CN102498170B - 基于烯烃嵌段共聚物的热熔性粘合剂 - Google Patents

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Abstract

一种热熔性粘合剂组合物包括含有按重量计约5-50％的烯烃嵌段共聚物、按重量计约10-70％的第一增粘性树脂、约0-65％的第二增粘性树脂、按重量计约0-60％的增塑剂；按重量计约0-20％的芳族补强树脂、按重量计约0.1-5％的稳定剂以及按重量计约1-40％的次要聚合物的组分的共混物，第一增粘性树脂和第二增粘性树脂以及补强树脂具有等于或小于250焦耳/克的结晶度，其中该组分合计为按重量计100％的组合物，且该组合物的粘度在163℃下等于或小于约20,000mPa*s。还描述了层压制品和使用热熔性粘合剂制造这样的层压制品的方法。该粘合剂组合物和/或层压制品可以用于多种终端产品中。

Description

基于烯烃嵌段共聚物的热熔性粘合剂
发明背景
本发明涉及热熔性粘合剂，且更具体涉及一种使用烯烃嵌段共聚物(OBC)来提供高的初始粘结抗力以便制造弹性部件例如用于一次性尿布中的含有弹性线的层压制品的热熔性粘合剂。
制造物品，尤其是一次性物品的复杂度日益增大也引起热熔性粘合剂工业的重要改进和发展。热熔性粘合剂用于在较宽的粘合剂应用加工窗口内粘结更多种基材，且用于大的最终用途组合。例如，就尿布制造业而言，所涉及的材料可以是无纺材料、聚合物膜且通常是弹性部件。这些弹性部件可以呈线、膜、无纺物或任何其他连续的或不连续的形式用在尿布等产品中。
热熔性粘合剂的加工性能与它们被熔化、以及在熔融阶段中被输送和/或涂覆到需要粘结的最终位置的能力有关。通常，将熔融的粘合剂喷涂或涂覆成膜。一旦冷却下来，粘合剂需要满足多项要求，如由剥离力所测量的粘结强度或者机械应力下或机械应力之后以及各种热条件下或各种热条件之后的粘结保留度(bondretention)。
通常而言，热熔性粘合剂可以基于聚合物，如聚烯烃(乙烯基或丙烯基聚合物)，或官能化的聚烯烃(具有含氧单体的乙烯或丙烯共聚物)，或含有至少一种橡胶相的苯乙烯嵌段共聚物(如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)聚合物)。苯乙烯嵌段共聚物是令人感兴趣的，这是因为它们具有双重特征，即，与另一相的橡胶性质有关的苯乙烯类相的粘合。典型的施用温度等于或高于150℃。
多年来，许多不同的烯属聚合物已经用于配制在一次性软物品的结构中使用的热熔性粘合剂。这些聚合物中的第一种是无定形聚丙烯(APP)。此材料作为结晶聚丙烯的副产物来产生且通过溶剂提取获得。此APP聚合物可以与各种增粘剂、增塑剂、蜡等结合来生产可以用于如尿布结构物中的热熔体。
后来，可获得基于比最初的APP聚合物具有诸多改进性能的目的制造的聚合物。这些聚合物被称为无定形聚α烯烃(APAO)。它们主要使用Ziegler-Natta催化来生产且可以使用包括但不限于丙烯、乙烯和丁烯的多种单体来制备。多种共聚物和三聚物由许多制造商来生产。它们包括生产聚合物的EvonikIndustries；生产RT范围的材料的REXtac，LLC以及线性聚合物的制造商的EastmanChemical。它们的特征都是具有非常低的结晶度，通过DSC测得的。由于是商业化生产，因此它们是具有宽分子量分布的无规聚合物。
当配制成一次性物品的结构中的热熔性粘合剂时，它们存在一些缺陷。它们通常缺少高温抗热性(尤其是抗蠕变性)，因此它们不能用于弹性连接。这是因为它们的无定形特性。虽然它们广泛用于尿布结构应用中(将无纺物粘结到聚乙烯)，但它们不具有弹性连接应用所需的抗高温蠕变性的水平。
基于APAO的热熔性粘合剂不能用于弹性连接的另一个原因是它们的可喷涂性差。虽然以多种方式施用结构应用，但是弹性粘合剂几乎总是使用喷涂应用设备来施用。与结构应用相比，用于弹性连接的喷涂应用的要求高得多。粘合剂通常以比结构应用更热且更高的附加水平来施用。这在未合适施用时可能导致烧穿问题。此外，弹性应用需要被更准确地施用，是直接施用到弹性线上，而不是整个结构应用。
过去常用的聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯还未被用于任何尿布结构应用中。虽然这些聚合物用于包装应用(如，盒和纸板箱密封)的热溶体粘合剂中，但它们缺乏一次性应用所需的粘合性、晾置时间和可喷涂性。这些类型的聚合物的实例包括来自WestlakeChemicalCompany的聚合物。
最近，金属茂催化剂已经用于制造具有更精确的特制性能的聚烯烃。例如，聚合物的分子量可以以过去的Ziegler-Natta催化剂不可能实现的方式受到控制。聚合物可以使用高水平的单体例如丁烯-1和辛烯-1来制备，以生产具有非常低水平的结晶度和密度的聚合物。虽然这些聚合物已用于制造具有更好的粘合特性的热溶体粘合剂，但是它们还未能广泛用于无纺物行业中，原因是它们缺乏可喷涂性。这些金属茂催化剂的实例包括来自DowChemicalCompany的知聚合物。
就可喷涂性而言，一次性行业中的标准品一直是基于苯乙烯嵌段共聚物，尤其是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物的热熔体。就可喷涂性和应用窗口的方便而言，基于非烯属的聚合物一直能够匹配苯乙烯嵌段共聚物的特性。术语“应用窗口”意指给定粘合剂将很好施用的条件范围。例如，如果给定的热溶性粘合剂仅能够被施用到窄范围内的温度、流速、空气压力、晾置时间等，那么该热熔性粘合剂被描述为具有窄应用窗口。如果另一方面，粘合剂可以被施用到宽范围的条件内且仍得到可接受的粘结，那么该粘合剂被描述为具有宽应用窗口。非常重要的是，制造一次性物品中使用的产品具有宽的应用窗口以在如线启动期间发生的线速度波动或生产时可能碰到的温度波动期间，使停机和刮擦最少。由于这些生产线通常以超过1000英寸每分钟的线速度进行操作，因此重要的是减少刮擦。
聚烯烃聚合物被生产成具有非常宽范围的分子量、单体、密度和结晶度。聚烯烃聚合物还使用越来越多种催化剂来制造。这些催化剂是Ziegler-Natta催化剂、金属茂和其他单一位点催化剂以及可以生产嵌段聚烯烃的最近那些催化剂。
这些聚合物的结晶度范围从非常低(例如具有无定形聚丙烯或无定形聚α烯烃的聚合物)到非常高(诸如等规聚丙烯)。聚合物的结晶度可以通过差示扫描量热法(DSC)或X射线衍射技术来测定。DSC是目前最广泛使用的技术。熔化焓(也称为熔化潜热或熔化热)可以使用题目为“StandardTestMethodofEnthalpiesofFusionandCrystallizationbyDifferentialScanningCalorimetry”的ASTME793-01来测量和量化。熔化焓是使聚合物的结晶部分熔化所耗费的能量的量。此值通常以焦耳/克(J/g)来记录。
此数值广泛变化，从几乎0焦耳/克高达250焦耳/克，这取决于聚合物的结晶度。理想的是，真正的无定形聚合物将无结晶度，无熔点且因此具有零熔化焓。正如美国专利7,524,911中描述的(第8栏，第30-33行)，“术语‘无定形’指缺少结晶熔点(通过差示扫描量热法(DSC)或等同技术测定的)的聚合物”。
实际上，以“无定形聚α烯烃”(APAO)销售的大多数聚合物具有一些低水平的结晶度。另一方面，被认为结晶的聚合物不是百分之百结晶的。在’911专利中，在第8栏，第26-30行描述了“术语‘结晶’指具有一阶转变或结晶熔点(Tm)(通过差示扫描量热法(DSC)或等同技术测定的)的聚合物，且此术语可以与术语‘半结晶’互换地使用”。
使被认为“无定形”的聚合物与被认为“半结晶”或“结晶”的聚合物之间具有可量化的界限是有用的。在美国专利6,747,114中，在第8栏，第9-14行描述了“半结晶的聚合物优选具有由DSC测定的约30J/g至约80J/g，更优选由DSC测定的约40J/g至约70J/g以及最优选由DSC测定的约50J/g至约65J/g的熔化热”。
