ТЕРМОПЛАВКИЙ КЛЕЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
HOT-MELT ADHESIVE FOR DISPOSABLE PRODUCTS

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Эта заявка на основании Парижской конвенции испрашивает приоритет заявки на патент Японии № 2011-203062, зарегистрированной 16 сентября 2011 года, содержание которой приводится в описании настоящего изобретения путем ссылки на нее.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к термоплавкому клею, и, более конкретно, к термоплавкому клею, который применяют в изделиях одноразового использования, типичными примерами которых являются бумажный памперс и подгузник.
Уровень техники
В качестве термоплавкого клея, используемого в изделиях одноразового использования, таких как памперс и подгузник, и наносимого на материал основы, например, нетканый материал, ткань, полиэтиленовую пленку и другие подобные материалы, уже давно широко применяют термоплавкий клей на основе синтетического каучука, содержащий термопластический блок-сополимер в качестве основного компонента.
При производстве изделий одноразового использования на пленку или нетканый материал наносят слой термоплавкого клея, и с целью повышения эффективности производства изделий одноразового использования может применяться высокоскоростное нанесение слоя термоплавкого клея. Однако при нанесении с высокой скоростью термоплавкого клея на основе синтетического каучука может иногда происходить его разбрызгивание.
Одним из способов повышения эффективности производства изделий одноразового использования является способ, в котором наносят с высокой скоростью термоплавкий клей на основе олефина, типичным примером которого является сополимер этилена и пропилена.
В патентном документе 1 и патентном документе 2 раскрывается, что в изделиях одноразового использования может применяться термоплавкий клей на основе олефина (см. раздел Technical Field на странице 1 патентного документа 1, параграф [0049] патентного документа 2, и далее). Однако, как указано в патентных документах 1 и 2, термоплавкий клей на основе олефина более подходит для применения при переработке бумаги, чем для использования в изделиях одноразового использования.
В патентном документе 1 раскрывается, что в качестве исходного материала для термоплавкого клея используется полимер пропилена. Однако термоплавкий клей, согласно этому же патентному документу, не обладает достаточной адгезией во влажном состоянии к тканевому материалу основы. Памперс, гигиенический подгузник и другие подобные изделия часто имеют структуру, в которой поглощающее вещество, сформированное из бумажной массы, полимерный абсорбент и другие подобные вещества упаковывают в ткань, и ее наружную сторону покрывают нетканым материалом, полиэтиленовой пленкой и другими подобными материалами. Если термоплавкий клей не обладает достаточной адгезией во влажном состоянии, то в результате распределения клея между тканями и распределения клея между тканью и нетканым материалом во влажном состоянии может ухудшаться поглощающая способность впитывающей прокладки по отношению к жидкости организма.
Как показано в таблице в разделе примеров, термоплавкий клей патентного документа 2 обладает высокой вязкостью и позволяет наносить его слой в диапазоне температур приблизительно от 170°C до 180°C. Но в силу этого возникают сложности при нанесении слоя термоплавкого клея патентного документа 2 на нетканый материал или пленку методом спирального распыления при 160°C или ниже из-за слишком высокой вязкости термоплавкого клея.
Кроме того, в случае термоплавкого клея для изделий одноразового использования требуются не только наличие упомянутых выше свойств, но и практическое отсутствие запаха.
Патентный документ 1: JP 2001-96490 A
Патентный документ 2: JP 2011-511866 A
Описание изобретение
Задачи, решаемые изобретением
Задачей настоящего изобретения является создание термоплавкого клея, подходящего для применения в изделиях одноразового использования, который может быть нанесен с высокой скоростью, который характеризуется отличной адгезией во влажном состоянии (в дальнейшем в этом документе также называется «адгезией во влажном состоянии») и который может быть нанесен при низких температурах, а также практически не имеющего запаха.
Способы решения задачи
Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования и обнаружили, что при смешении гомополимера пропилена, имеющего узкое распределение по молекулярной массе и также имеющего низкую температуру плавления, с кислотно-модифицированным воском, получается термоплавкий клей, который подходит для нанесения слоя с высокой скоростью, который характеризуется отличной адгезией во влажном состоянии и который может быть нанесен при низких температурах, а также практически не имеющий запаха, и такой термоплавкий клей подходит для применения в изделиях одноразового использования, в результате чего и было создано настоящее изобретение.
А именно, настоящее изобретение предлагает, в первом аспекте, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, включающий: (A) гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, получаемый путем полимеризации пропилена в присутствии металлоценового катализатора; и (B) воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты.
Настоящее изобретение предлагает, в варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, где воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты (B), представляет собой полиолефиновый воск, модифицированный малеиновой кислотой и/или малеиновым ангидридом.
Настоящее изобретение предлагает, в еще одном варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, где вязкость расплава термоплавкого клея при 150°C составляет 5000 мПа·с или менее.
Настоящее изобретение предлагает, в предпочтительном варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, где гомополимер пропилена (A) содержит: (A1) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу 60000 или менее; и (A2) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 60000.
Настоящее изобретение предлагает, в еще одном варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, где количество гомополимера пропилена (A1) составляет от 20 до 40 частей по массе и количество гомополимера пропилена (A2) составляет от 50 до 70 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Настоящее изобретение предлагает, в предпочтительном варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, дополнительно включающий: (C) повышающую клейкость смолу, где количество повышающей клейкость смолы (C) составляет от 60 до 150 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Настоящее изобретение предлагает, в наиболее предпочтительном варианте осуществления, термоплавкий клей для изделий одноразового использования, который содержит воск (B) в количестве от 1 до 10 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Настоящее изобретение предлагает, во втором аспекте, изделия одноразового использования, получаемые путем нанесения указанного выше термоплавкого клея для изделий одноразового использования.
