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Ein nicht-gewebtes Textil wird als ein durch
Biegsamkeit, Porosität und Zusammenhalt gekennzeichnetes,
in sich geschlossenes Netzwerk aus polymerem Material
definiert. Die einzelnen Fasern, aus denen nicht-gewebte
Textilien zusammengesetzt sind, können synthetischer Natur
sein, aus natürlichen Vorkommen stammen oder eine
Kombination von beidem sein. Die einzelnen Fasern können
mechanisch, chemisch oder thermisch miteinander verbunden sein.
Nicht-gewebte Textilien werden kommerziell für die
verschiedensten Anwendungen, einschließlich Isolierung,
Verpackung, Haushaltswischtüchern, Tüchern für chirurgische
Zwecke, medizinische Verbände sowie in Wegwerfartikeln, wie
Windeln, Inkontinenzprodukten für Erwachsene und
Damenbinden, eingesetzt.
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Bei vielen der vorgenannten Anwendungen ist es
notwendig, das nicht-gewebte Textil mit einem anderen Substrat
oder einer anderen Komponente zu verkleben. Das zweite
Substrat kann ein anderes nicht-gewebtes Textil oder ein
andersartiges Material sein. Eine Methode, die gewöhnlich
angewandt wird, das Gesamte miteinander zu verbinden,
besteht in der Verwendung eines Schmelzklebers.
Schmelzkleber erlauben eine in puncto Kosten und Zeitaufwand
effiziente Produktion, da kein Verdampfungsschritt
notwendig ist, wie es der Fall mit Klebstoffsystemen auf
Wasser- oder Lösungsmittelbasis ist. Geeignete
Schmelzkleber müssen ein ausgezeichnetes Haftvermögen in bezug auf
die betreffenden Substrate besitzen. Zur Verwendung mit
nicht-gewebten Textilien müssen sie auch eine gute
Biegsamkeit (oder einen guten Griff) besitzen, kein
Abfärben oder Durchbluten zeigen, eine geeignete
Viskosität, Härtungsgeschwindigkeit und Verarbeitungszeit
besitzen, damit man sie auf handelsüblichen Ausstattungen
einsetzen kann, sowie schließlich akzeptable
Alterungseigenschaften unter Wärmeeinfluß zeigen.
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In letzter Zeit sind eine Reihe von Anwendungen für
nicht-gewebte Textilien entwickelt worden, die es
erforderlich machen, daß die Schmelzkleber eine spürbar hohe
Löslichkeit, Dispergierbarkeit oder Empfindlichkeit in
bezug auf Wasser zeigen. Unter diesen Umständen muß der
Schmelzkleber eine dauerhafte Verbindung mit dem
nichtgewebten Textil ergeben, bis er vorher festgelegten
Bedingungen (z. B. dem Einfluß von Wasser bei
Zimmertemperatur) unterworfen wird, wonach der Kleber sich von
dem (den) Substrat(en) lösen sollte. Diese Fähigkeit, sich
durch Wasser bei Raumtemperatur zu lösen, ist eine
besonders wünschenswerte Eigenschaft auf dem
Wegwerfartikelmarkt, wo ein Wegspülen dieser Artikel und/oder die
Abbaubarkeit zunehmend Probleme aufwerfen.
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Es wurde nun festgestellt, daß eine spezielle Klasse
von Schmelzklebern, umfassend 50-100 Gewichts-% eines
Pfropfcopolymers, das 40-85 Gewichtsprozent von mindestens
einem Vinylmonomer und 15-60 Gewichtsprozent von mindestens
einem Polyalkylenoxidpolymer sowie 0-50 Gewichts-% eines
verträglichen klebrigmachenden Harzes umfaßt, für das
Verbinden von nicht-gewebten textilen Substraten mit sich
selbst oder anderen Substraten, wobei die Kleber sich aber
später unter der Einwirkung von Wasser bei Raumtemperatur
lösen, empfehlenswert ist. Diese Kleber sind gekennzeichnet
durch eine Glasübergangstemperatur (Tg) von -40ºC bis +40
ºC, wie festgelegt durch den Maximalwert G"/G' oder Tangens
δ, bei Messung unter Einsatz des Dynamischen Spektrometers
von Rheometrics mit 10 Radiant pro Sekunde.
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Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum
Verbindenen von nicht-gewebten textilen Substraten mit
ähnlichen oder verschiedenen Substraten, umfassend die
Schritte: Auftragen einer geschmolzenen
Schmelzkleberzusammen
setzung auf mindestens ein Substrat, wobei der Kleber eine
Tg von -40ºC bis +40ºC aufweist und 50-100 Gewichts-%
eines Pfropfcopolymers umfassend (a) 40-85 Gewichtsprozent
von mindestens einem Vinylmonomer und (b) 15-60
Gewichtsprozent von mindestens einem Polyalkylenoxidpolymer
mit einem Molekulargewicht von mehr als 3.000 und einem
Gehalt von mindestens 50 Gewichts-% an polymerisiertem
Ethylenoxid, sowie 0-50 Gewichts-% eines verträglichen,
klebrigmachenden Harzes umfaßt, und Binden eines anderen
Substrats daran.
