TW201412918A - 熱熔黏著劑 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種熱熔黏著劑，其於低溫環境具有優異之高速塗布性能與螺旋塗布性能，對聚烯烴薄膜與不織布亦有優異之黏著力；以及提供使用該熱熔黏著劑所製備而成之丟棄式產品。本發明揭示一種熱熔黏著劑，其含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物。該熱熔黏著劑於低溫環境具有優異之高速塗布性能與螺旋塗布性能，對聚烯烴薄膜與不織布亦有優異之黏著力。

Description

熱熔黏著劑
本申請案以2012年8月28日於日本提交之日本專利申請號No.2012-187361為基礎，根據巴黎公約第4條申請要求優先權；其所有內容於此以引用方式併入本文。
本發明係關於一種熱熔黏著劑；更具體而言，係關於一種用在如尿布與衛生棉等典型丟棄式產品領域之熱熔黏著劑。
含有主要成分為一種熱塑性嵌段共聚物之合成橡膠型熱熔黏著劑，已被廣泛地做為熱熔黏著劑使用，其係應用在如尿布與衛生棉等丟棄式產品，且係應用在其底材料上，例如，不織布、紙巾(tissue)、聚乙烯薄膜等。
專利文獻1揭示，可在丟棄式產品中使用含有主要成分為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之合成橡膠型熱熔黏著劑(見專利文獻1之[請求項8])。在生產丟棄式產品之情況下，如薄膜或不織布等底材料上，塗有熱熔黏著劑。為了提升丟棄式產品之生產效率，有時可加快塗布速度，即有時可以高速進行塗布。尤其是在進行螺旋塗布之情況下，必須提高熱熔黏著劑之排出量，以便進行高速塗布。因此，有必要將熱空氣之吹送壓力設定在較高值。然而，於高熱空氣壓力下噴布專利文件1所述之合成橡膠 型熱熔黏著劑時，熱熔黏著劑有時會被分散。
提高丟棄式產品生產效率之方法，包括在高速施用如乙烯-丙烯共聚物之典型烯烴系熱熔黏著劑。
專利文獻2揭示丙烯聚合物可做為熱熔黏著劑之原始材料使用(見專利文獻2之[請求項1]與[技術領域])。專利文獻2所述之聚烯烴系熱熔黏著劑，在將不織布與不織布黏合時，會產生高黏著強度。然而，該黏著強度對丟棄式產品而言並不足夠，因該黏著劑對聚乙烯薄膜沒有足夠之黏著強度。
如尿布與生理用衛生棉等丟棄式產品通常具有如下結構：以紙巾包覆由紙漿、吸收性聚合物等所構成之吸收材料，而紙巾外部覆蓋有一層不織布、聚乙烯薄膜等。因此，用於丟棄式產品之熱熔黏著劑必須對不織布與聚乙烯薄膜具有極強之黏合強度。
專利文獻3揭示一種含有氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SEPS)與聚烯烴之熱熔黏著劑(見專利文獻3之[請求項1])。專利文獻3所述之熱熔黏著劑對不織布具有良好之黏著力，但對聚乙烯薄膜之黏著力不佳，因硬式設計原則上不含油性成分，所以難以用在丟棄式產品。此外，由於專利文獻3所述之黏著劑含有一不定形聚烯烴，包括一高分子量成分，該黏著劑無法在螺旋塗布時獲得足夠寬度，且具有高黏性。因此，專利文獻3所述之黏著劑不適合於低溫中對聚乙烯薄膜進行螺旋塗布。為因應複雜之塗層圖樣，必須提高塗布溫度，藉以降低黏度。然而，塗布溫度升高時，做為底材料之薄膜可能會熔化，而已塗布之熱熔黏著劑可能因冷卻而收縮，導致在薄膜上形成皺折。
專利文獻4揭示一種藉由將乙烯/α-烯烴互聚物(interpolymer)與一嵌段共聚物混合所得之熱熔黏著劑(見專利文獻4之[請求項1])。專利文獻4之實例14揭示一種用於丟棄式產品之熱熔黏著劑，其係藉由將乙烯/α-烯烴互聚物與一氫化苯乙烯嵌段共聚物混合所得。由於該熱熔黏著劑係藉由將氫化苯乙烯嵌段共聚物混合所得，因此得以改良對聚乙烯薄膜之黏著性。然而，由於乙烯/α-烯烴互聚物之低內聚力會導致不織布之間的黏著力較低，因此該熱熔黏著劑不見得對丟棄式產品具有足夠之黏著力。
專利文獻1：JP 2004-137297 A
專利文獻2：WO 2001-096490 A
專利文獻3：JP 2009-242533 A
專利文獻4：JP 2002-519474 A
本發明之目的為提供一種熱熔黏著劑，其於低溫中具有極佳之高速塗布與螺旋塗布性能，對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布亦具有極佳黏著力；以及提供使用該熱熔黏著劑所製成之丟棄式產品。
本案發明人進行深入研究後發現，將具有窄分子量分佈與低熔點之丙烯同元聚合物，及含有熱塑性嵌段共聚物之乙烯/α-烯烴共聚物混合，可獲得一聚烯烴系熱熔黏著劑，該黏著劑可用在螺旋塗布，尤其是可用在高速螺旋塗布，其對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布亦具有極 佳之黏著力，及具有適用於衛生用品生產線之長開放時間(open time)。
發明人亦發現這種烯烴系熱熔黏著劑適用於丟棄式產品，因而得以完成本發明。
即，本發明之一方面提供一種熱熔黏著劑含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物。
做為一實施例，本發明提供該熱熔黏著劑，其中，該熱塑性嵌段共聚物(A)含有至少一選自下列之共聚物：(A1)一氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)；及(A2)一氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SEPS)。
做為一較佳實施例，本發明提供該熱熔黏著劑，其中，乙烯/α-烯烴共聚物(C)含有至少一選自乙烯/丙烯共聚物與乙烯/1-辛烯共聚物之共聚物。
