COMPOSICIÓN ADHESIVA DE FUSIÓN EN CALIENTE CON BASE EN UN COPOLÍMERO ALEATORIO DE POLIPROPILENO ISOTÁCTICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a composiciones adhesivas de fusión en caliente novedosas con base en copolímeros aleatorios de polipropileno (RCP = polypropylene random co-polymers) isotácticos predominantemente semi-cristalinos. Más particularmente esta invención se refiere a composiciones adhesivas que encuentran utilidad en sellado de cajas/recipientes y en fabricación de artículos desechables no tejidos tales como pañales y productos de higiene femenina. Las composiciones adhesivas son particularmente útiles como una conexión elástica y adhesivo de construcción en ensamblado de artículos no tejidos desechables. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los adhesivos de fusión en caliente típicamente existen como masas sólidas a temperatura ambiente y pueden convertirse en un líquido fluido por la aplicación de calor. Estos adhesivos son particularmente útiles para fabricar una variedad de artículos desechables, en donde la unión de diversos substratos es a menudo necesaria. Aplicaciones específicas incluyen pañales desechables, almohadillas de hospital, toallas sanitarias femeninas, panti-protectores, prendas quirúrgicas y calzones de adultos incontinentes, conocidos colectivamente como productos no tejidos desechables. Otras aplicaciones diversificadas han involucrado productos de papel, materiales de empacado, cintas y etiquetas. En la mayoría de estas aplicaciones, el adhesivo de fusión en caliente se calienta a su estado fundido y luego se aplica a un substrato. Un segundo substrato inmediatamente se lleva en contacto con y comprime contra el primero. El adhesivo solidifica al enfriar para formar un enlace fuerte. La ventaja principal de adhesivos de fusión en caliente es la ausencia de un portador líquido, como sería el caso de adhesivos basados en agua o solvente, de esta manera eliminando el proceso costoso asociado con eliminación de solvente. Para muchas aplicaciones, los adhesivos de fusión en caliente a menudo se extruyen directamente sobre un substrato en la forma de una película delgada al utilizar equipo de bombeo de pistón o engranaje. En este caso, el substrato se lleva a contacto íntimo con una matriz caliente bajo presión. La temperatura de la matriz debe mantenerse bien por encima del punto de fusión del adhesivo, que típicamente está entre 150 y 200 grados C. Para algunas aplicaciones, particularmente para fabricar artículos no tejidos, la unión de substratos sensibles al calor y delicados, tales como películas de polietileno de calibre delgado, está a menudo involucrada. El contacto directo entre la película y la matriz en estos casos debe evitarse para impedir que la película se queme o distorsione. Varios métodos de aplicación se han desarrollado a través de los cuales un adhesivo de fusión en caliente puede revestirse por rocío con el auxilio de aire comprimido sobre un substrato desde una distancia. Estas técnicas de revestimiento sin contacto incluyen revestimiento en espiral y diversas formas de métodos de soplado con fusión. Contacto directo entre la cabeza de revestimiento y el substrato de esta manera se elimina. Todas las técnicas de revestimiento aquí descritas son bien conocidas por aquellos con destreza en la especialidad y está fácilmente disponible equipo comercial. Las técnicas de revestimiento por rocío sin embargo imponen estrictos requerimientos en adhesivos de fusión en caliente. La viscosidad de los adhesivos debe ser suficientemente baja, usualmente en el rango de 2,000 a 30,000 cP, de preferencia en el rango de 2,000 a 15,000 cP, a la temperatura de aplicación.
Muchos otros factores físicos, especialmente las propiedades Teológicas del adhesivo, entran en juego para determinar la capacidad de rocío de una fusión en caliente. La mayoría de los productos de fusión comerciales no conducen a aplicaciones de rocío. No hay modelos o guías teóricos aceptadas para pronosticar la capacidad de rocío y debe determinarse empíricamente con el equipo de aplicación. Los polímeros de polipropileno sindiotáctico (syndiotactic polypropylene) se conocen en esta técnica. Los polímeros SPP esencialmente son homopolímeros de propileno éstereoespecífico de alto peso molecular o copolímeros de propileno con otros monómeros de alfa-olefina, tales como etileno, buteno-1 o hexeno-1. Los polímeros sindiotácticos no deberán ser confundidos con los polipropilenos cristalinos convencionales y esencialmente poli-alfa-olefinas atácticas amorfas (APAO = amorphous atactic poly-alpha-olefins). Estos polímeros difieren entre sí tanto en estructuras como en propiedades. Es bien conocido para aquellos con destreza en la especialidad que polipropilenos cristalinos convencionales tengan una configuración de cadena molecular isotáctica. La configuración isotáctica puede describirse que tiene los grupos metilo conectados a los átomos de carbono terciarios de unidades monoméricas sucesivas en el mismo lado de un plano hipotético trazado a través de la cadena de polímero principal. Este tipo de estructura éstereoquímica puede ilustrarse gráficamente al utilizar la fórmula de proyección Fisher como sigue:
Debido a su alto grado de regularidad de cadena, los polipropilenos isotácticos convencionales (IPP = isotactic polypropylenes) son altamente cristalinos con una cristalinidad típicamente superior al 50% y un calor de fusión mayor a 70 J/g. Usualmente son materiales rígidos que tienen alta densidad y alto punto de fusión. Debido a la falta de flexibilidad, un polímero IPP puede solo ser empleado como un modificador en pequeñas cantidades, típicamente alrededor de 2% a 5% en peso, en formulaciones adhesivas de fusión en caliente. Un IPP convencional típico, usualmente tiene un gasto de flujo de fusión que se relaciona inversamente al peso molecular promedio en peso en el rango de 0.5 a 200 g/10 min como se mide de acuerdo con el método de prueba ASTM D-1238. Otro componente que se conoce utilizado en la mezcla de la composición de adhesivo de fusión en caliente comprende un polímero APAO. Los polímeros APAO son una familia de homopolímeros de propiieno de bajo peso molecular esencialmente amorfos o copolímeros de propiieno con etileno o buteno o hexeno. En contraste con las estructuras regulares de IPP o SPP, APAOs tienen cadenas moleculares atácticas con los grupos metilo en las unidades monoméricas sucesivas distribuidos en forma aleatoria esféricamente en ambos lados del plano hipotético a través de la cadena de polímero. La configuración estéreo de la cadena molecular APAO atáctica puede ilustrarse gráficamente al utilizar la siguiente fórmula de proyección de Fisher:
l _i
La estructura de cadena estéreo de SPP es diferente en forma única de 1PP y de APAO. En contraste a la configuración de cadena isotáctica de IPP y la configuración de cadena atáctica de APAO, la éstereoquímica de SPP puede describirse que tiene grupos metilo terciarios de unidades de monómero sucesivas sobre la cadena dispuestas alternativamente en cada lado del plano hipotético. La configuración estéreo de SPP puede ilustrarse a continuación:
La configuración estéreo de polipropileno puede ser caracterizada en forma cuantitativa a través de C-13 RMN. En nomenclatura R N, una diada "meso" de grupos metilo sucesivos en el mismo lado del plano, como en el caso de IPP, se representa por la letra m. Una diada "racémica" de grupos metilo sucesivos en los lados opuestos del plano, como en el caso de SPP, se representa por la letra r. El por ciento de m o r define el grado de tacticidad de polímero, con la suma de m y r igual a 100%. De esta manera, un polipropileno isotáctico perfecto tendrá una diada de 100% m, mientras que un polipropileno sindiotáctico perfecto tendrá una diada 100% r. Esta estructura éstereoquímica única de SPP resulta en una combinación no usual y conveniente de propiedades físicas y mecánicas tales como baja densidad, bajo punto de fusión, flexibilidad y tenacidad. Los polímeros SPP típicamente tienen un valor r igual a o mayor que 70%, mientras que los valores r de IPPs convencionales en comparación, en general tienen un intervalo de unos cuantas cifras de por ciento. Además de la diferencia en éstereoquímica, SPPs también se distinguen fácilmente de IPPs y APAOs por sus propiedades físicas únicas. Típicos SPPs tendrán un punto de fusión entre 130 a 160 grados C, mientras que IPPs cristalinos típicamente tienen un punto de fusión de aproximadamente 176 grados C. APAOs, por otra parte usualmente son predominantemente amorfos sin un punto de fusión bien definido aunque algunos grados de productos comerciales