ES2712472T3 - Adhesivo que contiene copolímeros de bloque - Google Patents

Abstract

Un adhesivo de fusión en caliente que comprende un copolímero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-cobutadieno)- poliestireno que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, un segundo copolímero de bloques que no es un copolímero de bloques de poliestireno- (poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno, una resina adherente y opcionalmente un plastificante líquido, una cera o una combinación de los mismos, en el que dicho copolímero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)- poliestireno está presente en cantidades de hasta el 18 % en peso basadas en el peso de la composición adhesiva y en el que dicho segundo copolímero de bloques tiene la configuración A-B-A en la que los bloques terminales A de polímero son bloques de polímero no elastoméricos que, como homopolímeros, tienen temperaturas de transición vítrea por encima de 20 ºC, mientras que los bloques intermedios B de polímero elastoméricos derivan de isopreno, butadieno o isobutileno que pueden estar hidrogenados o parcialmente hidrogenados o mezclas de los mismos.

Description

DESCRIPCION

Adhesivo que contiene copoKmeros de bloque

Campo de la invencion

La invencion se refiere a composiciones adhesivas, mas espedficamente a adhesivos de fusion en caliente que son particularmente adecuados para su uso como un adhesivo de fijacion elastica o para su uso con materiales estirables. Los adhesivos comprenden un copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno.

Antecedentes de la invencion

Los adhesivos de fusion en caliente se aplican a un sustrato mientras estan en su estado fundido y se enfnan para endurecer la capa adhesiva. Dichos adhesivos se usan ampliamente para diversas aplicaciones comerciales e industriales, tales como el ensamblaje y el embalaje de productos y se han utilizado ampliamente en la industria de los no tejidos para fabricar panales para bebes y productos para la incontinencia para adultos, como adhesivo de construccion y como adhesivo de fijacion elastica. En estas aplicaciones, el adhesivo se aplica a al menos un sustrato no tejido de poliolefina, al menos un elastico, tal como espandex y/o al menos una pelfcula de poliolefina para unir los sustratos entre sf

Por ejemplo, el documento WO 02/057386 A2 desvela una composicion adhesiva que comprende uno o mas copolfmeros de bloques estirenicos, una resina adherente y uno o mas plastificantes, en la que el uno o mas copolfmeros de bloques estirenicos tienen la formula general A-C-A y C es un bloque mixto de butadieno/isopreno que tiene una relacion de butadieno/isopreno de 30:70 a 70:30. Estas composiciones se describen como composiciones adhesivas sensibles a la presion para cintas o laminas adhesivas o para su uso como selladores sin aplicar a un material de base.

Puesto que en el ensamblaje de artfculos desechables se une diversidad de materiales en una amplia gama de condiciones, se han desarrollado adhesivos separados para su uso en la fabricacion de artfculos desechables. Esto es particularmente cierto en la fijacion elastica y en la construccion laminada. La construccion requiere un adhesivo con una viscosidad controlable y relativamente baja, un tiempo de apertura prolongado y una fuerza de union suficiente para mantener la integridad mecanica del laminado. Sin embargo, para unir materiales elasticos a sustratos, se usa un adhesivo diferente que presenta una alta resistencia a la deformacion plastica para garantizar que el elastico, cuando este en tension, no se mueva con respecto a las superficies de los sustratos o se desprenda parcial o completamente. Los adhesivos de un solo componente que tienen propiedades que hacen que el adhesivo sea aplicable a aplicaciones tanto de laminacion como de fijacion elastica se conocen como adhesivos multiusos. Aunque los adhesivos de fusion en caliente, incluyendo los designados como adhesivos de fusion en caliente multiusos, se usan convencionalmente en aplicaciones de no tejidos, sigue existiendo la necesidad de adhesivos formulados para unir entre sf de manera mas eficaz determinados tipos de sustratos para determinadas aplicaciones de uso final. La presente invencion aborda esta necesidad.

Sumario de la invencion

Se ha descubierto que los copolfmeros de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno (abreviados en el presente documento como copolfmeros de bloques de S-I/B-S), cuando se usan como polfmero de base en una formulacion de adhesivo de fusion en caliente, proporcionan adhesivos particularmente adecuados para su uso en la fabricacion de artfculos desechables. Los copolfmeros de bloques de S-I/B-S tienen un contenido de estireno de bloques terminales de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %. En una realizacion, el porcentaje de dibloques del copolfmero de bloques de S-I/B-S es inferior al 20 %. El bloque intermedio esta formado por isopreno y butadieno polimerizados al azar. Los adhesivos son utiles como adhesivos de fijacion elastica o como adhesivo para materiales estirables tales como tejidos no tejidos estirables o pelfcula estirable laminada con otro material no tejido u otro tipo de material.

La presente invencion se caracteriza por la materia objeto de las reivindicaciones 1 y 10.

La invencion proporciona un adhesivo termofusible de acuerdo con la reivindicacion 1 que comprende un copolfmero de bloques de S-I/B-S termoplastico que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, un segundo elastomero termoplastico y una resina adherente y, deseablemente, tambien puede comprender un diluyente, una cera y otros aditivos adhesivos de fusion en caliente convencionales. Una realizacion de la invencion se refiere a un adhesivo que comprende, basandose en el peso de la composicion adhesiva, del 0,5 % en peso al 18 % en peso de un copolfmero de bloques de S-I/B-S termoplastico, del 30 al 80 % en peso, de una resina adherente, un segundo copolfmero de bloques termoplastico diferente en cantidades de hasta el 30 % en peso, hasta el 25 % en peso de un plastificante lfquido y hasta el 25 % en peso de una cera.

