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CN1121469C - 亲水性热熔粘合剂 - Google Patents

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Abstract

通过将各种粘合剂与表面活性剂掺混来制备适合于各种应用、尤其是无纺织物一次性制品的亲水性热熔粘合剂组合物。表面活性剂具有低于15的亲水-亲脂平衡(HLB)值，并以一种用量引入到组合物中，该用量应使得所制备的粘合剂具有75°或更低、优选低于约40°的接触角。较低的接触角是需要的，这样水、尿或其它水基排泄物，在与由粘合剂粘结在一起的层压件接触时，会“浸湿”而不是“珠滴滚落”，使流体被引导远离粘合剂并引导至一次性制品的吸收性芯材。

Description

亲水性热熔粘合剂
                             发明背景
本发涉及热熔粘合剂，尤其涉及具有改进的亲水性并可用于制造一次性无纺制品的热熔粘合剂。
无纺织物是由联锁交织纤维网(interlocking fiber network)构成，并可用于一次性物品的结构中。无纺织物的特定应用包括一次性尿布，卫生巾，外科披衣，医院用垫和成人失禁用品。
在这些应用中一般需要将无纺织物、组织(tissue)、吸收性绒羽等粘结于另一基底。该第二基底可以是另一种无纺织物、组织、或诸如聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯层的材料。典型地，热熔粘合剂已经用于将这些材料粘结在一起，这是由于在制造过程中不需要常常为水基或溶剂基粘合剂所采用的挥发步骤。合适的热熔粘合剂必须具有合适的粘结强度以粘结基底，并且必须具有良好的柔性，无污染或渗出，具有合适的粘度和开模时间而在工业设备中发挥作用，在正常储存条件下具有的可接受的稳定性，和在正常应用条件下具有可接受的热稳定性。
在一次性无纺制品中使用的热熔粘合剂中已经使用了许多不同的聚合物。为此典型的热熔粘合剂已使用包括S-I-S(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)在内的聚合物；SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)；SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)；EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)；和APAO(无定形聚α-烯烃)。尽管当适当共混时这些聚合物在用于典型无纺织物结构体如尿布中的大多数基底之间提供可接受的粘附性，并在干燥条件下提供可接受的粘附性，但它们还具有应用上的几个缺点。
现有技术的热熔粘合剂的最突出缺点中的一个涉及到粘合剂(典型地具有非常高的疏水性)在暴露于液体如水、尿等时的反应。通常，人们预计热熔粘合剂的疏水性是一个优点，因为该粘合剂将提供良好的干燥粘结性和一般在被润湿时保持可接受的粘结强度。然而，一次性无纺制品如尿布的制造已生产出总体厚度和外形上更薄的且引入超吸收性材料代替绒羽(一般处在中心部位)的产品。因此，在该无纺织物结构体中极其重要的是确保水、尿或其它水基排泄物或溶液尽可能快速地到达吸收性芯材，以及妨碍这一作用的任何材料都必须禁用或至少最大程度地少用。因此人们能够理解为何典型的热熔粘合剂的疏水性是无法接受的，因为它是阻碍流体转移至此类制品的芯材的一个固有特性。
所以，长时间以来已知的是，希望具有一种热熔粘合剂，它可用于粘结于典型在无纺制品的结构体中使用的基底，如聚乙烯、聚丙烯、无纺织物、组织体或绒羽，并且它在长时间暴露于水、尿或类似物质之后保持可接受的湿粘结强度。与此同时，此类粘合剂应该具有更高的亲水性以不妨碍流体转移至此类制品的吸收性芯材。
                     发明概述
所以本发明的目的是提供可用于制造一次性无纺制品的改进热熔粘合剂。
本发明的另一个目的是提供一种热熔粘合剂，它能够用作结构粘合剂，并且具有足够的亲水性以协助流体转移至一次性无纺制品的吸收性芯材。
为了实现上述目的，本发明提供具有以下组成(重量)的热熔粘合剂：
约10-50％的聚合物
约40-80％的增粘树脂；
约0-40％的增塑剂；
约0.1-2％的抗氧化剂；和
