DE60008002T2

DE60008002T2 - Schmelzhaftkleber auf basis von mischungen von epdm- und/oder epr-polymeren und semikristalline olefinische polymeren

Info

Publication number: DE60008002T2
Application number: DE60008002T
Authority: DE
Inventors: Baoyu Wang; R. Malcolm LUEBKERT
Original assignee: Ato Findley Inc
Current assignee: Bostik Inc
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: US6143818A; DE60008002D1; EP1214386B1; JP4762468B2; AU7389500A; ATE258580T1; CA2393173C; BR0012931A; CN1183218C; AU767030B2; CN1372586A; CA2393173A1; JP2003506555A; ES2213605T3; WO2001010967A1; BR0012931B1; MXPA02001234A; EP1214386A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft neue Heißschmelzklebstoffzusammensetzungen auf Basis von Ethylen/Propylen-Kautschuk (EPR) und semikristallinen olefinischen Polymermischungen. Diese Erfindung betrifft insbesondere Klebstoffzusammensetzungen, die zur Herstellung von Einwegvliesartikeln wie Windeln und Damenhygieneprodukten verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen sind besonders bei Anwendungen brauchbar, bei denen kontaktlose Musterbeschichtungstechniken einbezogen sind, wie Spiralsprühen, Schmelzblasen und Mehrfachperlen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Heißschmelzklebstoffe liegen typischerweise bei Umgebungstemperatur als feste Massen vor und können durch Anwendung von Wärme in eine fließbare Flüssigkeit umgewandelt werden. Diese Klebstoffe sind zur Herstellung einer Vielfalt von Einwegwaren besonders brauchbar, wo oft das Verbinden verschiedener Substrate erforderlich ist. Spezielle Anwendungen schließen Einwegwindeln, Krankenhausbetteneinlagen, Damenbinden, Slipeinlagen, chirurgische Abdeckmaterialien und Inkontinenzprodukte für Erwachsene ein, die allgemein als Einwegvliesprodukte bekannt sind. Andere verschiedene Anwendungen betreffen Papierprodukte, Verpackungsmaterialien, Bänder und Etiketten. Bei diesen Anwendungen wird der Heißklebstoff bis zu seinem geschmolzenen Zustand erhitzt und dann auf ein Substrat aufgebracht. Ein zweites Substrat wird dann sofort mit dem ersten Substrat in Kontakt gebracht und dagegen gedrückt. Der Klebstoff erstarrt beim Abkühlen unter Bildung einer starken Verbindung. Der Hauptvorteil eines Heißschmelzklebstoffs ist das Fehlen eines flüssigen Trägers, wie es bei Klebstoffen auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis der Fall wäre, wodurch kostspielige Verfahren vermieden werden, die mit der Entfernung von flüssigem Träger verbunden sind.
Bei vielen Anwendungen werden Heißschmelzklebstoffe oft direkt in Form eines dünnen Films durch eine Schlitzdüse unter Verwendung von Kolben- oder Zahnradpumpengeräten auf ein Substrat extrudiert. In diesen Fällen wird das Substrat unter Druck in innigen Kontakt mit einer heißen Düse gebracht. Die Temperatur der Düse muss deutlich über dem Schmelzpunkt des Klebstoffs gehalten werden, in der Regel im Bereich von 150 bis 200°C. An einigen Anwendungen, insbesondere der Herstellung von Vliesartikeln, ist das Binden empfindlicher und wärmeempfindlicher Substrate beteiligt, wie Polyethylenfolie mit dünner Stärke. Direkter Kontakt zwischen dem Substrat und der Düse muss in diesen Fällen vermieden werden, um das Substrat am Verbrennen oder Verformen zu hindern. Es sind mehrere Auftragungsverfahren entwickelt worden, durch die ein Heißschmelzklebstoff mit Hilfe von Druckluft aus einiger Entfernung durch Sprühbeschichten auf das Substrat aufgebracht werden kann. Diese Techniken schließen Spiralsprühen und verschiedene Formen von Schmelzblasverfahren ein. Direkter Kontakt zwischen dem Beschichtungskopf und dem Substrat fällt somit weg. Alle oben genannten Beschichtungstechniken sind Fachleuten wohl bekannt, und kommerzielle Geräte sind leicht erhältlich.
Die indirekten Beschichtungstechniken stellen jedoch strenge Anforderungen an Heißschmelzklebstoffe. Die Viskosität des Klebstoffs muss bei der Auftragungstemperatur ausreichend niedrig sein, üblicherweise im Bereich von 2000 bis 30000 cP, vorzugsweise im Bereich von 2000 bis 15000 cP. Es spielen viele andere physikalische Faktoren bei dem Bestimmen der Sprühfähigkeit eines Heißschmelzklebstoffs eine Rolle, insbe sondere die rheologischen Eigenschaften des Klebstoffs. Die Mehrzahl der kommerziellen Heißschmelzprodukte bieten sich daher für Sprühanwendungen nicht an. Es gibt keine allgemein anerkannten theoretischen Modelle oder Richtlinien zur Vorhersage der Sprühfähigkeit, und sie muss daher empirisch mit Auftragungsgeräten bestimmt werden.
Klebstoffe auf EPR-Basis sind in der Technik bekannt. Klebstoffen auf Basis von EPR allein fehlt ausreichende Kohäsion, und daher verlassen sich EPR-Klebstoffe des Standes der Technik oft auf chemisches Härten, um die Kohäsionsfestigkeit und Bindungscharakteristika zu verbessern. Aufgrund der Anwesenheit von Härtungsmitteln sind diese Klebstoffe zur Auftragung mit konventionellen Heißschmelzbeschichtungsgeräten nicht geeignet. Die Härtungsmittel können zu vorzeitigem Härten oder Vernetzen des Klebstoffs im Inneren des Beschichters führen und die Maschine unbrauchbar machen. Zudem basieren die meisten Klebstoffe des Standes der Technik entweder auf Lösungsmittel oder liegen in Form vorgefertigter Bänder vor. Sie können nicht als Heißschmelzklebstoffe angesehen werden.
Tynan et al., US-A-5 798 175, offenbart druckempfindliche Klebstoff-(PSA)-Zusammensetzungen auf Basis von Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk und amorphem Polyolefingemisch, das EPR, hydriertes Polyisopren und ataktisches Polypropylen (APP) umfasst. Die Klebstoffe werden durch Kompoundieren der oben genannten Polymere, verträglichem Klebrigmacher und organischem Lösungsmittel hergestellt. Die Klebstoffe sind somit auf Lösungsmittelbasis und keine Heißschmelzkleber.
