DE69821526T2

DE69821526T2 - Konstruktions-schmelzhaftkleber für wegwerfartikel

Info

Publication number: DE69821526T2
Application number: DE69821526T
Authority: DE
Inventors: Robert Goodman; F. Stephen HATFIELD; Alejandro Matassa
Original assignee: Henkel Corp
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: JP2001525446A; EP1036126B1; WO1999028405A1; BR9813412B1; TR200001568T2; EP1036126A1; DE69821526D1; US6184285B1; AU1598099A; AR013787A1; BR9813412A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf neue Heißschmelz-Baukleber zur Herstellung von wegwerfbaren Konsumgütern, wie Windeln, Damenbinden, Inkontingenz-Produkten für Erwachsene und medizinische Kleidungsstücke.
Hintergrund der Erfindung
Die Entwicklung von Heißschmelz-Bauklebern für wegwerfbare Konsumgüter verläuft parallel mit der zunehmenden Komplexität der Artikel selbst. Die zunehmende Komplexität von wegwerfbaren Konsumgütern erfordert, das Heißschmelz-Baukleber an einen größeren Bereich von Substraten geklebt werden, wie verschiedene Vliesstoff-Materialien und Polyolefine mit niedriger Oberflächenenergie wie unbehandeltes Polypropylen. Die Verwendung dünnerer Polyolefin-Trägerfolien bei der Herstellung von wegwerfbaren Konsumgütern erfordert die Verwendung von heißen Schmelzen mit niedrigerer Viskosität, um ein Durchbrennen und eine Verformung zu verhindern, wenn der Klebstoff aufgetragen wird. Stark kriechfeste Verklebungen sind notwendig, um elastische Befestigungen an ihrem Platz zu halten, z. B. elastische Befestigungen aus natürlichem Kautschuk, Polyurethan und verschiedenen Schaumtypen. Zusätzlich dazu sind Einschränkungen in Bezug auf einen geringen Geruch und eine geringe Färbung der heißen Schmelzen notwendig, um die Erwartungen der Verbraucher zu erfüllen.
Heißschmelz-Baukleber für wegwerfbare Konsumgüter sind bekannt, einschließlich heißer Schmelzen auf der Basis von Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymer, heißer Schmelzen auf der Basis von amorphem Polypropylen-α-Olefin (APAO), heißer Schmelzen auf der Basis von Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-A-B-A-B-A-Multiblockcopolymer, heißer Schmelzen auf der Basis von radialem Styrol- Butadien-Styrol (SB)_n-Copolymer, und heißer Schmelzen auf der Basis von Styrol-Isopren-Styrol (SIS)-A-B-A-Blockcopolymer.
Heiße Schmelzen auf der Basis von EVA-Copolymer, wie solche, die im US Patent Nr. 4,299,475 offenbart werden, leiden an einer geringen Haftung an Polyole und benötigen große Zugabemengen, um ausreichende Bindefestigkeiten zu erreichen.
Heißen Schmelzen auf APAO-Basis, wie solche, die im US Patent Nr. 4,460,728 offenbart werden, mangelt es an einer spezifischen Haftung an Polyole, und sie weisen eine schlechte Kriechbeständigkeit und eine schlechte maschinelle Verarbeitbarkeit auf.
Heiße Schmelzen auf der Basis von SBS-Multiblockcopolymer, wie solche, die im US Patent Nr. 4,526,577 offenbart werden, besitzen eine spezifische Haftung an elastische Schaumbefestigungen, die in Beinkräuselungen und Hosenbünden von Windeln und Inkontingenzartikeln für Erwachsene verwendet werden, und eine schlechtere Kriechbeständigkeit (die insbesondere bei niedrigen Temperaturen wahrnehmbar ist, denen Artikel üblicherweise während des Versands und der Lagerung ausgesetzt werden). Weiterhin weisen heiße Schmelzen auf der Basis von SBS-Multiblockcopolymer Wärmebeständigkeitsprobleme auf, d. h. wenn sie während des Herstellungsverfahrens des Artikels einem Erwärmen unterzogen werden, neigen diese heißen Schmelzen dazu, zu gelieren und die Auftragsgerätschaften zu verstopfen.
Heißschmelz-Baukleber auf der Basis von radialem Styrol-Butadien-Styrol (SB)_n-Copolymer, wie solche die in den US Patenten Nr. 4,944,933, 5,024,667, 5,037,411 und 5,057,571 offenbart werden, leiden an einer schlechten maschinellen Verarbeitbarkeit und Adhäsionseinschränkungen, was unterlegene Bindungen an Polyefin-Substrate ergibt. Zusätzlich dazu ist die Klebrigkeit dieser Formulierungen übermäßig hoch, um die notwendige Kriechbeständigkeit bereitzustellen, was wiederum die Klebstoffe bei niedrigen Temperaturen sehr steif macht und somit schlechtere Bindefestigkeiten bei solchen niedrigen Temperaturen ergibt. Radiale Polymere weisen, obwohl sie von sich aus stärker sind als Multiblockcopolymere, nicht die erwünschten Klebeeigenschaften auf, und zwar hauptsächlich aufgrund der Positionierung der Styrolbereiche. Multiblockcopolymere haben mehr Mittelblockenden, die sich von den Styrolbereichen weg erstrecken. Da der Mittelblock die Klebeeigenschaften dieser heißen Schmelzen bestimmt, haben Polymere, die mehr Mittelblockenden aufweisen, häufig bessere Klebeeigenschaften.
Heißschmelz-Baukleber auf der Basis von Styrol-Isopren-Styrol-A-B-A-Blockcopolymeren wie solche, die im US Patent Nr. 5,149,741 offenbart werden und hohe Mengen an Styrol aufweisen, ohne Styrol-Endblock-modifizierende Harze, leiden an einem Verlust an Kriechbeständigkeit und Wärmebeständigkeit bei der längeren Einwirkung hoher Temperaturen. SIS-Copolymere unterliegen Kettenspaltungsreaktionen, die große Mengen an Styrol-Isopren (SI)-Diblöcken bilden. Dies bewirkt einen Verlust an mechanischen Eigenschaften, der sich in sehr starken Viskositätsabnahmen, einer geringeren Wärmebeständigkeit, einer geringeren Scheradhäsions-Ausfalltemperatur und einer geringeren Kriechbeständigkeit äußert, wie durch eine kürzere Zeitspanne bis zum Versagen während des statischen Scherens sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen gezeigt wird. Weiterhin ist die Klebrigkeit dieser Zusammensetzungen zu stark erhöht, so dass ihre Tieftemperaturadhäsion beeinträchtigt wird.
Heißschmelzkleber, die keine Haftkleber sind, die auf A-B-A-Styrol-Butadien-Styrol-Copolymeren, A-B-A-B-A-Styrol-Butadien-Styrol-Copolymeren und deren hydrierten Gegenstücken basieren (Styrolgehalt 15% bis 60%), wie solche, die im US Patent Nr. 5,275,589 offenbart werden, sind speziell so konstruiert, dass sie an die äußere Faservlies-Schicht der drei Schichtenwindel-Konstruktion binden, und sie sind hochviskose ölfreie Formulierungen.
Sprühbare Heißschmelzkleber, die auf Mischungen von Styrol-Blockcopolymeren (12 Gew.-% bis 45 Gew.-% Styrol), klebrigmachenden Harzen und Ethylen-Copolymeren wie Ethylen-Methacrylat-Copolymeren basieren, wie solche, die im US Patent Nr. 5,401,792 offenbart werden, sind in der Industrie dafür wohlbekannt, dass sie sehr instabile Systeme sind, die aufgrund des Gelierens bei der übermäßigen Einwirkung einer hohen Temperatur Probleme bei Gerätschaften verursachen können.