约0.1-30％的表面活性剂，全部组分的总重是100wt％。该表面活性剂具有的亲水-亲脂平衡(HLB)值低于15，和以一定的用量引入组合物中，该用量使得所制得的粘合剂具有接触角75°或更低，和优选低于约40°。低接触角是需要的，这样水、尿或其它水基排泄物“浸湿(wet out)”而不是“液滴滚落(bead up)”，使得流体背离粘合剂。
表面活性剂必须与热熔粘合剂中使用的其它原料合理地相容，这样不会对粘合剂的结构性能或热稳定性产生不利的影响。另一方面，表面活性剂必须在粘合剂的表面上“起霜(bloom)”，从而降低接触角和使粘合剂更具亲水性。因此，相容性的敏感平衡必须保持。表面活性剂也应该不含任何水或其它溶剂以使它能够在热熔粘合剂混合设备中加工并对于最终的使用者不具毒性。
本发明的粘合剂相比于现有技术的亲水性粘合剂而言的优点是它不是水溶性的。水溶性粘合剂具有较低(若有的话)湿粘结强度，并因此与液体初次接触后散失其应用性。同时，一旦溶解，水溶性粘合剂可形成稀释溶液，它将接触使用者的皮肤引起不希望有的副作用。
本发明的粘合剂将显著地提高流体吸收到无纺制品如尿布的芯材中的能力并因此改进了芯材的吸水效率。还将降低流体从此类制品中渗出的可能性并有助于通过引导流体更快地靠近芯材而改进了更薄超吸收性材料填充制品的吸收性。这可通过将本发明的亲水性热熔粘合剂施涂在一次性无纺织物吸收性制品的一个基底上，该制品的构造模式可将流体引导或“芯吸”到一个基底的所需吸收部位来实现。例如，如果一次性制品是尿布，粘合剂以矩形图案施涂于无纺织物基底的裤裆区域的中心部位。这将使尿流向尿布的吸收芯材的裤裆区域而不是尿布的腿部罗口区域或腰部区域。
本发明的粘合剂尤其适合用于吸收性产品如尿布、训练内短裤、失禁用品、女性护理用品和医用品。对于所有这些产品，需要将制品的各层或基底粘结在一起并且热熔粘合剂常常按照以上所述来使用。通常，通过在无纺织物基底上喷射一层粘合剂来粘附制品的芯材区域并使之粘附于吸收性芯材。在许多情况下，组织层被放置在无纺织物和芯材之间，有时候完全包裹该芯材并且在其它情况下简单地覆盖面层。另一层粘合剂可将吸收性芯材绒羽粘结于组织并且再一层粘合剂可将组织或绒羽粘结于底层材上(它常常是聚乙烯或复合层压材料)。因此需要有至少一个和常常多个喷射的热熔粘合剂层来将芯材粘结在位。如果无纺织物顶层材和芯材没有良好地接触，则无纺织物的“隆起”将会发生，这将急剧降低吸收性。
粘合剂还将芯材固定在位并能够有助于防止芯材开裂。芯材开裂能够妨碍液体在芯材本身中的适当流动并引起渗漏。为了改进抗湿脱粘性和抗芯材开裂性，已开发出不同类型的热熔粘合剂，它具有高的湿粘结强度，这代表了在普通粘合剂上的改进，因为它们在润湿状态下仍粘结于组织和芯材。
不幸的是，在芯材区域上设置几层喷涂的热熔粘合剂的方法实际上将降低流体摄入量，因为粘合剂本身是具备相当的疏水性的。虽然以上提到的新型的高湿粘结强度粘合剂在湿润条件下抗脱粘，它们也具有疏水性。本发明的粘合剂是非常亲水性的并避免了这个问题，甚至改进了不在粘合剂上的芯材的液体获取能力(参见实施例2-3)。它们还可以被配制成亲水性并在润湿状态下具有改进的抗脱粘性能，与以上提到的新型粘合剂一样(参见实施例4)。
这些粘合剂在芯材区域中显然可用于将特殊吸收性制品的各层粘结在一起但不会抑制结构体的吸收性。吸收性芯材可以在制品如尿布、失禁用品、女性护理用品、医用品等中见到。常常超吸收性材料(SAP)用于吸收性制品中以改进芯材中纤维素吸收性材料的吸收速率和保持力。这些SAP有时候用热熔粘合剂被粘结到位。容易认识到的是，这些热熔粘合剂能够放慢SAP的吸收速率，这归因于它们的疏水性。本发明的亲水性粘合剂也能够用于这一应用中。
吸收性制品的面层需要让液体容易地流过该面层。这一层常常是无纺织物或一些基于聚合物如聚乙烯或聚丙烯的织物。尽管这些织物和多孔性膜与覆盖材料有一样的作用，但应该认识到的是它们在性质上是疏水性的。落在这些材料上的液滴不易通过，即使织物具有许多开孔。
为了克服这一明显的问题，这些材料的制造商不得不处理这些材料以使它们更具亲水性(常常通过表面处理)。在其它情况下，吸收性制品的制造商已经在加工过程中将表面活性剂或其它物质喷洒到这些材料上。喷洒这些材料将在制造流水线的车间处理中引起诸多问题，而且雾化的物质将充满空气中并对操作者有刺激。这些材料的用途仅仅是使顶层材变亲水性。同时，这些表面活性剂能够迁移到制品的其它部分并引起热熔粘合剂脱粘。应该指出的是本发明的粘合剂能够用来将制品粘结在一起并允许使用标准疏水性顶层材。亲水特性能够携带给制品以选择性处理区域，使吸收性制品设计有更大的自由度。