Davis et al., US-A-5 612 144 und EP-A2-714 963, offenbaren eine Klebebandzusammensetzung, die ein Polymergemisch aus mindestens einem EPDM-Kautschuk oder vorzugsweise drei unterschiedlichen Sorten EPDM-Kautschuke in gleichen Mengen und weiteres Polymer ausgewählt aus Polyisopren, Polybutadien, EPR und Mischungen derselben umfasst. Die Bandzusammensetzung schließt ferner mindestens einen Klebrigmacher und ein Schwefelhärtungspaket ein. Die Zusammensetzung hat extrem hohe Viskosität und enthält Härtungsmittel und kann daher nicht als Heißschmelzklebstoff im konventionellen Sinne angesehen werden.
Davis et al., EP-A1-0 672 737 offenbaren eine Klebebandzusammensetzung, die mindestens ein vernetzbares EPDM, ein oder mehrere verträgliche Klebrigmacher, Füllstoff, Weichmacher und Härtungssystem für das Kautschukpolymer umfasst. Das Einschließen von Härtungsmitteln und die ungewöhnlich hohe Viskosität machen die Zusammensetzung ungeeignet für Heißschmelzanwendungen.
Planthottam et al., US-A-5 618 883, offenbaren eine druckempfindliche Heißschmelzklebstoffzusammensetzung, die klebrig gemachten EPR-Kautschuk umfasst, der mit Copolymer von Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcopolymer und/oder Styrol/Ethylen/Propylen/Styrol-Blockcopolymer modifiziert ist.
McEbrath Jr. et al., US-A-5 010 119 offenbaren eine härtbare Klebstoffzusammensetzung, die Elastomer, das mit ungesättigter C₃- bis C₁₀-Mono- oder -Polycarbonsäure oder -anhydrid gepfropft ist, Klebrigmacher und Vernetzungsmittel umfasst.
Bandzusammensetzungen sind auch in der US-A-4 379 114, der US-A-4 404 056 und der US-A-5 242 727 offenbart. Diese Zusammensetzungen enthalten üblicherweise EPDM oder Gemisch von EPDM mit anderen Elastomeren einschließlich Butylkautschuk, Polyisopren, halogeniertem Butylkautschuk und Styrol/Butadien-Kautschuk, Klebrigmacher, Härtungssystem und anderen optionalen Bestandteilen, wie Weichmachern und Füllstoffen und dergleichen.
Es ist offensichtlich, dass alle der obigen Klebstoffzusammensetzungen des Standes der Technik auf EPDM- oder EPR-Kautschuk entweder allein oder in Kombination mit anderen Kautschuktypen basieren. Es ist Fachleuten wohl bekannt, dass alle der hier genannten Kautschuke amorphe Polymere sind. Die Definition von amorphen Polymeren und ihre Unterscheidung zu kristallinen Polymeren findet sich in den meisten Lehrbüchern zur Polymerchemie, wie Polymers, Chemistry and Physics of Modern Materials von J. M. G. Cowie, 2. Auflage, Blackie Academic and Professionals.
Diese Zusammensetzungen des Standes der Technik basieren auf Härtung oder chemischer Vernetzung, um gute Kohäsionsfestigkeit und gute Adhäsionscharakteristika zu erreichen. Im unvernetzten Zustand zeigen Klebstoffe auf Basis von EPR und EPDM schlechte Kohäsionsfestigkeit und schlechte Bindungsfestigkeit. Die Anwesenheit von Härtungsmitteln und Lösungsmittel in einigen Zusammensetzungen des Standes der Technik macht sie für Heißschmelzanwendungen praktisch unbrauchbar, da die Härtungsmittel zu Gelieren oder Vernetzen des Klebstoffs führen können, bevor sie auf Substrat aufgebracht werden können. Solches Gelieren oder Vernetzen kann in jeder Komponente des Beschichtungsgeräts stattfinden, das Lagerung und Transport der geschmolzenen Klebstoffmasse zu dem Beschichtungskopf beinhaltet, wodurch das Gerät verstopft und schwerer Schaden an dem Beschichter selbst hervorgerufen wird. Die Viskositäten der Klebstoffe des Standes der Technik sind üblicherweise sehr hoch und jenseits der Möglichkeiten konventioneller Heißschmelzbeschichtungsgeräte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung auf Basis von klebrig gemachtem EPR- und/oder EPDM-Kautschuk und mindestens einem semikristallinem olefinischem Polymer. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben die Mängel der EPR- und EPDM-Klebstoffe des Standes der Technik überwunden und liefern hervorragende Wärmebeständigkeit, verbesserte Kohäsionsfestigkeit, geringe Viskosität und gute Adhäsion an einer Reihe von Substraten und gute Verarbeitbarkeit mit konventionellen Beschichtungsgeräten. Die vorliegende Erfindung liefert eine Klebstoffzusammensetzung, die für eine Vielzahl von Sprühbeschichtungsauftragungstechniken geeignet ist.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung umfasst ein Gemisch der folgenden Komponenten:

(a) elastomerer Kautschuk oder Mischung elastomerer Kautschuke ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus EPR-Kautschuken und EPDM-Kautschuken, vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis etwa 65 Gew.-%,
(b) mindestens ein semi-kristallines olefinisches Polymer oder einer Mischung semi-kristalliner olefinischer Polymere, vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-%,
(c) verträgliches klebrigmachendes Harz, vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 75 Gew.-%,
(d) Weichmacher, vorzugsweise in der Menge von 0 bis 30 Gew.-% ,
(e) etwa 0 bis 30 Gew.-% Wachs,
(f) etwa 0 bis 2 Gew.-% Stabilisator oder Antioxidans und
(g) gegebenenfalls bis zu 50 Gew.% Füllstoff,

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines gewünschten perfekten Spiralsprühmusters für die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung; und
2 ist eine schematische Darstellung eines unerwünschten schlechten Spiralsprühmusters für die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird eine Heißschmelzzusammensetzung hergestellt, die vorzugsweise 5 Gew. bis 65 Gew.% EPR oder EPDM oder eine Mischung derselben zusammen mit etwa 5 Gew.% bis 40 Gew.% semikristallinem olefinischem Polymer umfasst. Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung schließt auch vorzugsweise 15 Gew. bis 70 Gew.% klebrigmachendes Harz, etwa 0% bis 30 Gew.% Weichmacher, etwa 0 Gew.% bis 30 Gew.% Wachs und etwa 0 Gew.% bis 2 Gew.% Stabilisator oder Antioxidans ein. Gegebenenfalls enthält die Zusammensetzung auch bis zu 50 Gew.% Füllstoff.
