JP4420984B2 - 親水性ホットメルト接着剤 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明はホットメルト接着剤に関し、更に詳しくは、改良された親水性の特性を有し、使い捨て不織布製品の製造に有用性を見い出すホットメルト接着剤に関する。
不織布はからみ合う繊維の網状構造より成り、使い捨て商品の組み立てに使用されている。不織布の特定の用途として使い捨ておむつ、月経帯、外科手術用の滅菌した布、病院用パッドおよび成人用失禁製品がある。
このような用途においては、一般的に不織布、薄葉層、吸収毛羽等を別の支持体に接着する必要がある。この第２の支持体は、別の不織布、薄葉層或いは、ポリオレフィンまたはポリプロピレン層のごとき材料であってもよい。一般的にホットメルト接着剤は、水系または溶媒系接着剤の場合製造中に必要な蒸発工程が無いためこのような材料の結合に使用されてきた。好ましいホットメルト接着剤は、関連する支持体類を接着するための適切な結合強度を有していなければならず、また良好な柔軟性、汚染性または表面滲みのない、適切な粘度、商業装置で機能する開放時間、貯蔵条件下での許容し得る安定性および通常の使用条件下での許容し得る熱安定性をも有しなければならない。
使い捨ての不織布製品の組立てに使用されるホットメルト接着剤として多くの異なる重合体が使用されている。この点で、一般的なホットメルト接着剤はＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレン）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン）、ＥＶＡ（エチレン ビニル酢酸）およびＡＰＡＯ（非結晶質ポリアルファオレフィン）等を含む重合体を使用している。これらの重合体は、適切にブレンドされるとおむつ等の一般的な不織布の組立てに使用される大抵の支持体間を許容し得る接着力で結合し、更に乾燥条件下で許容し得うる接着力を有するものであるが、いくつかの欠点が有るため、その有用性が減じられている。先行技術のホットメルト接着剤の最も注目すべき欠点の一つは、接着剤は一般的には非常に疎水性ではあるが、水、尿等の液体にさらされると反応するその仕方に関するものである。この種の接着剤は良好な乾燥結合を提供し、湿潤時にも通常は許容できる結合強度を維持するものであるから、ホットメルト接着剤の疎水性特性は一般的には一つの利点であると期待されるところであろう。しかしながら、おむつ等の使い捨て不織布製品の製造業者は、全厚みおよび断面形をはるかに薄くし、通常心材に使われている毛羽の代わりに超吸収性材料を含有させた製品を製造することに努めてきた。この種の不織布製品の組立てで非常に重要なことは、水、尿または他の水性排出物または溶液をできるだけ速やかに吸収心材の方向へ向け、この作用を妨げる可能性のあるものは取り除くか、少なくとも最小限にとどめることを確実にすることである。結果として容易に理解できることであるが、一般的なホットメルト接着剤の疎水性は、この種の製品の心材への流体の移動を固有的に妨害する一つの特性であるため好ましくないものである。
従って、不織布製品の組立てに一般的に使用されるポリエチレン、ポリプロピレン、不織布、薄葉層または毛羽等の支持体への結合に有用で、且つ更に水、尿または類似の物質に長時間さらされても許容しうる湿潤強度を維持するホットメルト接着剤を有することが望ましいものであると長い間知られてきた。同時に、このような接着剤は、この種の製品の心材中への流体移行を妨げないより親水性であるべきである。
発明の要旨
従って本発明の目的は、使い捨て不織布製品の製造に有用な改良されたホットメルト接着剤を提供することである。
本発明の別の目的は、構成接着剤として使用され、流体の使い捨て不織布製品の吸収心材中への移行を助けるに充分な親水性を有するホットメルト接着剤を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は下記の組成物（重量による）：
約１０〜５０％の重合体
約４０〜８０％の粘着付与樹脂、
約０〜４０％の可塑剤、
約０.１〜２％の抗酸化剤および
約０.１〜３０％の界面活性剤
を有し、その成分全体が１００重量％であるホットメルト接着剤を提供するものである。該界面活性剤は親水性部−親油性部比率（ＨＬＢ）数が１５未満であり、得られる接着剤が７５度未満、好ましくは約４０度未満の接触角となるような量で該組成物に含有される。低接着角は望ましく、水、尿または他の水性排出物が“ビーズ状になる”（bead up）よりはむしろ“湿潤消失し”（wet out）、その結果該液体は該接着剤から離れた方向へと向けられる。
界面活性剤はホットメルト接着剤に使用されるその他の原料と適当に相溶性を有するものでなくてはならず、該接着剤の構成性能および熱安定性に好ましくない影響を与えないものである。他方、該界面活性剤は、接触角を下げ該接着剤を更に親水性にするために、該接着剤の表面へブルーム（bloom）するものでなければならない。従って、微妙な相溶性のバランスが維持されなければならない。該界面活性剤はまた、ホットメルト混合装置での処理可能なためには少しの水または他の溶媒をも含有すべきでなく、また最終使用者にとっては無毒性のものであるべきである。
本発明の接着剤は、水溶性でない点において先行技術の親水性接着剤より有利である。水溶性接着剤はまずは湿潤結合強度を有せず、従って液体との最初の接触でその有用性を失う。また、水溶性接着剤は一度溶解すると希釈溶液を生成し、使用者の皮膚と接触して望ましくない副作用を引き起こし得る。
