展示低粘连力的包含氢化苯乙烯嵌段共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的热熔性粘合剂

摘要

热熔性粘合剂包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氢化苯乙烯嵌段共聚物、黏性树脂和液体增塑剂。优选的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有按重量计8％-28％之间的乙酸乙烯酯含量，和优选的氢化苯乙烯嵌段共聚物是具有约30％苯乙烯含量且基本上无二嵌段(diblock)的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯。热熔体当作为构造粘合剂(construction？adhesive)用于一次性无纺织制品时提供极好的剥离强度。当使用在低定量(basis？weight)无纺织物上时，也可以被配制成展示极低的渗透和粘连特性。

说明书

发明背景

本发明涉及热熔性粘合剂，并且更具体地涉及包括乙烯-乙酸乙 烯酯共聚物、氢化苯乙烯嵌段共聚物、黏性树脂和液体增塑剂的热熔 性粘合剂。

历史上，粘合剂配方设计者已努力给予其产品低粘度、快固化速 度、超强黏着力和减少的冷流和/或粘连(blocking)。使用传统原料和 配制技术，许多这些特性是相互排斥的。本发明详述了热熔体配方设 计者可以给予其产品低粘度、快固化速度、超强黏着力和减少的冷流 /或粘连而不折损其他特性的一种新颖的方法。

用于层压制品(laminate)薄和/或多孔衬底比如用在构造一次性 尿布中的非织造布的粘合剂不能展示冷流、粘连或迁移。传统的用于 层压制品或黏结薄和/或多孔衬底的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、 无定形聚α烯烃(APAO)和苯乙烯嵌段共聚物(SBC)型粘合剂通常要 和减少冷流、迁移和/或粘连与提高黏着力特性之间的平衡抗争。

使用在衬底是层压制品的应用中的粘合剂，通常要求粘附于多种 多样的表面特征(处理方式、回收物质含量、多孔性)。衬底本身在 物理特征上也可以不同，比如刚性、密度和补充药品)。因此，粘合 剂必须被配制成克服这些障碍。因此，粘合剂配方设计者不断地评估 新材料和新颖制剂策略，以开发具有最广泛可能应用窗口的粘合剂。 粘合剂的应用窗口可以被定义为粘合剂克服应用缺陷和/或生产变量 的能力。本发明详述了热熔体配方设计者可以最大化对层压应用有益 的特性的一种新颖方法。

历史上，粘合剂配方设计者不得不平衡快固化速度和黏着力。更 快的固化速度通常有较差的黏着力。提高传统配制的低粘度粘合剂的 黏着力特性，也会导致粘合剂展示更多的冷流和/粘连。冷流可以被 定义为粘合剂在低压力在相对低温度流动或“蠕变”的倾向。粘连被定 义为在运输和/或储藏时覆膜胶(coatedadhesive)与和其接触的衬底 的不被希望的黏着。这在处理非常多孔的衬底比如无纺织物时尤其有 问题。

多年来，粘合剂配方设计者已经应用多种不同的聚合物以及其他 添加剂在他们的制剂里以获取这些特征的平衡。这些聚合物包括但不 限于聚烯烃(乙烯-或丙烯-型聚合物)、苯乙烯型共聚物(饱和与不 饱和的中嵌段(mid-blocks))、官能化聚烯烃(有含氧单体的乙烯 或丙烯共聚物)或者APAO(乙烯-、丙烯或者丁烯共聚物)以及EVA (乙烯-乙酸乙烯酯)。

发明概述

本发明提供了热熔性粘合剂制剂，优选包括乙烯-乙酸乙烯酯共 聚物(EVA)、黏性树脂、氢化苯乙烯嵌段共聚物(HSBC)和液体增塑 剂。与传统EVA、APAO和SBC粘合剂相比，这些制剂提供了超强 热粘性(hottack)、黏着力特性(adhesioncharacteristics)、粘连和 /或冷流抗性和快固化速度。应用包括但不限于一次性防护服、尿布、 卫生巾、整体组装(generalassembly)和过滤(filtration)。

据此，在一方面，提供一种热熔性粘合剂组合物，其包括；

(a)按重量计大约5％到40％的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物；

(b)按重量计大约30％到70％的黏性树脂；

(c)按重量计大约2％到30％的氢化苯乙烯嵌段共聚物；和

(d)按重量计大约2％到40％的液体增塑剂.