Der Begriff EPR bezieht sich hier auf elastomere Copolymere von Ethylen und Propylen, oder solche dieser Copolymere, die mit funktionalen Monomeren modifiziert sind. Die funktionalen Monomere schließen eine Klasse ungesättigter organischer Verbindungen ein, die eine oder mehrere funktionale Gruppen enthalten, einschließlich Carbonsäuregruppe (-COOH), Anhydridgruppe (-CO-O-CO-), Hydroxylgruppe (-OH), Ethergruppe (-OR, R ist ein Kohlenwasserstoffrest), primäre, sekundäre und tertiäre Amingruppen und Estergruppe. Der Propylengehalt in dem Copolymer liegt im Bereich von 15 Gew.% bis 70 Gew.%, vorzugsweise zwischen 20 Gew.% und 45 Gew.%. Der Begriff EPDM bezieht sich auf elastomere Terpolymere, die 15 Gew. bis 70 Gew.%, vorzugsweise zwischen 20 Gew.% und 45 Gew.% Propylen, 20 Gew.% bis 80 Gew.% Ethylen und 2 Gew.% bis 15 Gew. Dien umfassen, beispielsweise 1,4-Hexadien, Norbornadien, Ethyliden-Norbornen, Dicyclopentadien, Butadien und Isopren. Das hier verwendete EPDM schließt auch funktional modifizierte Versionen von Terpolymeren ein, die die hier genannten funktionalen Gruppen enthalten. EPR- und EPDM-Kautschuke sind kommerziell von Exxon Chemical Company unter dem Handelsnamen Vistalon und von DMS Polymers, Inc., unter dem Handelsnamen Kelton erhältlich. Funktional modifiziertes EPDM, das Anhydridgruppen enthält, wird unter dem Handelsnamen Exxelor von Exxon Chemical Company angeboten. Wie aus dem zuvor offenbarten ersichtlich ist, liegt der bevorzugte EPR- oder EPDM-Kautschukgehalt zwischen 5 Gew.% und 65 Gew.%. Es gibt unter 5% unzureichende Kohäsion, während oberhalb von 65% die Viskosität der Zusammensetzung zu hoch wird. Die Zusammensetzung enthält am meisten bevorzugt 15 Gew. bis 40 Gew.% EPR oder EPDM oder eine Mischung derselben.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung enthält auch eine olefinische semikristalline Polymerkomponente. Geeignete semikristalline olefinische Polymere können entweder durch Homopolymerisation von einem oder durch Copolymerisation von einer beliebigen Kombination der ungesättigten Olefinmonomere erhalten werden, die 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, die Ethylen, Propylen, Buten-1, Buten-2, Penten-1, 4-Methylpenten-1, Hexen-1 und Octen-1 einschließen, aber nicht auf diese beschränkt sind. Geeignete Polymere können auch durch Copolymerisation von einem oder mehreren oben genannten olefinischen Monomeren mit anderen Monomeren hergestellt werden, wie Dienen, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Estern von Acrylsäure, Methacrylsäure, Estern von Methacrylsäure, Vinylethern, Allylethern, Acrylamid und dessen Derivaten, Styrol, α-Methylstyrol, Vinylalkohol und Kohlenmon oxid. Beispiele für kommerziell erhältliche, olefinische, semikristalline Polymere schließen Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere, Ethylen/Alkylacrylat- oder -Methacrylat-Copolymere, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere, Ethylen/Kohlenmonoxid-Copolymere, Ethylen/Alkylacrylat/(Meth)acrylsäure-Terpolymere und Ethylen/Alkylmethacrylat/(Meth)acrylsäure-Terpolymere sowie Ethylen/Alkylmethacrylat/(Meth)acrylsäure-Terpolymere ein. Es wird bekannt sein, dass Mischungen von beliebigen der oben genannten olefinischen Polymere als Basiskomponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden. Die semikristallinen olefinischen Polymere wirken so, dass Kohäsionsfestigkeit geliefert wird. Die bevorzugte Menge des semikristallinen Polymers beträgt 5 Gew.% bis 40 Gew.%.
Der hier verwendete Begriff "semikristallines Polymer" bezieht sich auf jene polymeren Materialien, die im festen Zustand sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche enthalten. In dem kristallinen Bereich sind die Molekülketten der Polymere alle in geordneten dreidimensionalen Gruppierungen angeordnet, deren Struktur vollständig durch ihre Elementarzellen charakterisiert werden kann, die kleinste Struktureinheit, die zur Beschreibung eines Kristalls verwendet wird. Die amorphen Polymere haben im Unterschied dazu keine geordneten dreidimensionalen Strukturen im festen Zustand. Die Molekülketten sind im Raum in vollständig statistischer Weise angeordnet.
Semikristalline Polymere können von vollständig amorphen Polymeren leicht unterschieden werden, indem auf Anwesenheit oder Abwesenheit eines Schmelzpunkts (T_m) und der zugehörigen Schmelzenthalpie oder -wärme (ΔHm) geachtet wird, die sich aus dem Übergang des kristallinen Zustands in den flüssigen Zustand beim Erwärmen ableitet. Alle semikristallinen Polymere zeigen einen Schmelzpunkt, während der Schmelzpunkt bei amorphen Polymeren fehlt. Amorphe Polymere zeigen einen Übergang vom glasartig festen zu einem kautschukartigen elastischen Zustand in einem engen Temperaturbereich um eine Glasübergangstemperatur T_g. Die Glasübergangstemperatur T_g sollte nicht mit dem Schmelzpunkt T_m verwechselt werden. Im Unterschied zu dem Schmelzübergang der kristallinen Materialien hat der Glasübergang amorpher Polymere keine dazugehörige Enthalpieänderung (ΔH).
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben definierten semikristallinen Polymere im Handel oft als kristalline Polymere bezeichnet werden. Außer den im Labor im Kleinmaßstab hergestellten Einkristallen kommen perfekt kristalline Polymere in der kommerziellen Welt nicht vor, und alle sogenannten kristallinen Polymere sind genaugenommen semikristallin. Die hier gegebenen Definition von semikristallinen Polymere schließt daher den Begriff "kristalline Polymere" mit ein.
Da semikristalline Polymere sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche zusätzlich zu dem Schmelzübergang von Kristallen enthalten, können sie einen Glasübergang zeigen, der zu dem amorphen Bereich des Materials gehört. Der Glasübergang findet bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts statt.
Der Schmelzpunkt Tm, die Schmelzenthalpie oder -wärme (ΔHm) und die Glasübergangstemperatur (T_g) können durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bestimmt werden. Die Technik ist Fachleuten wohl bekannt und in der wissenschaftlichen Literatur gut beschrieben.
