CN1220746C - 热熔性粘合组合物及使用该组合物的粘性衬布 - Google Patents
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Abstract
使用热熔性粘合水性分散体，可以获得大大改善初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性的粘性衬布。热熔性粘合组合物由分子中主要含有氨基的聚酰胺树脂粉末和含有羧基铵盐或胺盐的增粘剂所组成，并以水性分散物状形式存在，通过涂布或浸透使热熔性粘合组合物吸持于衬布，从而获得粘性衬布。所述聚酰胺树脂为，氨基浓度为10-500mmol/kg的共聚合聚酰胺树脂。该粘性衬布具有优异的初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性，对现有粘合很困难的材料或使用强捻丝的布料来说，可起到有效粘合的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种热熔性粘合组合物(或水性分散体)它含有以水性分散体(糊状)的形式存在的聚酰胺树脂系热熔性粉末，也涉及使用该组合物的粘性衬布和其制造方法。
现有技术
现有制造方法是，将含有共聚的聚酰胺树脂粉末和增粘剂的水性分散体(糊状)进行筛网涂布，制造粘性衬布。其中所使用的聚酰胺树脂粉末，是其熔点为90-120℃，粒径约为100μ以下的粉末，增粘剂一般使用聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸的碱金属盐、胺类盐、铵盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。在这些糊中，加入一种添加剂，目的是提高粘合能力、改善筛网涂布的性能。
一般来说，共聚合聚酰胺树脂的末端基是羧基或氨基，但是现在用于粘性衬布的聚酰胺树脂由于其分子量的控制、高温下变黄以及制造过程中凝胶产生的可能性降低，为此一般地与氨基相比其含有羧基较多。
近年来，大多倾向于使用新合成纤维等纤细的薄布料的织物。热熔性粘合剂难以浸透的强捻丝的织物。这样一来，人们需要更薄的且热熔性粘合剂涂布量少的粘性衬布。对于上述的热熔性粘合来说，不管条件如何，人们需要更高的耐洗涤性和耐蒸汽性。为此，人们强烈要求提高热熔性粘合剂的初期粘合强度、提高耐洗涤性和耐蒸汽性。
在特公昭57-60395号公报上公开了一种粘合纤维用的水性分散体，该水性分散体使粉末状聚酰胺共聚物和粉末状增塑剂以及增粘剂分散于水中。在此文献中，描述了作为增粘剂，使用聚丙烯酸钠和聚丙烯酸铵。在特公昭64-11749号公报上公开了一种粘性衬布的制造方法，该方法是使100重量份的热熔融用的热塑性合成树脂粉末和0.1-10重量份的增粘剂分散于水中，且丝长50mm以上的水性分散体通过旋转式筛网以转印速度5-25m/min对粘附材料进行转印。在此文献中，公开了作为增粘剂它使用聚丙烯酸碳酸钠。但是，即使使用这些水性分散体也不能充分满足所述的要求。
发明所要解决的课题
因此，本发明的目的在于提供一种改善初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性的热熔性粘合组合物或纤维粘合用的水性分散体同时提供使用该组合物的粘性衬布及其制造方法。
本发明的另一目的是提供一种对粘合困难的纤维材料和热熔性粘合剂难以浸透的强捻丝的织物具有改良的初期粘合强度、耐洗涤性、耐蒸汽性的热熔性粘合组合物及其水性分散体，使用该组合物的粘性衬布以及其制造方法。
为解决课题的方法
为了解决上述课题，发明人经过反复钻研将聚酰胺树脂的官能团与增粘剂组合起来以至完成了本发明，其结果是，分子中含有氨基的聚酰胺树脂粉末和含有羧基铵盐或胺盐的增粘剂以糊状形式进行筛网涂布而制造粘性衬布，从而获得具有优异的初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性的粘性衬布。