再一方面，乙烯-乙酸乙烯酯聚合物是乙烯和乙酸乙烯酯的共聚 物，其乙酸乙烯酯含量在按重量计大约8％和大约28％之间。更优选 的，乙酸乙烯酯含量在大约8％和大约18％之间。乙烯-乙酸乙烯酯共 聚物优选具有大于大约2g/10分钟的熔体指数(meltindex)，更优选 具有大于大约5g/10分钟的熔体指数。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物更优 选在最终粘合剂中以按重量计大约8％到大约35％的范围存在，最优 选以按重量计大约10％到大约28％的范围存在。

还有另一个方面，黏性树脂选自脂肪烃和脂环族石油烃树脂、 氢化脂肪烃和脂环族石油烃树脂、氢化芳族石油树脂、脂肪烃/芳族 石油衍生的烃树脂、芳族改性的脂环族树脂、氢化芳族改性的脂环族 树脂、聚萜烯树脂、天然萜烯的共聚物和三聚物及其混合物。优选地， 黏性树脂具有等于或大于大约90℃的软化点，并且以按重量大约 30％到大约70％的范围存在。

在另一个方面，氢化苯乙烯嵌段共聚物以按重量计大约2％到大 约30％的量存在，优选按重量计大约5％到大约25％并且最优选按 重量计大约7％到大约20％的量存在。氢化SBC选自以下组成的组： 苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯(SEB)、苯 乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP)和苯乙 烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS)。优选地，氢化苯乙烯嵌段共 聚物是SEBS、SEPS或SEEPS聚合物。同时，其苯乙烯含量优选 为按重量计大约20％到大约35％，更优选按重量计大约25％到大 约35％。最优选，苯乙烯嵌段共聚物是具有按重量计大约30％的苯乙 烯含量的SEBS。如果聚合物中存在二嵌段，其应被控制在低于按重 量计大约30％。优选地，聚合物基本不包括二嵌段。

在另一个方面，增塑剂是液态矿物油。

因为本发明的粘合剂组合物通常被用于喷淋应用中，它的在 325°F测量的旋转粘度(ASTMD3236)应为20,000厘泊(cP)或更低， 优选15,000cP或更低，并且最优选10,000cP或更低。

发明详述

已经发现乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、增粘剂氢化苯乙烯嵌段共聚 物和液体增塑剂的组合可被并入至热熔性粘合剂配方中，其将在抗粘 连和冷流的同时，展示快固化速度、改进的热粘性和增加的黏着力特 征。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物已经被广泛使用在热熔性粘合剂中许多 年。这些材料的产品范围广泛且可以从几个不同的供应商获得，包括 ExxonMobilChemicals、DuPontCo.、CeleneseCorporation和Westlake Chemical。

EVA共聚物可以在按重量计大约2％的乙酸乙烯酯到多于40％ 的范围内。使用在热熔性粘合剂中的等级通常包括按重量计大约8％ 到大约40％的乙酸乙烯酯。它们的分子量变化也很大，可以从聚合物 的熔体指数中反应出来。可获得的EVA的等级的熔体指数从小于1 到大于1000克/10分钟。熔体指数根据ASTMD1238使用2.16kg 重量测定，测试温度190℃。

