Термоплавкий клей
Изобретение относится к термоплавкому клею, который используется для изготовления одноразовых изделий, таких как подгузник и средства гигиены, которые представляют собой типичную продукцию из нетканого полотна. Клей содержит (А) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения, (В) гомополимер пропилена, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора, (C) повышающий клейкость полимер и (D) пластификатор. Причем гомополимер пропилена (В) имеет температуру плавления 100°С или ниже и полидисперсность (Mw/Mn) от 1 до 3. Получаемый термоплавкий клей является превосходным для высокоскоростного нанесения покрытия и нанесения покрытия вихревым способом при низкой температуре, а также превосходен по своей адгезии к полиэтилену и к нетканому полотну. Т.е. одноразовые изделия, получаемые с применением термоплавкого клея, можно эффективно производить, используя линию для высокоскоростного способа нанесения покрытия, и нанесение покрытия можно выполнить при низкой температуре примерно 140°С, которое служит причиной большей безопасности. При этом одноразовые изделия превосходны по адгезии к нетканому полотну и к полиолефиновой пленке и с меньшей вероятностью станут отслаиваться. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
Эта заявка устанавливает приоритет согласно Парижской конвенции в пользу Японской патентной заявки №2011-203071, поданной 16 сентября 2011, введенной в данное описание посредством ссылки как на единое целое.
Область техники
Настоящее изобретение относится к термоплавкому клею, и в особенности, к термоплавкому клею, который применяют в области одноразовых изделий, типичным примером которого является подгузник и прокладка.
Предыдущий уровень техники
Синтетический каучукосодержащий термоплавкий клей, содержащий термопластичный блок-сополимер в качестве основного компонента, широко применяли в качестве термоплавкого клея, который используют в одноразовых изделиях, таких как подгузник или прокладка, и его наносят на материал-основу из, например, нетканого полотна, ткани, полиэтиленовой пленки и т.п.
Патентная литература 1 раскрывает, что синтетический каучукосодержащий термоплавкий клей, содержащий блок-сополимер на основе стирол-бутадиен-стирола в качестве основного компонента, можно использовать в одноразовых изделиях (см. п. 8 формулы изобретения Патентной литературы 1). В случае производства одноразовых изделий, пленку или нетканое полотно покрывают термоплавким клеем и иногда используют высокоскоростное нанесение покрытия, для того чтобы повысить эффективность производства одноразовых изделий. В частности, необходимо увеличить подачу термоплавкого клея, так чтобы наносить покрытие с высокой скоростью при выполнении покрытия вихревым способом. Таким образом, необходимо задать высокое давление выдуваемого горячего воздуха. Однако в случае синтетического каучукосодержащего термоплавкого клея Патентной литературы 1, термоплавкий клей может иногда разбрызгиваться при высоком давлении горячего воздуха.
Одно из средств повышения эффективности производства одноразовых изделий включает способ, в котором термоплавкий клей на олефиновой основе, типичным представителем которого является этилен-пропиленовый сополимер, наносят с высокой скоростью.
Патентная литература 2 раскрывает, что в качестве сырья для термоплавкого клея можно использовать пропиленовый полимер (см. п. 1 формулы изобретения и раздел Область техники Патентной литературы 2). Термоплавкий клей на олефиновой основе согласно Патентной литературе 2 проявляет высокую силу адгезии в случае соединения вместе нетканого полотна с нетканым полотном. Однако адгезии недостаточно для одноразовых изделий из-за недостаточной адгезии клея к полиэтиленовой пленке.
Одноразовые изделия, такие как подгузник и гигиеническая прокладка, часто обладают структурой, в которой поглотитель, представляющий собой целлюлозную массу, поглощающий полимер и т.п., обернуты тканью, и внешняя сторона ткани покрыта нетканым полотном, полиэтиленовой пленкой и т.п. Таким образом, требуется, чтобы термоплавкий клей для одноразовых изделий обладал сильной адгезионной прочностью к нетканому полотну и полиэтиленовой пленке.
Патентная литература 3 раскрывает термоплавкий клей, содержащий гидрированный стирол-изопреновый блок-сополимер(SEPS) и полиолефин (см. п. 1 формулы изобретения Патентной литературы 3). Термоплавкий клей согласно Патентной литературе 3 проявляет удовлетворительную адгезию к нетканому полотну, но низкую адгезию к полиэтиленовой пленке из-за жесткого состава, не содержащего жировой компонент в принципе, и, таким образом, его трудно использовать в одноразовых изделиях. Кроме того, поскольку клей согласно Патентной литературе 3 содержит аморфный полиолефин, включающий высокомолекулярный компонент, его нельзя получить достаточной ширины при нанесении покрытия вихревым способом, и он обладает высокой вязкостью. Таким образом, он не подошел для нанесения покрытия вихревым способом на полиэтиленовую пленку при низкой температуре. Для того чтобы справиться со сложным покрытием, наносимым по трафарету, необходимо понизить вязкость путем повышения температуры нанесения покрытия. Однако если температуру нанесения покрытия повышают, пленка может расплавиться и покрывающий ее термоплавкий клей может сморщиться из-за охлаждения, приводя к образованию морщин на пленке.
Патентная литература 1: JP 2004-137297 А
Патентная литература 2: WO 2001-096490 А
Патентная литература 3: JP 2009-242533 А
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые при помощи изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить термоплавкий клей, который является превосходным для высокоскоростного нанесения покрытия и для нанесения покрытия вихревым способом при низкой температуре, а также превосходен по своей адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и к нетканому полотну; и одноразовые изделия, получаемые с использованием термоплавкого клея.
Способ решения проблем
Изобретатели настоящего изобретения интенсивно изучали и обнаружили, что возможно получить термоплавкий клей, который является превосходным для высокоскоростного нанесения покрытия и нанесения покрытия вихревым способом при низкой температуре, а также превосходным по своей адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и к нетканому полотну, если пропиленовый гомополимер с узким молекулярно-массовым распределением и также с низкой температурой плавления смешивают с термопластичным блок-сополимером, и что такой термоплавкий клей пригоден для применения в одноразовых изделиях. Таким образом было осуществлено настоящее изобретение.