Положительные эффекты изобретения
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения пригоден для нанесения слоя с высокой скоростью, и он также характеризуется отличной адгезией во влажном состоянии и может быть нанесен в виде слоя при низкой температуре, так как он включает: (A) гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, получаемый путем полимеризации пропилена в присутствии металлоценового катализатора; и (B) воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты.
Когда воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты (B), представляет собой полиолефиновый воск, модифицированный малеиновой кислотой и/или малеиновым ангидридом, то значительно улучшается адгезия во влажном состоянии.
Когда термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения имеет вязкость расплава 5000 мПа·с или менее при 150°C, то термоплавкий клей дополнительно характеризуется способностью образовывать отличное покрытие при высокой скорости нанесения.
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения пригоден для нанесения слоя с высокой скоростью и характеризуется отличным балансом свойств между адгезией во влажном состоянии и возможностью нанесения слоя при низкой температуре, когда гомополимер пропилена (A) содержит: (A1) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу 60000 или менее; и (A2) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 60000.
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения в большей степени пригоден для нанесения слоя с высокой скоростью и характеризуется отличным балансом между адгезией во влажном состоянии и возможностью нанесения слоя при низкой температуре, когда количество гомополимера пропилена (A1) составляет от 20 до 40 частей по массе и количество гомополимера пропилена (A2) составляет от 50 до 70 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения легко наносится на нетканый материал даже при низкой температуре 150°C или ниже и в большей степени пригоден для применения в изделиях одноразового использования, когда он дополнительно включает: (C) повышающую клейкость смолу, и количество повышающей клейкость смолы (C) составляет от 60 до 150 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения в большей степени пригоден для применения в качестве термоплавкого клея для изделий одноразового использования из-за практического отсутствия запаха, при сохранении способности к адгезии во влажном состоянии, когда термоплавкий клей содержит воск (B) в количестве от 1 до 10 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Изделия одноразового использования настоящего изобретения производят на высокоскоростной поточной линии для нанесения покрытий при удовлетворительной эффективности в силу того, что в процессе производства на них наносят слой описанного выше термоплавкого клея. Так как температура поточной линии для нанесения покрытий может составлять низкие значения около 150°C, то достигается высокая надежность и высокая адгезия во влажном состоянии, и, в результате, нетканый материал и ткань не отслаиваются при воздействии жидкости организма или другой подобной жидкости.
Способ осуществления изобретения
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования согласно настоящему изобретению содержит в качестве главных два компонента:
(A) гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, получаемый путем полимеризации пропилена в присутствии металлоценового катализатора; и
(B) воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты.
В настоящем изобретении, гомополимер пропилена (A) представляет собой гомополимер пропилена, который получают с использованием металлоценового катализатора в качестве катализатора полимеризации. Температура плавления гомополимера пропилена (A) составляет 100°C или ниже, особенно предпочтительно, от 60 до 90°C, и наиболее предпочтительно, от 65 до 85°C.
Температура плавления представляет собой величину, измеряемую с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). В частности, после взвешивания 10 мг образца в алюминиевом контейнере, проводят измерения при скорости нагрева 5°C/минута на приборе DSC6220 (торговое наименование) фирмы SII NanoTechnology Inc, и температура верхней точки пика плавления является температурой плавления.
При полимеризации пропилена с использованием металлоценового катализатора, получают гомополимер пропилена, обладающий (i) кристалличностью и (ii) очень узким распределением по молекулярной массе.
Приведенный выше пункт (i) означает возможность произвольного регулирования полной изотактичности и синдиотактичности. В силу этого, получают полимер с однородным расположением, отношением и другими подобными параметрами метильных групп без отклонения от кристалличности, и с меньшей вероятностью образуется место в полимере с низкой кристалличностью, которое может вызвать снижение адгезионной прочности.
Что касается приведенного выше пункта (ii), то, в случае выражения молекулярно-массового распределения гомополимера пропилена (A) через полидисперсность (Mw/Mn), эта величина обычно составляет от 1,0 до 3,0. Гомополимер пропилена, имеющий полидисперсность от 1,0 до 3,0, характеризуется более высоким качеством низкотемпературного покрытия из-за увеличения ширины спирального распыления. Молекулярно-массовое распределение представляет собой показатель, который указывает распределение молекулярной массы синтетического полимера, и в качестве этого показателя используют отношение (Mw/Mn) среднемассовой молекулярной массы (Mw) к среднечисленной молекулярной массе (Mn). В настоящем изобретении, молекулярно-массовое распределение измеряют методом гельпроникающей хроматографии (GPC).
Предпочтительно, чтобы гомополимер пропилена (A) содержал: (A1) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу 60000 или менее; и (A2) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 60000.
В настоящем изобретении, предпочтительно, чтобы среднемассовая молекулярная масса гомополимера пропилена (A1) составляла от 30000 до 60000, и более предпочтительно, от 30000 до 55000.
В настоящем изобретении, предпочтительно, чтобы среднемассовая молекулярная масса гомополимера пропилена (A2) составляла от более чем 60000 до 90000 или менее, и более предпочтительно, от более чем 60000 до 80000 или менее.