Bostik的内部分析与上面的描述相关。“无定形的聚α烯烃”实际上不是完全无定形的且具有由DSC测定的非常低水平的结晶度。由EastmanChemicalCo.以商标作为“无定形的聚烯烃”销售的和由EvonikIndustries以商标作为“无定形的聚α烯烃”销售的以及由REXtac，LLC以RT制造的许多等级的分析显示出所有聚烯烃具有小于25焦耳/克的熔化焓(或热)。所获得的单个最高值是708的20.4焦耳/克。美国专利7,517,579(颁布给Kimberly-ClarkWorldwide，Inc.)中显示的两种等级中的一种是RT2730，其具有9.4焦耳/克的熔化热。提到的另一个等级是RT2723，根据REXtac通常的术语，其应该是RT2730的低粘度版本且具有相同的单体比。因此，熔化焓应该类似于RT2730。总之，目前可获得的数据强烈表明目前作为“无定形的聚α烯烃”销售的任何等级的聚合物将具有小于约25焦耳/克的熔化焓值。
落入“半结晶”的聚合物类的多种其他聚烯烃由多个制造商来生产。它们具有大于约30焦耳/克的熔化热值，这使它们在APAO的范围之外。例如，乙烯醋酸乙烯酯共聚物在从高乙酸乙烯酯等级(40％VA)的约35焦耳/克到较低乙酸乙烯酯等级(18％VA)的约73焦耳/克的范围内。聚α烯烃诸如Dow的等级(乙烯/辛烷共聚物)在从相对低密度等级(0.870g/cc，MI＝5)的8200的约52焦耳/克到较高密度等级(0.900g/cc，MI＝6)的称为PL1280的77J/g的范围内。Dow还制造了专门用于热熔性粘合剂的称为GA1900的高熔体指数等级(0.870g/cc，MI＝1000)具有57焦耳/克的熔化热。很清楚，这些聚合物不能被认为是无定形的且不是无定形的聚α烯烃。
聚烯烃领域最新的进展是被称为“烯烃嵌段共聚物”或OBC的聚烯烃。这是使用链穿梭催化技术生产的一类完全新的聚烯烃聚合物，链穿梭催化技术产生线性嵌段结构的单体，而不是由Ziegler-Natta或常规金属茂技术产生的无规聚合物。此时，OBC由DowChemical以商标制造。OBC由与具有高共单体含量和低玻璃化转变温度的无定形乙烯-辛烯嵌段(软)交替的具有非常低共单体含量和高熔点的可结晶的乙烯-辛烯嵌段(硬)组成。这赋予聚合物比典型的具有类似密度的金属茂无规聚合物好得多的抗高温性和弹性。虽然的等级中的一些具有低熔化热(约20焦耳/克)，但它们不能被认为是无定形的聚α烯烃，原因是聚合物结构是完全不同的(即，嵌段对无规)且被专门生产以具有结晶区域。它们不仅仅是基于结构不同，而且从物理特性的观点看它们也是不同的，OBC具有更好的弹性恢复、压缩变定和抗高温性。同样，它们被销售到用于不同最终用途的不同市场且不能认为彼此是相同的。
美国专利US7,524,911和WO2009/029476公开了基于烯烃嵌段共聚物(OBC)的粘合剂组合物。公开了OBC和OBC的多种应用的其他参考文献包括WO2006/101966、WO2006/102016、WO2008/005501和WO2008/067503。
发明概述
本发明基于使用烯烃嵌段共聚物(OBC)的独特制剂，尤其用于尿布结构物中的弹性连接和构型。本发明解决了非常重要的需求，即使用与目前使用的施用技术相同的施用技术(如涂覆技术和附加水平(add-onlevel))来施用可喷涂的、基于烯烃的热熔性粘合剂，并提供用与目前的基于SIS和SBS的技术所期望的相同水平的性能的最终应用，即就抗蠕变性、剥离力而言的高粘结强度水平以及通常具有耐机械性和耐热性的粘结保留度。当配制到热熔性粘合剂中时，与基于APAO的粘合剂或基于过去几代用的聚烯烃的粘合剂相比，OBC提供改善的喷涂特性。具体地，当与APAO或具有低结晶度的其他聚合物一起被制造时，可以生产具有粘合性、抗高温蠕变性和可喷涂性的独特组合的热熔性粘合剂。不使用苯乙烯嵌段共聚物先前还未能获得这种特性组合。此外，与基于SIS的或基于SBS的常规粘合剂相比，OBC提供高温存储时改善的粘度稳定性。最后，OBC在高温下是热稳定的。
通常有多种方法用于在基材上涂覆粘度相当低的热熔性粘合剂。这可以通过辊涂或任何印刷类方法，或通过狭缝式涂覆，通过挤出或通过喷枪来进行。喷枪技术有多种且可以借助或不借助将使粘合剂喷涂成形并因此使粘合剂图案成形的压缩空气。通常使热熔性粘合剂材料熔化在罐中，然后将其泵送穿过软管至基材上最终的涂覆位置。对本发明来说，施用粘合剂的优选方法将是通过喷涂施用，最优选在空气的辅助下进行。在这些技术中，最常用的是旋喷(Nordson的ControlledFiberizationTM)、Nordson的SummitTM、Nordson的SurewrapTM、ITW的OmegaTM、Nordson的CurtainCoatingTM和各种熔喷(meltblown)工艺。
对本发明来说，施用热熔性粘合剂的温度应低于170℃，使得热敏性基材不会被破坏。优选地，此温度应该等于或低于150℃。
而且，粘合剂材料的粘度(经由ASTMD3236-88测量)通常应该在163℃下测量时低于20,000mPa.S，更优选低于15,000mPa.S，最优选低于12,000mPa.S。具有这样低粘度的粘合剂需要通过标准的热熔性粘合剂设备进行操作，并获得合适的图案，以及因此获得施用温度下的合适的粘结性能。
本发明的粘合剂可以与现有技术已知的常规结构物的任何工艺或弹性连接技术一起使用。
本发明的粘合剂可以与涉及多种基材材料的任何应用一起使用，这些基材材料如无纺材料、聚合物膜和通常置于如尿布的物品中的弹性部件，呈线、膜、无纺物或任何其他连续的或不连续的形式。任何基材材料和任何基材形式可以按任何可能的组合使用，粘合剂允许两种或更多种基材粘结在一起。基材可以是多种形式，如纤维、膜、线、条、条带、涂层、箔、片和带。基材可以是任何已知的组合物，如聚烯烃、聚丙烯酸、聚醋、聚氯乙烯、聚苯乙烯、纤维素(如木头、纸板和纸)，或由无机化合物(如混凝土、玻璃或陶瓷)制成。基材的机械性质可以是刚性的、塑性的或弹性的。弹性材料有多种实例，如天然橡胶或合成橡胶、基于聚氨酯的共聚物、聚醚或聚酯型聚氨酯、苯乙烯或酰胺的嵌段共聚物或烯属共聚物。上面所列举的并不是限制性的或包括一切的，而仅作为通常的实例被提供。在本发明中，可以采用处理热熔性粘合剂的多种方法，这与它们被熔化，以及在熔融阶段中被输送和/或被涂覆或喷涂到需要粘结的最终位置的能力有关。
本发明的粘合剂还可以与任何应用一起使用，这些应用中，在将部件与在低于170℃(优选等于或低于150℃)的温度下使用的热熔性粘合剂粘结在一起的帮助下，制备复合材料和一次性产品，同时从粘合性粘结获得足够的粘合，以在低温下、环境温度下或在高温下，尤其是在蠕变条件下经受住机械应力。尿布、成人失禁产品、卫生巾和其他一次性吸收产品以及床垫、吸收垫、手术单(surgicaldrape)和其他相关的医疗装置或手术装置是本发明的粘合剂组合物所设想的应用。建筑应用、结构应用或包装应用，尤其是一次性物品的包装和食品包装也可以是使用本发明的应用。本发明的热熔性粘合剂的最特定的应用是用于弹性连接，其中当在低于170℃，优选等于或低于150℃的温度下施用粘合剂时，本发明可以将弹性线粘结到膜基材上。
在尿布应用中弹性连接的良好性能通常是当在将粘合剂施用在基材上后的2天内进行下文描述的特定测试(初始蠕变测试)，在此测试中，粘结保留度超过60％，优选超过70％，更优选超过75％，最优选超过80％。这些测试表明粘合剂可以达到的粘合水平和抗蠕变水平(或粘结保留度)。由于生产和材料成本中所涉及的经济因素，对螺旋喷射应用来说，优选的粘合剂附加物小于18gsm(“gsm”指每平方米的被粘合剂材料覆盖的基材的粘合剂的克数)，更优选等于或小于15gsm，且最优选等于或小于12gsm。如果采用单线涂覆技术，附加物水平通常小于60mg克/线/米。对建筑应用来说，附加物水平通常是6克/平方米或更低。对其他应用，附加物水平将取决于具体的最终使用要求。
因此，本发明提供了热熔性粘合剂组合物，其包含下述组分的共混物：
按重量计约5％至约50％，优选约10％至约30％且更优选约12％至约20％的烯烃嵌段共聚物(OBC)；
按重量计约10％至约70％，优选约40％至约65％且最优选约50％至约60％的具有至少约95℃的软化点且优选具有约95℃至约140℃的软化点的第一增粘性树脂；
约0％至约65％的第二增粘性树脂，其不同于第一增粘性树脂；
按重量计约0％至约60％，优选约2％至约30％，更优选约3％至约20％的增塑剂；
按重量计约0％至约20％，优选约2％至约15％，更优选约4％至约12％的以及最优选约6％至约10％的具有等于或高于115℃的软化点的芳族补强树脂；
