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

de aproximadamente 5 % a 50 % en peso de una poli--olefina vítrea, presentando dicha poli--olefina vítrea una temperatura de transición vítrea mayor que 60 ºC y seleccionándose entre el grupo que consiste en homopolímeros de polipropileno isotáctico (IPP), copolímeros de polipropileno isotáctico (IPP), homopolímeros de polipropileno sindiotáctico (SPP), copolímeros de polipropileno sindiotáctico (SPP) y copolímeros aleatorios preparados con catalizadores de sitio único (SCC) preparados de etileno y propileno (mRCP).

de aproximadamente 5 % a 70 % en peso de un polímero de caucho, presentando dicho polímero de caucho una temperatura de transición vítrea por debajo de 20 ºC, estando seleccionado entre el grupo que consiste en caucho de etileno-propileno (EPR), caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM), caucho de butilo y poliisopreno;

de aproximadamente 5 % a 65 % en peso de un adherente no polar compatible;

de aproximadamente 0 % a 3 % en peso de un estabilizador;

de aproximadamente 0 % a 10 % en peso de un plastificante; y

de aproximadamente 0 % a 50 % en peso de una cera,

sumando los ingredientes de la composición hasta 100 % en peso.

Adhesivo de fusión en caliente basado en poliolefina que tiene resistencia térmica mejorada.

Campo de la invención

Se describe una composición adhesiva de fusión en caliente basada en poliolefina que presenta una resistencia térmica mejorada que comprende un polímero vítreo, de alfa-olefina y semi-cristalino, un polímero blando o de caucho, un adherente, un estabilizador y, de manera opcional, una cera y/o plastificante. La composición también puede contener otros aditivos y cargas para modificar aún más sus propiedades. La invención también se refiere a un proceso de aplicación de la composición adhesiva y varios artículos conectados con la misma. La composición resulta particularmente apropiada para aplicaciones en las cuales existen requisitos de unión complicados que implican la unión de componentes múltiples o partes fabricadas a partir de materiales disimilares que varían desde acero, pasando por plástico hasta materiales textiles.

Antecedentes de la invención

Típicamente, los adhesivos de fusión en caliente existen como masas sólidas a temperatura ambiente y se pueden convertir en un líquido apto para fluir mediante la aplicación de calor. Estos adhesivos se usan ampliamente en la fabricación de una variedad de bienes desechables y perecederos en los cuales, con frecuencia, se requiere la unión de varios substratos. Aplicaciones específicas incluyen pañales desechables, compresas para uso hospitalario, compresas higiénicas, compresas, toallas quirúrgicas y calzoncillos de incontinencia para adultos, conocidos de forma colectiva como productos no tejidos desechables. Otras aplicaciones diversificadas han implicado los productos de papel, materiales para envasado, cintas y etiquetas. En la mayoría de las presentes aplicaciones, se calienta el adhesivo de fusión en caliente hasta su estado fundido y posteriormente se aplica sobre el substrato. Posteriormente, de forma inmediata, se pone en contacto un segundo substrato y se presiona contra el primero. El adhesivo solidifica tras enfriamiento para constituir la unión.

La principal ventaja de los adhesivos de fusión en caliente es la ausencia de vehículo líquido, como sería el caso de los adhesivos basados en agua o en disolvente, eliminando de este modo el proceso costoso asociado a la retirada del disolvente. Normalmente, dichos bienes perecederos y desechables se usan en condiciones suaves en las cuales, normalmente, no tiene lugar la exposición a calor o frío extremos. Los adhesivos de fusión en caliente típicos de dichas aplicaciones están basados bien en un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA) o bien en un copolímero de bloques estirénico (SBC) , tal como copolímeros de tri-bloque estireno-isopreno-estireno (SIS) y estireno-butadieno-estireno (SBS) . Los adhesivos de fusión en caliente que consisten en poli-alfa-olefinas amorías también se usan a una escala mucho mayor.