即，本发明的热熔性粘合组合物是以水性分散体的形式使用的热熔性粘合组合物，它由分子中主要含有氨基的聚酰胺树脂粉末和含有羧基的铵盐或胺盐的增粘剂所构成，可用于纤维粘合用组合物。所述聚酰胺树脂粉末可以由氨基浓度为10-500mmol/kg的共聚物聚酰胺树脂所构成，例如，也可由氨基浓度为50-370mmol/kg、羧基浓度为0-30mmol/kg的共聚物聚酰胺树脂所构成。所述热熔性粘合组合物主要含有氨基的聚酰胺树脂粉末、含有羧基的铵盐或胺盐的增粘剂和水的一种热熔粘合性水性分散体(尤其是纤维粘合用水性分散体)。
在本发明中还包括吸持所述热熔性粘合组合物的粘性衬布以及将所述热熔性粘合组合物涂布或浸透粘性衬布的制造方法。
发明实施的最佳方式
本发明的热熔性粘合组合物以糊状等的水性分散体形式使用，它由聚酰胺树脂粉末(或聚酰胺系树脂粉粒物)和含有羧酸盐基的增粘剂所构成。
聚酰胺树脂只要具有热熔粘合性而不限定所构成的单体的种类，例如它可以是内酰胺的开环聚合物[如聚酰胺6、聚酰胺12等的C5-20内酰胺的开环聚合物)、氨基羧酸缩聚物(例如，如聚酰胺9、聚酰胺11等的C5-20氨基羧酸缩聚物)、与二胺和二羧酸形成的缩聚物(例如如聚酰胺6-6、聚酰胺6-10、聚酰胺6-12等的脂肪族C4-20二胺和与脂肪族C6-40二羧酸(包括二聚物酸或氢化二聚酸等)形成的缩聚物)、共聚合聚酰胺树脂(所述聚酰胺成分的共聚物例如，聚酰胺6/11、聚酰胺11/12、聚酰胺6/6-10、聚酰胺6/6-6/12、聚酰胺6/6-9/12、聚酰胺6/6-10/12、聚酰胺6/6-12/12、聚酰胺6/6-6/11、聚酰胺6/6-6/6-9/12、聚酰胺6/6-6/6-10/12、聚酰胺6/6-6/6-12/12、聚酰胺6/6-6/11/12、聚酰胺6/6-9/11/12等)等等。这些聚酰胺树脂根据需要，共聚物成分可以是如芳香族二胺和/或芳香族二羧酸等的芳香族成分，也可以用N-烷氧基甲基取代一部分氨基，也可以通过酯化作用或胺化作用等使游离羧基封闭。这些聚酰胺树脂既可单独使用又可组合2种或以上使用。
优选的聚酰胺树脂是共聚合聚酰胺树脂、尤其是选自聚酰胺6、聚酰胺9、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6-6、聚酰胺6-10、聚酰胺6-12中的含有复数聚酰胺成分的共聚合聚酰胺树脂。
所述聚酰胺树脂，其官能团主要有氨基。聚酰胺树脂的氨基浓度通常为10-500mmol/kg(例如，50-500mmol/kg)，优选30-450mmol/kg(例如，70-400mmol/kg)，更优选50-370mmol/kg(例如，100-300mmol/kg)。尤其是聚酰胺树脂的氨基浓度在大多数情况下，为100mmol/kg以上(例如，120-350mmol/kg)，优选150mmol/kg以上(例如，150-300mmol/kg)。聚酰胺树脂其氨基既可存在于末端又可存在于分子链中。
只要聚酰胺树脂其主要的官能团为氨基，也可包含羧基。另外，本发明所用的聚酰胺树脂通常含有的氨基要比羧基多，是富含氨基的聚酰胺树脂。聚酰胺树脂中的羧基浓度可为，例如，0-50mmol/kg，优选0-30mmol/kg，更优选0-20mmol/kg。
还有，富含氨基的聚酰胺树脂可通过对二羧酸成分或内酰胺成分控制二胺成分的使用量而进行反应；或使羧基浓度高的聚酰胺树脂和二胺反应等方法而方便地制备。又，氨基浓度和羧基浓度可以将树脂溶解于溶剂(苯甲醇、苯酚等)中用酸(如盐酸)或碱(如氢氧化钾)滴定的方法进行定量。
在不影响热熔性粘合的范围时，聚酰胺树脂的熔点为，例如通常为80-160℃，优选85-150℃，更优选90-130℃(尤其优选90-120℃)。另外，聚酰胺树脂的熔点是用差示扫描量热计(DSC)在升温速度为16℃/分的条件下测定的数值。
当用间甲酚作溶剂时，在浓度为5g/L(0.5％)、温度为25℃下，聚酰胺树脂的相对粘度(粘度比)为1.0-2.2，优选1.1-2.0，更优选1.2-1.8，聚酰胺树脂的数均分子量可以是，例如3000-80000，优选4000-70000，更优选5000-60000。
所述聚酰胺树脂以粉末状(粉粒物)形式而使用。聚酰胺树脂粉末的平均粒径通常为100μm以下(例如，1-100μm)，优选1-80μm(例如，10-50μm)。