按重量计约0.1％至约5％的稳定剂或抗氧化剂；和
按重量计约1％至约40％，优选约2％至约35％且更优选约2％至约30％的不同于OBC、第一增粘性树脂和第二增粘性树脂以及所述补强树脂的具有相对低结晶度的次要聚合物，低结晶度等于或小于250焦耳/克(J/g)，优选等于或小于150焦耳/克且更优选等于或小于100焦耳/克；以及上述成分中的每一种的共混物；
其中组合物在163℃(325F)下的粘度(通过ASTMD3236-88测量)等于或小于约20,000mPa.S，优选在163℃下等于或小于约15,000mPa.S以及更优选在163℃下等于或小于约12,000mPa.S。
虽然本发明的粘合剂组合物中的主要聚合物组分是OBC，且次要聚合物应该具有相对低的结晶度，但是也可以使用含有按重量计约1％至约25％，优选按重量计约1％至约15％的额外的辅助聚合物的OBC和次要聚合物的共混物，辅助聚合物包括EVA或苯乙烯嵌段共聚物，诸如SIS、SI、SBS、SB、SIBS、SEB、SEBS、SEP、SEPS、SBBS、SEEPS及其每一种的共混物，只要额外的辅助聚合物是相容的。辅助聚合物是不同于OBC、第一和第二增粘性树脂、补强树脂以及次要聚合物的聚合物且起到提供期望的物理特性的作用，这取决于粘合剂组合物的最终用途。
还可以使用相对少量(按重量计0-20％)的结晶度更高的材料，诸如蜡，只要其不干扰最终用途所要求的性能水平。
木发明还提供了层压制品，其包括与基于OBC的粘合剂组合物粘结在一起的第一无纺材料层、第二无纺材料层和设置在所述第一无纺层和第二无纺层之间的一种或多种弹性基材。
层压制品还可以包括与基于OBC的粘合剂组合物粘结在一起的第一无纺材料层、第二膜材料层和设置在所述第一层与第二层之间的一种或多种弹性基材。膜材料可以包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯-丙烯共聚物膜或布状的涂覆的膜材料，且弹性基材优选为多根弹性线。
层压制品还可以包括与粘合剂组合物粘结到第二膜材料层或第二无纺材料层的第一无纺材料层，且它们之间无任何弹性基材。
本发明的粘合剂组合物和/或层压制品可以用于制备多种终端产品。实例包括一次性尿布、卫生巾、床垫、绷带、手术单、胶带、标签、塑料片、无纺片、纸片、纸板、书、过滤器或包装物。
在又一个方面，本发明提供了制备层压制品的方法，其包括下述步骤：在第一方向上供应第一基材；在所述第一方向上供应与所述第一基材隔开的第二基材；将粘合剂组合物施加到所述基材中的一种或两种；以及将所述基材压制在一起以形成层压制品。
当希望得到弹性的层压制品时，该方法包括另外的步骤：在所述第一方向上，在第一基材与第二基材之间供应一种或多种弹性基材，在粘合剂施用之前、施用过程中或施用之后拉伸所述弹性基材；以及在将基材压制在一起之前，向所述弹性基材或者所述基材中的一种或两种施用粘合剂组合物。弹性基材优选为多根弹性线，每一根从其初始的松弛状态拉伸达500％。
发明详述
如本发明描述中界定的增粘性树脂可以是分子或大分子，通常是来自天然来源或化学工艺或其组合的分子化合物或与常见聚合物相比分子量相当低的聚合物，它们通常增强最终的热熔性粘合剂组合物的粘合性。
本发明的热熔性粘合剂组合物还包括与OBC共聚物相容的固体增粘剂。代表性的树脂包括C5/C9烃树脂、合成多萜、松香、松香脂、天然萜以及类似物。更具体地，有用的增粘性树脂包括任何相容的树脂或其混合物，诸如(1)天然松香和改性松香，包括脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香和聚合松香；(2)天然松香和改性松香的甘油酯和季戊四醇酯，包括浅色的木松香的甘油酯、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以及松香的酚改性的季戊四醇酯；(3)天然萜的共聚物和三聚物，诸如苯乙烯/萜和α甲基苯乙烯/萜；(4)通常由萜烃的聚合产生的多萜树脂，诸如在Friedel-Crafts催化剂存在下，在适度低的温度下已知为蒎烯的双环单萜；还包括氢化萜烯树脂；(5)酚改性的萜树脂和其氢化衍生物，诸如，如在酸性介质中，由双环萜和苯酚的缩合产生的树脂产物；(6)主要由烯烃和二烯烃组成的单体的聚合产生的脂族石油烃树脂；还包括氢化的酯族石油烃树脂；以及(7)环状石油烃树脂和其氢化衍生物。对某些制剂来说，可能需要两种或更多种上述增粘性树脂的混合物。还包括环状或非环状的C5树脂和芳族改性的环状或非环状树脂。
增粘性树脂应该具有至少约95℃且优选在约95℃至约140℃之间且更优选软化点在约95℃至约115℃之间的环球法软化点(通过ASTME28测得)。优选的增粘剂是具有约100℃至115℃之间的环球法软化点的氢化的芳族改性的二环戊二烯树脂。最优选的增粘性树脂是完全氢化的树脂，而不考虑类型，像脂族或脂环族烃树脂，诸如H100W或SU210，纯的芳族单体树脂，诸如Regalrez1094和无芳族成分的DCPD(二环戊二烯)树脂，诸如Escorez5400。
此外，其他优选的增粘性树脂是部分氢化的脂族烃树脂，诸如EastotacH100L和EastotacH100R，以及非氢化的脂族C5树脂和具有低芳香度的芳族改性的C5树脂，分别是诸如Piccotac1095和Piccotac9095。
增粘剂通常以大于OBC嵌段共聚物的量的量存在于粘合剂组合物中。在此范围内，采用按重量计约10％至70％，优选按重量计约40％至65％，且最优选按重量计约50％至60％的组合物的量。还可以采用两种或更多种增粘性树脂的共混物。例如，还可以采用第一增粘性树脂和不同于第一增粘性树脂的第二增粘性树脂的共混物。如果期望的话，按重量计约0％至约65％的一种或多种额外的增粘性树脂可以与第一增粘性树脂共混。
用于根据本发明的热熔性粘合剂配方中的主聚合物组分是烯烃嵌段共聚物(OBC)。
“烯烃嵌段共聚物”或OBC是聚烯烃领域的最新进展。这是使用链穿梭催化技术生产的一类完全新的聚烯烃聚合物，链穿梭催化技术产生线性嵌段结构的单体，而不是由Ziegler-Natta或常规金属茂技术产生的无规聚合物。此时，OBC由DowChemical以商标制造。OBC由与具有高共单体含量和低玻璃化转变温度的无定形乙烯-辛烯嵌段(软)交替的具有非常低的共单体含量和高熔点的可结晶的乙烯-辛烯嵌段(硬)组成。这赋予聚合物比典型的具有类似密度的金属茂无规聚合物好得多的抗高温性和弹性。这些聚合物描述在WO2006/101966和颁布给DowChemicalCo.的其他专利中。
烯烃嵌段共聚物不应该被认为是无定形的α聚烯烃，原因是聚合物结构完全不同(即，嵌段对无规)且被专门生产以具有结晶区域。此外，OBC的聚分散度明显比通常使用的其他烯烃(如，APAO)窄，这影响它们的熔融曲线，正如通过DSC(差示扫描量热法)测得的。正是因为OBC的这些结构差异连同窄的聚分散度提供了具有改善的热粘性、粘合性和冷温柔性且不会影响其总体抗高温性的热熔性粘合剂。
OBC共聚物可以以按重量计约5％至约50％、按重量计约10％至约30％且最优选按重量计约12％至约20％的量被结合到组合物中。烯烃嵌段共聚物(OBC)是具有硬(高度刚性)节段和软(高度弹性)节段的交替嵌段的聚烯烃。OBC的嵌段结构提供比无规聚烯烃共聚物有优势的柔性和可喷涂性的性能平衡。OBC是可从DowChemicalCompany以商标按不同等级购得的，不同的等级主要基于如下所示的它们的密度和重量％结晶度来区分：
OBC等级 密度(g/cm3) 熔体指数(MI)
Infuse 9817 0.877 15
Infuse 9807 0.866 15
OBC在本领域是众所周知的。它们的合成和物理特性的细节可以见于，如WO2006/101966、WO2006/102016、WO2006/102150、WO2009/029476和US7,254,911中，这些专利的公开内容在此通过引用并入。正如本领域已知的，OBC的密度与其结晶度直接相关，即密度越高，结晶百分比越高。用于本发明热熔性粘合剂组合物中的OBC具有0.860g/cm3至0.900g/cm3范围内的密度和1g/10min至1000g/10min，优选1g/10min至100g/10min的熔体指数，正如根据ASTMD1238在190℃下以2.16kg重量测量的。