本発明の接着剤は、おむつ等の不織布製品の心材への流体吸収性を有意に増加させる。また該接着剤は、このような製品からの流体漏れを減少させ、流体を一層すみやかに心材の方向へ向けることにより、より薄い超吸収剤で充填されている製品の吸収性の改良を助ける。これは本発明の親水性ホットメルト接着剤を、流体が支持体の一つの所望の吸収位置の方向へ向ける、あるいは吸い上げる（wicked）ような形状で使い捨て不織布製品の一つの支持体へ適用することにより達成される。例えば、使い捨て製品がおむつである場合、該接着剤を不織布支持体の局部領域を中心に長方形形状に適用すればよい。これにより尿は、結果としておむつの脚部回り領域または腰領域というよりはむしろ吸収心材の局部領域へ向けられる。
本発明の接着剤は、特に、おむつ、トレーニングズボン、失禁用品、女性保護製品、医療用品等の吸収製品への使用に適している。これらの製品の全ては、製品を成す層類または支持体類を接着する必要があり、ホットメルトが前述のごとくしばしば使用される。通常、製品の心材領域は、不織布支持体上へ接着剤層を吹き付け、それを吸収心材へ接着することにより接着されている。多くの場合、該不織布と該心材の間には薄葉層が施けられており、時には薄葉層は心材を全て包み込み、また他の場合は単に上層部をおおっている。吸収心材の羽毛を該薄葉層に結合させるために別の接着剤層を使用してもよく、また更に別の接着剤層が該薄葉層または毛羽を裏面シート（しばしばポリエチレン製または複合積層体製）に結合させることができる。このように、心材を適所に結合するために使用した少なくとも一層の、しばしば多層の吹付ホットメルトが存在する。上層シートと心材との接触状態が不良の場合、吸収性を劇的に減少させる不織布のテント張り状態（tenting）が発生する。
該接着剤は更に心材を適所に保持するものである。心材割れは心材中自体で液体の適切な流れを妨害し、漏れの原因となる。耐湿潤剥離性および耐心材亀裂性を改良するために、公知の接着剤に対し高湿潤結合強度を有する極だった部類のホットメルトが開発されており、これらは湿潤時の薄葉層及び心材の両方に対して結合を保持するものである。
心材領域へ吹付ホットメルト層を形成する方法は、不運にも接着剤自体が相当疎水性であるため、流体の吸収量を実際減少させる。前記の新しい部類の高湿潤結合強度の接着剤は、湿潤状態では剥離抵抗性であるが、これらの接着剤もまた疎水性であった。本発明の接着剤は非常に親水性であり、この問題を取り除くものであり、接着剤を適用しないものに対し、心材の流体取り込み量を改良するものである（参照 実施例２乃至３）。また、これら本発明の接着剤は親水性となるように配合することができ、前記新しい部類の接着剤のように湿潤状態での耐剥離性を改良したものである（参照 実施例４）。
これらの接着剤は、特定の吸収製品のその構造上の吸収性を阻害することなく各層を結合する心材領域において明白な有用性を示すものである。吸収心材はおむつ、失禁用品、女性保護製品、医療装置等に見られるものである。吸収製品に使用されている超吸収剤（ＳＡＰ）は、しばしば心材としてのセルロース系吸収剤の吸収速度および保持力を改良するものである。これらの超吸収剤は時にはホットメルトで適所に結合されている。直ちに理解されるところであるが、これらのホットメルトはその疎水性のために超吸収剤の吸収速度を遅らせ得る。本発明の親水性接着剤はこの用途においてもまた使用可能となる。
吸収製品の上層は、流体を直ちにそれを通過させる必要がある。この層はしばしば不織布またはポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体に基づく或る種の織布である。これらの織布および穴あきフィルムは被覆素材として良く機能するが、本来疎水性であることが認められよう。これらの上に置かれたビーズ状の液体は、織布が多くの開孔を有しているにも拘わらず容易には通過しない。この明らかな問題を回避するために、これらの材料の製造業者はより親水性とするために（しばしば表面処理により）該材料を処理しなければならなかった。他の場合、吸収製品の製造業者は界面活性剤または他の材料を加工中の材料上に吹き付けてきた。これらの材料の吹き付けは、製造系列の維持管理上の問題の原因となり、噴霧状の材料が空気を満たし作業者にとっては刺激物となる。これらの材料はまた上層シートを親水性にする以外の用途を有していない。更に、これらの材料は製品の他の部分へ移行し、ホットメルトを剥離する原因となりうる。本発明の接着剤は製品を結合するとともに標準の疎水性の上層シートの使用を可能とするものであることが注目されよう。親水性の特徴が製品に持ち込まれ、選択的に領域を処理することができ、吸収製品の設計の自由度をより大きくすることができよう。
材料を通気性とすること、すなわち、（汗等の）湿気を積層体の中を通過させることが望まれる他の応用分野が存在する。これはおむつ等の製品および医療製品の両方において有用となろう。本発明はこのような用途における一般的な疎水性のホットメルト上での流れを改良するためにも使用され得よう。
図面の簡単な記載
図１は、不織布を通過し薄葉積層体に達した水分のタオルにより吸収されたパーセントを比較した棒グラフで、該積層体は第１の試験においては接触角８５度を有する一般的な先行技術である疎水性ホットメルト接着剤で結合されたものであり、これに対し第２の試験においては本発明に従って配合された親水性ホットメルト接着剤で結合されたものであり；
図２は、種々のホットメルト接着剤の平均剥離強度および接触角を比較した棒グラフであり；