做為一較佳實施例，本發明提供該熱熔黏著劑，其另含有：至少一選自(D)增黏劑樹脂與(E)可塑劑，其中，可塑劑(E)含有至少一選自(E1)環烷烴油與(E2)石蠟油之油類。
做為一最佳實施例，本發明提供該熱熔黏著劑，其含有1.0至9.0重量份之熱塑性嵌段共聚物(A)，與1.0至8.0重量份之乙烯/α-烯烴共聚物(C)，以整體黏著劑總重量之100重量份計。
另一方面，本發明提供藉由使用上述熱熔黏著劑所製成之丟棄式產品。
由於根據本發明所述之熱熔黏著劑含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物；該熱熔黏著劑在低溫中具有優異之高速塗布與螺旋塗布性能，對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布亦具有優異之黏著力。由於上述熱熔黏著劑具有低固化速率，在需要較長開放時間之衛生用品生產線使用輥隙壓榨(nip press)進行膠合時，黏著劑得以充分地滲透到底材料中，因此該黏著劑具有足夠之黏著力。
於根據本發明所述之熱熔黏著劑中，當熱塑性嵌段共聚物(A)含有至少一下列共聚物時：(A1)一氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)；與(A2)一氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SEPS)，其與成分(B)之互容性可獲得改善；由於互容性獲得改善，對不織布與聚烯烴薄膜之黏著強度亦獲得提升。
由於乙烯/α-烯烴共聚物(C)含有至少一選自乙烯/丙烯共聚物與乙烯/1-辛烯共聚物之共聚物，根據本發明所述之熱熔黏著劑在需要較長開放時間之生產線上，具有低固化速率，且具有足夠之黏著力。
當根據本發明所述之熱熔黏著劑額外含有至少一選自(D)增黏劑樹脂與(E)可塑劑之物質時，可塑劑(E)含有至少一選自(E1)環烷烴油與(E2)石蠟油之油類，其對聚烯烴薄膜與不織布之黏著力得以獲得進一步改善，而黏度得以進一 步降低；因此，該熱熔黏著劑在低溫塗布中(特別是螺旋塗布)表現更為優異，且更適合用在丟棄式產品。
當根據本發明所述之熱熔黏著劑含有1.0至9.0重量份之熱塑性嵌段共聚物(A)與1.0至8.0重量份之乙烯/α-烯烴共聚物(C)時，以整體黏著劑總重量之100重量份計，該熱熔黏著劑在低溫環境中具有優異之高速塗布與螺旋塗布性能，對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布亦具有優異之黏著力。此外，由於其固化速率低，該熱熔黏著劑亦適用在需較長開放時間之丟棄式產品生產線，該黏著劑亦適合做為丟棄式產品之熱熔黏著劑使用。
由於根據本發明所述之丟棄式產品係使用上述熱熔黏著劑製備而成，使用高速塗布生產線可有效率地生產丟棄式產品，且可於約140℃之低溫進行塗布，使安全性更高。不織布與聚烯烴薄膜之相關丟棄式產品具有極佳黏著力，因此較不易出現剝離現象。
本發明之實施例
根據本發明所述之熱熔黏著劑含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物，其係使用茂金屬催化劑將乙烯與α-烯烴共聚合所得。
於本發明中，「(A)熱塑性嵌段共聚物((A)thermoplastic block copolymer)」係指，通過將一乙烯系芳香族烴與一共軛二烯化合物嵌段共聚合所得之嵌段共聚物，該嵌段共聚物含有一衍生(衍生或修飾)自嵌段共聚物之共聚物；其中，該嵌段共聚物為至少一選自未氫化嵌段共聚物與氫化嵌 段共聚物之嵌段共聚物；其中，該未氫化嵌段共聚物含有一乙烯系芳香族烴嵌段與一共軛二烯化合物嵌段；而該氫化嵌段共聚物係通過將未氫化嵌段共聚物進行氫化所得(因此，該嵌段共聚物包括未氫化嵌段共聚物與氫化嵌段共聚物之組合)。只要可獲得根據本發明所述之標的熱熔黏著劑，其無特殊限制。
如本文所用，「乙烯系芳香族烴(vinyl-based aromatic hydrocarbon)」指含有乙烯基之芳香族烴化合物，其具體實例包括苯乙烯、o-甲苯乙烯、p-甲苯乙烯、p-叔丁基苯乙烯、1,3-二甲苯乙烯、α-甲苯乙烯、乙烯萘、乙烯蒽等。苯乙烯尤為首選。上述乙烯系芳香族烴可單獨使用或合併使用。
「共軛二烯化合物(conjugated diene compound)」指具有至少一對共軛雙鍵之二烯烴化合物。「共軛二烯化合物(conjugated diene compound)」之具體實例包括1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(或異戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、與1,3-己二烯。於上述共軛二烯化合物之中，1,3-丁二烯與2-甲基-1,3-丁二烯特別理想。上述共軛二烯化合物可單獨使用或合併使用。
根據本發明所述之熱塑性嵌段共聚物(A)可為一未氫化嵌段共聚物，或其氫化嵌段共聚物，或兩者之組合。
「未氫化熱塑性嵌段共聚物(unhydrogenated thermoplastic block copolymer)」之具體實例包括嵌段共聚物，其中嵌段係以未氫化共軛二烯化合物為基礎。「氫化嵌段共聚物(hydrogenated block copolymer)」之具體實例包括嵌段共聚物，其中以共軛二烯化合物為基礎之嵌段係完全地或部分地氫化。
「熱塑性嵌段共聚物(A)(thermoplastic block copolymer(A))」之氫化比例可以「氫化率(hydrogenation ratio)」表示。「熱塑性嵌段共聚物(A)(thermoplastic block copolymer(A))」之「氫化率(hydrogenation ratio)」，係指雙鍵轉換為飽和碳氫鍵之比例，其係通過包含在基於共軛二烯化合物之嵌段中的所有脂族雙鍵進行氫化。「氫化率(hydrogenation ratio)」可使用紅外光譜儀、核磁共振譜儀等儀器測量。
