面,并且后耳片条带在使用期间可释放地紧固于其上。粘结部的抗剥离蠕变性可通过静态悬挂测试来测量。据发现,以“剥离”构型施加的负载比以“剪切”构型施加的负载对粘结部的损伤更大。由于剥离蠕变是用粘弹性粘合剂(诸如聚烯烃基粘合剂)制成的粘结部的最具破坏性的负载情况,因此剥离构型中的静态悬挂测试(“剥离悬挂测试”)用作粘弹性条件下粘结部的最保守测试。如果粘结部的实际使用负载未知,或者如果许多不同的负载可同时或随后发生(例如,由于婴儿在穿着尿布时的移动,或婴儿试图通过缓慢剥离基底而用他的手打开粘结部而发生的剪切力和剥离力),则这是特别有用的。如果粘结部具有良好的抗剥离蠕变性,则其通常也能经受住所有其他典型的使用条件,并且可用于尿布中的其他粘结部。
还发现,用于NW-NW粘结部的粘合剂的所需特性与用于NW-膜粘结部的粘合剂的所需特性非常不同。因此,需要特别适用于需要抗剥离蠕变性的NW-NW粘结部的粘合剂。
附图说明
图1为带式裤型尿布的一个示例的透视图。
图2为带式裤型尿布前体结构在接合带的前段和后段之前的示意性平面图。
图3为沿图2中的线3-3截取的第一实施方案的示意性剖视图。
图4为沿图2中的线3-3的第二实施方案的示意性剖视图。
图5示出了处于闭合构型的示例性胶粘尿布在其被穿着者穿着时的透视图。
图6示出了用条带开口部展平的图5的尿布的面向外部的侧。
图7示出了用条带开口部展平的图5的尿布的面向内部的侧。
图8为如图7中的尿布的示例性剖视图。
发明内容
在第一方面,本发明涉及一种吸收制品,该吸收制品包括顶片、底片和吸收芯,以及除芯稳定粘结部之外的至少一个非织造-非织造粘合剂粘结部,该粘结部使用具有所选特性的粘合剂。吸收芯通常存在于大多数吸收制品中,但例如对于游泳裤可以是任选的。本发明可用于在裤型尿布以及胶粘尿布中的两种非织造物之间提供粘合剂粘结。至少一个粘合剂粘结部可以是在使用期间经受蠕变剥离力的粘结部。对于裤型尿布,此类高要求粘合剂粘结部包括带片粘结部、基础结构与带粘结部、腰部折叠粘结部和形成裤型尿布的侧缝的前带与后带粘结部。对于胶粘尿布,此类粘合剂粘结部包括着陆区与底片外覆盖件粘结部。本发明的粘合剂还可用于要求较低的其他粘结部应用,例如在顶片与采集层之间,和/或采集层与吸收芯的芯包裹物之间和/或顶片与吸收芯的芯包裹物的任何粘合剂粘结。
发现具有至少11MJ/m3,优选至少22MJ/m3的韧性以及至少0.7MPa,优选至少1.0MPa的屈服应力的本发明的粘合剂对于非织造与非织造(NW-NW)粘合剂粘结部,特别是对于在尿布使用期间经受剥离蠕变的此类粘结部,以及更一般地对于任何非织造-非织造粘结部特别有效。本发明的粘合剂包含按该粘合剂的重量计至少5%的增粘剂。粘合剂还可具有至少3MPa,优选至少7.5MPa的储能模量(G')。这些特性是根据本文所述方法在37℃测量的。
因此,本发明允许通过减少常规使用的粘合剂的量来节省成本和/或允许在相同用量下相对于常规粘合剂改进性能。
现在将描述本公开的各种非限制性实施方案以便在总体上理解本文所公开的吸收制品的结构原理、功能、制造和用途。这些非限制性实施方案的一个或多个示例示出于附图中。本领域的普通技术人员将会理解,本文所描述的以及附图所示出的吸收制品是非限制性示例性实施方案,并且本公开的各种非限制性实施方案的范围完全由权利要求书限定。结合一个非限制性实施方案所示或所述的特征部可与其他非限制性实施方案的特征部相组合。此类修改和变型旨在被包括在本公开的范围内。
具体实施方式
以下术语解释可用于理解本公开。
如本文所用,“吸收制品”或“个人卫生吸收制品”是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。本发明的吸收制品包括胶粘尿布和裤型尿布。它们的尺寸可适用于婴儿、幼儿或患有失禁的成人。虽然吸收制品是一次性的并且通常在使用后丢弃,但它们优选以环境相容的方式回收或以其他方式处理。
术语“弹性的”、“弹性体”和“弹性体的”是指通常能够延伸到至少50%的应变而不会断裂或破裂,并且能够在变形力移除后基本恢复至其最初尺寸的材料。
“纵向”是指沿着从吸收制品的前腰边缘的中点延伸到后腰边缘的中点的轴线(图中的L1,L2)的方向,并且将吸收制品对分成左半部和右半部。“横向”是指垂直于纵向线的方向(图中T1,T2)。
术语“裤”或“裤型尿布”是指吸收制品,其具有一个限定的腰部开口和一对腿部开口,并且通过将腿伸进腿部开口中并将制品往上拉过腰部而将制品放置在穿着者身体上。裤型尿布包括具有顶片、底片和吸收芯的中心基础结构,该吸收芯与具有前带和后带的腰带组合。尽管本文使用的是术语“裤”或“裤型尿布”,但裤通常也称为“闭合尿布”、“预紧固尿布”、“套穿尿布”、“训练裤”、和“尿布裤”。此类裤型尿布例如在图1中示出。
术语“胶粘尿布”在本文中是指包括通常在产品的后半部中的条带的吸收制品,条带可以可重复扣紧地附接到着陆区(通常在尿布的前部)以产生腰部开口和腿开口。此类胶粘尿布例如在图5至图7中示出。
如本文所用,术语“非织造物”、“非织造层”或“非织造纤维网”可互换使用,意指工程化纤维组件,其主要为平面的,已通过物理和/或化学手段赋予设计水平的结构完整性,但不包括织造、针织或造纸(ISO9092:2019定义)。定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚力和/或粘附力而粘结。这些纤维可源于天然来源或合成来源,并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维具有的直径范围为小于约0.001mm至大于约0.2mm,并且它们具有几种不同的形式,诸如短纤维(已知为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱线)。非织造纤维网可通过许多方法形成,诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、梳理法和气流成网法。非织造纤维网的基重通常用克/平方米(g/m2或gsm)表示。
如本文所用,“包括”和“包含”是开放式术语,每个均指定其后所述例如一个组分的存在,但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组分的存在。
如本文所用,“基本上由…组成”将主题(诸如权利要求中所述的主题)的范围限制于指定的材料或步骤、以及不实质影响主题的基本特征和新型特征的材料或步骤。术语“由…组成”进一步将范围限制于指定的元件、步骤或部件。
如本文所用,“基本上”意指大致相同或均匀,但允许或具有来自限定特性、定义等的微小波动。例如,本文所述的测量特性(诸如粘度、熔点等)的小的可测量或不可测量的波动可由人为误差或方法精度引起。其它波动是由制造过程中的固有变化、制剂的热历史等引起的。尽管如此,本发明的组合物将被认为基本上具有所报告的特性。
裤型尿布20
本发明的吸收制品可以是裤型尿布。图1至图4以非限制性方式示出包括中心基础结构38和腰带40的裤型尿布20。在其中将简要讨论裤型尿布构造,确认此类构造是本领域已知的。典型的裤构造的更详细的描述例如公开于WO2017/173894(P&G)中。包括顶片、底片、吸收芯、内箍和外箍的基础结构的部件可由与胶粘尿布20'中发现的类似部件制成,并且在下文进一步讨论。
图1为裤型尿布20的实施方案的透视图。图2为不具有侧缝80并处于平坦未收缩状态的图1的裤型尿布的面向衣服的表面的示意性平面图。如图2所示,裤型尿布20具有纵向轴线L1,该纵向轴线假想地将裤分成左半部和右半部,以及垂直于L1的横向轴线T1,该横向轴线将裤分成相等长度的前半部和后半部。
裤型尿布20在其面向穿着者的表面上具有顶片58。裤型尿布还具有底片层合体,该底片层合体包括流体不可透过的膜60和在其面向衣服的表面上的非织造外覆盖件层42。裤型尿布还可被分成前区26、后区28和在前区26和后区28之间的裆区30。前区26由前带84限定并且后区28由后带86限定。