図３は、本発明の親水性ホットメルトを含有する一つの使い捨ておむつの概略、分解組立、透視図であり；
図４は、図３の概略断面図であり；
図５は、本発明の親水性ホットメルトを含有する一つの使い捨て女性保護パッドの概略、分解組立、透視図であり；
図６は、流体の吸上作用をおむつの中心へ向けて奏するようにおむつの不織布上層シートに適用した本発明の親水性ホットメルト接着剤を含有する図１に類似の一つの使い捨ておむつの概略、分解組立、透視図である。
好ましい態様の詳細な記述
成分を下記の範囲で含有する親水性ホットメルト接着剤組成物は、湿潤性を評価すると現行技術を超える利点を提供する。更に詳しくは、本発明の接着剤組成物は重量で下記の成分を有する。
約１０〜５０％の重合体、
約４０〜８０％の粘着付与樹脂、
約０〜４０％の可塑剤、
約０.１〜２％の抗酸化剤および
約０.１〜３０％の界面活性剤でこれらの成分の合計は１００重量。
本発明の組成物における重合体としては、約１０重量％乃至約５０重量％、好ましくは約１５％乃至約２５％量で入手可能なあらゆる種類の熱可塑性樹脂が使用可能である。このような物質の例としては、エチレン/ビニル酢酸、エチレンアクリレート、エチレンメタクリレート、エチレンメチルアクリレート、エチレンメチルメタクリレート、ポリブチレン、高および低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に改質されたポリエチレン、エチレンと炭素数１乃至６のモノまたはジ不飽和単量体との共重合体等を含有するエチレン系重合体、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、熱可塑性ポリカーボネート、アタクチックポリプロピレン等を含有するアタクチックポリアルファオレフィン、熱可塑性ポリアクリルアミド、アクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエン、スチレン等の他の単量体との共重合体、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン、スチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンエラストマー、A-B、A-B-A、A-(B-A)_n-B、(A-B)_n-Yブロック重合体で前記Ａはポリビニル芳香族ブロックを、前記Ｂブロックは部分水素化されうるゴム状中間ブロックを表すもの、および前記物質の混合物があげられる。本発明の接着剤に使用される好ましい重合体に、ＥＶＡ、ＡＰＰ、ポリブチレン、線状A-B-Aブロック、線状A-(B-A)_n-Bマルチブロック共重合体および式(A-B)_n-Yで表される放射状またはテレブロック（teleblock）共重合体で式中Ａはポリスチレンブロックを、Ｂは実質的にゴム状のポリブタジエンまたはポリイソプレンブロックを、Ｙは多価化合物を、ｎは少なくとも３の整数を表すもの等が含まれる。前記中間ブロックは、水素化または残留不飽和結合を取り除くための他の後処理によりその熱安定性を改良するために後処理が施され得る。該Ａまたは該A-B-Aブロック共重合体構造の末端ブロックの大きさ及び量は重合体の１５重量％乃至５１重量％となり得る。
該重合体の全スチレン含有量は重合体の５１重量％にも達し得るが、重合体が最適性能を有するには三個以上のＡブロックを有するので、全Ａブロックはポリマーの約４５重量％以下とすべきであり、最も好ましくは、ポリマーの３５重量％以下である。ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）共重合体においては、好ましい分子量は約５０，０００乃至１２０，０００であり、好ましいスチレン含量は約２０乃至４５重量％である。ＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレン）共重合体においては、好ましい分子量は約１００，０００乃至２００，０００であり、好ましいスチレン含量は約１４乃至３５重量％である。ブタジエン中間ブロックを水素化すると、一般的にはエチレン−ブチレン中間ブロックと考えられるゴム状中間ブロックができる。
この種のブロック共重合体は、シェル化学会社、エニケム（Enichem）、フィナ（Fina）およびデクスコ（Dexco）より入手可能である。マルチブロックまたはテーパーブロック共重合体[A-(B-A)_n-Bタイプ]はファイアストン（Firestone）より入手可能である。
本発明のホットメルト構成接着剤に使用される粘着付与樹脂は、接着剤特性を拡大し、重合体の特定の接着性を改良する粘着付与樹脂である。本明細書において使用される用語「粘着付与樹脂」は、
（a）天然および改質ロジンで、例えばガムロジン、ウッドロジン、タル油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量化ロジン、重合ロジン等；
（b）天然および改質ロジンのグリセロールおよびペンタエリスリトールエステルで、例えば淡色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、重合ロジンのグリセロールエステル、淡色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、タ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改質ペンタエリスリトールエステル等；