在本发明中将具有所述氨基的聚酰胺树脂和含有羧基的铵盐或胺盐的增粘剂组合使用。增粘剂的基本树脂或共聚物包含有羧基的各种聚合物，例如，来自于天然的多糖类或其衍生物(例如，藻酸、羧甲基纤维素等)、含有羧基的单体的均聚物或共聚物等等。
其中含有羧基的单体，有例如如丙烯酸、甲基丙烯酸等的聚合性不饱和单羧酸、如马来酸(包括马来酸酐)、富马酸等的聚合性不饱和的多元羧酸或其酸酐。这些含有羧基单体既可单独使用又可组合2种或以上使用。其中和含有羧基单体可共聚的单体有，例如，(甲基)丙烯系单体[如甲基丙烯酸甲酯等的(甲基)丙烯酸C1-10烷基酯、(甲基)丙烯酸-羟基C2-4烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酸酯等]、乙烯酯系单体(如乙酸乙烯等)、芳香族乙烯系单体(如苯乙烯等)、乙烯醚系单体(如C1-6烷基乙烯醚等)等等。这些共聚物性单体也可单独使用或可2种或以上组合使用。含有羧基的单体和可共聚合单体的比例只要发挥增粘剂的作用均不作限定，例如，可选自前者/后者＝100/0-20/80(重量比)，优选100/0-30/70(重量比)的范围。
其中增粘剂的基本树脂或其聚合物可示例为，例如使用聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物等的(甲基)丙烯酸的(甲基)丙烯系树脂、如苯乙烯-马来酸酐共聚物、烷基乙烯醚-马来酸酐共聚物等的马来酸酐共聚物。
其中增粘剂的基本树脂或其聚合物的重均分子量没有特别限定，但可选自例如，5×103-200×104、优选1×104-150×104、更优选5×104-100×104、最优选10×104-100×104范围中。
增粘剂的基本树脂或聚合物的羧基浓度可以为例如，0.1-14mol/kg，优选0.2-14mol/kg，更优选0.3-14mol/kg。
含有羧基的胺盐可以用各种胺(尤其是挥发性胺)形成。所述胺有，例如脂肪族胺(三甲胺、三乙胺等的三C1-4烷基胺等的叔胺、三乙醇胺、N，N-二甲基氨基乙醇等的烷醇胺类等)、杂环胺(吗啉等)等等。优选羧基盐为与挥发性碱(尤其是铵)形成的盐。
另外，所有的羧基都可形成盐，也可部分地形成盐。例如，在所述的羧基中，形成铵盐或胺盐的羧基比例为，对全部羧基来说，为10摩尔％以上(例如10-100摩尔％)，优选30摩尔％以上(例如30-90摩尔％)，更优选50摩尔％以上(例如50-90摩尔％)。
所述增粘剂的比例可根据水性分散体所要求的粘性以及使用的筛网等进行选择，例如，在固体含量换算中，对100重量份的聚酰胺树脂粉末，为0.1-10重量份，优选0.2-8重量份，更优选0.5-5重量份。
本发明的热熔性粘合组合物适合作为热熔粘合性水性分散体使用(尤其是纤维粘合用水性分散体)。这种水性分散体被加入到所述聚酰胺树脂粉末及增粘剂中，并含水。在这种水性分散体中，对100重量份的水选择聚酰胺树脂粉末的使用量通常为10-100重量份(例如20-80重量份)，优选20-100重量份(30-60重量份)。
所述热熔性粘合组合物或水性分散体(糊状等)，为了提高粘合能力、筛网涂布性等，根据需要可以加入各种添加剂如，聚酰胺树脂用的增塑剂(o-或p-甲苯磺酰胺、N-烷基o-或p-甲苯磺酰胺等)、为改善热熔性粉末的分散性的分散剂(表面活性剂、保护胶体等)、粘度调节剂、纺丝性调节剂、消泡剂、稳定剂(热稳定剂、防氧化剂、紫外线吸收等)、着色剂(染料、颜料)、荧光增白剂、乙醇类等
本发明的组合物或水性分散体对纤维具有很高的初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性，即使布料(织物)是薄布料或很强的捻丝的布料，也可以牢固地粘合。为此，通过涂布或浸透使衬布吸持所述热熔性粘合组合物而形成粘性衬布。其中衬布可以使用各种各样的粘合材料，例如，尼龙、聚酯、人造棉、丙烯纤维等各种纤维形成的无纺布或纺织布等。
本发明的粘性衬布其特色为既薄、且热熔性粘合组合物的吸持量少但又显示具有很高的粘合性能。对衬布的热熔性粘合组合物的吸持量(涂布量或浸透量)可以从不影响粘合特性范围中适当选择，例如，1-50g/m2，优选5-30g/m2，通常为5-20g/m2。还有，衬布的厚度可为例如，0.1-2mm，优选0.2-1mm(例如，0.2-0.7mm)。