En una realizacion preferida, la invencion se refiere a un adhesivo que comprende del 5 al 18 % en peso de un copoKmero de bloques de S-I/B-S termoplastico que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, del 10 al 30 % en peso de un segundo copolfmero de bloques diferente y del 30 al 70 % en peso de una resina adherente. Las composiciones adhesivas preferidas tambien comprenderan opcionalmente un plastificante lfquido en cantidades de hasta el 25 % en peso y una cera en cantidades de hasta el 5 % en peso. Esta realizacion es particularmente adecuada para aplicaciones de fijacion elastica.

En otra realizacion preferida, la invencion se refiere a un adhesivo que comprende del 0,5 al 18 % en peso de un copolfmero de bloques de SIBS que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 % y del 5 al 70 % en peso de una resina adherente. Las composiciones adhesivas tambien comprenderan un segundo copolfmero de bloques diferente, opcionalmente en hasta el 30 % en peso y opcionalmente un plastificante lfquido en cantidades de hasta el 20 % en peso y una cera en cantidades de hasta el 5 % en peso. Esta realizacion es particularmente adecuada para su uso en la fabricacion de laminados flexibles. En otra realizacion preferida, la invencion se refiere a un adhesivo que comprende del 0,5 al 18 % en peso de un copolfmero de bloques de S-I/B-S termoplastico que tiene un contenido de estireno de al menos el 30 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, del 5 al 30 % en peso de un segundo copolfmero de bloques diferente y del 30 al 70 % en peso de una resina adherente. Las composiciones adhesivas preferidas tambien comprenderan opcionalmente un plastificante lfquido en cantidades de hasta el 20 % en peso y una cera en cantidades de hasta el 5 % en peso.

Las composiciones adhesivas de la invencion proporcionan una excelente resistencia cohesiva cuando se usan en diversas aplicaciones. Estos adhesivos presentan una buena resistencia de union cuando se usan como adhesivos de construccion y presentan un buen rendimiento de deformacion plastica cuando se usan como adhesivos de fijacion elastica en la fabricacion de artfculos que comprenden una region elastica, tal como se encuentra en prendas absorbentes desechables que comprenden uno o mas punos elasticos ubicados para entren en contacto con las piernas o la cintura del usuario.

La invencion tambien proporciona artfculos de fabricacion que comprenden un adhesivo de fusion en caliente que comprende hasta el 18 % en peso de un copolfmero de bloques de S-I/B-S termoplastico que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %. Los artfculos de fabricacion comprenderan normalmente al menos un sustrato. La invencion abarca artfculos absorbentes desechables, incluyendo prendas absorbentes desechables, incluyendo las que comprenden al menos un sustrato elastico o al menos un material estirable.

Descripcion detallada de la invencion

La presente invencion proporciona una composicion adhesiva de fusion en caliente que comprende un copolfmero de bloques que tiene un bloque intermedio de isopreno/butadieno y una cantidad espedfica de componente de dibloques. Espedficamente, la invencion proporciona un adhesivo de fusion en caliente que comprende un copolfmero de bloques de S-I/B-S termoplastico que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %. Los adhesivos de fusion en caliente de la invencion pueden usarse como adhesivo de construccion para formar una union de fijacion elastica y para formar una union de construccion entre un material estirable y un segundo sustrato, lo que hace que los adhesivos sean muy adecuados para su uso en la fabricacion de materiales desechables no tejidos tales como panales para bebes, calzones de entrenamiento y productos para incontinencia para adultos.

Una de las propiedades mas importantes necesarias en la fijacion elastica es el rendimiento de deformacion elastica. Propiamente dicho, se requiere un adhesivo con excelente tenacidad. Los adhesivos de la invencion satisfacen los requisitos rigurosos necesarios en las aplicaciones de fijacion elastica y otras aplicaciones. Los adhesivos son, por tanto, particularmente utiles en la fabricacion de tejidos no tejidos elasticos y en la fabricacion de panales para bebes, calzones de entrenamiento, braguitas o ropa interior para incontinencia para adultos y similares. Las composiciones de la invencion se formulan para una resistencia de la union excelente con un menor contenido de polfmeros en la formulacion, dando como resultado un sistema adhesivo altamente eficaz.

Los adhesivos de fusion en caliente de la invencion comprenden un copolfmero de bloques de S-I/B-S, un segundo elastomero termoplastico diferente, una resina adherente y, preferentemente, tambien un plastificante lfquido y, opcionalmente, una cera. El uso de niveles bajos (aproximadamente el 18 % en peso o menos) de un copolfmero de bloques de S-I/B-S que tenga un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 % en combinacion con otro copolfmero de bloques termoplastico, que sea diferente, es decir, que no sea un copolfmero de bloques de S-I/B-S (tambien denominado en el presente documento un "segundo copolfmero de bloques diferente") proporciona un adhesivo de fusion en caliente de alto rendimiento para fijacion elastica y laminados estirables.

Los copolfmeros de bloques de SIBS para su uso en la practica de la invencion son copolfmeros de bloques de poliestireno-poliisopreno/polibutadieno-poliestireno (S-I/B-S) que tienen un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %. El mdice de flujo de fusion medido usando el metodo ISO 1133 es de 6-11 g/10 min (200 °, 5 kg). Dichos poUmeros pueden prepararse como se describe en la solicitud de patente de los EE.UU. publicada 2004/0167292 y estan disponibles en el mercado de Kraton Polymer US.

El adhesivo de la presente invencion tambien comprende al menos un copoKmero de bloques que tiene la configuracion general A-B-A en la que los bloques terminales A de polfmero son bloques de polfmero no elastomericos que, como homopoUmeros, tienen temperaturas de transicion vftrea superiores a 20 °C, mientras que los bloques intermedios B de polfmero elastomericos derivan de isopreno, butadieno o isobutileno que puede estar hidrogenados o parcialmente hidrogenados o mezclas de los mismos. Estos copolfmeros de bloques se denominan en el presente documento por comodidad y claridad un segundo y diferente componente de copolfmero de bloques del adhesivo de la invencion. Dichos polfmeros incluyen copolfmeros de bloques lineales, radiales y en forma de estrella.