一次性无纺织制品工业是热熔性粘合剂最大的使用者之一。虽然 EVA共聚物在热熔性粘合剂中已经被使用了几十年，但他们并没有 在一次性无纺织制品中被很大程度地使用。而是，基于苯乙烯嵌段共 聚物的热熔性压敏粘合剂代表了绝大多数用于构造无纺织制品的粘 合剂。今天使用的大多数将这些制品结合在一起的应用设备是热熔体 喷淋技术(hotmeltspraytechnology)。这在20世纪80年代开始并 在随后不久变成优选方法。喷淋技术可以在没有热应用头(hot applicationhead)与衬底的任何直接接触的情况下递送粘合剂到衬底。 这是重要的，因为在制造一次性尿布、成人失禁产品和多种女性护理 产品时，绝大多数制造的制品使用非常薄的聚乙烯膜作为背片 (backsheets)。虽然热熔体以相对高温(高到350°F)离开喷淋头，但 是在转移到衬底时它会迅速冷却。另外，与典型的珠应用(bead application)相比，它被应用于更宽的区域。所有这些因素有助于减小 对薄聚乙烯衬底的热冲击(thermalshock)。如果热粘合剂接触膜时 太热，可发生变形、熔化或者小孔(pinhole)。这会导致底物撕裂或 者制品的渗漏。现在，喷淋应用是占优势的将热熔体应用在一次性无 纺织制品上的方法。这种类型的设备有很多制造商，包括Nordson Corporation和ITWDynatec。

与其他许多用于制造热熔性粘合剂的聚合物相比，EVA共聚物 是商品材料而且在价格上往往相当地低。因为乙酸乙烯酯官能性的极 性，它们也具有极好的黏着力特性。遗憾地是，这些共聚物在使用典 型热熔体喷淋设备时喷淋不好。使用传统设备，它们缺乏良好喷淋所 需要的强度和弹性。因此，存在发现一种改进这些多聚物以使得它们 可以用典型的热熔体喷淋设备被喷淋的方法的需求。

之前在EVA共聚物中加入多种改性剂以提高它们可喷淋性的尝 试仍未成功。寻找在粘度、开放时间(opentime)、黏着力等连同必 要的相容性程度之间具有正确平衡的聚合物掺和物是非常困难的。

我们已发现，给予热熔性粘合剂极好的性能特征连同非常好的可 喷淋性的与某些氢化嵌段共聚物掺混的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物一种 新颖的组合。这个组合的特性以前未被实现过。这些产品也可以被调 整成展示非常低的渗透和粘连特征。

在当今的市场上有多种不同类型的苯乙烯嵌段共聚物可供使用。 它们以许多不同的化学类型和结构类型可供使用。传统用在热熔性粘 合剂组合物中的嵌段共聚物的例子是苯乙烯嵌段共聚物(SBC)，并且 包括苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯- 异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-异戊二烯(SI)、苯乙烯-异戊二烯-丁二 烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丁 烯(SEB)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP) 和苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS或氢化SIBS)。

在热熔体中使用的有用的弹性嵌段共聚物是具有结构比如A-B、 A-B-A、A-(B-A)_n-B或(A-B)_n-Y的那些，其中A包括具有高于80℃ 的Tg的聚乙烯芳香族嵌段，B包括具有低于-10℃的Tg的橡胶态中 嵌段，Y包括多价化合物，且n是至少3的整数。

为了本发明的目的，重要的是，苯乙烯嵌段共聚物是氢化的。优 选的聚合物是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯 (SEB)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)和苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP)和 苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS或氢化SIBS)。尤其优选的聚 合物为SEBS和SEEPS等级。在SBBS聚合物的范围内，我们已发 现具有大约30％苯乙烯的那些具有与EVA聚合物良好的相容性。尤 其优选的是KratonG1652，其由KratonPerformancePolymers制造。 这种聚合物具有30％的苯乙烯含量、5g/10分钟的熔体指数(ASTM D1238，5kg，230℃)和0％的二嵌段含量。

在粘合剂中使用的第二聚合物是具有按重量计8％和28％之间的 乙酸乙烯酯含量的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，并且更优选按重量计8 和18％之间。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔体指数大于2g/10分钟， 并且更优选大于5g/10分钟。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物更优选以粘合剂 的按重量计大约5％到大约35％的范围，并且最优选以按重量计大约 10％到大约28％的范围存在。

可以想象的，在极性上与EVA类似的其他聚合物可以用来替换 配方中的部分或全部的EVA。例如，可使用乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯 丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯、乙烯甲基丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸甲 酯等，条件是其具有期望的与氢化苯乙烯嵌段共聚物的相容性。