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In bevorzugten Ausführungsformen ist mindestens ein
Substrat ein nicht-gewebtes Textil und der Kleber umfaßt
50-95 Gewichts-% des Pfropfcopolymers sowie 5-50 Gewichts-%
eines verträglichen, klebrigmachenden Harzes.
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Die für die Erfindung eingesetzten Pfropfcopolymere
sind eigentlich Gemische aus Pfropf- und Homopolymeren der
jeweiligen Monomere. Aus praktischen Erwägungen werden
diese Pfropfcopolymer/Homopolymer-Gemische in der Beschreibung
und den Patentansprüchen durchgehend als "Pfropfcopolymere"
bezeichnet. Das im Pfropfcopolymer bevorzugt eingesetzte
Vinylmonomer ist Vinylacetat oder ein alkylsubstituiertes
Acrylat, wie Methylacrylat oder Ethylacrylat oder Gemische
daraus. Das bevorzugte Polyalkylenoxid ist ein
Polyethylenoxidhomopolymer oder -copolymer mit einem
Molekulargewicht von 3.000-100.000. Bevorzugte klebrigmachende Harze
für diejenige Kleber, die klebrig gemacht werden, umfassen
Kolophonium, hydriertes Kolophonium, Harzester,
Terpenphenol- und dimerisiertes Kolophonium. Wie oben angemerkt,
ist die Verwendung von klebrigmachendem Harz fakultativ,
und sie kann sich tatsächlich für eine Reihe von
Anwendungen als unerwünscht herausstellen. Andere übliche
Zusätze, wie Weichmacher, Antioxydantien, Pigmente,
Farbstoffe und Wachse, können wahlweise den Klebern zugesetzt
werden.
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Der spezielle Ansatz der gegenüber Wasser
empfindlichen Schmelzkleber hängt jeweils von der beabsichtigten
Endanwendung ab. Folglich sind Kleber, die 100% des
Pfropfcopolymers umfassen, besonders zum Verbinden von
superabsorbierenden, aus Partikeln bestehenden Materialien
mit nicht-gewebten textilen Substraten, bei denen die
Fähigkeit zur Ablösung des Superabsorbens erwünscht ist,
geeignet. Diese nicht klebriggemachten Schmelzkleber sind
auch sehr gut für den Einsatz in Klebstoffen für Kreppapier
geeignet.
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Andererseits sind stark klebriggemachte Schmelzkleber
aus Pfropfcopolymer, insbesondere die aus den
Pfropfcopolymeren mit höherem Molekulargewicht {z. B. die mit
einer höheren Viskosität als etwa 5.000 mPas (cps) bei 175
ºC}, besonders geeignet für Endanwendungen, bei denen
sowohl Zähigkeit und Haftvermögen als auch Biegsamkeit
erwünscht sind. Als solche finden sie Verwendung als Kleber
für den Aufbau von Einwegwindeln, bei denen Empfindlichkeit
gegenüber Wasser bei vergleichsweise niederen Temperaturen
erwünscht ist, damit ein Ablösen von den verschiedenen
Substraten erfolgt, um so das Wegspülen der ganzen Windel
oder eines Teils davon zu ermöglichen.
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Andere Schmelzkleberzusammensetzungen, die mittlere
Mengen an klebrigmachender Substanz enthalten, sind auch
als Kleber auf anderen Gebieten der Herstellung
nichtgewebter Textilien geeignet, wozu Aufbaukleber, an die
weniger hohe Ansprüche gestellt werden, die Herstellung von
Bekleidungsstücken aus nicht-gewebten Textilien,
Einwegwischtücher und dergleichen zählen.