Die semikristallinen olefinischen Polymere des oben beschrieben Typs können aus zahlreichen kommerziellen Quellen erworben werden, wie beispielsweise Polyethylen mit hoher Dichte und niedriger Dichte und lineares Polyethylen niedriger Dichte von Exxon unter dem Handelsnamen Escorene, Polypropylen von Huntsman Corporation unter dem Handelsnamen Rexflex, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer von Exxon unter dem Handelsnamen Escorene, Ethylen/Acrylsäure-Copolymer von Dow Chemical Co. unter dem Handelsnamen Primacor, Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer von Elf Atochem North American Inc. unter dem Handelsnamen Lotryl, Ethylen/Kohlenmonoxid-Copolymer von Planet Polymer Technologies, Inc. unter dem Handelsnamen EnviroPlastic, und Ethylen/Methylacrylat/Acrylsäure-Terpolymer von Exxon unter dem Handelsnamen Escor.
Der EPR- oder EPDM-Kautschuk und die semikristallinen olefinischen Polymere, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, können vorzugsweise als zwei separate Komponenten in die Zusammensetzung eingebracht werden. Alternativ können der Kautschuk und das semikristalline Polymer vorgemischt werden, um ein Polymergemisch oder eine Polymerlegierung zu bilden. Das Polymergemisch kann durch mechanisches Mischen von EPR/EPDM-Kautschuk mit semikristallinem Polymer durch einen Extruder oder Banburymischer oder dergleichen hergestellt werden. Es kann auch in situ durch stufenweise Polymerisation in einem Einzelreaktor oder einer Reihe von Parallelreaktoren hergestellt werden. Ein Beispiele für ein solches in situ-Reaktorverfahren ist das von Montell North America Inc. verwendete Catalloy Verfahren. Dieses Verfahren verwendet mehrere parallele Gasphasenreaktoren, die separate Polymerisation von unterschiedlichem Monomereinsatzmaterial in jedem Reaktor erlauben. Jeder Reaktor läuft unabhängig von den anderen, so dass jedes Reaktorprodukt ganz verschieden von dem ist, was in den anderen Reaktoren hergestellt wird. Das Produkt von jedem Reaktor kann gemischt oder vermischt werden, wodurch direkt aus dem Polymerisationsverfahren legierte Polymere erzeugt werden. Ein Beispiel für Polymergemische oder -legierungen, die im Catalloy-Verfahren hergestellt werden, sind thermoplastische Olefine (TPO) der Sorte Adflex (Montell North America, Inc.), die Gemische oder Legierungen von EPR und semikristallinem Polypropylen sind.
Die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzklebstoffen verwendeten klebrigmachenden Harze sind jene, die Adhäsionseigenschaften erweitern und die spezifische Adhäsion verbessern. Der Begriff "klebrigmachendes Harz" schließt hier ein:

(a) natürliches und modifiziertes Baumharz, beispielsweise Balsamharz, Holzharz, Tallölharz, destilliertes Baumharz, hydriertes Baumharz, dimerisiertes Baumharz und polymerisiertes Baumharz;
(b) Glycerin- und Pentaerythritester natürlicher und modifizierter Baumharze, wie beispielsweise den Glycerinester von Pfahlholzharz, den Glycerinester von hydriertem Baumharz, den Glycerinester von polymerisiertem Baumharz, den Pentaerythritester von Pfahlholzharz, den Pentaerythritester von hydriertem Baumharz, den Pentaerythritester von Tallölharz und den phenolisch modifizierten Pentaerythritester von Baumharz;
(c) Polyterpenharze mit einem mittels ASTM Verfahren E28-58T bestimmten Erweichungspunkt von etwa 10°C bis 140°C, wobei letztere Polyterpenharze im Allgemeinen aus der Polymerisation von Terpenkohlenwasserstoffen resultieren, wie des Monoterpens, das als Pinen bekannt ist, in Gegenwart von Friedel-Krafts-Katalysatoren bei mäßig niedrigen Temperaturen; die hydrierten Polyterpenharze sind auch eingeschlossen;
(d) Copolymere und Terpolymere natürlicher Terpene, z. B. Styrol/Terpen, α-Methylstyrol/Terpen und Vinyltoluol/Terpen;
(e) phenolisch modifizierte Terpenharze, wie beispielsweise das Harzprodukt, das aus der Kondensation von Terpen und einem Phenol in saurem Medium resultiert;
(f) aliphatische und cycloaliphatische Erdölkohlenwasserstoffharze mit Ring-und-Kugel-Erweichungspunkten von etwa 10°C bis 140°C, wobei letztere Harze aus der Polymerisation von Monomeren resultieren, die vorwiegend aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Olefinen und Diolefinen bestehen; ebenfalls eingeschlossen sind die hydrierten aliphatischen und cycloaliphatischen Erdölkohlenwasserstoffharze; Beispiele für diese kommerziell erhältlichen Harze auf Basis einer C₅-Olefinfraktion dieses Typs sind Piccotac 95 tackifying resins, angeboten von Hercules Corp., und Eastotac H115R, angeboten von Eastman Chemical Company;
(g) aromatische Erdölkohlenwasserstoffe und die hydrierten Derivate derselben;
(h) aliphatische/aromatische, von Erdöl abgeleitete Kohlenwasserstoffe und hydrierte Derivate derselben.

Für einige Formulierungen sind möglicherweise Mischungen von zwei oder mehreren der oben beschriebenen klebrigmachenden Harze erforderlich. Obwohl ein Bereich von 15 bis 70 Gew.% klebrigmachendes Harz verwendet werden kann, ist der bevorzugte Bereich 20% bis 50%. Erfindungsgemäß brauchbare klebrigmachende Harze können vielleicht polare klebrigmachende Harze einschließen, die Wahl der verfügbaren klebrigmachenden Harze ist jedoch durch die Tatsache begrenzt, dass viele der polaren Harze mit den elastomeren Kautschukpolymeren und/oder semikristallinen olefinischen Polymeren nur partiell verträglich zu sein scheinen.
Wie bereits gesagt umfassen klebrigmachende Harze, die im Bereich der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, etwa 15 Gew.% bis etwa 70 Gew.%. Die klebrigmachenden Harze können vorzugsweise aus jedem der unpolaren Typen ausgewählt werden, die kommerziell erhältlich sind. Bevorzugte Harze sind aliphatische Erdölkohlenwasserstoffharze, ein auf C₅-Olefin basierendes Beispiel hierfür ist z. B. Piccotac 95, erhältlich von Hercules Corp. Am meisten bevorzugt sind unpolare klebrigmachende Harze, die vollständig hydrierte C₉ oder auf reinem Monomer basierende Kohlenwasserstoffharze mit Erweichungspunkten im Bereich von ungefähr 70°C bis ungefähr 125°C sind.