Примеры выпускаемого промышленностью гомополимера пропилена (A1) включают продукт L-MODU X400S фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd., и примеры выпускаемого промышленностью гомополимера пропилена (A2) включают продукт L-MODU X600S фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Среднемассовая молекулярная масса (Mw) представляет собой величину, измеряемую методом гельпроникающей хроматографии (GPC). В частности, эта величина может быть измерена с помощью следующего прибора и метода измерения. В качестве детектора используют детектор RI фирмы Waters Corporation. В качестве колонки для гельпроникающей хроматографии используют колонку TSKGEL GMHHR-H(S) HT фирмы TOSOH CORPORATION. Образец растворяют в 1,2,4-трихлорбензоле и пропускают через колонку при расходе 1,0 мл/мин и температуре 145°C, и затем рассчитывают среднемассовую молекулярную массу из молекулярной массы, используя калибровочную кривую, полученную для полипропилена.
Так как среднечисленную молекулярную массу (Mn) также определяют этим методом, то молекулярно-массовое распределение тоже рассчитывают на основе данных гельпроникающей хроматографии.
Предпочтительно, чтобы количество содержащегося гомополимера пропилена (A1) составляло от 20 до 40 частей по массе, и более предпочтительно, от 25 до 35 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы компонентов (A) и (B). Предпочтительно, чтобы количество содержащегося гомополимера пропилена (A2) составляло от 50 до 70 частей по массе, и более предпочтительно, от 55 до 70 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы компонентов (A) и (B).
В результате смешения гомополимера пропилена (A1) и гомополимера пропилена (A2) в указанных выше количествах, термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения характеризуется отличным полным балансом свойств между способностью к нанесению слоя с высокой скоростью, адгезией во влажном состоянии, способностью к нанесению слоя при низкой температуре и практическим отсутствием запаха.
Не существует конкретного ограничения относительно воска (B) при условии, что воск модифицирован карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты и что может быть получен целевой термоплавкий клей настоящего изобретения. Когда гидрофильный натуральный листовой материал, такой как ткань или хлопчатобумажная ткань, склеивают с помощью термоплавкого клея, содержащего воск (B), модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты, воск (B) может с высокой эффективностью улучшать адгезию во влажном состоянии, и, в результате предотвращать расслаивание ткани или нетканого материала, увлажненного жидкостью организма.
Примеры воска (B) включают:
воск, получаемый привитой полимеризацией карбоновой кислоты и/или ангидрида карбоновой кислоты с восковой основой, и
воск, получаемый сополимеризацией карбоновой кислоты и/или ангидрида карбоновой кислоты, в случае синтеза воска с помощью полимеризации.
Поэтому воск может быть также модифицирован в результате введения карбоновой кислоты и/или ангидрида карбоновой кислоты с помощью различных реакций.
Не существует конкретного ограничения относительно «восковой основы», при условии, что она представляет собой воск, который обычно используют в термоплавком клее, и что может быть получен целевой термоплавкий клей настоящего изобретения. Конкретные примеры восковой основы включают синтетические воски, такие как воск, синтезируемый по реакции Фишера-Тропша, и полиолефиновый воск (полиэтиленовый воск, полипропиленовый воск); нефтяные воски, такие как парафиновый воск и микрокристаллический воск; и природные воски, такие как гидрированное касторовое масло.
Не существует конкретного ограничения в отношении карбоновой кислоты и/или ангидрида карбоновой кислоты, используемых для модификации восковой основы, при условии, что может быть получен целевой термоплавкий клей настоящего изобретения. Их конкретные примеры включают малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, янтарную кислоту, янтарный ангидрид, фталевую кислоту, фталевый ангидрид, глутаровую кислоту, глутаровый ангидрид, итаконовую кислоту, акриловую кислоту, метакриловую кислоту и другие подобные карбоновые кислоты и ангидриды. Эти карбоновые кислоты и/или ангидриды карбоновых кислот могут быть использованы самостоятельно или в комбинации. В настоящем изобретении, особенно предпочтительными являются малеиновая кислота и малеиновый ангидрид.
Возможно использование в качестве вещества, которое модифицирует восковую основу, различные производные карбоновой кислоты, которые могут вводить полярные группы (то есть, группу карбоновой кислоты и/или группу ангидрида карбоновой кислоты). Используемый в изобретении термин «производные карбоновой кислоты» включает:
эфиры карбоновых кислот, такие как этилацетат и винилацетат;
галогенангидриды, такие как бензоилбромид;
амиды, такие как бензамид, N-метилацетамид и N,N-диметил-формамид;
имиды, такие как сукцинимид;
ацилазиды, такие как ацетилазид;
гидразиды, такие как пропаноилгидразид;
гидроксамовые кислоты, такие как хлорацетилгидроксамовая кислота;
лактоны, такие как γ-бутиролактон; и
лактамы, такие как δ-капролактам.
Предпочтительно, чтобы модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты воск (B) настоящего изобретения представлял собой полиолефиновый воск, модифицированный малеиновой кислотой и/или малеиновым ангидридом, и, особенно предпочтительно, полипропиленовый воск, модифицированный малеиновым ангидридом.
Возможно использование в качестве воска (B), модифицированного карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты, выпускаемые промышленностью продукты. Их примеры включают Licosene PP MA6252 (торговое наименование) фирмы Clariant International Ltd., Hiwax 2203A, фирмы Mitsui Chemicals, Inc. и CERAMER 1608 (торговое наименование) фирмы Toyo Petrolite Co., Ltd.
В настоящем изобретении, предпочтительно, чтобы вводимое в смесь количество воска (B) составляло от 1 до 10 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы компонентов (A) и (B). В результате введения в смесь воска (B) в указанном выше количестве, получаемый термоплавкий клей практически не имеет запаха при сохранении адгезии во влажном состоянии.
Предпочтительно, чтобы термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения дополнительно включал (C) повышающую клейкость смолу.
