DE69709641T2

DE69709641T2 - Hydrophiler schmelzkleber

Info

Publication number: DE69709641T2
Application number: DE69709641T
Authority: DE
Inventors: Mark Alper; Mark Gibes; Diane Strelow
Original assignee: Ato Findley Inc
Current assignee: Bostik Inc
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: ES2170400T3; WO1997048779A1; CA2257813A1; AU3404497A; JP4420984B2; EP0907692A1; JP2000514108A; US6860961B2; DE69709641D1; AU730846B2; BR9709880A; US6380292B1; CA2257813C; EP0907692B1; CN1121469C; CN1222928A; US20020161085A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Heißschmelzklebstoffe und insbesondere Heißschmelzklebstoffe mit verbesserten hydrophilen Eigenschaften, die bei der Herstellung von nicht-gewebten Einweggegenständen ihre Anwendung finden.
Nicht-gewebtes Textil (Vlies) besteht aus einem Netzwerk ineinandergreifender Fasern und wird beim Aufbau von Einweggegenständen eingesetzt. Spezifische Anwendungen von Vliesen schließen Einwegwindeln, Monatsbinden, Verbandstücher, Krankenhaustücher und Inkontinenzprodukte für Erwachsene ein.
Bei solchen Anwendungen ist es im Allgemeinen notwendig, Vlies, Gewebe oder absorbierenden Flaum auf ein anderes Substrat aufzukleben. Dieses zweite Substrat kann ein weiteres nichtgewebtes Textil, Gewebe oder ein Material wie Polyolefin sein, z. B. eine Polyethylen- oder Polypropylenschicht. Typischerweise ist ein Heißschmelzklebstoff verwendet worden, um solche Materialien aneinander zu binden, weil während der Herstellung keine Verdampfungsstufe notwendig ist, wie dies bei auf Wasser basierenden oder auf Lösungsmittel basierenden Klebstoffen der Fall ist. Geeignete Heißschmelzklebstoffe müssen die richtige Bindungsstärke besitzen, um die Substrate zu verkleben, und müssen auch eine gute Flexibilität, kein An- oder Durchbluten, eine geeignete Viskosität und Offenzeit, um auf kommerziellen Maschinen zu Funktionieren, eine akzeptable Stabilität bei Lagerbedingungen und eine akzeptable thermische Stabilität bei normalen Anwendungsbedindungen aufweisen.
Viele verschiedene Polymere sind in Heißschmelzklebstoffen verwendet worden, die beim Aufbau von nicht-gewebten Einweggegenständen eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang typische Heißschmelzklebstoffe haben Polymere einbezogen, die S-I-S (Styrol/Isopren/Styrol), SBS (Styrol/Butadien/Styrol), SEBS (Styrol/Ethylen/Butylen/Styren), EVA (Ethylen/Vinylacetat) und APAO (amorphes Poly-α-Olefin) enthalten. Die US-A-4 049 602 (Albers et al.), die US-A-4 704 110 (Raykovitz et al.), die US-A-4 944 993 (Raykovitz et al.) und die US-A-5 719 226 (Kegley) diskutieren verschiedene Heißschmelzklebstoffe des Standes der Technik. Die EF-A-0 710 737 offenbart ebenfalls eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung des Standes der Technik. Obwohl diese Polymere, wenn sie richtig gemischt werden, eine akzeptable Klebung zwischen den meisten Substraten bereitstellen, die in typischen nicht-gewebten Aufbaus wie Windeln eingesetzt werden, und außerdem unter Trockenbedingungen eine akzeptable Klebung bereitstellen, weisen sie verschiedene Nachteile auf, die ihre Brauchbarkeit mindern.
Einer der wichtigsten zu erwähnenden Nachteile von vorbekannten Heißschmelzklebstoffen betrifft die Weise, mit der der Klebstoff, der typischerweise sehr hydrophob ist, reagiert, wenn er Flüssigkeiten wie Wasser oder Urin ausgesetzt ist. Normalerweise würde man erwarten, dass der hydrophobe Charakter von Heißschmelzklebstoffen ein Vorteil ist, weil solche Klebstoffe gute Trockenbindungen bereitstellen und normalerweise eine akzeptable Bindungsstärke aufrechterhalten, wenn sie nass sind. Die Hersteller von nicht-gewebten Einweggegenständen wie Windeln haben sich jedoch bemüht, Produkte herzustellen, deren Gesamtdicke und Profil viel dünner ist und die Superabsorbermaterialien anstelle von Flaum einsetzen, der normalerweise in dem Kern verwendet wird. In solchen nicht-gewebten Ausführungen ist es deshalb außerordentlich wichtig sicherzustellen, dass Wasser, Urin und andere auf Wasser basierende Ausscheidungen und Lösungen so schnell wie möglich zu dem absorbierenden Kern geleitet werden und dass jedes Material, das eine solche Wirkung behindern könnte, ausgeschlossen oder mindestens minimiert wird. Im Ergebnis ist verständlich, warum die Hydrophobie von typischen Heißschmelzklebstoffen unerwünscht ist, weil sie ein Merkmal ist, das inhärent den Flüssigkeitstransport in den Kern von solchen Gegenständen hindert.
Es ist deshalb seit langem ein Wunsch, einen Heißschmelzklebstoff zu finden, der zur Bindung auf Substrate brauchbar ist, die typischerweise im Aufbau von nicht-gewebten Gegenständen eingesetzt werden, wie Polyethylen, Polypropylen, Vlies, Gewebe oder Flaum, und der außerdem, nachdem er für einen längeren Zeitraum Wasser, Urin und ähnlichen Materialien ausgesetzt war, eine akzeptable Nassbindungsstärke beibehält. Gleichzeitig sollte ein solcher Klebstoff hydrophiler sein, um den Fluidtransport in den absorbierenden Kern von solchen Gegenständen nicht zu hindern.
Es war deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Heißschmelzklebstoff zur Verfügung zu stellen, der zur Herstellung von nicht-gewebten Einweggegenständen brauchbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, einen Heißschmelzklebstoff bereitzustellen, der als Aufbauklebstoff eingesetzt werden kann und der außerdem ausreichend hydrophil ist, um den Fluidtransport in den absorbierenden Kern des nicht-gewebten Einweggegenstandes zu unterstützen.
Erfindungsgemäß wird deshalb eine hydrophile Heißschmelzklebstoffzusammensetzung bereitgestellt, die die folgenden Komponenten umfasst:
10 bis 50% Polymer
40 bis 80% klebrigmachendes Harz,
0 bis 40% Weichmacher,
0,1 bis 2% Antioxidans und
0,1 bis 30% Tensid mit einem HLB-Wert kleiner als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel von 75º oder kleiner aufweist.
Es ist bevorzugt, dass der Kontaktwinkel kleiner als 40º ist. Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine hydrophile Heißschmelzklebstoffzusammensetzung bereitgestellt, die die folgenden Komponenten umfasst:
18 bis 25% Polymer,
50 bis 60% klebrigmachendes Harz,
12 bis 25% Weichmacher,
1% Antioxidans und
2 bis 15% Tensid mit einem HLB-Wert von kleiner als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel von kleiner als 40º aufweist.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstandes bereitgestellt, das die Schritte umfasst:
Bereitstellung eines ersten Schichtmaterials, das ein Substrat aus einem nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstand umfasst,
Bereitstellung eines zweiten Schichtmaterials, das ein zweites Substrat aus einem nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstand umfasst,
Aufbringung eines hydrophilen Heißschmelzklebstoffs auf eines von dem ersten oder zweiten Schichtmaterialien, sodass Fluid, das mit den Klebstoff kontaktiert, direkt zu einer gewünschten absorbierenden Stelle in einem der ersten oder zweiten Schichtmaterialien geführt wird, wobei der hydrophile Heißschmelzklebstoff die folgenden Komponenten umfasst:
10 bis 50% Polymer,
40 bis 80% klebrigmachendes Harz,
0 bis 40% Weichmacher,
0,1 bis 2% Antioxidans und
0,1 bis 30% Tensid mit einem HLB-Wert von kleiner als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel von kleiner als 75º aufweist, und
die ersten und zweiten Schichtmaterialien aneinander gebunden werden.
Ein geringer Kontaktwinkel ist gewünscht, so dass Wasser, Urin oder andere auf Wasser basierende Ausscheidungen eher "vornetzen" als "Tropfen bilden", was dazu führt, dass das Fluid von dem Klebstoff weggeleitet wird.