Weichmacher kann in Mengen von etwa 0 Gew.% bis etwa 30 Gew.%, vorzugsweise etwa 5% bis etwa 15 % in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sein, um die gewünschte Viskositätskontrolle zu liefern. Geeigneter Weichmacher kann ausgewählt werden aus der Gruppe, die die üblichen weichmachenden Öle, wie Mineralöl, jedoch auch Olefinoligomere und Polymere mit niedrigem Molekulargewicht sowie pflanzliches und tierisches Öl und Derivate dieser Öle einschließt. Die von Erdöl abgeleiteten Öle, welche verwendet werden können, sind bei relativ hoher Temperatur siedende Materialien, die nur einen geringen Anteil aromatischer Kohlenwasserstoffe enthalten. In dieser Hinsicht sollten die aromatischen Kohlenwasserstoffe vorzugsweise weniger als 30 Gew.% und insbesondere weniger als 15 Gew.% des Öls stellen. Das Öl kann vorzugsweise völlig nicht-aromatisch sein. Die Oligomere können Polypropylene, Polybutene, hydriertes Polyisopren, hydriertes Butadien oder dergleichen mit durchschnittlichen Molekulargewichten zwischen etwa 350 und etwa 10 000 sein. Geeignete pflanzliche und tierische Öle schließen Glycerinester der üblichen Fettsäuren und Polymerisationsprodukte davon ein. Die erfindungsgemäß brauchbaren Weichmacher können eine beliebige Anzahl unterschiedli cher Weichmacher sein, die Erfinder haben jedoch gefunden, dass ein Weichmacher, der Mineralöl einschließt, erfindungsgemäß besonders brauchbar ist. Andere flüssige Polybutene mit durchschnittlichen Molekulargewichten von weniger als 5000 können auch verwendet werden. Wie zu erkennen ist, sind Weichmacher typischerweise verwendet worden, um die Viskosität der gesamten Klebstoffzusammensetzung herabzusetzen, ohne die Adhäsionsfestigkeit und/oder Gebrauchstemperatur des Klebstoffs wesentlich herabzusetzen, sowie um die offene Zeit des Klebstoffs zu verlängern.
Die Wachse, die in Mengen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden können, die zwischen 0 Gew.% und 30 Gew.% variieren, werden zur Verringerung der Schmelzviskosität der Heißschmelzklebstoffe verwendet. Diese Wachse verringern die offene Zeit der Zusammensetzung, ohne das Temperaturverhalten zu beeinflussen. Zu den brauchbaren Wachsen gehören:

(1) Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, das heißt 1000 bis 6000, mit einem gemäß ASTM Verfahren D-1321 bestimmten Härtewert von etwa 0,1 bis 120 und ASTM-Erweichungspunkten von etwa 65°C bis 120°C;
(2) Erdölwachse wie Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 50°C bis 80°C und mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 55°C bis 95°C, wobei letztere Schmelzpunkte nach ASTM Verfahren D127-60 bestimmt worden sind;
(3) ataktisches Polypropylen mit einem Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt von etwa 120°C bis 160°C;
(4) synthetische Wachse, die durch Polymerisieren von Kohlenmonoxid und Wasserstoff hergestellt sind, wie Fischer-Tropsch-Wachs, und
(5) Polyolefinwachse.

Der Begriff "Polyolefinwachs" bezieht sich hier auf jene polymeren oder langkettigen Komponenten, die aus olefinischen Monomereinheiten zusammengesetzt sind. Diese Materialien sind kommerziell von Eastman Chemical Co, unter dem Handelsnamen "Epolene" erhältlich. Die Materialien, die zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bevorzugt sind, haben einen Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt von 100°C bis 170°C. Es sollte klar sein, dass jedes dieser Wachsverdünnungsmittel bei Raumtemperatur fest ist. Andere brauchbare Substanzen schließen hydrierte tierische, Fisch- und pflanzliche Fette und Öle ein, wie hydrierten Talg, Speck, Sojaöl, Baumwollöl, Castoröl, Menhadinöl, Lebertran, usw., und die bei Umgebungstemperatur fest sind, da sie hydriert worden sind. Auch diese haben sich als brauchbar in der Funktion als Wachsverdünnungsäquivalent erwiesen. Diese hydrierten Materialien werden in der Klebstoffindustrie oft als "tierische oder pflanzliche Wachse" bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung schließt Stabilisator in einer Menge von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 2 Gew.% ein, vorzugsweise jedoch etwa 0,1 Gew.% bis 1 Gew.%. Die Stabilisatoren, die in den erfindungsgemäßen Heißschmelzklebstoffzusammensetzungen brauchbar sind, werden zur Unterstützung des Schutzes der genannten Polymere und dadurch des gesamten Klebstoffsystems vor den Auswirkungen des thermischen und oxidativen Abbaus eingebracht, der normalerweise während der Herstellung und Auftragung des Klebstoffs sowie bei der gewöhnlichen Einwirkung der Umgebung auf das Endprodukt stattfindet. Ein solcher Abbau zeigt sich üblicherweise durch Verschlechterung des Aussehens, der physikalischen Eigenschaften und Leistungscharakteristika des Klebstoffs. Zu den verwendbaren Stabilisatoren gehören gehinderte Phenole mit hohem Molekulargewicht und multifunktionale Phenole, wie Schwefel und Phosphor enthaltene Phenole.
Gehinderte Phenole sind Fachleuten wohl bekannt und können als phenolische Verbindungen charakterisiert werden, die auch sterisch anspruchsvolle Reste in enger Nähe zu ihrer phenolischen Hydroxylgruppe enthalten. Insbesondere werden in mindestens einer der ortho-Positionen relativ zu der phenolischen Hydroxylgruppe im Allgemeinen tert.-Butylgruppen an den Benzolring substituiert. Die Anwesenheit dieser sterisch anspruchsvollen, substituierten Reste in der Nähe der Hydroxylgruppe dient zur Herabsetzung ihrer Streckfrequenz und somit ihrer Reaktivität, wodurch diese sterische Hinderung die phenolische Verbindung dadurch mit stabilisierenden Eigenschaften versieht. Repräsentative gehinderte Phenole schließen ein:

1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris[3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol;
Pentaerythrittetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat;
n-Octadecyl-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat;
4,4'-Methylenbis(4-methyl-6-tert.-butylphenol);
4,4'-Thiobis(6-tert.-butyl-o-cresol);
2,6-Di-tert.-butylphenol;
6-(4-Hydroxyphenoxy)-2,4-bis(n-octylthio)-1,3,5-triazin;
2,4,6-Tris(4-hydroxy-3,5-di-tert.-butylphenoxy)-1,3,5-triazin;
Di-n-octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat;
2-(n-Octylthio)ethyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzoat und
Sorbitolhexa-(3,3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat.

