ES2909499T3 - Composición adhesiva termofusible para fijaciones elásticas - Google Patents

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Abstract

Una composición adhesiva termofusible que comprende: (A) de 2 a 40% en peso de al menos un homopolímero de propileno, (B) de 2 a 40% en peso de al menos un copolímero de alfa-olefina que comprende o no propileno, a condición de que si dicho copolímero de alfa-olefina no comprende propileno, dicho copolímero de alfa-olefina tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3, (C) de 1 a 20% en peso de al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido seleccionado de: (C1) copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3, y (C2) cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol, (D) de 30 a 75% en peso de al menos una resina adherente, con respecto al peso total de la composición adhesiva termofusible, entendiéndose que la composición adhesiva no comprende homopolímeros de olefina o copolímeros de olefina amorfos.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición adhesiva termofusible para fijaciones elásticas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición adhesiva termofusible que comprende un homopolímero de polipropileno, un copolímero de alfa-olefina, un compuesto de olefina funcionalizado con ácido carboxílico y/o anhídrido y una resina adherente. La presente invención también se refiere a un laminado que comprende la composición adhesiva termofusible según la invención, que se puede utilizar en artículos de higiene desechables.
Antecedentes de la invención
Los artículos de higiene desechables se preparan a partir de una amplia variedad de sustratos (material elastomérico no tejido, película, tal como película de poliolefina y, en particular, película de polietileno o polipropileno) unidos con materiales adhesivos. Entre los ejemplos de artículos de higiene desechables, se pueden citar pañales, compresas higiénicas o artículos desechables para la incontinencia de adultos. Los artículos de higiene desechables se producen a velocidades de línea de alta velocidad. En dicha producción, los adhesivos termofusibles se utilizan normalmente porque se pueden aplicar fácilmente a los sustratos (en estado fundido) y desarrollan rápidamente una fuerte unión al enfriarse, sin ninguna etapa de fabricación adicional, tal como la retirada de disolventes.
Generalmente, en los artículos de higiene desechables se pueden encontrar varios tipos de adhesivos termofusibles, dependiendo de su ubicación y función final, tales como:
- Adhesivos de núcleo: utilizados para mantener en su sitio el núcleo del pañal (pelusa y SuperAbsorbentPolymer "SAP"), durante la fabricación del pañal pero también durante el uso del pañal, principalmente después de que dicho pañal se haya mojado.
- Adhesivos de construcción: que unen la lámina posterior de polietileno a los sustratos no tejidos o que unen dos sustratos no tejidos.
- Adhesivos elásticos: se utilizan para unir hebras elásticas a sustratos de polietileno "PE" (o de polipropileno "PP") y no tejidos.
Los adhesivos a base de copolímeros de bloques estirénicos son los principales adhesivos termofusibles utilizados en la industria de los artículos absorbentes (aplicaciones de núcleo, elásticas y de construcción). A lo largo de los años, se han formulado adhesivos a base de poliolefinas, gracias al desarrollo de nuevos copolímeros de poliolefinas (Poli-Alfa-Olefinas Amorfas "APAO" de Ziegler-Natta y después por catálisis de metaloceno). Sin embargo, el uso de los polímeros de poliolefina se limitó a los adhesivos para la construcción, debido a su escasa procesabilidad (pulverización), falta de cohesión y baja resistencia a la fluencia.
La solicitud de patente internacional WO 2013/039262 describe una composición adhesiva termofusible que comprende un homopolímero de propileno y una cera modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico. Dicho documento no describe la composición adhesiva termofusible de la invención.
En las aplicaciones de unión elástica, el adhesivo generalmente se usa para unir un material elástico (tales como hebras a base de poliuretano) a sustratos en forma de lámina. Primero, el material elástico se estira antes de la unión y luego se aplica adhesivo sobre los elásticos, ya sea por pulverización o aplicaciones de contacto, luego los elásticos recubiertos con el adhesivo se laminan rápidamente entre un sustrato no tejido y una película de poliolefina. Después de eso, se permite que los elásticos se relajen, creando un laminado fruncido (o apresurado) que tiene una flexibilidad sustancial. El adhesivo debe mantener los elásticos en su lugar, particularmente cuando se solicita durante la fabricación y el uso del artículo de higiene desechable. Esto significa que se requiere un adhesivo con alta cohesión y elasticidad. Para evitar cualquier falla del adhesivo, también se recomienda una buena adherencia sobre las hebras elásticas.
El documento US 6.329.468 describe el uso de poliolefina flexible FPO (basada en polímeros a base de propileno que tienen un índice de fluidez igual o superior a 5 g/10 min y una densidad entre 0,860 y 0,900 g/cm3. En el documento US 6.143.818, también utilizaron una mezcla de copolímero de etileno-propileno y terpolímero de etileno-propilenomonómero de dieno y polímero semicristalino. La composición adhesiva termofusible descrita muestra una buena adhesión a diversos sustratos y una buena pulverizabilidad, con alta resistencia a la fluencia. Sin embargo, la temperatura de aplicación es relativamente alta (175°C-176°C) lo que puede limitar el uso de estos adhesivos, especialmente en el caso de sustratos delgados y más sensibles. De hecho, los sustratos sensibles pueden quemarse a altas temperaturas. Otro inconveniente del uso de altas temperaturas es que implican un mayor consumo de energía.
Más recientemente, el documento US 2010/0305528 describe un adhesivo de poliolefinas para aplicaciones de unión elástica que comprende un copolímero de etileno/alfa-olefina y una poliolefina modificada con anhídrido de ácido. El documento US 2010/0305528 describe composiciones adhesivas con propiedades equilibradas de fuerza cohesiva y adhesiva. Dicho documento ha ensayado la resistencia a la fluencia de las composiciones con un alto peso de recubrimiento de composición adhesiva.
Debido a los insuficientes comportamientos elásticos de los adhesivos a base de poliolefinas, los adhesivos elásticos disponibles en el mercado se limitan hoy en día a adhesivos a base de copolímeros de bloques de estireno.
Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar composiciones adhesivas a base de poliolefinas para fijaciones elásticas.
Compendio de la invención
Un primer objeto de la presente invención es una composición adhesiva termofusible, que comprende:
(A) de 2 a 40% en peso de al menos un homopolímero de propileno,
(B) de 2 a 40% en peso de al menos un copolímero de alfa-olefina que comprende o no propileno, a condición de que si dicho copolímero de alfa-olefina no comprende propileno, dicho copolímero de alfa-olefina tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3,
(C) de 1 a 20% en peso de al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido seleccionado de:
(C1) copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3, y
(C2) cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol,
(D) de 30 a 75% en peso de al menos una resina adherente, en base al peso total de la composición adhesiva termofusible,
entendiéndose que la composición adhesiva no comprende homopolímeros de olefina o copolímeros de olefina amorfos.
Según una realización de la invención, la relación de masas entre el homopolímero de propileno (A) y el copolímero de alfa-olefina (B) es superior o igual a 0,8.
Preferiblemente, el copolímero de alfa-olefina (B) comprende al menos un monómero de propileno.
Preferiblemente, el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) comprende al menos un monómero seleccionado de propileno y etileno, y al menos un monómero seleccionado de butileno, penteno o hexeno.
Según una realización de la invención, el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) comprende de 0,5 a 10% en peso de funciones ácido carboxílico y/o anhídrido, en base al peso total del compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido.
Según una realización de la invención, el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) se selecciona de un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3 (C1). Preferiblemente, el adhesivo termofusible comprende además al menos una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 (C2).
Otro objeto de la presente invención es un laminado que comprende al menos un material elástico y al menos dos sustratos, estando insertado dicho material elástico entre los dos sustratos y recubierto con la composición adhesiva termofusible según la presente invención.
Preferiblemente, la composición adhesiva se aplica en forma de espiral sobre el/los material(es) elástico(s).
Según una realización de la invención, la composición adhesiva se aplica en una cantidad de 10 a 50 g/m2.
Según una realización de la invención, un sustrato se selecciona de materiales no tejidos y un segundo sustrato se selecciona de películas de poliolefina.