「氫化嵌段共聚物(hydrogenated block copolymer)」之氫化比例，可採用與「氫化率(hydrogenation ratio)」相同之方式表示。
「未氫化熱塑性嵌段共聚物(unhydrogenated thermoplastic block copolymer)」之具體實例包括苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(亦稱為“SIS”)與苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(亦稱為“SBS”)。「氫化熱塑性嵌段共聚物(hydrogenated thermoplastic block copolymer)」之具體實例包括氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(亦稱為“SEPS”)與氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(亦稱為“SEBS”)。
未氫化嵌段共聚物與氫化嵌段共聚物皆可單獨使用或合併使用。
上述熱塑性嵌段共聚物(A)亦可單獨使用或合併使用。
可使用市售產品做為熱塑性嵌段共聚物(A)。
實例包括旭化成化學公司(Asahi Kasei Chemicals Corporation)製造之Asaprene T439(商品名稱)、Asaprene T436(商品名稱)、Asaprene T438(商品名稱)、Asaprene N505(商品名稱)、TAFTEC H1121(商品名稱)、TAFTEC H1062(商品名稱)、TAFTEC H1052X(商品名稱)、與TUFPREN T125(商品名稱)； JSR集團(JSR Corporation)製造之TR2003(商品名稱)、TR2500(商品名稱)、與TR2600(商品名稱)；費爾斯公司(Firestone)製造之Stereon 857(商品名稱)與Stereon 841A(商品名稱)；科騰聚合物公司(Kraton Polymers)製造之Kraton D1118(商品名稱)、Kraton G1654(商品名稱)、與Kraton G1726(商品名稱)；埃尼集團(Enichem)製造之Sol T166(商品名稱)；棣南公司(Zeon Corporation)製造之Quintac 3433N(商品名稱)與Quintac 3421(商品名稱)；及可樂麗股份有限公司(Kuraray Co.,Ltd.)製造之SEPTON 2002與SEPTON 2063(商品名稱)。
上述市售熱塑性嵌段共聚物(A)分別可單獨使用或合併使用。
熱塑性嵌段共聚物(A)之苯乙烯含量以20%以重量計或更低較理想，以10至15%以重量計更理想。苯乙烯含量係指存在於(A)中的苯乙烯嵌段比例。當苯乙烯含量為20%以重量計或更低時，成分(A)與成分(B)及成分(C)之相容性得到改善；因此所獲得之熱熔黏著劑對不織布與聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)之黏著力得以大幅提升。
於本發明中，丙烯同元聚合物(B)係指丙烯之同元聚合物，其係使用一茂金屬催化劑做為聚合催化劑所製備而成。丙烯同元聚合物(B)之熔點為100℃或更低，以60℃至90℃較理想，以65℃至85℃更理想。熔點係指使用示差掃描熱析法(DSC)測量所得之值。具體而言，在一鋁製容器中稱出10毫克之樣本後，使用日本精工電子奈米科技公司(SII NanoTechnology Inc,)製造之DSC6220(商品名稱)，以5℃/分鐘之升溫速度進行測量，熔解波峰之溫度即為熔點。
使用茂金屬催化劑聚合丙烯時，可合成具有(i)結晶性，與(ii)極窄分子量分佈之丙烯同元聚合物。
(i)係指可選擇性地控制完整之整規性(isotacticity)與間規性(syndiotacticity)。因此，所得到之聚合物，其中甲基之排列、比例等具一致性，不致造成結晶度偏差，亦不易形成會使黏著力降低之低結晶位置。
關於(ii)，以聚合度分佈性(Mw/Mn)表示分子量分布時，丙烯同元聚合物(B)之聚合度分佈性為1至3。聚合度分佈性為1至3之丙烯同元聚合物具有極佳之螺旋可塗布性。分子量分布為一種表示合成聚合物之分子量分布情形之概念，重量平均分子量(Mw)對數量平均分子量(Mn)之比例(Mw/Mn)可做為一個指標。於本發明中，分子量分布情形係以透膠層析術(GPC)測量。
丙烯同元聚合物(B)之實例包括：(B1)重量平均分子量為60,000或更低之丙烯同元聚合物；及(B2)重量平均分子量高於60,000之丙烯同元聚合物。
丙烯同元聚合物(B1)之重量平均分子量為60,000或更低，以30,000至60,000較為理想，以35,000至55,000更為理想。
丙烯同元聚合物(B2)之重量平均分子量係高於60,000，以高於60,000與90,000或更低較為理想，以高於60,000與80,000或更低更為理想。
重量平均分子量(Mw)係指使用透膠層析術(GPC)進行測量，隨之進行換算所得之值。具體而言，可藉由使用下列裝置與測量方法 進行測量，隨後進行換算，而獲得重量平均分子量。使用沃特斯公司(Wators Corporation)製造之折射率偵測器(RI)。使用東曹公司(TOSOH CORPORATION)製造之TSKGEL GMHHR-H(S)HT做為透膠層析管柱。將樣本以1,2,4-三氯苯溶解，隨後使其以1.0毫升/分鐘之流動速率流動，再於145℃之測量溫度中進行測量，以獲得分子量量測值。目標重量平均分子量係藉由使用以聚丙烯為基礎之校準曲線，換算分子量量測值所得。