Das Tensid muss mit den anderen in dem Heißschmelzklebstoff verwendeter Rohmaterialien angemessen kompatibel sein, so dass es die Leistung des Aufbaus oder die thermische Stabilität des Klebstoffs nicht nachteilig beeinflußt. Andererseits muss das Tensid aus der Oberfläche des Klebstoffs "ausschwitzen", um so den Kontaktwinkel zu senken und den Klebstoff hydrophiler zu machen. Somit muss ein empfindliches Verträglichkeitsgleichgewicht gehalten werden. Das Tensid sollte auch kein Wasser oder andere Lösungsmittel enthalten, was es in Heißschmelzmischmaschinen verarbeitbar macht, sowie für den Endanwender ungiftig sein.
Der erfindungsgemäße Klebstoff weist, im Vergleich mit den hydrophiler. Klebstoffen des Standes der Technik, den Vorteil auf, dass er nicht wasserlöslich ist. Ein wasserlöslicher Klebstoff weist, wenn überhaupt, nur eine geringer Nassbindungsstärke auf, und verliert somit nach anfänglichem Kontakt mit Flüssigkeiten seine Brauchbarkeit. Außerdem kann ein wasserlöslicher Klebstoff, sobald er aufgelöst ist, eine verdünnte Lösung bilden, die mit der Haut des Anwenders in Kontakt kommen und unerwünschte Nebenwirkungen hervorrufen könnte.
Der erfindungsgemäße Klebstoff erhöht die Fluidabsorption in den Kern des nicht-gewebten Gegenstandes, wie einer Windel, signifikant, und verbessert somit die Wirksamkeit des Kerns. Er vermindert auch die Wahrscheinlichkeit des Auslaufens von Flüssigkeit aus solchen Gegenständen und unterstützt die Verbesserung der Absorption in dünneren, mit Superabsorber gefüllten Gegenständen, indem das Fluid schneller zum Kern geleitet wird. Dies wird durch Aufbringen des erfindungsgemäßen hydrophilen Heißschmelzklebstoffs auf ein Substrat eines nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstandes in einer solchen Konfiguration erreicht, dass das Fluid zu einer gewünschten absorbierenden Stelle in einem der Substrate geleitet oder "gesaugt" wird. Wenn z. B. der Einweggegenstand eine Windel ist, kann der Klebstoff als rechteckiges Muster zentral in dem Mooswollenbereich eines nicht-gewebten Substrats aufgebracht werden. Dies führt dazu, dass Urin zum Mooswollenbereich des absorbierenden Kerns geleitet wird, statt zum Beinstulpenbereich oder Taillenbereich der Windel.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffe sind besonders zur Verwendung in absorbierenden Gegenständen wie Windeln, Höschen für das Trockenwerden, Inkontinenzprodukten, Schutzeinlagen für Frauen und medizinischen Produkten geeignet. Bei allen diesen Produkten besteht die Notwendigkeit, die Schichten oder Substrate des Gegenstandes aneinander zu binden, und dafür werden wie oben beschriebenen oft Heißschmelzen verwendet. Normalerweise wird der Kernbereich des Gegenstandes aufgeklebt, indem eine Klebstoffschicht auf ein nicht-gewebtes Substrat aufgesprüht und dieses auf einen absorbierenden Kern aufgeklebt wird. In vielen Fällen wird eine Gewebeschicht zwischen das Vlies und den Kern platziert, wobei manchmal der Kern vollständig eingewickelt und in anderen Fällen einfach die oberste Schicht bedeckt wird. Eine weitere Klebstoffschicht kann verwendet werden, um den absorbierenden Kernflaum an das Gewebe zu binden, und außerdem kann eine weitere Klebstoffschicht das Gewebe oder den Flaum auf die Rückschicht binden (die oft Polyethylen oder ein Verbundlaminat ist). Entsprechend werden mindestens eine und häufig mehrere Schichten gesprühte Heißschmelze verwendet, um den Kern durch Bindung zu platzieren. Wenn sich die nicht-gewebte Deckschicht und der Kern nicht in gutem Kontakt befinden, kann ein "Spannen" ("tenting") des nicht-gewebten Materials stattfinden, wodurch die Absorption dramatisch verringert sein kann.
Außerdem hält der Klebstoff den Kern an Ort und Stelle und kann dabei helfen, ein Reißen des Kerns zu verhindern. Ein Reißen des Kerns kann den ordentlichen Flüssigkeitsverlust innerhalb des Kerns selbst verhindern und ein Auslaufen hervorrufen. Um die Beständigkeit gegen die Nassbindungslösung und das Kernreißen zu verbessern, wurde eine bestimmte Klasse von Heißschmelzmaterialien mit einer hohen Nassbindungsstärke entwickelt, die eine Verbesserung gegenüber konventionellen Klebstoffen die stellen, da sie die Bindung sowohl auf das Gewebe als auch den Kern behalten, wenn sie nass sind.
Leiden kann das Verfahren zum Platzieren von Schichten von gesprühten Heißschmelzmaterialien im Bereich des Kerns die Fluidaufnahme in der Tat verringern, weil der Klebstoff selbst recht hydrophob ist. Obwohl die neue, oben erwähnte Klasse von Klebstoffen mit hoher Nassbindungsstärke gegenüber der Bindungslösung unter Nässebedingungen beständig ist, sind sie auch hydrophob. Die erfindungsgemäßen Klebstoffe sind sehr hydrophil und beheben dieses Problem und verbessern sogar die Fluidaufnahme des Kerns, wenn man mit der Situation ohne Klebstoff vergleicht (siehe Beispiele 2 und 3). Sie können auch so formuliert werden, dass sie hydrophil sind und verbessern die Beständigkeit gegen eine Bindungslösung bei Nässebedingungen, wie die oben erwähnte neue Klasse von Klebstoffen (siehe Beispiel 4).
Diese Klebstoffe können offensichtlich im Kernbereich verwendet werden und binden jede der Schichten in einem bestimmten absorbierenden Gegenstand aneinander, ohne die Absorbierfähigkeit der Struktur zu hemmen. Absorbierende Kerne können in Gegenständen wie Windeln, Inkontinenzprodukten, Schutzeinlagen für Frauen und medizinischen Gegenständen gefunden werden. Oft werden in absorbierenden Gegenständen Superabsorber (SAP) verwendet, um die Rate und die Haltekraft des celluloseartigen absorbierenden Materials in dem Kern zu verbessern. Diese SAP werden manchmal mit Heißschmelzen an eine Stelle gebunden. Es ist klar, dass diese Heißschmelzen wegen ihrer hydrophoben Beschaffenheit die Absorptionsrate des SAPs verringern können. Die erfindungsgemäßen hydrophilen Klebstoffe können auch in dieser Anwendung verwendet werden.
Die Deckschicht des absorbierenden Gegenstandes muss es Fluiden ermöglichen, leicht durch sie hindurch zu dringen. Diese Schicht ist oft ein Vlies oder anderer Typ von Textil basierend auf Polymeren wie Polyethylen oder Polypropylen. Obwohl diese Textilien und Folien mit Löchern gut als Deckschichten funktionieren, ist klar, dass sie hydrophob sind. Ein auf diese Materialien aufgebrachter Flüssigkeitstropfen geht nicht einfach durch, obwohl das Textil viele offene Poren aufweist.
Um diesem Problem aus dem Wege zu gehen, mussten Hersteller dieser Materialien die Materialien behandeln, um sie hydrophiler zu machen (oft durch eine Oberflächenbehandlung). In anderen Fällen haben Hersteller von absorbierenden Gegenständen während der Verarbeitung Tenside oder andere Materialien auf die Materialien gesprüht. Das Versprühen dieser Materialien verursacht Probleme bei der Betriebsüberwachung der Herstellungslinie, und die zerstäubten Materialien können die Luft belasten und den Maschinenfahrer reizen. Diese Materialien dienen auch keinem anderen Zweck als dem, die Deckschicht hydrophiler zu machen. Außerdem können diese Tenside in andere Teile des Gegenstands wandern und zu einer Bindungslösung der Heißschmelzen führen. Es soll erwähnt werden, dass die erfindungsgemäßen Klebstoffe sowohl verwendet werden können, um den Gegenstand zu verbinden, als auch dafür, die Verwendung von hydrophoben Standarddeckschichten zu ermöglichen. Die hydrophile Natur kann auf den Gegenstand übertragen werden, um Bereiche selektiv zu behandeln, was eine größere Freiheit bei der Konstruktion von absorbierenden Gegenständen ermöglicht.