То есть настоящее изобретение обеспечивает, в качестве аспекта, термоплавкий клей, содержащий: (А) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения; и (В) пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора.
Настоящее изобретение обеспечивает в качестве варианта осуществления термоплавкий клей, в котором термопластичный блок-сополимер (А) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (А1) гидрированного стирол-бутадиенового блок-сополимера (SEBS); и (А2) гидрированного стирол-изопренового блок-сополимера (SEPS).
Настоящее изобретение обеспечивает, в качестве другого варианта осуществления, термоплавкий клей, в котором пропиленовый гомополимер (В) включает, по меньшей мере, один, выбираемый из: (В1) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой 60000 или меньше; и (В2) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой более чем 60000.
Настоящее изобретение обеспечивает, в качестве предпочтительного варианта осуществления, термоплавкий клей, дополнительно содержащий: (С) полимер, повышающий клейкость; и (D) пластификатор, в котором пластификатор (D) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (D1) нафтенового масла; и (D2) парафинового масла.
Настоящее изобретение обеспечивает, в качестве второго аспекта, одноразовые изделия, получаемые с применением вышеупомянутого термоплавкого клея.
Эффекты от изобретения
Поскольку термоплавкий клей по настоящему изобретению содержит: (А) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения; и (В) пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора, то термоплавкий клей является превосходным для высокоскоростного нанесения покрытия и для нанесения покрытия вихревым способом при низкой температуре, а также по своей адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и по адгезии к нетканому полотну.
В термоплавком клее по настоящему изобретению, если термопластичный блок-сополимер (А) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (А1) гидрированного стирол-бутадиенового блок-сополимера (SEBS); и (А2) гидрированного стирол-изопренового блок-сополимера (SEPS), совместимость с компонентом (В) улучшается, и из-за улучшения совместимости улучшается сила адгезии к нетканому полотну и к полиолефиновой пленке.
В термоплавком клее по настоящему изобретению, если пропиленовый гомополимер (В) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (В1) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой 60000 или меньше; и (В2) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой более чем 60000, то термоплавкий клей более превосходен для вихревого способа нанесения покрытия при низкой температуре и более превосходен по балансу адгезии к полиолефиновой пленке и к нетканому полотну.
Если термоплавкий клей по настоящему изобретению дополнительно включает: (С) полимер, повышающий клейкость; и (D) пластификатор, и пластификатор (D) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (D1) нафтенового масла; и (D2) парафинового масла, адгезия к полиолефиновой пленке и к нетканому полотну дополнительно улучшается, а вязкость дополнительно понижается, и, таким образом, термоплавкий клей более превосходен для нанесения покрытия при низкой температуре (в особенности, вихревым способом нанесения покрытия) и более подходит для применения в одноразовых изделиях.
Поскольку одноразовые изделия по настоящему изобретению представляют собой изделия, получаемые с помощью вышеупомянутого термоплавкого клея, то одноразовые изделия можно эффективно производить, используя линию для высокоскоростного способа нанесения покрытия, и нанесение покрытия можно выполнить при низкой температуре примерно 140°С, которое служит причиной большей безопасности. Одноразовые изделия превосходны по адгезии к нетканому полотну и к полиолефиновой пленке и с меньшей вероятностью вызовут отслоение.
Способ осуществления изобретения
Термоплавкий клей по настоящему изобретению содержит:
(A) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения; и
(B) пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора.
В настоящем изобретении, «(А) термопластичный блок-сополимер» представляет собой сополимер, в котором винилсодержащий ароматический углеводород и сопряженное диеновое соединение подвергают блок-сополимеризации, и обычно содержит блок винилового ароматического углеводорода и блок сопряженного диенового соединения. Не существует особых ограничений до тех пор, пока можно получить целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению.
Используемый здесь «винилсодержащий ароматический углеводород» означает ароматическое углеводородное соединение, содержащее винильную группу, и его специфические примеры включают стирол, о-метилстирол, п-метилстирол, п-трет-бутилстирол, 1,3-диметилстирол, α-метилстирол, винилнафталин, винилантрацен и т.п. Стирол является особенно предпочтительным. Эти винилсодержащие ароматические углеводороды можно использовать по отдельности или в комбинации.
«Сопряженное диеновое соединение» означает диолефиновое соединение, содержащее, по меньшей мере, пару сопряженных двойных связей. Специфические примеры «сопряженного диенового соединения» включают 1,3-бутадиен, 2-метил-1,3-бутадиен (или изопрен), 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен и 1,3-гексадиен. Среди этих сопряженных диеновых соединений 1,3-бутадиен и 2-метил-1,3-бутадиен являются особенно предпочтительными. Эти сопряженные диеновые соединения можно использовать по отдельности или в комбинации.
Термопластичный блок-сополимер (А) по настоящему изобретению может быть либо негидрированным, либо гидрированным термопластичным блок-сополимером.
Специфические примеры «негидрированного термопластичного блок-сополимера (А)» включают блок-сополимеры, в которых блоки на основе сопряженного диенового соединения являются негидрированными. Специфические примеры «гидрированного термопластичного блок-сополимера (А)» включают блок-сополимеры, в которых блоки на основе сопряженного диенового соединения являются полностью или частично гидрированными.
Доля, в которой «гидрированный термопластичный блок-сополимер (А)» гидрирован, может указываться как «степень гидрирования». «Степень гидрирования» «гидрированного термопластичного блок-сополимера (А)» относится к доле двойных связей, превращенных в насыщенные углеводородные связи путем гидрирования всех алифатических двойных связей, включенных в блоки на основе сопряженного диенового соединения. «Степень гидрирования» можно измерить при помощи инфракрасного спектрометра, спектрометра ядерного магнитного резонанса и т.п.