所述水性分散体(糊状分散体等)可以将所述热熔性粘合组合物分散于水中而进行制备。将得到的分散体用旋转式筛网等转印涂布(或浸透)到衬布上通过干燥可以得到粘性衬布。用适当的温度加压粘性衬布，由此可以粘合各种各样质地的，尤其是很薄布料(织物)的或很强捻丝的布料。
发明效果
在本发明中，由于将含有氨基聚酰胺树脂粉末和含有羧基铵盐的增粘剂组合，所以它不仅具有优异的热熔粘合性，又改善了初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性。特别是，即使是很薄的布料或，用热熔性粘合剂很难浸透的纤维性的布料，也可以大大地改善其初期粘合强度和耐洗涤性、耐蒸汽性。
实施例
下面根据实施例详细地说明本发明，但本发明并不只限于这些实施例。
实施例1
将800g的共聚合聚酰胺热熔树脂粉末(ダイセルヒュルス(株)生产，VESTAMELT430P1，粒径80μm以下，树脂特性：相对粘度＝1.31(溶剂：间甲苯酚、浓度为5g/L、温度为25℃。以下同)，羧基浓度＝290mmol/kg、氨基浓度＝15mmol/kg)放入有搅拌器、冷凝器、及氮导管的反应器中，再添加27g六亚甲基二胺，在氮气下用油浴在200℃下加热10个小时，再在230℃反应5个小时。其反应产物的特性值为：相对粘度＝1.31(溶剂：间甲苯酚)、羧基浓度＝5mmol/kg、氨基浓度＝280mmol/kg。再将此反应产物用液氮进行冷冻粉碎，筛分，进而得到粒径为80μm以下的粉粒物。
将所得共聚物聚酰胺树脂粉末、水、下述的添加剂(分散剂、消泡剂及粘度调节剂)以及增粘剂按下表所示的比例，制备糊状水性分散体。
分散剂： ：ストックハウゼン公司生产，糊状用的添加剂Intrasol FA
消泡剂： ：日本油脂(株)生产，デスフオ-ムNKL5450
粘度调节剂：ストックハウゼン公司生产，糊状用添加剂MIROX OX
增粘剂： ：聚丙烯酸铵(ストックハウゼン公司生产，糊剂用添加剂
MIROX HP)
用旋转式筛网(CP-66)，在加热炉温度为120℃下，线速度为5m/分的条件下，将所得糊状水性分散体以约为10g/m2的涂布量涂布到聚酯制的无纺布上，得到粘性衬布。
实施例2
将800g的共聚合聚酰胺热熔树脂粉末(ダイセルヒュルス(株)生产，VESTAMELT840P1，粒径80μm以下，树脂特性：相对粘度＝1.42，羧基浓度＝195mmol/kg、氨基浓度＝10mmol/kg)放入同实施例1的反应器中，再添加18g六亚甲基二胺，在氮气下用油浴210℃加热10个小时，再在240℃反应5小时。其反应产物的特性值：相对粘度＝1.43(溶剂：间甲苯酚)、羧基浓度＝15mmol/kg、氨基浓度＝198mmol/kg。再将此反应产物用液氮进行冷冻粉碎，筛分，进而得到粒径为80μm以下的粉粒物。
同实施例1一样，用所得共聚合聚酰胺树脂粉末、水、添加剂(分散剂、消泡剂及粘度调节剂)以及增粘剂，制备糊状水性分散体。用旋转式筛网(CP-66)，在加热炉温度为130℃，线速度为6m/分的条件下，将这种糊状水性分散物以约为10g/m2涂布量涂布于聚酯的无纺布上，从而得到粘性衬布。
比较例1
作为共聚聚酰胺树脂粉末，使用共聚的聚酰胺热熔树脂粉末(ダイセルヒュルス(株)生产，VESTAMELT430P1，粒径80μm以下，树脂特性：相对粘度＝1.32，羧基浓度＝290mmol/kg、氨基浓度＝15mmol/kg)，作为增粘剂除了使用下面的增粘剂外，与实施例1相同，制备糊状水性分散体及粘性衬布。
增粘剂：聚丙烯酸钠(日本纯药(株)生产，添加剂アロンビスM
比较例2
作为共聚合聚酰胺树脂粉末，使用共聚合聚酰胺热熔树脂粉末(ダイセルヒュルス(株)生产，VESTAMELT840P1，粒径80μm以下，树脂特性：相对粘度＝1.42，羧基浓度＝195mmol/kg、氨基浓度＝10mmol/kg)，作为增粘剂除了使用比较例1的增粘剂外，与实施例2相同，制备糊状水性分散体及粘性衬布。