还有其它一些需要制造透气性，即让水汽(如汗水)流过层压材料的材料的用途。这可用于诸如尿布和医用品的制品中。本发明还用来改进在此类应用中典型疏水性热熔粘合剂的流动性。
                   附图的简要说明
图1是直方图，它将在一个试验中经由无纺织物到达组织层压件中的水分被毛巾所吸收的百分数，其中，层压件是用接触角为85°的典型现有技术疏水性热熔粘合剂粘结在一起，与在第二个试验中根据本发明配制的亲水性热熔粘合剂进行比较；
图2是直方图，它比较各种热熔粘合剂的平均剥离强度和接触角；
图3是采用了本发明的亲水性热熔粘合剂的一次性尿布的示意性的、分解的、透视的视图；
图4是图3的尿布的示意性截面视图；
图5是采用本发明的亲水性热熔粘合剂的一次性女性护理垫片的示意性截面视图；以及
图6是采用了本发明的亲水性热熔粘合剂的类似于图1的一次性尿布的示意性的、分解的透视图，该粘合剂被涂敷到无纺织物的顶层材上的方式应使流体“芯吸”到尿布的中心。
                     优选实施方案的详细描述
在评价润湿性时，在下述范围内各成分的亲水性热熔粘合剂组合物比目前的技术有优势。尤其是在本发明的粘合剂组合物具有如下成分(重量)时：
约10-50％的聚合物
约40-80％的增粘树脂
约0-40％的增塑剂；
约0.1-2％的抗氧化剂；和
约0.1-30％的表面活性剂，各组分的总重是100wt％。
各种可用热塑性材料中的任何一种能够以约10wt％-50wt％、优选约15wt％-约25wt％的量用作本发明组合物中的聚合物。这类材料的例子包括基于乙烯的聚合物，其中包括乙烯/乙酸乙烯酯，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，聚丁烯，高和低密度聚乙烯，聚乙烯共混物和化学改性的聚乙烯，乙烯和1-6种单或多不饱和单体的共聚物，聚酰胺，聚丁二烯橡胶，聚酯类如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，热塑性聚碳酸酯，无规聚α-烯烃，包括无规聚丙烯，和其它物质；热塑性聚丙烯酰胺，聚丙烯腈，丙烯腈和其它单体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；苯乙烯-丙烯腈，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-丁二烯橡胶，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯弹性体，聚苯硫醚，A-B，A-B-A，A-(B-A)n-B，(A-B)n-Y嵌段聚合物，其中A包括聚乙烯基芳族嵌段，B嵌段包括橡胶状中间嵌段(它能够是部分氢化)，以及它们的混合物。
在本发明的粘合剂中使用的优选聚合物包括EVA，APP，聚丁烯，线性A-B-A嵌段，线性A-(B-A)n-B多嵌段共聚物，和具有通式(A-B)n-Y的星形或远距嵌段(teleblock)共聚物，其中A包括聚苯乙烯嵌段，B包括基本上橡胶状聚丁二烯或聚异戊二烯嵌段，Y包括多价化合物，n是至少3的整数。多嵌段能够进行后处理以改进它们在氢化过程中的热稳定性或其它后处理以除去残余的不饱和键。在A-B-A嵌段共聚物结构中A或端部嵌段的尺寸和量最高达到聚合物的15-51wt％。
尽管聚合物的总苯乙烯含量高达51wt％(基于聚合物)，并且由于聚合物能够具有两个以上的A嵌段以使性能优化，全部A嵌段应该低于或等于聚合物的约45wt％，并且最优选地，低于或等于聚合物的35wt％。在S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)共聚物中，优选的分子量是约50,000-120,000，并且优选的苯乙烯含量是约20-45wt％。在S-I-S(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)共聚物中，优选的分子量是约100,000-200,000，并且优选的苯乙烯含量是约14-35wt％。氢化丁二烯中间嵌段的结果将得到典型被认为是乙烯-丁烯中间嵌段的橡胶状中间嵌段。