还可以采用两种或更多种OBC的共混物。例如，可以采用第一OBC聚合物和不同于第一OBC聚合物的第二OBC聚合物的共混物。
除了OBC外，热熔性粘合剂组合物还包括按重量计约1％至约40％，优选约2％至约35％且最优选约2％至约30％的具有相对低结晶度的次要聚合物，低结晶度等于或小于250焦耳/克(J/g)，优选等于或小于150焦耳/克且更优选等于或小于100焦耳/克(J/g)。在一些实施方案中，结晶度等于或小于约80J/g且在其他实施方案中等于或小于约50J/g，以及在其他实施方案中等于或小于约25J/g。因而，次要聚合物包括本文先前讨论的无定形的聚α烯烃(APAO)和结晶的或半结晶的聚合物两者。次要聚合物是不同于OBC、第一和第二增粘性树脂以及补强树脂的聚合物。例如，次要聚合物可以起到维持组合物相对低的粘度且不会显著影响对底物例如聚乙烯的粘结强度的作用。
如本文使用的，术语“次要聚合物”指包括均聚物、共聚物、三聚物和/或均聚物、共聚物或三聚物的共混物的热塑性材料。可以使用一种次要聚合物，或两种或更多种次要聚合物的混合物可以被结合到粘合剂组合物中，这取决于所期望的制剂，只要结晶度低于250J/g。
多种众所周知的且易于获得的热塑性材料中的任一种也可以被用作粘合剂组合物中的次要聚合物。这样的材料的实例包括基于乙烯的聚合物，包括乙烯醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯、乙烯甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯甲基丙烯酸甲酯、乙烯-苯乙烯互聚物(EIS)、乙烯丙烯酸、乙烯醋酸乙烯酯一氧化碳和乙烯N-丁基丙烯酸酯一氧化碳；聚丁烯-1聚合物或共聚物；聚烯烃，诸如高和低分子量聚乙烯；聚乙烯共混物和化学改性的聚乙烯、乙烯和C1-C8单-或二-饱和单体的共聚物；聚酰胺；聚丁二烯橡胶；聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；热塑性聚碳酸脂；无定形的聚α烯烃(APAO)；无规聚α烯烃，包括无规聚丙烯、聚乙烯基甲基醚和其他；热塑性聚丙烯酰胺例如聚丙烯腈和丙烯腈与其他单体例如丁二烯苯乙烯的共聚物；聚甲基戊烯；聚苯硫醚；芳族聚氨酯；聚乙烯醇及其共聚物；聚醋酸乙烯酯及其无规共聚物；苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯弹性体、A-B、A-B-A、A-(B-A)n-B、(A-B)n-Y嵌段共聚物，其中A嵌段包括聚乙烯基芳族嵌段例如聚苯乙烯，B嵌段包括橡胶状中嵌段，其可以是聚异戊二烯或聚丁二烯，且任选地被氢化，Y包括多价化合物，且n是至少3的整数以及所述物质的混合物。后一种嵌段共聚物的实例包括苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯以及苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯。
嵌段共聚物可从KratonPolymer、Enichem、Fina和Dexco获得。多嵌段或递变嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)可从Firestone获得。
可以使用的其他次要聚合物是间规聚丙烯(SPP)聚合物和/或SPP与无定形的无规聚α烯烃(APAO)的共混物，它们都是本领域众所周知的。SPP聚合物基本上是高分子量的立体定向性丙烯均聚物或丙烯与其他α烯烃单体诸如乙烯、丁烯-1或己烯-1的共聚物。APAO聚合物是一类基本上无定形的低分子量均聚物或丙烯或乙烯与α烯烃共单体的共聚物。
包括次要聚合物的热塑性聚合物材料可以包括热塑性材料或热塑性材料的共混物，其优选地选自由聚烯烃、丙烯酸改性的聚烯烃、醋酸乙烯酯改性的聚烯烃和丙烯酸聚合物组成的组。聚烯烃可以是聚丙烯或聚乙烯。丙烯酸改性的聚烯烃可以是聚丙烯或聚乙烯与丙烯酸的共聚物。类似地，醋酸乙烯酯改性的聚烯烃可以是聚丙烯或聚乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物。
包括次要聚合物的热塑性聚合物材料优选是包括按重量计主要部分的乙烯和按重量计次要部分的C3至C18α烯烃共单体的合适的单一位点或金属茂催化的基于乙烯的共聚物，或包括按重量计主要部分的丙烯和按重量计次要部分的C2至C18α烯烃共单体的单一位点或金属茂催化的基于丙烯的共聚物，或者基于乙烯的共聚物、基于丙烯的共聚物、或一种或多种基于乙烯的共聚物与一种或多种基于丙烯的共聚物的共混物。α烯烃共单体优选包含3至12个碳原子，更优选包含4至10个碳原子，且最优选包含4至8个碳原子。更具体地，α烯烃共单体可以选自1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-十二烯、3-甲基-1-己烯、1-辛烯和1-癸烯。特别优选的是1-丁烯或与乙烯共聚合的1-辛烯。
基于乙烯的共聚物中的α烯烃共单体含量是按重量计至少20％且在按重量计20％至50％，优选按重量计25％至50％，更优选按重量计30％至50％的范围内。合适的基于乙烯的共单体具有由ASTMD-792测定的0.90g/cm3或更低的粘度，且在0.90g/cm3至0.85g/cm3，优选在0.89g/cm3至0.85g/cm3之间，且最优选在0.885g/cm3至0.85g/cm3之间的范围内。合适的基于乙烯的共聚物还具有由ASTMD1238测定的在190℃和2.16kg下大于10g/10分钟，优选大于50g/10分钟且更优选大于100g/10分钟的熔体指数。
基于丙烯的共聚物中的α烯烃共单体含量是按重量计至少5％，优选按重量计5％至30％，且最优选按重量计5％至15％，且优选的共聚物是丙烯-乙烯共聚物。基于丙烯的共聚物具有大于10g/10分钟，优选大于50g/10分钟且更优选大于100g/10分钟的熔体指数(在230℃下测量)。
“共混物”可以包括两种或更多种基于乙烯的共聚物或两种或更多种基于丙烯的共聚物，或一种或多种基于乙烯的共聚物与一种或多种基于丙烯的共聚物。如果使用共聚物的共混物，那么共混物的计算密度也应该落入上述限值内，即小于0.900g/cm3，但大于0.850g/cm3。例如，70％的具有0.870g/cm3密度的基于乙烯的共聚物与30％的具有0.885g/cm3密度的基于丙烯的共聚物的共混物将产生具有0.875g/cm3计算密度的最终共混物。
有用的单一位点或金属茂催化的基于乙烯的聚合物是可从DowChemicalCompany和ExxonMobileChemicalCompany(它们是单一位点或受限的几何形状催化的聚乙烯的生产商)以及其它公司获得的。这些树脂是以AFFINITYTM和EXACTTM聚乙烯市售可得的。
单一位点或金属茂催化的基于丙烯的共聚物是以VERSIFYTM品牌从DowChemicalCompany获得的。此类聚丙烯的制造还基于使用金属茂或单一位点催化剂系统且基于Dow的INSITETM技术。
次要聚合物起到改性特定聚合物功能的作用，起到改性基于OBC的粘合剂组合物的特定物理特性和/或特性的作用，如所期望的。例如，添加一种或多种次要聚合物可以用于增强或减弱(i)粘合剂组合物的弹性；(ii)粘合剂组合物的粘合性；(iii)粘合剂组合物的抗低温性；(iv)粘合剂组合物的抗高温性；(v)粘合剂组合物的抗蠕变性；(vi)粘合剂组合物的粘合强度；(vii)粘合剂组合物的压敏特性，(viii)粘合剂组合物的粘度特性和/或(ix)粘合剂组合物的老化特性。上述特性的相对变化(增强或减弱)是相对于没有添加次要聚合物的粘合剂组合物来测量的。因而，如两者都是苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物的KratonG1652或KratonG1657可以被添加以提供增强OBC聚合物的拉伸特性以便增强粘合剂组合物的弹性。增强的弹性导致粘合剂组合物更好的可喷涂特性。在另一个实例中，如果有需要，则Esatoflex1003或Eastoflex1060(两者都是基于乙烯的APAO)可以被添加以提供组合物增强的粘合性特性。