Haftkleber-Heißschmelz-Zusammensetzungen mit geringer Klebrigkeit, die radiale Styrol-Butadien-Blockcopolymere, radiale Styrol-Isopren-Blockcopolymere und/oder lineare Styrol-Isopren-Blockcopolymere und weichmachende Öle enthalten, wie solche, die im US Patent Nr. 5,523,343 offenbart werden, weisen ein gutes Gleichgewicht von normalerweise erforderlichen Eigenschaften auf. Jedoch besitzen diese Heißschmelzklebstoff-Zusammensetzungen sehr niedrige Klebrigkeitswerte (d. h. Schälfestigkeit und schnelles Ankleben) und eine sehr hohe Viskosität. Demgemäß sind sie keine brauchbaren Klebstoffe zum Gebrach beim Zusammenfügen von wegwerfbaren Artikeln, bei denen hohe Klebrigkeitswerte und geringe Viskositäten bei 140°C, d. h. < 25 000 mPa·s, notwendig sind.
Das US Patent Nr. 4,104,327 offenbart eine Klebstoff-Zusammensetzung, die ein Elastomer umfasst, bestehend aus einem thermoplastischen Elastomer der Formel (S-B)_n oder (S-B)_n–1-S und einem thermoplastischen Elastomer der Formel (S-I)_n oder (S-I)_n–1. Insbesondere Mischungen aus einem linearen S-B-Triblockcopolymer und einem linearen SI-Triblockcopolymer (siehe Beispiele 6 bis 9) und eine Mischung aus einem linearen S-B-Multiblockcopolymer und einem linearen S-I-Multiblockcopolymer (siehe Beispiel 7) werden offenbart, wobei jedes Blockcopolymer einen Styrolgehalt von 30% hat.
Das US Patent Nr. 4,288,480 offenbart einen Haftkleber, umfassend eine Mischung aus einem Elastomer, das wenigstens ein Blockcopolymer aus Styrol und entweder Isopren oder Butadien umfasst, wobei ein Polystyrol-Block an wenigstens einem Ende des Blockcopolymers vorliegt, einem klebrigmachenden Harz, einem Weichmacher und einer Modifizierungsmittel-Komponente. Insbesondere wird eine Mischung aus linearem S-B-Triblockcopolymer (13 Gew.-% Styrol), radialem S-I-Blockcopolymer (15 Gew.-% Styrol) und radialem S-B-Blockcopolymer (20 Gew.-% Styrol) (siehe Beispiel 1) offenbart und eine Mischung aus linearem S-I-Triblockcopolymer (13 Gew.-% Styrol) und linearem S-B-Triblockcopolymer (30 Gew.-% Styrol) (siehe Beispiel 2) offenbart.
WO 96/11236 offenbart Heißschmelzkleber-Zusammensetzungen, die ein thermoplastisches Elastomer und ein klebrigmachendes Harz umfassen. Die Zusammensetzungen basieren auf SBS-Copolymeren oder einer Mischung von SBS/SIS-Copolymeren, in denen SIS in Gehalten vorliegt, die gleich 50 Gew.-% oder weniger des gesamten Blockcopolymers sind, und insbesondere beschreibt WO 96/11236 Mischungen aus linearen S-B-Triblock- und S-B-Diblockcopolymeren (Beispiele 1 und 2) und eine Mischung aus radialem S-B-Copolymer und S-B-Diblockcopolymer.
EP 0,532,831 offenbart eine Klebstoff-Zusammensetzung, die ein einziges Styrol-Isopren-Styrol (S-I-S)-Blockcopolymer umfasst, das einen Styrolgehalt von 25 bis 50% aufweist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Heißschmelz-Baukleber für wegwerfbare Konsumgüter bereitzustellen, der eine niedrige Viskosität aufweist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Heißschmelz-Baukleber für wegwerfbare Konsumgüter bereitzustellen, der eine Kriechbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und eine Adhäsion an Polyefine wie Polyethylen hoher Dichte sowohl bei erhöhten und als auch niedrigen Temperaturen aufweist.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch einen Heißschmelz-Baukleber für die Herstellung von wegwerfbaren Konsumgütern gelöst, umfassend eine Mischung aus linearem Styrol-Butadien-A-B-A-B-A-Multiblockcopolymer und einem linearem Styrol-Isopren-A-B-A-Triblockcopolymer, die jeweils unabhängig voneinander wenigstens 25 Gew.-% Styrol enthalten; wenigstens ein klebrigmachendes Harz und wenigstens einen Weichmacher; und gegebenenfalls eine oder mehrere der folgenden Substanzen: ein Wachs und/oder einen Stabilisator; und wobei der Heißschmelz-Baukleber eine Viskosität von nicht mehr als 25 000 mPa·s bei 140°C, eine Scheradhäsions-Ausfalltemperatur (SAFT) von wenigstens 60°C und eine statische Scherzeit bis zum Versagen von nicht weniger als 25 Stunden bei 23°C hat.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Der Heißschmelz-Baukleber der Erfindung enthält als primäre Komponente eine Mischung aus einem Styrol-Butadien-Blockcopolymer, das wenigstens 25 Gew.-% Styrol enthält, und einem Styrol-Isopren-Blockcopolymer, das wenigstens 25 Gew.-% Styrol enthält. Das Styrol-Butadien-Blockcopolymer kann ungefähr 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 16 Gew.-%, des Heißschmelzklebers der Erfindung ausmachen. Das Styrol-Isopren-Blockcopolymer kann ungefähr 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 16 Gew.-%, des Heißschmelzklebers der Erfindung ausmachen. Das Styrol-Butadien-Blockcopolymer und das Styrol-Isopren-Blockcopolymer können lineare Copolymere sein, die der allgemeinen Konfiguration A-B-A oder A-B-A-B-A entsprechen, oder sie können radiale Copolymere sein, die der allgemeinen Konfiguration (A-B-)_n entsprechen, wobei die Polymerblöcke A nicht elastomere Styrol-enthaltende Polymerblöcke sind, und die Polymerblöcke B elastomere Butadien-enthaltende oder Isopren-enthaltende Polymerblöcke sind. Die Verwendung von linearen Styrol-Butadien-Blockcopolymeren wird hierin zur Verwendung besonders bevorzugt. Das Styrol-Butadien-Blockcopolymer und das Styrol-Isopren-Blockcopolymer umfassen jeweils wenigstens 25 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-% und mehr bevorzugt 35 bis 45 Gew.-% Styrol. Das Styrol-Butadien-Blockcopolymer und das Styrol-Isopren-Blockcopolymer besitzen jeweils einen Schmelzindex von 3 bis 50, vorzugsweise von 8 bis 40 (bestimmt gemäß ASTM-D 1238-95). Das Verhältnis von Butadien-Isopren-Blockcopolymer zu Styrol-Isopren-Blockcopolymer, das verwendet wird, um die physikalische Mischung herzustellen, kann im großen und ganzen von 1 : 3 bis 3 : 1 Gewichtsteilen reichen und beträgt vorzugsweise 1 : 1.
Typische Styrol-Butadien-Copolymere, die vorteilhafterweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen die folgenden ein: die linearen A-B-A-Styrol-Butadien-Triblockcopolymere, die unter den Handelsnamen Kraton D-1102 von Shell Chemical oder SolT166 von Enichem verkauft werden, die linearen A-B-A-B-A-Styrol-Butadien-Multiblockcopolymere, die unter den Handelsnamen Stereon 840A von Firestone oder Vector D-4461 von Dexco verkauft werden, und die radialen (AB-)_n-Styrol-Butadien-Copolymere, die unter den Handelsnamen Kraton D-1122X von Shell Chemical oder SolT160 von Enichem verkauft werden. Typische Styrol-Isopren-Copolymere, die hierin vorteilhafterweise verwendet weren können, sind die Styrol-Isopren-Copolymere, die unter den Handelsnamen Vector D-4411D von Dexco oder SolT193A, SoIT193B und SolT193E-9308 von Enichem verkauft werden. Zusätzlich zum hohen Styrolgehalt wird der Diblock-Gehalt der Styrol-Isopren-Copolymere vorteilhafterweise bei weniger als 25 Gew.-%, mehr bevorzugt weniger als 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt bei 0 Gew.-%, gehalten, und aufgrund ihrer schlechten Wärmebeständigkeit (was zur Diblockbildung und einen Verlust an Kriech- und Wärmebeständigkeit führt).
Zur Verwendung sind hierin Mischungen des linearen A-B-A-B-A-Styrol-Butadien-Multiblockcopolymers am meisten geeignet, das unter dem Handelsnamen Stereon 840A von Firestone verkauft wird, und des linearen A-B-A-Styrol-Isopren-Triblockcopolymers mit einem Diblockgehalt von 0 Gew.-%, das unter dem Handelsnamen Vector D-4461 von Dexco verkauft wird.