Los bloques terminales no elastomericos A pueden comprender homopolfmeros o copolfmeros de monomeros vimlicos tales como vinil arenos, vinil piridinas, haluros de vinilo y carboxilatos de vinilo, asf como monomeros acnlicos tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, esteres de acidos acnlicos, etc. Los hidrocarburos incluyen en particular los de la serie del benceno tales como estireno, vinil tolueno, vinil xileno y etil vinil benceno, asf como compuestos monovimlicos didclicos, tales como vinil naftaleno y similares. Otros bloques de polfmero no elastomericos pueden derivar de alfa olefinas, oxidos de alquileno, acetales, uretanos, etc. Se prefiere el estireno.

El componente B del bloque intermedio elastomerico que constituye el resto del copolfmero elastomerico termoplastico deriva de isopreno o butadieno que puede hidrogenarse como se ensena, por ejemplo, en la Patente de los EE.UU. N.° 3.700.633. Esta hidrogenacion de butadieno puede ser parcial o sustancialmente completa. Pueden emplearse condiciones seleccionadas, por ejemplo, para hidrogenar el bloque de butadieno elastomerico mientras no se modifican tanto los bloques de polfmero de vinil areno. Pueden elegirse otras condiciones para hidrogenar de manera sustancialmente uniforme toda la cadena del polfmero, hidrogenando los bloques tanto elastomericos como no elastomericos en practicamente el mismo grado, que puede ser parcial o sustancialmente completo. Se prefieren los polfmeros hidrogenados para minimizar la degradacion durante el procesamiento, que es un problema mas grave con polfmeros de peso molecular mas alto.

Las composiciones adhesivas de la invencion comprenderan normalmente hasta el 30 % en peso del copolfmero de bloques A-B-A, mas normalmente hasta el 20 % en peso. Los ejemplos incluyen estireno-isopreno-estireno (SIS), estireno-butadieno-estireno (SBS), estireno-isobutileno estireno (SIBS), estireno-b-etileno/butileno-b-estireno (SEBS) y/o estireno-b-etileno/propileno-b-estireno (SEPS).

La cantidad total de copolfmero de bloques, copolfmeros de bloques de S-I/B-S y ABA, en la composicion adhesiva generalmente sera de al menos el 13 % en peso o mas.

Los adhesivos de la invencion normalmente tambien comprenderan una resina adherente que es compatible con el bloque intermedio del elastomero termoplastico. Normalmente, la resina adherente estara presente en cantidades del 5 al 70 % en peso. En formulaciones para su uso en la laminacion de un material estirable con otro sustrato, la resina adherente estara normalmente presente en cantidades del 30 al 70 % en peso. Se prefieren las resinas adherentes que tengan un punto de reblandecimiento de anillo y bola por encima de aproximadamente 25 °C. La resina adherente adecuada incluye cualesquier resinas compatibles o mezclas de las mismas, tales como (1) colofonias naturales o modificadas, tales como, por ejemplo, colofonia de caucho, colofonia de madera, colofonia de aceite de resina, colofonia destilada, colofonia hidrogenada, colofonia dimerizada y colofonia polimerizada; (2) esteres de glicerol y pentaeritritol de colofonias naturales o modificadas, tales como, por ejemplo, el ester de glicerol de colofonia de madera palida, el ester de glicerol de colofonia hidrogenada, el ester de glicerol de colofonia polimerizada, el ester de pentaeritritol de colofonia hidrogenada y el ester de pentaeritritol modificado con acido fenolico de colofonia; (3) copolfmeros y terpolfmeros de terpenos naturales, por ejemplo, estireno/terpeno y alfa metil estireno/terpeno; (4) resinas de politerpeno que tienen un punto de reblandecimiento, segun se determina mediante el metodo ASTM E28.58T, de 80 ° a 150 °C; siendo resultado las ultimas resinas de politerpeno generalmente de la polimerizacion de hidrocarburos terpenicos, tales como el monoterpeno bidclico conocido como pineno, en presencia de catalizadores de FriedelCrafts a temperaturas moderadamente bajas; tambien se incluyen las resinas de politerpeno hidrogenadas; (5) resinas de terpeno modificado con acido fenolico y derivados hidrogenados de las mismas, por ejemplo, como el producto de resina resultante de la condensacion, en un medio acido, de un terpeno bidclico y fenol; (6) resinas de hidrocarburos de petroleo alifaticos que tienen un punto de reblandecimiento de bola y anillo de 70 ° a 135 °C; siendo resultado las ultimas resinas de la polimerizacion de monomeros que consisten principalmente en olefinas y diolefinas; tambien se incluyen las resinas de hidrocarburos alifaticos de petroleo hidrogenados; (7) resinas de hidrocarburos de petroleo alidclicos y los derivados hidrogenados de las mismas; y (8) copolfmeros alifaticos/aromaticos o cicloalifaticos/aromaticos y sus derivados hidrogenados.

La resina adherente preferida para su uso en el presente documento incluye politerpenos, resinas alifaticas, resinas cicloalifaticas y alifaticas/aromaticas o cicloalifaticas/aromaticas. Las resinas alifaticas y cicloalifaticas se prefieren mas. Los ejemplos incluyen Wingtack 95 de Goodyear, Eastotac H100R de Eastman Chemical Company y ESCOREZ 5600 de ExxonMobil Chemical Company. La conveniencia y la seleccion del agente adherente particular pueden depender del copoUmero de bloques elastomerico espedfico empleado.