此类嵌段共聚物购自壳牌化学公司(Shell Chemical Company)，Enichem，Fina和Dexco。多嵌段或递变嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)是购自火石公司(Firestone)。
在本发明的热熔型结构粘合剂中使用的增粘树脂是增进粘合性能和改进聚合物的特定粘合性的那些树脂。这里所使用的术语“增粘树脂”包括：
(a)天然和改性松香，如松香，木松香，浮油松香，蒸余松香，氢化松香，二聚松香和聚合松香；
(b)天然和改性松香的甘油和季戊四醇酯，例如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，浅色木松香的季戊四醇酯，氢化松香的季戊四醇酯，浮油松香的季戊四醇酯和酚树脂改性的松香的季戊四醇酯；
(c)聚萜烯树脂，由ASTM方法E28-58T测得的软化点为大约60℃-140℃，聚萜烯树脂一般是在稍低温度下在Friedel-Crafts催化剂存在下从萜烯烃类如已知为蒎烯的单萜烯的聚合反应得到的；也包括在内的是氢化聚萜烯树脂；
(d)天然萜烯的共聚物和三元共聚物，例如苯乙烯/萜烯，α-甲基苯乙烯/萜烯和乙烯基甲苯/萜烯；
(e)酚树脂改性的萜烯树脂，例如，在酸性介质中从萜烯和苯酚的缩合反应得到的树脂产物；
(f)脂族石油烃树脂，环球试验法软化点为约60-140℃，该树脂是从主要由烯烃和二烯烃组成的单体的聚合反应得到的；也包括在内的是氢化脂族石油烃树脂；基于这类C5-烯烃级分的此类商品树脂的例子是由Goodyear Tire and Rubber Company销售的″Wingtack 95″和″Wingtack115″增粘树脂；
(g)芳族石油烃类和其氢化衍生物；
(h)脂族/芳族石油衍生的烃类和其氢化衍生物。
上述增粘树脂中的两种或多种的混合物对于某些应用是需要的。虽然可以使用40-80wt％的增粘树脂，但优选的范围是50-65％。可用于本发明中的商品增粘树脂的一个例子包括以商标UnitacR100L购买的树脂。这一树脂是季戊四醇基的妥尔油松香酯，并购自Union Camp。
增塑剂能够以约0-40wt％、优选约10-约30wt％的量存在于本发明的组合物中，为的是提供所需粘度控制作用而不显著地降低粘合剂强度或粘合剂的工作温度。合适的增塑剂选自一物质组，该物质组不仅包括常规的增塑油如矿物油而且包括烯烃的低聚物和低分子量聚合物，以及植物油和动物油和这些油的衍生物。可以使用的石油衍生的油是较高沸点的物质，仅仅含有少量的芳族烃类。在这方面，芳族烃应该优选低于油的30wt％和更优选低于15wt％。此外，该油可以在总体上是非芳族的。低聚物可以是平均分子量在约350-约10,000之间的聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二烯、氢化丁二烯，等等。合适的植物油和动物油包括常规的脂肪酸甘油酯和其聚合产物。可用于本发明中的增塑剂能够是任何数目的不同增塑剂，但本发明人发现矿物油如由Witco制造的Kaydol尤其可用于本发明中。Benzoflex 9-88(由Velsicol制造的二苯甲酸二丙二醇酯)也被发现是合适的增塑剂。将会认识到，增塑剂典型地用于降低整个粘合剂组合物的粘度而不显著降低粘合剂的粘结强度和/或粘合剂的工作温度。增塑剂的选择在特定最终用途的配方中是有用的(如湿强度芯材应用)。
在本发明的组合物中蜡被用来降低热熔结构粘合剂组合物的熔体粘度而不是太多地降低它们的粘结特性。这些蜡还用来降低组合物的开模时间(open time)而不影响温度性能。有用的蜡是：
(1)低分子量(即1000-6000)的、由ASTM方法D-1321测得的硬度值为约0.1-120和ASTM软化点为约150-250°F的聚乙烯；
(2)石油蜡，如熔点为约130-170°F链烷烃蜡和熔点为约135-200°F的微晶蜡，后者的熔点是由ASTM方法D127-60测定的；
(3)环球法软化点为约120-160℃的无规聚丙烯；
(4)由一氧化碳和氢聚合制得的合成蜡，如Fischer-Tropsch蜡；和
(5)聚烯烃蜡。这里所使用的术语“聚烯烃蜡”是指包括烯烃单体单元的那些聚合物或长链物质。这些材料以商品名“Epolene”购自Eastman Chemical Co.。优选在本发明的组合物中使用的材料具有环球法软化点为200-350°F。应该理解的是，这些蜡稀释剂的每一种在室温下为固体。其它有用的物质包括氢化动物、鱼和植物脂肪和油类如氢化妥尔油，猪油，大豆油，棉籽油，蓖麻油，鲱油，鳕鱼肝油等，和被氢化后在室温下为固体的那些油也被发现可用作蜡稀释剂等同物。这些氢化物质常常在粘合剂工业中指“动物或植物蜡”。此外，烃油，尤其环烷烃或链烷烃工艺油也可用作蜡稀释剂。