Otro objeto de la presente invención es un procedimiento para fabricar el laminado según la invención, comprendiendo dicho procedimiento las etapas:
- proporcionar un primer sustrato,
- proporcionar al menos un material elástico,
- aplicar la composición adhesiva según la invención sobre al menos un material elástico,
- poner en contacto el/los material(es) elástico(s) recubierto(s) con la composición adhesiva con el primer sustrato,
- poner en contacto el segundo sustrato con el/los material(es) elástico(s).
Otro objeto de la presente invención es un artículo de higiene desechable que comprende al menos un laminado según la invención.
Otro objeto de la presente invención es el uso de una composición adhesiva termofusible según la presente invención para unir un material elástico entre dos sustratos independientes.
La composición según la presente invención puede unir hebras elásticas en artículos de higiene desechables.
La composición según la presente invención se puede aplicar a una temperatura inferior a 160°C, en particular a una temperatura de aproximadamente 150°C.
La composición según la presente invención proporciona una unión de las hebras que tiene una buena resistencia a la fluencia y un buen envejecimiento, incluso a alta temperatura (tal como 55°C).
El aglutinante obtenido con la composición según la presente invención se puede almacenar durante varios días o incluso varias semanas sin perder sus prestaciones.
La composición según la presente invención se puede aplicar por contacto o por pulverización.
La composición según la presente invención se puede aplicar con un bajo peso de revestimiento (tal como 15 g/m2) a la vez que se obtiene una resistencia a la fluencia satisfactoria.
La composición según la presente invención permite proporcionar prestaciones similares a las que se pueden obtener con composiciones adhesivas a base de copolímeros de bloques estirénicos.
Aparecerán características y ventajas adicionales de la invención a partir de la siguiente descripción de realizaciones de la invención, dadas como ejemplos no limitantes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A muestra tres hebras elásticas (1, 1', 1") recubiertas con la composición adhesiva según la invención (2, 2', 2") utilizando una aplicación por contacto.
La figura 1B muestra tres hebras elásticas (1, 1', 1") recubiertas con la composición adhesiva según la invención (2) mediante una aplicación en espiral.
La figura 2 ilustra un procedimiento para fabricar un laminado según la invención que comprende dos sustratos (3, 4), materiales elásticos (1) recubiertos con una composición adhesiva (2).
La figura 3 es un diagrama que ilustra los resultados de los comportamientos de fluencia de diferentes laminados, dicho ensayo de fluencia se ha realizado en diferentes momentos después de la fabricación del laminado. La figura 3 ilustra el caso en donde la composición adhesiva se ha aplicado sobre los materiales elásticos utilizando una aplicación por contacto.
La figura 4 es un diagrama que ilustra los resultados de los comportamientos de fluencia de diferentes laminados, dicho ensayo de fluencia se ha realizado en diferentes momentos después de la fabricación del laminado. La figura 4 ilustra el caso en donde la composición adhesiva se ha aplicado sobre los materiales elásticos utilizando una aplicación en espiral.
Descripción detallada de la invención
La presente invención está dirigida a una composición adhesiva termofusible que comprende:
- de 2 a 40% en peso de al menos un homopolímero de propileno (en lo sucesivo denominado A),
- de 2 a 40% en peso de al menos un copolímero de alfa-olefina que comprende o no propileno, a condición de que si dicho copolímero de alfa-olefina no comprende propileno, dicho copolímero de alfa-olefina tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3 (en lo sucesivo denominado B),
- de 1 a 20% en peso de al menos un compuesto de poliolefina C modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido seleccionado de
° copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3 (en lo sucesivo denominado C1), y
° cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol (en lo sucesivo denominada C2),
de 30 a 75% en peso de al menos una resina adherente (en lo sucesivo denominada D), en base al peso total de la composición adhesiva termofusible, entendiéndose que la composición adhesiva no comprende homopolímeros de olefina o copolímeros de olefina amorfos.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende:
- de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un homopolímero de propileno A, - de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un copolímero de alfa-olefina B, - de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, de al menos un compuesto de poliolefina C modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido, y
- de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, de al menos una resina adherente D, en base al peso total de la composición adhesiva termofusible.
Ingrediente A
Por "homopolímero de propileno" debe entenderse un polímero que consiste esencialmente en unidades de monómero de propileno. Preferiblemente, el homopolímero de propileno A no comprende ningún injerto y/o modificaciones por ningún grupo funcional.
Según una realización, el homopolímero de propileno A utilizado en la composición de la invención tiene un punto de reblandecimiento de anillo y bola superior a 100°C, preferiblemente superior o igual a 105°C, más preferiblemente superior o igual a 110°C, incluso más preferiblemente superior o igual a 115°C, aún más preferiblemente superior o igual a 120°C. Según una realización, el punto de reblandecimiento de anillo y bola del homopolímero de propileno A es inferior o igual a 200°C, preferiblemente inferior o igual a 175°C, más preferiblemente inferior o igual a 140°C, incluso más preferiblemente menor o igual a 135°C.
En la presente invención, el punto de reblandecimiento de anillo y bola del homopolímero de propileno se mide según la norma ASTM E-28-99.
El homopolímero de propileno A utilizable en la composición adhesiva de la presente invención se puede obtener según el método descrito en los párrafos [0037] a [0044] del documento US 2004/0039117.
Según una realización, el homopolímero de propileno A utilizado en la composición adhesiva de la invención tiene un peso molecular que oscila entre 30000 y 200000 g/mol, preferiblemente entre 40000 y 170000 g/mol, en particular entre 100000 y 150000 g/mol.
El peso molecular se puede medir según cualquier método conocido por el experto en la materia. Por ejemplo, el peso molecular se puede medir mediante cromatografía de permeación en gel (GPC).
Un ejemplo de homopolímero de propileno A que se puede utilizar en la presente invención es el L-Modu® S901 (disponible en Idemitsu Chemicals).
Según una realización, el/los homopolímero(s) de propileno A representan de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, del peso total de la composición adhesiva.
Ingrediente B
Por "copolímero de alfa-olefina B" o "copolímero de alfa-olefina no modificado B", debe entenderse un copolímero que consiste esencialmente en monómeros de alfa-olefina. Preferiblemente, el copolímero de alfa-olefina utilizado en la composición de la invención no comprende ningún injerto. En particular, el copolímero de alfa-olefina no está modificado por funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido.
Por "alfa-olefina" debe entenderse una olefina que comprende un doble enlace carbono-carbono en posición terminal (o alfa).
Según una realización de la invención, el copolímero de alfa-olefina B comprende al menos monómeros de propileno. Preferiblemente, el copolímero de alfa-olefina B comprende al menos 50% en peso, más preferiblemente al menos 60% en peso, aún más preferiblemente al menos 70% en peso de propileno, en base al peso total del copolímero de alfa-olefina.
Según una realización, el copolímero de alfa-olefina B es un terpolímero, es decir, comprende tres monómeros diferentes, preferiblemente uno de los tres monómeros es monómero de propileno.
Cuando el copolímero de alfa-olefina no modificado B no comprende monómeros de propileno, la densidad de dicho copolímero de alfa-olefina no modificado es superior o igual a 0,890 g/cm3, preferiblemente superior o igual a 0,900 g/cm3, más preferiblemente superior a 0,910 g/cm3. Preferiblemente, cuando el copolímero de alfa-olefina no modificado B comprende menos que 30% en peso o menos que 40% en peso o menos que 50% en peso de monómeros de propileno, en base al peso total del copolímero de alfa-olefina, la densidad de dicho copolímero de alfa-olefina no modificado B es superior o igual a 0,890 g/cm3, preferiblemente superior o igual a 0,900 g/cm3, más preferiblemente superior a 0,910 g/cm3.
Preferiblemente, el copolímero de alfa-olefina no modificado B comprende monómeros de alfa-olefina que tienen de 2 a 16 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 8 átomos de carbono.
Según una realización, el copolímero de alfa-olefina no modificado B comprende al menos un monómero de propileno y al menos otro monómero de alfa-olefina seleccionado de etileno, butileno, penteno, hexeno.
Según una realización de la invención, el copolímero de alfa-olefina no modificado B tiene un peso molecular que oscila entre 20000 y 200000 g/mol.
