JP2003506555A - Eprおよび/またはepdmと半結晶質オレフィンポリマーのブレンドに基づくホットメルト接着剤 - Google Patents
Eprおよび/またはepdmと半結晶質オレフィンポリマーのブレンドに基づくホットメルト接着剤Info
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Abstract
Description
マー混合物に基づく新規ホットメルト接着剤組成物に関する。より詳しくは、本
発明は、不織布使い捨て物品、例えばオムツおよび女性ケア製品を製造するのに
有効な接着剤組成物に関する。本発明の接着剤組成物は、非接触パターン被覆技
術、例えばスパイラルスプレー、メルトブローおよびマルチビーズを伴う用途に
特に有効である。
の適用により流動性の液体に転換することができる。これらの接着剤は、種々の
基材の接着が必要である種々の使い捨て物品の製造に特に有効である。特定の用
途として、使い捨て不織布製品として集合的に知られている使い捨てオムツ、病
院用パッド、パンティーシールド、外科用ドレープおよび成人失禁ブリーフが挙
げられる。他の種々の用途は、紙製品、包装材料、テープおよびラベルを含んで
いる。これらの用途において、ホットメルト接着剤をその溶融状態まで加熱して
、次いで基材に適用する。次いで、第二の基材を直ちに第一の基材と接触させそ
して押圧する。接着剤は、冷却すると固化して強力なボンドを形成する。ホット
メルト接着剤の主要な利点は、水性あるいは溶剤系接着剤の場合で必要であるよ
うな液体キャリヤーが不要であり、従って液体キャリヤー除去に関連する高価な
方法を排除することである。
ポンプ装置を使用してスロットダイにより薄膜状に基材に直接押出している。こ
れらの場合、基材を圧力下に熱ダイに密接に接触させる。ダイの温度は、接着剤
の融点より充分に高く、代表的には150〜200℃の範囲で保持しなければな
らない。幾つかの用途のために、特に不織布物品を製造するために、繊細でかつ
感熱性の基材、例えば肉薄のポリエチレンフィルムの接着がしばしば含まれる。
これらの場合に、基材とダイとの直接の接触を避けて基材の燃焼あるい破壊を防
がなければならない。ホットメルト接着剤を圧縮空気の補助により遠くから基材
をスプレーコートすることができるいくつかの適用方法が開発されている。これ
らの技術は、スパイラルスプレーおよび種々の形態の基材のメルトブロウン法を
含む。従って、コーティングヘッドと基材との直接接触は除外される。全てのコ
ーティング技術は、当業者に周知であり、そして市販装置を直ちに適用可能であ
る。
要求を持ちかける。接着剤の粘度は、著しく低くしなければならず、通常適用温
度において2,000ないし30,000cPの範囲、好ましくは2,000な
いし15,000cPの範囲にしなければならない。数多くの物理的因子、特に
接着剤の流動学的性質は、ホットメルト接着剤を噴霧性を決定するように作用す
る。市販のホットメルト接着剤の大部分は、噴霧適用に役立っていない。噴霧性
を予測する幅広く受け入れられた理論モデルまたはガイドラインはなく、そして
これは適用装置で経験的に決定しなければならない。
づく接着剤では、充分な接着力に欠け、従って、従来技術EPR接着剤はしばし
ば粘着強度および接着特性を改良するための化学的硬化をしていた。硬化剤の存
在のために、これらの接着剤は、従来のホットメルト被覆装置での適用に好適で
はない。硬化剤は、コーターの内部での接着剤の速すぎる硬化または架橋を引き
起こす可能性があり、そして機械を実用にならないものとしてしまう。さらにま
た、ほとんどの従来技術の接着剤は、溶剤に基づくものであるかあるいは予備形
成されたテープの形態のいずれかである。これらは、ホットメルト接着剤とみな
すことはできない。
成ゴムおよびEPRと、水素化ポリイソプレンと、アタクチックポリプロピレン
(APP)とを含む無定形ポリオレフィンブレンドに基づく感圧性接着剤(PS
A)組成物を開示している。この接着剤は、上記ポリマー類、相溶性粘着付与剤
および有機溶剤を配合することによって調製される。従って、接着剤は、溶剤に
基づくものであり、そしてホットメルトではない。
PO714963A2号明細書は、少なくとも1種のEPDMゴム、好ましくは
等量の3種類の異なる級のEPDMゴムおよびポリイソプレン、ポリブタジエン
、EPRおよびこれらの混合物から選択されたその他のポリマーを含む接着テー
プ組成物を開示している。このテープ組成物は、さらに少なくとも1種の粘着付
与剤および硫黄硬化パッケージを含んでいる。この組成物は、極めて高い粘度を
有しており、そして硬化剤を含んでいるので、従来の感覚ではホットメルト接着
剤とみなすことはできない。
種の架橋性EPDM、1種以上の相溶性粘着付与剤、フィラー、軟化剤およびゴ
ムポリマー用の硬化系を含む接着テープ組成物を開示している。硬化剤の包含お
よび異常に高い粘度のため組成物はホットメルト用途にふさわしくない。
レン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーで変性された粘着付与