本发明的粘合剂包含与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氢化苯乙烯嵌 段共聚物和液体增塑剂组合的黏性树脂。为了与聚合物和增塑剂特定 程度的相容性而选取黏性树脂。

代表性树脂包括C₅/C₉烃类树脂、合成聚萜烯、松脂、松香酯、 天然萜烯等等。尤其的，有用的黏性树脂包括任何相容的树脂或其混 合物，比如(1)天然和改性的松脂，其包括松香、木松香(woodrosin)、 妥尔油松香、蒸馏松香(distilledrosin)、氢化松香(hydrogenatedrosin)、 二聚松香(dimerizedrosin)、聚合松香(polymerizedrosin)；(2)天然 和改性松脂的甘油和季戊四醇酯，其包括浅色木松香的甘油酯、氢化 松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、氢化松香的季戊四醇酯和松脂的 酚醛改性的季戊四醇；(3)天然萜烯的共聚物和三聚物，比如苯乙烯/ 萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯；(4)聚萜烯树脂，其通常来源于在弗里德 尔-克拉夫茨催化剂的存在下在适度低温萜烯烃的聚合，萜烯烃比如 被称为蒎烯的双环单萜；也包括氢化聚烯烃树脂；(5)酚醛改性的萜 烯树脂和其氢化衍生物，比如在酸性介质中冷凝双环萜和苯酚时得到 的树脂产品；(6)主要由烯烃和二烯烃组成的单体的聚合得到的脂肪 族石油烃树脂；也包括氢化脂肪族石油烃树脂；和(7)环石油烃树脂和 其氢化衍生物。对于一些制剂，可需要两种或多种上述黏性树脂。也 包括环状或非环状(acylic)C₅树脂和芳香族改性的非环状或环状树脂。

黏性树脂应该具有至少大约90℃的环球软化点(RingandBall softeningpoint)(通过ASTME28测量)，并且优选在大约95℃和 大约140℃之间，并且最优选软化点在大约95℃和大约130℃之间。 优选的增粘剂是氢化芳香族改性二聚环戊二烯树脂，其环球软化点在 大约100℃至130℃之间，比如Escorez5600或者Escorez5615。 其他优选黏性树脂是完全氢化的树脂，无论类型比如脂肪烃或脂环烃 树脂例如H100W或SU210、纯芳香族单体树脂 比如Regalrez1126和没有芳香族含量的DCPD(二聚环戊二烯)树脂 比如Escorez5400。

其他优选的黏性树脂是部分氢化的脂肪烃树脂比如Eastotac H100L和EastotacH100R以及非氢化的脂肪族C5树脂和低芳香度 的芳香族改性的C5松香，比如分别为Piccotac1095和Piccotac9095。

增粘剂通常以大于HSBC和EVA聚合物的组合的量存在于粘合 剂组合物中。在这个范围中，利用组合物的按重量计大约30％到70％， 优选按重量计大约40％到65％的量，并且最优选按重量计大约45％ 到60％。也可使用两种或更多种黏性树脂的掺和物。例如，也可使用 第一黏性树脂和与第一黏性树脂不同的第二黏性树脂的掺和物。如果 需要，按重量计大约0％到大约65％的一种或多种另外的黏性树脂可 与第一黏性树脂一起掺混。

根据本发明的热熔性粘合剂配方也包括按重量计大约2％到大约 40％的增塑剂，优选大约5％到大约35％，并且更优选大约10％到大 约30％。增塑剂被广泛地定义为可以被加入至橡胶和其他树脂中以提 高可挤出性、柔性、可加工性或者拉伸性的典型的有机组合物。合适 的增塑剂可选自不只包括通常的塑化油比如矿物油，而且包括烯烃低 聚物和低分子量聚合物、乙二醇安息香酸酯以及植物和动物油和这些 油的衍生物的组。可能被使用的石油衍生的油是相对高沸腾温度的材 料，其仅含有一小部分的芳香烃。就这一点而言，芳香烃应优选在油 中低于按重量计30％，并且更优选低于按重量计15％。可选地，油 可完全是非芳香族的。低聚物可以是聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二 烯、氢化丁二烯或者诸如平均分子量在大约100到大约10,000g/mol 之间的低聚物。合适的植物和动物油包括常见的脂肪酸的甘油酯以及 其聚合产物。也可使用其他增塑剂，条件是他们具有合适的相容性。 也已发现Nyflex222B，一种由NynasCorporation制造的环烷矿物油， 是合适的增塑剂。如将理解的，增塑剂通常被使用以使得整体粘合剂 组合物的粘度降低，而不明显降低黏合强度和/或粘合剂的使用温度。 在制剂中，增塑剂的选择可对特定的最终用途(比如增湿核心(wet strengthcore)应用)有益。因为生产和原料成本涉及的经济因素， 增塑剂通常具有比制剂中包括的其他材料比如聚合物和黏性树脂更 低的成本，出于成本考虑，粘合剂中增塑剂的含量应该最大化。