Es gibt andere Anwendungen, bei denen es gewünscht ist, ein Material atmungsaktiv zu machen, d. h. es zu ermöglichen, dass Feuchtigkeit (wie Schweiß) durch ein Laminat fließt. Dies kann sowohl in Gegenständen wie Windeln als auch in medizinischen Gegenständen nützlich sein. Die Erfindung kann auch dazu verwendet werden, den Fluss durch typische hydrophobe Heißschmelzen in solchen Anwendungen zu verbessern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Balkendiagramm, in dem die Prozent Wasser verglichen werden, die durch ein Vlies-Gewebe-Laminat geflossen waren und von einem Handtuch absorbiert wurden, wobei das Laminat in einem Test mit einem typischen vorbekannten hydrophoben Heißschmelzklebstoff mit einem Kontaktwinkel von 85º verbunden war, verglichen mit einem zweiten Test, bei dem ein hydrophiler Heißschmelzklebstoff erfindungsgemäß formuliert war;
Fig. 2 ist ein Balkendiagramm, in dem die mittleren Werte für das Haftvermögen (Schälfestigkeit) und Kontaktwinkel für verschiedene Heißschmelzklebstoffe verglichen werden;
Fig. 3 ist die auseinandergezogene, perspektivische, schematische Ansicht einer Einwegwindel, die einen erfindungsgemäßen hydrophilen Heißschmelzklebstoff einschließt;
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht der Windel von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Einwegschutzeinlage für Frauen, die einen erfindungsgemäßen hydrophilen Heißschmelzklebstoff einschließt; und
Fig. 6 ist eine auseinandergezogene, schematische, perspektivische Ansicht einer der Fig. 1 ähnlichen Einwegwindel, auf deren Vliesdeckschicht ein erfindungsgemäßer hydrophiler Heißschmelzklebstoff in einer solchen Weise aufgebracht ist, dass ein Aufsaugen von Fluiden zum Kern der Windel hin sichergestellt ist.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine hydrophile Heißschmelzklebstoffzusammensetzung mit den Bestandteilen in den folgenden Mengenbereichen stellt, wenn sie bezüglich ihrer Benetzbarkeit untersucht wird, Vorteile verglichen mit der herkömmlichen Technologie bereit. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung die folgenden Bestandteile auf, bezogen auf das Gewicht:
etwa 10 bis 50% Polymer
etwa 40 bis 80% klebrigmachendes Harz,
etwa 0 bis 40% Weichmacher,
etwa 0,1 bis 2% Antioxidans und
etwa 0,1 bis 30% Tensid, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen.
Aus der Vielzahl von verfügbaren thermoplastischen Materialien können beliebige als das Polymer in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 15 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% verwendet werden. Beispiele für solche Materialien schließen auf Ethylen basierende Polymere einschließlich Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/Acrylat, Ethylen/Methacrylat, Ethylen/Methylacrylat, Ethylen/Methylmethacrylat, Polybutylen, Polyethylen hoher und niedriger Eichte, Polyethylengemische und chemisch modifiziertes Polyethylen, Copolymere von Ethylen und 1 bis 6 ein- und mehrfach ungesättigten Monomeren, Polyamide, Polybutadienkautschuk, Polyester wie Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat, thermoplastische Polycarbonate, ataktische Poly-α-olefine einschließlich ataktisches Polypropylen und andere, thermoplastische Polyacrylamide, Polyacrylnitril, Copolymer von Acrylnitril und anderen Monomeren wie Butadien/Styrol, Polymethylpenten, Polyphenylensulfid, aromatische Polyurethane, Styrol/- Acrylnitril, Acrylnitril/Butadien/Styrol, Styrol/Butadien-Kautschuke, Polyethylenterephthalat, Acrylnitril/Butadien/Styrol- Elastomere, Polyphenylensulfid, A-B-, A-B-A-, A-(B-A)n-B- und (A-B)n-Y-Blockpolymere, bei denen das A einen Polyvinyl-aromatischen Block umfasst, der Block B einen kautschukartigen Mittelblock umfasst, der teilweise hydriert sein kann, und Mischungen dieser Substanzen ein.
Bevorzugte Polymere zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Klebstoffen umfassen EVA, APP, Polybutylen, lineare A-B-A-Block- und lineare A-(B-A)n-B-Multiblock-Copolymere und radiale oder Teleblock-Copolymere der Formel (A-B)n-Y, bei denen A einen Polystyrolblock umfasst, B einen im Wesentlichen kautschukartigen Polybutadien- oder Polyisoprenblock umfasst, Y eine mehrwertige Verbindung umfasst und n eine Zahl und mindestens 3 ist. Die Mittelblöcke können nachbehandelt werden, um durch Hydrierung oder eine andere Nachbehandlung, die restliche Ungesättigtheit entfernt, deren Wärmestabilität zu verbessern. Die Größe und die Menge der A- oder Endblöcke in der A-B-A-Blockcopolymerstruktur kann bis 15 bis 51 Gew.-% des Polymers betragen.
Obwohl der Styrolgesamtgehalt des Polymers bis 51 Gew.-% des Polymers betragen kann, und weil die Polymere für eine optimale Leistung mehr als 2 Blöcke aufweisen können, sollte die Gesamtmenge von Block A kleiner als oder gleich etwa 45 Gew.-% des Polymers betragen und beträgt insbesondere weniger als oder gleich 35 Gew.-% des Polymers. In einem S-B-S (Styrol/Butadien/Styrol) -Copolymer beträgt das bevorzugte Molekulargewicht etwa 50 000 bis 120 000 und der bevorzugte Styrolgehalt beträgt etwa 20 bis 45 Gew.-%. In einem S-I-S (Styrol/Isopren/Styrol)- Copolymer beträgt das bevorzugte Molekulargewicht etwa 100 000 bis 200 000 und der bevorzugte Styrolgehalt beträgt etwa 14 bis 35 Gew.-%. Die Hydrierung der Butadienmittelblöcke ergibt kautschukartige Mittelblöcke, die typischerweise als Ethylen/Butylen-Mittelblöcke angesehen werden.
Solche Blockcopolymere sind von der Shell Chemical Company, Enichem, Fina und Dexco erhältlich. Multiblock- oder kegelförmige Blockcopolymere (des Typs A-(B-A)n-B) sind von Firestone erhältlich.
Die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzaufbauklebstoffen verwendeten klebrigmachenden Harze sind solche, die die Klebeeigenschaften erweitern und die spezifische Adhäsion (Klebekraft) des Polymers verbessern. Der Begriff "klebrigmachendes Harz" schließt hier ein:
(a) natürliches und modifiziertes Harz (Rosin) wie beispielsweise Gumharz, Holzharz, Tallölharz, etherisches Harz, hydriertes Harz, dimerisiertes Harz und polymerisiertes Harz,
(b) Glycerin- und Pentaerythritester von natürlichen und modifizierten Harzen wie beispielsweise der Glycerinester von hellen Holzharz, der Glycerinester von hydriertem Harz, der Glycerinester von polymerisiertem Harz, der Pentaerythritester von hellem Holzharz, der Pentaerythritester von hydriertem Harz, der Pentaerythritester von Tallölharz und der phenolmodifizierte Pentaerythrithester von Harz,
(c) Polyterpenharze mit einem Erweichungspunkt, bestimmt gemäß ASTM-Methode E28-58T, von etwa 60ºC bis 140ºC, wobei die letztgenannten Polyterpenharze im Allgemeinen aus der Polymerisation von Terpenkohlenwasserstoffen wie dem als Pinen bekannten Monoterpen in der Gegenwart von Friedel-Crafts- Katalysator bei mäßig niedrigen Temperaturen stammen, die hydrierten Polyterpenharze sind auch eingeschlossen,
(d) Copolymere und Terpolymere von natürlichen Terpenen, z. B. Styrol/Terpen, α-Methylstyrol/Terpen und Vinyltoluol/Terpen,
(e) phenolmodifizierte Terpenharze wie beispielsweise das aus der Kondensation von Terpen und Phenol in einem sauren Medium stammende Harzprodukt,
(f) aliphatisches Erdölkohlenwasserstoffharz mit einem Ring- und-Kugel-Erweichungspunkt von etwa 60ºC bis 140ºC, wobei die letztgenannten Harze aus der Polymerisation von Monomeren stammen, die vornehmlich aus Olefinen und Diolefinen bestellen, die hydrierten aliphatischen Erdölkohlenwasserstoffharze sind ebenfalls eingeschlossen; Beispiele für derartige, auf einer C&sub5;-Olefinfraktion basierende, kommerziell erhältliche Harze dieses Typs sind die klebrigmachenden Harze "Wingtack 95" und "Wingtack 115", die von der Goodyear Fire and Rubber Company angeboten werden,
(g) aromatische Erdölkohlenwasserstoffe und deren hydrierte Derivate und
(h) aliphatische/aromatische, von Erdöl abgeleitete Kohlenwasserstoffe und deren hydrierte Derivate.
Mischungen von zwei oder mehr der oben beschriebenen klebrigmachenden Harze können für einige Formulierungen notwendig sein. Obwohl 40 bis 80 Gew.-% klebrigmachendes Harz verwendet werden kann, liegt der bevorzugte Bereich bei 50% bis 65%. Ein Beispiel für ein kommerziell erhältliches klebrigmachendes Harz, das erfindungsgemäß brauchbar ist, schließt das Harz ein, das im Handel als Unitac R100L bezeichnet wird. Dieses Harz ist ein auf Pentaerythrit basierender Tallölharzester und von Union Camp erhältlich.