Adicionalmente, puede ser deseable incorporar en el adhesivo hasta el 30 % en peso de una resina adherente de bloque terminal. Las resinas de bloque terminal residen predominantemente en los bloques no elastomericos del elastomero termoplastico despues de que se enfna el adhesivo. Son representantes de dichas resinas las resinas principalmente aromaticas basadas en corrientes de destilacion de petroleo C9 mixtas tales como materiales disponibles de Eastman Chemical Company o resinas basadas en corrientes de monomeros puras o mixtas de monomeros aromaticos tales como homo o copolfmeros de vinil tolueno, estireno, alfametil estireno, cumarona o indeno. Se prefieren las basadas en alfa-metil estireno disponibles de Eastman Chemical Company con los nombres comerciales de Kristalex y Plastolyn. Si esta presente, la resina de bloque terminal se usa generalmente en una cantidad del 1 al 30 % en peso, preferentemente de menos del 20 % en peso.

Las composiciones adhesivas preferidas contendran normalmente del 30 al 80 % en peso de una resina adherente que sea compatible con el bloque intermedio de los copolfmeros de bloques y del 5 al 30 % en peso de un pegamento de hidrocarburo termoplastico que sea compatible con el bloque terminal de los copolfmeros de bloques.

Tambien puede haber presente en el adhesivo un aceite u otro diluyente lfquido que sea principalmente de caracter alifatico y sea compatible con el bloque intermedio del elastomero termoplastico. Las composiciones de la invencion comprenderan normalmente el plastificante lfquido en cantidades inferiores al 25 % en peso. Las composiciones de la invencion generalmente comprenderan al menos el 1 % en peso, mas normalmente al menos el 5 % en peso de un plastificante lfquido. Los ejemplos incluyen plastificantes tales como aceites de petroleo parafmicos y naftenicos, aceites minerales de petroleo blancos de grado alimentario y tecnico parafmicos y naftenicos sin compuestos aromaticos altamente refinados y pegamentos lfquidos tales como los oligomeros lfquidos sinteticos de polibuteno, polipropileno, polipropileno, etc. Los aceites de proceso de serie sintetica son oligomeros de alta viscosidad que son permanentemente monoolefinas, isoparafinas o parafinas lfquidas fluidas de peso molecular moderado a alto. Los diluyentes de plastificacion o pegamento lfquidos incluyen politerpenos tales como Wingtack 10 disponible de Goodyear y Escorez 2520 a base de una corriente de alimentacion C5 disponible de Exxon Chemical. Otros diluyentes lfquidos incluyen el poliisopreno, disponible como LIR 50 en Kuraray y los polibutenos de Amoco disponibles con el nombre Indopol. Los mas preferidos son los aceites parafmicos en combinacion con Escorez 2520, una corriente de alimentacion de petroleo C5 polimerizada.

Ademas, opcionalmente, puede haber presente hasta el 5 % en peso de una cera tal como las ceras de polietileno. Si se usa, la cera generalmente esta presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 2 % en peso.

Los antioxidantes utilizados normalmente en la produccion de adhesivos sensibles a la presion a base de caucho pueden estar presentes en una cantidad de hasta el 3 % en peso. Entre los estabilizantes o antioxidantes utiles utilizados en el presente documento se incluyen fenoles impedidos de alto peso molecular y fenoles multifuncionales tales como fenoles que contienen azufre y fosforo. Los fenoles impedidos son bien conocidos por los expertos en la materia y pueden caracterizarse como compuestos fenolicos que tambien contienen radicales estericamente voluminosos en proximidad estrecha al grupo hidroxilo fenolico de los mismos. En particular, los grupos butilo terciarios generalmente estan sustituidos en el anillo de benceno en al menos una de las posiciones orto con respecto al grupo hidroxi fenolico. Los fenoles impedidos representativos incluyen: 1,3,5-trimetil 2,4,6-tris(3,5-di-tercbutil-4-hidroxibencil) benceno; tetraquis-3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)-propionato de pentaeritritilo; 4,4'-metilenbis(2,6-tercbutilfenol); 4,4'-tiobis(6-terc-butil-o-cresol); 2,6-diterc-butilfenol; 6-(4-hidroxifenoxi)-2,4-bis(noctiltio)-1,2,5-triazina; fosfonato de di-n-octadecil-3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilo; 3,5-diterc-butil-4-hidroxibenzoato de 2-(n-octiltio)etilo; y hexa[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)-propionato] de sorbitol.

Los adhesivos de la invencion comprenderan hasta el 18 % en peso de un copolfmero de bloques de S-I/B-S que tenga un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, otro copolfmero de bloques diferente, tal como, pero no limitado a, copolfmeros de bloques lineales seleccionados entre SIS, SBS, SEBS, SEPS, SIBS y combinaciones de los mismos, una resina adherente y, opcionalmente, un plastificante lfquido, una cera o una combinacion de los mismos. Basandose en el peso de la composicion adhesiva, el copolfmero de bloques SIBS esta presente normalmente en cantidades del 0,5 % en peso al 18 % en peso, el otro polfmero de bloques estara normalmente presente en cantidades de hasta el 20 % en peso y la resina adherente esta presente normalmente en cantidades del 30 al 80 % en peso. Los adhesivos tambien pueden comprender opcionalmente un plastificante en cantidades de hasta el 25 % en peso y una cera en cantidades de hasta el 5 % en peso.

