Adhesivo de fusión en caliente con temperatura de aplicación baja.

Una composición de adhesivo de fusión en caliente que comprende una combinación de los siguientes componentes:

a) del 10% al 40% en peso de un copolímero de bloque elastomérico, que tiene una estructura representada por A-B, A-B-A, A- (B-A) n-B, o (A-B) n-Y, en la que A comprende un bloque aromático de polivinilo que tiene una Tg mayor de 80 º C, B comprende un bloque medio gomoso que tiene una Tg menor de -10 º C, Y comprende un compuesto multivalente y n es un número entero de al menos 3;

b) del 15% al 70% en peso de una primera resina adherente de bloque medio que tiene un punto de reblandecimiento de al menos aproximadamente 110 º C y que tiene un contenido aromático de al menos aproximadamente el 1, 5% en peso;



c) del 0 al 55% de una segunda resina adherente de bloque medio;

d) del 5% al 35% en peso de un plastificante; y

e) del 0% al 20% en peso de una resina adherente de bloque terminal que tiene un punto de reblandecimiento menor de 125 º C;

en la que los componentes hacen un total del 100% en peso de la composición, la viscosidad de la composición es igual a o menor de aproximadamente 20.000 mPa.s a 120 º C, y puede aplicarse a una temperatura menor de 150 º C, y en la que la retención de enlace inicial de la composición sobre tiras elásticas es de al menos aproximadamente el 60% y/o; el módulo elástico G' a 60 º C es mayor de aproximadamente 5000, y el módulo viscoso G" a 120 º C es mayor de aproximadamente 50 Pa y el valor de tan delta a 100 º C es entre aproximadamente 0, 5 y aproximadamente 60.

Adhesivo de fusión en caliente con temperatura de aplicación baja La presente invención se refiere a adhesivos de fusión en caliente y, más particularmente, a un adhesivo de fusión en caliente que tiene baja viscosidad y que muestra un buen nivel de cohesión, al igual que una alta resistencia de enlace inicial, que puede aplicarse a temperaturas relativamente bajas, por ejemplo para fabricar componentes elásticos, tales como laminados que contienen tiras elásticas, para su uso en pañales desechables.

El aumento de la complejidad de los artículos fabricados, en particular artículos desechables, conduce también a grandes mejoras y desarrollos en la industria de los adhesivos de fusión en caliente. Los adhesivos de fusión en caliente se están usando para enlazar una mayor variedad de sustratos, dentro de un intervalo más amplio del proceso de aplicación de adhesivos, y para una gama de uso final mayor. Por ejemplo, considerando la industria de fabricación de pañales, los materiales implicados por los materiales no tejidos, películas poliméricas y, en general, componentes elastoméricos. Estos componentes elastoméricos pueden usarse en productos tales como pañales, en forma de tiras, películas, no tejidos o cualquier otra forma continua o discreta.

La capacidad de procesamiento del adhesivo de fusión en caliente está relacionada con su capacidad para ser fundido, transportarlo y/o recubierto, en un estado fundido, a la localización final donde se requiere el enlace. Normalmente, el adhesivo fundido se pulveriza, o recubre como una película. Una vez enfriado, el adhesivo necesita satisfacer múltiples requisitos, tales como resistencia de enlace, medida mediante la fuerza de desprendido, o retención de enlace, en o después de una tensión mecánica, y en o después de diversas condiciones térmicas.

Típicamente, los adhesivos de fusión en caliente pueden estar basados en polímeros tales como poliolefinas (polímeros basados en etileno o propeno) , o poliolefinas funcionalizadas (copolímeros de etileno o propeno con monómeros que contienen una función oxigenada) o copolímeros de bloque de estireno, que contienen al menos una fase gomosa, como SIS o SBS. Los copolímeros de bloque de estireno son de interés debido a sus características dobles, es decir, cohesión de la fase estirénica asociada con el comportamiento gomoso de la otra fase. Las temperaturas de aplicación típicas son iguales a o mayores de 150 º C.