只要不偏离粘合剂的性能，本发明的热熔体也可以包括相对小量 的其他助剂例如塑化油、蜡或者其他添加剂。如果他们存在，这些助 剂的量通常低于按重量计10％。

蜡可以被用作粘合剂组合物里的助剂，并且被用于降低热熔性构 造粘合剂(constructionadhesive)的熔融粘度，而不明显降低他们的 附着粘合(adhesivebonding)特征。这些蜡也被用于降低组合物的开 放时间，而不影响温度性能。

粘合剂的蜡材料组分是任选的，但是当包括时占粘合剂组合物的 上至按重量计大约10％，优选按重量计仅上至5％。

有用的蜡材料是：

(1)低分子量即100-6000g/mol的聚乙烯，其具有通过ASTM 方法D-1321测定的大约0.1到120的硬度值、大约66C°到120℃的 ASTM软化点；

(2)石油蜡，比如具有大约130°至170°F软化点的石蜡和具有 大约135°至200°F软化点的微晶蜡，后者的软化点通过ASTM方法 D127-60测定；

(3)二茂金属催化的丙烯型蜡，比如被Clariant商业化的以 "Licocene"为名的那些。

(4)二茂金属催化的蜡或单点催化的蜡(single-sitecatalyzed wax)，比如在美国专利4,914,253、6,319,979或WO97/33921或 WO98/03603中描述的那些。

(5)通过聚合一氧化碳和氢而获得的合成蜡，比如费-托石蜡； 和

(6)聚烯烃蜡。如本文使用的术语"聚烯烃蜡"指包括烯烃单体单 元的那些聚合或长链实体。这些材料商业上可从EastmanChemicalCo. 以商品名称"Epolene"获得。在本发明组合物中优选使用的材料具有 200°F(93℃)至350°F(177℃)的环球软化点温度。

应该理解，这些蜡中的每个在室温下都是固体。其他有用的物质 包括氢化的动物、鱼、以及植物脂肪和油，比如氢化的牛油、猪油、 豆油、棉籽油、蓖麻油，并且其由于被氢化在环境温度下为固体，也 已发现在用作蜡材料等同物方面是有用的。这些氢化材料在粘合剂工 业中通常称为“动物或植物蜡”。

所述粘合剂通常还包括稳定剂和抗氧化剂。在本发明热熔性粘合 剂组合物中是有用的稳定剂被使用，以帮助保护上述聚合物，从而保 护整个粘合剂系统，不被热降解或氧化降解作用影响，所述热降解或 者氧化降解通常在制造和应用粘合剂以及终产品在周围环境中的普 通暴露时发生。这些降解通常表现为粘合剂外观、物理性质和性能特 征的恶化。特别优选的抗氧化剂是Irganox1010，由BASF等生产的 四(亚甲基(3,5–二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))甲烷(tetrakis (methylene(3,5-di-teri-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate))methane)。