Según una realización de la invención, la relación en masa entre el homopolímero de propileno A y el/los copolímero(s) de alfa-olefina B utilizados en la composición adhesiva es superior o igual a 0,8, preferiblemente superior o igual a 0,9, más preferiblemente superior o igual a 1.
Entre los copolímeros de alfa-olefina B "no modificados" que se pueden utilizar en la presente invención, se puede mencionar Tafmer® PN20300 o Tafmer® PN2070 (disponible en Mitsui Chemicals).
Según una realización, el/los copolímero(s) de alfa-olefina B representan de 2 a 25% en peso, preferiblemente de 2 a 20% en peso, más preferiblemente de 3 a 15% en peso, aún más preferiblemente de 4 a 10% en peso, del peso total de la composición adhesiva.
Ingrediente C
Por "compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C" o "compuesto de poliolefina modificado C" debe entenderse un copolímero o cera de poliolefina que comprende al menos un monómero de olefina, dicho copolímero de poliolefina o cera está modificado con funciones de ácido carboxílico y/o funciones de anhídrido carboxílico.
El compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C utilizado en la composición adhesiva de la invención se selecciona de:
° copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3 (en lo sucesivo denominado C1), y
° cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol (en lo sucesivo denominada C2).
Según una realización, el compuesto de poliolefina modificado C comprende al menos un monómero seleccionado de propileno y etileno, y al menos otro monómero seleccionado de butileno, penteno o hexeno. Preferiblemente, el compuesto de poliolefina modificado C comprende de 50 a 98%, preferiblemente de 60 a 95% en peso de monómero de etileno o propileno y de 2% a 50%, preferiblemente de 5 a 40% en peso de al menos otro monómero seleccionado de butileno, penteno o hexeno, en base al peso total del copolímero de poliolefina.
El compuesto de poliolefina modificado C está modificado por funciones ácido carboxílico o anhídrido, en particular la cadena del compuesto de poliolefina puede estar injertada por funciones ácido carboxílico y/o anhídrido. El injerto se puede realizar mediante procedimientos conocidos por el experto en la materia, por ejemplo, el injerto se puede realizar mediante extrusión reactiva.
Preferiblemente, el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C comprende de 0,5 a 10% en peso, preferiblemente de 1 a 5% en peso de funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido, en base al peso total del compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido.
Según una realización de la invención, el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C consiste esencialmente en monómeros de olefina y monómeros y/o injertos derivados de ácido carboxílico y/o anhídrido.
Según un modo de realización de la invención, las funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido se seleccionan de funciones de ácido o anhídrido dicarboxílico. Preferiblemente, las funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido se seleccionan de ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido succínico, anhídrido succínico, ácido ftálico, anhídrido ftálico, ácido glutárico, anhídrido glutárico, ácido itacónico, ácido acrílico o ácido metacrílico. Más preferiblemente, las funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido se seleccionan de ácido maleico, anhídrido maleico o ácido acrílico. Aún más preferiblemente, las funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido se seleccionan de funciones de anhídrido maleico.
Según una realización, el/los compuesto(s) de poliolefina modificados con ácido carboxílico y/o anhídrido C representan de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, del peso total de la composición adhesiva.
Ingrediente C1
Por ''copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C1" o ''copolímero de poliolefina modificado C1" debe entenderse un copolímero que comprende al menos dos monómeros de olefina que tienen una naturaleza diferente, dicho copolímero de poliolefina está modificado con funciones de ácido carboxílico y/o de anhídrido carboxílico.
Por ejemplo, el copolímero de poliolefina modificado C1 puede estar injertado con funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido.
Según una realización, el copolímero de poliolefina modificado C1 comprende al menos dos monómeros de olefina diferentes que tienen de 2 a 16 átomos de carbono, preferiblemente que tienen de 2 a 8 átomos de carbono. Según una realización, los monómeros de olefina son monómeros de alfa-olefinas. Preferiblemente, los monómeros de olefina se seleccionan de etileno, propileno, butileno, penteno y hexeno.
El copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C1 utilizado en la composición adhesiva de la invención tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol, preferiblemente superior o igual a 20000 g/mol.
El copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C1 tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3, preferiblemente superior o igual a 0,900 g/cm3, más preferiblemente superior o igual a 0,910 g/cm3, incluso más preferiblemente superior o igual a 0,920 g/cm3, por ejemplo superior o igual a 0,930 g/cm3.
La densidad del copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C1 se puede medir según ASTM D792.
Según la realización en la que el compuesto de poliolefina modificado C se selecciona del copolímero de poliolefina modificado C1, la composición adhesiva tiene buenos comportamientos de fluencia tanto para aplicaciones por contacto como para aplicaciones en espiral.
Entre los copolímeros de poliolefina modificados con ácido carboxílico y/o anhídrido C1 que se pueden utilizar en la presente invención, se puede mencionar Amplify® GR 204 (disponible en Dow Chemical) o Exxelor® PO 1015 (disponible en ExxonMobil Chemical).
Ingrediente C2
Por "cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido C2" o "cera de poliolefina modificada C2" debe entenderse una cera que comprende funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido carboxílico y al menos un compuesto de olefina. Según un modo de realización, la cera de poliolefina modificada C2 utilizada en la composición adhesiva consiste esencialmente en monómeros de olefina y funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido carboxílico.
Por "cera" debe entenderse polímeros semicristalinos que son sólidos a temperatura ambiente y preferiblemente que tienen un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 50°C a 170°C. Se producen en un amplio intervalo de pesos moleculares, monómeros, densidades y niveles de cristalinidad. Las ceras típicas incluyen ceras sintéticas tales como cera de Fischer-Tropsch; ceras de petróleo tales como una cera de parafina y una cera microcristalina, ya que estas ceras comprenden unidades de olefina.
La cera de poliolefina modificada C2 se puede obtener según diversas reacciones. Por ejemplo, la cera de poliolefina modificada C2 puede ser:
- una cera obtenida por reacción de injerto de ácido carboxílico y/o anhídrido carboxílico con una cera base, o
- una cera obtenida por copolimerización de ácido carboxílico y/o anhídrido carboxílico en caso de sintetizar la cera por polimerización.
Según la presente invención, la "cera base" es una cera de poliolefina, tal como cera de polietileno, cera de polipropileno, cera de copolímero de etileno-propileno, o también ceras sintéticas tales como cera de Fischer-Tropsch; ceras de petróleo tales como cera de parafina, y una cera microcristalina.
Según una realización de la invención, la cera de poliolefina modificada C2 es un copolímero que comprende al menos un monómero de olefina y un monómero de ácido carboxílico y/o anhídrido carboxílico.
La cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido C2 tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol, preferiblemente entre 1000 y 5000 g/mol.
Según una realización de la invención, la cera de poliolefina modificada con anhídrido de ácido maleico C2 se selecciona de copolímeros de anhídrido de ácido maleico-etileno y copolímeros de anhídrido de ácido maleicopropileno.
Entre las ceras de poliolefina C2 modificadas con ácido carboxílico y/o anhídrido que se pueden utilizar en la presente invención, se puede mencionar AC® 573P, AC® 580 o AC® 596P (disponibles en Honeywell).
Según una realización, la composición adhesiva comprende dos compuestos de poliolefina modificados con ácido carboxílico y/o anhídrido C que tienen diferente peso molecular. Preferiblemente, la composición adhesiva comprende un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido C1 que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido C2 que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol. Los inventores descubrieron sorprendentemente que la combinación de un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido de alto peso molecular con una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido de bajo peso molecular mejora el comportamiento de fluencia, en particular para aplicaciones de pulverización en espiral.
La composición adhesiva según la invención no comprende homopolímeros o copolímeros de olefinas amorfos.
El compuesto modificado C utilizado en la composición adhesiva de la invención es preferiblemente semicristalino. El copolímero de alfa-olefina no modificado B es preferiblemente semicristalino. El homopolímero A de propileno utilizado en la composición adhesiva de la invención es preferiblemente semicristalino. Preferiblemente, todos los homopolímeros y copolímeros de la composición adhesiva termofusible de la presente invención son de tipo semicristalino. De hecho, los polímeros de olefina semicristalinos proporcionan fuerza cohesiva a la composición.
