DE60111408T2

DE60111408T2 - Heissschmelzklebezusammensetzung mit nässeindikator

Info

Publication number: DE60111408T2
Application number: DE60111408T
Authority: DE
Inventors: Baoyu Wang
Original assignee: Ato Findley Inc
Current assignee: Bostik Inc
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: ES2240555T3; EP1330272B1; JP2004512425A; WO2002036177A3; AU2007202A; AU2002220072B2; BR0114335B1; MXPA03002192A; CA2420454A1; CA2420454C; JP4183505B2; DE60111408D1; WO2002036177A2; ATE297228T1; CN1471410A; EP1330272A2; BR0114335A; CN1200738C

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung mit Nässeindikator, die in Einwegvliesabsorbensgegenständen verwendet werden kann. Der Indikatorklebstoff zeigt Nässe an, wenn der Träger Körperflüssigkeit abgibt. Dieser Klebstoff kann so formuliert werden, dass er verschiedene Farbumschlagraten hat, die von fast sofortiger Reaktion bis zu einem um einige Stunden verzögerten Farbumschlag reichen.
Hintergrund der Erfindung
Einwegvliesabsorbensprodukte haben weitverbreitet für Baby-, Kleinkind- und Erwachseneninkontinenzpflegeanwendungen Akzeptanz gefunden. Zu typischen Einwegvliesabsorbensgegenständen gehören Windeln, Trainingshosen für die Sauberkeitserziehung, Inkontinenzeinlagen und -slips für Erwachsene, Damenhygieneprodukte oder Slipeinlagen und Tampons. Einwegvliesabsorbensprodukte wie diese wirken so, dass sie Urin und andere Körperflüssigkeiten aufnehmen und halten, die der Träger abgibt. Diese Gegenstände werden an oder in enger Nähe der Haut des Trägers getragen.
Typische Einwegvliesabsorbensartikel bestehen aus einer fluidundurchlässigen Folienunterlage, einer porösen fluiddurchlässigen Vliesdecklage und einem Absorbenskern, der sandwichartig zwischen der Decklage und der Unterlage angeordnet ist. Diese Substrate werden üblicherweise unter Verwendung von Heißschmelzklebstoffen miteinander verbunden. Zusätzlich zu diesem grundlegenden Aufbau haben diese Absorbensgegenstände üblicherweise viele andere Merkmale, um entweder die Körperfluidhaltefunktion zu verbessern oder das Komfortniveau für den Träger zu verbessern. Babywindeln enthalten beispielsweise zum besseren Halten von Fluid elastische Schenkelbündchen, die an die Decklage gebunden sind.
Da Einwegvliesabsorbensgegenstände weitverbreitet verwendet werden, um Körperfluide zu halten, möchte man wissen, wann die Vorrichtung nass wird und ersetzt werden muss. Die Nässeüberwachung durch visuelle Überprüfung kann zeitraubend und unangenehm sein. Es ist daher von unschätzbarem Wert, in einen Einwegvliesabsorbensgegenstand wie einer Windel eine Funktion einzubauen, die Nässe signalisiert.
Ansätze, die Beschichtungsstreifen mit Nässeindikatorklebstoffen oder Nässeindikatoren verwenden, um Nässe mittels Farbumschlag zu signalisieren, sind in Mroz et al., US-A-4 231 370, beschrieben worden. Diese Druckschrift offenbart ein verbessertes Absorbensprodukt mit einem Nässeindikator, der zwischen einem durchscheinenden Hüllelement und einem Absorbenselement angeordnet ist. Gemäß der Offenbarung wird der Nässeindikator in Form eines Streifens an einen Bereich der nach innen weisenden Oberfläche einer Unterlage einer Einwegwindel aufgebracht. Eine derartige Nässeanzeigung enthält ein Farbmittel vom Typ pH-Änderung/Farbumschlag, das in einem Klebstofflatex auf Wasserbasis aus Styrol/2-Ethylhexylacrylat-Copolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer oder Polyvinylacetat dispergiert ist. Der Indikator klebt an der Unterlage und trocknet zu einer flexiblen Beschichtung, die eine gelbe Farbe hat. Wenn sie durch Körpersekrete wie Urin kontaktiert oder "verunreinigt" worden ist, schlägt die Anzeigung von gelb nach blau um, was die Anwesenheit von Nässe signalisiert. Um einen geeigneten pH-Wert zu erhalten, müssen dem Latex ausreichend Säurepuffermittel wie Phosphorsäure zugesetzt werden. Phosphorsäure ist eine harte Säure, die zu Sicherheitsbedenken führen kann. Ein weiterer Nachteil der Zusammensetzung auf Latexbasis von Mroz et al. und irgendwelchen ähnlichen Produkten auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis ist, dass während der Herstellung für Wasser- oder Lösungsmittelentfernung gesorgt werden muss.
Colon et al. offenbaren in den US-A-4 681 576, US-A-4 743 238 und US-A-4 895 567 Heißschmelzklebstoffe mit Nässeindikator, deren Farbe umschlägt, wenn sie durch Urin oder Wasser verunreinigt werden. Diese Klebstoffe basieren auf wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidonpolymer oder wasserlöslichem Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymer oder Ethylen-Acrylsäure-Copolymer in Kombination mit Fettsäure und Nässeanzeigungsfarbstoff. Die Zusammensetzung kann viele andere Bestandteile enthalten, wie wasserlösliche Wachse, Glycerinester, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere und hydrierte Öle, usw.