pueden exhibir muy bajo grado de cristalinidad. Otra diferencia profunda entre SPP e IPP y APAO, se encuentre en sus densidades. La densidad de SPP típicamente está entre 0.86 a 0.90 g/cm3, que está entre aquellas de IPP y APAO. IPPs tiene el intervalo de densidad más alto de 0.90 a 0.95 g/cm3 y APAOs, el intervalo más bajo de 0.85 a 0.87 g/cm3. Debido a su alto punto de fusión, alto grado de cristalinidad y carencia de atributos físicos y mecánicos deseables tales como flexibilidad y tenacidad, los IPPs convencionales no se han empleado solos como la base de polímero para aplicaciones de adhesivo de fusión en caliente. Un adhesivo de fusión en caliente con base en IPP será demasiado frágil para ofrecer resistencia de unión aceptable y sin embargo requerirá alta temperatura de aplicación que va bastante más allá del punto de fusión del polímero. Adhesivos de fusión en caliente que contienen APAOs, mezclas APAO/polietileno (PE), mezclas APAO/polibuteno (PB), o mezclas APAO/IPP son conocidos en la técnica. Estos adhesivos típicamente consisten de un APAO, o una mezcla APAO aquí mencionada anteriormente, y un agente que imparte pegajosidad tipo hidrocarburo. Es bien conocido que los adhesivos basados en APAOs en general tienen deficiente resistencia cohesiva, deficiente resistencia al calor, baja resistencia de unión a temperatura elevada y bajos valores de cizalla. APAOs no han encontrado mucha utilidad en aplicaciones en no tejidos desechables en donde se requiere una combinación de alta resistencia de unión con un muy bajo peso de revestimiento y fácil procesabilidad por técnicas de rocío. Los adhesivos con base en APAO usualmente carecen de estas capacidades. Aunque se han hecho diversos intentos para atender estos problemas al mezclar APAO con PE, PB e IPP convencional, muy a menudo estas modificaciones no solo fallan en rectificar el problema sino también llevan a efectos secundarios adversos. Por ejemplo, Trotter y colaboradores, en la patente de los E.U.A. No. 4,022,728, describe una composición sensible a presión de fusión en caliente que comprende una mezcla de APAOs, un elastómero substancialmente amorfo de bajo peso molecular, un agente que imparte pegajosidad líquido y un polipropileno cristalino convencional (IPP) en una cantidad de hasta aproximadamente 2% en peso. Se reclama que la composición proporciona buenas propiedades adhesivas a bajas temperaturas. Meyer y colaboradores, en la patente de los E.U.A. No. 4,120,916, describe composiciones de adhesivo de fusión en caliente que comprenden una mezcla de polietileno de bajo peso molecular, propileno convencional de bajo peso molecular que contiene polímero y APAO. Estas composiciones adhesivas se dice que ofrecen corto tiempo abierto y son útiles para unir un tablero corrugado modificado con parafina. Lakshmanan y colaboradores, en la patente de los E.U.A. No. 4,761 ,450, describe una mezcla de polímero útil como adhesivo de fusión en caliente que comprende un polímero de etileno de baja densidad, un copolímero de buteno-1 con etileno o propileno, un agente que imparte pegajosidad de hidrocarburo y un polímero de bajo peso molecular que consiste de un polibuteno líquido de bajo peso molecular, un polipropileno amorfo y sus mezclas. Lakshmanan y colaboradores, en la patente de los E.U.A. No. 5,478,891 , también describe composiciones de mezcla que contienen (a) un copolímero de alto peso molecular de etileno con una alfa-olefina que tiene cuando menos 4 átomos de carbono y (b) un polipropileno amorfo o poliolefina amorfa. Los componentes de las mezclas se describe que tienen un intervalo de peso molecular entre 300 a 6000. Las mezclas de polímero se reclama que son útiles para adhesivo de fusión en caliente, revestimientos, selladores, modificadores de asfalto y aditivos de plástico. Ryan describe en la patente de los E.U.A. No. 5,747,573 una composición adhesiva de fusión en caliente basada en APAO, útil para unir plásticos y recipientes de hoja delgada metalizada. La composición adhesiva contiene una mezcla de APAO, un plastificante de benzoato sólido y un agente que imparte pegajosidad a hidrocarburo. Sustic, en la patente de los E.U.A. No. 5,723,546, describe una mezcla de polímeros que consiste de un polímero de poliolefina flexible de alto peso molecular promedio, predominantemente atáctico con un APAO de bajo peso molecular promedio. Se dice que la mezcla es útil para adhesivos de fusión en caliente. El mezclar APAO con PE, PB o IPP convencional lleva a varias desventajas. Los adhesivos de la técnica previa que contienen mezclas de APAO/PE o APAO/PB, tales como por ejemplo aquellos descritos aquí anteriormente en las patentes de los E.U.A. Nos. 4,120,916, 4,761 ,450, y 5,478,891 , tienden a tener deficiente compatibilidad. Estos adhesivos pueden someterse a separación de fase durante el proceso de aplicación en el cual los adhesivos de fusión en caliente tienen que mantenerse en el estado fundido a alta temperatura por un periodo prolongado de tiempo, en ocasiones por horas o incluso días. Quemado, desprendimiento de capa superficial y gelificación pueden desarrollarse bastante rápido en los adhesivos de fusión en caliente separados en fase, de esta manera provocando que el equipo de aplicación se bloquee o tapone. La incompatibilidad de estas mezclas de polímeros también imparte fragilidad, turbiedad óptica, carente o deficiente tiempo abierto, y baja resistencia de unión. Aunque las fusiones en caliente con base en APAO y la mezcla IPP convencional no tiene los problemas de compatibilidad, todavía sufren de todas las otras desventajas aquí descritas anteriormente. Aún más, debido a la alta cristalinidad y alto punto de fusión de los polímeros IPP convencionales, adhesivos de fusión en caliente con base en mezclas APAO/IPP, tienden a ser duros y frágiles a menos de que la cantidad de polímero IPP se mantenga a un nivel muy bajo, tal como por ejemplo aproximado a o inferior a 2% en peso como se describe en la patente de los E.U.A. No. 4,022,728 de la técnica previa. Como resultado, estos adhesivos tendrán deficiente resistencia a la tracción, deficiente resistencia de unión y deficiente resistencia al impacto. Otro efecto nocivo de IPP es la temperatura de revestimiento incrementada. El adhesivo debe calentarse sobre el punto de fusión de IPP (en el intervalo de 180 a 200 grados C) para que alcance un estado líquido. El enfoque de mezcla de poliolefina atáctica de alto y bajo peso molecular descrito n la patente de los E.U.A. No. 5,723,546, aunque ofrece alguna mejora en las propiedades a la tracción de APAO, no ha sido capaz de proporcionar suficientes propiedades de resistencia a la tracción y alta temperatura para superar las deficiencias de fusiones en calientes basadas en solo APAO. En una patente previa de los E.U.A. No. 5,317,070, Brant y colaboradores describen un adhesivo de fusión en caliente con base en SPP con pegajosidad en partida que tiene una cadena de polímero de al menos 80% diadas racémicas y tiene un punto de fusión de aproximadamente 100 a 180 grados C. El adhesivo se reclama que tiene buenos tiempos abiertos entre la aplicación del adhesivo y la formación de la unión. Este tipo de SPP con pegajosidad usualmente carece de flexibilidad y tenacidad, y por lo tanto tendrá deficiente resistencia de unión y deficiente resistencia al impacto. Además, SPP exhibe un problema inherente de encogimiento cuando se transforma de un estado cristalino líquido a sólido. El encogimiento a menudo provoca concentración de tensión en interfases de adhesivo/substrato y consecuentemente falla de unión catastrófica. Por lo tanto, sería ventajoso el proporcionar un adhesivo de fusión en caliente que supere las desventajas de los adhesivos de la técnica previa aquí mencionados con anterioridad. Con el avance en los últimos años de la tecnología de catálisis en la fabricación de poliolefinas, especialmente con los sistemas catalizadores de un solo sitio recientemente desarrollados tales como metalocenos, se han desarrollado tipos totalmente nuevos de copolímeros de propileno aleatorios de bajo punto de fusión y baja cristalinidad (RCP = random propylene copolymers). La técnica del catalizadores metaloceno de un solo sitio es materia de numerosas publicaciones, tales como por ejemplo las patentes de los E.U.A. Nos. 5,387,568, 5,393,851 , 5,416,228, 5,476,914 otorgadas a Ewen y colaboradores, y la patente de los E.U.A. No. 5,789,502 otorgada a Shamshoun y colaboradores. En comparación con IPPs convencionales, los copolímeros RCP usualmente tienen mejor flexibilidad, mejor resistencia al impacto, menor densidad, un punto de fusión muy deprimido y menor cristalinidad; estas son las características que favorecen las aplicaciones de adhesivo de fusión en caliente. Se descubre en la presente invención que los copolímeros RCP con base en propileno y alfa-olefinas pueden emplearse ventajosamente para superar las desventajas de IPP, SPP y APAO en adhesivos de fusión en caliente para proporcionar propiedades bien balanceadas de resistencia cohesiva y resistencia adhesiva. De manera más importante, la presente invención proporciona una composición de fusión en caliente que puede procesarse fácilmente con una variedad de equipos de revestimiento de fusión en caliente convencionales. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a una composición de adhesivo de fusión en caliente con base en un copolímero aleatorio de polipropileno (RCP) isotáctico de bajo punto de fusión, que comprende un copolímero aleatorio de propileno y una alfa-olefina que tiene la fórmula R-CH=CH2 en donde R es un hidrógeno o un grupo C2 a C10 alquilo, de preferencia etileno. Los polímeros útiles para la presente invención contienen cuando menos 1.5% en peso del comonómero de alfa-olefina y tienen un punto de fusión de 145 grados C o inferior, como se mide por DSC, un gasto de flujo de fusión de 1 a 500 g/10 min., de acuerdo con el método D-1238 de la ASTM, y una densidad de sólido de 0.880 a 0.905 g/cc de acuerdo con el método D- 505 de la ASTM. El adhesivo comprende, además del copolímero RCP, una resina que imparte pegajosidad, un plastificante opcional, un APAO opcional, y una cera opcional como los ingredientes primarios. La composición de la presente invención aprovecha las propiedades deseables de RCP y ha superado las desventajas de los adhesivos de mezcla APAO de la técnica previa y SPPs con pegajosidad. La composición de la presente invención proporciona propiedades bien balanceadas de resistencia a la tracción, tenacidad, flexibilidad y adhesión. Muestra completa compatibilidad, excelente estabilidad térmica, tiempo abierto ajustable, resistencia cohesiva mejorada, baja viscosidad, bajo encogimiento al solidificar, baja o carente de pegajosidad al fraguar, y buena procesabilidad con equipo de revestimiento convencional. En particular, la presente invención lleva a una composición adhesiva que es bien adecuada para una variedad de técnicas de aplicación de revestimiento por rocío, tales como por ejemplo, revestimiento en espiral, soplado por fusión, revestimiento de control, onda de control y semejantes, mientras que los adhesivos con base en APAO y SPP carecen de esta procesabilidad amplia. Las ventajas anteriores son un resultado de la estructura semi-cristalina del copolímero aleatorio RCP. Este tipo de estructura estereoquímica puede describirse que tiene los grupos metilo conectados a los átomos de carbono de unidades monoméricas sucesivas en el mismo lado de un plano hipotético trazado a través de la cadena de polímero principal con la alfa-olefina ubicada en forma aleatoria sobre la cadena. Esta estructura puede ilustrarse gráficamente como sigue:
La adición de una alfa-olefina, de preferencia etileno, en un patrón aleatorio reduce la cristalinidad del polímero, y de esta manera reduce el punto de fusión así como frena la velocidad de cristalización. Como se ha señalado anteriormente, la velocidad de cristalización de un polímero es un factor crítico que afecta el tiempo abierto del adhesivo de fusión en caliente. En contraste con polipropilenos isotácticos (IPP) convencionales que esencialmente no dan tiempo abierto debido a su rápida velocidad de cristalización, los RCPs pueden formularse para tener tiempos abiertos manejables, de esta manera superando el mayor obstáculo de los IPPs para los adhesivos de fusión en caliente. El tiempo abierto de un adhesivo de fusión en caliente basado en RCP, puede ajustarse a través de formulación para satisfacer los requerimientos de diversas aplicaciones de unión. Ya que este copolímero RCP puede utilizarse por sí mismo en un pañal desechable resistente a loción, en aplicaciones de sello de caja/recipiente, o puede mezclarse con otros polímeros tales como APAO para conexión o construcción elástica de un montaje de artículo higiénico no tejido. Aunque cualquier polímero RCP del tipo previamente descrito puede utilizarse en la composición de la presente invención, un sub-grupo de copolímeros aleatorios catalizados de metaloceno, que se referirá como mRCPs, se encuentra que son los más útiles y por lo tanto más preferidos. En comparación con copolímeros RCP regulares, mRCPs ofrecen beneficios adicionales de estrecha distribución de peso molecular, estrecha distribución de composición e incluso distribución de comonómero sobre su cadena molecular. Al mismo nivel de contenido de comonómero alfa-olefina, mRCPs exhiben menor densidad, menor punto de fusión y menor cristalinidad que sus contrapartes RCP regulares. Estas características únicas pueden mejorar enormemente el manejo del polímero durante formulación por una parte y mejorar el desempeño de los adhesivos de fusión en caliente por otra parte. Los copolímeros mRCP especialmente son convenientes para aplicaciones no tejidas higiénicas en donde la temperatura de aplicación baja es un requerimiento crítico para evitar quemado pasante o distorsión de substrato, y en donde también es esencial una amplia latitud de aplicación a través de diversas técnicas de revestimiento sin contacto. En estos aspectos, los polímeros mRCP son capaces de proporcionar composiciones adhesivas que tengan bajo punto de ablandamiento y baja viscosidad de fusión, de esta manera permitiendo baja temperatura de revestimiento. Aún más, debido a su baja densidad y baja cristalinidad, los polímeros mRCP usualmente exhiben compatibilidad con otros ingredientes de formulación, permitiendo el uso de un amplio intervalo de materias primas en proporciones variantes. Una de las características prominentes de la composición adhesiva de fusión en caliente de la presente invención es su capacidad por proporcionar una fuerza de unión con una variedad de substratos polares y no polares a muy bajo peso de revestimiento. El adhesivo trabaja bien tanto en substratos de película como porosos. A igual peso de revestimiento, el presente adhesivo producirá un valor de adhesión al desprendimiento muy superior que los adhesivos de la técnica previa. La capacidad por dar alta resistencia a desprendimiento y bajo peso de revestimiento permite al usuario final el utilizar menos adhesivo, lo que evidentemente es un gran beneficio de costo. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un adhesivo que tiene muy baja o no tiene pegajosidad a temperatura ambiente. Esta característica es particularmente ventajosa para utilizar en substratos porosos en donde el escurrimiento de adhesivo y el bloqueo subsecuente son de gran consideración. El bloqueo es especialmente desastroso en la fabricación de productos en rollo. Los productos en rollo usualmente son productos intermitentes que se convertirán a productos finales en un proceso subsecuente. El bloqueo de rollo hace difícil y en ocasiones incluso imposible desembobinar el rollo en el proceso de conversión subsecuente. La característica no pegajosa del presente adhesivo en combinación con la capacidad de bajo peso de revestimiento eliminarán el problema de bloqueo. Otro objetivo de la presente invención se dirige a un adhesivo de fusión en caliente de aplicación en rocío para construir artículos no tejidos desechables para unir polietileno, películas de polipropileno, telas no tejidas y semejantes entre sí y con ellas mismas. El adhesivo proporciona excelente resistencia de desprendimiento y durabilidad de unión en esta aplicación. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una fusión en caliente para aplicación por rocío, para aplicación de conexión elástica en la fabricación de pañales para bebes, calzones de adultos incontinentes y semejantes para unir hebras elásticas entre una película de polietileno y una tela no tejida o entre dos telas no tejidas. Este tipo de adhesivo puede formularse para tener funciones duales tanto para conexión como construcción elástica. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un adhesivo de fusión en caliente que tenga alta retención de resistencia de unión cuando se contacta con un emoliente tal como un aceite mineral. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un adhesivo de fusión en caliente para sellado de cajas y recipientes, para proporcionar una fuerte unión. Debido a su alta tenacidad y flexibilidad, un RCP/APAO basado en fusión en caliente es ventajoso para aplicaciones a baja temperatura. El adhesivo de la presente invención ofrecerá unión con rasgado de fibras a temperatura ambiente. La composición adhesiva de fusión en caliente de la presente invención comprende como sus componentes, una mezcla de los siguientes ingredientes: a. Un copolímero aleatorio de polipropileno ¡sotáctico (RCP) en la cantidad de aproximadamente 4% a 50% en peso, de preferencia en la cantidad de aproximadamente 5% a 40% en peso, y más preferible en una cantidad de aproximadamente 5% a 25% en peso, el RCP tiene de aproximadamente 80%-98% en peso de propileno y de aproximadamente 2%-20% en peso de una alfa-olefina que tiene la fórmula R-CH=CH2 en donde R es hidrógeno o un grupo C2 a C10 alquilo; RCP tiene una proporción preferida de 94%-97% propileno y 3%-6% alfa-olefina, con la alfa-olefina preferida que es etileno; el RCP tiene una densidad de aproximadamente 0.88 g/cc a 0.905 g/cc y un gasto de flujo de fusión igual a o mayor que .0 g/10 min y un punto de fusión igual a o menor que 145 grados C. b. Un agente que imparte pegajosidad compatible en una cantidad de 20% en peso a 65% en peso, de preferencia en una cantidad de 25% en peso a 60% en eso y más preferiblemente en una cantidad de 30% a 60% en peso; c. De manera opcional, aproximadamente 0% a 60% en peso, de preferencia 15% a 40% en peso, y más preferiblemente 20% a 40% en peso, de poli-alfa-olefina atáctica (APAO), la APAO tiene una densidad de aproximadamente 0.85 g/cc a 0.89 g/cc y una temperatura de transición vitrea (Tg) de aproximadamente -5 a -40 grados C y peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 4,000 g/mol a aproximadamente 150,000 g/mol; d. En forma opcional, aproximadamente 0% a 40% en peso, de preferencia aproximadamente 5% a 30% en peso, y en particular 10% a 25% en peso de un plastificante; e. En forma opcional, aproximadamente 0% a 3% en peso de un estabilizante o antioxidante; y f. De manera opcional, aproximadamente 0% a 40% en peso, de preferencia aproximadamente 0% a 30% en peso, y más preferiblemente 0% a 20% en peso de una cera;
los componentes de la composición contribuyen hasta 100% en peso. La composición adhesiva puede contener otros componentes tal como un relleno o carga y/o un colorante y/o un agente fluorescente y/o un surfactante y/u otro polímero que pueden modificar las propiedades adhesivas de la composición adhesiva básica anterior, como se desee. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1a ilustra esquemáticamente un patrón de rocío en espiral deficiente indeseable para el adhesivo de la presente invención; La Figura 1 ilustra esquemáticamente un patrón de rocío en espiral perfecto deseado para el adhesivo de la presente invención; La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva esquemática de una caja corrugada que tiene el adhesivo de la presente invención aplicado a sus aletas superiores; y La Figura 3 ilustra la caja corrugada de la Figura 2 sellada por el adhesivo de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se produce una composición adhesiva de fusión en caliente, que comprende como el componente de polímero primario un copolímero aleatorio de polipropileno isotáctico (RCP) que comprende un copolímero aleatorio de propileno y una alfa-olefina que tiene la fórmula R-CH=CH2 en donde R es hidrógeno o un grupo C2-C 0 alquilo, de preferencia etileno. RCP está presente en la composición adhesiva en la cantidad de aproximadamente 4% a 50% en peso, de preferencia en la cantidad de aproximadamente 5% a 40% en peso, y más preferible en la cantidad de aproximadamente 5% a 25% en peso. La composición adhesiva de fusión en caliente de la presente invención también incluye aproximadamente 20% a 65% en peso, de preferencia aproximadamente 25% a 60% en peso y mas preferible 30% a 60% en peso de agente que imparte pegajosidad, aproximadamente 0% a 40% en peso, de preferencia aproximadamente 5% a 30% en peso, y mas preferible 10% a 25% en peso de plastificante, aproximadamente 0% a 40% en peso de preferencia aproximadamente 0% a 30% en peso y en particular 0% a 20% en peso de cera, aproximadamente 0% a 3% en peso de estabilizante o antioxidante y aproximadamente 0% a 60% en peso, de preferencia 15% a 40% en peso y en particular 20% a 40% en peso de poli-alfa-olefina atáctica (APAO). Componentes opcionales tales como relleno o carga, colorantes, agente de soplado, agente fluorescente y semejantes pueden agregarse a la composición básica para modificar sus propiedades, según se desee. La composición de fusión en caliente de la presente invención incluye un copolímero RCP. La técnica de producir copolímeros CRP al utilizar catalizadores Ziegler-Natta se ha descrito en las patentes de los E.U.A. Nos. 4,330,645 y 5,618,895, y al utilizar catalizadores de metaloceno en las patentes de los E.U.A. 5,476,914 otorgada a Ewen y colaboradores y 5,789,502 otorgada a Shamshoun y colaboradores, todas las descripciones de las cuales aquí se incorporan por referencia. Polímeros RCP convenientes pueden prepararse por copolimerización de propileno con otro monómero de alfa-olefina diferente que contiene 2 a 10 átomos de carbono que incluye pero no está limitado a etileno, buteno-1 , peteno-1 , hexano-1 , 4-metilo penteno-1, y octano-1. Copolímeros preparados al utilizar catalizadores de metaloceno, se prefieren. Los polímeros RCP más preferidos son mRCPs que contienen etileno o buteno-1 o hexano-1 como el comonómero que tienen un contenido de comonómero en el intervalo de aproximadamente 2% en peso a aproximadamente 20% en peso. Los copolímeros RCP útiles en la presente invención de preferencia tienen un punto de fusión igual o menor que 145°C, más preferiblemente menor que 125°C y en particular menos que 120°C. Los copolímeros RCP en general tienen una densidad en un rango de aproximadamente 0.88 g/cc a aproximadamente 0.905 g/cc y de preferencia de 0.88 g/cc a 0.89 g/cc a temperatura ambiente como se mide por el método de prueba ASTM D-1505. El polímero también tiene un gasto de flujo de fusión de (MFR = melt flow rate), que se relaciona inversamente al peso molecular en peso Mw, igual o mayor que 1.0 g/10 min., de preferencia entre 5-200 g/10 min. y preferiblemente entre 7-100 g/10 min., como se mide por el método de prueba ASTM D-1238. Ejemplos de copolímeros de este tipo están disponibles bajo las designaciones comerciales EOD01-03, EOD01-04, EOD01-05, EOD01-06, y EOD01-14 de ATO FI A Petrochemicals, Inc., Houston, TX. La siguiente Tabla 1 es una lista y comparación de las propiedades físicas de algunos de los copolímeros mRCP útiles en la presente composición adhesiva: TABLA 1
Muestra EOD00-14 EOD01-03 EOD01-04 EOD01-05 EOD01-06
Tipo de polímero mRCP mRCP mRCP mRCP mRCP
MFR g/10min 12.3 6.1 6.7 7.4 8.0
X-sol, % 0.5, 0.64* 1.1 , 1.16* 1.5, 1.76* 2.1, 2.6* 4.7, 5.6*
Etileno por RMN, 1.5 2.3 3.2 4.7 6.5
El componente APAO útil en la presente invención consiste de varias categorías diferentes de polímeros de base propileno substancialmente amorfo atáctico, de bajo peso molecular, y baja viscosidad de fusión. El termino "substancialmente amorfo" se define aquí que tiene un grado de cristalinidad menor que 30%, como se determina por calorimetría de exploración diferencial (DSC = Differential Scanning Calorimetry) contra una norma de polipropileno altamente cristalina. Estos polímeros ya pueden ser homopolímeros de propileno o copolímeros de propileno con uno o más comonomero de alfa-olefina, tal como por ejemplo etileno, buteno-1, hexeno-1 y octeno-1. El peso molecular promedio en peso de los polímeros APAO en el alcance de la presente invención está en el intervalo de aproximadamente 4,000 a aproximadamente 150,000 g/mol, de preferencia de entre aproximadamente 10,000 a aproximadamente 100,000 g/mol. Los polímeros ventajosamente tienen un punto de ablandamiento entre aproximadamente 80 y 170°C y una temperatura de transición vitrea de aproximadamente -5 a -40°C. Aunque cualquier polímero APAO que cae en el intervalo de propiedades físicas aquí descritas anterior, puede utilizarse, el APAO más preferido se elige del grupo que consiste de homopolímero de propileno, copolímero de propileno-etileno, copolímero de propilen-buteno-1 y terpolímero de propilen-etilen-buteno-1. Los polímeros APAO de los tipos aquí descritos anteriormente están comercialmente disponibles de Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, bajo la designación de marca comercial Eastoflex o de Huntsman Corporation, Houston, TX, bajo la designación de marca comercial Rextac o de Degussa Corporation, Passipanny, NJ, bajo la designación de marca comercial Vestoplast. Como se anotó, 0% a 60% en peso de APAO puede mezclarse en la composición adhesiva, de preferencia 15% a 40% en peso y más preferiblemente 20% a 40% en peso. Las