Das klebrigmachende Harz (die klebrigmachenden Harze), die in den Heißschmelz-Bauklebern der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind solche, die die Klebeeigenschaften erweitern und die speziellen Adhäsionseigenschaften der Klebstoffe verbessern. Der Ausdruck "klebrigmachendes Harz", wie er hierin verwendet wird, schließt – ohne aber darauf beschränkt zu sein – folgendes ein: natürliche und modifizierte Harze, wie Naturharz, Holzharz, Tallölharz, destilliertes Terpentinharz, hydriertes Terpentinharz, dimerisiertes Terpentinharz und polymerisiertes Terpentinharz; Glycerin- und Pentaerythtritester von natürlichen und modifizierten Terpentinharzen, wie Glycerinester von hellem Holzharz, hydriertem Terpentinharz und polymerisiertem Terpentinharz, und die Pentaerythtritester von hellem Holzharz, hydriertem Terpentinharz, Tallölharz, und die Phenol-modifizierten Pentaerythtritester von Terpentinharz; Polyterpenharze mit einem Erweichungspunkt – bestimmt gemäß ASTM-Methode E-28-58T – von 60°C bis 140°C, wobei sich die letzteren Polyterpenharze sich im Allgemeinen aus der Polymerisation von Terpen-Kohlenwasserstoffen, wie das Monoterpen, das als Pinen bekannt ist, in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren bei mäßig niedrigen Temperaturen ergeben; auch eingeschlossen sind die hydrierten Polyterpenharze; Copolymere und Terpolymere von natürlichen Terpenen, z. B. Styrol/Terpen, α-Methylstyrol/Terpen und Vinyltoluol/Terpen; Phenol-modifizierte Terpenharze, wie z. B. das Harzprodukt, das sich aus der Kondensation – in saurem Medium – eines Terpens und eines Phenols ergibt; aliphatische Erdöl-Kohlenwasserstoffharze mit Ring-und-Kugel-Erweichungspunkten von 60°C bis 140°C, wobei die letzteren aus der Polymerisation von Monomeren stammen, die primär aus Olefinen und Diolefinen bestehen; auch eingeschlossen sind die hydrierten aliphatischen Erdöl-Kohlenwasserstoffharze, aromatische Erdöl-Kohlenwasserstoffharze und die hydrierten Derivate derselben; aliphatische/aromatische Kohlenwasserstoffe, die vom Erdöl abgeleitet sind, und die hydrierten Derivate derselben. Mischungen von zweien oder mehreren der oben beschriebenen klebrigmachenden Harze können verwendet werden, falls es erwünscht ist. Klebrigmachende Harze können im Allgemeinen 40 bis 65 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung ausmachen, und sie stellen vorzugsweise 50 bis 60 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung dar.
Die bevorzugten klebrigmachenden Harze der vorliegenden Erfindung sind aliphatische/aromatische Kohlenwasserstoffharze, die von Erdöl abgeleitet sind und Erweichungspunkte von 60°C bis 130°C haben. Im Handel erhältliche Harze dieses Typs werden unter dem Handelsnamen Escorez 5600 von Exxon und unter dem Handelsnamen Regalite V1100 von Herkules geliefert. Diese Harze bieten eine ausgezeichnete Kompatibilität bei Mischungen von Styrol-Isopren- und Styrol-Butadien-Blockcopolymeren, ohne dass zusätzliche klebrigmachende Harze notwendig sind. Ihre helle Farbe und ihr geringer Geruch machen sie ideal zum Gebrauch beim Zusammenfügen von Konsumgütern. Diese Harze haben Erweichungspunkte von 90°C bis 110°C.
Der Weichmacher (die Weichmacher), der (die) in dem Heißschmelzkleber der vorliegenden Erfindung verwendet wird (werden), stellt (stellen) eine Viskositätskontrolle und eine Befeuchtung und eine spezielle Adhäsion an verklebte Substrate bereit. Die Weichmacher werden aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus naphthenischem Öl, Phthalat- und Adipatestern, Oligomeren von Polypropylen, Polybutenen, Polyisopren, hydriertem Polyisopren und Polybutadien, Benzoatestern und pflanzlichen und tierischen Ölen und Derivaten derselben und Mischungen von zweien oder mehreren der obigen. Der bevorzugte primäre Weichmacher ist ein Paraffinöl von kommerzieller Qualität, das allgemein verwendet wird und unter dem Handelsnamen Kaydol Oil von Witco erhältlich ist. Weichmacher können im Allgemeinen 10 bis 30 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers des Erfindung ausmachen und stellen vorzugsweise 15 bis 25 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung dar.
Eine Wachskomponente (Wachskomponenten) kann (können) gegebenenfalls in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wachskomponenten sind für Mehrweck-Heißschmelzkleber dahingehend brauchbar, dass diese Komponenten eine zusätzliche Befeuchtung und eine zusätzliche Kriechbeständigkeit für geformte elastische Befestigungen bieten. Diese Wachsadditive können aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus einem Paraffinwachs, mikrokristallinem Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Polyethylenwachs, Ethylen-Vinylacetat-Harz, oxidiertem Polyethylenwachs, hydriertem Rizinusöl und Derivaten desselben, Polypropylenwachs und Mischungen von zweien oder mehreren derselben. Die in der vorliegenden Erfindung bevorzugten Wachse sind aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus oxidierten Polyethylenwachsen, von denen eine kommerzielle Qualität unter dem Handelsnamen AC-395 von Allied Signal erhältlich ist. Die Wachskomponente (die Wachskomponenten) kann (können) 0 bis 10 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung ausmachen und stellen vorzugsweise 3 bis 7 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung dar.
Stabilisatoren können gegebenenfalls in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie hochmolekulare gehinderte Phenole und multifunktionelle Phenole. Gehinderte Phenole sind dem Fachmann dahingehend wohlbekannt, dass sie wirksame primäre Stabilisatoren sowohl für Styrol-Isopren-Blockcopolymere als auch Styrol-Butadien-Blockcopolymere sind. Typische im Handel erhältliche Stabilisatoren dieser Typen werden unter den Handelsnamen Irganox 1010 und Irganox 1076 von Ciba-Geigy geliefert. Brauchbare sekundäre Stabilisatoren schließen die folgenden ein: Phosphite wie Tris-(p-nonylphenyl)phosphit (TNPP) und Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-diphenylendiphosphonit und Distearyl-3,3'-thiodipropionat (DSTDP). Der Stabilisator (die Stabilisatoren) kann (können) 0 bis 2,0 Gewichtsteile, bevorzugt 0,25 bis 2,0 Gewichtsteile des Heißschmelzklebers der Erfindung ausmachen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung sind gemäß den Unteransprüchen 5 bis 11.
Die Heißschmelzkleber-Zusammensetzung der Erfindung wird hergestellt, indem man die Komponenten in einem erwärmten Gefäß unter Vakuum bei einer Temperatur von 120°C bis 190°C vermischt, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Eine minimale Menge an thermischer und mechanischer Energie sollte bei der Herstellung des Klebstoffs angewendet werden. Die Bestimmung solcher Mengen liegen im Zuständigkeitsbereich des Fachmannes. Für diesen Schritt sind üblicherweise 3 Stunden notwendig. Dann wird das Vakuum mit Stickstoff- oder Kohlendioxidgas aufgehoben, um ein Einfangen von Luft in dem Klebstoff zu verhindern. Der fertige Klebstoff wird dann verpackt und schnell gekühlt, um zum Hersteller der wegwerfbaren Artikel geschickt zu werden.
