Composición adhesiva de fusión en caliente a base de un copolímero aleatorio de polipropileno isotáctico.

Una composición adhesiva de fusión en caliente que comprende una mezcla de los siguientes componentes:

(a) 4% a 50% en peso de un copolímero al azar isotáctico RCP de propileno y al menos una olefina, un comonómero que tiene la siguiente estructura molecular:

R-CH ≥ CH2

donde R es hidrógeno o un grupo C2 a C10 alquilo, y dicha olefina comprende un 1,5% en peso a 20% en peso de dicho copolímero RCP isotáctico; donde el copolímero de RCP isotáctico tiene una densidad de 0,88 g / cc a 0,905 g / cc y un índice de flujo de fusión de 5 g/10 min a 200 g/10 min y un punto de fusión igual o inferior a 145 ° C;

(b) 20% a 65% en peso de un agente de pegajosidad;

(c) 15% a 60% en peso de un polímero atáctico poli-a-olefina (APAO); donde dicho APAO polímero tiene una densidad de 0,85 g / cc a 0,89 g / cc y una temperatura de transición vítrea (Tg) de desde -5 a 40 ° C y un peso molecular promedio en peso (Mw) de 4.000 g / mol a 150.000 g / mol;

(d) 0% a 40% en peso de un plastificante;

(e) 0% a 40% en peso de una cera;

(f) 0% a 3% en peso de un estabilizador; y

(g) 0% a 60% en peso de una carga;

los componentes un 100% en peso de la composición.

Composición adhesiva de fusión en caliente a base de un copolímero aleatorio de polipropileno isotactico.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a nuevas composiciones adhesivas de fusión en caliente basado en estereoespecíficos, predominantemente semi-cristalinos copolímeros aleatorios de polipropileno isotáctico (RCP) . Más particularmente, esta invención se refiere a adhesivos com-posiciones que encuentran utilidad en la caja / cartón sellado y en la fabricación de artículos no tejidos desechables tales como pañales y productos de higiene femenina. Las composiciones adhesivas son particularmente útiles como una fijación elástica y adhesivo de construcción en el montaje de artículos no tejidos desechables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los adhesivos de fusión en caliente existen típicamente como masas sólidas a temperatura ambiente y se pueden convertir en un líquido fluido mediante la aplicación de calor. Estos adhesivos son particularmente útiles en la fabricación de una variedad de productos desechables donde la unión de varios substratos es a menudo necesaria. Las aplicaciones específicas incluyen pañales desechables, compresas de hospital, compresas higiénicas femeninas, pantyshields, paños quirúrgicos y bragas para adultos incontinentes, colectivamente conocidas como productos no tejidos desechables. Otras aplicaciones diversificadas han involucrado a los productos de papel, materiales de embalaje, cintas y etiquetas. En la mayoría de estas aplicaciones, el adhesivo de fusión en caliente se calienta hasta su estado fundido y se aplica luego a un substrato. Un segundo sustrato inmediatamente se pone en contacto con y se comprime contra el primero. El adhesivo se solidifica al enfriarse para formar una unión fuerte. La mayor ventaja de los adhesivos de fusión en caliente es la falta de un vehículo líquido, como sería el caso del agua o adhesivos base solvente, eliminando así el costoso proceso asociado con la eliminación del disolvente.

Para muchas aplicaciones, los adhesivos de fusión en caliente son a menudo extruido directamente sobre un sustrato en forma de una película delgada mediante el uso de equipo de pistón o bomba de engranajes. En este caso, el sustrato se pone en contacto íntimo con un troquel en caliente bajo presión. La temperatura de la matriz se debe mantener por encima del punto de fusión del adhesivo, que es típicamente entre 150 y 200 ° C. Para algunas aplicaciones, en particular para la fabricación de artículos no tejidos, la unión de sustratos sensibles al calor y delicados, tales como películas delgadas de polietileno de calibre, con frecuencia está involucrado. El contacto directo entre la película y la matriz, en estos casos, debe evitarse para impedir que la película de la quema o distorsión. Varios métodos de aplicación se han desarrollado a través de la cual un adhesivo de fusión en caliente puede ser recubierto de pulverización con la ayuda de aire comprimido sobre un sustrato desde una distancia. Estas técnicas de recubrimiento sin contacto incluyen pulverización en espiral y diversas formas de métodos de soplado en fusión. El contacto directo entre la cabeza de revestimiento y el substrato se suprimen de esta manera. Todas las técnicas de revestimiento aquí descritos anteriormente son bien conocidos por los expertos en la técnica de equipo y comercial está fácilmente disponible.

Las técnicas de revestimiento por pulverización, sin embargo, plantean requisitos estrictos sobre los adhesivos de fusión en caliente. La viscosidad de los adhesivos debe ser suficientemente baja, normalmente en el intervalo de 2.000 a 30.000 mPa.s (2.000 a 30.000 cP) , preferiblemente en el intervalo de (2.000 a 15.000 cP) 2.000 a 15.000 mPa.s, a la temperatura de aplicación . Muchos otros factores físicos, especialmente las propiedades reológicas del adhesivo, entran en juego en la determinación de la capacidad de pulverización de una masa fundida caliente. La mayoría de los productos comerciales de masa fundida no se prestan a las aplicaciones de pulverización. No existen modelos teóricos o directrices aceptadas para predecir la capacidad de pulverización y debe ser determinada empíricamente con equipo de aplicación.