Ein Weichmacher kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von 0 bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10% bis etwa 30% vorhanden sein, um die gewünschte Viskositätskontrolle zu liefern, ohne die Klebekraft oder Betriebstemperatur des Klebstoffs wesentlich zu verringern. Ein geeigneter Weichmacher kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die nicht nur die üblichen weichmachenden Öle wie Mineralöl, sondern auch Olefinoligomere und Polymere mit niedrigem Molekulargewicht als auch pflanzliches und tierisches Öl und Derivate dieser Öle einschließt. Die von Erdöl abgeleiteten Öle, die eingesetzt werden können, sind Materialien mit einem relativ hohen Siedepunkt, die nur einen geringen Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen enthalten. Dabei sollte der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen vorzugsweise kleiner als 30% und insbesondere kleiner als 15% sein, bezogen auf das Gewicht des Öls. Alternativ kann das Öl vollständig nicht-aromatisch sein. Die Oligomere können Polypropylene, Polybutene, hydriertes Polyisopren, hydriertes Butadien oder dergleichen sein, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 350 und etwa 10 000. Geeignete pflanzliche und tierische Öle schließen Glycerinester der normalen Fettsäuren und deren Polymerisationsprodukte ein. Der erfindungsgemäß eingesetzte Weichmacher kann eine beliebige Anzahl von verschiedenen Weichmachern sein, die Erfinder haben jedoch gefunden, dass ein Mineralöl wie Kaydol, hergestellt von Witco, für die vorliegende Erfindung besonders brauchbar ist. Es ist ebenfalls festgestellt worden, dass Benzoflex 9-83, ein von Velsicol hergestelltes Dipropylenglykoldibenzoat, ein geeigneter Weichmacher ist. Es ist klar, dass Weichmacher typischerweise eingesetzt werden, um die Viskosität der gesamten Klebstoffzusammensetzung zu senken, ohne die Klebekraft und/oder die Betriebstemperatur des Klebstoffs wesentlich zu verringern. Die Wahl des Weichmachers kann bei der Formulierung für bestimmte Endanwendungen (wie Anwendungen mit hoher Stärke des Kerns bei Nässe) geeignet sein.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden Paraffine verwendet, um die Schmelzviskosität der Heißschmelzaufbauklebstoffe zu verringern, ohne jedoch deren Klebebindungseigenschaften merklich zu verringern. Diese Paraffine werden auch verwendet, um die Offenzeit (Verarbeitungszeit, open time) der Zusammensetzung zu verringern, ohne die Temperaturleistung zu beeinflussen. Unter den brauchbaren Paraffinen sind:
(1) Polyethylen mit einem niedrigen Molekulargewicht, d. h. 1000 bis 6000, mit einem Härtewert, bestimmt gemäß ASTM-Methode D-1321, von etwa 0,1 bis 120 und ASTM-Erweichungspunkten von etwa 66ºC bis 121ºC (150ºF bis 250ºF)
(2) Erdölwachse wie Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 54ºC bis 77ºC (130ºF bis 170ºF) und mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 57ºC bis 93ºC (135ºF bis 200ºF), wobei die letztgenannten Schmelzpunkte gemäß ASTM-Methode D-127-60 bestimmt werden,
(3) ataktisches Polypropylen mit einem Ring-und-Kugel-Erweichungepunkt von etwa 120ºC bis 160ºC (248ºF bis 320ºF),
(4) synthetische Paraffine, die durch Polymerisieren von Kohlenmonoxid und Wasserstoff hergestellt werden, wie Fisher- Tropsch-Wachs, und
(5) Polyolefinparaffine.
Der Begriff "Polyolefinparaffin" ("polyolefin wax") bezieht sich hier auf diejenigen Polymeren und langkettigen Substanzen die aus olefinischen Monomereinheiten bestehen. Diese Materialien sind kommerziell von der Eastman Chemical Co. unter der Marke "Epolene" erhältlich. Die Materialien, die bevorzugt in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, weisen einen Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt von 93ºC bis 177ºC (200ºF bi:3 350ºF) auf. Es ist klar, dass jedes dieser Paratfinverdünnungsmittel bei Raumtemperatur fest ist. Andere brauchbare Substanzen schließen hydrierte tierische, Fisch- und pflanzliche Fette und Öle wie hydrierten Talg, Schweinefett, Sojaöl, Baumwollsamenöl, Castoröl, Menhadinöl oder Dorschleberöl ein, die, weil sie hydriert worden sind, fest sind; sie haben sich ebenfalls als Paraffinverdünnungsmitteläquivalente brauchbar erwiesen. Diese hydrierten Materialien werden in der Klebstoffindustrie oft als "tierische oder pflanzliche Wachse" bezeichnet. Außerdem können Kohlenwasserstofföle, insbesondere naphthenische oder paraffinische Verfahrensöle hier als das Paraffinverdünnungsmittel eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung schließt Stabilisator oder Antioxidans in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-%, ein, vorzugsweise jedoch 0,1% bis 1%. Die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzklebstoffzusammensetzungen brauchbaren Stabilisatoren werden eingeschlossen, um dabei zu helfen, die oben erwähnten Polymere und damit das gesamte Klebstoffsystem vor den Wirkungen eines thermischen oder oxidativen Abbaus zu schützen, der normalerweise während der Herstellung und Aufbringung des Klebstoffs als auch dann stattfindet, wenn das Endprodukt der Umgebung normal ausgesetzt ist. Ein solcher Abbau äußerst sich normalerweise in der Verschlechterung des Aussehens und der physikalischen Eigenschaften und der Leistungsmerkmale des Klebstoffs. Ein besonders bevorzugtes Antioxidans ist Irganox 1010, ein von Cibea-Geigy hergestelltes Tetrakis (methylen (3,5-di-tert.- butyl-4-hydroxyhydrocinnamat))methan. Unter den anwendbaren Stabilisatoren sind gehinderte Phenole und multifunktionelle Phenole mit hohem Molekulargewicht, wie Schwefel- und Phosphorhaltige Phenole. Gehinderte Phenole sind den Fachleuten bekannt und können als phenolische Verbindungen charakterisiert werden, die sterisch anspruchsvolle Reste in der unmittelbaren Nachbarschaft der phenolischen Hydroxylgruppe enthalten. Insbesondere sind im Allgemeinen am Benzolring in mindestens einer der ortho- Positionen, bezogen auf die phenolische Hydroxylgruppe, mit, tert.-Butylgruppen substituiert. Die Anwesenheit dieser sterisch anspruchsvoll substituierten Reste in der Nähe der Hydroxylgruppe dient dazu, deren Streckfrequenz und entsprechend deren Reaktivität zu verringern, diese sterische Gehindertheit gibt der phenolischen Verbindung somit ihre stabilisierenden Eigenschaften. Beispielhafte gehinderte Phenole schließen ein:
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3-5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)- benzol;
Pentaerythrit-tetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat;
n-Octadecyl-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat;
4,4'-Methylanbis(4-methyl-6-tert.-butylphenol;
4,4'-Thiobis(6-tert.-butyl-o-cresol;
2,6-Di-tert.-butylphenol;
6-(4-Hydroxyphenoxy)-2,4-bis(n-octylthio)-1,3,5-triazin;
2,3,4-Tris(4-hydroxy-3,5-di-tert.-butyl-phenoxy)-1,3,5-triazin;
Di-n-octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat;
2-(Octylthio)ethyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzoat und
Sorbit-hexa-(3,3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat.
Als Stabilisator besonders bevorzugt ist Pentaerythrittetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat.
Die Leistung dieser Stabilisatoren kann weiter erhöht werden, indem mit ihnen zusammen: (1) synergistische Verbindungen wie beispielsweise Thiodipropionatester und Phosphite und (2) Chelatisierungsmittel und Metalldeaktivatoren wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure, deren Salze und Disalicylalpropylendiimin eingesetzt werden.