resinas que imparten pegajosidad o agentes que imparten pegajosidad que se utilizan en los adhesivos de fusión en caliente de la presente invención son aquellos que extienden propiedades adhesivas y mejoran la adhesión específica. Como se emplea aquí, el término "resina que imparte pegajosidad" incluye: (a) resinas de hidrocarburos de petróleo alifáticos y cicloal'rfáticos que tienen puntos de ablandamiento de anillo y bola desde 10°C a 160°C, como se determina por el método E28-58T ASTM, éstas ultimas resinas resultan de la polimerización de monomeros que consisten primordialmente de olefinas y diolefinas alifáticas y/o cicloalifáticas; también se incluyen las resinas de hidrocarburo de petróleo alifáticas y cicloalifáticas hidrogenadas; ejemplos de estas resinas comercialmente disponibles basadas en una fracción de C5 olefina de este tipo son las resinas que imparten pegajosidad Piccotac 95 que se venden por Eastman Chemical Company, y Escoreze 131 OLC vendido por ExxonMobil Chemical Company; (b) Resinas de hidrocarburos de petróleo aromáticos y sus derivados hidrogenados; (c) Resinas de hidrocarburos derivados de petróleo alifáticos/aromático y sus derivados hidrogenado o funcionarizados ácidos; (d) Resinas hidroalifáticas modificadas aromáticas y sus derivados hidrogenados; (e) Resinas politerpeno que tienen un punto de ablandamiento desde aproximadamente 10°C a aproximadamente 140°C, éstas últimas resinas de politerpeno en general resultan de la polimerización de hidrocarburos terpeno tales como el mono-terpeno conocido como pineno, en la presencia de catalizadores Friedel-Crafts a temperaturas moderadamente bajas, también se incluyen las resinas politerpeno hidrogenadas; (f) Copolímeros y terpolímeros de terpenos naturales, por ejemplo estireno/terpeno, alfa-metilo estireno/terpeno y vinil tolueno/terpeno; (g) Resina de trementina natural y modificada tal como por ejemplo, resina de trementina de goma, resina de trementina de madera resina de trementina de talol, resina de trementina destilada, resina de trementina hidrogenada, resina de trementina dimerizada y resina de trementina polimerizada; (h) glicerol y pentaeritritol ésteres de resina de trementina natural y modificada, como por ejemplo el glicerol éster de resina de trementina de madera pálida, el glicerol éster de resina de trementina hidrogenada, el glicerol éster de resina de trementina polimerizada, el pentaeritritol éster de resina de trementina de madera clara o pálida, el pentaeritritol éster de resina de trementina de hidrogenada, el pentaeritritol éster de resina de trementina de talol, y pentaeritritol éster de modificado fenólico de resina de trementina; (i) resinas ter eno modificadas fenólicas tales como por ejemplo el producto de resina que resulta de la condensación en un medio acídico de un terpeno y un fenol; Mezclas de dos o más de las resinas que imparten pegajosidad anteriormente descritas pueden requerirse para algunas formulaciones. Aunque el intervalo de 20% a 65% en peso de resinas que imparten pegajosidad puede utilizarse, la cantidad preferida de aproximadamente 25% a aproximadamente 60% en peso, y el intervalo de cantidades más preferidas es de 30% a 60% en peso. Resinas que imparten pegajosidad que son útiles para la presente invención probablemente pueden incluir resinas que imparten pegajosidad polares, sin embargo la selección de resinas que imparten pegajosidad polares disponibles es limitada en vista del hecho de que muchas de las resinas polares aparecen solo parcialmente compatibles con copolímeros mRCP de polipropileno catalizado con metaloceno y polímeros APAO. Como se anotó previamente, las resinas que imparten pegajosidad que son útiles dentro del alcance de la presente invención comprenden aproximadamente 20% a 65% en peso. De preferencia, las resinas que imparten pegajosidad pueden seleccionarse de cualquiera de los tipos no polares que están comercialmente disponibles. Resinas preferidas son resinas de hidrocarburo de petróleo cicloalifáticas de las cuales son ejemplos con base en C5 definas tales como Piccotac 9095 (anteriormente Hercotac 1148) disponibles de Eastman Chemical Company, Kingsport, TN. Más se prefieren productos no polares que son DCPD hidrogenados con base en sus derivados modificados aromáticamente, con puntos de ablandamiento sobre 70°C. Ejemplos de estas resinas son Escoreze 5400 y Escoreze 5600 que se venden por Exxon obil Chemical company. Un plastificante puede estar presente en la composición de la presente invención en cantidades de aproximadamente 0% a aproximadamente 40% en peso, de preferencia de aproximadamente 5% a aproximadamente 30%, y en particular de aproximadamente 10% a aproximadamente 25% en peso, a fin de proporcionar control de viscosidad deseado e impartir flexibilidad. Un plastificante conveniente puede seleccionarse del grupo que incluye aceites plastificantes usuales, tales como aceite mineral, pero también oligómeros de resina y polímeros de bajo peso molecular, así como aceites vegetales de animales y derivados de estos aceites. Los aceites derivados de petróleo que pueden emplearse son materiales de punto de ebullición relativamente alto, que solo contienen una menor proporción de hidrocarburos aromáticos. En este aspecto, los hidrocarburos aromáticos de preferencia deberán ser menores a 30% y en particular inferiores a 15% del aceite, como se mide por la fracción de átomos de carbono aromáticos. Más preferiblemente, el aceite puede ser esencialmente no aromático. Los oligómeros pueden ser polipropilenos, polibutenos, poliisoprenos hidrogenados, polibutadienos hidrogenados, o semejantes que tienen un peso molecular promedio entre aproximadamente 350 y aproximadamente 10,000. Aceites vegetales y animales convenientes incluyen gliceroi ésteres de los ácidos grasos usuales y sus productos de polimerización. Otros plastificantes útiles pueden encontrarse en las familias de dibenzoato, fosfato, ftalato ésteres, así como ésteres de mono-o poliglicoles convencionales. Ejemplos de estos plastificantes incluyen pero no están limitados a dipropilen glicol dibenzoato, pentaeritritol tetrabenzoato, 2-etilhexil difenil fosfato, polietilen glicol 400-di-2-etilhexoato; butil bencil ftalato, dibutil ftalato y dioctilftalato. Los plastificantes que encuentran utilidad en la presente invención puede ser cualquier cantidad de diferentes plastificantes, pero los inventores han descubierto que aceite mineral y polibutenos líquidos que tienen un peso molecular promedio inferior a 5,000, son particularmente ventajosos. Como se apreciará, los plastificantes típicamente se han empleado para reducir la viscosidad de la composición adhesiva total sin disminuir substancialmente la resistencia adhesiva y/o la temperatura de servicio del adhesivo así como para extender el tiempo abierto y mejorar la flexibilidad del adhesivo. Pueden utilizarse ceras para reducir la viscosidad de fusión de la composición adhesiva de fusión en caliente. Aunque cantidades que varían de aproximadamente 0% a 40% en peso pueden emplearse en la composición de la presente invención, las cantidades preferidas están entre 0% a 30% en peso y más preferiblemente entre 0% a 20% en peso. Estas ceras también pueden afectar el tiempo de fraguado y el punto de ablandamiento del adhesivo. Entre las ceras útiles están: 1. Polietileno de bajo peso molecular, es decir peso molecular promedio numérico (Mn) igual a 500-6000, que tenga una dureza como se determina por el método de la ASTM D-1321 , desde aproximadamente 0.1 a 120, que tiene un punto de ablandamiento de ASTM desde aproximadamente 65°C a 140°C; 2. Ceras de petróleo tales como cera de parafina que tiene un punto de fusión desde aproximadamente 50°C a 80°C y cera microcristalina que tiene un punto de fusión desde aproximadamente 55°C a 100°C, estos últimos puntos de fusión se determinan por el método ASTM D127-60; 3. Ceras sintéticas elaboradas al polimerizar monóxido de carbono e hidrógeno tal como cera Fischer-Tropsch; y 4. Ceras de poliolefinas. Como se emplea aquí, el término "cera de poliolefina" se refiere a aquellas entidades poliméricas o de cadena larga constituidas por unidades de monómero olefínico. Este tipo de materiales está comercialmente disponible de Eastman Chemical Co. Bajo la designación de marca "Epolene". Los materiales que se prefieren para utilizar en la composición de la presente invención tienen un punto de ablandamiento de anillo y bola desde aproximadamente 100°C a 170°C. Como deberá entenderse, cada uno de estos diluyentes de cera es sólido a temperatura ambiente. Otras substancias que incluyen grasas y aceites de animales, pescado y vegetales hidrogenados tales