されたEPRゴムを含むホットメルト感圧性接着剤組成物を開示している。
体、粘着付与剤および架橋剤を含む硬化性接着剤組成物を開示している。
056号明細書および同第5,242,727号明細書にも開示されている。こ
れらの組成物は、通常EPDMまたはEPDMと、ブチルゴム、ポリイソプレン
、水素化ブチルゴムおよびスチレン−ブタジエンゴムを含む他の弾性体とのブレ
ンド、粘着付与剤、硬化系およびその他の任意の成分、例えば可塑剤およびフィ
ラー等を含んでいる。
の種類のゴムとの組合せに基づいていることは明らかである。上記の全てのゴム
が無定形ポリマーであることは当業者に周知である。無定形ポリマーの定義およ
びその結晶質ポリマーとの対比は、ほとんどのポリマーテキストブック、例えば
J.M.G.CowieによるPolymers, Chemistry an
d Physics of Modern Mmaterial第二版、Bla
ckie Academic and Professionalsに見出すこ
とができる。
化剤または架橋剤に頼っている。架橋されていない場合、EPRおよびEPDM
に基づく接着剤は、少ない粘着強度および乏しい粘着特性を示す。硬化剤および
いくつかの従来技術における溶剤の存在は、これらを基材に適用する前に硬化剤
が接着剤のゲル化または架橋を引き起こしてしまう可能性があるので、これらを
ホットメルト用途に実用上有効でなくしてしまう。かかるゲル化または架橋は、
保存および溶融接着剤塊のコーティングヘッドへの輸送を含む被覆装置のいずれ
かの部品において生じ得るので、装置を閉塞しそしてコーター自身に過酷な損傷
を引き起こす。さらに、従来技術の接着剤の粘度は通常非常に高くそして従来の
ホットメルト被覆装置の能力を超えている。 発明の開示 本発明は、粘着付与されたEPRおよび/またはEPDMゴムおよび少なくと
も1種の半結晶質オレフィン系ポリマーに基づくホットメルト接着剤組成物に関
する。本発明の組成物は、従来技術のEPRおよびEPDM接着剤の欠点を克服
し、そして優れた熱安定性、改良された粘着強度、低粘度および種々の基材に対
する良好な接着性および従来の被覆装置での良好な加工性を提供する。特に、本
発明は、種々のスプレーコート適用技術に好適な接着剤組成物を提供する。
レンド、好ましくは約5%ないし65質量%、 b. 少なくとも1種の半結晶質オレフィン系ポリマーまたは半結晶質オレフィ
ン系ポリマーのブレンド、好ましくは5%ないし40質量%、 c. 相溶性粘着付与剤、好ましくは15%ないし75質量%、 d. 可塑剤、好ましくは0ないし30質量%、 e. ワックス約0ないし30質量%、 f. 安定剤または酸化防止剤約0ないし2質量%、および g. 所望により50質量%までのフィラー の混合物であって、組成物の成分を100質量%まで添加した混合物を含んでい
る。この接着剤組成物は、上記基本的接着剤組成物の接着性を変性することがで
きるその他の成分を含んでもよい。
%ないし60質量%を半結晶質オレフィンポリマー約5%ないし40質量%とと
もに含むホットメルト組成物が製造される。本発明のホットメルト接着剤組成物
は、粘着付与樹脂好ましくは15%ないし70質量%、可塑剤約0%ないし30
質量%、ワックス約0%ないし30質量%および安定剤または酸化防止剤約0%
ないし2質量%も含んでいる。所望により、この組成物は、50質量%までのフ
ィラーを含有している。
弾性コポリマーあるいは官能性モノマーで変性されたかかるコポリマーを言う。
官能性モノマーとして、カルボン酸基(−COOH)、酸無水物機(−CO−O
−CO−)、水酸基(−OH)、エーテル基(−OR、Rは炭化水素残基である
)、第1、第2または第3アミン基およびエステル基を含む1以上の官能基を含
有する不飽和有機化合物の種類が挙げられる。コポリマー中のプロピレンの含有
率は、15%ないし70質量%、好ましくは20%ないし45質量%の範囲であ
る。用語「EPDM」とは、プロピレン15%ないし70質量%、好ましくは2
0%ないし45質量%、エチレン20質量%ないし80質量%、ジエン、例えば
1,4−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、エチリデン−ノルボルネン、ジシク
ロペンタジエン、ブタジエンおよびイソプレン2%ないし15質量%を含む弾性
ターポリマーを言う。本明細書で使用されるEPDMは、前記の官能基を含有す
る官能的に変性された種類のターポリマーも含む。EPRおよびEPDMゴムは
、Vistalonの商品名でExxon Chemical Company
からおよびKeltonの商品名でDMS Polymer Incから市販さ
れている。酸無水物基を含有する官能的に変性されたEPDMは、Exxon
Chemical CompanyからExxelorの商品名で販売されてい
る。上記の記載から明らかな通り、好ましいEPRまたはEPDMゴム含有率は
、5%ないし65質量%である。5%未満では、不十分な粘着強度であり、一方