前带84和后带86共同形成横向延伸的环状弹性带40(下文称为“腰带”)。前带84和后带86通过接缝80在其横向侧边缘处接合以与中心基础结构38形成腰部开口110和两个腿部开口120。带部分84、86中的一者或两者可设置在中心基础结构38的面向衣服的表面上,或另选地设置在中心基础结构38的面向身体的表面上。
裤型尿布20包括设置在裆区30中并且至少部分纵向延伸到裤型尿布的前区26和后区28的中心基础结构38。中心基础结构38还包括用于吸收和容纳身体流出物的吸收芯62、至少部分层压到制品面向衣服的侧上的非织造外覆盖件42的流体不可透过的底片膜60以及液体可透过的顶片58。
中心基础结构38具有大致矩形的形状,具有左纵向延伸的侧边缘和右纵向延伸的侧边缘48(下文可称作“侧边缘”)以及前横向延伸的端边和后横向延伸的端边50(下文可称作“端边”)。前带和后带84、86通常与中心基础结构38的至少一部分重叠。
前腰片52是中心基础结构38与裤型尿布20的前带84重叠的部分,并且后腰片54是中心基础结构与后区28中的后带96重叠放置的部分。裆片56是设置在裆区30中并且因此在前腰片52和后腰片54之间的中心基础结构38的部分。前带84和后带86通常分别在前腰片52和后腰片54的区域中通过粘合剂72接合到基础结构38,从而在这些区域中形成基础结构与带粘结部,其可以是根据本发明的粘合剂。在附图中,粘结部和形成粘结部的粘合剂由相同的参考标号示出。
由前带84和后带86形成的腰带40用来动态产生贴合力并用来分配在穿着期间动态生成的力。在本文中,术语“近侧”用来指示“近侧”部分的位置更靠近制品的横向中心线T1。因此,带40的近侧边缘90被定位成比带的远侧边缘88更靠近横向中心线T1。前带和后带84、86可仅在接缝80处彼此接合以形成具有腰部开口110和两个腿部开口120的裤型尿布。每个腿部开口可通过来自前带84、后带86的弹性以及任何来自中心基础结构38的弹性箍(图1至图5中未示出)的组合而具有围绕腿部开口的周边的弹性。
前带部分84和后带部分86可在裆区30中彼此连续或不连续。当前带和后带84、86不连续时,不存在覆盖制品的整个面向穿着者的表面或面向衣服的表面的材料,如图2所示。换句话说,腰带不延伸到中心基础结构38的裆片56中。
前带84和后带86各自包括内带94和外带92。内带94和外带92通常是非织造物。由于带40的透气性和柔软性的缘故,前带和后带84、86可用低厚度非织造材料来提供。带可包含内疏水性、不可拉伸的非织造材料94和外疏水性、不可拉伸的非织造材料92。弹性股线96可包括一个或多个弹性股线、弹性体膜、弹性体带状物、弹性体非织造布、弹性体长丝、弹性体粘合剂、弹性体泡沫、稀松布或它们的组合。前带84和后带86中的每一者可被制成为层合体,该层合体具有夹置在内带94和外带92之间的多根弹性股线96以在前区和后区26、28中赋予弹性。在一个实施方案中,弹性股线96在横向延伸以在前带84和后带86接合时提供环状弹性带40。弹性股线96中的至少一些在横向基本上彼此平行地延伸。所有弹性股线96均可在横向基本上彼此平行地延伸。此类制品可被经济地制备。
前带84和后带86可由相同或不同的材料制成。弹性股线96的布置在前带和后带中也可以是不同的,例如对于前带和后带以及带的不同纵向位置中的股线使用不同的旦尼尔、间隔和的力。前带和/或后带84、86可被处理成使得与中心基础结构38的前腰片和/或后腰片重叠的某个区域被去除弹性。从在其中显示艺术作品的区域去除弹性可有助于艺术作品的可见度。
处于未收缩状态的后带86的有效横向宽度LW可与相同状态的前带84的横向宽度相同。所谓“有效横向宽度”是指可用于形成制品的面向穿着者表面的宽度。前带84和后带86的近侧边缘90和远侧边缘88中的每一个可基体上平行,如图2中所示。
沿后带86的整个宽度LW的介于后远侧边缘88B和后近侧边缘90B之间的后带86的纵向长度LB可与介于前远侧边缘88和前近侧边缘90之间的前带84的纵向长度LF大致相同。在此类实施方案中,接缝80闭合相同长度的前带和后带84、86的侧边缘以便形成制品。此类制品可被经济地制备。
相比于前带84在前远侧边缘88F和前近侧边缘90F之间的纵向长度LF,后带86沿其整个宽度LW在后远侧边缘88B和后近侧边缘90B之间可具有较大的纵向长度LB。在此类实施方案中,当裤型尿布被装配以形成腰部开口110和腿部开口120时,裤型尿布20沿横向中心线T1被折叠,使得前远侧边缘88F与后远侧边缘88B对齐。前侧边缘也与后侧边缘对齐。然后,前带84和后带86在其侧边缘处接合以形成一对接缝80。然而,前近侧边缘和后近侧边缘90也可不彼此对齐。后近侧边缘90B可设置成比前近侧边缘90F纵向地更靠近横向中心线T1,使得后带86朝中心基础结构38的裆片56延伸超过前近侧边缘90F。后带86的后近侧边缘90B可不接合到任何部位并且因此不含附接件。这样,后带86的近侧部分提供臀部覆盖件95,如图1中所示。
无论后带86的纵向长度LB和前带84的纵向长度LF是否相同,前带84的带侧边缘的整个纵向长度LF可与后带86的带侧边缘缝接以限定接缝长度LS。当前带84具有基本上彼此平行的直的远侧边缘88F和近侧边缘90时,前带84的纵向长度LF等于接缝长度LS。
参见图3和图4,前带84和/或后带86的外带92可在朝向相应的远侧边缘88的纵向方向上比内带94长,并且外带92的端部折翼93可在腰部开口处折叠在内带94的远端上,以在前带和/或后带处形成外带折叠部93。
中心基础结构38包括底片。底片通常是包括附接到非织造外覆盖件层42的液体不可透过的底片膜60的层合体。非织造外覆盖件形成底片的面向衣服的侧。外芯层42通常通过螺旋胶粘附接到底片膜60,其中两层被指定为制品的底片。外覆盖件层42因此形成裤型尿布20的面向衣服的表面22的一部分,并且至少覆盖中心基础结构38的裆片56。外覆盖件层42可延伸进入并覆盖中心基础结构38的前腰片52和后腰片54中的一者或两者的一部分。
裤型尿布粘合剂粘结部
前带和后带84、86通常通过外覆盖件层42分别接合到中心基础结构38的前腰片和后腰片52、54。如图3至图4所示,外覆盖件层42设置在前带和后带84、86与中心基础结构38的液体不可渗透的底片60之间。外覆盖件层42可在纵向方向上与底片60在前片52和/或后片54处共边,如图4所示。内带94通过基础结构与带粘结部72在该区域中附接到底片38的外覆盖件42。
外覆盖件层42也可仅部分地沿前腰片52和/或后腰片54的纵向方向延伸,以使前腰片52和/或后腰片54的远侧部分不含外覆盖件层42,如图3所示。即,外覆盖件层42的纵向长度可长于裆区30的纵向长度,但短于底片膜60的纵向长度。通过此类构型,前腰片52和/或后腰片54的远侧部分缺乏外覆盖件层42,从而为整体制品提供更好的透气性。此外,底片膜60未被非织造外覆盖件42覆盖的部分上的印刷图形可因此在裤型尿布的面向衣服的侧上更可见,如在WO2017/173894中更详细地解释。然而,即使在这种情况下,内带94的一部分仍通过基础结构与带粘结部72在该区域中附接到底片的非织造外覆盖件42,其中底片膜60附接到内带94的其余部分。在形成基础结构与带粘结部之前,通常首先将粘合剂72施加到内带94。
虽然本发明的粘合剂可用于多种粘结部,但发现某些裤型尿布粘结部可特别受益于本发明的粘合剂。这些粘结部在图3至图4中示出,并且包括将内带94粘结到外带92的带片粘结部70、在内带94和基础结构38之间的基础结构与带粘结部72(特别是如图4所示粘结到基础结构38的非织造外覆盖件42,以及任选地如图3所示粘结到非织造外覆盖件42和底片膜60两者)、将带折叠部93粘结到基础结构38的腰部折叠粘结部74(特别是由顶片58形成的基础结构的部分,如图3至图4所示)以及将前带84的侧边缘粘结到裤型尿布的后带86的侧边缘的侧缝粘结部80。