Polipropileno sindiotáctico (SPP) polímeros son conocidos en esta técnica. Los polímeros de SPP son esencialmente homopolímeros de alto peso molecular estereoespecífica de propileno o copolímeros de propileno con otras olefinas af A-monómeros tales como etileno, buteno-1 o 1-hexeno. Los polímeros sindiotácticos no debe confundirse con los polipropilenos convencionales cristalinas y atácticos esencialmente amoría poli-a-olefinas (APAO.) . Estos polímeros se diferencian entre sí en ambas estructuras y propiedades. Es bien conocido por los expertos en la técnica que los convencionales propilenos cristalinas ¬ poli tienen una configuración isotáctica cadena molecular. La configuración isotáctica puede describirse como que tiene los grupos metilo unidos a los átomos de carbono terciarios de unidades monoméricas sucesivas en el mismo lado de un plano hipotético trazada a través de la cadena principal del polímero. Este tipo de estructura estereoquímica se puede ilustrar gráficamente mediante el uso de la fórmula de proyección de Fisher como el seguimiento:

Debido a su alto grado de regularidad de cadena, los polipropilenos isotácticos convencionales (IPP) es muy cristalino con una cristalinidad típicamente mayor que 50% y un calor de fusión superior a 70J / g. Por lo general son materiales rígidos tienen una alta densidad y alto punto de fusión. Debido a la falta de flexibilidad, un polímero IPP sólo se puede utilizar como un modificador en pequeñas cantidades, típicamente alrededor de 2% a 5% en peso, en las formulaciones de adhesivo de fusión en caliente. Un IPP convencional típico generalmente tiene una tasa de flujo de fusión, que es inversamente proporcional al peso molecular promedio en peso, en el intervalo de 0, 5 a 200 g/10 min, medido de acuerdo con ASTM método de prueba D-1238.

Otro componente conocido por ser utilizado en una mezcla fundida caliente composición adhesiva comprende un polímero de APAO. Polímeros APAO son una familia de homopolímeros esencialmente amorfos de bajo peso molecular de propileno o copolímeros de propileno con etileno o buteno o hexeno. En contraste con las estructuras regulares en IPP o SPP, APAO tienen cadenas moleculares atácticas con los grupos metilo en las unidades monoméricas sucesivas estéricamente aleatoriamente distribuidas a ambos lados del plano hipotético a través de la cadena de polímero. La configuración estéreo de la APAO atáctica cadena molecular se puede ilustrar gráficamente mediante la siguiente fórmula de proyección de Fisher:

La estructura de la cadena estérea de SPP es únicamente diferente de la de IPP y de la de APAO. En contraste con la configuración isostática de la cadena de IPP y con la configuración atáctica de la cadena de APAO, la estereoquímica del SPP puede ser descrita teniendo grupos metilo terciarios de unidades monómericas sucesivas a lo largo de la cadena dispuestos alternativamente a cada lado del plano hipotético. La configuración esterea de SPP se representa a continuación:

La configuración estéreo de polipropileno también se puede caracterizar cuantitativamente a través de RMN C-13. En nomenclatura RMN, una "meso" diada de grupos metilo sucesivos en el mismo lado del plano, como en el caso de IPP, se representa por la letra m. , "Racémico" diada de grupos metilo sucesivos en los lados opuestos del plano, como en el caso de SPP, se representa por la letra r. El porcentaje de m o r define el grado de tacticidad polímero con la suma de m y r igual a 100%. Así, un polipropileno isotáctico perfecto tendrá 100% m mientras que una díada polipropileno sindiotáctico perfecto tendrá 100% r díada. Esta singular estructura estereoquímica de los resultados de SPP en una combinación inusual y deseable de propiedades físicas y mecánicas tales como baja densidad, bajo punto de fusión, flexibilidad y dureza. SPP polímeros tienen típicamente un valor de r igual o mayor que 70%, mientras que los valores de r de los IPP convencionales, en comparación, son por lo general en un intervalo de porcentaje.

Además de la diferencia en la estereoquímica, SPPS también son fácilmente distinguibles de los IPP y APAO por sus propiedades físicas únicas. SPP típico tendrá un punto de fusión entre 130 a 160 º C, mientras que los IPP cristalinos tienen típicamente un punto de fusión aproximadamente 176 ° C. APAO, por otro lado, son por lo general predominantemente amorfo sin un punto de fusión bien definido aunque algunos grados de los productos... [Seguir leyendo]

1. Una composición adhesiva de fusión en caliente que comprende una mezcla de los siguientes componentes:

(a) 4% a 50% en peso de un copolímero al azar isotáctico RCP de propileno y al menos una olefina, un comonómero que tiene la siguiente estructura molecular:

R-CH = CH2

donde R es hidrógeno o un grupo C2 a C10 alquilo, y dicha olefina comprende un 1, 5% en peso a 20% en peso de dicho copolímero RCP isotáctico; donde el copolímero de RCP isotáctico tiene una densidad de 0, 88 g / cc a 0, 905 g / cc y un índice de flujo de fusión de 5 g/10 min a 200 g/10 min y un punto de fusión igual o inferior a 145 ° C;

(b) 20% a 65% en peso de un agente de pegajosidad;

(c) 15% a 60% en peso de un polímero atáctico poli-a-olefina (APAO) ; donde dicho APAO polímero tiene una densidad de 0, 85 g / cc a 0, 89 g / cc y una temperatura de transición vítrea (Tg) de desde -5 a 40 ° C y un peso molecular promedio en peso (Mw) de 4.000 g / mol a 150.000 g / mol;

(d) 0% a 40% en peso de un plastificante;

(e) 0% a 40% en peso de una cera;

(f) 0% a 3% en peso de un estabilizador; y

(g) 0% a 60% en peso de una carga;

los componentes un 100% en peso de la composición.

2. La composición de la reivindicación 1 en el que dicho copolímero es un copolímero de RCP MRCP de propileno y al menos uno de una olefina preparado mediante el uso de un sistema catalizador de metaloceno.

3. La composición de la reivindicación 1 en el que el comonómero de una olefina se selecciona del grupo que consiste en etileno, buteno-1 y 1-hexeno.

4. La composición de la reivindicación 1 en el que el polímero de APAO es un homopolímero o un copolímero de propileno y al menos un comonómero de una olefina que tiene de la estructura molecular siguiente:

R-CH = CH2

donde R es hidrógeno, o un alquilo o un radical arilo.

5. La composición de la reivindicación 4 en el que el comonómero de una olefina se selecciona del grupo que consiste en etileno, buteno-1 y 1-hexeno.

6. La composición de la reivindicación 1 en el que el agente de pegajosidad se selecciona del grupo que consiste en resinas de hidrocarburos alifáticos y cicloalifáticos y sus derivados hidrogenados, aromáticos hidrogenados y resinas de hidrocarburos aromáticos, resinas modificados aromáticamente alifáticos o cicloalifáticos y sus derivados hidrogenados, politerpenos y resinas styrenat-ed politerpeno .

7. La composición de la reivindicación 6 en el que el agente de pegajosidad tiene un punto de reblandecimiento R & B igual o superior a 80 ° C.

8. La composición de la reivindicación 7 en el que el agente de pegajosidad es una resina de hidrocarburo alifático C-5.

9. La composición de la reivindicación 1 en el que el plastificante se selecciona del grupo constituido por aceite mineral y polibuteno líquido.

10. La composición de la reivindicación 9 en el que el aceite mineral tiene menos de 30% átomos de carbono aromáticos.

11. La composición de la reivindicación 1 en el que dicha cera se selecciona del grupo que consiste de ceras de petróleo, de bajo peso molecular peso de polietileno y polipropileno, ceras sintéticas y ceras de poliolefina.

12. La composición de la reivindicación 11 en el que dicha cera es un polietileno de bajo peso molecular que tiene un peso molecular medio numérico de 400 a 6.000 g / mol.

13. La composición de la reivindicación 1, que incluye además 0, 1% a 30% en peso de un tensioactivo.

14. La composición de la reivindicación 13 en el que el tensioactivo tiene un HLB de menos de 15.

15. La composición de la reivindicación 13 en el que el tensioactivo se selecciona del grupo que consiste en ésteres de ácidos grasos, etoxilatos no iónicos y de óxido de etileno / copolímeros de óxido de propileno.

16. La composición de la reivindicación 1 en el que dicha carga se selecciona de entre el grupo consistente en talco, carbonato de calcio, arcilla, sílice, mica, wollastonita, feldespato, silicato de aluminio, alúmina, alúmina hidratada, microesferas de vidrio, cerámica millas crosphere ¬, microesferas termoplásticas, barita y harina de madera.

17. La composición de la reivindicación 1 en el que la composición adhesiva incluye además un colorante.

18. Un artículo de caja de cartón corrugado unido con la composición adhesiva de la reivindicación 1.

19. Un laminado que comprende una primera capa de material no tejido, una segunda capa de material no tejido, y una pluralidad de hebras elásticas dispuestas entre dichas capas no tejidas primera y segunda, unidas entre sí con el adhesivo com ¬ posición de la reivindicación 1.

20. Un laminado que comprende una primera capa de material no tejido, una segunda capa de material de película, y una pluralidad de hebras elásticas dispuestas entre dichas capas primera y segunda, unidas entre sí con la composición adhesiva de la reivindicación 1.

21. El laminado de la reivindicación 20, donde dicha película comprende una película de polietileno, una película de polipropileno, una película de copolímero de etileno-propileno o una poliolefina revestido parecido a tela no tejida.

22. Un laminado que comprende una primera capa de material no tejido unido a una segunda capa de material de película con el adhesivo composición de la reivindicación 1.

23. El laminado de la reivindicación 22, donde dicho material de película comprende una película de polietileno, una película de polipropileno, una película de copolímero de etileno-propileno o una poliolefina revestido parecido a tela no tejida.

PRESIÓN