本发明包括稳定剂或抗氧化剂，其含量是大约0.1％-约2wt％，但优选约0.1-1wt％。可用于本发明热熔粘合剂组合物中的稳定剂被引入以协助保护上述聚合物，从而保护整个粘合剂体系，使之不出现在粘合剂的制造和应用过程中以及在最终产物正常暴露于一般性环境的过程中常常遇到的热和氧化降解作用。这一降解作用常常是由粘合剂的外观、物理性能和使用性能的损害来表明。特别优选的抗氧化剂是Irganox 1010，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。可以使用的稳定剂是高分子量的受阻酚和多官能化酚类，如含硫和磷的酚类。受阻酚对于现有技术中熟练人员来说是众所周知的并体现特征为在与酚式羟基最近处含有空间上庞大基团的酚类化合物。尤其，叔丁基一般在酚式羟基邻位的至少一个位置上被取代到苯环上。这些被空间庞大基团取代的基团在羟基邻位的存在用来阻滞其拉伸频率和相应的其反应活性；这一空间位阻提供了具有稳定化性能的酚化合物。代表性受阻酚包括：
1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯；
四-3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；
3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯；
4，4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
4，4’-硫代双(6-叔丁基-邻-甲酚)；
2，6-二叔丁基苯酚；
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；
3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二正十八烷基酯；
3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-(正辛基硫基)乙基酯；和
六(3，3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸山梨糖醇酯。
尤其优选作为稳定剂的是四-3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。
这些稳定剂的性能能够通过一起使用(1)和(2)来进一步增强：(1)协同剂，如硫代二丙酸酯和亚磷酸酯；和(2)螯合剂和金属减活剂，例如乙二胺四乙酸，其盐，和二水杨醛亚丙基二亚胺。
本发明的热熔粘合剂组合物可通过使用现有技术中任何已知的技术来进行配方设计。现有技术的一个代表性例子包括将所有的物质放入带夹套的混合釜中，优选放入Baker-Perkins或Day型的带夹套重型混合机中，它装有回转器，然后将混合物的温度提高至约250-350°F。应该理解的是，在这一步骤中使用的精确温度将取决于具体成分的熔点。所得到的粘合剂组合物一直搅拌到聚合物完全溶解为止。施加真空以除去任何夹带的空气。
能够将任意性选用的添加剂加入到热熔粘合剂结构体中以改进特殊物理性能。这些添加剂包括色料，如二氧化钛和填料如滑石和粘土。
表面活性剂能够以约0.1％-约30wt％和优选约1％-约10wt％的量存在于本发明的组合物中，为的是使粘合剂更具亲水性。表面活性剂具有亲水-亲脂平衡(HLB)值低于15，并以一种用量引入组合物中，该用量应使得所制备的粘合剂具有75°或更低和优选低于约40°的接触角。低接触角是希望的，这样水、尿或其它水性排泄物“浸湿”而不是“珠滴滚落”式使流体背离粘合剂。
表面活性剂的HLB是其亲水-亲脂平衡的表达，即表面活性剂的亲水性(喜水或极性)和亲脂性(喜油或非极性)基团的尺寸和强度的平衡。所有的表面活性剂由兼有亲水性和亲脂性基团的分子组成。
表面活性剂必须合理地与热熔粘合剂中使用的其它原料保持相容性，这样不致于不利地影响粘合剂的结构性能。另一方面，表面活性剂必须在粘合剂的表面上“起霜”以降低接触角和使粘合剂更具亲水性。因此，必须保持相容性的良好平衡。表面活性剂也不应含有任何水或其它溶剂以使组合物在热熔混合设备上具有可加工性并对最终的使用者无毒性。表面活性剂还必须具有足够的稳定性且是非挥发性，以使在热熔粘合剂制造和应用设备中顺利进行加工而对粘合性没有影响。