65%を超える場合、組成物の粘度が高くなり過ぎる。組成物は、EPRまたは
EPDMあるいはこれらの混合物15%ないし40質量%を含有するのが好まし
い。
含んでいる。好適な半結晶質オレフィン系ポリマーは、限定されるものではない
がエチレン、プロピレン、ブテン−1、ブテン−2、ペンテン−1、4−メチル
ペンテン−1、ヘキセン−1およびオクテン−1を含む炭素原子2〜20を含有
する不飽和オレフィンモノマーのうちの一つの単独重合またはいずれかの組合せ
の共重合によって得ることができる。好適なポリマーは、1種以上の上記オレフ
ィン系モノマーとその他のモノマー、例えば酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、アクリル酸、アクリル酸のエステル類、メタクリル酸、メタクリル酸の
エステル類、ビニルエーテル類、アリルエーテル類、アクリルアミドおよびその
誘導体、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ビニルアルコールおよび一酸化
炭素との共重合によって調製することもできる。市販のオレフィン系半結晶質ポ
リマーの例として、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコ
ポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−アルキルアクリレーと
またはメタクリレートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エ
チレン−一酸化炭素コポリマー、エチレン−アルキルアクリレート−(メタ)ア
クリル酸ターポリマーおよびエチレン−アルキルメタクリレート−(メタ)アク
リル酸ターポリマーが挙げられる。上記オレフィン系ポリマーのいずれかの混合
物も本発明の組成物における基本成分として使用し得ることが認識されよう。半
結晶質オレフィン系ポリマーは粘着強度を提供する機能を有する。好ましい半結
晶質ポリマー量は、5%ないし40質量%である。
結晶および無定形領域の両方を含有するポリマー状材料を言う。結晶領域におい
て、ポリマーの分子鎖は、構造が充分に単位格子によって充分に特徴付けするこ
とができる規則正しい三次元配列で全て配置されており、最小構造単位は結晶を
記載するのに使用される。これに対して無定形ポリマーは、固形状態において整
列した三次元構造を有していない。これらの分子鎖は、空間において完全にラン
ダムに配置される。
ルピーまたは加熱した際の結晶状態から液状への変換から誘導される熱(ΔHm
)を観察することによって完全に無定形のポリマーと容易に区別することができ
る。全ての半結晶質ポリマーは、融点を示し、一方融点は無定形ポリマーに関し
ては不存在である。無定形ポリマーは、ガラス転移温度Tg付近の狭い温度範囲
でガラス状固体からゴム状弾性状態へ転移を受ける。ガラス転移温度Tgと融点
Tmと混乱すべきでない。結晶質材料の溶融転移と異なり、無定形ポリマーのガ
ラス転移は、それと関連するエンタルピー変化(ΔH)は示さない。
しておくべきである。小規模で実験室で調製された単一結晶を除いて、完全な結
晶質ポリマーは、商業界で出会ったことはなく、そして全てのいわゆる結晶質ポ
リマーは、厳密に言うと半結晶質である。従って、本明細書で記載する半結晶質
ポリマーの定義は、用語「結晶質ポリマー」を包含する。
の溶融転移に加えて、これらは、材料の無定形領域に関連するガラス転移を示す
ことができる。ガラス転移は、融点未満の温度で生じる。
g)は、示差走査熱分析(DSC)により測定することができる。この技術は、
当業者に周知であり、そして科学文献に充分に記載されている。
例えばEscoreneの商品名でExxonから販売される高および低密度線
型ポリエチレン、Rexflexの商品名でHuntsman Corpora
tionから販売されるポリプロピレン、Escoreneの商品名でExxo
nから販売されるエチレン−酢酸ビニルコポリマー、Primacorの商品名
でDow Chemical Co.から販売されるエチレン−アクリル酸ポリ
マー、Lotrylの商品名でElf Atochem North Amer
ican Inc.から販売されるエチレン−エチルアクリレートコポリマー、
EnviroPlasticの商品名でPlanet Polymer Tec
hnologies, Inc.から販売されるエチレン−一酸化炭素コポリマ
ーおよびEscorの商品名でExxonから販売されるエチレン−メチルアク
リレート−アクリル酸ターポリマーが挙げられる。
ィン系ポリマーを、好ましくは二種類の別々の成分として組成物中に導入するこ
とができる。代わりに、ゴムおよび半結晶質ポリマーを予備混合してポリマーブ
レンドまたはポリマーアロイを形成することができる。ポリマーブレンドは、E
PR/EPDMゴムと半結晶質ポリマーを押出機またはバンバリーミキサ等によ
り機械的に混合することによって調製することができる。単一または一連の並列