除了侧缝80之外,这些粘合剂粘结部由示出图3至图4中的粘合剂位置的虚线表示。最接近图中虚线的基底表示在其他基底粘附到其上之前,通常首先在其上施加粘合剂的基底。对于将内带94粘结到外带92的带片粘结部70,因此可在形成具有外带92和弹性股线96的带层合体之前将粘合剂施加到内带94。对于在内带94和由底片层合体48-60形成的基础结构38的部分之间的基础结构与带粘结部72,因此可首先将粘合剂施加到内带72。对于将带折叠部93粘结到基础结构38(即,通常由顶片58形成的基础结构的部分)的腰部折叠粘结部74,可将粘合剂74施加到前带和后带84、86的折叠部分93。对于形成裤型尿布20的侧缝80的前带84与后带86粘结部,不存在首先在哪个基底上施加粘合剂的偏好。
上述粘合剂粘结部中的至少一者或两者或更多者优选地由具有所要求保护的特性的粘合剂形成,因为这些非织造-非织造粘结部在尿布裤的使用期间经受蠕变剥离力。此外,其他非织造与非织造粘结部可受益于使用所要求保护的粘合剂,特别地,粘合剂也可用于将非织造采集层64粘结到顶片58(顶片与采集层粘结部76)和/或经由其芯包裹物16将采集层64粘结到吸收芯62(采集层与芯包裹物粘结部78)。如果不存在采集层64,或者如果采集层比芯包裹物短,则粘合剂也可用于将顶片58粘结到吸收芯62(吸收芯通常包括非织造芯包裹物16、16',在尿布裤图示中未单独表示,但在胶粘尿布的图8中作为包括非织造顶层16和非织造底层16'的C形包裹物构造示例性地表示)。如本领域已知的,当弹性股线设置在内带94和外带92之间时,本发明的粘合剂也可施加到例如弹性股线96,并且施加到甚至未在图中示出的任何其他粘合剂粘结部。这还具有减少制造尿布所需的粘合剂原材料数量的优点,从而降低复杂性和成本。
胶粘尿布20'
本发明也适用于胶粘尿布,与裤不同,胶粘尿布在横向轴线T2的一侧(通常是后侧)上包括一对条带41,该条带可重复扣紧地附接到尿布的另一侧(通常设置在尿布的前侧)上的着陆区44上。在胶粘尿布中使用的该紧固系统允许围绕穿着者的腰部和腿部闭合尿布。一旦尿布需要更换,就可以打开条带,并且然后容易地取出尿布。示例性胶粘尿布20'在图5至图8中示出。图5为处于闭合状态的示例性尿布在其被穿着者穿着时将呈现的透视图。该胶粘尿布20'仅出于说明目的示出,因为存在其他胶粘尿布构造。除非明确地指明如此进行,附图在本文中被用作执行本发明的一种方式的例证,并且不限制权利要求的范围。
胶粘尿布通常包括前边缘10、后边缘12和两个纵向延伸的侧(侧向)边缘13、14。前边缘10为所述制品的在被穿着时旨在朝向使用者的前部放置的边缘,并且后边缘12为相对边缘,并且一起形成该尿布的腰部开口。当闭合尿布时,侧向边缘13、14分别形成两个腿部开口。顶片24、底片25、吸收芯28和其他制品部件可特别地通过胶粘、熔化和/或压力粘结以多种熟知的构型装配。本发明的吸收制品可包括用于尿布类型的吸收制品的任何典型的层和部件,并且层和部件不一定在简化图5至图8中示出。胶粘尿布还可假想地由纵向中心线L2和横向中心线T2分开。条带41放置在T2的与着陆区44不同的一侧。纵向轴线和横向轴线在可指定为尿布中部的点M处交叉。
因此,胶粘尿布20'包括紧固系统,该紧固系统包括条带41和着陆区44。着陆区是适于接收条带41并与其接合的胶粘尿布的部件。当紧固时,紧固系统互连前腰区和后腰区,从而导致在吸收制品的穿着期间环绕穿着者的腰围。在本领域中已经提出了各种紧固系统,但通常原理是基于从
Figure BDA0003734490850000111
附接系统中已知的钩环原理。WO2016/060922(Jennewein等人)中公开了钩(类型和尺寸)和着陆区的特定示例。通常,公元件(钩)设置在带上并且母元件(环)设置在着陆区上。带41通常附接到后耳片40,并且着陆区44是分立的材料件,通常为矩形,其在制品的前部,靠近前腰边缘10处附接到底片。后耳片40通常是可拉伸层合体,其包括在每一侧上层压到非织造覆盖件的弹性膜。
虽然所要求保护的粘合剂可用于胶粘尿布中的多种粘结部,但本发明尤其可用于制备着陆区44和底片非织造覆盖件42之间的粘结部,该粘结部本身以粘接方式粘结到不可透过的底片膜60。在胶粘尿布中,底片膜60和底片外覆盖件42通常是共边的,使得着陆区44以粘接方式粘结到非织造外覆盖件42。当弹性后耳片40附接到带41时,该着陆区与底片粘结部沿尿布的周长通过条带41经受弹性剥离蠕变力。
该着陆区与底片粘结部相对于施加过程(将粘合剂施加到着陆区上、使用真空的切割和滑动过程步骤、困难的张力控制、施加点与组合点之间的长距离)特别具有挑战性。因此,微观施加图案存在更大的变化,特别是相对于粘合剂从第一基底到第二基底(外覆盖件NW)的转移,以及因此相对于第二基底的纤维的涂覆。发现所要求保护的粘合剂具有正确的固有强度相关特性(G'、屈服应力和韧性),其对于在不同线处转移到第二基底的质量的变化和第二基底的纤维涂层的质量的变化更宽容。不完美的纤维涂层可通过粘合剂的优异的固有强度相关特性来补偿。
所要求保护的粘合剂的另一种可能的应用是顶片58与采集层64之间的粘结部76。这也是关于应用过程的具有挑战性的结合部:通常经由狭槽将粘合剂施加到作为主要基底的顶片上。采集层纤维的直径显著大于顶片纤维的直径(例如,约50μm相对于约20μm),这使得更难以用粘合剂包裹这些纤维。此外,采集层通常是具有低体积密度(以满足其临时液体存储的功能)的非常膨松有弹性的基底。因此,当组合两个基底时,在表面上仅有一小部分采集层纤维可用于形成粘结部。因此,本质上更强的粘合剂还将在一定程度上补偿在该粘结部中转移到第二基底的质量的变化,而不需要增加粘合剂的基重。如果顶片在使用中与采集层部分分离,则其将粘在婴儿的臀部上,这被消费者视为负面的体验。
因此,所要求保护的粘合剂也可用于形成顶片与采集层粘结部76。如先前所指示,所要求保护的粘合剂还可用于将采集层64以粘接方式粘结到芯包裹物粘结部16(采集层与芯包裹结合部78)。吸收制品可包括一个采集层(如所示出),但也可包括采集-分配系统,该采集-分配系统包括采集层和分配层。在这种情况下,所要求保护的粘合剂还可用于将采集层和分配层以粘接方式粘结在一起。虽然这些涉及顶片、采集层/分配层和芯包裹物的粘结部在使用中通常不会经受强剥离蠕变力,但与着陆区与芯覆盖件粘结部不同,所要求保护的粘合剂仍可在这些层之间提供比现有技术的常规构造粘合剂更强的粘结部。如先前所讨论的,本发明的粘合剂还可用于直接将顶片粘结到芯包裹物,或者在不存在采集层的芯包裹物的这些部分中,或者对于不存在采集层的这些尿布。本发明的粘合剂还可用于制备任何芯稳定粘结部(下文参考图8讨论),只要制品包括除芯稳定粘结部之外的至少一个非织造-非织造粘合剂粘结部。另外,通过对不同的粘合剂粘结使用相同的胶材料来实现降低的复杂性。
粘合剂
本发明适用于具有高韧性参数值(在37℃至少11MJ/m3,以及优选在37℃至少22MJ/m3)和屈服应力参数(在37℃至少0.7MPa,以及优选至少1.0MPa)和任选地高储能模量G'(在37℃至少3MPa,以及优选在37℃至少7.5MPa)的任何粘合剂。用于测量韧性和屈服应力的方法(拉伸流变学)使得能够就粘合剂对在使用中的实际负载情况下发生的大应变的耐性来筛选粘合剂,这与仅研究粘合剂在小变形下的行为的标准流变学粘合剂测试如振荡流变学(屈服例如储能模量G')相反。由此,韧性和屈服应力提供了关于储能模量的关键补充信息,其仅描述了对初始小变形的弹性阻力并且指示粘合剂的“刚度”。本发明的粘合剂通常是热熔粘合剂。
本发明人发现,限定的韧性和屈服应力的最小值的组合能够预测聚烯烃基粘合剂对于构造粘结部,特别是具有苛刻的使用负载要求,特别是高剥离蠕变要求的非织造-非织造粘结部具有足够的固有强度。两个参数可从相同的测量中获得。本发明人还发现,需要不同方法的储能模量G'可用作选择的补充第三参数,其也有利地具有最小值。总之,根据本发明的成功的粘合剂具有1)高韧性,即在大变形上耗散变形能量直至失效的能力,2)高屈服应力,即,仅在粘合剂经历高应力后开始的塑性变形以及3)任选地还具有高刚度。