这里使用的术语“表面活性剂”指当溶于水或水溶液中降低表面张力的，或者降低两液体之间或液体和固体之间界面张力的任何化合物。合适的表面活性剂的例子包括但不限于以下这些：
(1)脂肪酸酯类，如甘油酯，PEG酯，和脱水山梨糖醇酯，包括二硬脂酸乙二醇酯，单硬脂酸乙二醇酯，单和/或二油酸甘油酯，二油酸PEG酯，单月桂酸PEG酯，单月桂酸脱水山梨糖醇酯，三油酸脱水山梨糖醇酯等等。这些表面活性剂可购自帝国化学公司(ICI)，罗纳-普朗克公司(Rhone-Poulenc)和其他客商。
(2)非离子乙氧基化物如烷基酚乙氧基化物，醇乙氧基化物，烷基胺乙氧基化物等，包括辛基酚乙氧基化物，壬基酚乙氧基化物，烷基胺乙氧基化物等。这些表面活性剂购自罗纳-普朗克公司(Rhone-Poulenc)、联合碳化物公司(Union Carbide)和其他客商。
(3)非离子表面活性剂，如购自气体产品公司(Air Product)的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇。
(4)氧化乙烯/氧化丙烯共聚物，它们购自联合碳化物公司、BASF公司等。应该指出的是这些和其它表面活性剂能够掺混(若有必要的话)以生产出具有亲水性能的最佳掺混物。
Atmer 688，一种非离子表面活性剂掺混物，和AlkamulsGMS/C，一种单硬脂酸甘油酯，两者都由ICI Americas Inc.制造，被发现是可用作本发明粘合剂组合物中的优选表面活性剂。
在基底表面上液滴的接触角测量值被用来表征表面润湿性。接触角越低，粘合剂的亲水性越高。接触角被定义为在液滴与基底接触时在基底支撑表面和切线之间的角度。液滴的接触角值将取决于基底的表面能和液体的表面张力。如果在液体和基底表面之间发生完全的润湿，则液滴会在基底上扩散而且接触角几乎接近0，而如果润湿仅仅是部分的，则接触角是在0-180度之间。在图1和2中报道的接触角以及在表1中的那些是全部通过使用US5,268,733中描述的半角测量方法，用Tantec Inc.的CAM-FILM型接触角测量仪进行测量的。
参考图1，其是用直方图比较了经由层压吸收件进入被层压件覆盖的毛巾中的水分百分数。该层压件是粘结于组织层的无纺织物基底。该粘结是用接触角为85°的现有技术疏水性热熔粘合剂或根据本发明配制的接触角为50°的亲水性热熔粘合剂(XO)形成的。各粘合剂是在三种不同累加水平上进行测试，即1mg/in2，3mg/in2，10mg/in2。通过将毛巾放置在扁平基底上，用层压件覆盖毛巾，然后提升该载体的一个边缘以使毛巾和层压件升高30°角度来进行试验。然后将3g的水倾倒在层压件上。湿毛巾的重量被称量并与其初始干重比较以测定所吸收的水的百分数。
正如这里所述，本发明的亲水性粘合剂在润湿性上明显优越于现有技术的疏水性粘合剂。使用本发明亲水性粘合剂时由毛巾吸收的水的百分数是65-71％，而使用现有技术的疏水性粘合剂时吸收率仅仅是25-50％。因此，亲水性粘合剂(XO)允许毛巾吸收多得多的流体。
图2是直方图，比较了各种热熔粘合剂的平均剥离强度和接触角。图2说明了根据本发明制备的亲水性粘合剂，全部具有75°以下的接触角，保留足够的剥离强度，以便在无纺制品如尿布中用作结构粘合剂。在这些试验中，层压件是通过使用由累加量3mg/in2的指定粘合剂粘结在一起的聚乙烯(PE)和无纺织物(NW)基底来制备的。对于不同的粘合剂测定接触角并由实线描绘。样品被测定在12英寸/分钟的十字头速度下Instron剥离强度并且是5个试验的平均值。同样，应该指出的是在图2中的术语“高”指表面活性剂加入到粘合剂中的量，它是15％。术语“中等”指10％的表面活性剂被加入到粘合剂配制剂中，而“低”指在配方中使用5％的表面活性剂。
参考图3和图4，在图3中说明了包括扁平、未收缩状态的尿布10的各种基底的分解视图，其中结构的一部分示意性描绘以更加清楚地显示尿布10的结构。图4示意性在截面上说明了尿布10的多层或基底。
这里使用的术语“尿布”典型地是指被婴儿、幼儿和失禁病人穿戴的吸收性制品。很容易理解，该吸收性制品是穿戴在穿戴者的下身部位并在臀部保持。然而，应该理解的是本发明也适用于其它吸收性制品如训练内短裤、失禁用品如针织三角裤和内衣，女性护理用品如卫生巾和短内裤内衬片、医用品如外科披衣等等。