Combinando parámetros en las áreas de la naturaleza de un sustrato, capacidad de procesamiento del adhesivo y requisitos de uso final del producto, ha habido una tendencia estacionaria en la industria a cambiar y usar tipos de sustratos más sofisticados por razones técnicas o económicas. Esto puede conducir al uso de materiales de sustrato más sensibles, en términos de resistencia mecánica, térmica, a las condiciones climáticas o al paso del tiempo, sin necesidad de poner en compromiso cualquier otro atributo, es decir, el proceso de fabricación global debería permanecer dentro del mismo concepto, y el uso final del artículo debería satisfacerse de la misma manera, o potenciarse. Por ejemplo en la industria de los pañales, las temperaturas de aplicación típicas para la fijación elástica serían de aproximadamente 163 º C. Dependiendo de los rendimientos de enlace requeridos, sin embargo, puede ser mayor. Reducir la temperatura de aplicación presenta problemas en términos de humedecimiento, y la mayoría de las veces 150 º C se vería como una temperatura mínima que hay que conseguir para fijar las partes elásticas de la estructura del pañal.

Se sabe en la industria de los pañales que el uso de sustratos termosensibles puede provocar problemas si la temperatura del adhesivo es demasiado alta, porque la línea de producción tiene que detenerse cada vez que el 45 sustrato se rompe o se daña por el material de adhesivo fundido (descrito como fenómeno de "perforación") , y sería necesario reemplazarlo o fijarlo antes de poner en marcha la línea de nuevo. Este puede ser el caso también con los sustratos no tejidos, o con los componentes elastoméricos usados en la estructura de pañal. De esta manera, una menor temperatura de aplicación del adhesivo de fusión en caliente ayudaría mucho a evitar los aspectos de mantenimiento y el tiempo muerto en las líneas de producción.

Otro factor que hace deseable reducir las temperaturas de aplicación de los adhesivos de fusión en caliente es que la industria de los pañales ha estado intentando usar películas de calibre más fino para disminuir el peso global del material del pañal y, en consecuencia, el coste de material. Con los años, esto se ha conseguido con más o menos éxito, dependiendo de la dificultad por mantener tanto el proceso de fabricación como los atributos de uso final del 55 mismo. La distorsión por calor o deterioro de la película o sustratos no tejidos puede ocurrir fácilmente cuando el material adhesivo caliente entra en contacto con las superficies de los sustratos. Como resultado, la funcionalidad de los sustratos en la estructura de uso final se ve afectada de una manera que no es aceptable. Entre otras razones, disminuir la temperatura de aplicación de los adhesivos de fusión en caliente está relacionado con ahorrar algo del coste energético necesario para calentar el material adhesivo, así como la necesidad de potenciar la seguridad de los trabajadores en la línea de producción, para minimizar los peligros de quemadura potenciales.

Muchas referencias ofrecen posibles soluciones para aplicar un material adhesivo de fusión en caliente a una baja temperatura. Reducir la viscosidad del material muy a menudo se ve como el único criterio para reducir la temperatura de aplicación. Tanto la ausencia de cohesión como la incompatibilidad con los ingredientes de la 65 composición, sin embargo, han impedido resolver este problema de la manera en la que la presente invención propone resolver el problema.

Debe observarse que la expresión "adhesivo de fusión en caliente con temperatura de aplicación baja", como se usa en este documento, corresponde a la capacidad de aplicar el material de adhesivo fundido o deformable a una temperatura de proceso relativamente baja o "temperatura de aplicación", es decir, menor de 150 º C, para construir un enlace entre dos sustratos. En ocasiones, las referencias de la técnica anterior utilizan la expresión "temperatura baja" como un término para cualificar a los materiales adhesivos que presentan buenos rendimientos mecánicos y adhesivos a bajas temperaturas en los artículos terminados, una vez que el proceso de enlace se ha realizado. Estas bajas temperaturas normalmente son menores que la temperatura ambiente, pero la presente invención no pretende abordar este requisito específico.