本发明方法中有用的粘合剂组合物也可使用本领域中已知的任 何技术产生。程序的代表性的例子包括将所有液体物质放入夹套混合 釜中，并且优选Baker-Perkins或Day类型的夹套重荷混合器(jacketed heavydutymixer)中，其装备有转子，其后提高该混合物的温度至 120℃到177℃的范围。然后，固体黏性树脂和其他添加剂被加入并 熔化以形成均一混合物。最终，聚合物被加入并混合直到被完全掺混 入。应该理解的，此步骤使用的精确温度取决于具体成分的熔点和最 终粘合剂的粘度。产生的粘合剂组合物一直被搅拌直到聚合物完全溶 解。之后，施加真空，以除去任何带入的空气

使用如下材料：

Piccotac9095是芳香族改性的烃类树脂，其具有95℃软化点。 其可从EastmanChemicalCo.获得。

Eastotac^TMH-142R是氢化烃类树脂，其具有142℃的环球软化点 和4的熔融的加德纳颜色(moltenGardnercolor)。其从Eastman ChemicalCompany可获得。

Escorez5637是氢化芳香族改性的脂环族烃类树脂，其具有 130℃软化点。其可以从ExxonMobilChemical获得。

QuintoneDX390N是C5/C9树脂，其具有100℃软化点。其可以 从ZeonChemical获得。

Kraton1652是氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物，其包含30％ 苯乙烯和基本上0％的二嵌段。它具有使用ASTMD12385以5千克 重量和230℃的测试温度测量时5克/10分钟的熔体指数。它可以从 KratonPerformancePolymers获得。

EscoreneUL7510是ExxonMobilChemicalCo.制造的乙烯/乙酸乙 烯酯共聚物。它具有18.7％的乙酸乙烯酯含量，以及使用ASTM D-1238在190℃/2.16kg测量时500克/10分钟的熔体流动速率(melt flowrate)。

EF532是WestlakeChemicalCo.制造的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。 它具有12％的乙酸乙烯酯含量，以及使用ASTMD-1238在190℃/2.16 kg测量时8克/10分钟的熔体流动速率。

EscoreneUL7560是ExxonMobilChemicalCo.制造的乙烯/乙酸乙 烯酯共聚物。它具有18.7％的乙酸乙烯酯含量，以及使用ASTM D-1238在190℃/2.16kg测量时2.克/10分钟的熔体流动速率。

EscoreneUL7750是ExxonMobilChemicalCo.制造的乙烯/乙酸乙 烯酯共聚物。它具有27.6％的乙酸乙烯酯含量，以及使用ASTM D-1238在190℃/2.16kg测量时25克/10分钟的熔体流动速率。

RGG是氢化牛脂，其环球软化点为大约140°F。其可从Seydel Company,Inc.获得。

Irganox1010是受阻酚抗氧化剂(hinderedphenolicantioxidant)。 其可从CibaSpecialtyChemicals获得。

Nyflex222B是加氢处理的环烷工艺用油，可从NynasCorporation 获得。

为测定粘度、软化点和剥离强度，进行如下测试：

产生的热熔性粘合剂可随后使用各种应用技术被施用在衬底上。 例如包括热熔胶枪(hotmeltgluegun)、热熔狭缝式模具涂布(hotmelt slot-diecoating)、热熔轮涂(hotmeltwheelcoating)、热熔辊涂(hot meltrollercoating)、熔喷涂布(meltblowncoating)、螺旋喷淋(spiral spray)等等。在优选实施例中，热熔性粘合剂是使用螺旋喷淋被喷在 衬底上，这是优选技术，以在尿布制造中产生丝状螺旋模式用于弹性 附着和构造。在一个实施例中，热熔涂布机设有盘状涂布模具，其在 中心具有喷嘴头。该头被一系列用于使热空气喷射通过的倾斜的孔包 围。热熔性粘合剂以细丝(finefilament)的形式从喷嘴泵出。之后， 细丝通过从孔中出来的高速热空气喷射被旋转，以此从输送到衬底的 单股粘合剂产生螺旋模式。本发明意图不是提供喷淋技术的完整描 述，并且细节可以从文献中找到。

对于本发明，优选施用粘合剂的方法是通过喷淋应用，更优选通 过空气辅助。在这些技术当中，最常见的是螺旋喷淋(Nordson的受 控的Fiberization^TM)、Nordson的Summit^TM、Nordson的Surewrap^TM、 ITW的Omega^TM和各种熔喷工艺(meltblownprocess)。对于本发明， 施用热熔性粘合剂时的温度应低于170℃，以使热敏衬底不会被损 坏。优选的，该温度应等于或低于160℃，最优选低于150℃。