这里使用的术语“吸收性制品”指吸收和含有体液和排泄物如尿的器具或产品。更具体地说，这一术语指穿戴在穿戴者身体上或靠近穿戴者身体以吸收和含有各种液体和来自身体的排泄物的器具或制品。这里使用的术语“一次性”用来描述在一次使用之后扔弃的吸收性制品。该制品不需要洗涤或再利用为吸收性制品。本发明的吸收性制品的优选实例是在图3中示意性描绘的尿布10和在图5中示意性描绘的女性护理垫片11。
如图3和4中所示，尿布10包括粘结在一起的多层片材或基底材以形成吸收性制品。更具体地说，尿布10包括流体渗透性无纺织物顶层材12和与顶层材12结合的流体不渗透性底层材13(典型由聚乙烯制造)。吸收性芯材14位于顶层材12和底层材13之间。吸收性芯材14可包括绒羽8和处于中心的超吸收性(SAP)材料15。尿布10也包括位于顶层材12和芯材14之间的上组织层16以及位于底层材13和芯材14之间的下组织层17。如图4中最好地显示，由根据本发明配制的粘合剂的层将各基底粘结于相邻基底。例如，由施涂在顶层材12下侧的粘合剂层18将无纺织物顶层材12粘结于上组织层16。进而，由粘合剂层19将上组织层16粘结于芯材14。由粘合剂层20将芯材14粘结于下组织层17并进而由施涂在底层材13上表面的粘合剂层21将下组织层17粘结于底层材13。根据部位和所需粘结类型，粘合剂被螺旋喷涂，熔融吹塑涂布，窄缝挤压涂布或作为珠粒形式涂布。
正如图3中最佳地显示，尿布10包括一对由裤裆部分24连接在一起的贴腰片料22和23。裤裆部分24进而包括一对相对的富有弹性的腿部罗口部分25和26。当尿布10由使用者借助于图3中所示的固紧系统(为一对可剥离搭襻(tape tabs)27和28)穿戴时，贴腰片料22和23被保持在一起。
参考图5，其中说明了属于典型女性护理垫片11的吸收性制品。垫片11包括粘结在一起的多层片材或基底以形成吸收性制品。更具体地说，垫片11包括流体渗透性无纺织物顶层材29和与顶层材29相连的流体不渗透性底层材30(典型地由聚乙烯制造)。吸收性芯材31位于顶层材29和底层材30之间。吸收性芯材31可包括绒羽和/或超吸收性(SAP)材料。垫片11也包括位于顶层材29和芯材31之间的上组织层32。如图5中所示，各基底由根据本发明配制的粘合剂层粘结于相邻的基底。例如，无纺织物顶层材29由施涂在顶层材29的下侧的粘合剂层33粘结于上组织层32。进而，上组织层32由粘合剂层34粘结于芯材31。最后，芯材31由施涂于底层材30上表面的粘合剂层35粘结于底层材30。在图5中说明的实例中，还有施涂于底层材30下侧的一层粘合剂36，和剥离纸37覆盖粘合剂36。因此，当去掉剥离纸37暴露粘合剂36时，粘合剂层36被用来将垫片11粘附于使用者穿戴的内衣上，这是现有技术中很普通的和众所周知的。
参考图6，其中说明了与图3和4所示的尿布10类似的尿布38。因此，类似的编号用于图6中表示类似的组分，只是在其后指定有“a”。然而，尿布38采用了根据本发明配制的亲水性热熔粘合剂，并且这种粘合剂以一种方式施涂于它的无纺织物顶层材12a，该方式使流体“芯吸”到尿布38的中心。为了实现这一目的，图6说明了在裤裆部分24a被施涂于顶层材12a下侧的粘合剂的矩形结构39。粘合剂在尿布38的这一部分上的涂敷选择性地改进了在裤裆部分24a中的流体穿透性，这是与其它部分如顶层材12a的腰部贴片22a、23a和腿部罗口部分25a、26a相比而言。这归因于在构型39中粘合剂的亲水性。虽然以矩形构型绘出，其它构型也是可以采用的，如椭圆形，足球形，数字8的形状，圆形等，它们全部用来将流体引导到在吸收性制品如尿布和护理垫片的一个基底中的所需吸收部位。
本发明由下面给出的实施例来说明。实施例1-5
根据表1中给出的百分数制备下面的粘合剂掺混物。实施例1是没有任何表面活性剂的典型现有技术疏水性粘合剂。实施例2-4全部是根据本发明的使用不同量表面活性剂来配制的。当试验时，实施例2-4的配方全部显示出了足够的剥离强度以用作结构粘合剂，同时还提供一种导致有足够亲水性的低接触角进而提供可润湿性。
                   表1
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
Unitac R1 00L 57.5 57.5 57.5 57.5
Stereon 840A(SBS) 20 20 20