本发明人发现,具体地,韧性参数预测构造粘结部中的抗剥离蠕变性和用于弹性附接粘合剂的恒定位移测试中的抗蠕变性。本发明人还发现,韧性参数指示粘合剂的使用减少潜力。韧性参数越高,在不损害抗蠕变性的情况下,粘合剂可能使用的粘合剂越少。虽然本发明人相信对韧性没有理论上限(例如至多60MJ/m3),但在37℃(约20MPa)的屈服应力和在37℃(约50MPa)的G'可能存在上限,因为粘合剂可能变得太易碎。
粘合剂通常可根据任何适合的技术以0.5g/m2至30g/m2,特别是1.5g/m2至25g/m2,更特别是2g/m2至20g/m2的平均基重施加在粘结区域中。如本领域已知的,可通过接触式施用装置,诸如狭槽胶施用装置,或非接触式施用装置,诸如喷雾或螺旋施用装置来施加热熔粘合剂。狭槽胶施加装置沿由间隙分离的纵向将粘合剂施加在一系列狭槽中。通常,狭槽宽度与间隙宽度相同,例如1mm,但这当然不是限制性的。如本文所使用的平均粘合剂基重通过用胶的总量除以整个粘结面积来计算,该粘结面积包括胶狭槽之间的任何间隙以及螺旋胶之间的任何间距,如本领域中通常的那样。
不受理论的束缚,本发明人相信,为了在第一非织造物和第二非织造物之间提供强效粘结,粘合剂应使得能够在粘结区域中形成正确的微观图案,其可被描述为来自两个非织造物的相邻纤维的双行缠结。理想的是,大多数纤维以360°或至少180°嵌入。这形成了机械锁定件,其中纤维被粘合。本发明人发现,由此类结构提供的此类机械锁定件与粘合剂的高韧性的组合能够实现在使用条件下抵抗剥离蠕变的粘结部。
本发明的粘合剂不限于特定化学物质。在其最简单的形式中,本发明的粘合剂可由聚合物和增粘剂组成。增粘剂可以是单一增粘剂或如下文进一步讨论的增粘剂的共混物。配制包含84重量%的Licocene PP 2502(基于茂金属技术的丙烯-乙烯-共聚物)和16重量%的增粘剂(Eastotac Resh H-100L或Escorez 5300)的特定粘合剂组合物,并且发现其具有所需的特性,如以下实验部分所示。
如US2014/0358100A1(H.B.Fuller,Remmers等人),尤其是该出版物的实施例2和4所述的包含丙烯基聚合物和增粘剂的粘合剂也被认为可用作本发明的粘合剂。本公开指示粘合剂可用于芯稳定粘结部。芯稳定粘结部是确保芯的结构完整性的那些粘结部,诸如芯包裹物的纵向侧密封件和端部密封件,以及至少部分地固定芯包裹物内的吸收材料的任何粘合剂。芯稳定粘结部不包括芯包裹物与制品的另一层(诸如采集层的底片、顶片,该采集层不是吸收芯的一部分)之间的粘结部。
如US2014/0358100A1中所教导,粘合剂可包括两种或三种不同的丙烯基聚合物。丙烯基聚合物可以是丙烯均聚物,或者两种不同的丙烯基聚合物中的一者或多者可以是与一种或多种其他单体(例如,乙烯、丁烯、戊烯、辛烯等)的共聚物。丙烯基聚合物可完全基于烯烃,即不含有任何官能团。丙烯基聚合物可包含大于约75重量%的丙烯或甚至大于约80重量%的丙烯。丙烯基聚合物可具有小于约5、小于约3或甚至约2的多分散度(Mw/Mn)。丙烯基聚合物可具有不大于约0.89,或不大于约0.88的密度。
据信根据本公开的教导的合适的商业粘合剂是可购自H.B.Fuller Company的NW1414。该粘合剂NW1414在过去也被提议作为用于超吸收颗粒的微纤维粘合剂,参见WO2016/149252A1(P&G,Stiehl等人)。本发明人现已发现,该粘合剂还特别适用于具有高剥离蠕变要求的NW-NW构造粘结部,诸如在发明内容中指出的那些粘结部。
发现满足所需特性的粘合剂的另一商业示例是可购自Henkel的DM 4699,其也是聚烯烃基配制物(未公开确切的配制物)。
本发明的粘合剂可包含至少一种丙烯基聚合物作为聚合物主链。丙烯基聚合物包括聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯共聚物以及它们的混合物。按粘合剂的重量计丙烯基聚合物可以是主要组分,其可包含按粘合剂组合物的重量计至少50%的丙烯基聚合物。粘合剂可尤其包含按组合物的重量计至少60%的丙烯基聚合物。
虽然上述聚合物(聚丙烯均聚物或丙烯-乙烯共聚物)通常可用于形成此类纤维间锁定,但本发明人已发现并非所有此类聚合物均在两个非织造基底之间提供期望的抗蠕变特性。本发明人已发现,粘合剂组合物还应在使用温度(在37℃测量)处具有被指定为韧性和屈服应力的某些机械特性,这将在下文以不同实施例的形式示出。
合适的茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物可以聚合物范围
Figure BDA0003734490850000151
从Clariant商购获得,其具有宽范围的特性,诸如分子量、粘度、结晶度等。转让给Clariant的US2016/053,149A1也描述了合适的共聚物并且在第5页示出了这些示例是通过EP571,882中所示的方法产生的。对于给定催化剂系统和给定共聚单体比率,经由氢分压作为摩尔质量调节剂来调节分子量。
据信聚合物,特别是丙烯基聚合物的结晶度是韧性的贡献因素。丙烯基聚合物,特别是丙烯-乙烯共聚物有利地是半结晶的,其具有如根据本文所述的熔化焓测量方法所测量的至少20J/g的熔化焓。然而,结晶度过高可使得粘合剂组合物易碎,因此如根据本文所述的熔化焓测量方法所测量的,熔化焓可有利地小于100J/g,特别地小于50J/g。
合适的丙烯-乙烯共聚物的商业示例是Clariant的
Figure BDA0003734490850000161
PP 2502,其具有29.4J/g的测量的熔化焓,或Clariant的
Figure BDA0003734490850000162
3602,其具有35.0J/g的测量的熔化焓。另一方面,据信测量的熔化焓为15.1J/g的
Figure BDA0003734490850000163
PP 1502或测量的熔化焓为16.7J/g的
Figure BDA0003734490850000164
PP 1602的结晶度不足,不能单独使用。
粘合剂可包含具有至多约75,000、至多约60,000、至多约50,000或介于约30,000与约70,000之间的Mw(分子量)的第一丙烯基聚合物,其中第一丙烯基聚合物可以至少约20重量%、25重量%或30重量%,或约15重量%至约50重量%,或约25重量%至约45重量%的量存在于总组合物中。示例性第一聚合物可包括可购自Clariant International Ltd.(Muttenz,Switzerland)的LICOCENE PP1602和LICOCENE PP2602以及可购自IdemitsuKosan Co.,Ltd.(Japan)的L-MODU X400S和L-MODU X600S。
组合物还可包含具有至少约100,000、至少约125,000、至少约150,000或介于约125,000与约400,000之间或介于约150,000与约250,000之间的Mw的第二丙烯基聚合物。第二丙烯基聚合物可以至多约20重量%、至多约15重量%、至多约8重量%,或约2重量%至约15重量%,或约3重量%至约10重量%的量存在于组合物中。示例性第二聚合物可包括可购自ExxonMobil Chemical(Houston,Texas)的VISTAMAXX 6202和VISTAMAXX 6102以及可购自Dow Chemical Company(Houston,Texas)的VERSIFY 3300。组合物的总丙烯基聚合物含量可以是至少约20重量%、至少约25重量%、至少约30重量%、至少约35重量%或约35重量%至约50重量%。