の反応器内で段階的重合によって現場で製造することもできる。かかる現場反応
器法の例は、Montell North America Inc.により使
用されるCatalloy Processである。この方法は、各反応器内で
異なるモノマー供給源の個別の重合を認める並列の複数の気相反応器を使用する
。各反応器は、他のものとは独立して操作し、従って各反応器生成物は、他の反
応器で製造されたものとは全く異なることができる。各反応器からの生成物を混
合またはブレンドすることができ、重合法から直接混合ポリマーを作製すること
ができる。Catalloy Processで製造されたポリマーブレンドま
たはアロイの例は、EPRおよび半結晶質プロピレンのブレンドまたはアロイで
あるAdflexブランド(Montell North America,
Inc.)熱可塑性オレフィン(TPO)である。
て、特定の接着性を改良するものである。本明細書において、用語「粘着付与樹
脂」は、 (a) 天然または変性ロジン、例えばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロ
ジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量化ロジンおよびポリマー化ロジン; (b) 天然および変性ロジンのグリセロールまたはペンタエリスリトールエス
テル、例えばペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリ
セロールエステル、ポリマー化ロジンのグリセロールエステル、ペールウッドロ
ジンのペンタエリスリトールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエ
ステル、トール油ロジンのペンタエリスリトールエステルおよびロジンのフェノ
ール変性ペンタエリスリトールエステル; (c) 約10℃ないし約140℃の範囲のASTM法E28−58Tにより測
定された軟化点を有するポリテルペン樹脂、このポリテルペン樹脂はテルペン炭
化水素、例えばピネンとして知られているモノ−テルペンの穏やかな低温下での
フリーデル−クラフツ触媒の存在下での重合により一般に得られ、また水素化ポ
リテルペン樹脂も含む; (d) 天然テルペンのコポリマーおよびターポリマー、例えばスチレン/テル
ペン、α−メチルスチレン/テルペンおよびビニルトルエン/テルペン; (e) フェノール変性テルペン樹脂、例えば酸性溶媒中でのテルペンおよびフ
ェノールの縮合から得られた樹脂生成物; (f) 約10℃ないし約140℃の環球式軟化点を有する脂肪族石油炭化水素
樹脂、この樹脂は主としてオレフィンおよびジオレフィンから主として成るモノ
マーの重合により生じ、そして水素化脂肪族石油炭化水素樹脂を含み、この種の
C5−オレフィン部分に基づく市販されているかかる樹脂の例はHercule
s Corp.により販売されるPiccotac95粘着付与樹脂およびEa
stman Chemical Companyにより販売されるH115Rで
ある; (g) 芳香族石油炭化水素およびその水素化誘導体; (h) 脂肪族/芳香族石油誘導炭化水素およびその水素化誘導体; を含む。
15〜70質量%粘着付与樹脂を使用し得るが、好ましい範囲は20%ないし5
0%である。本発明に有効な粘着付与樹脂おそらく極性粘着付与樹脂を含むが、
有効な極性粘着付与樹脂の選択は、数多くの極性樹脂が弾性ゴムポリマーおよび
/または半結晶質オレフィン系ポリマーとほんの部分的にしか相溶性を示さない
ようであるという点で制限される。
質量%を含む。好ましくは、粘着付与樹脂は、市販されている非極性種類のいず
れかから選択することができる。好ましい樹脂は、脂肪族石油系炭化水素樹脂で
あり、その例はC5オレフィン、例えばHercules Corp.により販
売されるPiccotac95である。最も好ましくは、約70℃ないし約12
5℃の範囲の軟化点を有する完全に水素化されたC9または純粋モノマーに基づ
く炭化水素樹脂である非極性粘着付与樹脂である。
約30質量%、好ましくは約5%ないし約15%の量で存在し得る。好適な可塑
剤は、通常の可塑化油、例えば鉱物油並びにオレフィン系オリゴマーおよび低分
子量ポリマー並びに植物および動物油およびこれらの脂の誘導体を含む群から選
択し得る。使用することができる石油誘導油は、ほんの少量の芳香族炭化水素を
含有する高沸点材料である。これに関して、芳香族炭化水素は、好ましくは油分
の30%未満、そしてより好ましくは15質量%未満であるべきである。油が全
体的に非芳香族であるのが好ましい。オリゴマーは、平均分子量約350ないし
約10,000を有するポリプロピレン、水素化ポリイソプレン、水素化ブタジ
エン等であってもよい。好適な植物および動物油として、通常の脂肪酸のグリセ
ロールエステルおよびその重合生成物が挙げられる。本発明に有効であることが
見出された可塑剤は、数多くの異なる可塑剤であり得るが、本発明者等は、鉱物
油を含む可塑剤が本発明に特に有効であることを見出している。平均分子量5,