Der Hersteller der wegwerfbaren Artikel schmilzt dann den Heißschmelzkleber wieder auf, um ihn als Baukleber für diese Artikel zu gebrauchen. Das Auftragen der Heißschmelz-Baukleber kann durch verschiedene Auftragssysteme erreicht werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Typ des herzustellen Artikels und den darin verwickelten Substraten. Diese Auftragssysteme können Spiralsprüh-Techniken, Mehrfachleitungsextrusion, Mehrfachpunktextrusion und Schmelzblas-Abscheidung umfassen. Die durch die Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellten Klebstoffe können durch irgendeine der oben erwähntem Techniken bei der Herstellung von Konsumgütern aufgetragen werden, wobei der Klebstoff ein Polyefin- oder ein Faservlies-Substrat mit wenigstens einem elastischen Substrat, einem Polyefin-, Schaum- oder Faservlies-Substrat verklebt.
Die Erfindung kann weiterhin durch die folgenden Beispiele der bevorzugten Ausführungsformen derselben erläutert werden, obwohl es klar ist, dass diese Beispiele nur zum Zwecke der Erläuterung und zum Vergleich mit dem Stand der Technik eingeschlosssen sind.
Beispiel 1
Eine Heißschmelzkleber-Zusammensetzung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt, indem man Styrol-Butadien- und Styrol-Isopren-Blockcopolymere, Weichmacher (erhältlich unter dem Handelsnamen Kaydol Oil von Witco) und Stabilisator (erhältlich unter dem Handelsnamen Irganox 1010 von Ciba-Geigy) in einem erwärmten Gefäß bei 177°C unter hohem Scheren mit einem Mischer vom Schiffsschraubentyp vermischte. Sobald diese Mischung homogen war, wurde das klebrigmachende Harz (erhältlich unter dem Handelsnamen Escorez 5600 von Exxon) langsam zugegeben, bis eine gleichmäßige Mischung erhalten wurde. Der sich ergebende Klebstoff wurde bezüglich der Viskosität (RBSP) getestet und dann mit einer Dicke von 25 μm auf eine 50 μm dicke PET-Folie unter Verwendung eines Acumeter-Schlitzdüsenbeschichters bei 140°C aufgetragen. Die sich ergebenden 25 μm dicken Klebstofffilme wurden dann im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 getestet.
Beispiel 1 wurde aus einem 1 : 1-Gemisch eines SBS-Multiblock-A-B-A-B-A-Copolymers (43% Styrol, 12 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Stereon 840A) und eines SIS-Triblock-A-B-A-Copolymers (kein Diblock, 40 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Vector 4411D) hergestellt. Dieses Beispiel stellt eine typische Formulierung dar, die auf den Lehren der Erfindung basiert, in der man ein lineares Multiblock-SBS-Copolymer, vermischt mit einem linearen Triblock-SIS-Copolymer, verwendet.
Vergleichsbeispiel 1
Das Vergleichsbeispiel 1 wurde aus einem 1 : 1-Gemisch eines radialen SBS (AB)_n-Copolymers (39% Styrol, 3 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1122X) und eines SIS-A-B-A-Triblock-Copolymers (25% Styrol, 25% SI-Diblock, 8 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Sol T-193B) hergestellt. Dieses Beispiel stellt eine Formulierung unter Verwendung eines radialen SBS-Copolymers, vermischt mit einem Triblock-SIS-Copolymer, dar.
Vergleichsbeispiel 2
Das Vergleichsbeispiel 2 wurde aus einem 1 : 1-Gemisch eines radialen SBS (AB)_n-Copolymers (39% Styrol, 3 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1122X) und eines SIS-A-B-A-Triblock-Copolymers (30% Styrol, kein Diblock, 7 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Sol TE-9308) hergestellt. Dieses Beispiel stellt eine Heißschmelz-Zusammensetzung dar, in der die Polymermischung ein radiales (SB)_n-Copolymer mit hohem Styrolgehalt und ein SIS-Triblockcopolymer mit hohem Styrolgehalt und ohne Diblock in einem Verhältnis von 1 : 1 umfasst.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Heißschmelz-Zusammensetzung gemäß den Lehren des US Patents Nr. 4,526,577 wurde gemäß der Arbeitsweise, die im Beispiel 1 aufgeführt ist, hergestellt und gestestet. Das Vergleichsbeispiel 3 basiert auf einem linearen SBS-Multiblock-A-B-A-B-A-Copolymer (43% Styrol, 12 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Stereon 840 A).
Vergleichsbeispiel 4
Eine Heißschmelz-Zusammensetzung gemäß den Lehren des US Patents Nr. 5,057,571 wurde gemäß der Arbeitsweise, die im Beispiel 1 aufgeführt ist, mit einer Ausnahme hergestellt und gestestet: das Polymer (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1184) wurde vorher mit dem Weichmacher (erhältlich unter dem Handelsnamen Kaydol Oil) und dem Stabilisator (erhältlich unter dem Handelsnamen Irganox 1010) über Nacht bei 60°C (140°F) gequollen, um ein Einfügen desselben aufgrund seiner hohen Molmasse zu ermöglichen. Ohne vorheriges Quellen des Polymer-Mittelblocks wären wir nicht in der Lage gewesen, dieses Polymer ohne schwerwiegende Verfärbung und schwerwiegenden Abbau des Polymers einzufügen. Das Polymergemisch des Vergleichsbeispiels 4 wird aus einem verzweigten SBS (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1184) (31% Styrol < 1 MFI) und SIS mit geringem Styrolgehalt und hohem Diblock- Gehalt (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1117) (17% Styrol, 33% Diblock, 33 MFI) in einem Verhältnis von SIS : SBS von 1 : 1,86 hergestellt.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Heißschmelz-Zusammensetzung gemäß den Lehren des US Patents Nr. 5,149,741 wurde gemäß der Arbeitsweise, die im Beispiel 1 aufgeführt ist, hergestellt und gestestet. Vergleichsbeispiel 5 basiert auf einem SIS-A-B-A-Copolymer mit 25% Styrol (25% Diblock, 8 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Sol T-193B).
Vergleichsbeispiel 6
Eine Heißschmelz-Zusammensetzung außerhalb der Lehren der vorliegenden Erfindung wurde gemäß der Arbeitsweise, die im Beispiel 1 aufgeführt ist, hergestellt und gestestet.
Das Vergleichsbeispiel 6 stellt eine Formulierung dar, die auf einer Mischung eines A-B-A-B-A-Multiblock-Styrol-Isopren-Copolymers mit hohem Styrolgehalt (43% Styrol) (12 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Stereon 840A) und eines SIS-A-B-A-Triblockcopolymers mit niedrigem Styrolgehalt (15% Styrol) (19% Diblock, 11 MFI) (erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton D-1107) basiert.
Die Zusammensetzungen des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 sind nachstehend in der Tabelle I aufgeführt.
Tabelle I
Alle Werte sind in Gew.-%.
Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurden unter Verwendung der folgenden Testmethoden bewertet.
Testmethoden
1) Viskosität
Zweck
Diese Methode soll dazu diesen, die Schmelzviskosität von Heißschmelz-klebern bei speziellen Temperaturen zu bestimmen.
Referenz
Diese Methode ist ASTM-D 3236-88 ähnlich.
Gerätschaften