本发明中的粘合剂组合物可在许多应用中使用，例如在一次性无 纺织卫生制品、纸张加工(paperconverting)、软包装(flexible packaging)、木材加工(woodworking)、纸板和箱密封、标签和其 他组装应用。特别优选的应用包括一次性尿布和女性卫生巾(feminine sanitarynapkin)、成人失禁制品简单构造连接物、尿布和纸巾(naphin) 核心稳定化、尿布背片的层压制品、工业过滤材料转化、手术服和手 术单组件等等。本发明的粘合剂尤其适合一次性尿布、训练裤(training pants)和成人失禁产品中的构造粘合剂。因为热熔性粘合剂可以被配 制成在室温下是具有非压敏性，它们尤其当施用在非常开放的衬底比 如低定量无纺织物或者有孔的聚乙烯上时是有用的。

仪器表征

旋转粘度在350°F(177℃)根据ASTMD-3236方法测定，并且以 厘泊报告(cP单位)。

动力学温度测试

给定的热熔性粘合剂的流变学性质可以使用TA仪器流变仪测 定，比如Ares3型号。对于下表中列出的粘合剂，温度梯度程序 (temperaturestepprocedure)被使用以测定在各种温度下的储能模量 (storagemodulus)G'和损耗模量(lossmodulus)G"以及横跨温度 (cross-overtemperature)Tx和玻璃化转变温度Tg，并且可如本领域 中的惯用方法根据ASTMD-4440-01测量。该仪器设置成10弧度每 秒的频率，并且温度从+140℃到-40℃变化。使用的平行盘的直径为 25mm，间隙为1.6mm。

总体上，热熔性粘合剂比如在本申请描述的那些，当在25℃的 储能模量(G')大于大约l×l0⁶达因/cm²时，变得非黏性的。因为这个原 因，当所述粘合剂被用于相对开放的衬底比如低定量非织造布或者多 孔的聚乙烯膜时，其可能存在渗透或粘连的问题，因此G'在25℃应 大于l×l0⁶达因/cm²，大多数用于尿布和女性护理片(femcarepad) 构造的常规压敏热熔体粘合剂的G'低于l×l0⁶达因/cm²，或甚至低于 5×l0⁶达因/cm²。这可能导致尿布或片(pad)自身或者与其他包装材 料粘附在一起。更糟的是，在使用前从包装材料移开时撕坏制品。这 可能导致产品不能用或者容易渗漏。

本发明描述的新颖粘合剂制剂的流变学分析显示在30℃到 70℃之间G'(储能模量)的快速增长。该G'的快速增长是快固化速度 的特征。该模量的增长大于2个数量级。

性能评估

在本发明中描述的新颖粘合剂制剂的粘合评估显示与传统EVA、 APAO和SBC粘合剂相比超强的性能。使用本发明描述的新颖粘合 剂制剂的剥离值显示强度增加。并非如传统上配制的EVA、APAO 和SBC粘合剂所见那样，该剥离强度的增加并没有以增加的粘连和/ 或冷流为代价。

与传统上配制的EVA、APAO和SBC粘合剂相比，本发明描述 的新颖粘合剂制剂在高温时的剥离强度保留显著增加。

本发明提供了包括如下组分的掺和物的热熔性粘合剂组合物，其 用于聚丙烯无纺织衬底层压应用。表1显示了几个包括乙烯-乙酸乙 烯酯共聚物和SEBS嵌段共聚物、黏性树脂和矿物油的掺和物的制剂。 也显示了物理特性和选择的流变学数据。缩写"Vis"指以厘泊(cP)报告 的粘度，并且其是依据ASTMD-3236在350°F(177℃)下测定的。G' 指以达因/cm²报道的在25℃的储能模量，且是依据本文所述的流变 学测试程序测定。Tx指以摄氏度(℃)报告的横跨温度，且是储能模 量G'和损耗模量G"相等时的温度。Tg指以以摄氏度(℃)报告的玻璃 化转变温度，且是依据本文所述的流变学测试程序测定。流变学测试 的ASTM程序均包括在ASTMD-4440-01，其包括获得横跨温度Tx、 储能模量G'、损耗模量G"和玻璃化转变温度Tg。环球软化点(R&BSP) 以°F或℃报告，并且依据ASTME-28测定。

