具有可控水溶性的热熔粘合剂制造技术

用于如纸产品、一次性无纺产品、带材、标签和包装材料之类物件的基于亚烷基亚胺共聚物的一种水敏热熔粘合剂组合物。通过改变共聚物的链结构和其中可溶与不溶重复单元的比率及组合物所包含的共聚物的用量，可制成在水中溶解度为１００％至０％可溶的和／或其它工作特性的粘合剂。粘合剂组合物包括约１０％至约７０重量％的亚烷基亚胺共聚物或一种或多种亚烷基亚胺共聚物的混合物；约０％至７０重量％的增粘树脂；约１０％至约７０重量％的相容增塑剂和约０．１％至约３重量％的一种或多种抗氧剂。在正常使用过程中，粘合剂通过提供足够的粘合强度维持物件于组合状态，但有水存在时它是可溶的，从而使物件可回收或以与环境友好的方式进行其它处理。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及到热熔粘合剂，且更特别地，涉及到一种基于亚烷基亚胺共聚物的水敏热熔粘合剂组合物。术语水敏热熔粘合剂指包括水溶性、水分散性、水可分离性和可回收的热熔粘合剂的一类粘合剂。本专利技术的粘合剂特别涉及到溶于水和分散于水的产品，通过与水的作用，这些产品可分解，从而使纸产品、一次性无纺产品、带材和标签及其它一次性产品更有效地回收。本专利技术的粘合剂可以是压敏或非压敏的。本专利技术也旨在对一次性无纺物件的组合制件特别有用的水敏粘合剂。一般来说，热熔粘合剂在室温以固体物质的形式存在，受热可转变为可流动的液体态。在多种多样的一次性物品(其中各种基材的粘合总是必要的)的制造过程中，这些粘合剂是特别有用的。具体应用包括一次性尿布，卫生巾，护垫，外科服装，医用衬垫和成人失禁短裤；总起来说是一次性无纺产品。其它各种应用涉及到纸产品、包装材料、带材和标签。在这些应用中，热熔粘合剂加热至熔融态，然后涂布到基材上。第二种基材立即层压至第一种基材上，冷却粘合剂就固化形成强粘合。热熔粘合剂的主要优点在于没有应用基于水或基于溶剂的粘合剂时所用的液体载体，从而消除了应用过程中昂贵的干燥步骤。合适的热熔粘合剂必须具有恰当的粘合强度以粘着于所涉及的基材，而且也必须有足够的柔韧性、不着色或渗色、合适的粘度和以作用于商业设备的间隔时间、在存储条件下可接受的稳定性和在正常应用温度下可接受的热稳定性。在用于构造一次性物品的热熔粘合剂中已使用了许多不同的聚合物。在这方面，传统的热熔粘合剂已使用了包括苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和无定形聚α烯烃(APAO)的聚合物。当完全混合时，这些聚合物在用于如尿布或包装材料之类的、普通一次性物品构造时、在大多数基材之间提供可接受的粘合力，它们也有降低它们有用性的几个缺点。先前热熔粘合剂的一个最值得注意的缺点涉及到它们在水中的溶解性。传统的热熔粘合剂在水中不溶，从而难于回收。回收纸产品和其它一次性物品以节省原材料资源和掩埋空间是非常合乎需要的。因此在纸工业中，收集并再浆化废纸以回收纤维素纤维，并再制造成如卫生纸或纸板的其它有用的纸产品是通常做法。因为目前没有简易方便的回收方法或其它的将如一次性尿布之类的一次性物品的组分分离为组件(组件可回收或以与环境友好的方式进行处理)的方法以减少这些物质可能对环境产生的任何不利影响，考虑到这类物品一旦不能使用并以掩埋或类似方式处理所产生的环境后果，人们就有许多担忧。传统的热熔粘合剂的不溶性进一步恶化了这种回收问题。因此利用水敏热熔粘合剂帮助解决处理和回收问题是所希望的，因为通过在水中浸泡，这些粘合剂会失去它们的粘合力，从而使粘结在一起的物质分解成为易于分离和回收的组件。然而，必须理解在与湿气接触大多是不可避免的存储和使用过程中，任何这种水敏热熔粘合剂必须表现它的预定功能。因此，必须平衡热熔粘合剂的水敏性和提供足够粘合强度以维持产品的结构整体性(直至处理)的要求。最普通的水敏或水溶热熔粘合剂是正如Colon等人在USP4,331,576和4,325,851中所述的基于含有乙烯吡咯烷酮或其它乙烯杂环单体的聚合物。这些粘合剂是由乙烯吡咯烷酮聚合物、乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物和其它基于乙烯吡咯烷酮的聚合物组成的。另一种水敏热熔粘合剂包括基于聚酯的粘合剂，它们含有一种聚酯或与增塑剂组合的共聚酯的混合物，在Morrison USP4,052,368和Harrington,Jr等人的USP4,172,824及Miller等人的USP5,543,488、5,552,511和5,605,764中公开了这些粘合剂。