Besonders bevorzugt als Stabilisator ist Pentaerythrittetrakis-3(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenol)propionat.
Die Leistung dieser Stabilisatoren kann weiter erhöht werden, indem zusammen mit diesen (1) Synergisten wie beispielsweise Thiodipropionatester und Phosphite und (2) Chelatbildner und Metalldesaktivatoren verwendet werden, beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure, Salze davon und Disalicylalpropylendiimin.
Es sei darauf hingewiesen, dass andere optionale Additive in die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung eingebracht werden können, um spezielle physikalische Eigenschaften zu modifizieren. Diese können beispielsweise Materialien wie Färbungsmittel, Füllstoffe, Fluoreszenzmittel, Tenside, usw. einschließen.
Die Erfindung wird mittels Beispielen weiter erläutert, die im Folgenden beschrieben werden.
Die erfindungsgemäße Heißschmelzklebstoffzusammensetzung kann unter Verwendung von irgendwelchen im Stand der Technik bekannten Techniken formuliert werden. Ein repräsentatives Beispiel des Mischverfahrens des Standes der Technik beinhaltet das Platzieren aller Komponenten außer dem EPR-Kautschuk und dem semikristallinen olefinischen Polymer in einem ummantelten Mischkessel, der mit einem Rotor ausgestattet ist, und das anschließende Erhöhen der Temperatur der Mischung auf einen Bereich von 350°F bis 400°C, um den Inhalt zu schmelzen. Es sei darauf hingewiesen, dass die genaue in dieser Stufe zu verwendende Temperatur von den Schmelzpunkten der speziellen Bestandteile abhängt. Die Polymere werden nachfolgend unter Durchmischen in den Kessel eingebracht und das Mischen fortgesetzt, bis eine konsistente und gleichförmige Mischung gebildet wird. Die Inhalte des Kessels werden während des gesamten Mischverfahrens mit Inertgas wie Kohlendioxid und Stickstoff geschützt.
Die resultierenden Heißschmelzklebstoffe können dann unter Verwendung einer Vielfalt von Beschichtungstechniken auf Substrate aufgebracht werden. Beispiele schließen Heißschmelzschlitzdüsenbeschichten, Heißschmelzradbeschichten, Heiß schmelzwalzenbeschichten, Schmelzblasbeschichten und Spiralsprühbeschichten ein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Heißschmelzklebstoff unter Verwendung von Spiralsprühtechnik auf ein Substrat gesprüht, was eine bevorzugte Technik zur Herstellung eines filamentartigen Spiralmusters zur Windelkonstruktion und elastischen Befestigung ist. In einem Beispiel wird der Beschichter mit einer scheibenartigen Beschichtungsdüse versehen, die in der Mitte eine Düsenspitze aufweist. Die Spitze wird mit einer Reihe schräger Löcher umgeben, damit Heißluft hindurchgeleitet werden kann. Der Heißschmelzklebstoff wird in Form eines kleinen Filaments aus der Düse gepumpt. Das Filament wird dann durch Hochgeschwindigkeits-Heißluftstrahle gedreht, die aus den Löchern herauskommen, wodurch ein helixförmiges Muster aus einem Einzelstrang Klebstoff produziert wird. Es liegt nicht in der Absicht dieser Erfindung, eine vollständige Beschreibung der Spiralsprühtechnik zu liefern, und die Details finden sich in der Literatur.
Die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung kann in einer Reihe von Anwendungen verwendet werden, beispielsweise beim Umwandeln von Einwegwaren, flexiblem Verpacken, Kartoneinsiegeln, Etikettieren und anderen Montageanwendungen. Besonders bevorzugte Anwendungen schließen den Aufbau von Einwegwindeln und Damenbinden, elastische Windelbefestigungen, Kernstabilisierung für Windeln und Damenbinden, Laminierung von Windelrückseiten, Laminierung von Industriefiltermaterial, Zusammensetzen von chirurgischen Bekleidungsstücken und Abdeckmaterial ein.
TESTS UND MATERIALIEN
Die Viskosität wurde gemäß ASTM D-3236 Verfahren bei 350°F getestet.
Der Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt wurde mit einer automatisierten Herzog-Einheit gemäß ASTM E-28 bestimmt.
Die Abschälfestigkeit wurde in 180° Geometrie mit einem Zugtestgerät (Instron Modell 55R1122) in der kontrollierten Atmosphärenumgebung (77°F, 50% relative Feuchtigkeit) gemessen. Vor dem Test wurden die Probestücke in der kontrollierten Umgebung ungefähr 12 Stunden lang ins Gleichgewicht kommen gelassen, um die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Daten zu gewährleisten. Der Test wurde mit 0,5" breiten, spiralsprühbeschichteten Probestücken mit einer Traversengeschwindigkeit von 12"/Minute durchgeführt. Der durchschnittliche Abschälwert von sechs Probestücken, normalisiert auf die Einheit g/Zoll, wurde als Abschälfestigkeit angegeben.
Der Kriechfestigkeitstest wurde mit in den Beispielen 1 bis 7 beschriebenen laminierten Probestücken durchgeführt. Das auf 300 mm Länge geschnittene Probestück wurde vollständig gestreckt und seine Enden wurden sicher an einem Stück steifer Wellpappe befestigt. Eine Länge von 200 mm wurde markiert, und die elastischen Stränge wurden an den Markierungen geschnitten. Das Probestück wurde dann bei 100°F in einen Umluftofen gegeben. Unter diesen Bedingungen können sich die elastischen Stränge ein bestimmtes Stück zurückziehen. Die Distanz zwischen den Enden wurde nach einer Stunde mit einem Lineal gemessen. Das Verhältnis der Endlänge zu der Anfangslänge, ausgedrückt in Prozent (%), ist als Kriechfestigkeit oder Kriechkonstanz definiert.
Die Sprühbarkeit wurde empirisch mit einem Meltex CT225 (Nordson) oder LH-1 (Acumeter Laboratories) Heißschmelzbeschichter gemessen. Die Beschichtungsbedingungen variieren in Abhängigkeit von der Klebstoffprobe. In 1 ist ein perfektes Spiralmuster und in 2 ein schlechtes Spiralmuster gezeigt.