由於數量平均分子量(Mn)亦是以相同方法判定，分子量分布情形亦是以透膠層析術進行計算。
市售丙烯同元聚合物(B1)之實例包括出光興產股份有限公司(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.)製造之L-MODU S400S(商品名稱)，市售丙烯同元聚合物(B2)之實例包括出光興產股份有限公司製造之L-MODU S600S(商品名稱)。
於本發明中，乙烯/α-烯烴共聚物(C)為乙烯與α-烯烴之共聚物，較偏好使用茂金屬催化劑進行聚合。
根據本發明所述之熱熔黏著劑含有乙烯/α-烯烴共聚物(C)，其螺旋可塗布性於低溫環境中獲得改善，且對聚乙烯薄膜或不織布亦具有極佳黏著力。以茂金屬催化劑進行聚合所得之乙烯/α-烯烴共聚物(C)，與(B)之情況相似，具有極窄之聚合度分佈(Mw/Mn)。以茂金屬催化劑進行聚合所得之乙烯/α-烯烴共聚物(C)，其聚合度分布性以1至4較理想，以1至3更理想，以1.5至3特別理想。
乙烯/α-烯烴共聚物(C)之實例包括乙烯/丙烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、與乙烯/丙烯/1-丁烯共聚物，乙烯/丙烯共 聚物與乙烯/1-辛烯共聚物尤為首選。
當根據本發明所述之熱熔黏著劑含有至少一選自乙烯/丙烯共聚物與乙烯/1-辛烯共聚物之共聚物時，其於低溫環境之螺旋可塗布性可獲得改善。
於230℃之環境中，乙烯/α-烯烴共聚物以具有200公克/10分鐘或更低之熔化指數較理想，以10至50公克/10分鐘更理想，以20至30公克/10分鐘最理想。當熔化指數在上述範圍內時，熱熔性粘合劑的剝離強度得到改善。
如本文所用，熔化指數係指表示樹脂流動性之指數，其表示方式為在每10分鐘以內，藉由將容器中一給定量之樹脂以加熱器於一預定溫度(例如230℃)中加熱，及在一預定負載(例如2.16公斤)下加壓後，從開口(噴嘴)擠出，並施用在一圓筒形容器底部之合成樹脂量。使用單位：公克/10分鐘。熔化指數係採用ASTM D1238所定義之測量程序進行測量。
含有乙烯/1-辛烯共聚物之熱熔黏著劑可改善丟棄式產品之外觀，因即便以熱熔黏著劑對黏著物，例如聚乙烯薄膜或不織布，進行螺旋塗布，其塗層圖樣並不明顯。
根據本發明所述之熱熔黏著劑以另包含(D)增黏劑樹脂較為理想。
增黏劑樹脂(D)之實例包括天然松香、改性松香、氫化松香、天然松香之甘油酯、改性松香之甘油酯、天然松香之季戊四醇酯、改性松香之季戊四醇酯、氫化松香之季戊四醇酯、天然萜烯之共聚物、天然萜烯之三元共聚合物、氫化萜烯共聚物之氫化衍生物、聚萜烯樹脂、苯酚系改性萜烯樹脂之氫化衍生物、脂族石油羥樹脂、脂族石油羥樹脂之氫化衍生物、芳香族石 油羥樹脂、芳香族石油羥樹脂之氫化衍生物、環脂族石油羥樹脂、與環脂族石油羥樹脂之氫化衍生物。上述增黏劑樹脂可單獨使用或合併使用。
亦可使用液體型增黏劑樹脂做為增黏劑樹脂，只要其為無色至淡黃色系、基本上沒有氣味，且具有良好之熱穩定性。全面考量上述特徵後，增黏劑樹脂以樹脂之氫化衍生物較為理想，以氫化倍環戊二烯系樹脂尤為首選。
可使用市售產品做為增黏劑樹脂(D)。此類市售產品之實例包括荒川化學工業有限公司(Arakawa Chemical Industries,Ltd.)製造之Alcon P100(商品名稱)與Alcon M100(商品名稱)；安原化學股份有限公司(YASUHARA CHEMICAL CO.,LTD.)製造之Clearon M105(商品名稱)；艾克森公司(Exxon Corporation)製造之ECR5400(商品名稱)與ECR179EX(商品名稱)；及棣南公司製造之Quinton DX395(商品名稱)與Quinton DX390N(商品名稱)。上述市售增黏劑樹脂可單獨使用或合併使用。
根據本發明所述之熱熔黏著劑可另含有：(E)可塑劑。添加可塑劑(E)之目的為降低熱溶黏著劑之熔化黏度、賦予該熱熔黏著劑可撓性、及改善熱熔黏著劑對黏著物之可濕性。只要可塑劑相容於嵌段共聚物，且可獲得與根據本發明所述之標的熱熔黏著劑，其無特殊限制。可塑劑(E)之實例包括石蠟油、環烷烴油、與芳香油。以無色無味之油類，如環烷烴油與石蠟油尤為首選。
可使用市售產品做為可塑劑(E)。實例包括極東油化學股份有限公司(Kukdong Oil & Chemical Co.,Ltd.)製造之White Oil Broom 350(商品名稱)；出光興產股份有限公司製造之Diana Fresia S32(商品名稱)、Diana Process Oil PW-90(商品名稱)、DN oil KP-68(商品名稱)、與Process Oil NS100(商品名稱)；中國石油天然氣公司(PetroChina Company)製造之KN4010(商品名稱)；BP化學有限公司(BP Chemicals Ltd.)製造之Enerper M1930(商品名稱)；康普頓公司(Crompton Corporation)製造之Kaydol(商品名稱)；與埃索集團(Esso Corp.)製造之Primol 352(商品名稱)。上述可塑劑(E)可單獨使用或合併使用。
根據本發明所述之熱熔黏著劑可含有：(F)蠟。如本文所使用，「蠟(wax)」係指重量平均分子量小於10,000之有機物質，其於常溫為固體狀，加熱後成液體狀，及通常被認為是「蠟(wax)」。只要可獲得根據本發明所述之標的熱熔黏著劑，及所使用之蠟具有蠟一般之特性，其無特殊限制。
蠟(F)以含有下列物質較理想：(F1)以羧酸或羧酸酐進行改性之烯烴蠟。