一般来说，基于聚乙烯吡咯烷酮和聚酯的粘合剂从受热至150℃-200℃之间的容器或胶槽中以液体的形式涂布至基材上。基于聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯的水敏粘合剂具有差的热稳定性。在涂布过程中的升高的槽温度下，这种粘合剂配方物能快速降解。由于共聚酯与许多常用于制造有用的热熔粘合剂的其它成分间的化学反应作用，基于聚酯的粘合剂受配方宽容度的限制，从而易于失去水敏性和粘合强度间的平衡，因此进一步限制了它们的实用性。其它的水敏热熔粘合剂是基于聚乙烯基甲基醚。它们含有溶于水的或不溶于水的增塑剂和大量不溶于水的增粘剂。聚乙烯基甲基醚在水中具有有限的溶解性，这限制了它在许多应用中的使用。而且这种聚合物有差的热稳定性、导致美观问题的深色彩和有浓烈有害气味的问题。最后，Scholl等人的USP5,143,961和Bunnelle等人的USP5,459,184公开了基于取代的聚亚烷基亚胺(聚恶唑啉)均聚物的水溶性热熔粘合剂。然而这类粘合剂是脆性的，并具有有限的粘结强度。另外，这类粘合剂通常有限制它们在一次性物品中的应用的高粘度。因此，需要一种大致是热稳定的、水敏的、能形成强粘合、能制成压敏性的热熔粘合剂组合物。专利技术综述本专利技术的一个目的是提供一种改善了的水敏热熔粘合剂组合物，这种组合物特别适于一次性物品，尤其是一次性无纺物件的制造。本专利技术的另一个目的是提供一种水敏热熔粘合剂组合物(可以是压敏或非压敏的)，当用于制造一次性物品时，这种组合物有优异的干粘合强度，而当暴露于水中时，能诱使脱层，从而使一次性物件的组分物质能回收或以与环境友好的其它方式处理。本专利技术的另一个目的是提供一种水敏热熔粘合剂组合物，当暴露于水中时，这种组合物能以预定速率降解，而当掺入一次性物件时，尽管暴露于含水介质中其中的粘合剂仍能维持物件在正常使用过程中处于组合状态。本专利技术的进一步的目的和优点是提供一种水敏热熔粘合剂组合物，在用于所述目的的相对低的粘度时，这种组合物具有优异的平衡粘合力、高温稳定性和合格的粘结强度，并且，它是耐久的、易于利用传统的制造工艺涂布，而且它没有由至今所用的现有的粘合剂产生的缺点。因此，可按配方制造具有如下组分的热熔粘合剂(a)约10％至约80重量％的既含有溶于水的重复单元、又含有不溶于水的重复单元的亚烷基亚胺共聚物，或一种以上亚烷基亚胺共聚物的混合物，其中亚烷基亚胺共聚物的重复单元可无规或嵌段排列，优选的可溶重复单元是2-乙基-2-恶唑啉，优选的不溶重复单元是2-苯基-2-恶唑啉。(b)约10％至约70重量％的一种或多种相容的增塑剂；(c)约0％至约70重量％的一种或多种相容的增粘树脂；(d)约0.1％至约3重量％的一种或多种抗氧剂；和(e)约0％至约50重量％的填料；组合物组分总加和为100重量％。粘合剂组合物也含有能调整或增加上述基本粘合剂组合物的粘合特性的其它组分。本专利技术有许多优点。例如，亚烷基亚胺共聚物的重复单元可无规或嵌段排列，以得到不同聚合物主链结构并得到任何所需的100％至0％溶于水的溶解度。通过改变共单体的比率和共聚物主链的分子结构也可改变如玻璃化温度(Tg)、存储模量(E＇)和损失模量(E″)等的其它物理性能。因此，使用亚烷基亚胺共聚物，通过改变组合物中包含的共聚物的量和改变主链结构及共聚物中可溶与不溶重复单元的比率，可制成在水中溶解度为100％至0％可溶的和/或其它工作特性的粘合剂。本专利技术的详细描述正如上所述的，本专利技术的优选的热熔粘合剂组合物包括约10％至约80重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热稳定水敏热熔粘合剂组合物，其包括：（ａ）约１０％至约８０重量％的Ｎ－取代亚烷基亚胺共聚物，（ｂ）约０％至约７０重量％的相容增粘树脂；（ｃ）约１０％至约７０重量％的增塑剂；组合物组分总和为１００重量％，其中粘合剂组合物维持一 次性物件在正常使用过程中的整体性，但在有水存在时分解，从而使一次性物件易于分解和随后回收。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王宝玉，
申请(专利权)人：阿托芬德利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]