本发明还包括按重量计约0％至约20％，优选约2％至约15％，更优选约4％至约12％的以及最优选约6％至约10％的具有等于或高于115℃的软化点的芳族补强树脂。这样的补强树脂的实例可以从具有可聚合的不饱和基团的任何实质上的芳族单体来制备。这样的芳族单体的典型实例包括苯乙烯类单体、苯乙烯、α甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲氧基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、氧茚、包括茚和甲基茚的茚单体。芳族补强树脂的环球法软化点优选在约115℃至160℃之间。更优选地，软化点在约115℃至140℃之间且最优选在约120℃至140℃之间。优选的实例是可从EastmanChemical获得的Plastolyn240、Plastolyn290和PlastolynR1140。它们具有120℃或140℃的环球法软化点。
如本文使用的，术语“弹性”是去除变形力之后材料部分或完全恢复其初始形状的能力。
如本文使用的，术语“粘合”意指两个表面被界面力保持在一起的状态，界面力可以是价力或互锁作用，或两者的组合。
如本文使用的，术语“抗低温性”意指粘合剂在相对低的温度下(即，低于室温)保持其粘结强度和结构完整性的相对能力。
如本文使用的，术语“抗高温性”意指粘合剂在高温下(如，体温或仓库条件)保持其粘结强度和结构完整性的相对能力。
如本文使用的，术语“抗蠕变性”意指粘合剂将拉伸的弹性线保持在合适的位置而没有明显滑动的能力。
如本文使用的，术语“粘合强度”意指材料抵抗变形的内部强度的程度。存在测定粘合强度的不同方式，诸如使用Instron型拉伸仪的拉伸测试法。
如本文使用的，术语“压敏性”意指粘合剂仅使用压力来形成对基材的粘结的能力。
虽然OBC是主要聚合物组分，但是粘合剂组合物还可以任选地包含OBC与按重量计约1％至约15％的另一种辅助聚合物的共混物。在热熔性粘合剂组合物中可以与OBC一起使用的这些后一种辅助聚合物的实例包括但不限于苯乙烯嵌段共聚物(SBC)且包括苯乙烯-丁二烯(SB)、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-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯-丁二烯-苯乙烯(SBBS)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS)以及苯乙烯-乙烯丙烯(SEP)。这样的聚合物可从如KratonPolymer、PolimeriEuropa、TotalPetrochemicals、Dexco和Kuraray获得。多嵌段或递变嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)可从Firestone获得。此外，热熔性粘合剂的辅助聚合物部分可以包括其他聚合物，如乙烯、丙烯或其他烯属单体，或如丙烯酸单体的共聚合。这些额外的聚合物可以是均聚物或共聚物且可以通过任何聚合改性(如接枝或断链)期间或之后而可能被改性。还可以采用多种辅助聚合物的共混物，只要组合物保持本发明期望的粘度、抗蠕变性和低温施用特性。
根据本发明的热熔性粘合剂配方还包含按重量计约0％至约60％，优选约2％至约30％，且更优选约3％至约20％的任何增塑剂。合适的增塑剂可以选自这样的组，该组不仅包括常用增塑油(如矿物油)，而且还包括烯烃低聚物和低分子量的聚合物、苯甲酸乙二醇酯以及植物油和动物油及这些油的衍生物。可以采用的石油衍生的油是只含有少部分芳烃的相对高沸点温度的材料。就此而言，芳烃应该优选按重量计低于30％的油，且更特别低于15％的油。可选择地，油可以全部是非芳族的。低聚物可以是聚丙烯、聚丁烯、氢化的聚异戊二烯、氢化的丁二烯或具有约100g/mol至约10,000g/mol之间的平均分子量的类似物。合适的植物油和动物油包括常用脂肪酸的甘油酯及其聚合产物。可以使用其他增塑剂，只要它们具有合适的相容性。也已发现Nyflex222B(由NynasCorporation制造的环烃矿物油)是合适的增塑剂。将会理解，增塑剂通常用于降低整个粘合剂组合物的粘度，而不会大幅降低粘合剂的粘合强度和/或使用温度。针对具体的最终用途(如润湿强度芯应用)选择增塑剂。由于生产和材料成本所涉及的经济因素，由于增塑剂的成本通常比配制中所涉及的其他材料(如聚合物和增粘性树脂)的成本低，基于成本考虑，粘合剂中增塑剂的量应该达到最大。
按重量计0％至20％的量的蜡也可以用在粘合剂组合物中，且用于降低热熔性结构粘合剂的熔融粘度，而不会明显降低它们粘合剂的粘结特性。这些蜡还用于缩短组合物的晾置时间，而不会影响温度性能。
粘合剂的蜡材料组分是任选的，但当包括在内时，其可以构成高达按重量计粘合剂组合物约20％。
可用的蜡材料是：
(1)低分子量即100g/mol-6000g/mol的聚乙烯，其具有约0.1至120的硬度值(由ASTM法D-1321测定)和约66℃至120℃的ASTM软化点；
(2)熔点为约130°F至170°F的石油蜡(如石蜡)和熔点为约135°F至200°F的微晶蜡，微晶蜡的熔点由ASTM法D127-60测定；
(3)环球法软化点为约120℃至160℃的无规聚丙烯；
(4)茂金属催化的基于丙烯的蜡，如由Clariant以商品名“Licocene”市售的蜡；
(5)茂金属催化的蜡或单一位点催化的蜡，如美国专利4,914,253、6,319,979或WO97/33921或WO98/03603中描述的蜡；
(6)通过聚合一氧化碳和氢气制备的合成蜡，如Fischer-Tropsch蜡；以及
(7)聚烯烃蜡。此处使用的术语“聚烯烃蜡”指的是由烯属单体单元组成的聚合或长链物质。这些材料可从EastmanChemicalCo.以商品名“Epolene”市售购得。优选用在本发明组合物中的材料的环球法软化点为200°F至350°F。应该理解，这些蜡中的每一种在室温下都是固体。其他可用的物质包括氢化动物脂肪、鱼脂肪和植物脂肪及油，如氢化牛脂、猪油、大豆油、棉籽油、蓖麻油、鲱油、鱼肝油等，且这些物质由于被氢化而在环境温度下是固体，还发现它们可用于起到蜡材料等同物的作用。这些氢化的材料在粘合剂行业中通常称为“动物蜡或植物蜡”。
粘合剂通常还包括约0.1％至约5％的稳定剂或抗氧化剂。加入适用于本发明热熔粘合剂组合物中的稳定剂有助于防止上述聚合物以及整个粘合剂体系遭受热降解和氧化性降解的效应，在制造和涂覆粘合剂过程中以及在最终产品普通接触周围环境时通常会发生此类降解。这种降解通常由粘合剂的外观、物理特性和性能特征变差来显现。特别优选的抗氧化剂是Irganox1010、由Ciba-Geigy制造的四(亚甲基(3，5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))甲烷。合适的稳定剂有高分子量的受阻酚和多官能酚，如含硫和磷的酚。受阻酚是本领域技术人员众所周知的且可以表征为在其酚羟基附近也含有空间上体积大的基团的酚化合物。具体地，叔丁基通常在酚羟基的至少一个邻位被取代到苯环上。在羟基附近存在空间上体积大的取代基起到延缓其拉伸频率的作用且相应地，起到延缓其反应性的作用；这种空间位阻由此为酚化合物提供稳定性能。代表性的受阻酚包括：
1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯；
季戊四醇四-3(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；
正十八烷基-3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；
4，4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚)；
4，4’-硫代双(6’-叔丁基-邻甲酚)；
2，6-二-叔丁基酚；
6-(4-羟基苯氧基)2，4-双(正辛基硫基)-1，3，5-三嗪；
2，4，6-三(4-羟基-3，5-二-叔丁基-苯氧基)-1，3，5-三嗪；
二-正十八烷基-3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基磷酸酯；