Die Erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung kann unter Verwendung einer beliebigen der in der Technik bekannten Verfahren formuliert werden. Ein repräsentatives Beispiel für ein Verfahren des Standes der Technik schließt ein: Platzieren aller Substanzen in einen doppelwandigen Mischkessel, vorzugsweise in einen doppelwandigen Hochleistungsmischer des Typs Baker-Perkins oder Day, der mit Rotoren ausgerüstet ist, und nachfolgend Erhöhen der Temperatur dieser Mischung auf etwa 121ºC bis 177ºC (250ºF bis 350ºF). Es ist klar, dass die in diesem Schritt zu verwendende genaue Temperatur vom Schmelzpunkt der bestimmten Bestandteile abhängt. Die erhaltene Klebstoffzusammensetzung wird gerührt, bis sich die Polymere vollständig aufgelöst haben. Dann wird ein Vakuum angelegt, um eingeschlossene Luft zu entfernen.
Optionale Additive können in die Heißschmelzklebstoffkonstruktionszusammensetzung eingeschlossen sein, um bestimmte physikalische Eigenschaften zu modifizieren. Diese Additive können Farbmittel wie Titandioxid und Füllstoffe wie Talkum und Ton einschließen.
Das Tensid kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% und insbesondere etwa. 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorhanden sein, um den Klebstoff hydrophiler zu machen. Das Tensid weist einen Hydrophil-Lipopbil-Gleichgewicht (HLB)-Wert von kleiner als 15 auf und wird in die Zusammensetzung in einer solchen Menge eingeschlossen, dass der erhaltene Klebstoff einen Kontaktwinkel von 75º oder kleiner aufweist, vorzugsweise kleiner als etwa 40º. Ein geringer Kontaktwinkel ist gewünscht, so dass Wasser, Urin und andere auf Wasser basierende Ausscheidungen "vornetzen" statt "Tropfen bilden", was dazu führt, dass das Fluid von dem Klebstoff weggeleitet wird.
Der HLB-Wert eines Tensids ist ein Ausdruck für das Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht, d. h. das Gleichgewicht zwischen der Größe und Stärke der hydrophilen (Wasser-anziehenden oder polaren) und lipophilen (Öl-anziehenden oder unpolaren) Gruppen des Tensids. Alle Tenside bestehen aus einem Molekül, das sowohl hydrophile als auch lipophile Gruppen kombiniert.
Das Tensid muss mit den anderen in dem Heißschmelzklebstoff verwendeten Rohmaterialien einigermaßen kompatibel sein, so dass es die Leistung des Klebstoffs in dem Aufbau nicht negativ beeinflusst. Andererseits muss das Tensid an die Oberfläche des Klebstoffs "ausschwitzen", um so den Kontaktwinkel zu senken und den Klebstoff hydrophiler zu machen. Somit muss ein empfindliches Gleichgewicht der Kompatibilität aufrechterhalten werden. Das Tensid sollte auch kein Wasser oder andere Lösungsmittel enthalten, das es in Heißschmelzmischgeräten verarbeitbar und für den Endanwender ungiftig macht. Das Tensid muss auch ausreichend stabil und unflüchtig sein, um die Verarbeitung in Heißschmelz- und Anwendungsvorrichtungen ohne Auswirkung auf den Klebstoff zu ermöglichen.
Der Begriff "Tensid" oder "oberflächenaktives Mittel" bezeichnet hier jede Verbindung, die die Oberflächenspannung verringert, wenn sie in Wasser oder wässrigen Lösungen gelöst wird, oder die die Grenzflächenspannung zwischen zwei Flüssigkeiten oder zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff verringert. Beispiele für geeignete Tenside schließen ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt:
(1) Fettsäureester wie Glycerinester, PEG-Ester und Sorbitanester, einschließlich Ethylenglykoldistearat, Ethylenglykolmonostearat, Glycerinmono- und/oder -dioleat, PEG-Dioleat, PEG-Monolaurat, Sorbitanmonolaurat, Sorbitantrioleat usw. Diese Tenside sind von ICI, Rhone-Poulene und aus anderen Quellen erhältlich.
(2) Alkylphenolethoxylate, Alkoholethoxylate, Alkylaminethoxylate, einschließlich Octylphenolethoxylat und Nonylphenolethoxylat. Diese Tenside sind von Rhone-Poulenc, Union Carbide und aus anderen Quellen erhältlich.
(3) 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, erhältlich von Air Products.
(4) Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymere, die von Union Carbide oder BASF erhältlich sind. Es soll erwähnt werden, dass diese und andere Tenside wenn nötig gemischt werden können, um das beste Gemisch mit hydrophilen Leistungseigenschaften herzustellen.
Es ist gefunden worden, dass Atmer 688, ein nichtionisches Tensidgemisch, und Alkamuls GMS/C, ein Glycerinmonostearat, die beide von ICI Americas Inc. hergestellt werden, bevorzugte Tenside zur Verwendung in der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung sind.
Um die Oberflächenbenetzbarkeit zu bestimmen, werden Kontaktwinkeluntersuchungen von Flüssigkeitströpfchen auf Substratoberflächen verwendet. Je niedriger der Kontaktwinkel, desto hydrophiler ist der Klebstoff. Der Kontaktwinkel ist als der Winkel zwischen der Substratträgeroberfläche und der Tangente am Kontaktpunkt des Flüssigkeitströpfchens mit dem Substrat definiert. Der Wert des Kontaktwinkels des Flüssigkeitstropfens hängt von der Oberflächenenergie des Substrats und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit ab. Wenn eine vollständige Benetzung zwischen der Flüssigkeit und der Substratoberfläche stattfindet, spreizt das Tröpfchen über das Substrat aus und der Kontaktwinkel erreicht 0, wenn jedoch die Benetzung nur partiell erfolgt, liegt der resultierende Kontaktwinkel im Bereich von 0 bis 180º. Die in den Fig. 1 und 2 als auch die in Tabelle 1 angegebenen Kontaktwinkel wurden alle mit einem Kontaktwinkelmessgerät von Tantec Inc., Modell CAM-FILM, unter Verwendung des in der US-A-5 268 733 beschriebenen Halbwinkelmessverfahrens bestimmt.
In Fig. 1 ist ein Balkendiagramm dargestellt, das die Prozent Wasser vergleicht, die durch ein Laminat in ein Handtuch absorbiert werden, das mit dem Laminat bedeckt ist. Das Laminat war ein auf eine Gewebeschicht gebundenes nicht-gewebtes Substrat. Die Bindung wurde mit einem hydrophoben Heißschmelzklebstoff des Standes der Technik mit einem Kontaktwinkel von 85º oder einem erfindungsgemäß formulierten hydrophilen Heißschmelzklebstoff (XO) mit einem Kontaktwinkel von 50º gebildet. Jeder Klebstoff wurde bei drei verschiedenen Aufbringungsniveaus, d. h. 0,155 mg/cm² (1 mg/Zoll²), 0,465 mg/cm² (3 mg/Zoll²) und 1,55 mg/cm² (10 mg/Zoll²) untersucht. Die Untersuchung wurde folgendermaßen durchgeführt: Auf einen flachen Träger wurde ein Handtuch platziert, das Handtuch mit dem Laminat bedeckt und dann eine Seite des Trägers so aufgerichtet, dass das Handtuch und das Laminat in einem Winkel von 30º schräg stehen. 3 g Wasser wurden kann auf das Laminat gegossen. Das Gewicht des nassen Handtuchs wurde dann bestimmt und mit seinem Trockengewicht verglichen, um die absorbierten Prozent Wasser zu bestimmen.
Wie dargestellt ist der erfindungsgemäße hydrophile Klebstoff bezüglich der Benetzbarkeit dem hydrophoben Klebstoff des Standes der Technik klar überlegen. Die von dem Handtuch absorbierten Prozent Wasser lagen bei Verwendung des vorliegenden hydrophilen Klebstoffs (XO) bei 65% bis 71%, während die Absorption bei Verwendung des hydrophoben Klebstoffs des Standes der Technik nur 25% bis 50% betrug. Somit ermöglichte der hydrophile Klebstoff (XO) eine signifikant höhere Fluidabsorption durch das Handtuch.