Zimmel et al., US-A-5 035 691, offenbart eine Heißschmelzzusammensetzung mit Nässeindikator auf Basis eines Addukts, das durch Umsetzung von Ethylen/Acrylsäure-Copolymer mit Polyethylenoxid unter Verwendung eines Monobutylzinn(IV)oxidkatalysators hergestellt wird. Die Zusammensetzung enthält 0,03 bis 0,5 Gew.-% Säure-Base-Indikator als aktiven Bestandteil, um die Anwesenheit von Nässe zu signalisieren.
Raykovitz, US-A-5 342 861, offenbart eine ähnliche Zusammensetzung wie Zimmel et al., da die Zusammensetzung aus einem Nässeanzeigungsmittel wie einem pH-Indikator, einem Pfropfcopolymer, das durch Umsetzung von Vinylpolymer mit Polyethylenoxid mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt worden ist, und verträglichem Klebrigmacher besteht.
Die hier zuvor genannten Zusammensetzungen des Standes der Techniken haben mehrere Mängel. Die in Colon et al. offenbarte Heizschmelzzusammensetzung mit Nässeindikator zeigt beispielsweise schlechte Wärmebeständigkeit. Wenn sie daher auf erhöhte Temperaturen zwischen 121 und 148°C (250 bis 300°F) erwärmt wird, was bei Heißschmelzauftragung in der Regel vorkommt, können die Klebstoffe deutlich abgebaut werden, wie sich durch Verkohlen, Hautbildung und Farbverdunkelung zeigt. Die meisten der Komponenten der Zusammensetzung von Colon sind miteinander unverträglich, und daher kann die Zusammensetzung während der Aufbringung unter typischen Heißschmelzklebstoffbeschichtungsbedingungen Phasentrennung zeigen. Andere Mängel sind schlechte Umweltbeständigkeit und schlechtes Ausbluten oder schlechte Auswaschbeständigkeit, an denen typische Formulierungen auf Polyvinylpyrrolidon-homo- oder -copolymerbasis leiden, nachdem der Indikator auf ein typisches Polymerfoliensubstrat aufgebracht worden ist. Der aufgeschichtete Indikator neigt zu einem langsamen und vorzeitigen Umschlag von gelb nach grün und schließlich blau, wenn er während der Lagerung atmosphärischer Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Dieser Aspekt ist besonders wichtig, da fertige Vliesadsorbensprodukte mehrere Monate gelagert werden können, bevor sie die Hand des Verbrauchers erreichen. Ein vorzeitiger Farbumschlag während der Lagerung macht das Produkt nutzlos. Ein weiterer Nachteil ist die schwache Intensität des Farbumschlags des Indikators, so dass der Farbumschlag in vielen Fällen durch durchscheinende Substrate hindurch kaum sichtbar ist. Die von Zimmel et al. einerseits und Raykovitz andererseits gelehrten Zusammensetzungen erfordern harte Bedingungen, um chemisches Pfropfen von hydrophilem PEG mit niedrigem Molekulargewicht auf ein anderes hydrophobes Polymer mit relativ hohem Molekulargewicht durchzuführen. Ihre Pfropfreaktionen erfordern entweder einen Organozinnkatalysator (Zimmel et al.) oder einen Peroxidinitiator (Raykovitz). Es kann zu Problemen wegen Sicherheitsbedenken des Produkts bei Resten an Organozinnverbindung und Peroxiden kommen. Da die hydrophilen PEG in der Regel mit dem Vinylpolymer unverträglich sind, das zur Herstellung von Pfropfcopolymer verwendet wird, können die nicht umgesetzten Reaktanden zu Verträglichkeitsproblemen bei der am Ende vorhandenen Nässeindikatorzusammensetzung führen.