於本發明中，「(F1)以羧酸或羧酸酐進行改性之烯烴蠟((F1)olefin wax modified with carboxylic acid or carboxylic anhydride)」，係指以羧酸或羧酸酐進行化學或物理處理之烯烴蠟，只要可獲得根據本發明所述之熱熔黏著劑，其無特殊限制。化學或物理處理之實例包括氧化、聚合、混合、合成等。
蠟(F1)之實例包括對羧酸或羧酸酐與烯烴蠟進行接枝聚合所得之蠟；及通過羧酸或羧酸酐聚合反應所合成的烯烴蠟共聚合反應所得之蠟。
因此，蠟可係應用各種反應，將羧酸或羧酸酐導入「烯烴蠟 (olefin wax)」，以進行改性之烯烴蠟。
用於對烯烴蠟進行改性之「羧酸(carboxylic acid)」及/或「羧酸酐(carboxylic anhydride)」無特殊限制，只要可獲得根據本發明所述之標的熱熔黏著劑。
羧酸或羧酸酐之具體實例包括馬來酸(maleic acid)、馬來酸酐(maleic anhydride)、丁烯二酸(fumaric acid)、丁烯二酸酐(fumaric anhydride)、亞甲基丁二酸(itaconic acid)、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)等。上述羧酸及/或羧酸酐可單獨使用或合併使用。以馬來酸與馬來酸酐較為理想，以馬來酸酐尤為首選。
於根據本發明所述之熱熔黏著劑中，熱塑性嵌段共聚物(A)之混合含量以1至9重量份較理想，以2至6重量份更理想，以成分(A)至(C)及選擇性地成分(D)至(F)之總重量之100重量份計。當熱塑性嵌段共聚物(A)之混合含量為1至9重量份時，在低溫環境中該熱熔黏著劑於高速塗布及螺旋塗布，對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布之黏著力，與開放時間之平衡狀態共為優異。
丙烯同元聚合物(B)之混合量以20至40重量份較為理想，以25至40重量份更為理想，以25至35重量份又更理想，以成分(A)至(C)及選擇性地可含有成分(D)至(F)總重量之100重量份計。丙烯同元聚合物(B)之混合量為20至40重量份時，熱熔黏著劑於低溫環境中具有更優異之螺旋可塗布性，同時可維持對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布的黏著力。
乙烯/α-烯烴共聚物(C)之混合含量以1至8重量份較為理想，以1.5至5重量份更為理想，以成分(A)至(C)及選擇性地可含有成分(D)至(F)總重量之100重量份計。乙烯/α-烯烴共聚物(C)之混合含量為1.5至5重量份 時，熱熔黏著劑對聚烯烴薄膜或不織布具有優異之黏著力，同時可維持優異之螺旋可塗布性與高速可塗布性。
必要時，根據本發明所述之熱熔黏著劑可另含各種添加物。各種添加物之實例包括穩定劑與細顆粒填料。
將「穩定劑(stabilizing agent)」混合，以防止熱熔黏著劑因高溫而出現分子量降低、膠凝、染色、氣味等現象，進而改善熱熔黏著劑之穩定性；只要可獲得根據本發明所述之標的熱熔黏著劑，其無特殊限制。「穩定劑(stabilizing agent)」之實例包括抗氧化劑與紫外線吸收劑。
「紫外線吸收劑(ultraviolet absorber)」係用於改善熱熔黏著劑之耐光性。「抗氧化劑(antioxidant)」係用於防止熱熔黏著劑產生氧化降解。只要是丟棄式產品中常用之抗氧化劑與紫外線吸收劑，及只要可獲得下列標的丟棄式產品，其無特殊限制。
抗氧化劑之實例包括苯酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、與磷系抗氧化劑。紫外線吸收劑之實例包括苯並三唑系紫外線吸收劑與二苯甲酮系紫外線吸收劑。亦可添加內酯系穩定劑。上述添加劑可單獨使用或合併使用。
可使用市售產品做為穩定劑。實例包括住友化學股份有限公司(Sumitomo Chemical Co.Ltd.)製造之SUMILIZER GM(商品名稱)、SUMILIZER TPD(商品名稱)、與SUMILIZER TPS(商品名稱)；汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals Inc.)製造之IRGANOX 1010(商品名稱)、IRGANOX HP2225FF(商品名稱)、IRGAFOS 168(商品名稱)、與IRGANOX 1520(商品名稱)；及昭榮商會(Johoku Chemical Co.)製造之JF77(商品名 稱)。上述穩定劑可單獨使用或合併使用。
用於根據本發明所述之丟棄式產品之熱熔黏著劑，可另含有細顆粒填料。該細顆粒填料可係常用之細顆粒填料；其無特殊限制，只要可獲得根據本發明所述之熱熔黏著劑。「細顆粒填料(fine particle filler)」之實例包括雲母、碳酸鈣、高嶺土、滑石、二氧化鈦、矽藻土、尿素系樹脂、苯乙烯珠、煅燒黏土、澱粉等。上述粒子以球狀較為理想，其大小(於球狀之情況下，為直徑)無特殊限制。
用於根據本發明所述之丟棄式產品之熱熔黏著劑，可藉由混合成分(A)至(C)所製備而成，選擇性地混合成分(D)至(F)；並要時，將各種添加物混合，並將混合物加熱熔化，隨後進行攪拌。
熱塑性嵌段共聚物(A)之混合量以1.0至9.0重量份較為理想，乙烯/α-烯烴共聚物(C)之混合量以1.0至8.0重量份較為理想，以1.5至5.0重量份特別理想，以熱熔黏著劑總重量之100重量份計。當熱塑性嵌段共聚物(A)與乙烯/α-烯烴共聚物(C)之混合比例在上述範圍內時，根據本發明所述之熱熔黏著劑，於低溫環境具有優異之高速塗布性與螺旋塗布性，對聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)與不織布亦具有優異之黏著力。因其低固化速率，熱熔黏著劑亦適用於需要較長開放時間之丟棄式產品生產線，使得熱熔黏著劑適合用於丟棄式產品。