La aplicación de adhesivo a baja temperatura se consigue de una manera relativamente fácil para aplicaciones específicas, o dominios de aplicación, donde no se requiere una cohesión rigurosa. Aunque el enfoque podría centrarse en el valor de la Temperatura de Fallo de Adhesión por Cizalla (SAFT) , el objetivo de este ensayo está más relacionado con definir un fallo a una temperatura en aumento constante, que refleja la resistencia mecánica del enlace con el tiempo. Muchas referencias que presentan valores SAFT interesantes no se correlacionan con la capacidad de los materiales adhesivos de resistir las condiciones de deformación permanente durante un periodo prolongado de más de unos cuantos minutos a temperatura elevada.

Por ejemplo, el documento US 6.180.229 B1 se centra en el dominio de ingeniería de procesos muy estrecho de un rodillo de serigrafía o un rodillo de huecograbado, para proporcionar recubrimientos discontinuos de cualquier Adhesivo Sensible a Presión de Fusión en Caliente (HMPSA) . Las áreas de aplicación son compresas femeninas, vendajes, cintas, donde no es necesario que una cohesión interna pretendida del adhesivo sea alta, los ejemplos de fórmulas descritos contienen más del 30% de un aceite. Usando esta cantidad de aceite al nivel de viscosidad reivindicado, es decir, menos de 5.000 mPa.s a 125 º C, queda claro que esta referencia no enseña cómo conseguir una fijación elástica convencional a baja temperatura. No se hace mención sobre la pulverización del material adhesivo a una baja temperatura sobre tiras elásticas y entre medias de sustratos de película fina para contener estas tiras elásticas en su sitio con el tiempo.

Los documentos EP 0 451919 B1 y EP0 451 920 no mencionan tampoco ningún potencial para que los materiales adhesivos mantengan tiras elásticas en una... [Seguir leyendo]

1. Una composición de adhesivo de fusión en caliente que comprende una combinación de los siguientes componentes:

a) del 10% al 40% en peso de un copolímero de bloque elastomérico, que tiene una estructura representada por A-B, A-B-A, A- (B-A) n-B, o (A-B) n-Y, en la que A comprende un bloque aromático de polivinilo que tiene una Tg mayor de 80 º C, B comprende un bloque medio gomoso que tiene una Tg menor de -10 º C, Y comprende un compuesto multivalente y n es un número entero de al menos 3; b) del 15% al 70% en peso de una primera resina adherente de bloque medio que tiene un punto de reblandecimiento de al menos aproximadamente 110 º C y que tiene un contenido aromático de al menos aproximadamente el 1, 5% en peso; c) del 0 al 55% de una segunda resina adherente de bloque medio; d) del 5% al 35% en peso de un plastificante; y e) del 0% al 20% en peso de una resina adherente de bloque terminal que tiene un punto de reblandecimiento menor de 125 º C;

en la que los componentes hacen un total del 100% en peso de la composición, la viscosidad de la composición es igual a o menor de aproximadamente 20.000 mPa.s a 120 º C, y puede aplicarse a una temperatura menor de 150 º C, y en la que la retención de enlace inicial de la composición sobre tiras elásticas es de al menos aproximadamente el 60% y/o; el módulo elástico G' a 60 º C es mayor de aproximadamente 5000, y el módulo viscoso G" a 120 º C es mayor de aproximadamente 50 Pa y el valor de tan delta a 100 º C es entre aproximadamente 0, 5 y aproximadamente 60.