组合物可包含第三聚合物,诸如苯乙烯嵌段共聚物,其可以被氢化。可用的氢化的苯乙烯嵌段共聚物包括例如苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物以及它们的组合。苯乙烯嵌段共聚物可具有小于约20重量%、小于约18重量%或甚至小于约15重量%的苯乙烯含量。当根据ASTM 1238(230℃,5kg)测试时,苯乙烯嵌段共聚物还可具有小于约25g/10min、小于约20g/10min、小于约10g/10min或甚至小于约5g/10min的熔体流动。示例性氢化的苯乙烯嵌段共聚物可以多种商品名商购获得,包括例如得自Kuraray Co.,Ltd(Houston,Tex.)的SEPTON系列商品名,包括例如SEPTON S2063和S2007氢化的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,得自Kraton Performance Polymers Inc.(Houston,Tex.)的KRATON G系列商品名,包括例如KRATON G 1645M、KRATON G 1657苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。材料可包含不大于约20重量%、不大于约15重量%、约2重量%至20重量%或甚至约5重量%至15重量%的第三聚合物。
粘合剂组合物可包含两种、三种或更多种聚合物的共混物,特别是粘合剂组合物可包含:
-约15%至约45%的单位点催化的和基于丙烯的低基重第一聚合物,其Mw为约30,000至约75,000;以及
-约2%至约15%的丙烯基第二聚合物,其Mw为约100,000至约400,000,并且其中第二聚合物具有不大于0.89的密度。
低分子量茂金属催化的聚合物还可包含两种共聚物的共混物,特别地:
-熔化焓低于20J/g的第一低分子量茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物;以及
-熔化焓高于20J/g的第二低分子量茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物。
第一低分子量茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物具有小于20J/g,特别是5J/g至15J/g的熔化焓,并且可描述为低结晶的。第一共聚物的商业示例是得自Clariant的
Figure BDA0003734490850000171
PP 1602。Licocene PP 1602以颗粒物销售,并且被描述为低熔的、基于茂金属技术的丙烯-乙烯共聚物,其表现出低程度的结晶度。
Figure BDA0003734490850000172
PP 1602的Mp被测量为75,900g/mol并且其熔化焓为16.7J/g(参见下文的测量方法)。另一个示例是
Figure BDA0003734490850000173
PP 1302。
Figure BDA0003734490850000174
PP 1302的Mp被测量为24,100g/mol并且其熔化焓为11.8J/g。
第二低分子量茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物具有比第一共聚物更高的至少20J/g,特别是25J/g至45J/g的熔化焓。此范围内的聚合物可被描述为半结晶的。第二共聚物可具有在如下范围内的Mp:50,000g/mol至130,000g/mol,或60,000g/mol至110,000g/mol。第二共聚物的商业示例是
Figure BDA0003734490850000181
PP 3602,其以颗粒物销售,并且被描述为低结晶的茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物。
Figure BDA0003734490850000182
3602具有35.0J/g的测量的熔化焓。
上述第一和第二共聚物可通常以10:90至90:10,例如50:50或2:1或1:2的重量比共混。发现将具有不同结晶度的两种较低分子量共聚物共混能够实现低刚度(如NW膜构造粘结部所具体要求的),同时仍然保持高韧性(如NW-NW和NW膜构造粘结部所通常要求的)。
一个示例是
Figure BDA0003734490850000183
3602和
Figure BDA0003734490850000184
1602的共混物,它们都是来自Clariant的丙烯-乙烯共聚物。Licocene 3602是相对高度结晶聚合物,而Licocene 1602具有中等结晶度。
然而,据信熔化焓不是预测包含聚合物的粘合剂组合物的良好抗剥离蠕变性的唯一相关因素。例如,Idemitsu的L-MODU S-410具有仅为约2J/g的测量的熔化焓,但据信仍能够提供良好的性能。发明人相信,粘合剂的性能受如下所示测量的相对高的韧性驱动。据信该韧性由L-MODU S410的均聚物性质以及聚合物的相对较高分子量(45.000g/mol)驱动。据信韧性随聚合物的分子量而增加。
丙烯基聚合物包含丙烯单体单元。在共聚物中,按所述共聚物的重量计,丙烯单体单元的百分比可在例如50%至99%的范围内。如果丙烯单体单元的百分比是未知的,则其可通过本领域技术人员已知的合适的方法,诸如核磁共振或红外光谱法来测定。
本发明的聚合物可使用茂金属催化剂制备。聚合物可例如通过US2016/0053149A1(“具有改善的特性特征的即用型热熔粘合剂”(“Ready-to-use hot melt adhesivehaving an improved property profile”))中所述的方法来制备。可通过将初级聚合物加热至使聚合物熔融的高温(例如,约135℃至约175℃),将聚合物制备成最终的聚合物粘合剂。一旦熔融,就可将其他成分(增粘剂,和例如添加剂或其他聚合物组分)添加到初级聚合物中。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。参见例如US5,723,546,其公开了此类共混。
当使用具有130,000g/mol至700,000g/mol的高峰值分子量Mp的聚烯烃时,可显著增加配制物的韧性。高分子量聚烯烃可具有比上述低分子量茂金属催化的聚合物的(共混物的最高值)峰值分子量大至少10,000g/mol,特别是至少20,000g/mol或甚至大至少50,000g/mol的峰值分子量。高分子量聚烯烃特别地可具有如下峰值分子量:140,000g/mol至410,000g/mol,或150,000g/mol至360,000g/mol。
本发明人已经令人惊讶地发现,添加较长分子量的聚烯烃除了增加断裂伸长率之外还显著增加共混物的应变硬化,其组合导致配制物显著更高的韧性。应变硬化被认为是共混物在应变时的“自修复机制”,这避免了早期破裂。
高分子量聚烯烃可有利地由单一材料构成以简化热熔组合物的配混和配制,但不排除其也可以是属于该定义的单独材料的共混物。热熔组合物通常可包含按热熔组合物的重量计1%至20%,特别是按热熔组合物的重量计2%至15%,尤其是5%至10%的此类高分子量聚烯烃(或它们的混合物)。据信,较长分子量聚烯烃的少量添加可显著增强应变硬化并因此增强韧性。另一方面,超过10%可增加粘度。在拉伸测试方法中测量并观察韧性、应变硬化和断裂伸长率,使粘合剂经受大的变形,如当粘结部在使用中经受力时相关的。
高分子量聚烯烃可以是均聚物或共聚物。共聚物可包含不同的α烯烃单体,诸如乙烯、丙烯、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、1-辛烯、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、十二烯-1和十六烯-1、以及它们的组合。
可商购获得的高分子量聚烯烃的非限制性示例是Affinity EG 8200G、Engage8200、Infuse 9817、Vistamaxx 3000、Vistamaxx 6102、Vistamaxx 6202、Vistamaxx 6502、VERsify 4200、VERsify 4301。