1) Viskosimeter: Brookfield RVT
2) Spindel: Edelstahl
a. SC 4-21
b. SC 4-27
c. SC 4-28
d. SC 4-29

1) Probenkammer mit Temperatursteuerungseinrichtung, die eine Genauigkeit von ±1,0°C bereitstellt, oder besser durch einen Temperaturbereich von wenigstens 100°C bis 200°C.
2) Verschiedene Brookfield-Zubehörteile (d. h. Extraktionswerkzeug, Viskosimeter-Stativ und Keramikkammerdeckel)

Probe

1) Der Heißschmelzkleber wird in Streifen geschnitten, die ausreichend klein sind, um in die Probenkammer hinein zu passen.

Arbeitsweise

1) Die Thermozelle wird auf die erwünschte Temperatur vorgeheizt.
2) Die ungefähre Viskosität der Probe wird abgeschätzt.
3) Basierend auf dieser Abschätzung wird die Spindel aus der Tabelle A ausgewählt.
4) Die Menge der Probe, die in der Tabelle A für die Spindel angegeben wird, wird abgewogen.
5) Die Probe wird in die Thermozelle gegeben und schmelzen gelassen.
6) Die Spindel wird eingeführt, das Viskosimeter wird in Position herabgesenkt, die Thermozelle und das Viskosimeter werden einnivelliert und dann wird die Kammer zugedeckt.
7) Der Motor wird eingeschaltet, und die Geschwindigkeit wird angepasst, um eine Ablesung zwischen 20 und 80 beizubehalten.
8) Die Viskosität wird gemessen, bis die Temperatur der Thermozelle äquilibriert ist und die Ablesung stabilisiert ist – etwa 20 Minuten.
9) Die Ablesungswerte von Spindel, Geschwindigkeit, Temperatur und Viskosimeter werden aufgezeichnet.
10) Die Viskosität wird durch Multiplizieren der Ablesung mit dem Spindel/Geschwindigkeitsfaktor aus der Tabelle B berechnet.

Bericht
Die Viskosität wird in mPa·s bei der Testtemperatur angegeben.
Tabelle A
Tabelle B
2) Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt (RBSP)
Zweck
Diese Methode dient dazu, den Erweichungspunkt von Heißschmelzklebern zu bestimmen.
Referenz
Diese Methode ist ASTM-E 28-67 ähnlich.
Gerätschaften

1) Ring-und-Kugel-Apparatur gemäß ASTM-E 28-67 1(d).
a. Rinb
b Kugel: 3,51 9 ± 0,02 g
c. Kugel-Zentrierungsführung
d. Thermometer: minimaler Bereich von 40°C bis 200°C mit Zuwächsen von 1°C.
e. Behälter: 1000 ml Pyrex-Becherglas
f. Träger für den Ring und das Thermometer

Probe

1) Zwei Ringe werden mit der nach oben zeigenden Schulterseite auf einer geeigneten Fläche angeordnet.
2) Geschmolzener Klebstoff wird in einer geringen überschüssigen Menge in den Ring gegossen.
3) Der Klebstoff wird vor dem Bewegen abkühlen gelassen.
4) Proben werden wenigstens 24 Stunden unter Standardbedingungen konditioniert.
5) Überschüssiger Klebstoff wird flächenbündig mit dem Ring entfernt.

Arbeitsweise

1) Der Behälter wird mit 700 ml Glycerin gefüllt, und es wird ein Magnetrührer zugegeben.
2) Die Probenringe werden in der Stützapparatur in Position gebracht.
3) Die Ring-zentrierende Apparatur wird über den Probenringen angeordnet. 4) Die Kugeln werden im Mittelpunkt der Ringe angeordnet.
5) Das Thermometer wird in die Stützapparatur eingeführt, so dass die Unterseite des Kolbens in einer Ebene mit der Unterseite der Ringe liegt.
6) Die montierte Apparatur wird in Glycerin eingetaucht.
7) Das Glycerin wird mit einer Rate von 5°C/min unter Rühren erwärmt.
8) Die Temperatur, bei der das Material die horizontale Platte 2,54 cm unterhalb der Probenringe berührt wird aufgezeichnet.
9) Der Durchschnittswert von 2 Proben wird genommen.

Bericht
Die durchschnittliche Temperatur in °C wird angegeben.
3) Scheradhäsions-Ausfalltemperatur (SAFT)
Zweck
Diese Methode dient dazu, die Wärmebeständigkeit von Heißschmelzklebern im Schermodus zu testen.
Referenz
Diese Methode ist ASTM-D 4498-85 ähnlich.
Gerätschaften

1) 50 μm Mylar^®-Folie.
2) Trennpapier
3) SS-Platten von 5 cm × 7,5 cm.
4) HDPE-Platten von 5 cm × 7,5 cm.
5) 5 cm Acumeter-Labor-Beschichtungsvorrichtung.
6) Abwalzvorrichtung mit 2 Kg-Walzen.
7) 500 g Gewichte.
8) Einspannvorrichtungen, um die Proben und Gewichte in dem Ofen aufzuhängen.
9) Umluftofen, gegebenenfalls programmierbare Kontrollvorrichtung.

Proben

1) Die Proben sollen auf eine 50 μm Mylar^®-Folie mit einem Beschichtungsgewicht von 25 μm ± 3 μm aufgetragen werden, und auf dieselben soll Trennpapier aufgepresst werden.
2) Testproben sollen wenigstens 24 Stunden unter Standardbedingungen konditioniert werden.