Предпочтительно, чтобы повышающую клейкость смолу (C) вводили в смесь в количестве от 60 до 150 частей по массе, более предпочтительно, от 100 до 150 частей по массе, и особенно предпочтительно, от 100 до 130 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
В результате введения в смесь повышающей клейкость смолы (C) в указанном выше количестве, получаемый термоплавкий клей пригоден для нанесения покрытия при низкой температуре 150°C или ниже и это способствует его равномерному нанесению на нетканый материал и поэтому клей может применяться в производстве изделий одноразового использования.
Примеры повышающей клейкость смолы (C) включают природную канифоль, модифицированную канифоль, гидрированную канифоль, глицериновый эфир природной канифоли, глицериновый эфир модифицированной канифоли, пентаэритритовый эфир природной канифоли, пентаэритритовый эфир модифицированной канифоли, пентаэритритовый эфир гидрированной канифоли, сополимер природного терпена, тройной сополимер природного терпена, гидрированные производные сополимера гидрированного терпена, политерпеновую смолу, гидрированные производные модифицированной фенолом терпеновой смолы, нефтяную алифатическую углеводородную смолу, гидрированные производные нефтяной алифатической углеводородной смолы, нефтяную ароматическую углеводородную смолу, гидрированные производные нефтяной ароматической углеводородной смолы, нефтяную циклическую алифатическую углеводородную смолу и гидрированные производные нефтяной циклической алифатической углеводородной смолы. Эти повышающие клейкость смолы могут быть использованы самостоятельно или в комбинации. Также возможно использование в качестве повышающей клейкость смолы жидкий тип повышающей клейкость смолы при условии, что она имеет цветовой тон от бесцветного до бледно-желтого и практически не имеет запаха, а также имеет удовлетворительную термическую стабильность. Принимая во внимание все эти свойства, предпочтительно, чтобы повышающая клейкость смола представляла собой гидрированные производные смол, и особенно предпочтительно, гидрированные смолы на основе дициклопентадиена.
В качестве повышающей клейкость смолы (C) возможно использование выпускаемых промышленностью продуктов. Примеры этих выпускаемых промышленностью продуктов включают Alcon P100 (торговое наименование) и Alcon M115 (торговое наименование) фирмы Arakawa Chemical Industries, Ltd., Clearon P135 (торговое наименование) фирмы YASUHARA CHEMICAL CO., LTD., и ECR5400 (торговое наименование) фирмы Exxon Corporation. Эти выпускаемые промышленностью повышающие клейкость смолы могут быть использованы самостоятельно или в комбинации.
Термоплавкий клей настоящего изобретения может дополнительно включать масло (D). Масло (D) вводят в смесь в качестве пластификатора с целью снижения вязкости расплава термоплавкого клея, обеспечения гибкости и улучшения смачиваемости склеиваемого материала. Примеры масла (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 использование в качестве масла (D) выпускаемые промышленностью продукты. Их примеры включают Diana Fresia S32 (торговое наименование), Diana Process Oil PW-90 (торговое наименование) и Process Oil NS100 (торговое наименование) фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd., White Oil Broom 350 (торговое наименование) и DN oil KP-68 (торговое наименование) фирмы Kukdong Oil & Chemical Co., Ltd., Enerper M1930 (торговое наименование) фирмы BP Chemicals Ltd, Kaydol (торговое наименование) фирмы Crompton Corporation, Primol 352 (торговое наименование) фирмы Esso Corp., и KN 4010 (торговое наименование) фирмы PetroChina Company. Эти масла (D) могут быть использованы самостоятельно или в комбинации.
В случае необходимости, термоплавкий клей согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать различные добавки. Примеры различных добавок включают стабилизатор и тонкодисперсный наполнитель.
«Стабилизатор» вводят в смесь для улучшения стабильности термоплавкого клея в результате предотвращения снижения молекулярной массы, гелеобразования, окрашивания и образования запаха термоплавкого клея вследствие нагревания, и не существует конкретного ограничения в отношении стабилизатора при условии, что может быть получен целевой термоплавкий клей настоящего изобретения. Примеры «стабилизатора» включают антиоксидант и поглотитель ультрафиолетовых лучей.
«Поглотитель ультрафиолетовых лучей» используют для повышения стойкости термоплавкого клея к воздействию света. «Антиоксидант» используют для предотвращения разложения термоплавкого клея в результате окисления. Антиоксидант и поглотитель ультрафиолетовых широко используются в изделиях одноразового использования, и они могут применяться без конкретного ограничения при условии, что могут быть получены упомянутые ниже целевые изделия одноразового использования.
Примеры антиоксиданта включают антиоксидант на основе фенола, антиоксидант на основе серы и антиоксидант на основе фосфора. Примеры поглотителя ультрафиолетовых лучей включают поглотитель ультрафиолетовых на основе бензотриазола и поглотитель ультрафиолетовых на основе бензофенона. Также возможно добавление стабилизатора на основе лактона. Эти добавки могут быть введены самостоятельно или в комбинации.
Возможно использование в качестве стабилизатора выпускаемых промышленностью продуктов. Их примеры включают SUMILIZER GM (торговое наименование), SU ILIZER TPD (торговое наименование) и SU ILIZER TPS (торговое наименование) фирмы Sumitomo Chemical Co. Ltd.; IRGANOX 1010 (торговое наименование), IRGANOX HP2225FF (торговое наименование), IRGAFOS 168 (торговое наименование) и IRGANOX 1520 (торговое наименование) фирмы Ciba Specialty Chemicals Inc.; и JF77 (торговое наименование) фирмы Johoku Chemical Co., Ltd. Эти стабилизаторы могут использоваться самостоятельно или в комбинации.