Una realizacion es particularmente adecuada para su uso como adhesivo de construccion para artmulos, tales como, por ejemplo, panales para bebes o artmulos para incontinencia para adultos, que comprende un material estirable como sustrato. El adhesivo de construccion comprende del 10 al 18 % en peso de un copolfmero de bloques de SIBS que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, del 5 al 20 % en peso de otro copolfmero de bloques tal como SIS, SBS, SEBS, SEPS, SIBS y combinaciones de los mismos, del 30 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 al 25 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 al 5 % en peso de una cera.

Otra realizacion es particularmente adecuada para su uso como un adhesivo de fijacion elastica para artfculos desechables. El adhesivo de fijacion elastica comprende del 0,5 al 18 % en peso de un copoKmero de bloques de SIBS que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, otro copolfmero de bloques tal como SBS, SEBS, SEPS, SIBS, y combinaciones de los mismos en cantidades de hasta el 20 % en peso, del 5 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 al 20 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 al 5 % en peso de una cera.

Otra realizacion mas se refiere a un adhesivo que comprende del 0,5 al 18 % en peso de un copolfmero de bloques de S-I/B-S que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, del 5 al 20 % en peso de otro copolfmero de bloques tal como SBS, SEBS, SEPS, SlBS y combinaciones de los mismos, del 30 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 al 20 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 al 5 % en peso de una cera.

Las composiciones de adhesivo de fusion en caliente de la invencion pueden formularse usando tecnicas conocidas en la tecnica. Un procedimiento de ejemplo implica colocar aproximadamente el 20 % del aceite o diluyente lfquido con todos los polfmeros termoplasticos y estabilizadores en una caldera de mezcla con camisa, preferentemente en un mezclador con camisa de trabajo pesado, que esta equipado con rotores y, despues, elevar la temperatura a aproximadamente 190 °C. Despues de que la mezcla se ha fundido, la temperatura se reduce a 150 ° a 165 °C. La mezcla y el calentamiento continuan hasta que se obtiene una masa homogenea y lisa, con lo que la resina adherente, la cera y el resto del diluyente se mezclan minuciosa y uniformemente.

El adhesivo puede aplicarse a un sustrato deseado mediante cualquier metodo conocido en la tecnica, e incluye, sin limitacion, recubrimiento con rodillo, pintado, cepillado en seco, pulverizacion con recubrimiento por inmersion, recubrimiento por rendijas, pulverizacion por remolino, impresion (por ejemplo, impresion por chorro de tinta), flexograffa, extrusion, pulverizacion atomizada, huecograbado (transferencia de rueda de patron), electrostatica, deposicion de vapor, fibrizacion y/o serigraffa.

Los adhesivos de la invencion son utiles como adhesivos de posicionamiento, adhesivos de nucleo o adhesivos elasticos, la laminacion de un material estirable con otro sustrato, que puede o no ser un sustrato no tejido, y son particularmente adecuados para su uso en la fabricacion de artfculos, incluyendo, pero no limitados a, productos absorbentes desechables, tales como panales, productos para incontinencia para adultos, protectores de cama; compresas higienicas y, en otros productos absorbentes, tales como baberos, apositos para heridas y vendajes o panos quirurgicos, que se usan para absorber un lfquido, tal como agua y solucion salina, y lfquidos corporales, tales como orina, menstruacion y sangre. El adhesivo puede usarse para adherir el tejido no tejido o tejido a otro sustrato o componente. El segundo sustrato puede ser otro tejido no tejido, tejido o un material no relacionado. El adhesivo de la invencion se aplicara normalmente al sustrato a temperaturas de 143 °C (290 °F) a 163 °C (325 °F).

Como se ha descrito anteriormente, una estructura absorbente normalmente comprendera un tejido no tejido. Un tejido no tejido se define como una red de fibras entrelazadas caracterizada por la flexibilidad, la porosidad y la integridad. Las fibras individuales utilizadas para componer el tejido no tejido pueden ser sinteticas, naturales o una combinacion de ambas. Las fibras individuales pueden estar unidas mecanicamente, qmmicamente o termicamente entre sf. Los tejidos no tejidos se usan en el mercado para una diversidad de aplicaciones incluyendo aislamiento, embalaje (por ejemplo, alimentos tales como carne), toallitas para el hogar, panos quirurgicos, vendajes medicos y en artfculos desechables tales como panales, productos para incontinencia para adultos y compresas higienicas. El tejido es un material estrechamente relacionado en el que las fibras individuales pueden o no estar unidas qmmicamente entre sf.

El adhesivo puede usarse para unir la lamina superior a la lamina posterior. Como alternativa, el adhesivo puede usarse para adherir ya sea la lamina superior o la lamina posterior a otros componentes del producto absorbente desechable, tales como capas de tejido, alas, orejas de sujecion, cintas o pestanas, u otros componentes que se usen normalmente para construir un producto absorbente desechable que sea bien conocido por un experto en la materia.

Los expertos en la materia reconoceran materiales adecuados para su uso como la lamina superior y la lamina posterior. Son ejemplos de materiales adecuados para su uso como lamina superior materiales permeables a los ifquidos, tales como polipropileno o polietileno unidos por hilatura que tengan un peso base de 15 a 25 gramos por metro cuadrado. Las laminas posteriores que se usan con frecuencia en productos absorbentes desechables generalmente se preparan a partir de materiales impermeables a los lfquidos que actuan para contener lfquidos, tales como agua, orina, menstruacion o sangre, dentro del nucleo absorbente del producto absorbente desechable y para proteger la ropa de cama y/o las prendas de ropa exteriores de las manchas. Los materiales utiles como lamina posterior en un producto absorbente desechable son generalmente impermeables al lfquido, pero son permeables al vapor. Son ejemplos los materiales impermeables a los lfquidos tales como las poliolefinas en pelfculas, por ejemplo, polipropileno y polietileno, asf como los materiales permeables al vapor, tales como pelfculas de poliolefinas microporosas, en ocasiones denominadas pelfculas respirables.