000未満を有するその他の液状ポリブテンを使用してもよい。理解されるよう
に、可塑剤は、全体の接着剤組成物の粘度を接着剤強度および/または接着剤の
操作温度を実質的に低下させることなしに下げなおかつ接着剤のオープンタイム
を延長するのに使用されてきている。
する量を用いることができるワックスは、ホットメルト接着剤の溶融粘度を低下
させるために用いる。これらのワックスは、組成物の開放時間を短縮するが、温
度性能に影響をおよぼさない。有用なワックスには、 (1)ASTM法D−1321により決定した硬さの値が約0.1〜120で、
ASTM軟化点が約65℃〜120℃である、低分子量(すなわち1000〜6
000)ポリエチレン; (2)融点が約50℃〜80℃であるパラフィンワックスおよび融点が約55℃
〜95℃であるマイクロクリスタリンワックスのような石油ワックス、ここで、
後者の融点はASTM法D127−60により決定する; (3)環球式軟化点が約120℃〜160℃であるアタクチックポリプロピレン
; (4)フィッシャー−トロプシュワックスのような、一酸化炭素と水素の重合に
よりつくられる合成ワックス;ならびに (5)ポリオレフィンワックス、 がある。本明細書中に用いる“ポリオレフィンワックス”という用語は、オレフ
ィンモノマー単位で構成される高分子量または長鎖の存在物(entities)をさす。
これらの材料は、Eastman Chemical Co.から“エポリーン
(Epolene)”の商品名で市販されている。本発明の組成物に用いるのに
好ましい材料は、100℃〜170℃の環球式軟化点を有する。理解されるであ
ろうが、これらのワックス希釈剤のそれぞれは、室温において固体である。その
他の有用な物質には、水素化した牛脂、豚脂、大豆油、綿実油、ヒマシ油、メン
ヘーデン(menhadin)油、タラ肝油などのような、動物、魚および植物の水素化油
脂が含まれる。これらは、水素化されているため室温で固体であり、ワックス希
釈剤等価物としての機能という点に関しても有用であることがわかっている。接
着剤産業界では、これらの水素化材料を、しばしば“動物または植物ワックス”
とよぶ。
1%の量の安定剤が含まれる。本発明のホットメルト接着剤組成物に有用な安定
剤を組込むと、接着剤の製造および適用中、ならびに最終製品の周囲環境への通
常の暴露において普通に起こる熱的および酸化的分解からの、上記ポリマー、お
よびそれによって全接着剤系の保護が促進される。通常、そのような分解は、接
着剤の外観、物理的性質および性能特性の低下により明らかになる。適用できる
安定剤には、硫黄およびリン含有フェノールのような、高分子量のヒンダードフ
ェノールおよび多官能性フェノールがある。ヒンダードフェノールは当分野の技
術者に周知であり、フェノール性ヒドロキシル基にごく接近して立体的に大きな
基も含有するフェノール化合物、と特徴付けることができる。とりわけ、一般に
第三級ブチル基が、ベンゼン環上のフェノール性ヒドロキシル基に関するオルト
位置の少なくとも1つに置換している。これら立体的に大きな置換基がヒドロキ
シル基の付近に存在すると、その伸張頻度(stretching frequency)およびこれに
関連してその反応性の妨害が促進される。したがって、この立体障害は、フェノ
ール化合物に安定性を提供する。代表的なヒンダードフェノールには、 1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−5−ジ−tert−ブチル
−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン; ペンタエリトリトールテトラキス−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネート; n−オクタデシル−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート; 4,4’−メチレンビス(4−メチル−6−tertブチルフェノール); 4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−o−クレゾール); 2,6−ジ−tertブチルフェノール; 6−(4−ヒドロキシフェノキシ)−2,4−ビス(n−オクチルチオ)−1,
3,5−トリアジン; 2,4,6−トリス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチル−フェノ
キシ)−1,3,5−トリアジン; ジ−n−オクタデシル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジ
ルホスホネート; 2−(n−オクチルチオ)エチル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロ
キシベンゾエート;および ソルビトールヘキサ−(3,3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−
フェニル)プロピオネート、 が含まれる。