Специфические примеры «негидрированного термопластичного блок-сополимера (А)» включают стирол-изопреновый блок-сополимер (также упоминаемый как «SIS») и стирол-бутадиеновый блок-сополимер (также упоминаемый как «SBS»). Специфические примеры «гидрированного термопластичного блок-сополимера (А)» включают гидрированный стирол-изопреновый блок-сополимер (также упоминаемый как «SEPS») и гидрированный стирол-бутадиеновый блок-сополимер (также упоминаемый как «SEBS»).
Эти термопластичные блок-сополимеры (А) можно использовать по отдельности или в комбинации.
Возможно использовать коммерчески доступные продукты в качестве термопластичного блок-сополимера (А).
Их примеры включают Asaprene Т439 (торговое наименование), Asaprene Т436 (торговое наименование), Asaprene Т438 (торговое наименование), Asaprene N505 (торговое наименование), TAFTEC H1121 (торговое наименование), TAFTEC H1062 (торговое наименование), TAFTEC Н1052Х (торговое наименование) и TUFPREN Т125 (торговое наименование) производства Asahi Kasei Chemicals Corporation;
TR2003 (торговое наименование), TR2500 (торговое наименование) и TR2600 (торговое наименование) производства JSR Corporation;
Stereon 857 (торговое наименование) и Stereon 841А (торговое наименование) производства Firestone;
Kraton D1118 (торговое наименование), Kraton G1654 (торговое наименование) и Kraton G1726 (торговое наименование) производства Kraton Polymers;
Sol Т166 (торговое наименование) производства Enichem;
Quintac 3433N (торговое наименование) и Quintac 3421 (торговое наименование) производства Zeon Corporation; и
SEPTON 2002 и SEPTON 2063 (торговое наименование) производства Kuraray Co., Ltd.
Эти коммерчески доступные продукты термопластичного блок-сополимера (А) можно использовать по отдельности или в комбинации.
Содержание стирола в термопластичном блок-сополимере (А) составляет предпочтительно 20 вес. % или меньше, и особенно предпочтительно от 10 до 15 вес. %. Содержание стирола относится к доле стирольных блоков, включенных в (А). Если содержание стирола составляет 20 вес. % или меньше, совместимость компонента (А) с компонентом (В) улучшается, и, таким образом, сила адгезии к нетканому полотну и полиолефиновой пленке (предпочтительно полиэтиленовой пленке) получаемого термоплавкого клея дополнительно улучшается.
В настоящем изобретении пропиленовый гомополимер (В) относится к гомополимеру пропилена, который получают с применением металлоценового катализатора в качестве катализатора полимеризации. Температура плавления пропиленового гомополимера (В) составляет 100°С или меньше, более предпочтительно от 60 до 90°С, и наиболее предпочтительно от 65 до 85°С.
Температура плавления относится к величине, измеряемой дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК). В частности, после взвешивания 10 мг образца в алюминиевом контейнере проводят измерение при скорости увеличения температуры 5°С/мин, используя DSC6220 (торговое наименование) производства SII NanoTechnology Inc, и температуру на вершине пика плавления относят к температуре плавления.
Если пропилен полимеризуют с использованием металлоценового катализатора, то синтезируется пропиленовый гомополимер, обладающий (i) кристалличностью и (ii) очень узким молекулярно-массовым распределением.
(i) означает, что полную изотактичность и синдиотактичность можно необязательно контролировать. Таким образом, полимер, в котором расположение, доля и проч. метильных групп является равномерным, получают, не вызывая отклонений от кристалличности, и маловероятно, что образуются места с низкой кристалличностью, которые могут вызвать понижение силы адгезии.
В отношении (ii), если молекулярно-массовое распределение пропиленового гомополимера (В) обозначить полидисперсностью (Mw/Mn), то она составляет от 1 до 3. Пропиленовый гомополимер с полидисперсностью от 1 до 3 превосходен для нанесения покрытия вихревым способом. Молекулярно-массовое распределение представляет собой понятие, которое отражает распределение молекулярной массы синтетического полимера, и отношение (Mw/Mn) средневесовой молекулярной массы (Mw) к среднечисловой молекулярной массе (Мп) служит в качестве индикатора. В настоящем изобретении молекулярно-массовое распределение измеряют методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ).
Примеры пропиленового гомополимера (В) включают: (В1) пропиленовый гомополимер со средневесовой молекулярной массой 60000 или меньше; и (В2) пропиленовый гомополимер со средневесовой молекулярной массой больше чем 60000.
Средневесовая молекулярная масса пропиленового гомополимера (В1) составляет предпочтительно 60000 или меньше, особенно предпочтительно от 30000 до 60000, и более предпочтительно от 35000 до 55000.
Средневесовая молекулярная масса пропиленового гомополимера (В2) составляет больше чем 60000, предпочтительно больше чем 60000 и 90000 или меньше, и более предпочтительно больше чем 60000 и 80000 или меньше.
Средневесовая молекулярная масса (Mw) означает величину, измеряемую методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ). В частности, эту величину можно измерить, используя следующую аппаратуру и способ измерения. В качестве детектора используют рефрактометр производства Wators Corporation. В качестве ГПХ колонки используют TSKGEL GMHHR-H (S) НТ производства TOSOH CORPORATION. Образец растворяют в 1,2,4-трихлорбензоле и вводят в проток при скорости протока 1,0 мл/мин и температуре 145°С и затем определяют средневесовую молекулярную массу путем пересчета молекулярной массы, используя калибровочную кривую, полученную на основе полипропилена.
Поскольку среднечисловую молекулярную массу (Мп) также определяют тем же самым способом, то молекулярно-массовое распределение также вычисляют при помощи ГПХ.