Arbeitsweise

1) Aus dem beschichteten Vorratsmaterial werden Streifen von 2,5 cm × 7,5 cm geschnitten.
2) Die Platte wird dreimal gereinigt. Zuerst wird der größte Teil des Klebstoffs mit einem geeigneten Lösungsmittel und einem fusselfreien Tuch abgewischt (geeignete Lösungsmittel sind Toluol, n-Heptan, MEK). Das Reinigen wird mit einem neuen Tuch und Methanol wiederholt. Dann wird irgendein verbleibender Rückstand mit einem sauberen Tuch und Hexan gereinigt.
3) Ein Ende des Streifens wird so auf einer Platte angeordnet, dass 2,5 cm hinausragen. Dies sollte eine verklebte Fläche von 2,5 cm × 2,5 cm ergeben.
4) Man ordnet die Probe in der Walzvorrichtung an und walzt über die Probe mit einer Hin- und einer Herbewegung mit 30 cm/min.
5) Es werden Gewichte von 500 g verwendet.
6) Die Ofentemperatur wird anfänglich auf 32°C eingestellt.
7) Drei Proben werden an geeigneten Klammern in dem Ofen aufgehängt.
8) Die Gewichte und Gewichtsklammern werden in dem Ofen angeordnet, und eine Gleichgewichtseinstellung der gesamten Apparatur wird ermöglicht.
9) An die Proben werden Gewichte gehängt, so dass die Scherkonfiguration erhalten wird.
10) Für manuell betriebene Öfen wird die Temperatur mit 5,5°C/2 min erhöht, und dann wird 10 min lang eingetaucht und wiederholt, bis alle Proben versagen.
11) Für einen programmierbaren Ofen wird der Anstieg auf 33,3°C/h eingestellt. 12) Die Temperatur, bei der jede Probe versagt, wird aufgezeichnet.

Bericht

1) Das Material der Substratplatte wird angegeben.
2) Der durchschnittliche Wert von 3 Proben wird in °C angegeben.

4) 180°-Schälen
Zweck
Diese Methode soll dazu dienen, die Adhäsion der Heißschmelzkleber an Edelstahl (55)-Platten oder HDPE-Platten zu testen.
Referenz
Diese Methode ist PSTC und ASTM-D 3330 ähnlich.
Gerätschaften

1) Instron, Modell 1000.
2) 50 μm Mylar^®-Folie.
3) Trennpapier
4) 5 cm Acumeter-Labor-Beschichtungsvorrichtung.
5) Abwalzvorrichtung mit 2 kg-Walzen.
6) Edelstahlplatten von 5 cm × 15 cm.
7) HDPE-Platten von 5 cm × 15 cm.

Probe

1) Die Proben sollen auf eine 50 μm Mylar^®-Folie mit einem Beschichtungsgewicht von 25 μm ± 3 μm aufgetragen werden, und auf dieselben soll Trennpapier aufgepresst werden.
2) Testproben sollen eine Breite von 2,5 cm und eine Länge von etwa 20 cm aufweisen.
3) Testproben sollen wenigstens 24 Stunden unter Standardbedingungen konditioniert werden.

Arbeitsweise

1) Die Platte wird dreimal gereinigt. Zuerst wird der größte Teil des Klebstoffs mit einem geeigneten Lösungsmittel und einem fusselfreien Tuch abgewischt (geeignete Lösungsmittel sind Toluol, n-Heptan, MEK). Das Reinigen wird mit einem neuen Tuch und Methanol wiederholt. Dann wird irgendein verbleibender Rückstand mit einem sauberen Tuch und Hexan gereinigt.
2) Die Instron-Apparatur wird auf Spurspannung in dem erwarteten Bereich eingestellt und auf Null justiert. Die Kreuzkopfgeschwindigkeit wird auf 30 cm/min eingestellt. Der Bandschreiber wird auf den geeigneten Bereich eingestellt und auf Null justiert.
3) Die Trennpapierunterlage wird von einem Ende des Teststreifens entfernt, und derselbe wird auf ein Ende der Platte gelegt. Der Streifen wird auf die Platte aufgewalzt, indem man nur das Gewicht der Walze verwendet und dieselbe mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min bewegt. Mit der gleichen Geschwindigkeit wird die Walze nach hinten zum Start bewegt und entfernt.
4) Die Probe wird sofort getestet – innerhalb einer Minute. Das freie Ende des Streifens wird umgeschlagen, und es werden etwa 2,5 cm von der Platte abgeschält. Dieses Ende der Platte wird in den unteren Backen der Instron-Apparatur eingespannt. Das freie Ende des Teststreifens wird in den oberen Backen eingespannt. Der obere Backen wird in Bewegung gesetzt. Die Werte, die von den ersten 2,5 cm des Schälens erhalten werden, werden verworfen. Der durchschnittliche Kraftwert, der während der nächsten 5 cm bis 8 cm erhalten wird, wird als Schälkraft verwendet.

Bericht

1) Das Material der Substratplatte wird angegeben.
2) Die Schälkraft wird in g/cm (Breite) angegeben.

5) Statische Scherzeit bis zum Versagen
Zweck
Diese Methode dient dazu, die Kriechbeständigkeit von Heißschmelzklebern im Schermodus zu testen.
Referenz
Diese Methode ist ASTM-D 2294 und PSTC-7 ähnlich.
Gerätschaften

1) Acumter-Labor-Beschichtungsvorrichtung.
2) 50 μm Mylar^®.
3) Trennpapier.
4) Abrollvorrichtung mit 2 kg Walzen.
5) Umgebungskammer (zum Testen unter Nicht-Standardbedingungen).
6) Gewichte von 500 9.
7) Edelstahlplatten von 5 cm × 7,5 cm.
8) HDPE-Platten von 5 cm × 7,5 cm.
9) Automatische Zeitsteuerungsvorrichtung, die senkrechte Probenplatten, die von horizontalen Platten gestützt werden, mit Begrenzungsschaltern unter denselben misst.
10) Einspannvorrichtungen zum Aufhängen der Proben und Gewichte.

Probe

1) Die Proben sollen auf eine 50 μm Mylar^®-Folie mit einem Beschichtungsgewicht von 25 μm ± 3 μm aufgetragen werden.
2) Teststeifen sollen eine Breite von 2,5 cm und eine Länge von etwa 7,5 cm haben.
3) Testproben sollen wenigstens 24 Stunden unter Standardbedingungen konditioniert werden.

Arbeitsweise

1) Wenn keine Standardbedingungen in dem Test gefordert werden, werden die gesamte Apparatur und die gesamten Gewichte 1 Stunde lang vor dem Test konditioniert.
2) Die Platte wird dreimal gereinigt. Zuerst wird der größte Teil des Klebstoffs mit einem geeigneten Lösungsmittel und einem fusselfreien Tuch abgewischt (geeignete Lösungsmittel sind Toluol, n-Heptan, MEK). Das Reinigen wird mit einem neuen Tuch und Methanol wiederholt. Dann wird irgendein verbleibender Rückstand mit einem sauberen Tuch und Hexan gereinigt.
3) Drei Teststreifen werden auf zufällige Weise ausgewählt. Ein Quadrat von 2,5 cm mal 2,5 cm wird durch eine Walze auf die Platte gepresst, indem man nur das Gewicht der Walze verwendet und dieselbe mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min bewegt. Mit der gleichen Geschwindigkeit wird die Walze nach hinten zum Start bewegt und entfernt. Die Proben werden in der Zeitsteuerungsvorrichtung aufgehängt, indem man die Platte in der Vorrichtung festklemmt.
4) Die gesamte Apparatur, einschließlich der Proben, wird konditioniert, um die Bedingungen 10 min zu testen.
5) Ein Gewicht von 500 g wird vorsichtig an der Unterseite der Probe befestigt, so dass eine Scherkonfiguration erhalten wird.
6) Die Verklebungen werden gemessen, bis alle Proben versagen, und die Zeitspanne bis zum Versagen wird für jede Probe aufgezeichnet.
7) Der Durchschnittswert von 3 Proben wird genommen.