2-(正辛基硫基)乙基-3，5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯；以及
山梨糖醇六-(3，3，5-二-叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯。
通过利用以下物质可以进一步增强这些稳定剂的性能；(1)协同剂，例如，硫代二丙酸酯和亚磷酸酯；以及(2)鳌合剂和金属减活剂，例如，乙二胺四乙酸，其盐，和二水杨醛缩丙二亚胺(disalicylalpropylenediimine)。
在本发明方法中使用的粘合剂组合物可以使用本领域已知的任一种技术来制造。此过程的代表性实例包括将所有物质放入带夹套的混合釜中，且优选放入配备有转子的Baker-Perkins或Day型带夹套的重载混合器中，之后将此混合物的温度升高至120℃到177℃的范围。应该理解，此步骤中使用的精确温度将取决于特定成分的熔点。搅拌所得到的粘合剂组合物，直到聚合物完全溶解。然后，施加真空以去除任何夹带的空气。
可以将高达25％的任选添加剂结合到粘合剂组合物中，以改变特定的物理性能。这些添加剂可以包括着色剂(如二氧化钛)、填料(如滑石、碳酸钙和粘土)、交联剂、成核剂、反应性化合物、阻燃矿物或有机试剂、以及紫外线(LTV)吸收剂和UV荧光剂。这些任选的添加剂是本领域众所周知的。
在某些实施方案中，粘合剂配方可以含有完全是芳族或基本上完全是芳族的补强树脂。芳族或基本上完全是芳族的树脂应该具有等于或高于115℃的软化点。这种补强树脂的实例可以由具有可聚合的不饱和基团的任何基本上是芳族的单体制备。这种芳族单体的典型实例包括苯乙烯类单体、苯乙烯、α甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲氧基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯等、氧茚、包括茚和甲基茚的茚单体。芳族末端嵌段树脂的环球法软化点优选在115℃至160℃之间。更优选地，软化点在约115℃至140℃之间，且最优选在约120℃至140℃之间。两个优选的实例是可从Eastmanchemical获得的Plastolyn240和Plastolyn290。它们分别具有120℃和140℃的环球法软化点。优选地，使用苯乙烯和/或α-甲基-苯乙烯和/或乙烯基-甲苯单体。它们还可以基本上是完全氢化的芳烃树脂，诸如PlastolynR1140，其具有140℃的环球法软化点。补强树脂应以约0％至约20％的量存在于粘合剂组合物中，且如果存在的话，优选在约2％至约15％之间，更优选在约4％至约12％之间，以及最优选在约6％至约10％之间。
多种方法通常用于在基材上涂覆粘度相当低的热熔性粘合剂。这可以通过辊涂或任何印刷类方法，或通过狭缝式涂覆，通过挤压或通过喷枪来完成。喷枪技术有很多种，且可以借助或不借助使粘合剂喷涂成形并因此使粘合剂图案成形的压缩空气来完成。通常使热熔性粘合剂材料熔化在罐中，并然后将其泵送穿过软管至基材上最终的涂覆位置。
对本发明来说，施用粘合剂的优选方法是通过喷涂施用，最优选在热空气辅助下进行。在这些技术中，最常用的是旋喷(Nordson的ControlledFiberizationTM)、Nordson的SummitTM、Nordson的SurewrapTM、ITW的OmegaTM、Nordson的CurtainCoatingTM和各种熔喷工艺。对本发明来说，施用热熔性粘合剂的温度应低于170℃，使得热敏性基材不会被破坏。优选地，此温度应等于或低于160℃，最优选低于150℃。
粘合剂材料在163℃下的粘度(如经ASTMD3236-88测量)通常需要等于或低于20,000mPa.S，更优选低于15,000mPa.S，最优选低于12,000mPa.s，以便获得期望的喷涂图案，并因此获得合适的粘结性能(注：1mPa.s等于1厘泊)。线速度、附加物水平以及晾置时间、凝固时间、压缩力和压缩时间也是工艺控制参数。
以在尿布制造工艺的环境中粘结弹性线为例，就粘合剂特征而言，典型的条件是非常苛刻的。通常将粘合剂喷涂到聚合物膜(通常是低于40gsm基重的乙烯基或丙烯基聚合物膜)上，或喷涂到从其初始的松弛状态拉伸到达约500％，且优选约300％的伸长率的弹性线上。在粘合剂喷涂之前、喷涂过程中或喷涂之后，使膜和弹性线接触在一起。接着，将膜与拉伸的弹性线一起层压成低基重(低于50gsm)的无纺网。实际上，主要基材(primarysubstrate)也可以是无纺网，且当此网仅被喷涂粘合剂且然后折叠到弹性线上时，主要基材可以与次要网基材相同。塑料膜可以具有多种特征，如透气性、颜色、印刷、拉伸、压纹或表面处理，从而例如有利于由粘合剂或油墨粘合。弹性线可以由天然橡胶或合成橡胶制成，由特殊聚氨酯配方制成，且可以呈条形式或多根丝形式。更具体地，用于尿布结构的弹性线通常由粘结在一起的聚醋聚氨酯微丝制成，以得到合适的弹性强度，如来自Invista的LycraTM或LycraXATM，或者由天然橡胶或合成橡胶制成的窄带，如来自FulflexElastomerics的FulflexTM。
线速度可以高达每分钟700英尺或更高，晾置时间通常是约0.5秒。凝固时间认为是立即的或可忽略不计的，因为压缩入轧辊中通常有助于粘合剂材料凝固。附加物水平根据应用和所需的粘结强度水平而变化。本发明的粘合剂的粘度在163℃(325°F)下低于20,000mPa.S。优选地，该粘度应该低于15,000mPa.S，更优选低于12,000mPa.s，这通过采用BrookfieldThermocel或其他合适的粘度计，并采用ASTM法D3236-88中提出的测试技术来测定。
因而，本发明包括现有技术己知的常规弹性连接技术中的任何工艺。本发明还包括任何应用，其中可以涉及多种材料，如无纺材料、聚合物膜和通常置于尿布等物品中的弹性部件，呈线、膜、无纺物或任何其他连续的或不连续的形式。任何基材材料和任何基材形式可以任意组合使用，粘合剂可以将两种或更多种基材粘结在一起。基材的形式可以是例如纤维、膜、线、条、丝带、涂层、箔、片和带。基材的材料可以是聚烯烃、聚丙烯酸、聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、纤维素(如木头、纸板和纸)。基材的机械性质可以是刚性的、塑性的或弹性的。弹性材料的实例有天然橡胶或合成橡胶、基于聚氨酯的共聚物、聚醚或聚酯型聚氨酯、苯乙烯或酰胺的嵌段共聚物或烯烃共聚物。上面所列举的并不是限制性的，而只是为了描述了本发明可以包括的实例。
本发明可以包括任何应用，在这些应用中，在将部件和热熔性粘合剂粘结在一起的帮助下来制备层压制品、复合物和一次性产品，热熔性粘合剂在低于170℃，优选等于或低于160℃的温度下使用，同时从粘合性粘结获得良好的粘结，以在低温下、环境温度下或在高温下尤其是在蠕变条件下经受住机械应力。尿布、成人失禁产品、卫生巾和其他一次性吸收产品以及床垫、吸收垫、手术单和其他相关的医疗装置或手术装置是本发明所设想的应用。建筑应用、结构应用或包装应用，尤其是一次性物品的包装和食品包装也可以是使用本发明的应用。特别对弹性连接而言，其中当在低于170℃，优选等于或低于160℃的温度下施用粘合剂时，本发明可以将弹性线粘结到膜材上。粘结强度主要通过测试特定蠕变构型下的粘结来进行测量，给出了一次性尿布的实际使用寿命周期中遇到的种种限制的模型，其中婴儿运动是在室温下或在体温下拉伸层压制品。蠕变测试方法在此行业内可以是变化的，且申请人多年来已经提出了自己的测试方法，该方法满足此领域存在的大多数应用，且更重要的，该方法可以对粘合剂相互之间进行比较并加以区分，以确定当一种粘合剂被涂覆来形成层压结构时，此粘合剂是否适合用于有效的弹性连接功能。蠕变测试可以在涂覆操作后的前几天内进行，也可以在高温下，在数天或数周后进行，以模拟储存和运输条件下的老化作用。