Es besteht in Anbetracht der Mängel der Produkte des Standes der Technik ein Bedarf an einem neuen Heißschmelznässeindikator, der verträglich ist, wärme- und umweltbeständig ist, intensiven Farbumschlag und gute Auswaschbeständigkeit hat, mehrere Verunreinigungen (mit Körperfluid) während des Gebrauchs aushalten kann und leicht zu fertigen und aufzubringen ist. Es ist gefunden worden, dass eine Heißschmelznässeindikatorzusammensetzung auf Basis von Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer alle der hier bereits genannten Anforderungen erfüllen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißschmelzzusammensetzung mit Nässeindikator auf Basis von Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer. Die Nässeindikatorzusammensetzung umfasst als Hauptbestandteile das hier genannte Terpolymer, Klebrigmacherharz, verträgliches Tensid mit einem HLB-Wert kleiner als 20 und einen pH-Indikator oder Farbstoff, der die Farbe ändern kann, wenn er mit Urin verunreinigt wird. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung hat die Mängel der Nässeindikatoren des Standes der Technik überwunden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert einen Nässeindikator mit hervorragender Wärme- und Umweltbeständigkeit, verbesserter Echtheit, intensivem Farbumschlag, leichter Herstellung und leichter Aufbringung. Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Zusammensetzung mit verzögerter Reaktion, die daher tägliche mehrere Verunreinigungen aushalten kann.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzindikatorzusammensetzung kann mit vielen in der Technik bekannten konventionellen Beschichtungstechniken aufgetragen werden. Sie ist besonders geeignet für Schlitzdüsen-, Mehrfachperlen-, Spiralsprüh- und verschiedene Varianten von Schmelzblasbeschichtungen.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung mit Nässeindikator umfasst als Komponenten derselben eine Mischung der folgenden Komponenten:

a. Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer in den Mengen von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 30 Gew.-%;
b. polaren Klebrigmacher in den Mengen von 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% und vorzugsweise in den Mengen von 25 Gew.-% bis 50 Gew.-%;
c. Tensid oder Gemisch von Tensiden in der Menge von 15 Gew.-% bis 60 Gew.-% und vorzugsweise in der Menge von 25 bis 45 Gew.-%;
d. Weichmacher in der Menge von 0 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise in den Mengen von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%;
e. 0 bis 2 Gew.-% Stabilisator oder Antioxidans; und
f. pH-Indikator oder Säure-Base-Indikator in der Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-% und vorzugsweise in der Menge von 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%.

Die Komponenten der Zusammensetzung addieren sich auf 100 %. Der Klebstoff kann andere Bestandteile wie inerten Farbstoff enthalten, der die Farbe der obigen grundlegenden Klebstoffzusammensetzung modifizieren kann.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Heißschmelznässeindikator formuliert, der als Primärpolymerkomponente 10 bis 40 Gew.% Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer, 20 bis 60 Gew.% verträgli chen Klebrigmacher, 15 bis 60 Gew.% Tensid, 0,01 bis 0,5 Gew.% pH-Indikator, 0 bis 20 Gew.% Weichmacher und 0 bis 2 Gew.% Stabilisator oder Antioxidans umfasst. Es können optionale Bestandteile zugefügt werden, um die physikalischen und Leistungscharakteristika der Zusammensetzung zu modifizieren oder zu erweitern. Zu solchen optionalen Bestandteilen gehören Füllstoffe, inerte Farbstoffmittel oder Farbmittel, Fluoreszenzmittel, Wachs, usw., sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Es können andere Polymere zugefügt werden, solange sie die Eigenschaften des fertigen Klebstoffs nicht wesentlich beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung enthält Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer in den Mengen von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% und vorzugsweise in den Mengen von 15 Gew.-% bis 35 Gew.-%. Geeignete Terpolymere können durch Copolymerisation von Ethylen, Acrylsäure und Ester von Acryl- und Methacrylsäure mit der folgenden Molekülstruktur erhalten werden:
in der R₁ entweder Wasserstoff (H) oder eine Methylgruppe (CH₃) ist, und R₂ entweder Wasserstoff (H) oder eine Alkylgruppe mit einer Länge von 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist. Beispiele für derartige Ester schließen Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Hydroxylethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat, usw. ein.
Die bevorzugten Polymere sind Ethylen/Methylacrylat/Acrylsäure-Terpolymere mit 5 bis 35 Gew.-% Methylacrylat, vorzugs weise 10 bis 35 Gew.-% Methylacrylat, und 2 bis 25 Gew.-% Acrylsäure, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% Acrylsäure. Die Terpolymere sollten vorzugsweise auch einen Schmelzindexwert größer als 5 g/10 Min haben. Die Terpolymere des oben beschriebenen Typs sind im Handel von Exxon Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Escor^® erhältlich.
Die polaren Klebrigmacherharze, die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzklebstoffen verwendet werden, sind jene, die die Klebeeigenschaften erweitern und die spezifische Adhäsion verbessern. Der Begriff "polares Klebrigmacherharz" schließt hier ein:

(a) natürliches und modifiziertes Baumharz (Rosin, Kolophonium) wie beispielsweise Rosinharz, Holzrosin, Tallölrosin, destilliertes Rosin, hydriertes Rosin, dimerisiertes Rosin und polymerisiertes Rosin;
(b) Glycerin- und Pentaerythritester von natürlichem und modifiziertem Rosin wie beispielsweise Glycerinester von Pfahlholzrosin, Glycerinester von hydriertem Rosin, Glycerinester von polymerisiertem Rosin, Pentaerythritester von Pfahlholzrosin, Pentaerythritester von hydriertem Rosin, Pentaerythritester von Tallölrosin und phenolmodifiziertem Pentaerythritester von Rosin;
(c) phenolmodifizierte Terpenharze wie beispielsweise das Harzprodukt, das aus der Kondensation von Terpen und Phenol in saurem Medium resultiert.