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения может дополнительно включать тонкодисперсный наполнитель. Может применяться обычно используемый тонкодисперсный наполнитель, и относительно него не существует конкретного ограничения при условии, что может быть получен целевой термоплавкий клей настоящего изобретения. Примеры «тонкодисперсного наполнителя» включают слюду, карбонат кальция, каолин, тальк, оксид титана, диатомитовую землю, смолы на основе мочевины, стирольные гранулы, прокаленную глину, крахмал и другие подобные вещества. Предпочтительно, чтобы эти частицы имели сферическую форму, и не существует конкретного ограничения в отношении их размера (диаметра в случае сферической формы).
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования настоящего изобретения может быть получен путем смешения компонента (A) и компонента (B), необязательного добавления в смесь компонента (C) и/или компонента (D), в случае необходимости, введения различных добавок, и плавления смеси путем нагревания и затем смешения. В частности, термоплавкий клей может быть получен путем загрузки указанных выше компонентов в реактор для смешения в расплаве, оборудованный мешалкой, и затем нагревания и смешения.
В случае термоплавкого клея для изделий одноразового использования согласно настоящему изобретению, вязкость расплава при 150°C составляет 5000 мПа·с или менее, предпочтительно, от 1500 до 3500 мПа·с, и особенно предпочтительно, от 1800 до 3000 мПа·с. «Вязкость расплава» представляет собой вязкость термоплавкого клея в расплавленном состоянии, и ее измеряют вискозиметром Брукфилда типа RVT (шпиндель № 27).
В результате контролирования вязкости расплава в указанном выше диапазоне, термоплавкий клей может применяться для нанесения слоя при низкой температуре. Кроме того, так как на нетканый материал наносят однородный слой и термоплавкий клей способен проникать в этот материал, то, в результате, клей может применяться в изделиях одноразового использования.
Как уже упоминалось выше, термоплавкий клей согласно настоящему изобретению может также применяться в процессах переработки бумаги, брошюровочно-переплетных процессах, в изделиях одноразового использования и других подобных областях применения, и он был создан для изделий одноразового использования, так как характеризуется отличной адгезией во влажном состоянии. Изделия одноразового использования могут быть изготовлены путем нанесения слоя термоплавкого клея согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, на один элемент, выбранный из группы, состоящей из тканого материала, нетканого материала, каучука, смолы, бумаг и полиолефиновой пленки. Предпочтительно, чтобы полиолефиновая пленка представляла собой полиэтиленовую пленку в силу ее износоустойчивости, стоимости и других подобных показателей.
Не существует конкретного ограничения в отношении изделий одноразового использования при условии, что они представляют собой так называемые санитарно-гигиенические материалы. Их конкретные примеры включают бумажный памперс, гигиенический подгузник, пеленку для домашних животных, больничную рубашку, предметы одноразовой одежды для хирургов и другие подобные изделия.
На этапе производства изделий одноразового использования, на различные элементы изделий одноразового использования (например, ткань, хлопчатобумажную ткань, нетканый материал, полиолефиновую пленку, и другие элементы) обычно наносят слой термоплавкого клея. При нанесении слоя, термоплавкий клей может выпускаться (или выталкиваться) из различных выпускных устройств (или выталкивающих устройств).
Не существует конкретного ограничения относительно способа нанесения слоя термоплавкого клея при условии, что могут быть получены целевые изделия одноразового использования. Такой способ нанесения слоя, в общих чертах, подразделяется на способ контактного нанесения слоя и способ бесконтактного нанесения слоя. Способ «контактного нанесения» относится к способу нанесения слоя, в котором выпускное устройство приводят в соприкосновение с элементом или пленкой, в случае нанесения на них слоя термоплавкого клея, тогда как способ «бесконтактного нанесения» относится к способу нанесения слоя, в котором выпускное устройство не находится в соприкосновении с элементом или пленкой, в случае нанесения на них слоя термоплавкого клея. Примеры способа «контактного нанесения» включают способ нанесения покрытия через щелевую головку, способ нанесения покрытия валиком и другие подобные способы, и примеры способа бесконтактного нанесения покрытия включают способ спирального распыления, позволяющий наносить покрытия на поверхность со спиральной формой, способ нанесения покрытия фирмы Omega Coating или способ нанесения покрытия с контролем растрескивания, позволяющие наносить покрытия на поверхность волнистой формы, способ нанесения покрытия щелевым распылением или способ нанесения покрытия поливом, позволяющие наносить покрытия на плоскую поверхность, и способ нанесения точечного покрытия, позволяющий наносить покрытие в форме точки.
Термоплавкий клей настоящего изобретения может применяться для нанесения покрытия путем спирального распыления. Способ нанесения покрытия путем спирального распыления представляет собой способ, в котором клей наносят бесконтактно в форме спирали путем периодического или непрерывного нанесения.
Чрезвычайно важно при производстве изделий одноразового использования, чтобы термоплавкий клей можно было наносить путем распыления по всей ширине изделия. В случае термоплавкого клея, способного обеспечивать нанесение слоя большой ширины, ширину слоя можно уменьшать путем корректировки давления горячего воздуха.
Если сложно нанести слой термоплавкого клея большой ширины, то для получения достаточной площади покрытия требуется использование большого количества распылительных сопел, и это неприемлемо при производстве относительно небольших по размеру изделий одноразового использования, таких как впитывающая мочу прокладка, и изделий одноразового использования, имеющих сложную форму.
Следовательно, термоплавкий клей настоящего изобретения может применяться для изделий одноразового использования, так как в случае его применения может осуществляться спиральное нанесение слоя клея большой ширины (или по всей ширине изделия).