Adflex KS357P ist ein Gemisch aus EPR-Kautschuk und semikristallinem Propylenpolymer mit einer Schmelzfließrate von 25 g/10 Min (ASTM D-1238) und einem Schmelzpunkt von etwa 150°C (DSC), hergestellt unter Verwendung des Catalloy-Verfahrens von Montell North America Inc.
Adflex KS084P ist ein Gemisch aus EPR-Kautschuk und semikristallinem Propylenpolymer mit einer Schmelzfließrate von 30 g/10 Min (ASTM D-1238) und einem Schmelzpunkt von etwa 155°C (DSC), hergestellt durch mechanisches Mischen von Montell North America Inc.
Vistalon 703, erhältlich von Exxon Chemical Company, ist ein EPR-Kautschuk, der 72 Gew.% Ethylencomonomer enthält und eine Mooney-Zahl von 20 hat (ASTM D-1646, ML 1+4 bei 125°C).
Vistalon 7800, erhältlich von Exxon Chemical Company, ist ein EPR-Kautschuk, der 68 Gew.% Ethylencomonomer enthält und eine Mooney-Zahl von 20 hat (ASTM D-1646, ML 1+4 bei 125°C).
MDV 91-9, erhältlich von Exxon Chemical Company, ist ein EPR-Kautschuk, der 60 Gew.% Ethylencomonomer enthält und eine Mooney-Zahl von 18 hat (ASTM D-1646, ML 1+4 bei 125°C).
Keltan 1446A, hergestellt von DMS Company InC., ist ein EPDM, das 58 Gew.% Ethylen, 7 Gew.% Ethylidennorbornen (ENB) enthält und eine Mooney-Zahl von 10 hat (ASTM D-1646, ML 1+4 bei 125°C).
Rexflex W218 ist ein semikristallines Ethylen/Propylen-Copolymer, das aus 10 Gew.% Ethylen besteht. Es wurde von Huntsman Corporation erhalten.
Exact 4038, ein unter Verwendung von Metallocenkatalysator hergestelltes semikristallines Ethylen/Buten-1-Copolymer mit einem Schmelzindex (MI) von 125 dg/Min, einer Dichte von 0,885 g/cm³ und einem Buten-1-Gehalt von 19 Gew.%, wurde von Exxon Chemical Company erhalten.
Escorene MV02514, ein semikristallines Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem MI von 2500 dg/Min und 14 Gew.% Vinylacetat, wird von Exxon erhalten.
Evatane 18-500, ein semikristallines Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem MI von 500 g/10 Min und 18 Gew.% Vinylacetat, wurde von Elf Atochem, North America Inc. erworben.
Lotryl 10BA175, ein semikristallines Ethylen/Butylacrylat-Copolymer mit einem MI von 175 g/10 Min und 10 Gew.% Butylacrylat, wurde von Elf Atochem North America Inc. erhalten.
Duraflex PB 8910PC ist ein semikristallines Copolymer von Ethylen und Buten-1, das 5,5 Gew.% Ethylen enthält. Es ist von Montell North America Inc. erhältlich.
Escorez 5400, erhalten von Exxon, ist ein hydriertes cycloaliphatisches Kohlenwasserstoffklebrigmacherharz mit sehr heller Farbe, das einen R&B-Erweichungspunkt von 103°C und ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel; M_w) von etwa 440 hatte.
Escorez 5600, ebenfalls erhalten von Exxon, ist ein aromatisch modifiziertes, hydriertes, cycloaliphatisches Kohlenwasserstoffklebrigmacherharz mit sehr heller Farbe, das einen R&B-Erweichungspunkt von 100°C und ein durchschnittliches Molekulargewicht (Gewichtsmittel; M_w) von etwa 520 hatte.
Escorez 1310LC, ein weiteres von Exxon erworbenes klebrigmachendes Harz, ist ein aliphatisches Kohlenwasserstoffharz mit heller Farbe, einem R&B-Erweichungspunkt von 93°C und einem durchschnittlichen Molekulargewicht (Gewichtsmittel; M_w) von etwa 1350.
Regalite 51100, erworben von Hercules Corporation, ist ein vollständig hydriertes C₉-Harz mit einem R&B-Erweichungspunkt von etwa 100°C.
Piccotac 95, erhältlich von Hercules, ist ein aliphatisches Kohlenwasserstoffklebrigmacherharz mit einem R&B-Erwiechungspunkt von etwa 96°C.
Sylvares 1100, erhältlich von Arizona Chemical Company, ist ein Polyterpenklebrigmacherharz mit einem R&B-Erweichungspunkt von 100°C.
Sylvares ZT5100, ebenfalls erhältlich von Arizona Chemical Company, ist ein styroliertes Polyterpenklebrigmacherharz mit einem R&B-Erweichungspunkt von 94°C.
Eastotac H100W und H115R sind hydrierte aliphatische C₅-Kohlenwasserstoffharze mit R&B-Erweichungspunkten von 100 beziehungsweise 115°C. Sie wurden von Eastman Chemical Company erworben.
Epolene N-15, erhältlich von Eastman Chemical Company, ist ein von Propylen abgeleitetes synthetisches Wachs mit einem R&B-Erweichungspunkt von 163°C und einer Brookfield-Viskosität von 600 cP bei 190°C.
Marcus 300, erworben von Marcus Oil & Chemicals, Inc., ist ein synthetisches Polyethylenwachs mit einem Schmelzpunkt von 240°F.
Pennznap 500, erworben von Pennzoil Products Co., ist ein Mineralöl-Weichmacher.
Irganox 1010 ist ein Antioxidans vom Typ gehindertes Phenol von Ciba Geigy.
BEISPIELE 1 BIS 7
Die Heißschmelzklebstoffe von Tabelle I wurden mit den zuvor beschriebenen Bestandteilen und Mischverfahren hergestellt. Es wurden jeweils 2000 g hergestellt, und das Mischen wurde bei 375°F unter Kohlendioxidatmosphäre in einem Labormischer vom Propellertyp durchgeführt, der aus einem von einem Motor angetriebenen Propeller, einem Heizmantel, einer Temperaturregelungseinheit und einem Behälter von etwa 1 Gallon Größe bestand. Die geeigneten Mengen von jeder Komponente, die gemäß den in der Tabelle gezeigten Verhältnissen berechnet wurden, wurden außer dem Polymeren in den Behälter gegeben, und die Temperatur des Behälters wurde dann erhöht, um den Inhalt zu schmelzen. Nachdem die Bestandteile in dem Behälter vollständig geschmolzen war, wurde der Motor eingeschaltet, um mit dem Durchmischen zu beginnen. Anschließend wurde(n) die Polymerkomponente(n) eingebracht. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis das Polymer vollständig gelöst worden war und eine gleichförmige Mischung erhalten wurde. Eine vorgemischte Polymerlegierung, entweder Adflex KS 357P oder Adflex KS084P, wurde zur Herstellung der Beispiele von Tabelle I verwendet. Diese Polymerlegierungen wie hier beschrieben bestehen aus sowohl EPR-Kautschuk als auch semikristallinem olefinischem Polymer, den beiden wesentlichen erfindungsgemäßen Polymerkomponenten. Der Vorteil der Verwendung von Polymerlegierungen liegt darin, dass der EPR-Kautschuk und das semikristalline Polymer in einem Produkt vorliegen, wodurch die Rohmaterialhandhabung vereinfacht wird. Die Klebstoffe der Beispiele 1 bis 7 sind für eine Vielfalt von Verpackungs- und Einwegvliesproduktmontageanwendungen brauchbar.