Für einige Formulierungen können Mischungen von zwei oder mehr der oben beschriebenen Klebrigmacherharze verwendet werden. Obwohl Klebrigmacher in Mengen von 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% verwendet werden können, ist der bevorzugte Bereich 25 Gew.-% bis 50 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Nässeindikatorzusammensetzung enthält 15 bis 60 Gew.-% und vorzugsweise 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% Tensid, um der Zusammensetzung Wasserdurchlässigkeit zu verleihen. Die zu dieser Verwendung geeigneten Tenside umfassen kationische, anionische oder nichtionische Typen mit einem HLB-Wert kleiner als 20, wobei der nichtionische Typ bevorzugt ist. Das bevorzugtere Tensid ist ausgewählt aus einer Gruppe nichtionischer Tenside mit einem HLB kleiner als 15. Diese Tenside schließen Alkylamine und -amide; Alkanolamine und -amide; Aminoxide; ethoxylierte Fettalkohole, ethoxylierte Fettsäuren, ethoxylierte Alkylphenole, ethoxylierte Amine oder Amide; ethoxylierte Fettester und Öle; Glycerinfettester und ihre ethoxylierten Derivate; Sorbitanderivate; Sucrose- und Glucoseester und ihre Derivate ein. Die am meisten bevorzugten Tenside haben einen HLB zwischen 3 und 12 und sind ausgewählt aus der Untergruppe, die ethoxylierte Fettalkohole, ethoxylierte Fettsäuren, Glycerinester von Fettsäuren und ihre Derivate und Sorbitanderivate einschließt. Mischungen aus zwei oder mehr hier zuvor beschriebenen Tensiden können für einige Formulierungen verwendet werden.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann ein Weichmacher in den Mengen von 0 bis 20 Gew.-% und vorzugsweise in den Mengen von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% vorhanden sein, um gewünschte Viskositätskontrolle zu liefern. Ein geeigneter Weichmacher kann ausgewählt sein aus Dibenzoatestern eines Glykols, wie Diethylenglykoldibenzoat, Dipropylenglykoldibenzoat, Pentaerythritterabenzoat, Alkylphthalaten, wie Dibutyl- und Dioctylphthalat, Alkylphosphaten, wie 2-Ethylhexyldiphenylphosphate; Fettestern von Polyglykol, wie Polyethylenglykol-400-di-2-ethylhexoat; flüssigen Polyethylen- und Propylenglykolen mit niedrigem Molekulargewicht und flüssigen Copolyestern mit niedrigem Molekulargewicht. Geeignetes Dipropylenglykoldiben zoat und Pentaerythrittetrabenzoat können von Velsicol Chemical Company, Chicago, IL, USA, unter den Handelsbezeichnungen "Benzoflex 9-88" beziehungsweise "Benzoflex S-522" erworben werden. Ein geeignetes Polyethylenglykol-400-di-2-ethylhexoat kann zudem von C. P. Hall Company, Chicago, IL, USA, unter der Handelsbezeichnung "Tegmer 809" erhalten werden. Ein geeignetes flüssiges Polyethylenglykol kann von Union Carbide Chemical Company unter der Handelsbezeichnung "Carbowax" erhalten werden.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird als aktiver Bestandteil, um die Anwesenheit von Nässe bei Verunreinigung durch Urin zu signalisieren, eine ausreichende Menge Nässeanzeigungsmittel verwendet. Brauchbare Nässeanzeigungsmittel schließen Farbstoffmittel oder Farbmittel und pH-Indikatoren ein, die die Farbe der Klebstoffzusammensetzung ändern können, wenn sie mit Urin oder Wasser verunreinigt werden. Säure-Base-Indikatoren, die die Farbe in Reaktion auf eine Änderung des pH-Werts ändern, sind bevorzugt, und jene mit einem Farbumschlag bei einem pH-Wert von 2 bis 7 sind besonders bevorzugt. Dieser pH-Wert wird durch die Wechselwirkung zwischen Nässe und Heißschmelzzusammensetzung wie oben beschrieben erzeugt. Ein derartiger pH-Wert wird in dem Heißschmelzindikator erzeugt, wenn Feuchtigkeit die hydrophile organische Matrix durchdringt. Zu den am meisten bevorzugten Säure-Base-Indikatoren gehören Bromphenolblau, Bromchlorphenolblau, Bromkresolgrün und Bromkresolrot. In der Regel sind sie in den Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% vorhanden, und die Mengen von 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% sind besonders bevorzugt. Die hier oben beschriebenen Säure-Base-Indikatoren können von Aldrich Chemical Company Inc., Milwaukee, WI, USA, erworben werden.
Die vorliegende Erfindung kann einen Stabilisator in einer Menge von 0 Gew.-% bis 2 Gew.-% einschließen. Vorzugsweise werden 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-% Stabilisator in die Zusammensetzung eingebracht. Die Stabilisatoren, die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzklebstoffzusammensetzungen mit Nässeindikator brauchbar sind, werden eingebaut, damit sie die bereits genannten Polymere und dadurch das gesamte Klebstoffsystem vor den Auswirkungen von thermischem und oxidativem Abbau schützen können, der normalerweise während der Herstellung und Aufbringung des Indikators sowie bei der normalen Einwirkung der Umgebungsbedingungen auf das Endprodukt stattfindet. Zu den anwendbaren Stabilisatoren gehören gehinderte Phenole und Multifunktionsphenole mit hohem Molekulargewicht, wie schwefel- und phosphorhaltige Phenole. Gehinderte Phenole sind Fachleuten wohl bekannt und können als phenolische Verbindungen charakterisiert werden, die auch sterisch anspruchsvolle Reste in enger Nähe zu ihrer phenolischen Hydroxylgruppe enthalten. Der Benzolring ist insbesondere mindestens in den ortho-Positionen relativ zu der phenolischen Hydroxylgruppe mit tert.-Butylgruppen substituiert. Zu repräsentativen gehinderten Phenolen gehören:
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol;
Pentaerythrittetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat;
n-Octadecyl-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat;
4,4'-Methylenbis(4-methyl-6-tert.-butylphenol);
2,6-Di-tert.-butylphenol;
6-(4-Hydroxyphenoxy)-2,4-bis(n-octylthio)-1,3,5-triazin;
2,3,6-Tris(4-hydroxy-3,5-di-tert.-butylphenoxy)-1,3,5-triazin;
Di-n-octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat;
2-(n-Octylthio)ethyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzoat und Sorbitolhexa-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat.