como sebo hidrogenado, manteca, aceite de soya, aceite de semilla de algodón, aceite de ricino, aceite de sábalo, aceite de hígado de bacalao y semejantes, que son sólidos a la temperatura ambiente en virtud de ser hidrogenados, también se encontró que son útiles con respecto a funcionar como un equivalente a diluyente de cera. Estos materiales hidrogenados a menudo se refieren en la industria de adhesivos como "ceras animales o vegetales". La presente invención puede incluir un estabilizante en una cantidad de aproximadamente 0% a aproximadamente 3% en peso. De preferencia de aproximadamente 0.1% a 1% de un estabilizante se incorpora en la composición. Los estabilizantes que son útiles en las composiciones de adhesivos de fusión en caliente de la presente invención se incorporan para ayudar a proteger los polímeros anteriormente anotados y de esta manera el sistema de adhesivo total, de los efectos de degradación térmica y oxidativa que normalmente ocurren durante la fabricación y aplicación del adhesivo así como en la exposición ordinaria del producto final al medio ambiente. Entre los estabilizantes aplicables están fenoles impedidos y fenoles multifuncionales de alto peso molecular tales como fenoles que contienen azufre y fósforo. Fenoles impedidos son bien conocidos por aquellos con destreza en la especialidad y pueden caracterizarse con compuestos fenólicos que también contienen radicales luminosos estéricamente en proximidad inmediata con su grupo hidroxilo fenólico. En particular, grupos butilo terciarios en general se sustituyen sobre el anillo benceno en al menos una de las posiciones orto respecto a grupos hidroxilo fenólicos. La presencia de estos radicales substituidos estéricamente voluminosos en la proximidad del grupo hidroxilo, sirve para retardar su frecuencia de estiramiento y de manera correspondiente su reactividad; este impedimento estérico de esta manera proporciona al compuesto fenólico con sus propiedades estabilizantes. Fenoles impedidos representativos incluyen: 1.3.5- trimetil-2,4,6-tris(3-5-di-ter-butil-4-hidroxibencil) benzeno; pentaeritritol tetraquis-3(3,5-di-ter-butil-4-hidroxifenil) propionato; n-octadecil-3(3,5-di-ter-butil-4-hidroxifenil) propionato; 4,4'-metilenbis (4-metil-6-ter-butilfenol); 2,6-di-ter-butilfenol; 6-(4-hidroxifenoxi)-2,4-bis(n-octiltio)-1 ,3,5-triaz¡na; 2.3.6- tris (4-hidroxi-3,5-di-ter-butil-fenoxi)-1 ,3,5-triazina; di-n-octadecil-3,5-di-ter-butil-4-hidroxibencil fosfonato; 2-(n-octiltio)et¡l-3,5-di-ter-but¡l-4-hidroxibenzoato; y sorbitol hexa-3(3,5-di-ter-butil-4-h¡drox¡-fenil) propionato. En especial, se prefiere un estabilizante pentaeritritol tetraquis-3(3,5-di-ter-butil-4-h¡droxifenol) propionato. El desempeño de estos estabilizantes además puede mejorarse al utilizar, en conjunto con estos; (1 ) sinergistas tales como por ejemplo, tiodipropionato ásteres y fosfitos; y (2) agentes quelantes y desactivadores de metal tales como por ejemplo ácido etilendiamintetraacético, y sus sales y disalicilalpropilendiimina. Habrá de entenderse que otros aditivos opcionales pueden incorporarse en la composición adhesiva de la presente invención a fin de modificar propiedades físicas particulares. Estos pueden incluir por ejemplo materiales tales como colorantes inertes (por ejemplo dióxido de titanio), agentes fluorescentes, 0% a 60% en peso de rellenos o cargas, surfactantes, otros tipos de polímeros, etc. Rellenos o cargas típicos incluyen talco, carbonato de calcio, arcilla, sílice, mica, wolastonita, feldespato, silicato de aluminio, alúmina, alumina hidratada, micro esferas de vidrio, micro esferas cerámicas, micro esferas termoplásticas, barita y aserrín. Surfactantes son particularmente importantes en adhesivos para utilizar en artículos no tejidos desechables higiénicos debido a que pueden reducir dramáticamente la tensión superficial, por ejemplo del adhesivo aplicado al núcleo del pañal, de esta manera permitiendo un más rápido transporte y subsecuente absorción de orina por el núcleo. Un surfactante puede estar presente en la composición de la presente invención, en cantidades de aproximadamente 0.1 % a aproximadamente 30%, en peso y de preferencia de aproximadamente 1 % a aproximadamente 10%, a fin de hacer al adhesivo más hidrofiüto. El surfactante de preferencia tiene un número de balance hidrófilo-lipófilo (HLB = hydrophile-lipophile balance) inferior a 15. El HLB de un surfactante es una expresión de su balance hidrófilo-lipófilo, es decir el balance del tamaño y resistencia de los grupos hidrofílicos (polares o afines al agua) y los grupos lipofílicos (afines al aceite o no polares) del surfactante. Todos los surfactantes consisten de una molécula que combina tanto grupos hidrofílicos como lipofílicos. El surfactante debe ser razonablemente compatible con las otras materias primas utilizadas en el adhesivo de fusión en caliente, de manera tal que no afecta adversamente el desempeño del adhesivo. Por otra parte el surfactante debe "desplazarse" a la superficie de adhesivo para hacer al adhesivo más hidrofílico. De esta manera, un balance delicado de compatibilidad debe mantenerse. El surfactante tampoco deberá contener agua u otros solventes que lo hagan procesable en el equipo de mezclado de fusión en caliente y no tóxico para el usuario final. El surfactante también deberá ser suficientemente estable y no volátil para permitir procesamiento en equipo de fabricación y aplicación de fusión en caliente sin efecto en el adhesivo. Como se emplea aquí, el término "surfactante" o "agente tenso activo" se refiere a cualquier compuesto que reduzca la tensión superficial cuando se disuelve en agua o soluciones de agua, o que reduzca la tensión interfacial entre dos líquidos o entre un líquido y un sólido. Ejemplos de surfactantes convenientes incluyen pero no están limitados a los siguientes: (1 ) ésteres de ácido graso tales como glicerol ésteres, ésteres PEG, y ésteres de sorbitan, incluyendo etilen glicol distearato, etilen glicol monostrearato, glicerol mono y/o dioleato, dioleate PEG, monolaurato PEG, sorbitan monolaurato, sorbitan trioleato, etc. Estos surfactantes están disponibles de ICI, Thone-Poulenc, y otras fuentes.
(2) Etoxilatos no iónicos tales como alquilfenol etoxilatos, alcoholetoxilatos, alquilamina etoxilatos, etc., incluyendo octilfenol etoxilato, nonilfenol etoxilato, alquilamina etoxilatos, etc. Estos surfactantes están disponibles de Rhone-Poulenc, Union Carbide, y otras fuentes. (3) Surfactantes no iónicos tales como 2,4,7,9- tetrametil-5-decin-4,7-diol están disponibles de Air Products. (4) Copolímeros de etilen óxido/Propilen óxido que están disponibles de Union Carbide, BASF, etc. Habrá de notarse que estos y otros surfactantes pueden emplearse de ser necesario para producir la mejor mezcla de propiedades de desempeño hidrofílicas. Atmer 688, una mezcla surfactante no iónica y Alkamuls G S/C un glicerol monostearaío, ambos fabricados por ICI Americas, Inc. se ha encontrado que son surfactantes preferidos para utilizar en la composición adhesiva presente. La composición de adhesivo de fusión en caliente de la presente invención puede formularse utilizando cualquiera de las técnicas de mezclado conocidas en la especialidad. Un ejemplo representativo de procedimiento de mezclado de la técnica previa involucra colocar todos los componentes, excepto el polímero RCP; en una marmita de mezclado enchaquetada que se equipa con un rotor, y posteriormente elevar la temperatura de la mezcla a un intervalo de 160°C a 200°C para fundir los contenidos. Habrá de entenderse que la temperatura precisa para utilizar en esta etapa dependerá de los puntos de fusión de los ingredientes particulares. El copolímero RCP y/u otros polímeros (por ejemplo APAO) subsecuentemente se introducen a la marmita bajo agitación y se deja que el mezclado continúe hasta que se forma una mezcla consistente y uniforme. El contenido de la marmita se protege con gas inerte tal como dióxido de carbono o nitrógeno durante todo el proceso de mezclado. Los adhesivos de fusión en caliente resultantes no pueden aplicarse a los substratos utilizando una variedad de técnicas de aplicación. Ejemplos incluyen pistola de pegamento de fusión en caliente, revestimiento con matriz-ranura de fusión en caliente, revestimiento de rueda de fusión en caliente, revestimiento con rodillo de fusión en caliente, revestimiento de soplado con fusión, rocío en espiral y semejantes. En una modalidad preferida, el adhesivo de fusión en caliente se rocía sobre un substrato utilizando un rocío en espiral, que es una técnica preferida para producir un patrón en espiral filamentario para conexión y construcción elástica