（c）ポリテルペン樹脂でＡＳＴＭ方法Ｅ２８−５８Ｔにより決定される軟化点が約６０℃乃至１４０℃であり、ピネンとして知られているモノテルペん等のテルペン炭化水素を通常フリーデル・クラフツ触媒の存在下で適度の低温で重合して得られるもの及び水素化ポリテルペン樹脂、
（d）天然テルペン類の共重合体及び三元重合体で、例えばスチレン/テルペン、アルファーメチルスチレン/テルペンおよびビニルトルエン/テルペン；
（e）フェノール改質テルペン樹脂で、例えば酸性媒体中でテルペンとフェノールを縮合して得られる樹脂生成物；
（f）環球式軟化点が約６０℃乃至１４０℃の脂肪族石油炭化水素で、主としてオレフィン類とジオレフィン類より成る単量体を重合して得られる樹脂および水素化脂肪族石油炭化水素樹脂で、例えばこの種の炭素数５のオレフィン留分を基礎とする市販の樹脂で、「ウィングタック（Wingtack）９５」および「ウィングタック（Wingtack）１１５」粘着付与樹脂の商品名でグッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーにより販売されているもの；
（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/芳香族石油由来炭化水素およびその水素化誘導体を含有する。
配合によっては、上記粘着付与樹脂の二種以上の混合物が要求される場合がある。４０乃至８０重量％の範囲の粘着付与樹脂が使用されるが、好ましい範囲は５０％乃至６５％である。本発明に有用な市販の粘着樹脂の例として、商品名「ユニタック（Unitac）Ｒ１００Ｌ」で市販されているものがある。この樹脂はペンタエリスリトール系タル油ロジンエステルでユニオンキャンプ（Union Camp）から入手可能である。
可塑剤は、接着剤強度または接着剤使用温度を実質的に減少させることなく所望の粘度制御可能とするために、本発明の組成物中に約０重量％乃至約４０重量％、好ましくは約１０％乃至３０％の量で存在する。好ましい可塑剤は鉱油等の通常の可塑油を含むのみならず、植物油、動物油、それらの誘導体と同様にオレフィンオリゴマーおよび低分子量重合体を含む群より選択される。使用しうる石油由来の油は半量未満の芳香族炭化水素のみ含有する比較的高沸点の物質であある。この点については、芳香族炭化水素は好ましくは該油の３０重量％未満、更に好ましくは１５重量％未満であるべきである。また、該油は完全に非芳香族であってもよい。オリゴマーとしては、平均分子量が約３５０と約１０，０００との間のポリプロピレン、ポリブチレン、水素化ポリイソプレン、水素化ポリブタジエン等がある。好ましい植物および動物油としては、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含まれる。本発明において有用性のある可塑剤は、異なる可塑剤としてはいくらでもあるが本発明者等はウィトコ（Witco）により製造されている「ケイドール（Kaydol）」のごとき鉱油が特に本発明において有用であることを見出した。ベルシコール（Velsicol）により製造されているジプロピレングリコールジベンゾエートである「ベンゾフレックス（Benzoflex）９−８８」も適切な可塑剤であることがわかった。可塑剤は接着強度および/または接着剤使用温度を実質的に減少させることなく全接着剤組成物の粘度を下げるために一般的に使用されていることが理解されよう。可塑剤の選択は、特定の最終用途（湿潤時の強度を要求する心材用途）のための配合に有益である。
本発明の組成物中のワックスは、ホットメルト構成接着剤の結合特性を感知できる程には低下させずその溶融粘度を減少させるために使用されている。これらのワックスもまた、温度性能に影響を与えないで組成物の開放時間を減少させるために使用されている。有用なワックス類には、
（１）ＡＳＴＭ方法Ｄ−１３２１により決定される硬度値が約０．１乃至１２０でＡＳＴＭ軟化点が約１５０°Ｆ乃至２５０°Ｆである低分子量、すなわち１，０００乃至６，０００のポリエチレン；
（２）融点が約１３０°Ｆ乃至１７０°Ｆのパラフィンワックス等の石油ワックスおよびＡＳＴＭ方法Ｄ１２７−６０により決定される融点が約１３５°Ｆ乃至２００°Ｆのマイクロワックス；
（３）環球式軟化点が約１２０℃乃至１６０℃の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（Fischer-Tropsh）ワックスのごとき一酸化炭素と水素を重合することにより製造した合成ワックス；及び
（５）ポリオレフィンワックスがある。本明細書において使用される用語「ポリオレフィンワックス」は、オレフィン単量体ユニットよりなる重合体状の、または長鎖の一体物を意味する。これらの物質は、商品名「エポレン（Epolene）」でイーストマン・コダック社より市販され入手可能のものである。本発明の組成物に使用される好ましい物質は環球式軟化点が２００°Ｆ乃至３５０°Ｆのものである。これらワックス希釈物はみな室温では固体であることが理解されよう。他の有用な物質に、水素化牛脂、豚脂、大豆油、綿実油、ヒマシ油、メンヘーデン油、タラ肝油等の水素化動物、魚類および植物油脂が含まれ、これらは水素化されているので周囲温度では固体であり、ワックス希釈同価物として機能する点で有用であることもわかった。これら水素化物はしばしば接着剤産業界においては「動植物ワックス」と言われているものである。更に、炭化水素油、特にナフテン系またはパラフィン系プロセス油もワックス希釈物として本発明において使用できる。