Примеры коммерчески доступного продукта пропиленового гомополимера (В1) включают L-MODU X400S (торговое наименование) производства Idemitsu Kosan Co., Ltd., а примеры коммерчески доступного продукта пропиленового гомополимера (В2) включают L-MODU X600S (торговое наименование) производства Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Если термоплавкий клей по настоящему изобретению содержит термопластичный блок-сополимер (А) и пропиленовый гомополимер (В), то способность к нанесению покрытия вихревым способом становится превосходной, при сохранении адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и к нетканому полотну.
Предпочтительно, чтобы термоплавкий клей по настоящему изобретению дополнительно включал: (С) полимер, повышающий клейкость.
Примеры полимера, повышающего клейкость (С), включают природную канифоль, модифицированную канифоль, гидрированную канифоль, сложный глицериновый эфир природной канифоли, сложный глицериновый эфир модифицированной канифоли, сложный пентаэритритоловый эфир природной канифоли, сложный пентаэритритоловый эфир модифицированной канифоли, сложный пентаэритритоловый эфир гидрированной канифоли, сополимер природного терпена, терполимер природного терпена, гидрированные производные сополимера гидрированного терпена, политерпеновую смолу, гидрированные производные модифицированной фенолами терпеновой смолы, полимер на основе алифатических углеводородов нефти, гидрированные производные полимера на основе алифатических углеводородов нефти, полимер на основе ароматических углеводородов нефти, гидрированные производные полимера на основе ароматических углеводородов нефти, полимер на основе циклических алифатических углеводородов нефти, и гидрированные производные полимера на основе циклических алифатических углеводородов нефти. Эти полимеры, повышающие клейкость, можно использовать по отдельности или в комбинации.
Также возможно использовать в качестве полимера, повышающего клейкость, полимер, повышающий клейкость жидкого типа, до тех пор пока он бесцветен или имеет бледно-желтый оттенок и практически без запаха, а также обладает удовлетворительной термостабильностью. Принимая во всестороннее внимание эти характеристики, полимер, повышающий клейкость, предпочтительно представляет собой гидрированные производные смол, и особенно предпочтительно смолу на основе гидрированного дициклопентадиена.
Возможно использовать в качестве полимера, повышающего клейкость (С), коммерчески доступные продукты. Примеры этих коммерчески доступных продуктов включают Alcon P100 (торговое наименование) и Alcon М100 (торговое наименование) производства Arakawa Chemical Industries, Ltd.; Clearon M105 (торговое наименование) производства YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.; ECR54 00 (торговое наименование) и ECR179EX (торговое наименование) производства Exxon Corporation; и Quinton DX395 (торговое наименование) и Quinton DX3 90N (торговое наименование) производства Zeon Corporation. Эти коммерчески доступные полимеры, повышающие клейкость, можно использовать по отдельности или в комбинации.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению может дополнительно содержать: (D) пластификатор. Пластификатор (D) вводят в состав смеси с целью понижения вязкости в расплаве термоплавкого клея, придания гибкости термоплавкому клею и улучшения смачиваемости термоплавким клеем склеиваемой поверхности. Не существует особых ограничений, до тех пор пока можно получить целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению. Примеры пластификатора (D) включают парафиновое масло, нафтеновое масло и ароматическое масло, и бесцветные и не имеющие запаха масла, такие как нафтеновое масло и парафиновое масло, являются особенно предпочтительными.
Возможно использовать в качестве пластификатора (D) коммерчески доступные продукты. Их примеры включают White Oil Broom 350 (торговое наименование) производства Kukdong Oil & Chemical Co., Ltd.; Diana Fresia S32 (торговое наименование), Diana Process Oil PW-90 (торговое наименование), DN oil KP-68 (торговое наименование) и Process Oil NS100 (торговое наименование) производства Idemitsu Kosan Co., Ltd.; KN4010 (торговое наименование) производства PetroChina Company; Enerper M1930 (торговое наименование) производства BP Chemicals Ltd.; Kaydol (торговое наименование) производства Crompton Corporation; и Primol 352 (торговое наименование) производства Esso Corp.Эти пластификаторы (D) можно использовать по отдельности или в комбинации.
В термоплавком клее по настоящему изобретению вводимое в состав смеси количество термопластичного блок-сополимера (А) составляет предпочтительно от 3 до 30 весовых частей, и более предпочтительно от 5 до 20 весовых частей на 100 весовых частей общей массы компонентов (А)-(D). Если вводимое в состав смеси количество термопластичного блок-сополимера (А) составляет от 3 до 30 весовых частей, то термоплавкий клей более превосходен для высокоскоростного способа нанесения покрытия и вихревого способа нанесения покрытия при низкой температуре, и по балансу адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и к нетканому полотну.
Вводимое в состав смеси количество пропиленового гомополимера (В) составляет предпочтительно от 5 до 35 весовых частей, более предпочтительно от 10 до 35 весовых частей, и особенно предпочтительно от 20 до 30 весовых частей на 100 весовых частей общей массы компонентов (А)-(D). Если вводимое в состав смеси количество пропиленового гомополимера (В) составляет от 5 до 35 весовых частей, то термоплавкий клей более превосходен для вихревого способа нанесения покрытия при низкой температуре при сохранении адгезии к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке) и к нетканому полотну.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению может содержать: (Е) воск. Используемый здесь «воск» относится к органическому веществу со средневесовой молекулярной массой, меньше чем 10000, который является твердым при нормальной температуре и становится жидким при нагревании, и его обычно рассматривают как «воск». Не существует особых ограничений на воск до тех пор, пока можно получить термоплавкий клей согласно настоящему изобретению, если он обладает воскоподобными свойствами.
Воск (Е) предпочтительно содержит: (E1) олефиновый воск, модифицированный карбоновой кислотой или ангидридом карбоновой кислоты.
В настоящем изобретении «Е1 олефиновый воск, модифицированный карбоновой кислотой или ангидридом карбоновой кислоты» относится к олефиновому воску, который химически или физически обрабатывают карбоновой кислотой или ангидридом карбоновой кислоты, и не существует особых ограничений, до тех пор пока получается целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению. Примеры химической или физической обработки включают окисление, полимеризацию, составление смесей, синтез и т.п.