在尿布应用中弹性连接的良好性能通常是，当将粘合剂施用在基材上后的2天内进行蠕变测试(初始蠕变测试)时，初始粘结保留度超过60％，优选超过70％，更优选超过75％，最优选超过80％。这些条件显示在蠕变条件下，可以达到的粘合水平和粘结保留度。这些条件取决于所采用的粘合剂施用技术(如旋喷或取决于粘合剂附加物的水平；取决于工艺参数(如空气压力、线速度和粘合剂温度)。由于生产和材料成本中所涉及的经济因素，对螺旋喷射应用来说，优选的粘合剂附加物小于18gsm，更优选等于或小于15gsm，且最优选等于或小于12gsm。如果采用单线涂覆技术，附加物水平通常小于60mg/线/米。对建筑应用来说，附加物水平通常是6克/平方米或更低。对其他应用，附加物水平将取决于具体的最终使用要求。
实施例
用下面描述的组分和混合步骤来制备热熔性粘合剂。每一次共制备2000克，且在二氧化碳气氛中，在约150℃至190℃下，在实验室型的混合器中进行混合，混合器由发动机提供动力的螺旋桨、加热套、温度控制单元和大小约1加仑的容器组成。将根据下表中所示的比例计算出的合适量的各种组分以合适的顺序添加到容器中，使其混合，同时限制各组分的热降解或剪切降解。在容器中的各组分完全熔化并充分混合以具有良好的视觉均匀性之后，合适地储存样品以待测试。
通过使用高速实验室涂覆机以每分钟800英尺的速度形成层压试样。当采用旋喷技术时，给涂覆机安装可从NordsonCorportion得到的直径为0.018英寸至0.020英寸且具有12个气孔的常规旋喷挤压喷嘴。当采用技术时，给涂覆机安装可从NordsonCorportion得到的直径为0.018英寸的三线挤压喷嘴。以各种涂覆重量(取决于所要求的施用)，用不同的晾置时间(通常是0.05秒至0.1秒)，将粘合剂喷涂到1巴轧辊压缩(niprollscompression)。
可以从BBACorporation得到的标准的基于聚丙烯的纺粘无纺网的涂覆重量为15.7克每平方米。可以从ClopayCorporation以商品名DH-216得到17克/平方米的标准聚乙烯不透气处理和压纹的白膜。可以从Invista以商标LycraXA得到标准spandex线，且使用的等级是262P，800分特(decitex)。
当采用旋喷时，喷头通常垂直于基材，且处于0.5英寸至1英寸之间的高度，以在层压结构内得到12mm至14mm宽的图案，覆盖了3条平行的Lycra材料线，且每一根之间相距5mm。
用含有弹性线的层压试样进行抗蠕变性或粘结保留度测试。将切割成长约350mm的试样完全拉伸，并将其末端牢固地连接至一块刚性板。在加工方向上标记300mm的长度，并在标记处切割弹性线。然后将试样放入38℃的空气循环烘箱内。在这些条件下，拉伸的弹性线可以缩回或收缩至一定距离。4小时后测量每一根弹性线的末端之间的距离。最终长度对初始长度的比例定义为粘结保留度，并以百分数(％)表示，该比例是粘合剂固定弹性线的能力的量度。对8至12根弹性线测量了该比值，然后将结果平均。如果在完成粘合剂涂覆后的2天内进行此测试，那么将该测试称为初始蠕变测试。如果在涂覆操作后，将试样放入38℃或更高的烘箱内一周后进行此测试，那么将此测试称为老化一周的蠕变测试。
进行蠕变测试的步骤如下：
背景：使用粘合剂将某一伸长率(拉伸250％或300％)的弹性物夹在两(2)种基材之间(主要基材和次要基材)，以形成层压制品。
目的：该测试用于测量相对于主要基材和次要基材，弹性物的移动或“蠕变”。
步骤：
A.用钉将层压制品的一端固定到瓦楞板中。最大限度地拉伸层压制品，确保不会过度拉伸层压制品。然后，固定层压制品的另一端。
B.使用直尺，在弹性物的长度上标记约300mm。
C.当固定并标记了所有样品后，用剃刀横向切割每根弹性线。
D.将测试样品放入烘箱中，通常设定在38℃，并测试。在4小时后应检验样品。标记每根弹性线的末端并测量蠕变保留度％或蠕变％。
E.在高温(＞38℃)下老化层压制品样品1周(或更长)以测定蠕变保留度％随时间的变化。测试之前，在室温下调理层压制品过夜。
实例计算：
初始的层压制品＝300mm
4小时后的层压制品＝250mm
蠕变保留度％＝83.0％
存储模量(G’)、Tg和Txover使用TAInstrumentsAres流变仪来测定。所用的平行板具有25mm的直径和1.6mm的间隙。仪器被设定成10拉德/秒的频率且温度扫描是从140℃进行到-40℃。
在室温(即，约72°F)下，在Instron拉伸测试机上以180°，以12英寸/分钟的十字头速度测定剥离强度。
在实例中显示的和在本说明书中描述的不同组合物中使用的原料如下定义：
如本文使用的，“APAO”是“无定形α聚烯烃”的缩写。
如本文使用的，“HC”是“烃”的缩写。
如本文使用的，“OBC”是“烯烃嵌段共聚物”的缩写。
如本文使用的，“SB”是“苯乙烯-丁二烯”的缩写。
如本文使用的，“SI”是“苯乙烯-异戊二烯”的缩写。
如本文使用的，“SIBS”是“苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SEBS”是“苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SEB”是“苯乙烯-乙烯-丁二烯”的缩写。
如本文使用的，“SEP”是“苯乙烯-乙烯-丙烯”的缩写。
如本文使用的，“SEEPS”是“苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“EVA”是“乙烯-醋酸乙烯酯”的缩写。
如本文使用的，“SIS”是“苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SBS”是“苯乙烯-丁二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SEPS”是“苯乙烯-乙烯-异戊二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SBBS”是“苯乙烯-丁二烯-丁二烯-苯乙烯”的缩写。
如本文使用的，“SPP”是“等规聚丙烯”的缩写。
本发明通过下面提出的具体实例来进一步阐释。
实施例1
表1阐释了使用较低密度等级的OBC(InfuseTM9807)根据本发明制备的四种不同的组合物，并将它们与不含次要聚合物的组合物(45-B)以及用于弹性连接应用的来自BostikInc.的市售可得的基于SBS的热熔性粘合剂(H4237)进行比较。表1阐释了当粘合剂附加物是12克/m2(gsm)即呈旋喷构型时所述组合物的初始蠕变测试结果。表1证明了配方45-B具有不足够的抗蠕变性，而配方50-G、50-H、50-I和50-K均具有足够的抗蠕变性且与H4237相当。从这些结果可以清楚地看到，配方50-G、50-H、50-I和50-K适合于满足本发明描述的要求。
实施例2
表2阐释了使用较高密度等级的OBC(InfuseTM9817)根据本发明制备的六种不同的组合物，并将它们与用于弹性连接应用的来自BostikInc.的市售可得的基于SBS的热熔性粘合剂(H4237)进行比较。表2还阐释了当粘合剂附加物是12gsm即呈旋喷构型时，表2中所述组合物的初始蠕变测试结果。表2证明了配方AI、AJ、AK、AM、50-N和50-O均具有足够的抗蠕变性且与H4237相当。从这些结果可以清楚地看到，配方AI、AJ、AK、AM、50-N和50-O适合于满足本发明描述的要求。
实施例3
表3和3A阐释了根据本发明制备的含有不同聚合物共混物的许多不同的组合物(除了来自WO2006/102150中的现有技术的组合物50N-26、50N-27和50N-28以及不含次要聚合物的50N-29)，并将它们与用于弹性连接应用的来自BostikInc.的市售可得的基于SBS的热熔性粘合剂(H4237)进行比较。表3和3A还阐释了当粘合剂附加物是12gsm即呈旋喷构型时，表3和3A中所述组合物的初始蠕变保留度％。从这些结果可以清楚地看到，配方(除了三种现有技术的组合物和上述50N-9)适合于满足本发明描述的要求。此外，实例50N-9、50N-11和50N-12阐释了当次要聚合物的量分别从0％增加到11％，增加到20％时，蠕变保留度也增加。
实施例4