Термоплавкий клей настоящего изобретения может применяться для производства изделий одноразового использования в связи с его удовлетворительной способностью к нанесению на поверхность слоя при 150°C или ниже. В случае нанесения слоя термоплавкого клея при высокой температуре, в силу того что полиолефиновая (предпочтительно, полиэтиленовая) пленка, используемая в качестве материала основы изделий одноразового использования, может расплавляться и коробиться под воздействием высокой температуры, внешний вид изделий одноразового использования существенно ухудшается. В случае нанесения термоплавкого клея при 150°C или ниже, внешний вид полиолефиновой (предпочтительно, полиэтиленовой) пленки и нетканого материала в качестве материала основы изделий одноразового использования почти не меняется, и, следовательно, не ухудшается внешний вид продуктов.
Термоплавкий клей настоящего изобретения может применяться для производства изделий одноразового использования при минимальных затратах времени, так как он характеризуется отличной способностью к нанесению покрытий с высокой скоростью. Когда на материал основы, транспортируемый с высокой скоростью, наносят слой термоплавкого клея, иногда, в случае контактного метода нанесения покрытия, может возникать разрыв материала основы вследствие трения. Термоплавкий клей настоящего изобретения может применяться для нанесения покрытия путем спирального распыления, своего рода бесконтактного способа нанесения покрытия, и, следовательно, клей может применяться для высокоскоростного нанесения покрытия, и, в результате чего можно повысить эффективность производства изделий одноразового использования. Кроме того, термоплавкий клей настоящего изобретения, позволяющий его использование для высокоскоростного нанесения покрытия, не приводит к ухудшению свойств покрытия.
Термоплавкий клей настоящего изобретения имеет удовлетворительную термическую стабильность и равномерно расплавляется в емкости с высокой температурой от 100 до 200°C и в случае его применения не происходит расслаивания фаз. В случае применения термоплавкого клея, имеющего низкую термическую стабильность, в емкости с высокой температурой легко происходит расслаивания фаз на компоненты. Расслаивание фаз может приводить к забивке фильтра емкости и транспортного трубопровода.
Главные варианты осуществления настоящего изобретения приведены ниже.
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования, включающий: (A) гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, получаемый путем полимеризации пропилена в присутствии металлоценового катализатора; и (B) воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты.
Воск (B), модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты, представляет собой полиолефиновый воск, модифицированный малеиновой кислотой и/или малеиновым ангидридом.
При этом вязкость расплава термоплавкого клея при 150°C составляет 5000 мПа·с или менее.
Гомополимер пропилена (A) содержит: (A1) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу 60000 или менее; и (A2) гомополимер пропилена, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 60000.
При этом количество гомополимера пропилена (A1) составляет от 20 до 40 частей по массе и количество гомополимера пропилена (A2) составляет от 50 до 70 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Заявленный термоплавкий клей для изделий одноразового использования дополнительно включает (C) повышающую клейкость смолу, где количество повышающей клейкость смолы (C) составляет от 60 до 150 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Термоплавкий клей для изделий одноразового использования по настоящему изобретению содержит воск (B) в количестве от 1 до 10 частей по массе в расчете на 100 частей суммарной массы гомополимера пропилена (A) и воска (B).
Изобретение также относится к изделиям одноразового использования, получаемым путем нанесения указанного термоплавкого клея для изделий одноразового использования.
Примеры
Настоящее изобретение с целью его более подробного и конкретного описания будет далее проиллюстрировано с помощью примеров. И эти примеры настоящего изобретения никоим образом не следует рассматривать в качестве ограничений изобретения.
Компоненты для получения термоплавкого клея приведены ниже.
(A) Гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, который получают полимеризацией в присутствии металлоценового катализатора;
(A1) Кристаллический гомополимер пропилена (L-MODU X400S (торговое наименование) фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd., имеющий температуру плавления 75°C и среднемассовую молекулярную массу 45000);
(A2) Кристаллический гомополимер фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd., имеющий температуру плавления 80°C и среднемассовую молекулярную массу 70000);
(A'3) Кристаллический гомополимер пропилена (Licocene PP6102 (торговое наименование) фирмы Clariant (Japan) K.K., имеющий температуру плавления 145°C);
(A'4) Кристаллический сополимер этилена и пропилена (Licocene PP2602 (торговое наименование) фирмы Clariant (Japan) K.K., имеющий температуру плавления 145°C);
(A'5) Аморфный сополимер этилена и пропилена (Vestoplast 828 (торговое наименование) фирмы Evonik Degussa Japan Co., Ltd.);
(A'6) Кристаллический сополимер этилена и октена (Affinity GA1950 (торговое наименование) фирмы Dow Chemical Company, имеющий температуру плавления 100°C).
(B) Воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты;
(B1) Модифицированный малеиновой кислотой воск (Licocene PP MA6252 (торговое наименование) фирмы Clariant (Japan) K.K.);
(B2) Модифицированный малеиновой кислотой воск (Hiwax 2203A (торговое наименование) фирмы Mitsui Chemicals, Inc.);
(B3) Модифицированный малеиновой кислотой воск (AC597 (торговое наименование) фирмы Honeywell International Inc.);
(B'4) Полипропиленовый воск (Hiwax NP105 (торговое наименование) фирмы Mitsui Chemicals, Inc.).