Примеры воска (Е1) включают воск, получаемый путем привитой полимеризации карбоновой кислоты или ангидрида карбоновой кислоты к олефиновому воску; и воск, получаемый путем сополимеризации карбоновой кислоты или ангидрида карбоновой кислоты при синтезе олефинового воска путем полимеризации.
Таким образом, воск может представлять собой олефиновый воск, который модифицируют в результате введения карбоновой кислоты или ангидрида карбоновой кислоты в «олефиновый воск», используя различные реакции.
Не существует особых ограничений на «карбоновую кислоту» и/или «ангидрид карбоновой кислоты», которые следует использовать для модификации олефинового воска, до тех пор пока получается целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению.
Специфические примеры карбоновой кислоты или ангидрида карбоновой кислоты включают малеиновую кислоту, ангидрид малеиновой кислоты, фумаровую кислоту, ангидрид фумаровой кислоты, итаконовую кислоту, акриловую кислоту, метакриловую кислоту и т.п. Эти карбоновые кислоты и/или ангидриды карбоновых кислот можно использовать по отдельности или в комбинации. Малеиновая кислота и ангидрид малеиновой кислоты являются предпочтительными, и ангидрид малеиновой кислоты является особенно предпочтительным.
Если необходимо, термоплавкий клей по настоящему изобретению может дополнительно содержать различные добавки. Примеры различных добавок включают стабилизатор и наполнитель из мелкодисперсных частиц.
«Стабилизатор» вводят в состав смеси для того, чтобы предотвратить уменьшение молекулярной массы, возникновение гелеобразования, окрашивания, запаха и т.п. у термоплавкого клея из-за нагрева, тем самым улучшая стабильность термоплавкого клея, и не существует особых ограничений до тех пор, пока получается целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению. Примеры «стабилизатора» включают антиоксидант и поглотитель ультрафиолетовых лучей.
«Поглотитель ультрафиолетовых лучей» используют с тем, чтобы улучшить светоустойчивость термоплавкого клея. «Антиоксидант» используют с тем, чтобы предотвратить окислительную деградацию термоплавкого клея. Не существует особых ограничений на антиоксидант и поглотитель ультрафиолетовых лучей до тех пор, пока они представляют собой обычно применяемые вещества в изделиях разового пользования и можно получать упомянутые ниже одноразовые изделия.
Примеры антиоксиданта включают антиоксидант на основе фенола, антиоксидант на основе серы и антиоксидант на основе фосфора. Примеры поглотителя ультрафиолетовых лучей включают поглотитель ультрафиолетовых лучей на основе бензотриазола и поглотитель ультрафиолетовых лучей на основе бензофенона. Также возможно добавить стабилизатор на основе лактона. Эти добавки можно использовать по отдельности или в комбинации.
Возможно использовать в качестве стабилизатора коммерчески доступные продукты. Их примеры включают SUMILIZER GM (торговое наименование), SUMILIZER TPD (торговое наименование) и SUMILIZER TPS (торговое наименование) производства Sumitomo Chemical Co. Ltd.; IRGANOX 1010 (торговое наименование), IRGANOX HP2225FF (торговое наименование), IRGAFOS 168 (торговое наименование) и IRGANOX 1520 (торговое наименование) производства Ciba Specialty Chemicals Inc.; и JF77 (торговое наименование) производства Johoku Chemical Co., Ltd. Эти стабилизаторы можно использовать по отдельности или в комбинации.
Термоплавкий клей для одноразовых изделий по настоящему изобретению может дополнительно содержать наполнитель из мелкодисперсных частиц. Наполнитель из мелкодисперсных частиц может представлять собой обычно используемый наполнитель из мелкодисперсных частиц, и не существует особых ограничений до тех пор, пока можно получить целевой термоплавкий клей по настоящему изобретению. Примеры «наполнителя из мелкодисперсных частиц» включают слюду, карбонат кальция, каолин, тальк, оксид титана, диатомовую землю, полимер на основе мочевины, стирольные шарики, кальцинированную глину, крахмал и т.п. Эти частицы обладают предпочтительно сферической формой, и не существует особого ограничения на размер (диаметр в случае сферической формы).
Термоплавкий клей для одноразовых изделий по настоящему изобретению можно получить путем смешивания компонентов (А) и (В), необязательно вводя в состав компоненты (С)-(Е), при необходимости вводя в состав различные добавки, и плавления смеси при нагревании с последующим перемешиванием. В частности, термоплавкий клей можно получить путем загрузки вышеупомянутых компонентов в плавильно-месильный котел, снабженный мешалкой, с последующим нагреванием и перемешиванием.
В отношении термоплавкого клея для одноразовых изделий по настоящему изобретению, вязкость в расплаве при 140°С составляет предпочтительно 8000 мП или меньше, более предпочтительно от 2000 до 7000 мП и особенно предпочтительно от 2000 до 6000 мП. «Вязкость в расплаве» представляет собой вязкость расплава термоплавкого клея, и ее измеряют на вискозиметре Брукфилда RVT-типа (шпиндель №27).
Путем контролирования вязкости в расплаве в пределах вышеупомянутого диапазона, термоплавкий клей становится пригодным для низкотемпературного нанесения. Кроме того, термоплавкий клей равномерно наносят на нетканое полотно, и он, вероятно, проникает внутрь, и, таким образом, клей более пригоден для применения в изделиях разового пользования.
Как отмечалось выше, термоплавкий клей по настоящему изобретению можно также использовать при обработке бумаги, в переплетном деле, для одноразовых изделий и т.п., и его подходящим образом используют в одноразовых изделиях, так как он превосходен по своей адгезии к нетканому полотну и к полиолефиновой пленке (предпочтительно к полиэтиленовой пленке).