本発明は安定剤または抗酸化剤を約０．１重量％乃至約２重量％、好ましくは約０．１％乃至１％含有する。本発明のホットメルト組成物に有用な安定剤は、前記重合体の保護を助けるために含有され、それにより全接着剤系を、最終製品を周囲の環境に普通にさらす場合におけると同様に接着の製造および使用中通常起きる熱的及び酸化的崩壊作用から保護する。この種の崩壊は、接着剤の外観、物理的性質及び性能特質の劣化として通常現れる。特に好ましい抗酸化剤は、チバガイギー製イルガノックス（Irganox）１０１０、テトラキス[メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキハイドロシシンナメート）]メタンである。使用できる安定剤の中に、高分子量ヒンダードフェノール類及び、例えばイオウおよびリン含有フェノール等の多官能フェノール類がある。ヒンダードフェノール類は当業者には周知のもので、フェノール性水酸基に近接して立体的に嵩高な基を含有するフェノール性化合物として特徴づけられるものである。特に第３級ブチル基が、一般的にはフェノール性水酸基に対し少なくとも一つのオルト位でベンゼン環上に置換されている。これらの立体的に嵩高な置換基が水酸基の近傍に存在してその伸縮周波および対応してその反応性の遅延をもたらしており、この立体障害がフェノール性化合物に安定性を付与するものである。代表的なヒンダードフェノール類とには下記のものが含まれる。
１,３,５−トリメチル−２,４,６−トリス（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン；
ペンタエリスリトール テトラキス−３（３,５−ジ−ｔ−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−ｔ−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−ｔ−ブチルフェノール）；
４,４’−チオビス（６−ｔ−ブチル−o−クレゾール）；
２,６−ジ−ｔ−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−ｔ−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−ｔ−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−ｔ−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−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート。
安定剤として特に好ましいものは、ペンタエリスリトール テトラキス−３（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートである。
これら安定剤の性能を（１）例えばチオジプロピオネートエステル類およびホスフィット類等の相乗剤及び（２）例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、その塩およびジサリチルプロピレンジイミン等のキレート化剤及び金属奪活剤と一緒に使用して更に高めることもできる。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、当該分野の公知の技術により配合することができる。その公知手順の代表的一例として、原料の全てをジャケット付混合がま、好ましくては、ベーカー・パーキンズ（Baker-Perkins）型或いはデイ（Day）型のジャケット付強力混合機で回転体付きのものに入れ、次いでこの混合物の温度を約２５０°Ｆ乃至３５０°Ｆの範囲に上げる。この工程で使用する正確な温度は特定成分の融点に依存するものであることが理解されるべきである。得られた接着剤組成物は重合体が完全に溶解するまで混合される。次いで真空にして閉じ込められた空気を除去する。
特定の物理的性質を改質するために、ホットメルト構成接着剤に任意の添加剤を含有させることができる。これらの添加剤には、二酸化チタン等の着色剤、タルクおよびクレー等の充填剤が含まれる。
界面活性剤は接着剤を一層親水性にするために本発明の組成物においては約０.１重量％乃至３０重量％、好ましくは約１乃至１０％の量で存在することができる。界面活性剤は１５未満の親水性部−親油性部比率（ＨＬＢ）数を有し、得られる接着剤の接触角が７５度以下、好ましくは約４０度未満となるような量で本組成物に含有される。低接触角は望ましく、水、尿または他の水性排出物が“ビーズ状になる”（bead up）よりもむしろ“湿潤消失し”（wet out)、その結果液体は接着剤から離れた方向へ向けられる。
界面活性剤のＨＬＢはその親水性部と親油性部のバランスの表示である。すなわち、界面活性剤の親水性（水指向または極性）部と親油性（油指向また非極性）部の大きさと強度のバランスの表示である。全ての界面活性剤は、親水基と親油基を併せ持つ分子よりなっている。
界面活性剤はホットメルト接着剤に使用されるその他の原料と適当に相溶性を有するものでなくてはならず、該接着剤の構成性能に好ましくない影響を与えないものである。他方、該界面活性剤は、接触角を下げ該接着剤を更に親水性にするために、該接着剤の表面へブルーム（bloom）するものでなくてはならない。従って、微妙な相溶性のバランスが維持されなければならない。界面活性剤はまた、ホットメルト混合装置で処理可能なためには少しの水または他の溶媒をも含むべきではなく、また最終使用者にとっては無毒性のものであるべきである。界面活性剤はまた、ホットメルト製造及び使用装置中で接着剤に対し影響を与えることなく処理できるに充分安定で且つ不揮発性でなければならない。