(C) Повышающая клейкость смола;
(C1) Гидрированная алифатическая повышающая клейкость смола (Alcon-P100 (торговое наименование) фирмы Arakawa Chemical Industries, Ltd.);
(C2) Гидрированная алифатическая повышающая клейкость смола (Alcon-M115 (торговое наименование) фирмы Arakawa Chemical Industries, Ltd.);
(C3) Гидрированная повышающая клейкость смола на основе терпена (Clearon P135 (торговое наименование) фирмы YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.);
(C4) Гидрированная повышающая клейкость смола на основе дициклопентадиена (ECR5400 (торговое наименование) фирмы Exxon Mobil Corporation).
(D) Масло;
(D1) Нафтеновое масло (Process Oil NS100 (торговое наименование) фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd.);
(D2) Нафтеновое масло (Nyflex 222B (торговое наименование) фирмы Nynas Co.);
(D3) Парафиновое масло (Diana Fresia S32 (торговое наименование) фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd.);
(D4) Парафиновое масло (Diana Process Oil PW90 (торговое наименование) фирмы Idemitsu Kosan Co., Ltd.).
(E) Антиоксидант;
(E1) Антиоксидант на основе фенола (Adekastab A060 (торговое наименование) фирмы ADEKA Corporation).
(F) Стирольный блок-сополимер;
(F1) Блок-сополимер стирола-изопрена-стирола (VECTOR 4211 (торговое наименование) фирмы Dexco Polymers).
Эти компоненты смешивали (или составляли смесь) в соответствии с композициями, приведенными в таблицах 1 и 2, и затем перемешивали в расплаве при 150°C в течение 2 часов, используя универсальную мешалку, с получением термоплавких клеев примеров 1-10 и сравнительных примеров 1-7.
Для упомянутых выше термоплавких клеев оценивали вязкость расплава, прочность при отслаивании, способность к образованию слоя покрытия и запах. Краткие описания соответствующих испытаний приведены ниже.
Вязкость расплава (мПа⋅с)
Термоплавкий клей расплавляли при 150°C и через 30 минут измеряли вязкость на вискозиметре Брукфилда с ротором № 27. Критерии для оценки являются следующими.
A: от 1000 мПа⋅с до 3000 мПа⋅с
B: 500 мПа⋅с или более и менее чем 1000 мПа⋅с, или более чем 3000 мПа⋅с и менее чем 10000 мПа⋅с
C: менее чем 500 мПа⋅с или 10000 мПа⋅с или более
Испытание на прочность при отслаивании
Приготовление образцов
2
2
На нетканый материал наносили слой термоплавкого клея при расходе 3 г/м. Слой покрытия наносили при 150°C методом спирального распыления. Нетканый материал с нанесенным на него термоплавким клеем и ткань накладывали друг на друга, так чтобы слой клея оказывался между ними, затем плотно прижимали друг к другу с помощью пресса при давлении 0,5 кгс/см с получением образцов (нетканый материал/ткань).
Методика испытания
На каждом из образцов делали надрез в 25 мм в направлении, вертикальном направлению движения материала основы (CD направление), и затем измеряли прочность на отслаивание путем отслаивания по T-образному типу, используя универсальную разрывную машину (фирмы JT Toshi Inc.). Что касается прочности на отслаивание, то измерения проводили как в сухом, так и влажном состоянии.
При измерении прочности на отслаивание в сухом состоянии (прочность в сухом состоянии), использовали образец, как он есть, без его увлажнения. При измерении прочности на отслаивание во влажном состоянии (прочности во влажном состоянии), образец погружали в водопроводную воду с регулируемой температурой 20°C на 5-6 секунд. Затем слегка промокали влагу тканью, образец выдерживали в течение 1 минуты и подвергали испытанию.
Измерения проводили на универсальной разрывной машине в атмосфере окружающей среды при 20°C, относительной влажности 65% и скорости отслаивания 100 мм/минута.
Образцы (нетканый материал/ткань)
Прочность в сухом состоянии
A: Разрыв ткани
B: Средняя прочность на отслаивание составляет от 30 до 60 (г/25 мм)
D: Средняя прочность на отслаивание составляет менее чем 30 (г/25 мм)
Прочность во влажном состоянии
A: Разрыв ткани (прочность на отслаивание при разрыве составляет 35 г/25 мм или более)
B: Разрыв ткани (прочность на отслаивание при разрыве составляет менее чем 35 г/25 мм)
C: Средняя прочность на отслаивание составляет от 10 до 30 (г/25 мм)
D: Средняя прочность на отслаивание составляет менее чем 10 (г/25 мм)
Способность образовывать слой при нанесении
После установки величины температуры нанесения покрытия на 150°C и производительности 20 г/мин, закрепляли спиральный распылитель (фирмы Nordson Corporation) в соответствующем положении (на высоте 35 мм от полиэтилентерефталатной (PET) пленки, используемой в качестве материала основы, на который наносят слой покрытия) и затем наносили покрытие из термоплавкого клея на полиэтилентерефталатную пленку при скорости технологической линии 200 м/мин.
Кроме того, другую полиэтилентерефталатную пленку использовали в качестве материала слоистого наполнителя, и получали слоистый материал из материала основы с нанесенным слоем клея и материала слоистого наполнителя (полиэтилентерефталатная пленка/полиэтилентерефталатная пленка), и затем оценивали способность образовывать слой при нанесении. Методы оценки приведены ниже.
Способность образовывать слой при нанесении путем спирального распыления
2
Способность образовывать слой при нанесении путем спирального распыления оценивали по ширине спирального распыления термоплавкого клея, наносимого с помощью спирального распылителя при давлении воздуха 0,30 кгс/см.
A: Достигается ширина спирального распыления от 18 до 20 мм.