Одноразовые изделия можно создать путем нанесения покрытия из термоплавкого клея в соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, на один вид элемента, выбираемого из группы, состоящей из тканого полотна, нетканого полотна, резины, полимера, бумаги и полиолефиновой пленки. Полиолефиновая пленка представляет собой предпочтительно полиэтиленовую пленку по причинам прочности, стоимости и проч.
Не существует особых ограничений на одноразовые изделия до тех пор, пока они называются гигиеническими материалами. Их специфические примеры включают бумажную пеленку, гигиеническую прокладку, подстилку для домашних животных, больничную рубашку, белый хирургический костюм и т.п.
На производственной линии по изготовлению одноразовых изделий, различные элементы (например, ткань, хлопок, нетканое полотно, полиолефиновую пленку и др.) одноразовых изделий обычно покрывают термоплавким клеем. В случае нанесения покрытия, термоплавкий клей можно подать (или выделить) из различных выпускных устройств (или выталкивателей).
Не существует особых ограничений на способ нанесения покрытия из термоплавкого клея, до тех пор пока можно получать целевые одноразовые изделия. Такой способ нанесения покрытия в общих чертах классифицируют на контактный способ нанесения покрытия и бесконтактный способ нанесения покрытия. «Контактный способ» нанесения покрытия относится к контактному способу, при котором выпускное устройство приведено в контакт с элементом или пленкой в случае нанесения покрытия из термоплавкого клея, в то время как «бесконтактный способ» нанесения покрытия относится к способу нанесения покрытия, при котором выпускное устройство не приведено в контакт с элементом или пленкой в случае нанесения покрытия из термоплавкого клея. Примеры контактного способа нанесения покрытия включают способ нанесения покрытия через щелевую насадку, способ нанесения покрытия валиком и т.п., а примеры бесконтактного способа нанесения покрытия включают вихревой способ нанесения покрытия, пригодный для покрытия в виде спирали, способ нанесения покрытия по омега-контуру или способ нанесения покрытия в виде регулируемых швов, пригодные для нанесения покрытия в виде волн, способ нанесения покрытия в виде распыления через щелевую насадку или способ нанесения покрытия через шторку, пригодные для нанесения покрытия в виде плоскости, точечный способ нанесения покрытия, пригодный для нанесения покрытия в виде точек.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению пригоден для вихревого способа нанесения покрытия. Вихревой способ нанесения покрытия представляет собой способ, в котором клей наносят путем периодического или непрерывного нанесения, при котором клей наносят в виде спирали, используя воздух, без контакта.
Чрезвычайно полезно для производства одноразовых изделий, чтобы термоплавкий клей можно было наносить с большой шириной при нанесении покрытия распылением. Термоплавкий клей, способный к нанесению с большой шириной, способен понижать ширину покрытия путем контроля давления горячего воздуха.
Если термоплавкий клей трудно наносить с большой шириной, тогда требуется большое число распылительных насадок для получения достаточного контактного участка, и, таким образом, это не подходит для производства относительно маленьких одноразовых изделий, таких как прокладка для сбора мочи, и одноразовых изделий со сложной формой.
Таким образом, термоплавкий клей по настоящему изобретению пригоден для одноразовых изделий, поскольку вихревое нанесение покрытия можно осуществить с большой шириной.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению полезен для производства одноразовых изделий благодаря удовлетворительной способности к нанесению покрытий примерно при 140°С. В случае нанесения покрытия из термоплавкого клея при высокой температуре из-за того, что полиолефиновая пленка (предпочтительно полиэтиленовая пленка), как материал-основа в одноразовых изделиях плавится и сморщивается под воздействием тепла, внешний вид одноразовых изделий существенно ухудшается. В случае нанесения термоплавкого клея примерно при 140°С, внешний вид нетканого полотна и полиолефиновой пленки (предпочтительно полиэтиленовой пленки) как материала-основы в одноразовых изделиях, едва ли изменится и, таким образом, внешний вид изделия не ухудшится.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению пригоден для производства одноразовых изделий в течение короткого времени, поскольку он превосходен для высокоскоростного нанесения покрытия. Если материал-основу, который должен перемещаться с высокой скоростью, покрывают термоплавким клеем, может возникать разрыв материала-основы из-за трения при контактном типе способа нанесения покрытия. Термоплавкий клей по настоящему изобретению пригоден для нанесения покрытия вихревым способом как разновидности неконтактного способа нанесения покрытия, и, таким образом, пригоден для высокоскоростного нанесения покрытия, и, таким образом, возможно улучшить эффективность производства одноразовых изделий. Кроме того, термоплавкий клей по настоящему изобретению, пригодный для высокоскоростного нанесения, едва ли вызовет повреждение покрываемого образца.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению обладает удовлетворительной термоустойчивостью и он равномерно плавится в высокотемпературном резервуаре при 100-200°С и не приводит к фазовому разделению. Термоплавкий клей с низкой термоустойчивостью легко приводит к фазовому разделению компонентов в высокотемпературном резервуаре. Фазовое разделение может вызвать закупорку фильтра резервуара и трубопровода для транспортировки.
Основные варианты осуществления настоящего изобретения представлены ниже.
Термоплавкий клей, содержащий: (А) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения; и (В) пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора.
В указанном термоплавком клее термопластичный блок-сополимер (А) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (А1) гидрированного стирол-бутадиенового блок-сополимера (SEBS); и (А2) гидрированного стирол-изопренового блок-сополимера (SEPS), а пропиленовый гомополимер (В) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (В1) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой 60000 или меньше; и (В2) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой более чем 60000.
Термоплавкий клей по настоящему изобретению дополнительно содержит: (С) полимер, повышающий клейкость; и (D) пластификатор, в котором пластификатор (D) содержит, по меньшей мере, один, выбираемый из: (D1) нафтенового масла; и (D2) парафинового масла.
Изобретение также относится к одноразовым изделиям, получаемым с применением вышеупомянутого термоплавкого клея.