本明細書で使用される、用語「界面活性剤」は水または水溶液に溶解し表面張力を減ずる化合物或いは２液間または液体と固体間の界面張力を減ずる化合物に適用される。好ましい界面活性剤の例を以下にあげるがこれに限定されるものではない。
（１）脂肪酸エステル類、例えばエチレングリコールジステアレート、エチレングリコールモノステアレート、グリセロールモノおよび/またはジオレエート、ポリエチレングリコールジオレエート、ポリエチレングリコールモノラウレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタントリオレエート等を含むグリセロールエステル、ポリエチレングリコールエステルおよびソルビタンエステル。これらの界面活性剤は、アイ・シー・アイ（ＩＣＩ）、ローンプーラン（Rhone-Poulenc）、その他の供給源より入手可能である。
（２）非イオン性エトキシレート類、例えばオクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、アルキルアミンエトキシレート等を含むアルキルフェノールエトキシレート、アルコールエトキシレート、アルキルアミンエトキシレート等。これらの界面活性剤はローンプーラン、ユニオンカーバイド（Unon Carbide）、その他の供給源より入手可能である。
（３）非イオン界面活性剤類、例えばエアープロダクト（Air Product）より入手可能の２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール。
（４）エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体類、ユニオンカーバイド、ビーエーエスエフ（BASF）等より入手可能。もし必要ならば親水性性能特性の最良ブレンドを作るためにこれらの界面活性剤と他のものをブレンドすることができることを注記する。
アトマー（Atmer）６６８、非イオン界面活性剤ブレンドおよびアルカミュールズ（Alkamuls）ＧＭＳ/Ｃ、グリセロールモノステアレート、いずれもアイ・シー・アイ アメリカズ インコーポレイテッド（ICI Americas Inc.）の製品、が本接着剤組成物に使用される好ましい界面活性剤であることが判明した。
支持体表面での液体小滴の接触角の測定は、表面湿潤性を特徴づけるために使用されている。接触角が小さければ小さい程接着剤の親水性は大きい。接触角は、支持体支持表面と液体小滴が支持体と接触する点での接線との間の角度と定義される。液体小滴の接触角の値は支持体の表面エネルギーと液体の表面張力に依存している。もし液体と支持体間に完全な濡れが起きているとすれば、小滴は支持体上に広がり接触角はゼロに近づく。一方、濡れが部分的なものにすぎなければ、得られる接触角はゼロから１８０度の範囲に存在する。表１と同様の図１および図２に報告されている接触角は全て、米国合衆国特許第５,２６８,７３３号に記載されている半角測定法を使用しタンテック インコーポレイテッド（Tantec Inc.）より入手可能のカム−フィルム（ＣＡＭ−ＦＩＬＭ）型接触角メーターで測定したものである。
ここで図１に向くと、積層体を通過し該積層体で覆われたタオルへ吸収されたパーセント水分を比較した棒グラフが表されている。該積層体は薄葉層に結合された不織布支持体であった。本結合は、接触角が８５度である先行技術の疎水性ホットメルト接着剤または本発明に従って配合された接触角が５０度である親水性ホットメルト接着剤（ＸＯ）により形成された。各接着剤は三つの異なる含浸量、すなわち１ミリグラム/平方インチ、３ミリグラム/平方インチおよび１０ミリグラム/平方インチで試験した。本試験は平らな支持体上にタオルを置き、該積層体で該タオルを覆い、支持体の一つの端部を上げ、該タオルおよび該積層体が３０度の角度となるように上昇させた。次いで３グラムの水を該積層体上に注いだ。湿潤タオルの重量を測り、その元の乾燥重量と比較して吸収パーセント水分を決定した。
図示されているごとく、本発明の親水性接着剤は湿潤性において先行技術の疎水性接着剤より明らかに優れている。タオルの吸収パーセント水分は、本発明の親水性接着剤（ＸＯ）を使用した場合６０％乃至７１％の範囲であったが先行技術の疎水性接着剤を使用した場合２５％乃至５０％にすぎなかった。このように、該親水性接着剤（ＸＯ）はタオルの流体吸収性能を有意に大きくすることができた。
図２は、種々のホットメルト接着剤の平均剥離強度および接触角を比較した棒グラフを表す。図２は、本発明に従って調整した全て７５度未満の接触角を有する親水性接着剤が、おむつ等の不織布製品に構成接着剤として使用するに充分な剥離強度を保持していることを示している。これらの試験において、積層体は含浸量３ミリグラム/平方インチの指定接着剤と結合されているポリエチレン（ＰＥ）および不織布（ＮＷ）支持体類を使用して形成した。接触角を各異なる接着剤につき決定し、実線でプロットした。試料をクロスヘッド速度１２インチ/分でインストロン剥離強度試験に付した。図２中の用語「高」は、接着剤に添加した界面活性剤の量が１５％であることに適用されることを注記する。用語「中」は、接着剤の配合へ１０％の界面活性剤を添加したことを、また用語「低」は、該配合で５％の界面活性剤を使用したことに適用される。