Fig. 2 zeigt ein Säulendiagramm, das das durchschnittliche Haftvermögen und Kontaktwinkel für verschiedene Heißschmelzklebstoffe vergleicht. Fig. 2 zeigt, dass erfindungsgemäß hergestellte hydrophile Klebstoffe, die alle einen Kontaktwinkel von kleiner als 75º aufweisen, ein solches ausreichendes Haftvermögen beibehalten, um als Aufbauklebstoffe in nicht-gewebten Gegenständen wie Windeln verwendet zu werden. In diesen Tests wurden unter Verwendung von Polyethylen (PE) - und nicht-gewebten (nonwoven, NW)-Substraten Laminate gebildet, die mit dem angegebenen Klebstoff bei einer Zugabe von 0,465 mg/cm² (3 mg/Zoll²) aneinander gebunden waren. Für jeden verschiedenen Klebstoff wurde der Kontaktwinkel bestimmt und als durchgehende Linie aufgetragen. Das Instron-Haftvermögen der Proben wurde bei einer Querkopfgeschwindigkeit von 30,84 cm/min (12 Zoll/min) untersucht und stellt das Mittel von 5 Tests dar. Es soll erwähnt werden, dass sich der Begriff "viel" in Fig. 2 auf die dem Klebstoff zugesetzte Tensidmenge bezieht, die 15% betrug. Der Begriff "mittel" bezieht sich auf die Zugabe von 10% Tensid zu der Klebstoffformulierung, während sich "wenig" auf die Verwendung von 5ºs Tensid in der Formulierung bezieht.
In Fig. 3 und 4 ist eine auseinandergezogene Ansicht der eine Windel. 10 ausmachenden verschiedenen Substrate in deren flachem, ungeschrumpftem Zustand gezeigt, wobei Teile der Struktur schematisch gezeigt sind, um den Aufbau der Windel 10 klarer zu zeigen. Fig. 4 zeigt die mehreren Schichten oder Substrate der Windel 10 im Querschnitt schematisch. Der Begriff "Windel" bezieht sich hier auf einen absorbierenden Gegenstand, der typischerweise von Kleinkindern, jüngeren Kindern und inkontinenten Personen getragen wird. Es ist klar, dass ein solcher absorbierender Gegenstand um den unteren Oberkörper des Trägers herum getragen und um die Hüften des Trägers herum gehalten wird. Es ist jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere absorbierende Gegenstände wie Höschen für das Trockenwerden, Inkontinenzprodukte wie Slips und Unterwäsche, Schutzeinlagen für Frauen wie Monatsbinden und Schlüpfereinlagen und medizinische Produkte wie medizinische Tücher anwendbar ist.
Der Begriff "absorbierender Gegenstand" bezieht sich auf ein Mittel oder Produkt, das Körperflüssigkeiten und Ausscheidungen wie Urin absorbiert und einschließt. Insbesondere bezieht sich dieser Begriff auf Mittel und Gegenstände, die am Körper des Trägers anliegend oder in dessen Nähe getragen werden und verschiedene vom Körper abgegebene Fluide und Ausscheidungen zu absorbieren und einzuschließen. Der Begriff "Einweg" beschreibt hier Gegenstände, die nach einer einzigen Verwendung weggeworfen werden. Solche Gegenstände sind nicht dazu bestimmt, gewaschen oder in einer anderen Weise als absorbierender Gegenstand wieder verwendet zu werden. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands sind die in Fig. 3 schematisch gezeigte Windel 10 und die in Fig. 5 schematisch dargestellte Schutzeinlage für Frauen.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt weist die Windel 10 mehrere Schichten von Schichtmaterial oder Substraten auf, die aneinander gebunden sind, um den absorbierenden Gegenstand zu bilden. Insbesondere schließt die Windel 10 eine für Fluide durchlässige, nicht-gewebte Deckschicht 12 und eine für Fluide durchlässige Rückschicht 13 (die typischerweise aus Polyethylen gefertigt ist) auf, die sich an Deckschicht 12 anschließt. Ein absorbierender Kern 14 ist zwischen Deckschicht 12 und Rückschicht 13 angeordnet. Der absorbierende Kern 14 kann aus Flaum 8 und einem in der Mitte angeordneten Superabsorbens (SAP)-Material 15 bestehen. Die Windel 10 kann auch eine Gewebedeckschicht 16 einschließen, die zwischen Deckschicht 12 und Kern 14 angeordnet ist, als auch eine Gewebeunterschicht 17, die zwischen Rückschicht 13 und Kern 14 angeordnet ist. Wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist jedes Substrat durch eine Schicht von erfindungsgemäß formuliertem Klebstoff an das sich anschließende Substrat gebunden. Zum Beispiel ist die nicht-gewebte Deckschicht 12 an Gewebedeckschicht 16 mittels Klebstoffschicht 18 gebunden, die auf die Unterseite von Deckschicht 12 aufgebracht ist. Gewebedeckschicht 16 ist wiederum mittels Klebstoffschicht 19 an Kern 14 gebunden. Kern 14 ist mittels Klebstoffschicht 20 an Gewebeunterschicht 17 gebunden, und Gewebeunterschicht 17 ist wiederum mittels Klebstoffschicht 21, die auf die obere Fläche von Rückschicht 13 aufgebracht ist, an Rückschicht 13 gebunden. Der Klebstoff kann in Abhängigkeit vom gewünschten Bindungsort und -typ wendelgesprüht, schmelzgeblasen, über Spalten aufgebracht oder als Perle aufgebracht werden.
Wie an besten in Fig. 3 gezeigt schließt Windel 10 ein Paar gegenüberliegende Taillenträger 22 und 23 ein, die einen Mooswollenbereich 24 verbinden. Mooswollenbereich 24 wiederum schließt ein Paar von gegenüberliegenden elastisch ausgebildeten Beinstulpen 24 und 25 ein. Wenn Windel 10 vom Träger getragen wird, werden Taillenträger 22 und 23 durch ein Feststellsystem zusammengehalten, das in Fig. 3 als Paar von lösbaren Bandstreifen 27 und 28 gezeigt ist.
In Fig. 5 ist ein absorbierender Gegenstand dargestellt, der eine typische Schutzeinlage für Frauen 11 darstellt. Einlage 11 umfasst mehrere Schichten von Schichtmaterial oder Substraten, die aneinander gebunden sind, um den absorbierenden Gegenstand zu bilden. Insbesondere schließt Einlage 11 eine für Fluide durchlässige, nicht-gewebte Deckschicht 29 und eine für Fluide undurchlässige Rückschicht 30 (die typischerweise aus Polyethylen gefertigt ist) ein, die sich an Deckschicht 29 anschließt. Zwischen Deckschicht 29 und Rückschicht 30 befindet sich ein absorbierender Kern 31. Absorbierender Kern 31 kann aus Flaum und/oder Superabsorber (SAP)-Material bestehen. Einlage 11 kann auch eine Gewebedeckschicht 32 einschließen, die zwischen Deckschicht 29 und Kern 31 angeordnet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist jedes Substrat mit einer Schicht von erfindungsgemäß formuliertem Klebstoff an ein benachbartes Substrat gebunden. Zum Beispiel kann nicht-gewebte Deckschicht 29 an Gewebedeckschicht 32 durch Klebstoffschicht 33 gebunden sein, die auf die Unterseite von Deckschicht 29 aufgebracht ist. Gewebedeckschicht 32 ist wiederum an Kern 31 mittels Klebstoffschicht 34 gebunden. Letztendlich ist Kern 31 an Rückschicht 30 mittels Klebstoffschicht 35 gebunden, die auf die obere Seite von Rückschicht 30 aufgebracht ist. In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist auch auf die Unterseite von Rückschicht 30 eine Klebstoffschicht 36 aufgebracht, und Abziehpapier 37 bedeckt Klebstoff 36. Wenn somit Papier 37 entfernt wird, um Klebstoff 36 freizulegen, kann Klebstoffschicht 36 eingesetzt werden, um Einlage 11 auf einer vom Träger getragenen Unterwäsche zu befestigen, wie in der Technik herkömmlich und bekannt ist.
In Fig. 6 ist Windel 38 dargestellt, die der in Fig. 3 und 4 dargestellten Windel ähnlich ist. Entsprechend werden für die gleichen Komponenten in Fig. 6 die gleichen Zahlen verwendet, außer dass der Buchstabe "a" angefügt ist. Windel 38 schließt jedoch einen hydrophilen Heißschmelzklebstoff ein, der erfindungsgemäß formuliert und auf die nicht-gewebte Deckschicht 12a in einer solchen Weise aufgebracht ist, dass er ein Aufsaugen von Fluiden zur Mitte von Windel 38 hin ergibt. Um dies zu erreichen, verdeutlicht Fig. 6 ein rechteckiges Muster 39 des Klebstoffs, der in dem Mooswollenbereich 24a auf die Unterseite von Deckschicht 12a aufgebracht ist. Die Aufbringung des Klebstoffs in diesem Bereich der Windel 38 verbessert das Eindringen vor Fluid in den Mooswollenbereich 24a selektiv, verglichen mit anderen Bereichen wie Taillenträgern 22a und 23a und Beinstulpen 25a und 26a von Deckschicht 12a, und zwar wegen der hydrophilen Eigenschaften des Klebstoffs im Aufbau 39. Obwohl ein rechteckiges Muster gezeigt ist, können gegebenenfalls andere Muster verwendet werden, wie ovale Formen, Fußballformen, Formen wie die Acht und Kreisformen. All diese können eingesetzt werden, um Fluid zu einer gewünschten absorbierenden Stelle in einem der Substrate eines absorbierenden Gegenstands wie einer Windel oder einer Schutzeinlage zu leiten.
Die Erfindung wird außerdem durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht.