El término "polímero semicristalino" utilizado en el presente documento se refiere a materiales poliméricos que contienen regiones tanto cristalinas como amorfas en estado sólido. En la región cristalina, las cadenas moleculares de los polímeros están dispuestas en arreglos tridimensionales ordenados cuya estructura puede caracterizarse completamente por sus celdas unitarias, la unidad estructural más pequeña utilizada para describir un cristal. Los polímeros amorfos, en cambio, no tienen estructuras tridimensionales ordenadas en estado sólido. Sus cadenas moleculares están dispuestas de forma completamente aleatoria en el espacio.
Los polímeros semicristalinos se pueden distinguir fácilmente de los polímeros completamente amorfos observando la presencia o ausencia de un punto de fusión (Tm) y la entalpía asociada o el calor de fusión (AHm) derivado de la transformación del estado cristalino al estado líquido al calentarse. Todos los polímeros semicristalinos exhiben un punto de fusión cristalino determinado por calorimetría diferencial de barrido (DSC) o una técnica equivalente, mientras que el punto de fusión está ausente para los polímeros amorfos. Los polímeros amorfos experimentan una transición de un sólido vítreo a un estado elástico gomoso en un intervalo de temperatura estrecho alrededor de una temperatura de transición vítrea Tg. No se debe confundir la temperatura de transición vítrea (Tg) con el punto de fusión (Tm). A diferencia de la transición de fusión de los materiales cristalinos, la transición vítrea de los polímeros amorfos no tiene un cambio de entalpía (AH) asociado.
Ingrediente D
Según una realización, la resina adherente D tiene una masa molar media numérica que oscila entre 100 Da y 5 kDa, preferiblemente entre 500 Da y 4 kDa. Según una realización, la resina adherente D se elige de:
(i) las resinas de politerpeno que tienen un punto de reblandecimiento de aproximadamente 10 °C a 140 °C, estas últimas resinas de politerpeno se obtienen generalmente por polimerización de hidrocarburos de terpeno tales como monoterpeno (o pineno), en presencia de catalizadores de Friedel-Crafts,
(ii) copolímeros y terpolímeros de terpenos naturales obtenidos por polimerización de estireno, alfa-metilestireno, viniltolueno,
(iii) resinas de terpeno modificadas con fenoles tales como, por ejemplo, el producto resinoso resultante de la condensación, en medio ácido, de un terpeno y un fenol,
(iv) colofonias de origen natural o modificado, tales como colofonia extraída de la goma de pino, colofonia de madera extraída de raíces de árboles y sus derivados, hidrogenados, dimerizados, polimerizados o esterificados por monoalcoholes o polioles tales como glicerol y pentaeritritol;
(v) resinas de hidrocarburos de petróleo alifáticos y cicloalifáticos que tienen puntos de reblandecimiento de Anillo y Bola de aproximadamente 10°C a 140°C, resultando estas últimas resinas de la polimerización de monómeros que consisten principalmente en olefinas y diolefinas alifáticas o cicloalifáticas; también se incluyen las resinas de hidrocarburos de petróleo alifáticos y cicloalifáticos hidrogenados;
(vi) hidrocarburos aromáticos de petróleo y los derivados hidrogenados de los mismos;
(vii) hidrocarburos alifáticos/aromáticos derivados del petróleo y los derivados hidrogenados de los mismos.
Se pueden utilizar mezclas de dos o más de las resinas adhesivas descritas anteriormente para algunas formulaciones. También se incluyen las resinas C5 cíclicas o acíclicas y las resinas acíclicas o cíclicas modificadas aromáticas.
Las masas molares medias numéricas de las resinas se pueden medir utilizando métodos bien conocidos por un experto en la materia, por ejemplo mediante cromatografía de exclusión estérica utilizando un estándar de polietilenglicol.
Tales resinas D están disponibles en el mercado, y de las del tipo (i), (ii), (iii) y (iv) definidas anteriormente, se pueden mencionar los siguientes productos:
resinas de tipo (i): Dertophene® 1510, disponible en la compañía DRT, que tiene una masa molar media numérica Mn de aproximadamente 870 Da; Dertophene® H150, disponible en la misma compañía, que tiene una masa molar Mn de aproximadamente 630 Da; Sylvarez® TP 95, disponible en la compañía Arizona Chemical, que tiene una masa molar media numérica Mn de aproximadamente 1200 Da;
resinas de tipo (ii): Norsolene® W100, comercializada por la empresa Cray Valley, que se obtiene por polimerización de alfa-metilestireno sin la acción de fenoles, con una masa molar media numérica de 900 Da; Sylvarez® 510, que también está disponible en la empresa Arizona Chemical, con una masa molar media numérica Mn de aproximadamente 1740 Da, cuyo procedimiento de obtención comprende también la adición de fenoles.
resinas de tipo (iv): Sylvalite® RE 100, que es un éster de colofonia y pentaeritritol disponible en la compañía Arizona Chemical y que tiene una masa molar media numérica Mn de aproximadamente 1700 Da,
resina de tipo (iv): Escorez® 5600, disponible en Exxon Chemicals, que es una resina de diciclopentadieno hidrogenado modificada por un compuesto aromático que tiene una temperatura de reblandecimiento de 100°C y un Mw de aproximadamente 980 Da; Escorez® 5400, que es una resina de diciclopentadieno hidrogenado también de Exxon Chemicals con una temperatura de reblandecimiento de 100°C; Wingtack® Extra, de Cray-Valley; Regalite® R5100, de Eastman (vi).
Según una realización preferida, la resina adherente D utilizada en la composición de la invención se selecciona de resinas obtenidas por hidrogenación, polimerización o copolimerización (con un hidrocarburo aromático) de mezclas de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen aproximadamente 5, 9 o 10 átomos de carbono, provenientes de cortes de petróleo (tipo (iv, v y vi) definidos anteriormente).
Según una realización, la(s) resina(s) adherente(s) D representan de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, aún más preferiblemente de 35 a 60% en peso, del peso total de la composición adhesiva. La resina adherente permite reducir la viscosidad de la composición adhesiva, lo que permite mejorar la procesabilidad de la composición adhesiva.
Otros ingredientes
Según una realización, la composición adhesiva termofusible comprende además al menos un plastificante. Preferiblemente, el plastificante representa de 10 a 30% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso de la composición adhesiva.
Según una realización, el plastificante se puede elegir del grupo que incluye no sólo los aceites plastificantes habituales, tales como aceite mineral, parafínico y nafténico, sino también oligómeros de olefina y polímeros de bajo peso molecular, benzoatos de glicol, así como aceites vegetales y animales y derivados de tales aceites. Los aceites derivados del petróleo que se pueden emplear son materiales de temperatura de ebullición relativamente alta que contienen sólo una pequeña proporción de hidrocarburos aromáticos. A este respecto, los hidrocarburos aromáticos deben ser preferiblemente menos que 30% y más particularmente menos que 15% en peso del aceite. Alternativamente, el aceite puede ser totalmente no aromático. Los oligómeros pueden ser polipropilenos, polibutenos, poliisopreno hidrogenado, butadieno hidrogenado o similares que tienen pesos moleculares medios entre aproximadamente 100 y aproximadamente 10.000 g/mol. Los aceites vegetales y animales adecuados incluyen ésteres de glicerol de los ácidos grasos habituales y productos de polimerización de los mismos. Se pueden utilizar otros plastificantes, a condición de que tengan una compatibilidad adecuada. También se ha encontrado que Nyflex® 222B, un aceite mineral nafténico fabricado por Nynas Corporation, es un plastificante apropiado.
Según un modo de realización, la composición adhesiva termofusible comprende además una cera no funcionalizada, en particular una cera exenta de funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido, tal como una cera de polietileno. La cera no funcionalizada puede tener un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol, preferiblemente entre 1000 y 5000 g/mol. Entre las ceras no funcionalizadas se puede mencionar AC® 617, una cera a base de polietileno disponible en Honeywell. Preferiblemente, la cera no funcionalizada representa de 0,1 a 5% en peso, preferiblemente de 0,5 a 3% en peso, del peso total de la composición adhesiva.
Según una realización, la composición adhesiva termofusible comprende además al menos un antioxidante. Preferiblemente, el antioxidante representa de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,3 a 1% en peso, de la composición adhesiva.