表4显示了当在使用聚乙烯膜和无纺(NW)基材的结构应用中使用时，具有4gsm粘合剂附加物的五种不同的组合物(42-J-A、42-J-B、42-J-C、110和100-A)的初始剥离强度和老化1周的剥离强度。这五种配方与含有OBC但不含次要聚合物的三种不同的组合物(42、42-F和42-J)，以及用于结构应用的来自BostikInc.的市售可得的基于SBS的热熔性粘合剂(H4073)进行比较。从这些结果可以清楚地看到，配方42-J-A、42-J-B、42-J-C、110和100-A适合于满足本发明描述的要求，原因是它们均具有足够的剥离强度，这与H4073相当，而配方42、42-F和42-J具有比期望粘度高的粘度，且因而不适于结构应用。

Claims (43)

1.一种用于弹性连接应用的热熔性粘合剂组合物，包括下述成分的共混物：
按重量计10％至30％的烯烃嵌段共聚物；
按重量计10％至70％的具有至少95℃的软化点的第一增粘性树脂；
按重量计0％至65％的不同于所述第一增粘性树脂的第二增粘性树脂；
按重量计0％至60％的增塑剂；和
按重量计0％至20％的具有等于或高于115℃的软化点的芳族补强树脂；
按重量计2％至35％的具有相对低结晶度的次要聚合物，低结晶度等于或小于250焦耳/克，所述次要聚合物是不同于所述烯烃嵌段共聚物、所述第一增粘性树脂和所述第二增粘性树脂以及所述补强树脂的包括按重量计主要部分的乙烯和按重量计次要部分的C3至C18α烯烃共单体的单一位点催化的基于乙烯的共聚物，或包括按重量计主要部分的丙烯和按重量计次要部分的C2至C18α烯烃共单体的单一位点或金属茂催化的基于丙烯的共聚物；
按重量计0.1％至5％的稳定剂；和
按重量计1％至25％的辅助聚合物，所述辅助聚合物选自由SB、SI、SIS、SBS、EVA、SEB、SEEPS、SIBS、SEBS、SEP、SEPS、SBBS及其共混物组成的组，所述辅助聚合物是不同于所述烯烃嵌段共聚物、所述第一增粘性树脂和所述第二增粘性树脂、所述补强树脂以及所述次要聚合物的聚合物；
其中所述组分合计为按重量计100％的组合物，且所述组合物的粘度在163℃下等于或小于20,000mPa.s。
2.如权利要求1所述的组合物，包括按重量计12％至20％的所述烯烃嵌段共聚物。
3.如权利要求1所述的组合物，包括按重量计2％至30％的所述增塑剂。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一增粘性树脂具有95℃至140℃的软化点。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有在163℃下等于或小于15,000mPa.s的粘度。
6.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有在163℃下等于或小于12,000mPa.s的粘度。
7.如权利要求1所述的组合物，包括按重量计2％至15％的所述芳族补强树脂。
8.如权利要求1所述的组合物，其中所述芳族补强树脂是纯单体聚合的产物。
9.如权利要求1所述的组合物，其中所述芳族补强树脂具有115℃至160℃的软化点。
10.如权利要求1所述的组合物，其中所述芳族补强树脂具有115℃至140℃的软化点。
11.如权利要求1所述的组合物，其中所述芳族补强树脂具有120℃至140℃的软化点。
12.如权利要求1所述的组合物，其具有按重量计40％至65％的所述第一增粘性树脂。
13.如权利要求1所述的组合物，其具有按重量计50％至60％的所述第一增粘性树脂。
14.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有至少60％的初始粘结保留度。
15.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有至少70％的初始粘结保留度。
16.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有至少80％的初始粘结保留度。
17.如权利要求1所述的组合物，其中所述次要聚合物具有等于或小于150焦耳/克结晶度。
18.如权利要求1所述的组合物，其中所述次要聚合物具有等于或小于100焦耳/克结晶度。
19.如权利要求1所述的组合物，包括按重量计2％至30％的所述次要聚合物。
20.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一增粘性树脂选自由脂族烃树脂及其氢化衍生物、氢化的脂环族烃树脂、芳族改性的脂族烃或氢化的脂环族烃树脂、脂族改性的芳烃树脂、部分或完全氢化的芳烃树脂、多萜和苯乙烯化的多萜树脂组成的组。
21.如权利要求1所述的组合物，其中所述增塑剂选自由矿物油和液体聚丁烯组成的组。
22.如权利要求1所述的组合物，还包括蜡，所述蜡选自由石油蜡、微晶蜡、低分子量聚乙烯和聚丙烯、合成蜡和聚烯烃蜡组成的组。
23.如权利要求1-22任一项所述的组合物，其中所述单一位点催化剂是金属茂催化剂。
24.一种弹性层压制品，包括第一无纺材料层、第二无纺材料层和一种或多种弹性基材，所述一种或多种弹性基材被设置在所述第一无纺层与第二无纺层之间，且由权利要求1所述的粘合剂组合物粘结在一起。
25.如权利要求24所述的弹性层压制品，其中所述一种或多种弹性基材是弹性线。
26.一种弹性层压制品，包括第一无纺材料层、第二膜材料层和一种或多种弹性基材，所述一种或多种弹性基材被设置在所述第一层与第二层之间，且由权利要求1所述的粘合剂组合物粘结在一起。
27.如权利要求26所述的弹性层压制品，其中所述膜包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯-丙烯共聚物膜或布状的涂覆的膜材料。
28.如权利要求26所述的弹性层压制品，其中所述一种或多种基材是弹性线。
29.一种层压制品，包括被权利要求1所述的粘合剂组合物粘结到第二膜材料层的第一无纺材料层。
30.如权利要求29所述的层压制品，其中所述膜包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯-丙烯共聚物膜或布状的涂覆的膜材料。
31.一种物品，包括权利要求1所述的粘合剂组合物。
32.如权利要求31所述的物品，包括一次性尿布、卫生巾、床垫、绷带、手术单、胶带、标签、塑料片、无纺片、纸片、纸板、书、过滤器或包装物。
33.一种制备弹性层压制品的方法，包括下述步骤：
在第一方向上供应第一基材；
在所述第一方向上供应与所述第一基材隔开的第二基材；
在所述第一方向上，在所述第一基材与所述第二基材之间供应一种或多种弹性基材，在粘合剂施用之前、施用过程中或施用之后拉伸所述弹性基材；
将权利要求1所述的粘合剂组合物施加到所述一种或多种弹性基材或者所述基材中的一种或两种；以及
将所述基材压制在一起以形成所述弹性层压制品。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述一种或多种弹性基材是在所述第一方向上拉伸的弹性线。
35.如权利要求33所述的方法，其中所述第一基材或所述第二基材包含聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯-丙烯共聚物膜或布状的涂覆的膜材料或无纺材料。
36.如权利要求33所述的方法，其中将所述弹性基材从其初始的松弛状态拉伸达500％。
37.如权利要求33所述的方法，其中将所述粘合剂以纤维的形式连续地或间歇地施用。
38.如权利要求33所述的方法，其中将所述粘合剂以珠、点或膜的形式连续地或间歇地施用。
39.一种制备层压制品的方法，包括下述步骤：
在第一方向上供应第一基材；
在所述第一方向上供应与所述第一基材隔开的第二基材；
将权利要求1所述的粘合剂组合物施加到所述基材中的一种或两种；以及
将所述基材压制在一起以形成所述层压制品。
40.如权利要求39所述的方法，其中所述第一基材或所述第二基材包含聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯-丙烯共聚物膜或布状的涂覆的膜材料或无纺材料。
41.如权利要求39所述的方法，其中所述第一基材或所述第二基材中的至少一种本质上是弹性的。
42.如权利要求39所述的方法，其中将所述粘合剂以纤维的形式连续地或间歇地施用。
43.如权利要求39所述的方法，其中将所述粘合剂以珠、点或膜的形式连续地或间歇地施用。
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