BEISPIELE 1 bis 4

Die folgenden Klebstoffgemische wurden gemäß den in Tabelle 1 gezeigten Mengen (in Prozent) hergestellt. Beispiel 1 ist ein typischer hydrophober Klebstoff des Standes der Technik ohne irgendein zugesetztes Tensid. Die Beispiele 2 bis 4 wurden alle erfindungsgemäß unter Verwendung verschiedener Tensidmengen formuliert. Beim Testen zeigten die Formulierungen der Beispiele 2 bis 4 alle ein Haftvermögen (Schälfestigkeit), das ausreicht, um als Aufbauklebstoff zu wirken, während sie auch einen niedrigen Kontaktwinkel ergaben, was zu ausreichenden hydrophilen Eigenschaften führte, um eine Benetzbarkeit zu ergeben. TABELLE 1

Rohmaterialien

Unitac R10CL Schmp. 100ºC (212ºF), PE-Tallölharzester, Union Camp
Stereon 840A SBS-Blockcopolymer, Firestone
SolT 193B SIS-Blockcopolymer, Enichem
Kaydol Mineralöl, Witco
Benzoflex 3-88 Dipropylenglykoldibenzoat, Belsicol
Atmer 688 nichtionisches Tensidgemisch, ICI
Alkamuls GMS/C Glycerinmonostearat, Rhone-Poulenc
Irganox 1010 Tetrakis(methylen(3,5-di-tert.- butyl-4-hydroxyhydrocinnamat))methan, Ciga-Geigy
Beschichtungsbedingungen: PE-auf-NW-Laminate, 0,465 mg/cm² (3,0 mg/Zoll²) Spiralaufsprühen, 0,5 Sekunden Offenzeit, 163ºC (325ºF) Klebstoff, 204ºC (400ºF) Luft.
Instron-Haftvermögen: Mittlere Haftvermögen bei 30,48 cm/min (12 Zoll/min).