El adhesivo de la invencion es particularmente util como adhesivo de fijacion elastica. Se necesitan materiales con una capacidad de estiramiento y elasticidad excelentes para fabricar una diversidad de artfculos desechables y duraderos tales como, por ejemplo, protectores para incontinencia, panales desechables, calzones de entrenamiento, ropa, ropa interior, ropa deportiva, tapicenas de automoviles, sistemas de impermeabilizacion, juntas y tapicena de muebles. La capacidad de estiramiento y la elasticidad son atributos de rendimiento que pueden, por ejemplo, actuar para realizar un ajuste muy estrecho al cuerpo de un usuario o al marco de un elemento. Aunque se sabe que numerosos materiales presentan excelentes propiedades de tension-deformacion y elasticidad a temperatura ambiente, con frecuencia es deseable que los materiales elasticos proporcionen un ajuste conforme o seguro durante el uso repetido, prolongaciones y retracciones a temperaturas elevadas, tales como a temperaturas corporales o en Interiores de automoviles durante los meses de verano. Los adhesivos tienen un uso particular como adhesivo elastico para su uso en aplicaciones de tejidos no tejidos tales como panales para bebes o artfculos para incontinencia para adultos. Ademas de los mercados de tejidos no tejidos, los adhesivos de fusion en caliente de la invencion son utiles en los mercados del embalaje, la conversion y la encuadernacion, en los que el deseo es reducir la temperatura de aplicacion y, al mismo tiempo, mantener la tenacidad y resistencia del adhesivo.

Los artfculos elasticos desechables son normalmente materiales compuestos preparados a partir de pelfculas de polfmeros, fibras elastomericas, laminas no tejidas y/o materiales absorbentes mediante una combinacion de tecnologfas de fabricacion. Las fibras elastomericas pueden prepararse mediante procesos bien conocidos, tales como la agitacion del material fundido y la solucion y el enrollado. Las laminas de tejido no tejido pueden prepararse mediante union por hilatura, soplado de material fundido, hidroafieltrado, afieltrado mecanico y similares. Los procesos de formacion de pelfculas y laminas generalmente implican tecnicas conocidas de extrusion y coextrusion, por ejemplo, pelfcula soplada, pelfcula moldeada, extrusion de perfiles, moldeo por inyeccion, recubrimiento por extrusion y formacion de laminas por extrusion. Las pelfculas de polfmero son preferentemente materiales impermeables a los lfquidos tales como pelfculas de poliolefina, por ejemplo, polipropileno y polietileno, asf como materiales permeables al vapor, tales como pelfculas de poliolefina microporosas, en ocasiones denominadas pelfculas respirables.

Los artfculos elasticos duraderos tales como, por ejemplo, la tapicena de puertas y ventanas de automoviles, los hilos o tiras de las bandas de la cintura de las prendas de vestir y los sistemas de impermeabilizacion contra la intemperie pueden fabricarse mediante tecnologfas de moldeado, termoformado y extrusion de perfiles bien conocidas.

Un material se considera normalmente elastomerico cuando se caracteriza por tener un alto porcentaje de recuperacion elastica (es decir, un bajo porcentaje de fijacion permanente) despues de la aplicacion de una fuerza de desviacion. Idealmente, los materiales elasticos se caracterizan por una combinacion de tres propiedades independientes de la temperatura, es decir, un bajo porcentaje de fijacion permanente, un bajo esfuerzo o carga a la tension y un bajo porcentaje de esfuerzo o relajacion de carga. Es decir, debe haber, a temperaturas de servicio bajas a elevadas (1) un requisito de esfuerzo o carga bajos para estirar el material, (2) ninguna o baja relajacion del esfuerzo o descarga mientras el material esta estirado y (3) recuperacion completa o alta a las dimensiones originales despues de que el estiramiento, la desviacion o la tension se interrumpen. Por tanto, un polfmero elastomerico es normalmente un polfmero que, sin diluyentes, tiene un alargamiento de rotura en exceso del 100 % independiente de cualquier rizo (cuando esta en forma de fibra) y que cuando se estira al doble de su longitud, se mantiene durante un minuto y despues, liberado, se retrae a menos de 1,5 veces su longitud original en un minuto despues de haberse liberado. Dichos polfmeros incluyen, pero no se limitan a, caucho natural o cauchos sinteticos, poliuretanos segmentados (incluyendo poliuretanoureas) tales como polieteruretanos y poliesteruretanos, polieteresteres, polietilenos elastomericos y polipropilenos, y polieteramidas. El artfculo de la invencion puede comprender sustratos que comprendan dichos polfmeros elastomericos en diversas formas y dichos sustratos pueden usarse en el proceso de la invencion, a condicion de que los beneficios de la invencion no se vean afectados adversamente. Los artfculos de fabricacion de la invencion pueden comprender el adhesivo y al menos un sustrato elastomerico tal como al menos una fibra, cinta, pelfcula, tira, recubrimiento, cinta y/o lamina elastomericos, e incluyen polfmeros de etileno sustancialmente lineales y sustratos elastomericos tales como como, por ejemplo, espandex (por ejemplo, espandex Lycra® y Lycra® XA, un espandex que tiene poco o ningun acabado lubricante sobre el mismo). En una realizacion, el sustrato comprende espandex o elastomeros de hilatura de material fundido. En otra realizacion, el sustrato comprende cauchos naturales o sinteticos en forma de fibras o en forma de tiras de menos de aproximadamente 10 mm de ancho. El adhesivo y al menos un sustrato elastomerico pueden comprender al menos un componente de un artfculo de fabricacion. Los ejemplos no limitantes de dichos componentes incluyen bandas de la cintura, bandas de las piernas, bandas del vientre, etc.