根據本發明所述之熱熔黏著劑，可具體地藉由將上述成分放在一配有攪拌器之熔融混合容器，隨後將其加熱混合所製備而成。
根據本發明所述熱熔黏著劑，其熔化黏度在140℃時以8,000毫巴．秒或更低較為理想，以2,000至7,000毫巴．秒更為理想，以2,000至6,000 毫巴．秒特別理想。「熔化黏度(melt viscosity)」為已熔化熱熔黏著劑之黏度，其係使用Brookfield RVT型黏度計(心軸No.27)進行測量。
藉由將熔化黏度控制在上述範圍內，熱熔黏著劑適用於低溫塗布。此外，熱熔黏著劑係均勻地塗布在不織布上，且其易於滲透，因此該黏著劑更是用於丟棄式產品。
如上所述，根據本發明所述之熱熔黏著劑亦可應用在紙品加工、書籍裝訂、丟棄式產品等；且由於熱熔黏著劑對不織布與聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)有優異之黏著力，其適用於製造丟棄式產品。
丟棄式產品可係藉由將至少一種選自由織布、不織布、橡膠、樹脂、紙類、與聚烯烴薄膜所組成之群組之材料，以根據本發明所述之熱熔黏著劑進行塗布所組成。基於持久性、成本等相似原因之考量，聚烯烴薄膜以指聚乙烯薄膜較理想。
丟棄式產品之類別無特殊限制，只要是所謂之衛生用品。其具體實例包括紙尿布、生理用衛生棉、寵物用尿片(pet sheet)、醫院專用長袍、白色外科手術衣等。
在丟棄式產品之生產線上，丟棄式產品之各種構件(例如紙巾、棉花、不織布、聚烯烴薄膜等)，通常被以熱熔黏著劑塗布。在塗布之情況下，可使用各種射出器釋出熱熔黏著劑。
熱熔黏著劑之塗布方法無特殊限制，只要可獲得標的丟棄式產品。可將塗布方法粗歸類為接觸式塗布法(contact coating method)及非接觸式塗布法(non-contact coating method)。「接觸式塗布(contact coating)」係指以熱熔黏著劑進行塗布之情況下，一種令射出器與薄片或薄膜接觸之塗 布方法；而「非接觸式塗布(non-contact coating)」係指以熱熔黏較進行塗布之情況下，一種令射出器不與薄片或薄膜接觸之塗布方法。接觸式塗布法之實例包括狹縫式塗佈法(slot coater coating method)、輥式塗布法(roll coater coating method)等；非接觸式塗布法之實例包括可以螺旋形式進行塗布之螺旋塗布法(spiral coating)，可以波狀形式進行塗布之omega塗布法(omega coating)或控制接縫塗布法(control seam coating)，可以平面形式進行塗布之狹縫噴霧塗布法(slot spray)或淋幕噴霧塗布法(curtain spray)，及可以點狀形式進行塗布之點式塗布法(dot coating)。
根據本發明所述之熱熔黏著劑適用於螺旋塗布。螺旋塗布法為一種間歇性或連續性施用黏著劑之方法，其中，黏著劑係在未與塗布物接觸之情況下，使用空氣噴布方式進行螺旋式塗布。
可寬面積(寬幅)地以噴霧塗布方式施用熱熔黏著劑，在生產丟棄式產品上極為有利。可寬面積地施用之熱熔黏著劑，可藉由調整熱空氣壓力降低塗布寬度。
若熱熔黏著劑不易寬幅地使用，則須要有許多噴嘴，以獲得足夠的接合面積；因此其不適用於製造較小型之丟棄式產品，如集尿襯墊(urine collection liner)與具有複雜形狀之丟棄式產品。
因此，由於螺旋塗布法可寬幅應用，根據本發明所述之熱熔黏著劑適用於丟棄式產品。
由於根據本發明所述之熱熔黏著劑在在製造丟棄式產品上極為有用，因其於140℃時具有優異之可塗布性。在高溫環境以熱熔黏著劑進行塗布之情況下，由於做為丟棄式產品底材料之聚烯烴薄膜(較偏好聚乙 烯薄膜)會熔化並出現熱收縮，丟棄式產品之外觀會明顯受到破壞。使用約140℃之熱熔黏著劑之情況下，做為丟棄式產品底材料之聚烯烴薄膜(較偏好聚乙烯薄膜)鮮少出現變化，因此產品之外觀不會被破壞。
根據本發明所述之熱熔黏著劑亦適用於在短時間內製造丟棄式產品，因其具有優異之高速可塗布性。高速輸送塗有熱熔黏著劑之底材料時，底材料於接觸式塗布中可能出現因摩擦造成之破損。根據本發明所述之熱熔黏著劑，適合用於非接觸式塗布法之螺旋塗布，因此適用於高速塗布，也因此可提高丟棄式產品之生產效率。此外，適用於高速塗布之根據本發明所述之熱熔黏著劑，幾乎不會擾亂塗層圖樣。
根據本發明所述之熱熔黏著劑具有良好之熱穩定性，於100至200℃之高溫槽會均勻熔化，且不會造成相分離。熱穩定性不佳之熱熔黏著劑在高溫槽中，容易造成成分間的相分離。相分離會造成過濾槽與輸送管道阻塞。
本發明之主要實施例如下所示。
1. 一種熱熔黏著劑，其含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物。
2. 根據上列第1項所述之熱熔黏著劑，其中，該熱塑性嵌段共聚物(A)含有至少一選自下列之共聚物：(A1)一氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)；與(A2)一氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SEPS)。
3. 根據上列第1或2項所述之熱熔黏著劑，其中，該乙烯/α-烯烴共聚物(C)含有至少一選自乙烯/丙烯共聚物與乙烯/1-辛烯共聚物之共聚物。
4. 根據上列第1至3項任何一項所述之熱熔黏著劑，其另含有：至少一選自(D)增黏劑樹脂與(E)可塑劑；其中，可塑劑(E)含有至少一選自(E1)環烷烴油與(E2)石蠟油之油類。