Besonders bevorzugt als Stabilisator ist Pentaerythrittetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenol)propionat.
Die Leistung dieser Stabilisatoren kann weiter verbessert werden, indem sie zusammen mit (1) Synergisten wie beispielsweise Thiodipropionatestern und Phosphiten und (2) Chelatbildnern und Metalldeaktivatoren wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure, deren Salzen und Disalicylalpropylendiimin verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass in die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung andere optionale Additive eingebracht werden können, um spezielle physikalische Eigenschaften zu modifizieren. Hierzu können beispielsweise solche Materialien wie inerte Färbungsmittel, z. B. Titandioxid, Füllstoffe, Fluoreszenzmittel, Wachse, usw. gehören. Zu geeigneten Füllstoffen gehören Talkum, Calciumcarbonat, Ton, Siliciumdioxid, Glimmer, Wollastonit, Feldspat, Aluminiumsilikat, Aluminiumoxid, hydratisiertes Aluminiumoxid, Glasmikrokugeln, Keramikmikrokugeln, thermoplastische Mikrokugeln, Baryt und Holzmehl gehören.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffformulierung kann mit beliebigen der im Stand der Technik bekannten Techniken formuliert werden. Ein repräsentatives Beispiel für ein Mischverfahren des Standes der Technik beinhaltet das Anordnen aller Komponenten außer dem Polymer und dem pH-Indikator in einem ummantelten Mischkessel, der mit einem Rotor ausgestattet ist, und anschließendes Erhöhen der Temperatur der Mischung auf einen Bereich von 121 bis 148°C (250 bis 300°F), um den Inhalt zu schmelzen. Es sei darauf hingewiesen, dass die in dieser Stufe zu verwendende genaue Temperatur von den Schmelzpunkten der speziellen Bestandteile abhängt. Die Polymere werden danach unter Durchmischen in den Kessel eingebracht, und das Mi schen wird fortgesetzt, bis eine konsistente und einheitliche Mischung gebildet ist. Schließlich wird der Säure-Base-Indikator zugefügt und das Mischen beendet, wenn der Säure-Base-Indikator vollständig in der Mischung gelöst ist. Der Inhalt des Kessels wird während des gesamten Mischverfahrens mit Inertgas wie Kohlendioxid und Stickstoff geschützt.
Der resultierende Heißschmelznässeindikator kann dann mit vielen verschiedenen Beschichtungstechniken auf Substrate aufgebracht werden. Zu Beispielen gehören Heißschmelzschlitzdüsenbeschichten, Heißschmelzradbeschichten, Heißschmelzwalzenbeschichten, Schmelzblasbeschichten und Spiralsprühbeschichten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Heißschmelzklebstoff mit Schlitzdüse mit 1 bis 5 Spinndüsen aufgeschichtet, um ein Beschichtungsmuster mit mehreren Nässeindikatorstreifen auf der Unterlage herzustellen.
Die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung kann in vielen Vliesabsorbensartikelanwendungen verwendet werden, wie beispielsweise in Einwegvlieswindeln für Babys und Kleinkinder, Trainingshosen für die Sauberkeitserziehung, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene, Slips, usw.
Tests und Materialien
Die Viskosität wurde gemäß ASTM D-3236 Verfahren bei 121°C (250°F) gemessen.
Der Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt wurde mit einer automatisierten Herzog-Anlage gemäß Verfahren ASTM E-28 ermittelt.
Die Verträglichkeit wurde bestimmt, indem das Phasenverhalten der geschmolzenen Klebstoffzusammensetzung beobachtet wurde. Zur Durchführung des Testes wurden 50 g geschmolzene Indikatorprobe in ein 4 oz (113,4 g) Becherglas gegossen. Das Glas, welches die Probe enthielt, wurde dann in einen Umluftofen mit 121°C (250°F) gestellt. Der Inhalt des Glases wurde nach 3 Ta gen untersucht. Phasentrennung zeigte sich durch die Anwesenheit zweier abgegrenzter Phasen. Die Probe wurde als verträglich (C) definiert, wenn es keine Phasentrennung gab, und ansonsten wurde sie als unverträglich (IN) definiert.