en fabricación de pañales. En un ejemplo, un aplicador de revestimiento de fusión en caliente se equipa con una matriz de revestimiento tipo disco que tiene una punta de boquilla al centro. La punta se circunda con una serie de orificios inclinados para que pase un chorro de aire caliente. El adhesivo de fusión en caliente se bombea fuera de la boquilla en la forma de un filamento fino. El filamento luego se gira por chorros de aire caliente de alta velocidad que salen en los orificios, de esta manera produciendo un patrón helicoidal a partir de una sola hebra de adhesivo. No es intención de esta invención el proporcionar una descripción completa de técnicas de rocío y los detalles pueden encontrarse en la literatura. La composición de adhesivo de la presente invención puede utilizarse en una cantidad de aplicaciones tales como por ejemplo en artículos higiénicos no tejidos desechables, conversión de papel, empacado flexible, trabajo de madera, sellado de cajas y recipientes, etiquetado de otras aplicaciones de ensamblado. Aplicaciones particularmente preferidas incluyen construcción de toallas sanitarias femeninas y panales desechables, conexión de elástico para calzón de adulto incontinente y pañal, estabilización de núcleo de toalla sanitaria y pañal, laminación de hoja de respaldo de pañal, conversión de material de filtro industrial, ensamblado de vendajes y prendas quirúrgicos, etc. PRUEBAS Y MATERIALES Se probó viscosidad Brookfield de acuerdo con el método ASTM D-3236 a 162.8°C (325°F.) Punto de ablandamiento de anillo y bola se determina con una unidad automatizada Herzog de acuerdo con el método ASTM E-28. La resistencia al desprendimiento se midió en geometría de 180 grados con un probador de tracción (Instron Modelo 55R1122) en el ambiente de atmósfera controlada (20°C y 50% de humedad relativa). Antes de la prueba, se acondicionaron los especímenes en el ambiente controlado por aproximadamente 12 horas para asegurar la capacidad de reproducción y precisión de los datos. La prueba se efectuó a una velocidad de cruceta de 30.48 cm (12")/mín. El valor de desprendimiento promedio de seis duplicados, normalizado a g/2.54 cm (in) de unidad, se reporta como la resistencia a desprendimiento. La prueba de resistencia a plastodeformación progresiva se llevó a cabo con los especímenes laminados de los ejemplos previamente descritos. El espécimen, cortado a aproximadamente 350 mm de longitud, se estiró completamente y sus extremos se conectaron seguramente a una pieza de cartón corrugado rígido. Una longitud de 300 mm se marcó y las hebras elásticas se cortaron en las marcas. El espécimen luego se colocó en un horno con circulación de aire a 37.8°C (100°F). Bajo estas condiciones, las hebras elásticas estiradas pueden retroceder una cierta distancia. La distancia entre los extremos se mide después de cuatro horas. La relación de longitud final a la longitud inicial, definida como retención de plastodeformación progresiva y expresada en porcentajes (%), es su medida en la capacidad del adhesivo para mantener las hebras elásticas. La capacidad de rocío se mide empíricamente en un aplicador de fusión en caliente Meltex CT225 (Nordson). Las condiciones de revestimiento varían dependiendo de la muestra adhesiva. EOD01-06 es un mRCP tipo copolímero de propileno-etileno preparado al utilizar un sistema catalizador de metaloceno de un solo sitio tal como el descrito en la Patente de los E.U.A. No 5,476,914. El copolímero contiene aproximadamente 6% en peso de etiieno y está comercialmente disponible de AtoFina Petrochemicals, Inc., Houston, TX. Tiene una densidad de 0.89 g/cc y un punto de fusión de DSC 111.4°C, y tiene un gasto de flujo de fusión de aproximadamente 8 g/10 min como se determina al utilizar el método ASTM D-1238. EOD00-14 es un mRCP tipo copolímero de propilen-etileno preparado al utilizar un sistema catalizador de metaloceno de un solo sitio tal como aquel descrito en la Patente de los E.U.A. No 5,476,914. El copolímero contiene aproximadamente 2% en peso de etiieno y está comercialmente disponible de AtoFina Petrochemicals, Inc., Houston, TX. Tiene una densidad de 0. 90 g/cc de DSC y un punto de fusión DSC de aproximadamente 39.7°C, y tiene un gasto de flujo de aproximadamente 14 g/10 min., como se determina al utilizar el método ASTM D-1238. EOD02-07, que se obtiene de AtoFina Petrochemicals, es un mRPC de copolímero de propilen-etileno que tiene aproximadamente 6% en peso de etiieno. Tiene un punto de fusión de aproximadamente 112°C, una densidad de 0.89 g/cc y un gasto de flujo de fusión de aproximadamente 50 g/10min.
E0002-08, que se obtiene de AtoFina Petrochemicals, es un mRPC de copolímero de propilen-etileno que tiene aproximadamente 6% en peso de etileno. Tiene un punto de fusión de aproximadamente 112°C, una densidad de 0.89 g/cc y un gasto de flujo de fusión de aproximadamente 100 g/10min. Rextac RT2330, disponible de Huntsman Corporation, es un APAO tipo copolímero de propilen-etileno atáctico que tiene una viscosidad Brookfiled viscosity de aproximadamente 3,000 cP a 190°C, Una Tg de aproximadamente -29°C y un punto de ablandamiento de aproximadamente 141°C. Eastoflex P1010, que se obtiene de Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, es un APAO tipo homopropileno atáctico que tienen una viscosidad Brookfield de aproximadamente 1 ,000 cP a 190°C, una Tg de aproximadamente - 0°C y un punto de ablandamiento de aproximadamente 150°C. Estoflex D-178, que también se obtiene de Eastman Chemical Company, es un APAO tipo copolímero de propilen-etileno atáctico que tiene una viscosidad Brookfield de aproximadamente 3,000cP a 190°C, una Tg de aproximadamente -27°C y un punto de ablandamiento de aproximadamente 130°C. Eastoflex E-1200, que también se obtiene de Eastman Chemical Company, es un APAO tipo copolímero de propilen-etileno atáctico que tiene una viscosidad Brookfield de aproximadamente 12,000 cP a 190°C, una Tg de aproximadamente -28°C y un punto de ablandamiento de aproximadamente 135°C. Escorez 5380, disponible de ExxonMobile Chemical Company, Houston, TX, es un agente que imparte pegajosidad a base de hidrocarburo alifático hidrogenado, de color muy ligero, que tiene un punto de ablandamiento R y B y un punto de ablandamiento de aproximadamente 80°C.
Hercotac 1148 es una resina hidrocarburo C5 alifático que tiene un punto de ablandamiento de anillo y bola de aproximadamente 100°C. Está disponible de Eastman Chemical Company. Nyplast 222B es un plastificante de aceite mineral adquirido de Nynas Canadá, Inc., ississauga, Ontario, Canadá. Wingtack 10 es una resina C5 hidrocarburo alifática líquido que tiene una viscosidad Brookfieid de aproximadamente 20,000-40,000 cP a 25°C y un punto de ablandamiento de anillo y bola de 10°C. Está disponible de Goodyear Chemicals, Akron, OH. Marcus 300, disponible de Marcus Oil & Chemicals, Inc., es una cera de polietilen sintético que tiene un punto de fusión de aproximadamente (115°C (240°F). Irganox1010 es un antioxidante del tipo fenol impedido que se obtiene de Ciba-Specialty Chemicals, Tarryton, NY. Uvitex OB, que también se obtiene de Ciba Specialty Chemicals, es un agente fluorescente. Lycra 740 es una hebra elástica que tiene un peso base de 740 denier. Está disponible de DuPont. Control A es un adhesivo de fusión en caliente basado en copolímero de bloque de estireno-isopreno-estireno (SIS = styrene-isoprene-styrene) que tiene una viscosidad Brookfieid de 5600 cP a 176.67°C (350°F) y un punto que ablandamiento de anillo y bola de aproximadamente 104.44°C (220°F). Está disponible de Bostik Findley, Inc., Wauwatosa, Wl. SMS es una tela no tejida con composición de materiales no tejidos hechos de filamentos colocados aleatoriamente, unidos por calor y presión o punzonado de agujas-soplados con fusión- y unidos por calor y presión o punzonado de agujas que se obtiene de Kimberly-Clark Corporation, Neenah, Wl. La invención además se ilustra a manera de ejemplos que se establecen a continuación. EJEMPLOS 1-4 Ejemplos de adhesivo de fusión en caliente de 1-4 mostrados en la Tabla 2 se prepararon con los ingredientes y procedimientos del mezclado descritos con anterioridad. Un total de 2000 gramos cada uno se elaboraron y el mezclado se llevó a cabo a 176.67°C (350°F) - 190.56°C (375°F) bajo atmósfera de dióxido de carbono en un mezclador del tipo laboratorio que consiste de un propulsor impulsado con motor, una manta de calentamiento, una unidad de control de temperatura y un recipiente con tamaño aproximado de 3.79 litros (1 gal). Se agregaron al recipiente las cantidades apropiadas de cada componente, calculadas de acuerdo con las proporciones mostradas en la