Según una realización, el antioxidante se puede elegir entre fenoles impedidos de alto peso molecular y fenoles multifuncionales, tales como fenoles que contienen azufre y fósforo. Los fenoles impedidos son bien conocidos por los expertos en la técnica, y se pueden caracterizar como compuestos fenólicos que también contienen radicales estéricamente impedidos muy cerca del grupo hidroxilo fenólico de los mismos. En particular, en el anillo de benceno están sustituidos generalmente grupos butilo terciario en al menos una de las posiciones orto con respecto al grupo hidroxilo fenólico. La presencia de estos radicales sustituidos estéricamente impedidos en la vecindad del grupo hidroxilo sirve para retardar su frecuencia de estiramiento y, en consecuencia, su reactividad; este impedimento estérico proporciona al compuesto fenólico sus propiedades estabilizadoras. Los fenoles impedidos representativos pueden incluir:
• 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3-5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)benceno;
• tetrakis-3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato de pentaeritritol;
• 3(3,5-diterc-butil-4-hidroxifenil)propionato de n-octadecilo;
• 4,4'-metilenbis(4-metil-6-terc-butilfenol);
• 4,4'-tiobis(6-terc-butil-o-cresol);
• 2,6-di-terc-butilfenol;
• 6-(4-hidroxifenoxi)-2,4-bis(n-octiltio)-1,3,5-triazina;
• 2,4,6-tris(4-hidroxi-3,5-di-terc-butil-fenoxi)-1,3,5-triazina;
• 3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilfosfonato de di-n-octadecilo;
• 3,5-di-terc-butil-4-hidroxibenzoato de 2-(n-octiltio)etilo; y hexa-(3,3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-fenil)propionato de sorbitol.
El rendimiento de estos estabilizadores se puede mejorar adicionalmente utilizando, junto con ellos, compuestos sinergistas, tales como, por ejemplo, ésteres de tiodipropionato y fosfitos.
Un antioxidante particularmente preferido es Irganox® 1010, un tetrakis(metilen(3,5-di-teri-butil-4-hidroxihidrocinamato))metano fabricado por BASF.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- al menos un homopolímero de propileno,
- al menos un copolímero de alfa-olefina,
- al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- al menos una resina adherente,
- opcionalmente al menos un plastificante,
- opcionalmente al menos un antioxidante.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- al menos un homopolímero de propileno,
- al menos un copolímero de alfa-olefina,
- al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- al menos una resina adherente,
- opcionalmente al menos un plastificante,
- opcionalmente al menos un antioxidante,
- opcionalmente al menos una cera no funcionalizada, tal como una cera de polietileno.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un homopolímero de propileno,
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un copolímero de alfa-olefina,
- de 1 a 20% en peso, preferiblemente de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, de al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- de 30 a 75% en peso, preferiblemente de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, de al menos una resina adherente,
- opcionalmente de 10 a 30% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de al menos un plastificante, - opcionalmente de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,3 a 1% en peso, de al menos un antioxidante, en base al peso total de la composición adhesiva termofusible.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un homopolímero de propileno,
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un copolímero de alfa-olefina,
- de 1 a 20% en peso, preferiblemente de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, de al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- de 30 a 75% en peso, preferiblemente de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, de al menos una resina adherente,
- opcionalmente de 10 a 30% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de al menos un plastificante, - opcionalmente de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,3 a 1% en peso, de al menos un antioxidante, - opcionalmente de 0,1 a 5% en peso, preferiblemente de 0,5 a 3% en peso, de al menos una cera no funcionalizada, tal como una cera de polietileno,
en base al peso total de la composición adhesiva termofusible.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- al menos un homopolímero de propileno,
- al menos un copolímero de alfa-olefina,
- al menos un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- al menos una resina adherente,
- opcionalmente al menos un plastificante,
- opcionalmente al menos un antioxidante.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un homopolímero de propileno,
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un copolímero de alfa-olefina,
- de 1 a 20% en peso, preferiblemente de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, de al menos un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- de 30 a 75% en peso, preferiblemente de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, de al menos una resina adherente,
- opcionalmente de 10 a 30% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de al menos un plastificante, - opcionalmente de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,3 a 1% en peso, de al menos un antioxidante, en base al peso total de la composición adhesiva termofusible.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- al menos un homopolímero de propileno,
- al menos un copolímero de alfa-olefina,
- al menos un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido y al menos una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- al menos una resina adherente,
- opcionalmente al menos un plastificante,
- opcionalmente al menos un antioxidante.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, preferiblemente consiste esencialmente en:
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un homopolímero de propileno,
- de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 4 a 30% en peso, más preferiblemente de 5 a 20% en peso, de al menos un copolímero de alfa-olefina,
- de 1 a 20% en peso, preferiblemente de 3 a 15% en peso, más preferiblemente de 5 a 10% en peso, de al menos un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido y al menos una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido,
- de 30 a 75% en peso, preferiblemente de 30 a 70% en peso, más preferiblemente de 30 a 65% en peso, de al menos una resina adherente,
- opcionalmente de 10 a 30% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de al menos un plastificante, - opcionalmente de 0,1 a 2% en peso, preferiblemente de 0,3 a 1% en peso de al menos un antioxidante, en base al peso total de la composición adhesiva termofusible.
Según una realización, la composición adhesiva de la invención no comprende (co)polímeros de bloques de estireno. Otro objeto de la presente invención es un método para fabricar la composición adhesiva termofusible según la invención. La composición adhesiva de la presente invención se puede producir utilizando cualquiera de las técnicas conocidas en la técnica. Un ejemplo representativo del procedimiento puede implicar la colocación de todos los componentes, excepto el agente de pegajosidad, en una caldera mezcladora encamisada equipada con rotores y, posteriormente, elevar la temperatura de esta mezcla a un intervalo de 150°C a 177°C. Debe entenderse que la temperatura precisa a utilizar en esta etapa dependería del punto de fusión de los ingredientes particulares. El agente de pegajosidad se puede introducir posteriormente en la caldera bajo agitación, y se puede dejar que continúe la mezcla hasta que se forme una mezcla consistente y uniforme. El contenido de la caldera se puede proteger con gas inerte, tal como dióxido de carbono y nitrógeno, durante todo el proceso de mezcla.
Los adhesivos termofusibles resultantes se pueden aplicar después a los sustratos utilizando diversas técnicas de revestimiento. Los ejemplos incluyen revestimiento por boquilla de ranura de fusión en caliente, revestimiento por rueda de fusión en caliente, revestimiento por rodillo de fusión en caliente, revestimiento por soplado en fusión y revestimiento por pulverización en espiral. En una realización preferida, el adhesivo termofusible se pulveriza sobre un sustrato utilizando la técnica de pulverización en espiral, que es una técnica preferida para producir un patrón en espiral filamentario para la construcción de pañales y la unión elástica. En un ejemplo, el revestidor está equipado con una boquilla de revestimiento en forma de disco que tiene una punta de boquilla en el centro. La punta puede estar rodeada de una serie de orificios inclinados para que pase aire caliente. El adhesivo termofusible se puede bombear fuera de la boquilla en forma de un pequeño filamento. Luego, el filamento puede rotar mediante chorros de aire caliente a alta velocidad que salen de los orificios, produciendo así un patrón helicoidal a partir de una sola hebra de adhesivo. No es la intención de esta invención proporcionar una descripción completa de la técnica de pulverización en espiral, y los detalles se pueden encontrar en la bibliografía.
Otro objeto de la presente invención es el uso de una composición adhesiva termofusible como se define en la presente invención para unir un material elástico entre dos sustratos independientes.
Otro objeto de la presente invención es un laminado que comprende al menos un material elástico y al menos dos sustratos, estando dicho material elástico insertado entre dos sustratos y recubierto con la composición adhesiva termofusible de la invención.
Por "laminado" se debe entender un material multicapa, es decir, un material que consta de al menos dos capas.