5. 根據上列第1至4項任何一項所述之熱熔黏著劑，其含有1.0至9.0重量份之熱塑性嵌段共聚物(A)，與1.0至8.0重量份之乙烯/α-烯烴共聚物(C)，以黏著劑整體總重量之100重量份計。
6. 丟棄式產品，其係使用根據上列第1至5項任何一項所述之熱熔黏著劑所製備而成。
實例
為了更詳細且具體地描述本發明，以下採用實例說明本發明。所述實例為例示實例，其不得用於限制本發明。混合熱熔黏著劑之成分如下所示。
(A)熱塑性嵌段共聚物
(A1)SEBS(苯乙烯含量為12%以重量計，旭化成化學公司製造，商品名稱為TAFTEC H1221)。
(A2)SEPS(苯乙烯含量為13%以重量計，可樂麗股份有限公司製造，商品名稱為SEPTON 2603)。
(A3)SBS(苯乙烯含量為40%以重量計，旭化成化學公司社製，商品名稱為Asaprene T439)。
(B)熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑進行聚合所得。
(B1)熔點為75℃之晶形丙烯同元聚合物，其重量平均分子量為45,000，聚合度分佈性為2.0(出光興產股份有限公司製，商品名稱為“L-MODU S400”)。
(B2)熔點為80℃之晶形丙烯同元聚合物，其重量平均分子量為70,000，聚合度分佈性為2.0(出光興產股份有限公司製，商品名稱為商品名稱“L-MODU S600”)。
(B’3)熔點為145℃之晶形丙烯同元聚合物，其聚合度分佈性為1.9(科萊恩股份有限公司(Clariant K.K.)製，商品名稱為Licocene PP6102)。
(C)乙烯/α-烯烴共聚物
(C1)使用茂金屬催化劑進行聚合所得之丙烯/乙烯共聚物(艾克森集團製，商品名稱為Vistamaxx 6202)。
(C2)使用茂金屬催化劑進行聚合所得之乙烯/1-辛烯共聚物(陶氏化學公司(Dow Chemical Company)製，商品名稱為INFUSE 9807)。
(C3)使用茂金屬催化劑進行聚合所得之乙烯/丙烯共聚物(科萊恩股份有限公司製，商品名稱為Licocene PP2602)。
(C4)使用茂金屬催化劑進行聚合所得之乙烯/1-辛烯共聚物(陶氏化學公司製，商品名稱為AFFINITY GA1950)。
(C5)不定形乙烯/丙烯共聚物(亨斯邁集團(Huntsman Corporation)製，商品名稱為Rexentac 2304)。
(D)增黏劑樹脂
(D1)氫化增黏劑樹脂(艾克森集團製，商品名稱為ECR5400)。
(D2)氫化增黏劑樹脂(艾克森集團製，商品名稱為ECR179X)。
(D3)未氫化增黏劑樹脂(棣南公司製，商品名稱為Quintone DX395)。
(D4)氫化增黏劑樹脂(荒川化學工業有限公司製，商品名稱為AlconM100)。
(D5)氫化液態增黏劑樹脂(丸善石油化學公司(Maruzen Petrochemicals Co.,Ltd.)製，商品名稱為Maruca Clear-H)。
(E)可塑劑
(E1)環烷烴油(出光興產股份有限公司製，商品名稱為Process oil NS100)。
(E2)環烷烴油(中國石油天然氣公司製，商品名稱為KN4010)。
(E3)石蠟油(出光興產股份有限公司製，商品名稱為Diana Process Oil PW90)。
(F)蠟
(F1)馬來酸改性蠟(科萊恩股份有限公司製，商品名稱為Licocene PP MA6252)。
(G)添加劑
(G1)抗氧化劑(旭電化集團(ADEKA Corporation)製，商品名稱為Adekastab AO60)。
根據表1與2所示之配方將上述成分混合，隨後以通用攪拌器於150℃熔融混合3小時，以配製實例1至6與對比實例1至9之熱熔黏著劑。對上述各熱熔黏著劑之熔化黏度、剝離強度、固化速率、與可塗布性進行評估。各項評估結果總結如下。
<熔體黏度(毫巴．秒，塗布性)>
將熱熔黏著劑以140℃與160℃熔化；20分鐘後，使用Brookfield黏度計，以 No.27轉軸測量黏度。評估標準如下。
於140℃之熔體黏度
A：2,000毫巴．秒至6,000毫巴．秒
B：1,000毫巴．秒或更高及低於2,000毫巴．秒，或高於6,000毫巴．秒及低於 10,000毫巴．秒
D：低於1,000毫巴．秒或10,000毫巴．秒或更高
於160℃之熔體黏度
A：500毫巴．秒至3,000毫巴．秒
B：高於3,000毫巴．秒及7,000毫巴．秒或更低
D：低於500毫巴．秒或高於7,000毫巴．秒
<剝離強度測試>
(製備樣本)
將熱熔黏著劑塗布在不織布上，塗布量為5g/m2。使用狹縫式塗佈機，於140℃進行塗布。將塗有熱熔黏著劑之不織布，透過熱熔黏著劑，鋪放在另一片不織布上，隨後以0.5kgf/cm之壓力加壓，以獲得一樣本(不織布/不織布)。
此外，將塗有熱熔黏著劑之不織布，透過熱熔黏著劑，鋪放在一聚乙烯(PE)薄膜上，隨後以0.5kgf/cm之壓力加壓，以獲得另一樣本(不織布/聚乙烯薄膜)。
(測試程序)
將不織布/不織布樣本與不織布/聚乙烯薄膜樣本，依與底材料移動方向垂直之方向(CD方向)，裁切成25毫米寬；隨後使用萬能拉力試驗機(JT Toshi Inc. 製)，以T型剝離測試測量剝離強度。於各測試中準備3個樣本，並判定平均剝離強度。在20℃、65%相對溼度、及剝離速度為300毫米/分鐘之條件下，使用萬能張力測試機進行測量。
不織布與聚乙烯薄膜間之剝離強度
A：平均剝離強度高於200(公克/25毫米)。
B：平均剝離強度為150至200(公克/25毫米)。
D：聚乙烯薄膜與不織布間之平均剝離強度低於150(公克/25毫米)。
不織布與不織布間之剝離強度
A：出現材料(底材料)斷裂，或平均剝離強度高於200(公克/25毫米)。