ここで図３および図４に向くと、図３には平らな、縮約されていない状態でおむつ１０の組立てをより明確に示すために概略的に示されているその構造の部分とともにおむつ１０を含む種々の支持体の解体図が示されている。図４は概略的におむつ１０の多層または支持体類を断面で表している。本明細書において使用される用語「おむつ」は、一般的に幼児、小さい子供および失禁する人が身につける吸収製品に適用される。容易に理解されるごとく、このような吸収製品は、着用者の胴体下方部あたりにつけられ着用者の腰のあたりで固定される。しかしながら本発明は、トレーニングズボン、短いパンツ、下着等の失禁製品、月経帯およびパンティー裏地等の女性保護製品、外科手術用の滅菌した布等の医療製品等の他の吸収製品にも適用可能であることが理解されるべきである。
本明細書において使用される用語「吸収製品」は、液体および尿のごとき滲出物を吸収する装置または製品に適用される。更に詳しくは、この用語は着用者の身体に対して、或いは身体に接近して着用され、身体より排出される種々の流体および滲出物を吸収保持する装置或いは製品に適用される。用語「使い捨て」は本明細書においては、一回の使用後、廃棄される吸収製品を記述するために使用されている。このような製品は、洗濯或いは吸収製品としての再度の使用が意図されていない。本発明の吸収製品の好ましい態様は、図３に概略的に表されているおむつ１０と図５に概略的に表されている女性保護パッド１１である。
図３および図４に示されるごとく、おむつ１０は結合されて吸収製品となる多層のシート材料または支持体類を含む。更に詳しくは、おむつ１０は流体透過性の上層シート１２および上層シート１２と結合されている液体不透過性の裏面シート１３（一般的にはポリエチレン製）を含む。吸収心材１４は上層シート１２と裏面シート１３の間に位置している。心材１４は毛羽８および中心部に配置された超吸収性（ＳＡＰ）材料１５より成るものであってもよい。おむつ１０はまた、裏面シート１３と心材１４との間に配置された下部薄葉層１７と同様に上層シート１２と心材１４との間に配置された上部薄葉層１６をも含み得る。図４に最も良く示されているごとく、各支持体は本発明に従って配合された接着剤層により隣接する支持体と結合されている。例えば、不織布上層シート１２は、上層シート１２の下面に適用された接着剤層１８により上部薄葉層１６と結合されている。順次、上部薄葉層１６は接着剤層１９により心材１４と結合されている。心材１４は接着剤層２０により下部薄葉層１７と結合されており、下部薄葉層１７はまた裏面シート１３の上表面に適用された接着剤層２１により裏面シート１３に結合されている。該接着剤は渦巻状に吹き付けられてもよく、また溶融吹き込みされていてもよく、或いは溝孔より適用されていてもよく、また、所望の位置および結合種類によりビーズとして適用されてもよい。
図３に最も良く示されているごとく、おむつ１０は局部部分２４を相互に連結する一対の対面腰部パネル２２、２３を含む。順次、局部部分２４は一対の対面する弾性化された脚部回り２５、２６を含む。該腰部パネル２２、２３は、一対の開放自在のテープ状タブ２７、２８として図３に示されている結合方式により、おむつ１０を使用者が着用する時に結合される。
ここで図５に向くと、一般的な女性保護パッド１１を表す吸収製品が示されている。パッド１１は、結合して該吸収製品となる多層のシート材料または支持体類を含む。更に詳しくは、パッド１１は、流体透過性不織布上層シート２９と上層シート２９に結合された流体不透過性裏面シート３０（一般的にはポリエチレン製）を含む。吸収心材３１は上層シート２９と裏面シート３０との間に位置している。吸収心材３１は、手羽および/または超吸収性（ＳＡＰ）材料より成るものであってもよい。パッド１１はまた、上層シート２９と心材３１との間に配置された上部薄葉層３２を含んでもよい。図５に示されるごとく、各支持体は、本発明に従って配合された接着剤層により隣接する支持体と結合されている。例えば、不織布上層シート２９は、上層シート２９の下面に適用された接着剤層３３により上部薄葉層３２と結合されている。順次、上部薄葉層３２は接着剤層３４により心材３１に結合されている。最後に心材は、裏面シート３０の上表面に適用された接着剤層３５により裏面シート３０に結合されている。図５に表されている実施態様においては、裏面シート３０の下表面に適用された接着剤層３６および該接着剤層３６を覆う剥離紙３７の層が存在する。従って、紙３７を取り除き接着剤３６を露出すると、当業界で周知公用のごとく、接着剤層３６は、使用者が着用する下着へパッド１１を付着させるために使用することができる。
ここで図６に向くと、図３および図４に示されているおむつ１０と類似のおむつ３８が表されている。従って、図６においては同じ数字が同じ成分に対して用いられている。但し、数字の後に「a」が付されている。しかし、おむつ３８は、本発明に従って配合され、おむつ３８の中心への液体吸上作用を奏するように不織布１２aへ適用された親水性ホットメルト接着剤を含有する。これを達成するため、図６は局部部分２４aの上層シート１２aの下面に適用された接着剤の長方形形状３９を示している。おむつ３８のこの部分へ該接着剤を適用することにより、局部部分２４aでの流体貫通は、腰部パネル２２a、２３aおよび脚部回り２５a、２６a等の他の部分より選択的に改良されている。これは形状３９の接着剤の親水性特性によるものである。長方形形状が示されているが、他の形状、例えば卵形形状、フットボール形状、８の字形状、円形形状等も使用可能であり、これらの形状は全て、おむつまたは保護パッド等の吸収製品の支持体の一つにおいて、所望の吸収位置へ流体を向かわせるために使用されよう。
本発明は以下の実施例により更に説明される。
実施例１〜５