Un material se considera típicamente elástico cuando se caracteriza por tener un alto porcentaje de recuperación elástica (es decir, un bajo porcentaje de fraguado permanente) después de la aplicación de una fuerza de empuje. Idealmente, los materiales elásticos se caracterizan por una combinación de tres propiedades independientes de la temperatura, es decir, un bajo porcentaje de fraguado permanente y un bajo porcentaje de tensión o relajación de la carga. Es decir, debe haber (1) ninguna o poca relajación de la tensión o descarga mientras se estira el material, y (2) recuperación completa o alta a las dimensiones originales después de que se interrumpe el estiramiento, la carga o la deformación. Así, un material elástico es típicamente un polímero que, exento de diluyentes, tiene un alargamiento a la rotura superior al 100% independientemente de cualquier ondulación (cuando está en forma de fibra) y que, cuando se estira al doble de su longitud, se mantiene durante un minuto y luego se libera, se retrae a menos de 1,5 veces su longitud original antes de transcurrir un minuto de haber sido liberado. Tales polímeros incluyen, pero no se limitan a, caucho natural o cauchos sintéticos, poliuretanos segmentados (incluyendo poliuretanoureas) tales como poliéteruretanos y poliésteruretanos, poliéterésteres, polietilenos y polipropilenos elastoméricos y poliéteramidas.
Según una realización, el material elástico se elige entre fibra elastomérica, cinta, película, tira, revestimiento, banda y/o lámina, y polímeros de etileno sustancialmente lineales.
Como ejemplos de material elástico, se puede mencionar el spandex (por ejemplo, spandex Lycra® y Licra® XA, un spandex que tiene poco o ningún acabado lubricante). En una realización, el material elástico comprende spandex o elastómeros hilados por fusión. En otra realización, el material elástico comprende cauchos naturales o sintéticos en forma de fibras o en forma de tiras de menos de aproximadamente 10 mm de ancho.
La Comisión de Comercio Internacional de EE.UU. define el spandex como una fibra fabricada en la que la sustancia que forma la fibra es un polímero sintético de cadena larga compuesto por al menos un 85 por ciento en peso de un poliuretano segmentado. Se sabe que el spandex Licra® exhibe propiedades elásticas independientes de la temperatura, casi ideales.
Según una realización, el/los material(es) elástico(s) se inserta(n) entre un primer sustrato seleccionado de películas de poliolefina, tales como películas de polietileno o polipropileno, y un segundo sustrato seleccionado de materiales no tejidos, tales como polipropileno no tejido o polietileno no tejido.
Según una realización, el laminado de la invención comprende al menos dos, preferiblemente al menos tres materiales elásticos insertados entre dos sustratos.
Según una realización de la invención, el material elástico tiene la forma de una hebra de elástico, que tiene preferiblemente una densidad lineal que oscila entre 235 dtx y 1520 dtx.
El laminado según la invención se puede fabricar según un procedimiento bien conocido por el experto en la materia. El documento US 6.967.178 describe un ejemplo de procedimiento para fabricar un laminado.
Un procedimiento para fabricar el laminado según la invención comprende las siguientes etapas:
- proporcionar un primer sustrato,
- proporcionar al menos un material elástico,
- aplicar la composición adhesiva según la invención sobre al menos un material elástico,
- poner en contacto el/los material(es) elástico(s) recubierto(s) con la composición adhesiva con el primer sustrato,
- poner en contacto el segundo sustrato con el/los material(es) elástico(s).
- compresión entre dos rodillos.
Preferiblemente, el material elástico se estira antes de la aplicación de la composición adhesiva, preferiblemente de forma que la longitud del elástico oscile entre 2 y 4 veces su longitud en reposo (es decir, sin estirar), idealmente el estiramiento se realiza de forma que la longitud del elástico llega a ser 3 veces más larga que la longitud del elástico en reposo.
Preferiblemente, la composición adhesiva se aplica a una temperatura que oscila entre 140°C y menos de 160°C, preferiblemente a una temperatura que oscila entre 145 y 155°C, idealmente a una temperatura de aproximadamente 150°C.
Preferiblemente, el nivel de compresión de los laminados en los rodillos de presión es de aproximadamente 100 kPa (1 bar).
Según una realización, la composición adhesiva tiene un tiempo abierto que oscila entre 0,2 segundos y 10 segundos, preferiblemente entre 0,4 y 5 segundos.
El tiempo abierto se define como el tiempo durante el cual la composición adhesiva mantiene sus propiedades adhesivas. En particular, corresponde al tiempo entre la aplicación de la composición adhesiva y la aplicación del segundo sustrato.
La composición adhesiva de la invención se puede aplicar sobre el material elástico mediante aplicaciones de contacto o mediante aplicaciones de pulverización.
La aplicación por contacto utiliza una boquilla de contacto desde la que se aplica la composición adhesiva sobre el material elástico de forma recta. En el caso en el que el material elástico esté en la forma de una hebra, la composición adhesiva se aplica sobre el material elástico de forma recta a lo largo de la hebra. Si hay varias hebras elásticas en el laminado, la composición adhesiva se aplica por separado sobre cada hebra. Un mismo aparato puede comprender varias boquillas para aplicar la composición adhesiva simultáneamente sobre las diversas hebras elásticas. Un ejemplo de procedimiento para aplicar la composición adhesiva con una aplicación de contacto se describe en el documento US 2012/0258246.
La FIG. 1A ilustra el caso en el que tres elásticos (1, 1', 1") se recubren con la composición adhesiva (2, 2', 2") representada por líneas gruesas. La composición adhesiva se aplica sobre cada elástico. La FIG. 1A representa una sección transversal de los elásticos recubiertos con la composición adhesiva.
Un ejemplo de los dispositivos para la aplicación de contacto es el dispositivo Allegro®, de Nordson.
Según esta realización, la composición adhesiva se aplica a una velocidad que oscila entre 100 y 600 m/min. Preferiblemente, la cantidad de composición adhesiva puede oscilar entre 10 y 100 mg por metro de hebra elástica, preferiblemente entre 20 y 50 mg/m de hebra elástica. Preferiblemente, la cantidad de composición adhesiva se expresa por metro de hebra elástica bajo estiramiento.
La aplicación en espiral comprende la aplicación de la composición adhesiva que se extruye desde una boquilla, dicha composición adhesiva extruida se desvía mediante la aplicación de un flujo de aire antes de la aplicación al material o materiales elásticos. El aire desvía la composición adhesiva extruida de manera que dicha composición adhesiva se aplica formando una espiral. Si hay varias hebras elásticas en el laminado, la composición adhesiva se aplica en una etapa sobre varias hebras elásticas. Por ejemplo, si el laminado comprende tres hebras elásticas, una boquilla puede aplicar simultáneamente aplicando por pulverización la composición adhesiva sobre las tres hebras. También es posible tener más de tres hebras, tal como seis o nueve hebras y, en esos casos, varias boquillas pueden aplicar la composición adhesiva sobre varias hebras mediante aplicación en espiral.
La FIG. 1B ilustra el caso en el que tres elásticos (1, 1', 1") se recubren con la composición adhesiva (2) representada en línea continua. La composición adhesiva se aplica una vez sobre los tres elásticos.
Según esta realización (aplicación en espiral o por pulverización), la composición adhesiva se aplica a una velocidad que oscila entre 100 y 500 m/min. Preferiblemente, la cantidad de composición adhesiva puede oscilar entre 5 y 100 g/m2, preferiblemente entre 10 y 50 g/m2, incluso más preferiblemente entre 10 y 20 g/m2. La cantidad de composición adhesiva se expresa preferiblemente en g por metro cuadrado del sustrato sobre el que se pone en contacto el material o materiales elásticos.
La aplicación por contacto es más eficaz, ya que la composición adhesiva recubre toda la longitud del material elástico. Sin embargo, la aplicación en espiral es el tipo de aplicación más utilizada por los industriales. La aplicación en espiral requiere composiciones adhesivas que tengan mejores prestaciones. Por ejemplo, con la aplicación en espiral, la composición adhesiva debe tener preferiblemente una baja viscosidad.
Según una realización de la invención, la composición adhesiva tiene una viscosidad Brookfield, medida a 149°C, inferior a 20000 mPa.s.
Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar una composición adhesiva que se pueda aplicar por contacto y por aplicación en espiral.