tabla, excepto por el copolímero mRCP. La temperatura del recipiente luego se elevó para fundir los contenidos. Después de que los ingredientes en el recipiente se fundieron completamente, se hizo funcionar el motor para iniciar la agitación, subsecuentemente, se introdujo el componente copolímero mRCP, y mezcló completamente ahí. Los ejemplos de adhesivo 1-4 son especialmente útiles como adhesivo de conexión elástica para aplicaciones de conexión elástica. Las pruebas de viscosidad Brookfield, punto de ablandamiento de anillo y bola y retención de plastodeformación progresiva se llevaron a cabo en los Ejemplos 1-4 de acuerdo con los procedimientos aquí descritos con anterioridad. La pegajosidad a temperatura ambiente fue juzgada por la adherencia del adhesivo a los dedos de los humanos. Especímenes para la prueba de retención de plastodeformación progresiva se formaron al utilizar la técnica de Rocío en espiral en el aplicador de fusión en caliente Meltex CT225 adaptado con una boquilla de rocío en espiral de .457 mm (.018"). Para preparar el espécimen, tres hebras elásticas (Lycra 740), que se estiraron a elongación de 300%, ya fueron laminadas entre una capa de película de polietileno con espesor de .0254 mm (1.0 mil) y una capa de tela no tejida de fibras unidas por calor y presión de polipropileno, o entre dos telas no tejidas de SMS idénticas. La capacidad de aplicación por rocío se evaluó durante el proceso de revestimiento al observar la forma del patrón en espiral. La capacidad de aplicación por rocío se considera aceptable si se observó a un buen patrón espiral como el ilustrado en la Figura 1b; de otra forma, se consideró inaceptable (Figura 1a). Adhesivos se aplicaron en espiral a un peso de revestimiento de 0.25 segundo de tiempo abierto y 1 bar de compresión en los rollos de punto de sujeción y la temperatura se ajustó a 162.78°C (325°F). Los adhesivos de los Ejemplos 1-4 se encontró que casi no tienen pegajosidad a temperatura ambiente, baja viscosidad fusión, con la capacidad de aplicación con rocío y buenas propiedades de retención de plastodeformación progresiva. TABLA 2 EJEMPLOS 1-4 (CONEXIÓN ELÁSTICA)
EJEMPLOS 5-7 Los ejemplos 5-7 se formularon al utilizar el mismo procedimiento que se describió anteriormente con los ingredientes suscitados en la Tabla 3. Estas formulaciones son particularmente adecuados como adhesivos de laminación para una variedad de aplicaciones de empacado flexible y como adhesivos de construcción para aplicaciones no tejidas desechables. Cuando se utilizan como tales, la resistencia desprendimiento es la medida más importante del desempeño adhesivo. La resistencia desprendimiento de los Ejemplos 5-7 se emitió y los resultados también se reportaron en la Tabla 3. Los especímenes para la medición de resistencia desprendimiento se preparan al laminar la misma película de polietileno y le tela no tejida de fibras unidas por calor y presión de polipropileno como en los Ejemplos 1-4 con técnica de revestimiento con rocío en espiral en aplícador de fusión en caliente CT225 equipado con tres boquillas de fibrización controlada ITW. El adhesivo se aplicó la cantidad de 4 g/m2 a temperatura de aplicación de 148.89°C (300°F) y tiempo abierto de 0.5 segundos. Se encontró que los adhesivos de los Ejemplos 5-7 casi no tienen o tienen muy baja pegajosidad a temperatura ambiente, baja viscosidad de fusión, buena capacidad de aplicación con rocío y buena unión de película/no tejido. TABLA 3 EJEMPLOS 5-7 (CONSTRUCCIÓN)
EJ 5 (% en peso) EJ 6 (% en peso) EJ 7 (% en peso)
EOD01-06 10.0 EOD02-08 15.0 10.0
Eastoflex E-1200 6.0 20.0
Eastoflex D178 9.0 30.0 10.0
Hercotac 1148 44.5 34.5 39.5
Nyplast 222B 30.0 20.0 20.0
Irganox 1010 0.5 0.5 0.5 EJ 5 (% en peso) EJ 6 (% en peso) EJ 7 (% en peso)
Viscosidad (cP), 3750 3490 3180 162.8°C/325°F Punto de 103.3/218 112.8/235 1 3.9/237 ablandamiento (°C/°F) Revestimiento T (°C/°F) 148.9/300 148.9/300 148.9/300
1Resistencia a 432 371 373 desprendimiento (g)
EJEMPLOS 8-9 Los adhesivos de fusión en caliente de ios ejemplos 8-9 se prepararon al utilizar el mismo procedimiento que se describió anteriormente con los ingredientes citados en la Tabla 4. En los ejemplos 8 y 9 el adhesivo contiene una cera (Marcus 300) sustituida por el ingrediente APAO en las fonnulaciones previas aquí ilustradas. De esta manera, los adhesivos de los Ejemplos 8 y 9 no contienen APAO. Se elaboró cada uno con un total de 250 gramos y el mezclado se realizó a 176.67°C (350°F) bajo atmósfera de C02. Son particularmente útiles para aplicaciones de sellado en recipientes y cajas de cartón. Para ilustrar el uso en esta aplicación, se hace referencia a las Figuras 2 y 3 presentes en donde perlas adhesivas sencillas con diámetro aproximado de 2 mm, ilustradas como 21a y 21b en la Figura 2, se aplican a mano a través de la .superficie superior de las aletas superiores 22a y 22b de una caja corrugada 20 como se ilustra en la figura, inmediatamente después de la aplicación de adhesivo, las aletas superiors 22a y 22b de la caja 20 se doblaron un ir pusieron en contacto con las aletas de fondo 23a y 23b para sellar la caja 20. Las aletas 22a, 22b, 23a y 23b luego se mantuvieron unidas por medio de presión durante aproximadamente 2 minutos para sellar la caja 20 como se ilustra en la Fig. 3. El adhesivo produjo una unión de rasgado de fibras en aproximadamente 20 minutos después de la aplicación de adhesivo. TABLA 4 EJEMPLOS 8-9
EJEMPLOS 10-11 Los Ejemplos 10-11 se formularon utilizando el mismo procedimiento descrito con anterioridad con los ingredientes citados en la Tabla 5. estas formulaciones son particularmente adecuadas como adhesivos resistentes a loción para aplicaciones no tejidas desechables. Los fabricantes de toallas de cuidado femenino, pañales y otros artículos absorbentes pueden de tiempo en tiempo aplicar un revestimiento de emoliente en la superficie que hace contacto con la piel de la hoja superior de pañales desechables o un revestimiento emoliente en la superficie que hace contacto con la piel de la hoja superior de una toalla para cuidado femenino. Este emoliente se pretende que ayude a evitar irritaciones en la piel que puedan surgir durante el uso de estos artículos. Se prefiere particularmente vaselina debido a su costo relativamente bajo y excelentes propiedades. Aceite mineral y otros ungüentos o lociones basadas en aceite también a menudo se frotan en la piel de los menores por la persona a cargo de la atención para tratar y/o evitar irritaciones en la piel. Se considera que los emolientes perturban la unión de adhesivos por dos mecanismos. Primero, migran a la interfase del sustrato adhesivo y de esta manera rompen la unión. En segundo lugar, el emoliente se absorbe en y plasttfica el adhesivo lo que reduce la resistencia cohesiva del adhesivo. De esta manera, las composiciones adhesivas de fusión en caliente previos, ante exposición, experimentan falla de unión adhesiva. Como resultado, las bandas elásticas para piernas de un pañal desechable de hecho pueden desprenderse del pañal resultando en falla completa y descomposición del puño o bocamanga interior para pierna. También, adhesivos de construcción pueden fallar resultando en deslaminación indeseable del artículo absorbente. Por lo tanto, un adhesivo que es capaz de soportar exposición a emoliente mientras que todavía proporcionar suficiente resistencia de unión sería altamente conveniente. A fin de determinar la efectividad contra emolientes, la prueba de resistencia a plastodeformación progresiva se realizó utilizando los adhesivos formulados de acuerdo con la Tabla 5. Los adhesivos se revistieron en un sustrato SMS, a 15 g/m2 de pesos de revestimiento al utilizar el método de revestimiento con rocío en espiral previamente descrito. Tres hebras de elásticos Lycra, estiradas a 300% se laminaron entre los dos sustratos idénticos de SMS. Inmediatamente después de combinar los sustratos no tejidos y las hebras de Lycra para formar un laminado, sin embargo, se aplicó emoliente en línea a un peso de revestimiento de 5 g/m2 y posteriormente se provoca la laminación para desempeño de plastodeformación progresiva elástica. Los resultados se reportan en la siguiente Tabla 5. TABLA 5 EJEMPLOS 9-10 (FORMULACIÓN RESISTENTE A LOCIÓN)
progres va Como se ve, los adhesivos se desempeñaron excepcionalmente bien como un adhesivo de conexión elástica, mientras que también proporcionan muy buen desempeño de plastodeformacion progresiva después de exposición a emoliente. En comparación, el adhesivo de fusión en caliente basado en copolímero de bloque estirénico comercial designado en la Tabla 5 como Control A se deslamina bajo las mismas condiciones.