solT 193B(SIS) 22.5
Kaydol 22.5 17.5 15
Benzoflex 9-88 12.5
Atmer 688 5 7.5 5
Alkamuls GMS/C 2.5
Irganox 1010 1 1 1 1
粘度@325°F(cP) 1235 1320 1295 1730
环球法软化点(°F) 155 150 146 163
接触角(°) 88 32 16 16
平均剥离强度(gm) 87 85 86 91
原料Unitac R100L    100℃m.p.，PE妥尔油松香酯，Union CampStereon 840A    SBS嵌段共聚物，FirestoneSolT193B        SIS嵌段共聚物，EnichemKaydol          矿物油，WitcoBenzoflex 9-88  苯甲酸二丙二醇酯，VelsicolAtmer 688       非离子表面活性剂掺混物，ICIAlkamuls GMS/C  单硬脂酸甘油酯，Rhone-PoulencIrganox 1010    四(亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))
            甲烷，Ciba-Geigy涂敷条件        PE/NW层压件，3.0mg/in2螺旋喷涂，0.5秒开模
            时间，325°F粘合剂，400°F空气。Instron剥离强度  在12英寸/分钟下平均剥离强度

Claims (15)

1、亲水性热熔粘合剂组合物，它包括以下组分：
10-50％的热塑性聚合物，该聚合物选自聚丁烯、S-I-S和S-B-S苯乙烯类嵌段共聚物、和无规聚α-烯烃组成的组；
40-80％的增粘树脂；
0-40％的增塑剂；
0.1-2％的抗氧化剂；和
0.1-30％的具有低于15的HLB的表面活性剂，所述表面活性剂是脂肪酸酯，全部组分的总重是100wt％，并且其中粘合剂的接触角为75°以下。
2、如权利要求1的组合物，其中粘合剂具有低于50°的接触角。
3、如权利要求1的组合物，其中增塑剂是矿物油。
4、如权利要求1的组合物，其中抗氧化剂是受阻酚。
5、如权利要求1的组合物，其中增粘树脂选自脂族烃树脂、氢化芳族烃树脂、氢化脂族烃树脂或松香酯。
6、亲水性热熔粘合剂组合物，它包括以下组分：
18-25％的热塑性聚合物，该聚合物选自聚丁烯、S-I-S和S-B-S苯乙烯类嵌段共聚物、和无规聚α-烯烃组成的组；
50-60％的增粘树脂；
12-25％的增塑剂；
1％的抗氧化剂；和
2-15％的具有低于15的HLB的表面活性剂，所述表面活性剂是脂肪酸酯，各组分的总重是100wt％，且其中粘合剂具有低于50°的接触角。
7、如权利要求6的组合物，其中增塑剂是矿物油。
8、如权利要求6的组合物，其中抗氧化剂是受阻酚。
9、如权利要求9的组合物，其中增粘树脂选自脂族烃树脂、氢化芳族烃树脂、氢化脂族烃树脂或松香酯。
10、一种制造一次性无纺织物吸收性制品的方法，包括以下步骤：
提供包括一次性无纺织物吸收性制品的一个基底的第一片材材料；
提供包括一次性无纺织物吸收性制品的第二个基底的第二片材材料；
按照一种构型将亲水性热熔粘合剂施涂于该第一或第二片材材料的一种上，该构型应使得接触该粘合剂的流体被引导到第一或第二片材材料之一中的预定吸收部位；所述亲水性热熔粘合剂包括以下组分：
10-50％的热塑性聚合物，该聚合物选自聚丁烯、S-I-S和S-B-S苯乙烯类嵌段共聚物、和无规聚α-烯烃组成的组；
40-80％的增粘树脂；
0-40％的增塑剂；
0.1-2％的抗氧化剂；和
0.1-30％的具有低于15的HLB的表面活性剂，所述表面活性剂是脂肪酸酯，全部组分的总重是100wt％，并且其中粘合剂的接触角为75°以下；以及
将第一和第二片材材料粘结在一起。
11、如权利要求10的方法，其中所述的第一片材是无纺织物基底，所述的第二片材是组织基底。
12、如权利要求11的方法，其中所述的一次性无纺织物吸收性制品是尿布。
13、如权利要求11的方法，其中所述的一次性无纺织物吸收性制品是女性护理垫片。
14、如权利要求11的方法，其中所述的构型包括涂敷于所述无纺织物基底的粘合剂的矩形图案。
15、如权利要求11的方法，其中粘合剂的接触角低于50°。
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