Los materiales de fusión en caliente también encuentran algunas aplicaciones en la fabricación de bienes duraderos de OEM tales como aparatos y automóviles. En dichas aplicaciones, es preciso mantener la integridad estructural y la durabilidad a temperaturas elevadas así como por debajo de temperatura ambiente. Resulta igualmente importante que el adhesivo no debe presentar durabilidad a largo plazo para soportar los ciclos ambientales de temperatura variable y humedad a los que, con frecuencia, se ve sometido, por ejemplo, durante el uso en un automóvil. De manera tradicional, los adhesivos de fusión en caliente para elegir en las presentes aplicaciones consisten principalmente en poliésteres, poliamidas y poliuretanos aptos para curado con humedad, para su capacidad de resistencia a temperatura elevada. Estos adhesivos han proporcionado un rendimiento aceptable en la unión de plásticos para ingeniería, tales como policarbonato y resina de ABS, a metales o a otros materiales, durante años. No obstante, se sabe que estos adhesivos presentan una vida útil reducida, una ventana estrecha de temperatura de aplicación y un elevado coste. En el caso de poliuretano apto para curado por humedad, los potenciales riesgos para la salud y el curado prematuro en el equipamiento de aplicación constituyen también una gran preocupación. Además, existe una tendencia actual a moverse fuera de los plásticos de ingeniería en favor de materiales de tipo poliolefina, en las industrias de bienes duraderos de OEM, a medida que las poliolefinas avanzadas de elevada resistencia al impacto se encuentran disponibles. Debido a su pobre adhesión a poliolefinas, los materiales de fusión en caliente basados en poliésteres, poliamidas y poliuretanos se han vuelto inapropiados para las necesidades de hoy en día. Por tanto, existe una necesidad de un adhesivo de fusión en caliente que proporcione elevada resistencia a la temperatura, durabilidad ambiental, buena adhesión a poliolefinas, buenas características de aplicación, larga vida útil y versatilidad para unir una amplia gama de materiales disimilares.

En la técnica también se conocen varias composiciones adhesivas de fusión en caliente que contienen poli-alfaolefinas (APAOs) , mezclas de APAO/polietileno (PE) , mezclas de APAO/polibuteno (PB) o mezclas de APAO/polipropileno isotáctico (IPP) . Típicamente, los presentes adhesivos consisten en APAO, o una mezcla de APAO mencionada anteriormente en la presente memoria y un adherente de tipo de hidrocarburo. Es bien sabido que los adhesivos basados en APAOs generalmente presentan una pobre resistencia cohesiva, pobre resistencia térmica, baja resistencia de unión a temperatura elevada y bajos valores de cizalladura. APAOs no han encontrado uso excesivo para aplicaciones de bienes duraderos en los cuales se requiere una combinación de resistencia a temperatura elevada y elevada resistencia de unión, frente a una amplia gama de materiales disimilares, y facilidad de aplicación por medio de equipamiento convencional de revestimiento de fusión en caliente. Los adhesivos basados en APAO normalmente carecen de dichas capacidades. Aunque se han llevado a cabo diferentes intentos para abordar estos problemas por medio de mezcla de APAO con PE, PB y el IPP convencional, con mucha frecuencia dichas modificaciones no solo han fallado a la hora de rectificar los problemas, sino que también han conducido a efectos secundarios negativos de pérdida de adhesión. Estos adhesivos de APAO de la técnica anterior, por consiguiente, con frecuencia no presentan las propiedades de rendimiento para satisfacer los requisitos que se precisan para la fabricación de bienes duraderos.

Por ejemplo, Trotter y col., en la patente de EE.UU. Nº. 4.022.728, describen una composición sensible a la presión y de fusión en caliente que comprende una mezcla de APAOs, un elastómero sustancialmente amorfo de bajo peso molecular, un adherente líquido y un polipropileno isotáctico cristalino convencional (IPP) en una cantidad de hasta 2 % en peso. Se reivindica que la composición proporciona buenas propiedades adhesivas a bajas temperaturas.

Meyer y col., en la patente de EE.UU. Nº. 4.120.916, describe composiciones adhesivas de fusión en caliente que comprenden una mezcla de polietileno de bajo peso molecular, propileno convencional de bajo peso molecular que contiene un polímero y APAO. Se dice que las presentes composiciones adhesivas ofrecen un tiempo reducido de exposición al aire y que resultan útiles para unir panel corrugado modificado con parafina.

Lakshmanan y col, en la patente de EE.UU. Nº. 4.761.450, describe una mezcla de polímeros útil como adhesivo de fusión en caliente que comprende un polímero de etileno de baja densidad, un copolímero de 1-buteno con eitleno o propileno, un adherente de hidrocarburo y un polímero de bajo peso molecular que consiste en un polibuteno líquido de bajo peso molecular, un polipropileno amorfo y sus mezclas.

Lakshmanan y col, en la patente de EE.UU. Nº. 5.478.891 también describe composiciones de mezcla que contienen

(a) un copolímero de alto peso molecular de etileno con una -olefina que tiene al menos 4 carbonos y (b) un polipropileno amorfo o poliolefina amoría. Se describe que los componentes de las mezclas presentan intervalos de peso molecular entre 300 y 6000. Se reivindica que las mezclas poliméricas resultan útiles como adhesivos de fusión en caliente, revestimientos, sellantes, modificadores de asfalto y aditivos plásticos.