表１に示す百分率に従って以下の接着剤ブレンドを調製した。実施例１は界面活性剤無添加の一般的な先行技術である疎水性接着剤である。実施例２〜４は全て、本発明に従って界面活性剤の量を変えて配合されたものである。試験後、実施例２〜４の配合は、構成接着剤として機能するに充分な剥離強度を示し、また一方では、低接触角度を提供し、湿潤性を与えるに充分な親水性特性を有していた。

Claims (14)

1. 親水性ホットメルト接着剤組成物であって、下記の成分：
   ポリブチレン、スチレン−イソプレン−スチレン及びスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、並びにアタクチックポリアルファオレフィンからなる群から選択される、１０〜５０％の熱可塑性重合体、４０〜８０％の粘着付与樹脂、０〜４０％の可塑剤、０．１〜２％の抗酸化剤、および０．１〜３０％の界面活性剤、
   を含んで成り、これらの成分の合計は１００重量％であり、前記接着剤組成物が半角測定法により測定して７５度以下の接触角を有し、前記界面活性剤が、１５未満のＨＬＢを有し、前記界面活性剤が、脂肪酸エステル、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、２,４,７,９−テトラメチル−５−デシン−４,７−ジオール、アルキルフェノールエトキシレート、アルコールエトキシレート及びアルキルアミンエトキシレートからなる群から選択される、接着剤組成物。
2. ４０度未満の接触角を有する請求項１記載の組成物。
3. 前記可塑剤が鉱油である請求項１記載の組成物。
4. 前記界面活性剤が、オクチルフェノールエトキシレート及びノニルフェノールエトキシレートからなる群から選択されるアルキルフェノールエトキシレートである、請求項１記載の組成物。
5. 前記アタクチックポリアルファオレフィンが、アタクチックポリプロピレンである請求項１記載の組成物。
6. 前記抗酸化剤がヒンダードフェノールである請求項１記載の組成物。
7. 前記粘着付与樹脂が、脂肪族炭化水素樹脂、水素化脂肪族炭化水素樹脂、水素化芳香族炭化水素樹脂またはロジンエステルより選択される請求項１記載の組成物。
8. 親水性ホットメルト接着剤組成物であって、下記の成分：
   ポリブチレン、スチレン−イソプレン−スチレン及びスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、並びにアタクチックポリアルファオレフィンからなる群から選択される、１８〜２５％の熱可塑性重合体、５０〜６０％の粘着付与樹脂、１２〜２５％の可塑剤、１％の抗酸化剤、および２〜１５％の界面活性剤、
   を含んで成り、これら成分の合計は１００重量％であり、前記接着剤が半角測定法により測定して４０度未満の接触角を有する請求項１記載の組成物。
9. 使い捨て不織布吸収製品の製造方法であって、
   使い捨て不織布吸収製品の一つの支持体を含有する第１のシート材料を供給する工程、
   使い捨て不織布吸収製品の第２の支持体を含有する第２のシート材料を供給する工程、
   親水性ホットメルト接着剤を、前記接着剤に接する流体が、前記第１または第２のシート材料の一つにおいて、所望の吸収位置へ向けられるように、前記第１または第２のシート材料の一つに適用する工程、および
   前記第１および第２のシート材料を結合する工程を含む使い捨て不織布吸収製品の製造方法において、
   前記親水性ホットメルト接着剤が、下記の成分：
   ポリブチレン、スチレン−イソプレン−スチレン及びスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、並びにアタクチックポリアルファオレフィンからなる群から選択される、１０〜５０％の熱可塑性重合体、４０〜８０％の粘着付与樹脂、０〜４０％の可塑剤、０．１〜２％の抗酸化剤、および０．１〜３０％の界面活性剤、
   を含んで成り、これらの成分の合計は１００重量％であり、前記接着剤が半角測定法により測定して７５度以下の接触角を有し、前記界面活性剤が、１５未満のＨＬＢを有し、前記界面活性剤が、脂肪酸エステル、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、２,４,７,９−テトラメチル−５−デシン−４,７−ジオール、アルキルフェノールエトキシレート、アルコールエトキシレート及びアルキルアミンエトキシレートからなる群から選択される、接着剤である、
   使い捨て不織布吸収製品の製造方法。
10. 前記第１のシート材料が不織布支持体であり、前記第２のシート材料が薄葉支持体である請求項９記載の方法。
11. 前記使い捨て不織布吸収製品がおむつである請求項１０記載の方法。
12. 前記使い捨て不織布吸収製品が女性保護パッドである請求項１０記載の方法。
13. 前記接着剤組成物が、前記不織布支持体に長方形形状を提供するために適用される請求項１０記載の方法。
14. 前記親水性ホットメルト接着剤が下記の成分：
    ポリブチレン、スチレン−イソプレン−スチレン及びスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、並びにアタクチックポリアルファオレフィンからなる群から選択される、１８〜２５％の熱可塑性重合体、５０〜６０％の粘着付与樹脂、１２〜２５％の可塑剤、１％の抗酸化剤、および２〜１５％の界面活性剤、
    を含んで成り、これらの成分の合計が１００重量％であり、前記接着剤が４０度未満の接触角を有する請求の範囲第９項記載の方法。

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