B: Достигается ширина спирального распыления 16 мм или более и менее чем 18 мм. В качестве варианта, достигается ширина спирального распыления более чем 20 мм и менее чем 23 мм.
D: Достигается ширина спирального распыления менее чем 16 мм или 23 мм или более.
Пригодность для использования на высокоскоростной поточной линии для нанесения покрытия
2
Давление воздуха спирального распылителя повышали до 0,36 кгс/см и пригодность для использования на высокоскоростной поточной линии для нанесения покрытия оценивали по ширине спирального распыления термоплавкого клея, используемого для покрытия.
A: Достигается ширина спирального распыления от 18 до 20 мм.
B: Достигается ширина спирального распыления 16 мм или более и менее чем 18 мм. В качестве варианта, достигается ширина спирального распыления более чем 20 мм и менее чем 23 мм.
D: Достигается ширина спирального распыления менее чем 16 мм или 23 мм или более.
Оценка запаха
В стеклянную бутыль объемом 70 мл загружали 35 г термоплавкого клея, и бутыль оставляли постоять в атмосфере окружающей среды при 160°C в течение 1 дня, и затем органолептически оценивали запах термоплавкого клея.
A: Запах едва различается.
B: Слегка различается неприятный запах.
D: Четко различается неприятный запах.
Таблица 1
Примеры
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(A)
(A1)
97
32
33
30
28
41
32
77
(A2)
95
63
66
61
55
55
63
19
94
(B)
(B1)
3
5
5
1
9
17
4
4
6
(B2)
5
Сумма (A) и (B) (частей по массе)
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
(C)
(C1)
60
(C2)
(C3)
25
147
(C4)
66
63
124
128
118
108
82
124
65
(D)
(D1)
63
95
98
91
83
69
95
(D2)
(D3)
29
19
132
(D4)
32
10
(E)
(E1)
2
3
3
3
3
3
3
3
2
4
Вязкость при 150°C (мПа∙с)
3150
2650
1950
1900
1890
1680
2950
1820
4750
1100
Способность образовывать слой при нанесении 1)
A
A
A
A
A
A
A
A
B
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
B
Адгезионная прочность 2)
A
A
A
A
A
A
A
A
A
31B
30B
33B
41A
51A
38A
40A
32B
37A
26B
56A
Оценка запаха
A
A
A
A
A
B
A
A
A
A
1) Давление горячего воздуха составляет 0,30 кгс/см<sup>2</sup> в верхнем столбце, в то время как давление горячего воздуха составляет 0,36 кгс/см<sup>2</sup> в нижнем столбце.2) Адгезионная прочность представляет собой прочность в сухом состоянии в верхнем столбце и символ «A» обозначает разрыв ткани, в то время как адгезионная прочность представляет собой прочность во влажном состоянии в нижнем столбце.
Таблица 2
Сравнительные примеры
1
2
3
4
5
6
7
(A)
(A1)
97
100
89
(A2)
11
(A'3)
97
18
(A'4)
24
(A5')
50
(A6')
97
(B)
(B1)
3
3
(B2)
(B3)
8
(B4')
3
Сумма (A) и (B) (частей по массе)
100
100
100
100
100
100
0
(C)
(C1)
67
(C2)
59,6
(C3)
(C4)
66
66
68
87
66
(D)
(D1)
29
33
29
(D2)
22
(D3)
29
30
(D4)
(E)
(E1)
2
2
2
2
1
2
0,5
(F)
(F1)
17,9
Вязкость при 150°C (мПа⋅с)
92
3300
3100
4100
25200
5100
2600
Способность образовывать слой при нанесении 1)
D
A
A
A
D
D
A
D
A
A
A
D
A
B
Адгезионная прочность 2)
Невозможно нанести слой
38B
60B
A
Невозможно нанести слой
51B
A
Невозможно нанести слой
4D
6D
7D
Невозможно нанести слой
35A
2D
Оценка запаха
B
A
A
A
D
B
B
1) Давление горячего воздуха составляет 0,30 кгс/см<sup>2</sup> в верхнем столбце, в то время как давление горячего воздуха составляет 0,36 кгс/см<sup>2</sup> в нижнем столбце.2) Адгезионная прочность представляет собой прочность в сухом состоянии в верхнем столбце и символ «A» обозначает разрыв ткани, в то время как адгезионная прочность представляет собой прочность во влажном состоянии в нижнем столбце.
Как показано в таблице 1, термоплавкие клеи примеров 1-10 подходят для нанесения покрытия спиральным распылением при низкой температуре, так как они имеют низкую вязкость расплава при 150°C, и это дает возможность осуществлять высокоскоростное нанесение покрытия, так как достигается соответствующая ширина спирального распыления при высоком давлении горячего воздуха. Прочность на расслаивание между нетканым материалом и тканью характеризуется отличным показателем, как в сухом, так и влажном состоянии. Кроме того, было доказано, что термоплавкие клеи примеров 1-10 подходят для применения в изделиях одноразового использования, таких как памперс и санитарно-гигиенические продукты, в качестве типичных нетканых материалов, так как они практически не имеют запаха.
Как показано в таблице 2, термоплавкие клеи сравнительных примеров 1-7 обладают худшими свойствами по любой одной из оценок вязкости расплава, возможности нанесения покрытия с высокой скоростью, нанесения покрытия спиральным распылением, прочности на расслаивание и запаха, по сравнению с клеями примеров 1-10. Было показано, что термоплавкие клеи примеров 1-10 более пригодны для применения в изделиях одноразового использования, чем термоплавкие клеи сравнительных примеров 1-7.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение предлагает термоплавкий клей. Термоплавкий клей согласно настоящему изобретению пригоден для применения в изделиях одноразового использования.