Примеры
Настоящее изобретение будет описано с целью описания настоящего изобретения более подробно и конкретно при помощи примеров. Они представляют собой примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение, и их не следует рассматривать как ограничивающие.
Компоненты для составления термоплавкого клея представлены ниже
(A) Термопластичный блок-сополимер
(A1) SEBS (с содержанием стирола 12 вес. %, производства Asahi Kasei Chemicals Corporation под торговым наименованием TAFTEC Н1221)
(А2) SEPS (с содержанием стирола 13 вес. %, производства Kuraray Co., Ltd. под торговым наименованием SEPTON 2603)
(A3) SIS (с содержанием стирола 16 вес. %, производства Zeon Corporation под торговым наименованием Quintac 3433N)
(А4) SBS (с содержанием стирола 40 вес. %, производства Asahi Kasei Chemicals Corporation под торговым наименованием Asaprene Т439)
(B) Пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже, который получают полимеризацией с использованием металлоценового катализатора
(В1) Кристаллический пропиленовый гомополимер с температурой плавления 75°С и со средневесовой молекулярной массой 45000, производства Idemitsu Kosan Co., Ltd. под торговым наименованием «L-MODU X400S»
(В2) Кристаллический пропиленовый гомополимер с температурой плавления 80°С и со средневесовой молекулярной массой 70000, производства Idemitsu Kosan Co., Ltd. под торговым наименованием «L-MODU X600S» (В'3) Кристаллический пропиленовый гомополимер с температурой плавления 145°С, производства Clariant K.K. под торговым наименованием Licocene РР6102
(В'4) Кристаллический этилен/октеновый сополимер с температурой плавления 100°С, производства Dow Chemical Company под торговым наименованием AFFINITY GA1950
(В'5) Кристаллический этилен/пропиленовый сополимер с температурой плавления 145°С, производства Clariant K.K. под торговым наименованием Licocene РР2602
(В'6) Аморфный этилен/пропиленовый сополимер, производства Huntsman Corp.под торговым наименованием REXtac 23 04
(С) Полимер, повышающий клейкость
(С1) Гидрированный полимер, повышающий клейкость, производства Exxon Mobil Corporation под торговым наименованием ECR5400
(С2) Гидрированный полимер, повышающий клейкость, производства Exxon Mobil Corporation под торговым наименованием ECR179X
(С3) Негидрированный полимер, повышающий клейкость, производства Zeon Corporation под торговым наименованием Quintone DX3 95
(С4) Гидрированный полимер, повышающий клейкость, производства Arakawa Chemical Industries, Ltd. под торговым наименованием AlconM100
(С5) Жидкий полимер, повышающий клейкость, производства Maruzen Chemicals Co., Ltd. под торговым наименованием Maruca Clear-H
(D) Пластификатор
(D1) Нафтеновое масло, производства Idemitsu Kosan Co., Ltd. под торговым наименованием Process oil NS100
(D2) Нафтеновое масло, производства PetroChina Company под торговым наименованием KN4010
(D3) Парафиновое масло, производства Idemitsu Kosan Co., Ltd. под торговым наименованием Diana Process Oil PW90
(E) Воск
(E1) Воск, модифицированный малеиновой кислотой, производства Clariant K.K. под торговым наименованием Licocene РР МА6252
(F) Добавка
(F1) Антиоксидант, производства ADEKA Corporation под торговым наименованием Adekastab АО60
Эти соединения смешивали согласно рецептурам, представленным в таблицах 1 и 2, и затем смешивали в расплаве примерно при 150°С в течение 3 часов, используя универсальный смеситель, для получения термоплавких клеев по примерам 1-7 и сравнительным примерам 1-7.
В отношении вышеупомянутых соответствующих термоплавких клеев оценивали вязкость в расплаве, сопротивление на отслаивание и способность к нанесению покрытия. Краткое описание соответствующих оценок представлено ниже.
Вязкость расплава (мП)
Термоплавкий клей плавили при 140°С и при 160°С и спустя 20 минут измеряли вязкость на роторе №27, используя вискозиметр Брукфилда. Критерии оценки были следующими.
Вязкость расплава при 140°С
А: от 2000 мП до 6000 мП
В: 1000 мП или больше и меньше чем 2000 мП, или больше чем 6000 мП и меньше чем 10000 мП
С: меньше чем 1000 мП или 10000 мП или больше
Вязкость расплава при 160°С
А: от 500 мП до 3000 мП
В: больше чем 3000 мП и 7000 мП или меньше
С: меньше чем 500 мП или больше чем 7000 мП
Испытание на прочность к отслаиванию
Изготовление образцов
Нетканое полотно покрывали термоплавким клеем в количестве 5 г/м2. Используя устройство для нанесения покрытий с щелевой головкой, наносили покрытие при температуре 140°С. Нетканое полотно, покрытое термоплавким клеем, прикладывали к другому нетканому полотну через термоплавкий клей, с последующим прижиманием с давлением 0,5 кгс/см до получения образца (нетканое полотно/нетканое полотно).
Кроме того, нетканое полотно, покрытое термоплавким клеем, прикладывали к полиэтиленовой (ПЭ) пленке через термоплавкий клей, с последующим прижиманием с давлением 0,5 кгс/см до получения другого образца (нетканое полотно/ПЭ пленка).
Процедура тестирования
Оба образца нетканое полотно/нетканое полотно и нетканое полотно/ПЭ пленка нарезали до ширины 25 мм в направлении (поперечном направлении), вертикальном к направлению движения материала-основы, и измеряли прочность на отслаивание при помощи отслаивания по Т-типу, используя универсальную разрывную машину (производства JT Toshi Inc.). Изменения на универсальной разрывной машине проводили при условиях 20°С, относительной влажности 65% и скорости отдира 300 мм в минуту.
Прочность на отслаивание между нетканым полотном и ПЭ пленкой:
А: Средняя прочность на отслаивание составляла более чем 200 (г/25 мм).