2. La composición de la reivindicación 1;

a) que tiene del 40% al 65% o del 50% al 62% en peso de dicha primera resina adherente de bloque medio, y/o; b) en la que dicha primera resina de bloque medio tiene un punto de reblandecimiento de al menos aproximadamente 115 º C y/o: c) en la que dicha primera resina de bloque medio tiene un contenido aromático de al menos aproximadamente el 2% en peso, y/o; d) en la que dicha composición tiene una viscosidad igual a o menor de 15.000 o 12.000 mPa.s a 120 º C, y/o; e) en la que la resina adherente de bloque terminal tiene un punto de reblandecimiento de 50 a 120 º C o de 70 a 115 º C y/o;

f) en la que dicha composición tiene una retención de enlace inicial de al menos el 70%, 75% u 80%, y/o; g) en la que dicho módulo elástico G' a 60 º C es mayor de aproximadamente 6000 Pa y/o; h) en la que dicho módulo viscoso G'' es entre aproximadamente 50 y aproximadamente 500 Pa; y/o i) en la que dicho valor de tan delta es entre aproximadamente 1 y aproximadamente 50, o entre aproximadamente 2 y aproximadamente 30.

3. La composición de la reivindicación 1 o 2 en la que dicho copolímero de bloque se selecciona entre el grupo que consiste en SB, SBS, SIS, SIRS, SEBS, SEP, SEPS, SBBS, SEEPS y combinaciones de los mismos.

4. La composición de cualquier reivindicación anterior en la que dicho copolímero de bloque tiene un contenido de 45 estireno del 20% al 51% en peso.

5. La composición de cualquier reivindicación anterior en la que una fracción x de dicha resina de bloque medio total tiene un punto de reblandecimiento z de al menos 115 º C, de manera que z ≥ -60x + 146, y tiene un contenido de aromaticidad y de manera que y ≥ -17x + 18.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la resina adherente de bloque terminal es un producto a partir de una polimerización de monómero puro.

7. La composición de cualquier reivindicación anterior que adicionalmente tiene una retención de enlace con un 55 envejecimiento de una semana de al menos el 50%, el 60% o el 70%.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en las que la resina de bloque medio se selecciona entre el grupo que consiste en resinas de hidrocarburo alifático y sus derivados hidrogenados, resinas de hidrocarburo cicloalifáticas hidrogenadas, resinas de hidrocarburo alifáticas modificadas con aromático o cicloalifáticas hidrogenadas, resinas de hidrocarburo aromáticas modificadas con alifático, resinas de hidrocarburo aromático parcial o totalmente hidrogenado, resinas de politerpeno y politerpeno estirenado.

9. La composición de cualquier reivindicación anterior en la que el plastificante se selecciona entre el grupo que

consiste en un aceite mineral y polibutenol líquido. 65

10. La composición de cualquier reivindicación anterior que incluye adicionalmente una cera que se selecciona entre

el grupo que consiste en ceras de petróleo, ceras microcristalinas, polietileno de bajo peso molecular y polipropileno, sales sintéticas y ceras de poliolefina.

11. Un laminado elástico que comprende una primera capa de material no tejido, una segunda capa de material

seleccionado entre el material de película o material no tejido, y una o una pluralidad de sustratos elastoméricos dispuestos entre dicha primera y segunda capas, en estados juntos con la composición de adhesivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. El laminado elástico de la reivindicación 11 en el que dicho uno o una pluralidad de sustratos elastoméricos son 10 tiras elásticas.

13. Un laminado que comprende una primera capa de material no tejido enlazado a una segunda capa de material de película con la composición de adhesivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

14. El laminado de la reivindicación 11 o 12 en el que dicha segunda capa de material de película comprende una película de polietileno, una película de polipropileno, una película de copolímero de etileno-propileno o un material de película recubierta de tipo tela.

15. Un artículo que comprende la composición de adhesivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. 20

16. El artículo de la reivindicación 15 que comprende un pañal desechable, una compresa higiénica, un protector para cama, un vendaje, una cortina quirúrgica, una cinta, una etiqueta, una lámina de plástico, una lámina no tejida, una hoja de papel, un cartón, un libro, un filtro o un envase.