,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオネートであ
る。
エステルおよびホスフィットのような相乗剤;ならびに(2)例えば、エチレン
ジアミン四酢酸、その塩、およびジサリチラルプロピレンジイミンのようなキレ
ート化剤および金属奪活剤、を使用して、さらに向上させることができる。
添加剤を組込んでもよいことを、理解すべきである。これらには、例えば、着色
剤、充填剤、蛍光剤、界面活性剤などのような材料が含まれることができる。
配合することができる。従来技術の混合手順の代表例は、EPRゴムと半結晶質
オレフィンポリマーを除く全成分を、ローターを装備したジャケット付混合反応
がまに入れた後、混合物の温度を350〜400゜Fに上げて内容物を溶融させ
ることを包含する。この段階で用いる精密な温度は、特定の配合剤の融点に依存
するであろうことを、理解すべきである。次に、ポリマーを撹拌しながら反応が
まに投入し、ばらつきのない均一な混合物が形成するまで混合し続ける。反応が
まの内容物は、混合工程の全体にわたり、二酸化炭素および窒素のような不活性
ガスで保護する。
に適用することができる。例には、ホットメルトスロットダイ塗布、ホットメル
トホイール塗布、ホットメルトローラー塗布、溶融吹込塗布およびスパイラルス
プレー塗布が含まれる。好ましい態様において、ホットメルト接着剤は、スパイ
ラルスプレー技術を用いて支持体上に吹付ける。これは、おむつの構成および弾
性付着のためのフィラメントのスパイラルパターンを生産するのに好ましい技術
である。一態様において、塗布機には、中央にノズルの末口を有するディスク様
塗布ダイが装備されている。末口は、熱風を通過させるための一連の傾斜オリフ
ィスで包囲されている。ホットメルト接着剤を、小さなフィラメントの形状でノ
ズルからポンプで押出す。その後、フィラメントを、オリフィスから出てくる高
速熱風噴射で回転させ、これにより接着剤の単一ストランドから螺旋パターンを
生産する。スパイラルスプレー技術の十分な説明の提供は本発明の目的ではなく
、詳細は文献に見いだすことができる。
の封止、ラベル貼り、およびその他の組立用途など、多くの用途で用いることが
できる。特に好ましい用途には、使い捨ておむつおよび女性の生理用ナプキンの
構成、おむつの弾性付着、おむつおよび女性用ナプキンの心部の安定化、おむつ
の裏面シートの貼合せ、工業用フィルター材料の貼合せ、手術衣および外科的ド
レープの組立が含まれる。試験および材料 粘度は、ASTM D−3236法に従って350゜Fで試験した。
)ユニットで決定した。 剥離強さは、制御された大気環境(77゜F、相対湿度50%)中、引張試験
機(インストロンモデル(Instron Model)55R1122)で、
180゜の形状の大きさを測定した。データの再現性および正確度を確実にする
ために、試験前に、試験体を制御環境で約12時間平衡化した。試験は、0.5
”幅のスパイラルスプレー塗布を行った試験体を用いて、12”/minのクロ
スヘッド速度で実施した。6種類の試験体の剥離の平均値を、g/in単位に標
準化し、剥離強さとして報告した。
。300mmの長さに切断した試験体を十分に伸張し、その末端を一片の硬質段
ボール紙にしっかりと付着させた。200mmの長さに印をつけ、弾性ストラン
ドをその印において切断した。その後、試験体を、100゜Fの空気循環炉に入
れた。これらの条件において、応力下の弾性ストランドは、一定の距離に後退す
ることができる。末端の間の距離を、1時間後に定規で測定した。初期の長さに
対する最終的な長さの比率を百分率(%)で表したものを、クリープ抵抗または
クリープ残率として定義する。
たはLH−1(Acumeter Laboratories)ホットメルト塗
布機で、実験的に測定した。塗布条件は、接着剤試料によりさまざまであった。
完璧なスパイラルパターンを図1に、劣ったスパイラルパターンを図2に示す。
ピレンポリマーとのブレンドであり、25g/10min(ASTM D−12
38)の溶融流量および約150℃(DSC)の融点を有し、Montell
North America Inc.によりキャタロイ法を用いて製造されて
いる。
のブレンドであり、30g/10min(ASTM D−1238)の溶融流量
と約155℃(DSC)の融点を有し、Montell North Amer
ica Inc.により機械的ブレンディングで製造されている。
Companyから入手することができる。エチレンコモノマーを72重量%
含有し、ムーニー数20(ASTM D−1646、125℃でML 1+4)
を有するEPRゴムである。
ら入手することができる。エチレンコモノマーを68重量%含有し、ムーニー数
20(ASTM D−1646、125℃でML 1+4)を有するEPRゴム
である。
手することができる。エチレンコモノマーを60重量%含有し、ムーニー数18
(ASTM D−1646、125℃でML 1+4)を有するEPRゴムであ
る。
により製造されている。58重量%のエチレン、7重量%のエチリデン−ノルボ