高分子量聚烯烃可特别地为丙烯-乙烯共聚物。高分子量聚烯烃也可以是基于茂金属催化的共聚物,特别是茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物。高分子量聚烯烃可特别地为丙烯-乙烯共聚物,其包含大于80重量%的具有全同立构立体化学的聚丙烯单元。此类共聚物的示例可作为Vistamaxx系列从埃克森美孚公司(ExxonMobil)商购获得。例如,Vistamaxx6202和Vistamaxx 6502以团粒销售,并且由其制造商描述,其主要由使用茂金属催化剂技术产生的具有无规乙烯分布的全同立构丙烯重复单元构成。Vistamaxx 6202和6502在下文的配方产品示例中用作高分子量聚合物。Vistamaxx 6502具有最低的粘度,并且因此对增加总组合物的粘度的影响最小。
增粘剂
本发明的粘合剂包含按粘合剂的重量计至少5%的增粘剂(或增粘剂的混合物)。单词增粘剂以单数形式使用,但除非另有说明,否则这意指“一种或多种增粘剂”,因为也可使用增粘剂的共混物。粘合剂组合物可包含按组合物的重量计10%至70%,特别是20%至65%,或25%至60%,或26%至60%,或30%至60%的增粘剂。另外称为“增粘剂树脂”或“增粘树脂”的增粘剂是低分子量化合物(低聚物),其被添加到粘合剂配制物中以改善粘性和剥离粘附材料。本领域已知的常用增粘剂可用于本发明中。典型的增粘剂是至少在高至200℃稳定的热塑性材料,在室温是无定形玻璃,并且Tg高于50℃,优选介于80℃与125℃之间。增粘剂通常具有介于500道尔顿与2000道尔顿之间的分子量。
增粘剂通常是具有多环结构的有机化学品。常用的增粘剂选自松香树脂以及它们的衍生物(松香酯)、由石脑油裂化器的石油基副产物产生的烃树脂和萜烯树脂(改性或未改性)。烃树脂可以是脂族、脂环族和芳族树脂(特别是C5脂族树脂、C9芳族树脂和C5/C9脂族/芳族树脂),并且可任选地是氢化的烃树脂。
示例性增粘剂包括脂族烃树脂、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、胶松香、胶松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、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、氢化萜烯和改性的萜烯、以及氢化松香酯。特别合适的增粘剂是松香(和其衍生物)树脂和氢化的烃增粘剂,其在室温为固体。
使用增粘剂的益处包括(i)增加粘合剂的开放时间,这通常能够在层压过程中更好地转移到第二基底,特别是当过程的开放时间(定义为施用装置和组合点之间的距离除以线速度)较短时,以及(ii)能够增加粘合剂的极性,这有助于增加对更多聚合物基底(例如聚酯纤维)的粘结强度,特别是对于其中纤维的最佳缠结难以实现的粘结。
在一些实施方案中,增粘剂具有低于5,000的Mw和高于室温的Tg。合适的增粘剂类别包括例如芳族、脂族和脂环族烃树脂、混合的芳族和脂族改性的烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂,以及它们的氢化形式;萜烯、改性的萜烯以及它们的氢化形式;天然松香、改性的松香、松香酯,以及它们的氢化形式,以及它们的组合。
合适的商业增粘剂包括例如得自Exxon Mobil Chemical Company(Houston,Texas)的ESCOREZ系列商品名,包括ESCOREZ 5400和ESCOREZ 5600;得自Eastman Chemical(Kingsport,Tenn.)的EASTOTAC系列商品名,包括EASTOTAC H-100R和EASTOTAC H-100L;以及得自Cray Valley HSC(Exton,Pa.)的WINGTACK系列商品名,包括WINGTACK 86、WINGTACKEXTRA和WINTACK 95;以及得自Eastman Chemical Company(Kingsport,Tenn.)的PICCOTAC和KRISTALEX系列商品名,包括例如PICCOTAC 8095和KRISTALEX 3100。
粘合剂还可任选地包含添加剂,诸如一种或多种抗氧化剂、UV稳定剂、增白剂、着色剂、芳香剂等。粘合剂可包含小于5重量%的此类添加剂。本领域普通技术人员已知的任何抗氧化剂可用于粘合组合物中。
制品的其他部件
如先前所指出的那样,本发明的吸收制品,无论是裤型尿布20还是胶粘尿布20',可包括在这些吸收制品中发现的任何典型部件。该吸收制品包括位于其面向穿着者的侧上的液体可透过的顶片58、位于其面向衣服的侧上的液体不可透过的底片膜60、和位于顶片和底片之间的吸收芯62(其轮廓在图2和图6至图7中以虚线示出)。游泳裤可省略吸收芯。顶片通常形成制品的大部分的穿着者接触表面,并且是被身体流出物接触的第一层。顶片为液体可透过的,其允许液体容易地穿透其厚度。在本发明中可使用任何已知的顶片,通常是可以是开孔的或不是开孔的非织造物。另选地,可使用开孔成型膜,但在尿布应用中这是不常见的。底片通常包括可印刷有装饰性底片图案的流体不可透过的塑料膜60、和胶粘到其上的低基重非织造外覆盖件42。非织造外覆盖件42向底片提供更好的触感和外观。
吸收制品还可包括在顶片和吸收芯之间的流体采集层64和/或流体分配层,以及其他典型的尿布部件,诸如弹性化的衬圈箍32、直立阻隔腿箍34,它们仅在图8中表示,但存在于大多数尿布中,包括在裤型尿布的基础结构中。如果期望提高制品的性能,则吸收制品还可包括其他常见部件,诸如横向阻隔箍、前弹性腰带和/或后弹性腰带(用于胶粘尿布)、顶片上的洗剂应用、芯和/或分配层中的纵向延伸的通道、润湿指示标记等...所有这些部件已在本领域中描述和举例说明,并且本文不再进一步详述。仅举几例,此类部件的示例的更详细公开内容例如在WO201493323、WO2015/183669(均为Bianchi等人)、WO 2015/031225(Roe等人)或WO2016/133712(Ehrnsperger等人)中公开。
吸收芯62通常包括吸收层30,该吸收层包括夹置在芯包裹物的顶层16和底层16'之间的超吸收颗粒,如图8所示。在图3至图4中更示意性地描绘了裤型尿布的芯,但在胶粘尿布中使用的吸收芯可具有与裤型尿布中的芯相同的构造。吸收芯通常包括芯稳定粘结部,这有助于保持芯的结构完整性。芯稳定粘结部是芯包裹物的纵向侧密封件82以及芯端部密封件(如果存在)(未表示),以及至少部分地固定芯包裹物内的吸收材料的任何粘合剂,诸如施加在芯包裹物的顶层或底层的内侧上的辅助胶81。然而,芯稳定粘结部不包括芯与制品的另一层(诸如采集层的底片、顶片,该采集层不是吸收芯的一部分)之间的粘结部。为简单起见,图中未示出所有粘合剂粘结部,例如,未示出膜60与外芯非织造物42之间的底片层合体粘结部。
实施例
表1公开了可用于本发明的一些可商购获得的聚合物的熔化焓(以J/g计):
表1
熔化焓
Licocene PP 1302 11.8
Licocene PP 1602 16.7
Licocene PP 2502 29.4
Licocene PP 3602 35.0
如表2所示,配制以下粘合剂组合物(所有数字以重量%计)。
Figure BDA0003734490850000233
是得自Clariant的丙烯-乙烯共聚物。Eastotac和Escorez是分别可购自Eastman和ExxonMobil的增粘剂。
Figure BDA0003734490850000234
是得自ExxonMobil的主要由具有无规乙烯分布的全同立构丙烯重复单元构成的聚丙烯聚合物。
表2
Figure BDA0003734490850000231
实验测量
如下文测试方法部分所示,测量示例性粘合剂以及商业粘合剂的韧性、屈服应力和G',并且结果汇总于下表3中。在商业粘合剂中,发现NW1414和DM4699满足本发明的标准(表3),不同于D3166、DM3800、DM3522和DM3442,它们是吸收制品中使用的商业聚烯烃基粘合剂(现有技术)。