Die Farbumschlagrate und Farbintensität wurden an laminierten Probestücken getestet, die in Beispielen 1 bis 7 beschrieben sind. Ein Streifen von etwa 15 cm Länge wurde von dem laminierten Material abgeschnitten, und die Trennlage wurde abgezogen, um die aufgeschichteten Nässeindikatorstreifen freizulegen. Die Probe wurde dann mit Salzlösung verunreinigt (Sensitive Eyes^® von Bausch & Lomb, Inc.), und die Farbumschlagrate wurde mit einem Zeiterfassungsgerät gemessen. Die Zeit, die während des Farbumschlags von gelb nach blau nach Aufbringung der Salzlösung verstrichen war, ist als Farbumschlagrate definiert und in Sekunden angegeben. Die relative Intensität des Farbumschlags wurde auch notiert und gemäß dem Erscheinen des blauen Bilds, das durch die durchscheinende Unterlage auf der entgegengesetzten Seite der aufgeschichteten Streifen zu sehen war, mit schwach, mittel, gut und hervorragend bewertet.
Die Lichtechtheit bezieht sich auf die Fähigkeit der am Ende nach der Verunreinigung vorhandenen blauen Farbe, einem Ausbleichen zu widerstehen. Dies wurde durch Verwendung der gleichen Probe wie für den Farbumschlagsratentest gemessen. Nach der Messung von Farbumschlagrate und Farbintensität wurde die Probe anschließend mit dem aufgeschichteten Nässeindikator nach unten auf einer Papierhandtuchlage angeordnet, die mit der Salzlösung gesättigt war. Es wurde 6 Stunden lang auf Farbabblassung überwacht. Wenn die blaue Farbe nach dem Zeitraum von 6 Stunden noch klar sichtbar war, wurde das Produkt mit bestanden beurteilt, sonst wurde es mit durchgefallen beurteilt.
Die Umweltbeständigkeit wurde in einer Feuchtigkeitskammer (Envirotronics SH27C, Envirotronics Inc., Grand Rapids, MI, USA) bei 37°C (100°F) und 80 % relativer Feuchtigkeit geprüft. Die Testprobe wurde vorbereitet, indem ein Streifen von ungefähr 5 cm × 10 cm aus dem Mittelbereich einer Windelunterlage geschnitten und ein Streifen aus aufgeschichtetem Nässeindikator mit etwas größerer Größe aufgeleimt wurde, um den ausgeschnittenen Bereich in der Unterlage zu bedecken. Die Ränder der mit Nässeindikator beschichteten Streifen wurden mit ¾ breitem Kreppband (Scotch 3M) versiegelt. Die Probestücke wurden in der oben beschriebenen Feuchtigkeitskammer inkubiert, und die Farbe des aufgeschichteten Nässeindikators wurde nach 48 Stunden untersucht. Die Umweltbeständigkeit wurde als Fähigkeit der Probestücke bewertet, während der Inkubation vorzeitigem Farbumschlag zu widerstehen. Eine Probe wurde im Test mit bestanden beurteilt, wenn die anfängliche gelbe Farbe intakt blieb, und ansonsten wurde sie mit durchgefallen beurteilt.

• Escor^® AT – 325 ist Ethylen/Methacrylat/Acrylsäure-Terpolymer mit 20 Gew.-% Methylacrylat und 6 Gew.-% Acrylsäure. Es hat einen Schmelzindex (MI) von 20 dg/Min, gemessen gemäß ASTM D1505.
• AC5120 ist ein Ethylen/Acrylsäure-Copolymerwachs mit einer Säurezahl von 120 mg KOH/g. Es ist von Honeywell Specialty Chemicals, Inc., Morristown, NJ, USA, im Handel erhältlich.
• Elvax^® 410, erworben von Dupont Company, Inc., Wilmington, DE, USA, ist Ethylen/Vinylacetat-(EVA)-Copolymer mit 28 Gew.-% Vinylacetat und einem Schmelzindex (MI) von 420 dg/Min.
• Sylvaros^® PR295 ist ein polymerisiertes Tallölrosin mit einer Säurezahl von 162 mg KOH/g und einem Erweichungspunkt von ungefähr 96°C. Es wurde von Arizona Chemical Company, Jacksonville, FL, USA, erworben.
• Sylvarez TP2040 ist ein Terpen/Phenol-Harz mit einem Erweichungspunkt von 118°C. Es wurde auch von Arizona Chemical Company erworben.
• Starplex^® 90K, erhalten von American Ingredients Co., Kansas City, MO, USA, ist ein destilliertes nichtionisches Monoglyceridtensid mit einem HLB-Wert von 3,0.
• Genapol^® T800, erworben von Clairant Corporation, Charlotte, NC, USA, ist ein nichtionischer ethoxylierter Fettalkohol mit einem HLB-Wert von 12.
• Span^® 60 ist ein Sorbitanmonostearattensid mit einem HLB-Wert von 4,7. Es ist im Handel erhältlich von Uniqema Inc., Wilmington, DE, USA.
• Atmer^® 290 ist ein Glycerinmonostearattensid mit einem HLB-Wert von 3,4. Es wird auch von Uniqema Inc. erhalten.
• Aerosol^® OT-100 ist ein anionisches Dioctylnatriumsulfosuccinattensid. Es ist von Cytec Industries, Inc., Morristown, NJ, USA, im Handel erhältlich.