La Comision de Comercio Internacional de los EE.UU. define el espandex como una fibra fabricada en la que la sustancia formadora de fibras es un polfmero sintetico de cadena larga que comprende al menos el 85 por ciento en peso de un poliuretano segmentado. Se sabe que el espandex Lycra® presenta propiedades elasticas independientes de la temperatura casi ideales, lo que lo hace muy adecuado para su uso en prendas de vestir, ropa deportiva y trajes de bano.

Las realizaciones adhesivas de la invencion pueden usarse como adhesivos de construccion para preparar materiales estirables tales como laminados elastomericos de multiples capas que comprendan al menos una capa polimerica elastomerica y al menos otra capa. Dichos laminados se describen, por ejemplo, en las Patentes de los EE.UU. 5.462.708, 5.733.628 y 6.312.786.

La invencion se ilustra adicionalmente mediante el siguiente ejemplo no limitante.

Ejemplo

En el siguiente ejemplo, todas las partes son en peso y todas las temperaturas en grados Fahrenheit a menos que se indique lo contrario.

Preparación adhesiva. Las formulaciones que se describen en el presente documento se prepararon en un mezclador Brabender de 600 g con cuchillas sigma. Los copolfmeros de bloques termoplasticos y aproximadamente el 20 % del aceite en la formulacion se anadieron al recipiente precalentado a aproximadamente 163 °C (325 °F). Una vez homogeneo, se anadio un pegamento de bloques intermedios. Finalmente se anadieron aceite adicional y el pegamento del bloque terminal. El proceso de mezcla finalizo cuando la mezcla era homogenea.

Se usaron los siguientes materiales para preparar los adhesivos:

Kraton MD 6460, disponible en Kraton Polymers U.S., es un copolfmero de bloques con un 30 % de estireno como bloque terminal y un 70 % de copolfmero aleatorio de isopreno y butadieno como bloque intermedio. El mdice de flujo de fusion de MD 6460 es de 6-11 g/10 min siguiendo el metodo IS01133. El porcentaje de dibloques de este polfmero es de aproximadamente el 30 %.

Kraton 1162, disponible en Kraton Polymer US., es un copolfmero de bloques de SIS. El contenido de estireno es de aproximadamente el 44 %, el MFI de 35 siguiendo el metodo ISO 1133. El porcentaje de dibloques es de aproximadamente el 0 %.

Plastolyn 240, disponible en Eastman Chemical Company, es una resina adherente de bloques terminales de alfametil estireno.

Escorez 5400 es una resina de hidrocarburo de petroleo obtenida en Exxon, que tiene un punto de reblandecimiento de aproximadamente 100 °C.

Calsol 5550, disponible en Calumet Lubricants Company, es un aceite mineral.

IRGANOX 1010FF, disponible en Ciba-Geigy, es un antioxidante.

El sustrato no tejido utilizado en los ejemplos era un polipropileno unido por hilatura fabricado por Avgol.

La pelfcula de polietileno utilizada en el ejemplo era una pelfcula en relieve de TXEM-244,0 tratada con corona con un espesor de 19 pm (0,75 mil), fabricada por Pliant Corp.

Despues, los adhesivos se sometieron a diversos ensayos que simulan las propiedades necesarias para aplicaciones comerciales satisfactorias. Estos ensayos se detallan a continuacion.

Las viscosidades de fusion de los adhesivos de fusion en caliente se determinaron en un viscosfmetro Thermosel Modelo RVT de Brookfield usando un husillo numero 27.

El rendimiento de traccion de los adhesivos de fusion en caliente se determino en porciones con forma de hueso de perro de 3,2 mm (0,125") de espesor, 6,4 cm (2,5") con pestanas de 2,54 cm x 2,54 cm (1" x 1") y una porcion de galga central de 1,27 cm x 1,27 cm (0,5" x 0,5"). Se tiro de ellos en un Instron con agarres neumaticos a una velocidad de 30,5 cm (12")/min. Despues se registraron el esfuerzo de rotura y el esfuerzo de rendimiento de los adhesivos.

El rendimiento dinamico mecanico del adhesivo de fusion en caliente se determino mediante un analizador mecanico dinamico Reometrics (Modelo RDA 700) para obtener los modulos elastico (G') y de perdida (G") en funcion de la temperatura. El instrumento estaba controlado por el software Rhios version 4.3.2. Se usaron placas paralelas de 8 mm de diametro y separadas por un espacio de aproximadamente 2 mm. La muestra se cargo y despues se enfrio a aproximadamente -100 °C y comenzo el programa de tiempo. El ensayo del programa aumento la temperatura a intervalos de 5 °C seguidos de un tiempo de remojo a cada temperatura de 10 segundos. El horno de conveccion que contema la muestra se lavo abundantemente de forma continua con nitrogeno. La frecuencia se mantuvo a 10 rad/s. La tension inicial al inicio del ensayo fue del 0,05 % (en el borde exterior de las placas). Se uso una opcion de autotension en el software para mantener un par de torsion medible con precision durante todo el ensayo. La opcion se configuro de manera que la maxima tension aplicada permitida por el software fuera del 80 %. El programa de autotension ajusto la tension en cada aumento de temperatura si garantizaba el uso del siguiente procedimiento. Si el par de torsion estaba por debajo de 200 g-cm la tension se aumentaba un 25 % el valor actual. Si el par de torsion estaba por encima de 1200 g-cm, se reducfa un 25 % el valor actual. A pares de torsion entre 200 y 1200 g-cm, no se hizo ningun cambio en la tension a ese aumento de temperatura. El almacenamiento de cizalla o el modulo elastico (G') y el modulo de perdida de cizalla (G") se calcularon mediante el software a partir de los datos de par de torsion y tension. Tambien se calculo su relacion, G"/G1, tambien conocida como tan delta. La Tv del bloque intermedio se tomo como el maxima en tan delta. La temperatura de cruzamiento es la temperatura a la que G' y G" son iguales entre sf.