La FIG. 2 ilustra un procedimiento para fabricar el laminado según la invención:
La FIG. 2A representa un primer sustrato 3, que es preferiblemente una película de poliolefina,
La FIG. 2B representa los materiales elásticos recubiertos con la composición adhesiva de la invención (después de la aplicación en espiral) en contacto con el primer sustrato 3,
La FIG. 2C representa el laminado de la invención en donde un segundo sustrato 4 ha sido puesto en contacto con los materiales elásticos recubiertos con la composición adhesiva.
Otro objeto de la invención es un artículo desechable que comprende el laminado según la invención.
El artículo desechable es preferiblemente un artículo de higiene desechable, preferiblemente elegido de pañales, calzones de entrenamiento, calzoncillos absorbentes, productos para la incontinencia de adultos, productos de higiene femenina y similares.
Ejemplos
En los siguientes ejemplos, se han preparado diferentes composiciones adhesivas y se han evaluado sus prestaciones.
Preparación de las composiciones
Se han utilizado los siguientes productos:
- Ingrediente A:
° L-Modu® S901 (disponible en Idemitsu Chemicals) es un homopolímero de propileno que tiene un punto de reblandecimiento de 120°C según la norma ASTM E-28-99.
- Ingrediente B:
° Tafmer® PN2070 (disponible en Mitsui Chemicals) es un terpolímero de propileno/etileno/1-buteno obtenido con un catalizador de metaloceno, con un contenido de propileno de aproximadamente 71% en moles, con un punto de fusión de 140°C (medido según ASTM D2117), una densidad de 0,867 g/cm3 (medida según ASTM D 1505) y un índice de fluidez de 7,0 g/10 min (medido según ASTM D 1238),
° Tafmer® PN20300 (disponible en Mitsui Chemicals) es un terpolímero de propileno/etileno/1-buteno obtenido con un catalizador de metaloceno, que tiene un contenido de propileno entre 60 y 80% en moles, un punto de fusión de 160°C (medido según ASTM D2117), una densidad de 0,868 g/cm3 (medida según ASTM D 1505) y un índice de fluidez de 30,0 g/10 min (medido según ASTM D 1238),
- Ingrediente C1:
° Amplify® GR 204 (disponible en Dow Chemical) es un copolímero de etileno y 1-hexeno injertado con anhídrido maleico con un índice de fluidez de aproximadamente 9-15 g/10 min (ASTM D1238, 190°C/2,16 kg) y un nivel de anhídrido maleico de aproximadamente 1-1,4% en peso, y con una densidad de 0,952 g/cm3 (ASTM D792), una temperatura de ablandamiento Vicat de 121°C (ASTM D1525) y una temperatura de fusión (medida por DSC) de 127°C,
° Exxelor® PO 1015 (disponible en ExxonMobil Chemical) es un copolímero de propileno-etileno funcionalizado con anhídrido maleico (1% en peso) (contenido de etileno de aproximadamente 13% en peso), que tiene un peso molecular medio ponderal de aproximadamente 210000 g/mol, una densidad de aproximadamente 0,900 g/cm3 (ASTM D 792), y un índice de fluidez de 22 g/10 min (ASTM D 1238, 190°C/1,2 kg),
- Ingrediente C2:
° AC® 573P (disponible en Honeywell) es una cera de copolímero de etileno y anhídrido maleico con 0,5% en peso de anhídrido maleico, que produce un índice de saponificación de 5,
° AC® 580 (disponible en Honeywell) es una cera de copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA) con un contenido de ácido acrílico de aproximadamente 10% en peso,
° AC® 596P (disponible en Honeywell) es una cera de copolímero de propileno y anhídrido maleico con un número de saponificación de 50,
- Ingrediente D:
° Escorez® 5400 (disponible en ExxonMobil Chemical) es una resina de hidrocarburo cicloalifático hidrogenado, - Nyflex® 223 (disponible en Nynas) es un aceite plastificante nafténico,
- Irganox® 1010 (disponible en BASF) es un antioxidante,
- AC® 617 (disponible en Honeywell) es una cera de homopolímero de polietileno de bajo peso molecular, - Affinity® GA 1000R (disponible en Dow Chemical) es un copolímero de etileno y octeno injertado con anhídrido maleico que tiene una densidad de 0,878 g/cm3 (ASTM D 792), una temperatura de fusión (medida por DSC, 10°C/min) de 68°C y un índice de fluidez de aproximadamente 660 g/10 min (ASTM D 1238, 190°C/2,16 kg), - Affinity® GA 1900 (disponible en Dow Chemical) es un copolímero de etileno y octeno que tiene una densidad de 0,870 g/cm3 (ASTM D 792), una temperatura de fusión (medida por DSC, 10°C/min) de 68°C y un índice de fusión de aproximadamente 1000 g/10 min (ASTM D 1238, 190°C/2,16 kg).
Ejemplos comparativos:
- E control: Zero Creep Avance® disponible en Bostik, composición adhesiva basada en un copolímero de bloques de estireno (sin poliolefinas).
- Composición F, detallada en la tabla 1.
- Composición G, detallada en la tabla 1.
- Composición H, detallada en la tabla 1
Las composiciones comparativas F, G y H se indican en la tabla 1 a continuación, y la cantidad de cada ingrediente se expresa en porcentaje en peso con respecto al peso total de la composición.
Tabla 1: composiciones comparativas F, G y H
Figure imgf000016_0001
Otras composiciones comparativas I y J se indican en la tabla 1 bis a continuación, y la cantidad de cada ingrediente se expresa en porcentaje en peso en base al peso total de la composición.
Tabla Ibis: composiciones comparativas I y J
Figure imgf000017_0003
Se han preparado los ejemplos 1 a 11 según la invención. Las composiciones 1 a 11 según la invención se indican en la tabla 2 a continuación, y la cantidad de cada ingrediente se expresa en porcentaje en peso en base al peso total de la composición.
Tabla 2: Composiciones 1 a 11
Figure imgf000017_0001
Las composiciones F, G, H, J y 1 a 11 se han preparado mezclando los ingredientes según un procedimiento como el descrito anteriormente en la descripción detallada de la invención.
Se ha observado que la composición comparativa I no se pudo preparar.
Propiedades físicas de las composiciones
La viscosidad Brookfield se ha medido a 149°C y a 163°C (V(149°C) y V(163°C), y se expresa en mPa.s en las tablas 3 y 3 bis a continuación.
Se ha medido el punto de reblandecimiento en glicerina (Sp) y se expresa en °C en las tablas 3 y 3bis a continuación. La temperatura de transición vítrea (Tg), o la temperatura correspondiente al máximo del factor de amortiguamiento (Tangó), se ha medido mediante Análisis Mecánico Dinámico (DMA) en modo controlado por deformación (1%) y una rampa de temperatura de 6°C/min, con un barrido de frecuencia de 1 Hz, y se expresa en °C en las tablas 3 y 3bis a continuación.
Tabla 3: Propiedades físicas de las composiciones E, F, G, H, J y 1 a 3
Figure imgf000017_0002
n.d. = no determinado
Tabla 3bis: Propiedades físicas de las composiciones 4 a 11
Figure imgf000018_0001
Se observa que la viscosidad a 149°C de las composiciones adhesivas 1 a 11 según la invención es inferior a 20000 mPa.s. Dicha baja viscosidad significa que la composición adhesiva se puede aplicar a una temperatura de 150°C. Por el contrario, la viscosidad de la composición comparativa F es demasiado alta para permitir su aplicación a una temperatura de 150°C. La composición comparativa F requiere una temperatura de aplicación más alta (160°C por ejemplo).
También observamos que la viscosidad de la composición comparativa J, exenta de resina adherente, no se puede medir a 149°C y permanece muy alta a 163°C.
Comportamientos de fluencia
Preparación de la muestra
Las muestras para los ensayos de resistencia a la fluencia se prepararon utilizando un Nordson Coater CTL4400 mediante la laminación de tres hebras elásticas (T837 Lycra Hyfit® Fiber) estiradas al 300% entre una capa de tela no tejida de polipropileno hilado de 14 g/m2 de peso base y una película de PE transpirable de 20 pm de espesor. En el caso de la aplicación en espiral, los adhesivos se pulverizaron en espiral según métodos de aplicación de revestimiento conocidos en la técnica, a 15 g/m2 de peso de recubrimiento, utilizando una boquilla en espiral de Nordson con un tiempo abierto de 0,2 segundos, a una velocidad de laminación de 180 m/min y una compresión de 100 kPa (1 bar) en los rodillos de presión. Mientras la temperatura del adhesivo se mantenía a 150°C en el tanque de fusión, la tubería y la boquilla y el aire caliente utilizado para pulverizar, la presión del aire se ajustó para cada adhesivo para optimizar el patrón en espiral.