Bericht

1) Die Testtemperatur und der Typ der Substratplatte werden angegeben.
2) Der Durchschnittswert von 3 Proben in Minuten wird angegeben.

6) Statische Scherzeit bis zum Versagen
Zweck
Diese Methode soll dazu dienen, die relative Adhäsion des Klebstoffs an Polyethylen hoher Dichte bei niedrigen Temperaturen zu bestimmen.
Gerätschaften

1) 50 μm Mylar^®-Folie
2) Trennpapier.
3) HDPE-Platten von 5 cm × 12 cm.
4) 5 cm Acumeter-Labor Beschichtungsvorrichtung.
5) Abrollvorrichtung mit 2 kg Walzen.
6) Bei 4°C gehaltener Kühlraum.

Probe

Arbeitsweise

1) Aus dem beschichteten Vorratsmaterial werden Streifen von 2,5 cm × 20 cm geschnitten.
2) Die Platten werden dreimal gereinigt. Zuerst wird der größte Teil des Klebstoffs mit einem geeigneten Lösungsmittel und einem fusselfreien Tuch abgewischt (geeignete Lösungsmittel sind Toluol, n-Heptan, MEK). Das Reinigen wird mit einem neuen Tuch und Methanol wiederholt. Dann wird irgendein verbleibender Rückstand mit einem sauberen Tuch und Hexan gereinigt.
3) Die Trennpapierunterlage wird von einem Ende des Teststreifens entfernt, und derselbe wird auf ein Ende der Platte gelegt. Der Streifen wird auf die Platte aufgewalzt, indem man nur das Gewicht der Walze verwendet und dieselbe mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min bewegt. Mit der gleichen Geschwindigkeit wird die Walze nach hinten zur Ausgangsposition bewegt, und die Platte wird entfernt.
4) Die Testproben werden 1 Stunde lang nach dem Abrollen bei Standardbedingungen konditioniert.
5) Die Testproben werden 16 Stunden lang in einen Kühlraum von 4°C gelegt.
6) Nach dem 16stündigen Einwirken von 4°C wird jede Probe langsam abgeschält, während sie sich im Kühlraum befindet, um die Adhäsion an die HDPE-Platte zu untersuchen.
7) Drei Probekörper jeder Probe werden gestestet, und der Duchschnittswert wird angegeben.

Bericht

1) Das Substratmaterial wird angegeben.
2) Der relative Adhäsionsgrad an das Substrat wird angegeben, wobei ausgezeichnet der beste ist, dann sehr gut, gut, ziemlich gut folgen und schlecht der schlechteste ist (geringe oder keine Adhäsion).

7) Schmelzindex (MFI)
Zweck
Die Methode dient dazu, die relative Viskosität von thermoplastischen Polymeren zu bestimmen (MFI bezieht sich auf die Molmasse und die Struktur eines Polymers).
Referenz
Diese Methode ist ASTM-D 1238-95 ähnlich.
Apparatur
Die Apparatur soll ein Leergewicht-Kolben-Plastometer sein, das aus einem thermostatisch gesteuerten, erwärmten Stahlzylinder mit einer Düse am unteren Ende und einem gewogenen Kolben, der in dem Zylinder arbeitet, besteht. Eine ausführliche Beschreibung einzelner Komponenten kann in ASTM-D 1238-95 gefunden werden.
Arbeitsweise
Manueller Betrieb unter der Bedingung 190/5

1) Man prüft den Bohrungsdurchmesser der Düse mit Lehren (passend/nicht passend) einer geeigneten Größe vor dem Testen. Die Düse sollte bei 25 ± 5°C getestet werden.
2) Eine Gleichgewichtseinstellung der Apparatur, einschließlich der Düse und des Kolbens, wird 15 min bei 190 ± 0,2°C ermöglicht, bevor gettestet wird.
3) Der Kolben wird entfernt und auf eine isolierte Fläche gelegt. Der Zylinder wird innerhalb 1 min mit einem abgewogenen Teil der Probe gemäß der erwarteten Strömungsrate beschickt, wie in der Tabelle 1 angegeben wird.
4) Der Kolben wird wieder angeordnet, und man lässt eine Zeitspanne verstreichen, bis das Material zu schmelzen beginnt. Normalerweise etwa 5 bis 6 Minuten.
5) Man fügt dem Kolben ein Gewicht von 5 kg zu und spült mit Luft zusammen mit etwas Material, bis die Kolben-Startmarkierungen noch 1,5 cm bis 2 cm von der Oberseite des Zylinders entfernt sind. Dann wird eine Zeitspanne gewährt, bis der Kolben auf natürliche Weise auf die Startmarkierungen gefallen ist.
6) Man beginnt mit dem Sammeln eines zeitlich festgelegten Extrudats, wenn die Kolben-Startmarkierung die Oberseite des Zylinders erreicht, solange bis die Gesamtzeit vom Ende des Beschickungsschritts 7 Minuten nicht überschritten hat.
7) Gleichzeitig wird der Zeitmesser gestartet (die Zeit wird gemäß Tabelle 1 eingestellt), und das anfängliche Abschalten wird durchgeführt, wenn die Startmarkierung den Zylinder erreicht.
8) Es erfolgt die anschließende Abschaltung, wenn das Zeitintervall erreicht ist. Man prüft das Extrudat auf Luftblasen und verwirft es, falls welche vorliegen.
9) Man spült den Rest des Materials und säubert die Apparatur.
10) Nach dem Abkühlen wird das Extrudat auf 1 mg genau abgewogen.
11) Man multipliziert das Gewicht mit dem passenden Faktor aus der Tabelle 1, um die Strömungsrate in g/10 min zu erhalten.
12) Die Schritte 2) bis 11) werden wiederholt, bis wenigstens drei gute Ablesungen erhalten werden.

Bericht

1) Verwendete Bedingungen.
2) Durchschnittswert von drei Proben in g/10 min.

8) Spezifizierung von Standardumgebungen für das Konditionieren und Testen
Zweck
Diese Spezifizierung definiert die Standardbedingungen für das Konditionieren von Materialien unter normaler Umgebung.
Referenz
Diese Spezifizierung ist ASTM-E 171-87 ähnlich.
Spezifizierung
Die Standardumgebung zum Konditionieren von Materialien soll eine Temperatur von 23°C ± 2°C und eine relative Feuchtigkeit von 50% ± 5% haben.
Testergebnisse
Die nachstehende Tabelle II fasst die Ergebnisse der Tests, die mit dem Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 durchgeführt wurden, zusammen.
Tabelle II