El rendimiento de deformacion plastica se evaluo midiendo cuanto se retrae una hebra elastica de extremo libre en condicion estirada a la temperatura de uso final (38 °C (100 °F)) durante un penodo de 4 horas. Se midio la longitud de un filamento (espandex) adherido en condicion estirada entre dos laminas no tejidas o una lamina no tejida y se midio una pelfcula polimerica ("longitud inicial"). El tejido no tejido/pelfcula y ambos extremos del espandex se cortaron y se midio la cantidad de retraccion del filamento de extremos libres resultante despues de un periodo de 4 horas a 38 °C (100 °F). El porcentaje de deformacion plastica se calculo de la siguiente manera:

Por ejemplo, si la distancia inicial entre marcas era de 20 cm y la distancia final entre marcas era de 15 cm, el porcentaje de deformacion plastica era del 25 %. Se analizaron cinco muestras para cada condicion y se promediaron los resultados para cada hebra elastica y el resultado se registro.

Ejemplo 1 (Referencia)

Una muestra de adhesivo que tiene la formulacion que se muestra en la Tabla 1 se fabrico como se ha descrito anteriormente. Este ejemplo muestra que el uso de menos del 15 % de S-I/B-S en combinacion con otro copolfmero de bloques genera un buen rendimiento de deformacion plastica para un adhesivo elastico. El aplicador de adhesivo utilizado fue el proceso de pulverizacion Nordson Spiral. Se usaron tres fibras de espandex decitex 620 Lycra para adherirse a un sustrato poli tejido y no tejido. El patron continuo no envuelto se uso durante la aplicacion del adhesivo. El nivel adicional es de 8 mg/pulgada (3,15 mg/cm) para tres hebras. El rendimiento de deformacion plastica y otras propiedades de rendimiento tambien se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un adhesivo de fusion en caliente que comprende un copoUmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-cobutadieno)-poliestireno que tiene un contenido de estireno de al menos el 25 % en peso y un porcentaje de dibloques inferior al 25 %, un segundo copolfmero de bloques que no es un copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno, una resina adherente y opcionalmente un plastificante lfquido, una cera o una combinacion de los mismos, en el que dicho copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno esta presente en cantidades de hasta el 18 % en peso basadas en el peso de la composicion adhesiva y en el que dicho segundo copolfmero de bloques tiene la configuracion A-B-A en la que los bloques terminales A de polfmero son bloques de polfmero no elastomericos que, como homopolfmeros, tienen temperaturas de transicion vttrea por encima de 20 °C, mientras que los bloques intermedios B de poKmero elastomericos derivan de isopreno, butadieno o isobutileno que pueden estar hidrogenados o parcialmente hidrogenados o mezclas de los mismos.

2. El adhesivo de la reivindicacion 1 en el que el copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno tiene un porcentaje de dibloques inferior al 20 %.

3. El adhesivo de la reivindicacion 1 que comprende, basandose en el peso de la composicion adhesiva, del 0,5 % en peso al 18 % en peso de dicho copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno, hasta el 30 % en peso de dicho segundo copolfmero de bloques, del 30 al 80 % en peso de una resina adherente y opcionalmente hasta el 25 % en peso de un plastificante lfquido, y hasta el 25 % en peso de una cera.

4. El adhesivo de la reivindicacion 3 que comprende del 5 al 18 % en peso de dicho copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno, del 10 al 20 % en peso de dicho segundo copolfmero de bloques, del 30 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 al 25 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 al 5 % en peso de una cera.

5. El adhesivo de la reivindicacion 1 que comprende del 0,5 al 18 % en peso de dicho copolfmero de bloques de estireno-poliisopreno-co-butadieno-estireno, hasta el 30 % en peso de dicho segundo copolfmero de bloques, del 5 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 a 120 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 a aproximadamente el 5 % en peso de una cera.

6. El adhesivo de la reivindicacion 1 que comprende del 0,5 al 18 % en peso de dicho copolfmero de bloques de poliestireno-(poliisopreno-co-butadieno)-poliestireno, del 5 al 20 % en peso de dicho segundo copolfmero de bloques, del 30 al 70 % en peso de una resina adherente, del 0 al 20 % en peso de un plastificante lfquido y del 0 al 5 % en peso de una cera.

7. El adhesivo de la reivindicacion 1 en el que dicho segundo copolfmero de bloques se selecciona entre el grupo que consiste en estireno-isopreno-estireno, estireno-butadieno-estireno, estireno-isobutileno-estireno, estireno-betileno/butileno-b-estireno, estireno-b-etileno/propileno-b-estireno o una combinacion de los mismos.

8. El adhesivo de la reivindicacion 7 en el que el segundo copolfmero de bloques es estireno-butadieno-estireno.

9. Los adhesivos de la reivindicacion 1 que comprenden tanto un plastificante lfquido como una cera.

10. Un artfculo de fabricacion que comprende el adhesivo de la reivindicacion 1.

11. El artfculo de la reivindicacion 10 que comprende una fibra elastomerica u otro material estirable.

12. El artfculo de la reivindicacion 10 que comprende una fibra elastomerica.

13. El artfculo de la reivindicacion 11 que es un artfculo absorbente desechable.

14. El artfculo de la reivindicacion 13 que es un artfculo elastico desechable.

15. El artfculo de la reivindicacion 10 que es un laminado estirable.

16. El artfculo de la reivindicacion 13 que es un panal.