Claims

1. Hydrophile Heißschmelzklebstoffzusammensetzung, die die folgenden Komponenten umfasst:

10 bis 50% Polymer,

40 bis 80% klebrigmachendes Harz,

0 bis 40% Weichmacher,

0,1 bis 2% Antioxidans und

0,1 bis 30% Tensid mit einem HLB-Wert kleiner als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel von 75º oder kleiner aufweist.

2. Zusammensetzung nach Ansprach 1, bei der der Klebstoff einen Kontaktwinkel kleiner als 40º aufweist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Weichmacher Mineralöl ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Tensid ein Alkylphenolethoxylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Octylphenolethoxylat und Nonylphenylethoxylat ist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus auf Ethylen basierendem Polymer, Polyamid, Polybutadienkautschuk, Polyester, thermoplastischem Polycarbonat, ataktischem Poly-α-olefin, thermoplastischem Polyacrylamid, Polyacrylnitril, Copolymer von Acrylnitril, Polymethylpenten, Polyphenylensulfid, aromatischem Polyurethan, Styrol-Acrylnitril, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Styrol-Butadien-Kautschuken, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Elastomeren, A-B-, A-B-A-, A- (B-A) n-B-, (A-B) n-Y- Blockpolymeren, bei denen das A einen Polyvinyl-aromatischen Block umfasst, der Block B einen kautschukartigen Mittelblock umfasst, der teilweise hydriert sein kann, und Mischungen dieser Substanzen.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei der das auf Ethylen basierende Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/Acrylat, Ethylen/Methacrylat, Ethylen/Methylacrylat, Ethylen/Methylmethacrylat, Polybutylen. Polyethylen hoher und niedriger Dichte, Polyethylenmischungen, chemisch modifiziertem Polyethylen und Copolymeren von Ethylen und 1 bis 6 einfach- oder zweifach ungesättigten Monomeren.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei der das ataktische Poly-α-olefin ataktisches Polypropylen ist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Antioxidans gehindertes Phenol ist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das klebrigmachende Harz ausgewählt ist aus aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen, hydrierten aromatischen Kohlenwasserstoffharzen, hydrierten aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen und Harzestern (Rosinestern).

10. Hydrophile Heißschmelzklebstoffzusammensetzung, die die folgenden Komponenten umfasst:

19 bis 25% Polymer,

50 bis 60% klebrigmachendes Harz,

12 bis 25% Weichmacher,

1% Antioxidans und

2 bis 15% Tensid mit einem HLB-Wert von weniger als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel kleiner als 40º aufweist.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, bei der der Weichmacher Mineralöl ist.

12. Zusammensetzung nach Anspruch 20, bei der das Tensid ein Alkylphenolethoxylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Octylphenolethoxylat und Nonylphenolethoxylat ist.

13. Zusammensetzung nach Anspruch 20, bei der das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus auf Ethylen basierenden Polymer, Polyamid, Polybutadienkautschuk, Polyester, thermorlastischem Polycarbonat, ataktischem Poly-α-olefin, thermoplastischem Polyacrylamid, Polyacrylnitril, Copolymer von Acrylnitril, Polymethylpenten, Polyphenylensulfid, aromatischem Polyurethan, Styrol-Acrylnitril, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Styrol-Butadien-Kautschuken, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Elastomeren, A-B-, A-B-A-, A- (B-A) n-B-, (A-B) n-Y- Blockpolymeren, bei denen das A einen Polyvinyl-aromatischen Block umfasst, der Block B einen kautschukartigen Mittelblock umfasst, der teilweise hydriert sein kann, und Mischungen dieser Substanzen.

14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, bei der das auf Ethylen basierende Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/Acrylat, Ethylen/Methacrylat, Ethylen/Methylacrylat, Ethylen/Methylmethacrylat, Polybutylen, Polyethylen hoher und niedriger Dichte, Polyethylenmischungen, chemisch modifiziertem Polyethylen und Copolymeren von Ethylen und 1 bis 6 ein- oder zweifach ungesättigten Monomeren.

15. Zusammensetzung nach Anspruch 13, bei der das ataktische Poly-α-olefin ataktisches Polypropylen ist.

16. Zusammensetzung nach Anspruch 10, bei der das Antioxidans gehindertes Phenol ist.

17. Zusammensetzung nach Anspruch 10, bei der der klebrigmachende Harz ausgewählt ist aus aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen, hydrierten aromatischen Kohlenwasserstoffharzen, hydrierten aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen und Harzestern (Rosinestern).

18. Verfahren zur Herstellung eines nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstandes, das die Schritte umfasst:

Bereitstellung eines ersten Schichtmaterials, das ein Substrat aus einem nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstand umfasst,

Bereitstellung eines zweiten Schichtmaterials, das ein zweites Substrat aus einem nicht-gewebten absorbierenden Einweggegenstand umfasst,

Aufbringung eines hydrophilen Heißschmelzklebstoffs auf eines von dem ersten oder zweiten Schichtmaterialien, so dass Fluid, das mit dem Klebstoff kontaktiert, direkt zu einer gewünschten absorbierenden Stelle in einem der ersten oder zweiten Schichtmaterialien geführt wird, wobei der hydrophile Heißschmelzklebstoff die folgenden Komponenten umfasst

10 bis 50% Polymer,

40 bis 80% klebrigmachendes Harz,

0 bis 40% Weichmacher,

0,1 bis 2% Antioxidans und

0,1 bis 30% Tensid mit einem HLB-Wert von kleiner als 15, wobei das Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureester, Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol, Alkylphenolethoxylat, Alkoholethoxylat und Alkylaminethoxylat, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und wobei der Klebstoff einen Kontaktwinkel kleiner als 40º aufweist und

die ersten und zweiten Schichtmaterialien aneinander gebunden werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das erste Schichtmaterial ein nicht-gewebtes (Vlies)Substrat ist und das zweite Schichtmaterial ein Gewebesubstrat ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der nicht-gewebte adsorbierende Einweggegenstand eine Windel ist.

21. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der nicht-gewebte absorbierende Einweggegenstand eine Schutzeinlage für Frauen ist.

22. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Klebstoff aufgebracht wird, um auf dem nicht-gewebten Substrat eine rechteckiges Muster zu liefern.

23. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der hydrophile Heißschmelzklebstoff die folgenden Komponenten umfasst:

18 bis 25% Polymer,

50 bis 60% klebrigmachendes Harz,

12 bis 25% Weichmacher,

1% Antioxidans und

2 bis 15% Tensid mit einem HLB-Wert kleiner als 15, wobei die Komponenten insgesamt 100 Gew.-% ausmachen und bei dem der Klebstoff einen Kontaktwinkel kleiner als 40º aufweist.