Mit den Beispielen 1 bis 7 wurden gemäß den oben beschriebenen Verfahren mehrere Tests durchgeführt. Probestücke für Kriechfestigkeits- und Abschälfestigkeitstests wurden unter Verwendung des Meltex CT225 Heißschmelzbeschichters durch Laminieren dreier elastischer Stränge (Lycra 740), die auf 300 gereckt worden waren, zwischen zwei Schichten Propylenvliestextil mit 200 g/m² Flächengewicht hergestellt, und in diesem Verfahren wurde auch die Sprühbarkeit bewertet. Die Klebstoffe wurden mit 18,6 g/m² Beschichtungsgewicht mit 0,25 Sekunden of fener Zeit und 1 bar Druck auf den Quetschwalzen spiralgesprüht. Während die Temperatur der für das Sprühen verwendeten Heißluft auf 400°F gehalten wurde, wurde die Auftragungstemperatur für jeden Klebstoff eingestellt, um das Spiralmuster zu optimieren. Die tatsächliche Auftragungstemperatur für jeden Klebstoff ist in Tabelle I gezeigt.
Tabelle 1, Beispiele 1 bis 7
BEISPIELE 8 BIS 15
Die Komponenten der Klebstoffe in den Beispielen 8 bis 15 wurden gemäß den in Tabelle II gezeigten Verhältnissen gemischt, um insgesamt jeweils 250 g zu erhalten, indem das gleiche Verfahren wie in den Beispielen 1 bis 7 verwendet wurde, außer dass ein Behälter von Pintgröße verwendet wurde. In diesen Beispielen wurden der EPR- oder EPDM-Kautschuk und das semikristalline Polymer als separate Komponenten zugegeben. Die Klebstoffe in den Beispielen 8 bis 15 sind für eine Vielfalt von Verpackungs- und Einwegvliesanwendungen brauchbar. Gemäß den oben beschriebenen Verfahren wurden mehrere Tests durchgeführt. Probestücke für den Abschältest wurden hergestellt, indem zwei Schichten Polypropylenvliestextil mit einem Flächengewicht von 20 g/m² laminiert wurden. Klebstoffe dieser Beispiele wurden unter Verwendung des Modell LH-1 Heißschmelzbeschichters (Acumeter Laboratories) mit 14 g/m² Beschichtungsgewicht mit einer offenen Zeit von 0,5 Sekunden spiralgesprüht. Die Temperatur wurde bei der zum Sprühen verwendeten Heißluft auf 400°F gehalten, und die in Tabelle II gezeigte Auftragungstemperatur wurde für jeden Klebstoff eingestellt, um das Spiralmuster zu optimieren. Die Sprühbarkeit wurde auch während des Beschichtungsverfahrens bewertet.
Tabelle II, Beispiele 8 bis 15

Claims

Heißschmelzklebstoffzusammensetzung, die ein Gemisch der folgenden Komponenten umfasst: (a) etwa 5 bis etwa 65 Gew.-% elastomeren Kautschuk oder einer Mischung elastomerer Kautschuke ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus EPR-Kautschuken und EPDM-Kautschuken, (b) etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% semi-kristallines olefinisches Polymer oder einer Mischung semi-kristalliner olefinischer Polymere, (c) etwa 15 bis etwa 75 Gew.-% klebrigmachendes Harz, (d) etwa 0 bis etwa 30 Gew.-% Weichmacher, (e) etwa 0 bis etwa 30 Gew.-% Wachs und (f) etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-%Stabilisator, wobei die Komponenten 100 Gew.-%der Zusammensetzung ausmachen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das klebrigmachende Harz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffharzen, aromatischen und hydrierten aromatischen Kohlenwasserstoff harzen und hydrierten aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffharzen, aromatisch modifizierten aliphatischen und cycloaliphatischen Harzen und deren hydrierten Derivaten, Polyterpen- und styrolisierten Polyterpenharzen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Mineralöl und Polybuten.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der elastomere Kautschuk ein Copolymer aus Ethylen und Propylen mit 15 bis 70 Gew.-% Propylen umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der elastomere Kautschuk ein Copolymer aus Ethylen und Propylen mit 20 bis 45 Gew.-% Propylen umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der elastomere Kautschuk ein Copolymer aus Ethylen und Propylen umfasst, das mit einem funktionellen Monomer modifiziert ist, das aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonsäuregruppe, einer Anhydridgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Ethergruppe, einer primären Aminogruppe, einer sekundären Aminogruppe, einer tertiären Aminogruppe und einer Estergruppe ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der elastomere Kautschuk ein Terpolymer aus 15 bis 70 Gew.-%Propylen, 20 bis 80 Gew.-%Ethylen und 2 bis 15 Gew.-%Dien umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das Terpolymer 20 bis 45 Gew.-%Propylen enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das Dien ausgewählt ist aus de Gruppe bestehend aus 1,4-Hexadien, Norbornadien, Ethylidennorbornen, Dicyclopentadien, Butadien und Isopren.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das Terpolymer ferner mit einem funktionellen Monomer modifiziert ist, das aus der Gruppe bestehend aus einer Carbonsäuregruppe, einer Anhydridgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Ethergruppe, einer primären Aminogruppe, einer sekundären Aminogruppe, einer tertiären Aminogruppe und einer Estergruppe ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das semi-kristalline olefinische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen/Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen/Alkylacrylat- oder -/Methacrylat-Copolymeren, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymeren, Ethylen/Kohlenmonoxid-Copolymeren, Ethylen/Alkylacrylat/(Meth)acrylsäure-Terpolymeren, Ethylen/Alkylmethacrylat/(Meth)acrylsäure-Terpolymeren und Mischungen derselben.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Wachs ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, Erdölwachsen, ataktischem Polypropylen, synthetischen Wachsen und Polyolefinwachsen.