• Lonzest^® MSA ist ein Tensid (HLB = 11), das eine Mischung aus Glycerinmonostearat und Citronensäure enthält. Es ist von Lonza Inc., Fair Lawn, NJ, USA, im Handel erhältlich.
• Bromphenolblau- und Bromkresolgrün-Säure-Base-Indikatoren sind Produkte von Reagenzqualität, erworben von Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI, USA.
• Isostearinsäure wurde auch von Aldrich Chemical Company erworben.

Die Erfindung wird ferner mittels der nachfolgend beschriebenen Beispiele illustriert.
Beispiele 1-2
Heißschmelzklebstoffe mit Nässeanzeigung der Beispiele 1-2 wurden mit den in Tabelle 1 gezeigten Bestandteilen hergestellt. Es wurden jeweils insgesamt 250 g hergestellt und das Mischen wurde bei 121°C (250°F) unter Kohlendioxid-(CO₂)-Atmosphäre in einem Labormischer vom Propellertyp durchgeführt, der aus einem von einem Motor angetriebenen Propeller, einem Heizmantel, einer Temperatursteuerungseinheit und einem Behälter mit 1 quart Größe bestand. Die entsprechende Menge jeder Komponente, berechnet gemäß den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen, außer dem Polymer und den pH-Indikatoren, wurden in den Behälter eingebracht. Der Behälter wurde dann geheizt, um den Inhalt zu schmelzen. Nachdem die Komponenten vollständig geschmolzen waren, wurde der Motor gestartet, damit das Rühren begann. Als nächstes wurde das Polymer in den Mischer gegeben, und das Mischen wurde fortgesetzt, bis das Polymer gelöst war. Die pH-Indikatoren wurden zuletzt eingebracht und der Inhalt wurde weitere zwei Stunden lang gerührt. Die am Ende vorhandenen Mischungen zeigten im trockenen Zustand eine gelbe Farbe, und die Farbe wechselte von gelb nach blau, nachdem sie mit Körperausscheidungen wie Urin verunreinigt wurden. Die Mischungen der Beispiele 1-2 sind als Heißschmelzklebstoffe mit Nässeindikator für Einwegvliesabsorbensartikelanwendungen brauchbar. Wenn sie beispielsweise auf die Unterlage einer Babywindel aufgebracht werden, dienen diese Produkte als Signalgebungsmechanismus, um die Anwesenheit von Körperausscheidungen nach Verunreinigung anzuzeigen.
Es wurden mehrere Tests gemäß den in dem Abschnitt Material und Tests der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren durchgeführt. Probestücke für Farbveränderungstests wurden durch Schlitzdüsenbeschichten auf ein 1 mil dickes weißes Polyethylenfoliensubstrat unter Verwendung eines Heißschmelzbeschichters im Labormaßstab (Acumeter Modell LH-1) hergestellt. Die Schlitzdüse hatte drei Spinndüsen mit gleicher Weite (2 mm), um ein dreistreifiges aufgeschichtetes Muster zu erhalten. Das Beschichtungsgewicht wurde auf 0,15 g/m/Linie geregelt. Die beschichtete Polyethylenfolie wurde auf der Straße (online) auf Trennpapier laminiert, damit sie nicht blockierte. Das Trennpapier wurde vor dem Test von dem beschichteten Polyethylensubstrat abgezogen, um den Nässeindikator freizulegen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1. Beispiele 1-2
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden die Nässeindikatoren der Beispiele 1-2 so formuliert, dass sie verzögerten Farbumschlag aufwiesen und mehrere Verunreinigungen aushalten konnten. Solche Produkte sind für Babywindelanwendungen vorteilhaft, bei denen die Pflegenden die Windel üblicherweise nicht nach nur einer einzigen Verschmutzung wechseln möchten.
Beispiele 3-7
Heißschmelzindikatoren der Beispiele 3-7 wurden so formuliert, dass sie raschen Farbumschlag haben und vorteilhaft für Inkontinenzproduktanwendungen für Erwachsene sind, wo der Wechsel sofort nach Verschmutzung durch den Träger erforderlich ist. Diese Beispiele wurden hergestellt, indem die in Tabelle 2 gezeigten Bestandteile verwendet wurden. Mischen, Probestückherstellung und Test erfolgen unter Verwendung des gleichen Verfahrens, das hier zuvor in den Beispielen 1-2 beschrieben wurde. Die Testergebnisse sind auch in Tabelle 2 aufgeführt. Die Nässeindikatoren der Beispiele 3-7 zeigen alle eine gelbe Farbe im trockenen Zustand, die nach Verunreinigung mit Urin nach blau umschlägt. Sie zeigen hervorragende Verträglichkeit, raschen Farbumschlag, hohe Farbintensität und gute Farbechtheit und gute Umweltbeständigkeit.