ルネン(ENB)を含有し、ムーニー数10(ASTM D−1646、125
℃でML 1+4)を有するEPDMである。
らなる半結晶質エチレン−プロピレン共重合体である。Huntsman Co
rporationから得た。
結晶質エチレン−ブテン−1共重合体で、125dg/minのメルトインデッ
クス(MI)、0.885g/ccの密度、および19重量%のブテン−1含有
率を有し、Exxon Chemical Companyから得られる。
のMIおよび14重量%の酢酸ビニルを有する半結晶質エチレン−酢酸ビニル共
重合体であり、Exxonから得られる。
Iおよび18重量%の酢酸ビニルを有する半結晶質エチレン−酢酸ビニル共重合
体であり、Elf Atochem North America Inc.か
ら購入できる。
よび10重量%のアクリル酸ブチルを有する半結晶質エチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体であり、Elf Atochem North America I
nc.から得られる。
ン−1との半結晶質共重合体であり、5.5重量%のエチレンを含有する。Mo
ntell North America Inc.から入手することができる
。
淡い色を呈した水素化脂環式炭化水素の粘着付与樹脂であり、103℃の環球式
軟化点および約440の重量平均分子量(Mw)を有する。
族で改質された水素化脂環式炭化水素の粘着付与樹脂であり、100℃の環球式
軟化点および約520の重量平均分子量(Mw)を有する。
る。非常に淡い色を呈した脂肪族炭化水素樹脂で、93℃の環球式軟化点および
約1350の重量平均分子量(Mw)を有する。
orationから購入した。十分に水素化したC9樹脂であり、約100℃の
環球式軟化点を有する。
ができる。脂肪族炭化水素の粘着付与樹脂であり、約96℃の環球式軟化点を有
する。
cal Companyから入手することができる。ポリテルペン粘着付与樹脂
であり、100℃の環球式軟化点を有する。
anyから入手することができる。スチレン化ポリテルペン粘着付与樹脂であり
、94℃の環球式軟化点を有する。
C5脂肪族炭化水素樹脂であり、それぞれ100および115℃の環球式軟化点
を有する。これらは、Eastman Chemical Companyから
購入する。
l Companyから入手することができる。プロピレンから誘導された合成
ワックスであり、163℃の環球式軟化点および190℃で600cPのブルッ
クフィールド粘度を有する。
ls,Inc.から購入し、240゜Fの融点を有する合成ポリエチレンワック
スである。
cts Co.から購入し、鉱油可塑剤である。 イルガノックス(Irganox)1010は、Ciba Gergyからの
ヒンダードフェノール型酸化防止剤である。実施例1〜7 表Iのホットメルト接着剤は、本明細書中で先に記載した配合剤および混合手
順を用いて調製した。それぞれを全2000gつくり、混合は、二酸化炭素雰囲
気下、375゜Fで、実験室用プロペラ型ミキサー中で実施した。このミキサー
は、モーターにより作動するプロペラ、加熱マントル、温度制御ユニット、およ
び大きさ約1ガロンの容器からなる。表に示す比率に従い算出した適量の各成分
を、ポリマーを除き容器に加えた後、容器の温度を上げて内容物を溶融させた。
容器内の配合剤が完全に溶融した後、モーターのスィッチを入れて撹拌を開始し
た。次に、ポリマー成分(単数または複数)を投入した。ポリマーが完全に溶解
し、均一な混合物が得られるまで、混合を続けた。表Iの実施例を調製するため
に、プレブレンドしたポリマーアロイ(アドフレックスKS357Pまたはアド
フレックスKS084Pのいずれか)を用いた。本明細書中で先に記載したよう
なこれらのポリマーアロイは、本発明の実質的な2種のポリマー成分であるEP
Rゴムおよび半結晶質オレフィンポリマーの両方からなる。ポリマーアロイを用
いる利点は、EPRゴムおよび半結晶質ポリマーが1つの製品中に存在するため
、原料の取扱が簡素化することである。実施例1〜7の接着剤は、さまざまな包
装および使い捨て不織製品の組立用途に有用である。
プ抵抗および剥離強さ試験用の試験体は、メルテックスCT225ホットメルト
塗布機を用いて、300%に伸張した3つの弾性ストランド(ライクラ(Lyc
la)740)を、基本重量20g/m2の2層のポリプロピレン不織布の間に
貼合せることにより調製し、その工程中に噴霧適性も評価した。接着剤のスパイ
ラルスプレーを18.6g/m2の塗布量で行い、開放時間を0.25秒、ニッ
プロールでの圧縮加重を1barとした。スプレーに用いた熱風の温度を400
゜Fに維持する一方、適用温度を各接着剤に適合させ、スパイラルパターンを最
適化した。各接着剤の実際の適用温度を、表Iに示した。
寸法の容器を用いる点を除き実施例1〜7と同様の手順を用いることにより、そ
れぞれを全250g得た。これらの実施例において、EPRまたはEPDMゴム
および半結晶質ポリマーは、別個の成分として加えた。実施例8〜15の接着剤