Ryan describe en la patente de EE.UU. Nº. 5.747.573 una composición adhesiva de fusión en caliente basada enAPAO útil para unir plásticos y recipientes de papel de aluminio metalizado.... [Seguir leyendo]

1. Una composición adhesiva de fusión en caliente, que comprende una mezcla de los siguientes ingredientes: de aproximadamente 5 % a 50 % en peso de una poli- -olefina vítrea, presentando dicha poli- -olefina vítrea una temperatura de transición vítrea mayor que 60 ºC y seleccionándose entre el grupo que consiste en homopolímeros de polipropileno isotáctico (IPP) , copolímeros de polipropileno isotáctico (IPP) , homopolímeros

de polipropileno sindiotáctico (SPP) , copolímeros de polipropileno sindiotáctico (SPP) y copolímeros aleatorios preparados con catalizadores de sitio único (SCC) preparados de etileno y propileno (mRCP) . de aproximadamente 5 % a 70 % en peso de un polímero de caucho, presentando dicho polímero de caucho

una temperatura de transición vítrea por debajo de 20 ºC, estando seleccionado entre el grupo que consiste en caucho de etileno-propileno (EPR) , caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM) , caucho de butilo y poliisopreno; de aproximadamente 5 % a 65 % en peso de un adherente no polar compatible; de aproximadamente 0 % a 3 % en peso de un estabilizador; de aproximadamente 0 % a 10 % en peso de un plastificante; y de aproximadamente 0 % a 50 % en peso de una cera, sumando los ingredientes de la composición hasta 100 % en peso.

fusión mayor que 60 ºC.

4. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el polímero de poli- -olefina vítrea presenta un caudal en masa fundida de aproximadamente 0, 1 g/10 min a 2.000 g/10 min.

5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el polímero de poli--olefina vítrea es un polímero que comprende un producto de polimerización de al menos una -olefina que tiene C2-C10 átomos.

6. La composición de la reivindicación 5, en la que el polímero de poli--olefina vítrea comprende principalmente unidades monoméricas de propileno (C3) .

7. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende de aproximadamente 15 % a 55 % en peso del polímero de caucho.

8. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el polímero de caucho presenta una temperatura de transición vítrea por debajo de 0 ºC.

9. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el polímero de caucho presenta un caudal un masa fundida de aproximadamente 1 g/10 min.

10. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el polímero presenta una viscosidad a 177 ºC de 100 mPas hasta aproximadamente 500.000 mPas.

11. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el polímero de caucho presenta un número de Mooney de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 200.

12. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende de aproximadamente 30 % a 50 % en peso del adherente.

13. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que el adherente está seleccionado entre el grupo que consiste en resinas de hidrocarburo de petróleo ciclo-alifáticas y alifáticas, resinas de hidrocarburo de petróleo ciclo-alifáticas y alifáticas hidrogenadas, resinas de hidrocarburo de petróleo aromáticas, resinas de hidrocarburo de petróleo aromáticas hidrogenadas, resinas de hidrocarburo derivadas de petróleo aromáticas/alifáticas, resinas de hidrocarburo derivadas aromáticas/alifáticas hidrogenadas, resinas ciclo-alifáticas modificadas aromáticas, resinas ciclo-alifáticas modificadas aromáticas hidrogenadas, resinas de politerpeno, copolímeros y terpolímeros de terpenos naturales, colofonia natural y modificada, ésteres de glicerol y pentaeritritol de colofonia natural y modificada y resinas de terpeno modificadas fenólicas.

14. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el plastificante está seleccionado entre el grupo que consiste en aceite mineral, oligómeros de olefina y polibutenos líquidos.

15. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en al que dicha cera está seleccionada entre el grupo que consiste en ceras de polietileno, ceras de petróleo, ceras sintéticas y ceras de poliolefina.

16. Un método de fabricación de una estructura laminar, que comprende las etapas de: proporcionar un primer substrato que tiene una superficie receptora de adhesivo; 5 proporcionar un segundo substrato;

aplicar la composición adhesiva de fusión en caliente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 sobre dicha superficie receptora de adhesivo del primer substrato; y poner en contacto los substratos primero y segundo, uno con el otro, bajo presión para unir el primer

substrato con el segundo substrato. 10 17. Una estructura laminar que comprende:

un primer substrato que presenta una superficie receptora de adhesivo;

un segundo substrato que tiene un superficie que mira hacia dicha superficie receptora de adhesivo; y

la composición adhesiva de fusión en caliente de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 dispuesta

sobre dicha superficie receptora de adhesivo del primer substrato que une dichos substratos primero y 15 segundo juntos para formar una estructura laminar.

18. Una tapicería para automóvil, que comprende al menos en parte una composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 aplicada sobre la misma en forma de adhesivo de fusión en caliente.