Tabelle 2. Beispiele 3-7
Vergleichsbeispiele 8-10
Vergleichsbeispiele 8-10 wurden gemäß Zusammensetzungen des Standes der Technik hergestellt, die von Colon et al. in der US-A-4 681 576, der US-A-4 743 238 und der US-A-4 895 567 offenbart sind. Die Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 8 bis 10 entsprechen den Beispielen 9, 22 beziehungsweise 23 der US-A-4 681 576. Vergleichsbeispiel 8 steht für eine Zusammensetzung, die aus einem Gemisch aus wasserlöslichem Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer (Luviskol^® VA-64) und wasserunlöslichem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer bestand, die Vergleichsbeispiele 9 und 10 stehen für Zusammensetzungen auf Basis von Ethylen/Acrylsäure-Polymerwachs mit niedrigem Molekulargewicht (AC-5120 Allied Signal) als Hauptkomponente. Die Bestandteile und ihre Mengen für jedes Vergleichsbeispiel sind in Tabelle 3 zusammen mit physikalischen und Leistungsdaten gezeigt. Wie in der Tabelle gezeigt wird, trennten die Vergleichsbeispiele 8 und 10, wenn sie geschmolzen waren, über Nacht ihre Phasen, was anzeigt, dass die Komponenten unverträglich sind. Weil Phasentrennung im Schmelztank eines Heißschmelzbeschichters während des Probenvorbereitungsverfahrens beginnen kann, wurden mit den Vergleichsbeispielen 8 und 10 keine Leistungstests durchgeführt. Diese beiden Vergleichsbeispiele sind wegen ihrer Unverträglichkeit als Heißschmelze für Einwegabsorbensartikelanwendungen praktisch nutzlos. Vergleichsbeispiel 9 zeigte andererseits keinen Farbumschlag, wenn es gemäß dem hier in Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren getestet wurde. Infolgedessen konnten auch keine Farbintensitäts-, Echtheits- und Umweltbeständigkeitstests durchgeführt werden. Ein derartiges Produkt hat wiederum keinen praktischen Wert als Nässeindikator. Tabelle 3. Vergleichsbeispiele 8-10

n/a = nicht verfügbar

Claims

Heißschmelzklebstoffzusammensetzung mit Nässeanzeigung, die ein Gemisch der folgenden Bestandteile umfasst: 10 bis 40 Gew.-% Ethylen/Alkylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer 20 bis 60 Gew.-% polaren Klebrigmacher, 15 bis 60 Gew.-% Tensid oder Tensidgemisch, 0 bis 20 Gew.-% Weichmacher, 0 bis 2 Gew.-% Stabilisator und 0,01 bis 0,5 Gew.-% Nässeindikator, wobei die Bestandteile insgesamt 100 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Terpolymer ein Ethylen/Methylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer ist, das 5 bis 35 Gew.-% Methacrylat und 2 bis 25 Gew.-% Acrylsäure enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Terpolymer einen Schmelzindexwert größer als 5 g/10 min aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Klebrigmacher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rosinharz, modifiziertem Rosinharz, hydriertem Rosinharz, Rosinharzester und Terpen/Phenol-Harz.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, bei der das modifizierte Rosinharz ein polymerisiertes Rosinharz mit einer Säurezahl zwischen 100 und 170 mg KOH/g und einem Erweichungspunkt oberhalb von 80 °C ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid ein nichtionisches Tensid mit einem HLB-Wert unterhalb von 20 ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid einen HLB-Wert unterhalb von 15 aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid einen HLB-Wert zwischen 3 und 12 aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, bei der das nichtionische Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkylaminen und -amiden, Alkanolaminen und -amiden, Aminoxiden, ethoxyliertem Fettalkohol, ethoxylierten Fettsäuren, ethoxylierten Alkylphenolen, ethoxylierten Aminen und Amiden, ethoxylierten Fettestern und ölen, Glyceriden und deren Derivaten, Sorbitanderivaten, Sucrose- und Glucosederivaten.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid ein ethoxylierter Fettalkohol ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid ein Mono- oder Difettester von Glycerin ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus flüssigem Polyethylenglykol und Dibenzoatester.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, bei der der Dibenzoatester Diethylenglykoldibenzoat ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Nässeindikator ein pH-Indikator ist und Bromphenolblau umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Nässeindikator ein pH-Indikator ist und Bromkresolgrün umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Nässeindikator ein pH-Indikator ist und eine Mischung aus Bromphenolblau und Bromkresolgrün umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung ferner einen inerten Farbstoff oder ein inertes Färbemittel enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung ferner ein fluoreszierendes Mittel enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung ferner einen Füllstoff enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Talk, Calciumcarbonat, Ton, Siliciumdioxid, Mica, Wollastonit, Feldspat, Aluminiumsilikat, Aluminiumoxid, hydratisiertem Aluminiumoxid, Glasmikrokugeln, keramischen Mikrokugeln, thermoplastischen Mikrokugeln, Baryt, Wachsen und Holzmehl.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 15 bis 30 Gew.-% des Terpolymers enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 25 bis 50 Gew.-% des Klebrigmachers enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 25 bis 45 Gew.-% des Tensids oder eines Gemisches von Tensiden enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 5 bis 15 Gew.-% des Weichmachers enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 0,1 bis 1 Gew.-% des Stabilisators enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 0,05 bis 0,2 Gew.-% des Nässeindikators enthält.
Adsorbierender Einwegvliesgegenstand, der zumindest teilweise mit einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 beschichtet ist, die darauf als Heißschmelzklebstoff aufgebracht worden ist.