表3
Figure BDA0003734490850000232
Figure BDA0003734490850000241
这些粘合剂中的一些粘合剂以15.4g/m2的基重在两个非织造物之间的整个区域上进行狭缝涂覆,这两个非织造物表示在转换加工生产线中的着陆区与底片芯覆盖件粘结部。将样品悬挂,其中一个非织造物保持在垂直位置,并且另一个非织造物以150g的重量附着。对于这些粘合剂中的一些粘合剂,对于宽度为40mm的45mm粘结长度样品测量分层时间(“剥离悬挂时间”),并且分层时间表示粘合剂对剥离蠕变力的抗性。
表4
Figure BDA0003734490850000242
该第一组数据表明,NW1414对于NW-NW粘结部比比较例显著更好。对于本发明实施例,在500分钟后停止测量而没有分层。
在以下实施例中,粘合剂在两个非织造物之间以指定基重(在条带上)用1mm宽的条带/条带之间的1mm间隙进行狭槽涂覆。当仅覆盖一半的区域时,整个区域上的平均基重是条带上基重的一半。对于宽度为25.4mm和施加重量150g的不同6mm粘结长度样品测量剥离悬挂时间。
表5
Figure BDA0003734490850000251
该第二组数据表明,本发明的粘合剂即使在较低的基重下也比常规现有技术的粘合剂具有更好的抗剥离蠕变力的性能。
测试方法
拉伸测试方法
拉伸测试方法用于测定聚合物组合物的样本的屈服应力和韧性。用装配有带有反向旋转辊的专用夹具的旋转流变仪分析由聚合物组合物形成的薄膜样本,并且测量和记录与所施加的拉伸应变相关联的应力。
仪器设置
旋转流变仪(ARES G2,TA Instruments,New Castle,DE,USA,或等同物)装配有夹具,该夹具具有专门设计用于询问膜的拉伸变形的反向旋转的圆柱形辊。合适的夹具的示例是拉伸粘度夹具或EVF(EVF,TA Instruments,或等同物)。流变仪还配备有强制对流烘箱FCO(FCO,TA Instruments,或等同物)和冷却系统(ACS 2,TA Instruments,或等同物),能够将温度控制在至少–50℃至250℃,在0.5℃的公差内。
样本制备
将大约6g±2g聚合物组合物置于具有平底(60mm±2mm直径)的圆形聚四氟乙烯(PTFE)碗中,并且引入到保持在170℃的真空烘箱中。在环境压力下15分钟之后,将压力降至10毫巴,并且随后将聚合物组合物在170℃和10毫巴下保持45分钟,以去除聚合物组合物中的气泡。如果170℃不足以熔融聚合物组合物,则使用高于聚合物材料组合物的熔融温度30℃±10℃的温度。将聚合物组合物从真空烘箱中取出,并使其冷却至环境实验室条件(23℃±2℃)保持90分钟±30分钟,此时将聚合物组合物从PTFE碗中取出并置于2张硅化纸(诸如产品号114918,Mondi Group,Hilm,Austria,或等同物)之间。在热压机中使用厚度为500μm±30μm的金属垫片作为间隔件,当在足以形成聚合物膜的压力下在90℃用热压机压制60秒时,获得500μm的膜厚度。如果90℃不足以压制均匀的平坦膜,则使用低于样品材料组合物的熔点大约10℃±5℃的温度,使得样品材料组合物处于半固体状态。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出单个测量样本,使最终样本尺寸为20.0mm×10.0mm×500μm。
测量
为将样本膜固定到EVF的圆筒,在流变仪的强制对流烘箱中,将圆筒加热至50℃持续90s±30s。在打开烘箱之后,将聚合物组合物的样本短暂压在EVF的圆筒上,以将其固定到圆筒表面。将样本放置成其长度垂直于圆筒的旋转轴线。对于非常坚硬并且不粘附到圆筒表面的聚合物组合物,在流变仪的强制对流烘箱中,将EVF加热至80℃持续90s±30s。然后将辅助性热熔粘合剂的小液滴(0.03g±0.01g)施加到每个圆筒。所使用的辅助性粘合剂应表现出高硬度(在23℃和1Hz辅助性粘合剂的G'大于10MPa)以不干扰测量。将聚合物组合物的样本快速压制在EVF圆筒上的辅助性粘合剂上,以将其固定到圆筒表面。将样本垂直于圆筒的旋转轴线放置。
然后将安装在EVF上的样本放置在流变仪的强制对流烘箱中进行热调节,并且在37℃±0.5℃恒温300s±10s。经过这段时间之后,对样本进行机械调节。为了对样本进行机械调节,将扭矩换能器调零,并且将样品以0.001s–1的预拉伸速率放置0.30s,并且然后松弛60s(在该方法中,所有应变均以Hencky应变(也称为“真实应变”或“对数应变”)表示)。
在FCO烘箱中在37℃±0.5℃进行测量。测量的应变率拉伸为1s–1,并且最大拉伸度下的应变为4.0。在测量之后,检查样本是否破裂。如果破裂,则记录断裂的位置。如果破裂大约在EVF的两个圆筒之间,则认为收集的数据是可接受的。否则,如果聚合物膜断裂位于旋转圆筒处或附近,则将结果丢弃,并在重复样本上再次进行测量。
分析
对于拉伸应力计算,假设体积恒定。根据流变仪记录的原始扭矩对角位移数据,计算拉伸应力(以兆帕或MPa为单位)对Hencky应变数据。数据以半对数方式绘制,其中横坐标为Hencky应变(线性标度),而纵坐标为拉伸应力(对数标度)。在该图中寻求线性范围。如果可以识别高于0.3的应变的线性范围,并且该范围可以与R2值为0.98或更大的正斜率拟合,则将Hencky应变为零(即,y轴截距)时的拟合线值定义为屈服应力,以MPa为单位报告,并精确千帕斯卡。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,再次以MPa为单位报告,并精确千帕斯卡。
再次绘制上面计算的拉伸应力(MPa)对Hencky应变数据,但这次是线性的,其中横坐标(线性轴)为Hencky应变,而纵坐标(线性轴)为拉伸应力。拉伸应力与应变的积分(即,拉伸应力曲线下的面积作为应变的函数)是由零应变到样品破裂时的应变(或者在测量期间未破裂的情况下,到4.0的应变)计算得出的,并且报告为“韧性”,以兆焦耳/立方米或MJ/m3为单位进行报告。
振荡流变测试方法
振荡流变测试方法用于测量聚合物组合物的储能模量G'和损耗因子。受控应变旋转流变仪(诸如Discovery HR-3,TA Instruments,New Castle,DE,USA,或等同物)能够将样品温度控制(使用Peltier冷却器和电阻加热器组合)在至少-10℃至150℃的范围内,其精度等于或超过0.5℃。流变仪以平行板构型和20mm不锈钢平行板工具操作。
该方法最初使用1000μm的平行板间隙。为了补偿工具的热膨胀,将间隙设置为1000μm,并且执行作为在-10℃至150℃范围内的温度的函数的实际板间隙(如使用合适的标准测试流体测得)的映射。然后,在测定储能模量参数和损耗因子参数的整个过程中使用此映射。
将流变仪加热至150℃,将聚合物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0N并且在实验期间保持在力的±0.1N内,由此除了上述对工具的补偿之外,还通过调节间隙来补偿样品本身的热膨胀/收缩,以便避免过度填充或填充不足。)然后使流变仪冷却至130℃,这时以2℃/min的恒定冷却速率将温度从130℃降至-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)。记录所得的振荡应力。
在此步骤之后,将样品温度设置为23℃(温度以10℃/min的速率升至该设定值),并使样品在23℃下静置4.0小时。在此阶段结束时,将温度设置为-10℃(温度以10℃/min的速率降至该设定值),样品在-10℃下平衡300秒,然后进行第二振荡流变学测量(0.1%应变,振荡频率为1Hz),同时温度以2℃/min的恒定升高速率上升至130℃。