En el caso de la aplicación por contacto, las laminaciones se prepararon mediante métodos de aplicación de revestimiento elástico continuo conocidos en la técnica, utilizando una boquilla Nordson Allegro a una temperatura de aplicación de 150°C, con un nivel adicional de 30 mg/m/hebra a una velocidad de laminador de 180 m/min y 100 kPa (1 bar) de compresión en los rodillos prensadores.
Se pusieron en contacto tres hebras de material elástico de poliuretano con un sustrato de película de polietileno. Estas hebras se estiraron previamente con una relación de extensión de 1:3. Luego, el sustrato y las hebras elásticas estiradas ({sustrato+hebras elásticas}) se hicieron correr a una velocidad de 180 m/min dentro de una atmósfera de 100 kPa (1 bar) y una temperatura de 150°C. A continuación, la composición adhesiva se aplica sobre el {sustrato+hebras elásticas} "en movimiento" utilizando una aplicación de contacto (con material Allegro®) o bien una aplicación en espiral.
Luego, se aplica un sustrato no tejido sobre el {sustrato+hebras elásticas} unidos para obtener una muestra laminada.
Cuando se utiliza la aplicación por contacto, la cantidad de composición adhesiva aplicada es de 30 mg/hebra/m.
Cuando se utiliza la aplicación en espiral, la cantidad de composición adhesiva aplicada es de 15 g/m2.
Implementación del ensayo de fluencia
El ensayo de resistencia a la fluencia se llevó a cabo con muestras laminadas. La muestra, cortada a 300 mm de longitud, se estiró por completo y sus extremos se unieron firmemente a un trozo de cartón corrugado rígido. Se marcó una longitud de 200 mm y las hebras elásticas se cortaron en las marcas. A continuación, la muestra se colocó durante cuatro horas en un horno de circulación de aire a 38°C. En estas condiciones, las hebras elásticas sometidas a tensión pueden retroceder hasta cierta distancia. La distancia entre los extremos se midió con una regla. La relación entre la longitud final y la longitud inicial, expresada en porcentaje (%), se define como resistencia a la fluencia o retención de la unión.
Los ensayos se han realizado en diferentes instantes y temperaturas tras la preparación de las muestras laminadas:
- Inicial: inmediatamente después de la preparación de las muestras laminadas,
- 2 semanas a 23°C: después de 2 semanas de almacenamiento a 23°C de las muestras laminadas, - 2 semanas a 55°C: después de 2 semanas de almacenamiento a 55°C de las muestras laminadas,
- 4 semanas a 23°C: después de 4 semanas de almacenamiento a 23°C de las muestras laminadas,
- 4 semanas a 55°C: después de 4 semanas de almacenamiento a 55°C de las muestras laminadas.
Los resultados de los comportamientos de fluencia se presentan en la Fig. 3A y 3B para la aplicación de contacto y en la Fig. 4A y 4B para la aplicación en espiral.
En la Fig. 3B, las composiciones ensayadas son las composiciones comparativas G y H en el tiempo inicial. Dado que la retención de la unión no fue satisfactoria inicialmente, no se han realizado más ensayos con esas composiciones comparativas.
En la Fig. 4B, las composiciones ensayadas son las composiciones comparativas G y H en el tiempo inicial. Sin embargo, la composición comparativa G no se puede aplicar utilizando la aplicación en espiral. Para la composición comparativa H, dado que la retención de la unión no fue satisfactoria inicialmente, no se han realizado más ensayos con esta composición comparativa.
Como se muestra en la fig. 3A y 3B, observamos que las composiciones comparativas F, G y H proporcionan respectivamente una retención inicial de la unión de aproximadamente 75%, 58% y 60%, mientras que las composiciones 1 a 11 según la invención proporcionan todas una retención inicial de la unión de al menos 80%. En particular, es preferible que la retención de la unión sea al menos igual al 70% después de un largo período de almacenamiento a alta temperatura para una aplicación de contacto.
La composición de la composición adhesiva 6 es muy similar a la composición de la composición adhesiva 7 y, por lo tanto, no se ha ensayado utilizando el ensayo de fluencia, pero se supone que la composición adhesiva 6 dará resultados de fluencia que son muy similares a los resultados de fluencia de la composición adhesiva 7.
Como se muestra en la fig. 4A y 4B, observamos que las composiciones comparativas F y H proporcionan respectivamente una retención inicial de la unión de aproximadamente el 62% y el 60%, mientras que las composiciones 1 a 7 y 9 a 11 según la invención proporcionan una retención inicial de la unión de al menos el 70%. En particular, es preferible que la retención inicial de la unión sea al menos igual al 70%.
La composición comparativa J tiene una viscosidad demasiado alta para ser procesada para el ensayo de fluencia realizado a 150°C, e incluso a una temperatura más alta de 165°C.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición adhesiva termofusible que comprende:
(A) de 2 a 40% en peso de al menos un homopolímero de propileno,
(B) de 2 a 40% en peso de al menos un copolímero de alfa-olefina que comprende o no propileno, a condición de que si dicho copolímero de alfa-olefina no comprende propileno, dicho copolímero de alfa-olefina tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3,
(C) de 1 a 20% en peso de al menos un compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido seleccionado de:
(C1) copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3, y
(C2) cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 g/mol,
(D) de 30 a 75% en peso de al menos una resina adherente, con respecto al peso total de la composición adhesiva termofusible,
entendiéndose que la composición adhesiva no comprende homopolímeros de olefina o copolímeros de olefina amorfos.
2. La composición adhesiva termofusible según la reivindicación 1, en la que la relación de masas entre el homopolímero de propileno (A) y el copolímero de alfa-olefina (B) es superior o igual a 0,8.
3. La composición adhesiva termofusible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en la que el copolímero de alfa-olefina (B) comprende al menos un monómero de propileno.
4. La composición adhesiva termofusible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) comprende al menos un monómero seleccionado de propileno y etileno, y al menos un monómero seleccionado de butileno, penteno o hexeno.
5. La composición adhesiva termofusible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) comprende de 0,5 a 10% en peso de funciones de ácido carboxílico y/o anhídrido, en base al peso total del compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido.
6. La composición adhesiva termofusible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el compuesto de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido (C) se selecciona de un copolímero de poliolefina modificado con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular superior a 10000 g/mol y que tiene una densidad superior o igual a 0,890 g/cm3 (C1).
7. La composición adhesiva termofusible según la reivindicación 6, que comprende además al menos una cera de poliolefina modificada con ácido carboxílico y/o anhídrido que tiene un peso molecular que oscila entre 100 y 10000 (C2).
8. Laminado que comprende al menos un material elástico y al menos dos sustratos, estando dicho material elástico insertado entre los dos sustratos y recubierto con la composición adhesiva termofusible según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Laminado según la reivindicación 8, en el que la composición adhesiva se aplica en forma de espiral sobre el/los material(es) elástico(s).
10. Laminado según la reivindicación 9, en el que la composición adhesiva se aplica en una cantidad de 10 a 50 g/m2.
11. Laminado según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que un sustrato se selecciona de materiales no tejidos y un segundo sustrato se selecciona de películas de poliolefina.
12. Procedimiento para fabricar el laminado según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, comprendiendo dicho procedimiento las etapas:
- proporcionar un primer sustrato,
- proporcionar al menos un material elástico,
- aplicar la composición adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 sobre al menos un material elástico,
- poner en contacto el/los material(es) elástico(s) recubierto(s) con la composición adhesiva con el primer sustrato, - poner en contacto el segundo sustrato con el/los material(es) elástico(s).
13. Artículo de higiene desechable que comprende al menos un laminado según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.
14. Uso de una composición adhesiva termofusible como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para unir un material elástico entre dos sustratos independientes.
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