B：平均剝離強度為150至200(公克/25毫米)。
D：平均剝離強度低於150(公克/25毫米)。
「材料斷裂(material fracture)」係指在將剝離樣品之情況下，做為底材料之不織布或聚乙烯薄膜出現斷裂，也可以「MF」表示。
<固化速率>
(生產樣本)
將兩片聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜以根據本發明所述之熱熔黏著劑接合，以製造一疊層薄片(樣本)。熱熔黏著劑之塗布厚度為50微米。
將樣本裁切成25毫米寬之片狀，並提供約3公分大小之把手，以便進行T型剝離測試。將一刻度尺(graded scale)置放在距離末端3公分之位置，隨後將樣本在乾燥器中以100℃加熱10分鐘。
(T型剝離測試)
加熱完成後，取出樣本。將一個把手固定，並在另一把手上旋掛500公克之 荷重，隨後進行T型剝離測試。測量薄膜剝離達到3公分所需之時間。固化速率之評估標準如下。
A：剝離達到3公分所需之時間在3分鐘以內。
D：剝離達到3公分所需之時間超過3分鐘。
<可塗布性>
使用諾森公司(Nordson Corporation)製造之螺旋噴布器，以熱熔黏著劑對一塗布基底材料進行塗布，同時調整空氣壓力，以製造經塗布之塗布基底材料與層壓基底材料之疊片，並評估可塗布性。塗布基底材料與層壓基底材料皆為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。
更具體而言，將溫度(即塗布溫度)設定在熱熔黏著劑之熔化黏度呈5,000毫巴．秒之後，安裝螺旋噴布器(諾森公司製)(在距離聚對苯二甲酸乙二酯薄膜30毫米之高度)，隨後將做為塗布基底材料之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜，於0.5秒之開放時間及15g/m2之塗料重量，以熱熔黏著劑塗布，同時適度地調整空氣壓力；將經塗布之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜放置在一做為層壓基底材料之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上，以製造疊片(聚對苯二甲酸乙二酯薄膜/聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)；最後評估其可塗布性。
螺旋可塗布性之評估方式，係藉由確認進行螺旋塗布時熱熔黏著劑之寬度。高速線性可塗布性之評估方式，係藉由確認進行螺旋塗布時熱熔黏著劑之分散情形。評估標準如下所示。
螺旋可塗布性
螺旋塗布之可塗布性(或螺旋可塗布性)，係以螺旋噴布之空氣壓力與所施用熱熔黏著劑之螺旋寬度間之平衡狀態進行評估。
A：在0.40kgf/cm2或更低之空氣壓力下，螺旋寬度可為15毫米。
B：在高於0.40kgf/cm2與0.45kgf/cm2或更低之空氣壓力下，螺旋寬度可為15毫米。
D：即便控制空氣壓力，螺旋寬度無法達到15毫米。
高速塗布
此外，高速線性可塗布性係以螺旋噴布之空氣壓力，與所施用熱熔黏著劑之分散情況進行評估。
A：熱熔黏著劑於0.55kgf/cm2之空氣壓力下不會造成分散。
B：熱熔黏著劑於0.50kgf/cm2之空氣壓力下不會造成分散。
D：熱熔黏著劑於0.40kgf/cm2或更低之空氣壓力下會造成分散。
如表1所示，由於實例1至6之熱熔黏著劑含有3種成分，(A)一熱塑性嵌段共聚物、(B)一丙烯同元聚合物、與(C)一乙烯/α-烯烴共聚物，其具有優異之黏著力(不織布/不織布，不織布/聚乙烯薄膜)，及優異之可塗布性(螺旋可塗布性，高速可塗布性)。因此，實例1至6之熱熔黏著劑適用於例如尿布與衛生用品等丟棄式產品，其為典型之不織布產品。
如表2所示，對比實例1至9之熱熔黏著劑，其可塗布性與剝離強度皆遜於實例1至6之黏著劑。實例1至6之熱熔黏著劑明顯地比對比實例1至9之熱熔黏著劑更適合用於丟棄式產品。
工業適用性
本發明提供一種熱熔黏著劑。根據本發明所述之熱熔黏著劑適用於丟棄式產品。

Claims (5)

  1. 一種熱熔黏著劑，其含有：(A)一熱塑性嵌段共聚物，其為乙烯系芳香族烴與共軛二烯化合物之共聚物；(B)一熔點為100℃或更低之丙烯同元聚合物，其係使用茂金屬催化劑將丙烯聚合所得；及(C)一乙烯/α-烯烴共聚物。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之熱熔黏著劑，其中，該熱塑性嵌段共聚物(A)含有至少一選自下列之共聚物：(A1)一氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)；及(A2)一氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SEPS)。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之熱熔黏著劑，其中，乙烯/α-烯烴共聚物(C)含有至少一選自乙烯/丙烯共聚物與乙烯/1-辛烯共聚物之共聚物。
  4. 根據申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之熱熔黏著劑，其另含有：至少一選自(D)增黏劑樹脂與(E)可塑劑，其中，可塑劑(E)含有至少一選自(E1)環烷烴油與(E2)石蠟油之油類。
  5. 根據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之熱熔黏著劑所製備而成之丟棄式產品。
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