从第一次减少温度扫描开始,在37℃时计算并记录储能模量G',并且将这些值以帕斯卡(Pa)报告为“100℃时的储能模量”,精确至1Pa。从第一次减小温度扫描开始,在100℃时计算并记录损耗因子(也称为损耗角正切值),并且将该无量纲值报告为“100℃时的损耗因子”,精确至百分之一。还可在不同温度(例如100℃)处计算并记录储能模量G'。
熔化焓测量方法
热熔融粘合剂组合物的熔化焓使用熔化焓测试方法来测定,该方法由以下组成:按照以下附加指导执行ASTM D3418-15。优选地从模制或造粒的原料粘合剂组合物中提取一个或多个热熔融样本。如果没有原料可用,则使用本领域技术人员已知的技术从吸收制品中的感兴趣的粘结中提取一个或多个粘合剂样本。在差示扫描量热仪(DSC)中将干燥氮气用作吹扫气体。DSC中的升温速率为10℃/分钟,并且DSC中的降温速率为1℃/分钟。质量归一化的熔化焓基于对应于降低温度(以1℃/min)的曲线按照第11.4节中的规定计算,并且报告为以焦耳/克(J/g)为单位的“熔化焓”,精确至0.1J/g。
分子量
重均分子量Mw和数均分子量Mn根据标准ISO 16014测定。
杂项
权利要求可适当地包括任何公开或叙述的要素,由其组成,或基本上由其组成或,基本上不含任何公开或叙述的要素。还可在不存在本文未具体公开的任何要素的情况下适当地实施本文例示性公开的本发明。
应当了解,本文所公开的量纲和值不旨在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”。
本发明的具体实施方式中所引用的所有文件的相关部分均以引用方式并入本文;对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。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件中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。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明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书中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (15)

1.一种吸收制品(20,20'),所述吸收制品包括顶片(58)、底片(42,60)、任选的吸收芯(62)、任选的采集层(64)以及除芯稳定粘结部(81,82)之外的至少一个非织造-非织造粘合剂粘结部(70,72,74,76,78,80),其中所述粘合剂粘结部的粘合剂具有至少11.0MJ/m3的韧性和至少0.7MPa的屈服应力,如根据本文所公开的拉伸测试方法在37℃所测量,并且所述粘合剂包含按所述粘合剂的重量计至少5%的增粘剂。
2.根据权利要求1所述的吸收制品,其中所述制品是具有前区(28)、后区(26)和设置在其间的裆区(30)的裤型尿布(20);所述裤型尿布包括:
-中心基础结构(38),所述中心基础结构包括液体可透过的顶片(58)、包括液体不可透过的膜(60)和非织造外覆盖件(42)的液体不可透过的底片、具有设置在所述顶片与所述底片之间的芯包裹物(16,16')的吸收芯(62),以及任选的采集层(64);
-腰带(40),所述腰带围绕所述中心基础结构设置,所述腰带在所述前区和所述后区中覆盖所述底片至其外侧,所述腰带重叠并且从所述基础结构横向和纵向向外延伸;
-其中所述腰带包括前带(84)和后带(92),所述前带和所述后带各自包括外带(92)、内带(94)和其间的弹性股线(96);
-其中所述前带(84)具有前腰边缘(88F),以及前左侧边缘和前右侧边缘;并且所述后带(92)具有后腰边缘(88B)以及后左侧边缘和后右侧边缘,其中相应的前左侧边缘和后左侧边缘以及相应的前右侧边缘和后右侧边缘通过侧缝粘结部(80)接合,从而形成腰部开口(110)以及左腿部开口和右腿部开口(120);
-其中所述非织造-非织造粘合剂粘结部选自以下中的一者或多者:
i)带片粘结部(70),所述带片粘结部将所述外带(92)粘结到所述内带(94);
ii)基础结构与带粘结部(72),所述基础结构与带粘结部粘结所述内带(94)和所述基础结构(38);
iii)腰部折叠粘结部(74),所述腰部折叠粘结部将带折叠部(93)粘结到所述基础结构(38);
iv)所述侧缝粘结部(80),所述侧缝粘结部粘结所述前带(84)的侧边缘和所述后带(86)的侧边缘;
v)顶片与采集层粘结部(76);
vi)采集层与芯包裹物粘结部(78);和
vii)顶片与芯包裹物粘结部。
3.根据权利要求2所述的吸收制品,其中所述粘合剂非织造-非织造粘结部包括至少一个根据i)、ii)、iii)和iv)的粘结部。
4.根据权利要求1所述的吸收制品,其中所述吸收制品是包括液体可透过的顶片(58)、液体不可透过的底片(42,60)、具有设置在所述顶片与所述底片之间的芯包裹物(16,16')的吸收芯(62)、任选的采集层(64)和着陆区(44)的胶粘尿布(20');
-其中所述底片包括液体不可透过的膜(60)和非织造外覆盖件(42),其中所述着陆区(44)包括粘结到所述非织造外覆盖件(42)的离散非织造材料;
-其中所述非织造-非织造粘合剂粘结部选自以下中的一者或多者:
(i)着陆区与底片粘结部;
(ii)顶片与采集层粘结部(76);
(iii)采集层与芯包裹物粘结部(78)
(iv)顶片与芯包裹物粘结部。
5.根据权利要求4所述的吸收制品,其中所述非织造-非织造粘合剂粘结部至少包括着陆区与底片粘结部。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其中所述粘合剂包含丙烯基聚合物或丙烯基聚合物的共混物。
7.根据前述权利要求所述的吸收制品,其中所述粘合剂包含至少25重量%的所述丙烯基聚合物或丙烯基聚合物的共混物。
8.根据权利要求6或7所述的吸收制品,其中所述丙烯基聚合物中的至少一者具有至少20J/g的熔化焓,如通过本文所述的熔化焓测量方法所测量。
9.根据前述权利要求所述的吸收制品,其中所述丙烯基聚合物中的至少一者具有20J/g至50J/g的熔化焓,如通过本文所述的熔化焓测量方法所测量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其中按所述粘合剂的重量计,所述粘合剂包含:
-约15%至约45%的单位点催化的和基于丙烯的第一聚合物,其Mw为约30,000至约75,000;和
-约2%至约15%的丙烯基第二聚合物,其Mw为约100,000至约400,000;
其中所述重均分子量Mw根据标准ISO 16014测定。
11.根据权利要求10所述的吸收制品,其中所述第一聚合物包含:
-熔化焓低于20J/g的第一茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物;
-熔化焓高于20J/g的第二茂金属催化的丙烯-乙烯共聚物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其中所述粘合剂具有至少3MPa的储能模量G',如根据本文所述的振荡流变测试方法在37℃所测量。
13.根据前述权利要求所述的吸收制品,其中所述粘合剂具有7.5MPa至50MPa的G',如根据本文所述的振荡流变测试方法在37℃所测量。
14.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其中所述粘合剂以0.5g/m2至30g/m2,特别是1.5g/m2至25g/m2的平均基重施加在所述粘结区域中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其中所述粘合剂具有至少22MJ/m3,任选地至多60MJ/m3的韧性,以及1.0MPa至20MPa的屈服应力。
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