A: adhäsives Versagen
C: kohäsives Versagen
Z: reißverschlussartiges Versagen

Die obigen Ergebnisse zeigen klar die Überlegenheit des Beispiels 1 gegenüber den Vergleichsbeispielen 1 bis 6. Wichtige Eigenschaften wie SAFT sind bei Klebstoffen beträchtlich höher, die gemäß den Lehren der Erfindung hergestellt werden. SAFT ist ein wichtiger Test zur Bestimmung der Lagerung von Klebstoffbindungen unter einer statischen Belastung und bei erhöhten Temperaturen, wie solchen, die während des Versands fertiger, wegwerfbarer Konsumgüter angetroffen werden. Die Beispiele der Erfindung besitzen überlegene Hochtemperatur-Eigenschaften (wie durch die Ergebnisse von SAFT und der statischer Scherung gezeigt wird) und eine überlegene Haftung an HDPE bei 4°C. Insbesondere sind die statischen Schereigenschaften beim Beispiel 1 größer als bei irgendeinem der Vergleichsbei spiele 3 bis 6. Heiße Schmelzen mit niedriger Viskosität sind vorteilhaft, um bei der Herstellung von wegwerfbaren Konsumgütern dünnere Polyolefin-Folien an Faservliese zu kleben, ohne dass eine Verformung der Substrate erfolgt.
In Bezug auf die Beibehaltung der Eigenschaften nach der Einwirkung erhöhter Temperaturen werden durch die Klebstoffe der Erfindung die Einschränkungen sowohl von Styrol-Isopren-Copolymeren als auch von Styrol-Butadien-Copolymeren überwunden, indem man dieselben vermischt. Diese Mischung stellt einen stabileren Klebstoff gegenüber einem Klebstoff bereit, der mit jedem Copolymer allein formuliert wird. Klebstoffe auf der Basis von Styrol-Isopren-Copolymer unterliegen einer Kettenspaltung, was die Molmasse des Copolymers reduziert und den Klebstoff schwächt, wodurch sich eine Reduktion der Wärmebeständigkeit und der Scherbeständigkeit ergeben. Klebstoffe, die mit Styrol-Butadien-Copolymeren formuliert werden, unterliegen Kettenspaltungen während der Einwirkung einer erhöhten Temperatur, was zu einer Gelierung des Klebstoffs führt, die die Auftragsgerätschaft verstopfen kann.

Claims

Heißschmelz-Baukleber zur Herstellung von wegwerfbaren Konsumgütern, umfassend: – eine Mischung aus linearem Styrol-Butadien-A-B-A-B-A-Multiblockcopolymer und einem linearem Styrol-Isopren-A-B-A-Triblockcopolymer, die jeweils unabhängig voneinander wenigstens 25 Gew.-% Styrol enthalten; – wenigstens ein klebrigmachendes Harz und – wenigstens einen Weichmacher; und gegebenenfalls eine oder mehrere der folgenden Substanzen: – ein Wachs und/oder – einen Stabilisator; und wobei der Heißschmelz-Baukleber eine Viskosität von nicht mehr als 25 000 mPa·s bei 140°C, eine Scheradhäsions-Ausfalltemperatur (SAFT) von wenigstens 60°C und eine statische Scherzeit bis zum Versagen von nicht weniger als 25 Stunden bei 23°C hat.
Heißschmelz-Baukleber gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis von Styrol-Butadien-Multiblockcopolymer zu Styrol-Isopren-Triblockcopolymer im Bereich von 1 : 3 bis 3 : 1 liegt.
Heißschmelz-Baukleber gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Styrol-Butadien-Multiblockcopolymer und/oder das Styrol-Isopren-Triblockcopolymer jeweils unabhängig voneinander Styrol im Bereich von 25 bis 50 Gew.-% besitzt (besitzen) und einen Schmelzindex im Bereich von 3 bis 50 aufweist (aufweisen).
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lineare Styrol-Isopren-Triblockcopolymer weniger als 25 Gew.-% Diblöcke enthält.
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Viskosität von nicht mehr als 6000 mPa·s bei 140°C, eine Scheradhäsions-Ausfalltemperatur von wenigstens 65°C und eine statische Scherzeit bis zum Versagen von nicht weniger als 120 Stunden bei 23°C hat.
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das klebrigmachende Harz aus einer Verbindung oder einer Mischung von mehr als einer der folgenden Verbindungen: – aliphatischen oder aromatischen Erdölharzen und deren hydrierten Produkten, Kohlenwasserstoffharzen, Styrolharzen, α-Methylstyrolharzen, Polyterpenharzen, Copolymeren und Terpolymeren von natürlichen Terpenharzen, Pentaerythritestern von Holz, Gum und Tallölharzen, Glycerinestern von Holz, Gum und Tallölharzen, und gemischten Harzestern ausgewählt ist, und – das klebrigmachende Harz eine Menge im Bereich von 40 bis 65 Gewichtsteilen des Klebstoffs darstellt.
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Weichmacher aus einer Verbindung oder einer Mischung von mehr als einer der folgenden Verbindungen ausgewählt ist, nämlich: – naphthenischem Öl, Paraffinöl, Phthalat- und Adipatestern, Oligomeren von Polypropylen, Polybutenen, Polyisopren, hydriertem Polyisopren und Polybutadien, Benzoatestern und pflanzlichen und tierischen Ölen und deren Derivaten, und – der Weichmacher einen Bereich von 10 bis 30 Gewichtsteilen des Klebstoffs ausmacht.
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wachs aus einer Verbindung oder einer Mischung von mehr als einer der folgenden Verbindungen ausgewählt ist, nämlich: – Paraffinwachs, mikrokristallinem Wachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Polyethylen-Wachs, Ethylen-Vinylacetat-Wachs, oxidiertem Polyethylen-Wachs, hydriertem Rizinusölwachs und deren Derivaten und Polypropylen-Wachs, und – das Wachs nicht mehr als 10 Gewichtsteile des Klebstoffs ausmacht.
Heißschmelz-Baukleber gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stabilisator ein gehindertes Phenol und/oder ein Phosphit ist und der Stabilisator bis zu 2,0 Gewichtsteilen des Klebstoffs ausmacht.
Heißschmelz-Baukleber gemäß Anspruch 9, wobei – das lineare Styrol-Butadien-Multiblockcopolymer Styrol im Bereich von 35 bis 45 Gew.-% enthält, einen Schmelzindex im Bereich von 10 bis 20 aufweist und etwa 5 bis 15 Gewichtsteile des Klebstoffs ausmacht; – das lineare Styrol-Isopren-Triblock-Copolymer Styrol im Bereich von 35 bis 45 Gew.-% enthält, einen Schmelzindex im Bereich von 30 bis 50 aufweist, einen Diblock-Gehalt an weniger als 10 Gew.-% aufweist und etwa 5 bis 15 Gewichtsteile des Klebstoffs ausmacht; – ein hydriertes, aliphatisch-aromatisches klebrigmachendes Harz etwa 40 bis 70 Gewichtsteile des Klebstoffs ausmacht, – ein Paraffinöl etwa 10 bis 30 Gewichtsteile des Klebstoffs ausmacht, – ein oxidiertes Polyethylenwachs bis zu 10 Gewichtsteile der Klebstoffs ausmacht und – der Stabilisator etwa 0,25 bis 2,0 Gewichtsteilen des Klebstoffs ausmacht.
Heißschmelz-Baukleber gemäß Anspruch 10, wobei das lineare Styrol-Butadien-Multiblockcopolymer einen Schmelzindex im Bereich von 8 bis 40 besitzt.
Verfahren zum Verkleben eines ersten Substrats, umfassend ein Polyolefin oder ein nicht gewebtes Substrat, mit wenigstens einem zweiten Substrat, umfassend einen Gummi, ein Polyolefin, einen Schaum oder ein nicht gewebtes Substrat, wobei das Verfahren das Verkleben des ersten Substrats mit dem zweiten Substrat mit einem Klebstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.