は、さまざまな包装および使い捨て不織用途に有用である。先に記載した方法に
従い、いくつかの試験を実施した。剥離試験用の試験体は、基本重量20g/m 2 の2層のポリプロピレン不織布を貼合せることにより調製した。これらの実施
例の接着剤のスパイラルスプレーは、LH−1型ホットメルト塗布機(Acum
eter Laboratories)を用いて14g/m2の塗布量で行い、
開放時間を0.5秒とした。スプレーに用いた熱風の温度を400゜Fに維持し
、表IIに示す適用温度を各接着剤に適合させ、スパイラルパターンを最適化し
た。塗布工程中に噴霧適性も評価した。
模式図である。
ンの模式図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 ホットメルト接着剤組成物であって、以下の成分: (a)約5重量%〜約65重量%の弾性ゴム、またはEPRゴムおよびEPDM
ゴムからなる群より選択される弾性ゴムのブレンド; (b)約5重量%〜約40重量%の半結晶質オレフィンポリマーまたは半結晶質
オレフィンポリマーのブレンド; (c)約15重量%〜約75重量%の粘着付与樹脂; (d)約0重量%〜約30重量%の可塑剤; (e)約0重量%〜約30重量%のワックス;および (f)約0.1重量%〜約2重量%の安定剤; のブレンドを含んでなり、該成分が該組成物の100重量%を構成する、ホット
メルト接着剤組成物。 - 【請求項2】 粘着付与樹脂が、脂肪族および脂環式炭化水素樹脂、芳香族
および水素化芳香族炭化水素樹脂、ならびに水素化脂肪族および脂環式炭化水素
樹脂、芳香族で改質された脂肪族および脂環式樹脂とそれらの水素化誘導体、ポ
リテルペンおよびスチレン化ポリテルペン樹脂からなる群より選択される、請求
項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 可塑剤が、鉱油およびポリブテンからなる群より選択される
、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項4】 弾性ゴムが、エチレンとプロピレンとの共重合体であって、
15重量%〜70重量%のプロピレンを含有する共重合体を含んでなる、請求項
1に記載の組成物。 - 【請求項5】 弾性ゴムが、エチレンとプロピレンとの共重合体であって、
20重量%〜45重量%のプロピレンを含有する共重合体を含んでなる、請求項
1に記載の組成物。 - 【請求項6】 弾性ゴムが、エチレンとプロピレンとの共重合体であって、
カルボン酸基、無水物基、ヒドロキシル基、エーテル基、第一級アミン基、第二
級アミン基、第三級アミン基およびエステル基からなる群より選択される官能性
モノマーで改質された共重合体を含んでなる、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項7】 弾性ゴムが、15重量%〜70重量%のプロピレンと、20
重量%〜80重量%のエチレンと、2重量%〜15重量%のジエンとの三元共重
合体を含んでなる、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項8】 前記三元共重合体が、20重量%〜45重量%のプロピレン
を含有する、請求項7に記載の組成物。 - 【請求項9】 前記ジエンが、1,4−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、
エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ブタジエンおよびイソプレン
からなる群より選択される、請求項7に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記三元共重合体がさらに、カルボン酸基、無水物基、ヒ
ドロキシル基、エーテル基、第一級アミン基、第二級アミン基、第三級アミン基
およびエステル基からなる群より選択される官能性モノマーで改質されている、
請求項7に記載の組成物。 - 【請求項11】 半結晶質オレフィンポリマーが、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸アルキルまたはメタクリル酸
アルキル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−一酸化炭
素共重合体、エチレン−アクリル酸アルキル−アクリル酸(メタクリル酸)三元
共重合体、エチレン−メタクリル酸アルキル−アクリル酸(メタクリル酸)三元
共重合体、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載の
組成物。 - 【請求項12】 ワックスが、低分子量ポリエチレン、石油ワックス、アタ
クチックポリプロピレン、合成ワックス、およびポリオレフィンワックスからな
る群より選択される、請求項1に記載の組成物。
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