表1

表1(续)

所有表1中显示的混合物都在热老化期间表现出了极好的相容 性，未出现相分离。它们熔融时也是清澈的，这表明了良好的相容性。

在表2中，显示了两个现有技术产品以及它们的物理性质。H9564 是用于尿布构造产品的烯烃型热熔体。H20080也是一次性尿布构造 产品，但是基于非氢化苯乙烯嵌段共聚物。这些产品均不含有任何 EVA。他们都是商业上可从Bostik,Inc.获得的。

表2

性能

为了测定粘合剂剥离性能，使用NordsonSignature^TM喷淋头和2 英寸宽的粘合剂模式(adhesivepattern)，将来自FirstQuality Nonwovens的15克每平方米(15g/m或15GSM)的纺黏的无纺织包衬 复面纸(topsheet)的样品层压制品粘附在透气聚乙烯上。在气候 (climate)控制室中，使层压制品老化24小时，然后通过英特斯朗拉力 测试机(Instrontensiletester)以12英寸每分钟的速度拉开，气候控 制室维持在75°F和50％相对湿度。剥离力以克为单位被测量，且在 除去开始和最后5％的样品长度以降低来自开始和结束测试时的可变 性之后，通过确定平均剥离强度来计算剥离值。该测试使用两个不同 的添加水平进行，2.0克每平方米和4.2克每平方米。粘合剂在149℃ (300°F)的温度被施用，开放时间是0.12秒。每个现有技术的粘合剂 的剥离力以及实施例1和3-5的剥离力在表3中显示。剥离力值是按 克每英寸宽给出的。

表3

粘连测试

一些粘合剂样品的粘连抗性被评估。在该测试中，以4.2GSM的 添加水平将上述准备的层压制品样品抵靠无纺织物的另一层放置，以 使层压制品的无纺织层与第二无纺织物直接接触。这模仿了尿布在包 装里发生的情况。等于200克每平方厘米的重量被放在构造上端，且 被放入高于60℃(140°F)的恒温箱48小时。在那之后，样品从烘箱 中移出，并允许冷却至室温。分开两层无纺织层所需的平均剥离力是 使用英特斯朗拉力测试机以12英寸每分钟的十字头速度测定。

典型的苯乙烯嵌段共聚物型构造产品H20080在该测试中展示出 了112克每英寸宽模式的粘连测试值。这是不可接受的高值，其非常 可能导致打开尿布时撕坏衬底。对于这个测试，希望获得尽可能低的 低剥离力。典型的，低于50克每英寸宽的力的样品是期望的。更优 选是低于25克每英寸。H9564是烯烃型尿布构造粘合剂，并且具有 26克每英寸的值，该值是边界值(borderlinevalue)。

粘连力与无纺织制品的定量高度相关。定量越低，粘连值将越高， 因为织物具有更多的粘合剂被暴露的开放空间。

第二个更严苛的粘连测试使用两个不同定量的无纺织制品进行。 无纺织衬底是定量为18GSM和10GSM的纺黏织物。首先，按上述 准备聚乙烯无纺织层压制品(polyethylenetononwovenlaminate)，但是 粘合剂添加速度被增加到7克每平方米，这在构造应用中被认为是高 的。对于很多尿布应用，10GSM无纺织制品被认为相当低，所以10 GSM无纺织制品和7GSM的粘合剂添加的组合是非常难的组合。

表1中的实施例1和实施例2在该测试中被评估。实施例1以 18GSM无纺织制品给出了8克/英寸的粘连值，并且以10GSM无纺 织制品给出了20克/英寸的粘连值。实施例2对于18和10GSM无纺 织制品，分别给出了8克/英寸和15克/英寸的值。