В: Средняя прочность на отслаивание составляла от 150 до 200 (г/25 мм).
С: Средняя прочность на отслаивание между ПЭ пленкой и нетканым полотном составляла менее чем 150 (г/25 мм).
Прочность на отслаивание между нетканым полотном и нетканым полотном:
А: Разрыв материала (или повреждение материала-основы)
В: Средняя прочность на отслаивание составляла от 150 до 200 (г/25 мм).
С: Средняя прочность на отслаивание составляла менее чем 150 (г/25 мм).
Способность к нанесению покрытия
Используя вихревой распылитель производства Nordson Corporation, предназначенный для нанесения покрытия, материал-основу покрывали термоплавким клеем до получения ламинированной пленки покрытия, покрывающего материал-основу и присоединенного (или покрывающего) материала-основы, и оценивали способность к нанесению покрытия. Как покрываемый материал-основа, так и присоединенный материал-основа представляли собой полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) пленки.
Более подробно, после задания температуры (то есть температуры нанесения покрытия), при которой вязкость в расплаве термоплавкого клея становилась 5000 мП, вихревой распылитель (производства Nordson Corporation) устанавливали в позицию (на высоте 30 мм от ПЭТФ пленки) и затем ПЭТФ пленку, как предназначенный для нанесения покрытия материал-основу покрывали термоплавким клеем при времени схватывания 0,5 секунд и при массе наносимого покрытия 15 г/м2 при соответствующем контролировании давления воздуха, и покрытую ПЭТФ пленку прикладывали к ПЭТФ пленке как присоединяемому материалу-основе, до получения ламинированной пленки (ПЭТФ пленка/ПЭТФ пленка), и затем оценивали способность к нанесению покрытия.
Способность к нанесению покрытия вихревым способом оценивали по покрываемой ширине термоплавкого клея при вихревом способе нанесения покрытия. Способность к нанесению покрытия в линии высокоскоростного нанесения покрытия оценивали, убеждаясь в ситуации с разбрызгиванием термоплавкого клея, наносимого при вихревом способе нанесения покрытия.
Критерии оценки представлены ниже.
Способность к нанесению покрытия вихревым методом
Способность к нанесению покрытия вихревым методом оценивали по балансу между давлением воздуха вихревого аэрозоля и вихревой шириной наносимого термоплавкого клея.
А: Вихревая ширина в 15 мм оказывалась возможной при давлении воздуха 0,35 кгс/см2 или меньше.
В: Вихревая ширина в 15 мм оказывалась возможной при давлении воздуха больше чем 0,35 кгс/см2 и 0,40 кгс/см2 или меньше.
С: Вихревая ширина в 15 мм оказывалась невозможной даже путем контролирования давления воздуха.
Способность к нанесению покрытия в линии высокоскоростного нанесения покрытия
Кроме того, способность к нанесению покрытия в линии высокоскоростного нанесения покрытия оценивали по давлению воздуха вихревого аэрозоля и ситуации с разбрызгиванием наносимого термоплавкого клея.
А: Термоплавкий клей не вызывал разбрызгивание при давлении воздуха 0,55 кгс/см2.
В: Термоплавкий клей не вызывал разбрызгивание при давлении воздуха 0,50 кгс/см2.
С: Термоплавкий клей вызывал разбрызгивание при давлении воздуха 0,4 0 кгс/см2 или меньше.
Как показано в таблице 1, термоплавкие клеи примеров 1-7 пригодны для нанесения покрытия вихревым способом из-за низкой вязкости в расплаве при 140°С, и их можно использовать в линиях для высокоскоростного нанесения покрытия, поскольку разбрызгивание с меньшей вероятностью возникнет при высоком давлении горячего воздуха, и они также превосходны в отношении прочности на отслаивание от нетканого полотна (нетканое полотно/нетканое полотно, нетканое полотно/ПЭ пленка). Таким образом, термоплавкие клеи примеров 1-7 пригодны для одноразовых изделий, таких как подгузник и средства гигиены, которые представляют собой типичную продукцию из нетканого полотна.
Как показано в таблице 2, термоплавкие клеи сравнительных примеров 1-7 оказались худшими по любому качеству из вязкости в расплаве, способности к нанесению покрытия, прочности на отслаивание по сравнению с клеями примеров 1-5. Термоплавкие клеи примеров 1-7 являются более пригодными для одноразовых изделий по сравнению с термоплавкими клеями сравнительных примеров 1-7.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение обеспечивает термоплавкий клей. Термоплавкий клей согласно настоящему изобретению пригоден для одноразовых изделий.
1. Термоплавкий клей для одноразовых изделий, содержащий:
(A) термопластичный блок-сополимер, который представляет собой сополимер винилсодержащего ароматического углеводорода и сопряженного диенового соединения;
(B) пропиленовый гомополимер с температурой плавления 100°С или ниже и полидисперсностью (Mw/Mn) от 1 до 3, получаемый полимеризацией пропилена с применением металлоценового катализатора;
(C) повышающий клейкость полимер; и
(D) пластификатор.
2. Термоплавкий клей по п. 1, в котором термопластичный блок-сополимер (А) содержит по меньшей мере один, выбираемый из:
(А1) гидрированного стирол-бутадиенового блок-сополимера (SEBS); и
(А2) гидрированного стирол-изопренового блок-сополимера (SEPS).
3. Термоплавкий клей по п. 1 или 2, в котором пропиленовый гомополимер (В) содержит по меньшей мере один, выбираемый из:
(В1) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой 60000 или меньше; и
(В2) пропиленового гомополимера со средневесовой молекулярной массой более чем 60000.
4. Термоплавкий клей по п. 1 или 2,
в котором пластификатор (D) содержит по меньшей мере один, выбираемый из (D1) нафтенового масла и (D2) парафинового масла.
5. Одноразовые гигиенические изделия, получаемые с применением термоплавкого клея по любому из пп. 1-4.