用实施例和比较例中所得粘性衬布，在温度140℃，压力为0.4kg/cm2的条件下，使羊毛/聚酯混纺布料之间或纯毛华达呢布料之间粘合，测定了初期粘合能力。又用市场出售的洗衣机水温为40℃洗涤剂用量为100g/50L洗涤30分钟，然后测定其粘合强度。共聚合聚酰胺树脂的特性、配方以及涂布条件及其结果示于表1。
表1
| 实施例1 | 比较例1 | 实施例2 | 比较例2 | ||
| 共聚合聚酰胺树脂特性 | 相对粘度 | 1.31 | 1.32 | 1.42 | 1.43 |
| 氨基浓度(mmol/kg) | 280 | 15 | 198 | 10 | |
| 羧基浓度(mmol/kg) | 5 | 290 | 15 | 195 | |
| 配方 | 水 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| 分散剂 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 消泡剂 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 聚酰胺粉末 | 400 | 400 | 400 | 400 | |
| 增粘剂聚丙烯酸铵 | 12 | 12 | |||
| 增粘剂聚丙烯酸钠 | 12 | 12 | |||
| 粘度调节剂 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 涂布条件 | 筛网 | CP66 | CP66 | CP66 | CP66 |
| 加热炉温度(℃) | 120 | 120 | 130 | 130 | |
| 线速度(m/mim) | 5 | 5 | 6 | 6 | |
| 涂布量(g/m2) | 10.1 | 10.0 | 9.9 | 10.0 | |
| 布料A | 初期粘合力(g/25mm) | 680 | 390 | 730 | 420 |
| 洗涤后粘合力(g/25mm) | 550 | 290 | 530 | 315 | |
| 布料B | 初期粘合力(g/25mm) | 550 | 310 | 610 | 390 |
| 洗涤后粘合力(g/25mm) | 450 | 235 | 498 | 301 | |
布料A：纯毛/聚酯混纺布料
布料B：纯毛华达呢布料
如表所示，通过组合高浓度氨基的聚酰胺树脂和聚丙烯酸铵，与比较例进行比较，获得高粘合性能。这表明，存在于聚酰胺树脂中的氨基强烈地与聚丙烯酸铵的羧基加强相互作用或者部分反应，由此能得到牢固的粘合力，这作为粘性衬布的制造方法极为有用。
Claims (10)
1.一种热熔性粘合组合物，它是以水性分散体形式使用的热熔性粘合组合物，它由主要为氨基的聚酰胺树脂粉末和含有羧基的铵盐或胺盐的增粘剂所组成，其中按照固体成分计算，相对于100重量份聚酰胺树脂粉末，含有0.1-10重量份的增粘剂，上述聚酰胺树脂粉末为氨基浓度100-370mmol/kg和羧基浓度0-30mmol/kg的共聚聚酰胺树脂。
2.权利要求1所述的热熔性粘合组合物，其中，增粘剂由含有羧基单体的均聚物或共聚物构成。
3.权利要求1所述的热熔性粘合组合物，其中，增粘剂由(甲基)丙烯酸系树脂构成。
4.一种热熔性粘合水性分散体。它包括，主要为氨基的聚酰胺树脂粉末、含有羧基的铵盐或胺盐的增粘剂和水，其中按照固体成分计算，相对于聚酰胺树脂粉末100重量份，含有0.1-10重量份的增粘剂，上述聚酰胺树脂粉末为氨基浓度为100-370mmol/kg和羧基浓度为0-30mmol/kg的共聚聚酰胺树脂。
5.权利要求4所述的热熔粘合性水性分散体，其中，对100重量份的水，所含聚酰胺树脂粉末量为10-100重量份。
6.一种粘性衬布的制造方法，将权利要求1所述的热熔性粘合组合物涂布或浸透衬布。
7.一种粘性衬布，它吸持权利要求1所述的热熔性粘合组合物。
8.权利要求7所述的粘性衬布，衬布的热熔性粘合组合物的吸持量为1-50g/m2。
9.权利要求7所述的粘性衬布，衬布厚度为0.1-2mm。
10.一种提高衬布粘合性的方法，使之吸持权利要求1所述的热熔性粘合组合物。
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