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Die in den hier beschriebenen Pfropfcopolymeren
eingesetzten speziellen wasserlöslichen
Polyalkylenoxidpolymere haben ein Molekulargewicht von 3.000 bis 100.000 und
einen Gehalt an polymerisiertem Ethylenoxid von mindestens
50 Gewichts-%. Die Polyalkylenoxidpolymere können
Homopo
lymere von Ethylenoxid (einschließlich deren Ester- und
Etherderivaten), Zufallscopolymere von Ethylen- und
Propylenoxid, Blockcopolymere von Ethylen- und Propylenoxiden
oder deren Mischungen sein. Es sei angemerkt, daß Gemische
aus verschiedenen Polyalkylenoxidpolymeren verwendet werden
können, und Copolymere und Homopolymere zusammen in solchen
Gemischen eingesetzt werden können. Die Polymere können im
Handel von Firmen, wie Union Carbide (die
Polyethylenoxidpolymere, Poly(ethylenoxid/propylenoxid)copolymere und
Monomethylether von Polyethylenoxid}, BASF Wyandotte (die
Blockcopolymere) und Dow Chemical Company (die Homopolymere
und Zufallscopolymere), bezogen werden. Speziell die
Produkte von Union Carbide, die unter den Handelsbezeichnungen
CARBOWAX (für Polyethylenoxide) und METHOXY CARBOWAX (für
die Monomethylether von Polyethylenoxid) vertrieben werden,
haben ein mittleres Molekulargewicht, auf das durch die
Zahl, die nach der Handelsbezeichnung steht, annähernd
hingewiesen wird.
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Der Gehalt an polymerisiertem Ethylenoxid des
Polyalkylenoxidpolymers sollte mindestens 50 und bevorzugt
mindestens 75 Gewichts-%, bezogen auf das Polymer,
betragen. Polymere mit einem niedrigeren Gehalt an
polymerisierten Ethylenoxidgruppen zeigen nur eine eingeschränkte
Wasserlöslichkeit und sind deshalb als die gegenüber Wasser
empfindliche Polymerkomponente gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht geeignet. Polyalkylenoxidpolymere, die
weniger als etwa 50 Gewichts-% an polymerisiertem Ethylenoxid
enthalten, sind jedoch als Weichmacher oder
Verdünnungsmittel geeignet.
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Es wurde festgestellt, daß die
Polyalkylenoxidpolymeren mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa
3.000, wenn sie als das einzige Polyalkylenoxid eingesetzt
werden, den Pfropfcopolymeren kein
Wasserdispersionsvermögen verleihen, und deshalb sollten solche
Polyalkylenoxidfraktionen mit niedrigerem Molekulargewicht bei der
Bestimmung des Anteils der im Pfropfcopolymer vorhandenen
wasserlöslichen Komponente nicht einbezogen werden.
Andererseits sind solche Polyalkylenoxide mit niedrigem
Molekulargewicht (z. B. CARBOWAX 600) als Weichmacher oder
Verdünner geeignet.
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Die für die Pfropfcopolymere der vorliegenden
Erfindung geeigneten Vinylmonomere sind vorzugsweise Vinylacetat
und die mit niederem Alkyl substituierten Acrylate oder
Methacrylate, wie Methylacrylat und Ethylacrylat. Andere
brauchbare Vinylmonomere umfassen die Alkylester von
Acrylsäure mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen im Alkylteil,
Styrol sowie Vinylester, wie Vinylpropionat, Vinylbutyrat,
Vinyl-2-ethylhexanoat und dergleichen. Der Einsatz der
Vinylmonomere und insbesondere des Vinylacetatmonomers führt
bei der Pfropfung zu einer ausreichenden Kettenverzweigung,
um ein Pfropfcopolymer herzustellen, das wärmebeständig,
von mittlerer Polarität und leicht in einem Kleber
formulierbar ist. Das Pfropfcopolymer umfaßt vorzugsweise
40 bis 80% von mindestens einem Vinylmonomer und etwa 15-
60 Gewichts-% von mindestens einem wasserlöslichen
Polyalkylenoxidpolymer, und am meisten bevorzugt enthält es 15
bis 45 Gewichts-% der Polyalkylenoxidkomponente(n).
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Während verschiedene Vinylmonomere jeweils für sich
allein zur Pfropfung auf den wasserlöslichen rückwärtigen
Teil des Polymers eingesetzt werden können, können andere
ethylenisch ungesättigte Monomere in einer geringen Menge
als Comonomere zusammen mit dem Vinylmonomer verwendet
werden, um besondere Eigenschaften, wie das
Wasserdispergierbarkeit, das Haftvermögen, die Weichheit und
dergleichen, zu verbessern. Monomere, die als Comonomere
zusammen mit den Vinylmonomeren geeignet sind, umfassen 2-
Hydroxyethylacrylat, N-Vinylpyrrolidon,
Natriumvinylsulfonat (das Natriumsalz der Ethylensulfonsäure) und die
Alkylester von Methacrylsäure mit 1-8 Kohlenstoffatomen im
Alkylteil. Solche Comonomeren werden im allgemeinen in
Mengen von nicht mehr als etwa 40 Gewichts-%, bezogen auf
die Gesamtmenge an Pfropfcopolymer, eingesetzt.
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Sowohl die für die Erfindung verwendeten
Pfropfcopolymeren als auch ein Verfahren zu deren Herstellung sind in
US-A-3,891,584 beschrieben, dessen Offenbarung hier
miteinbezogen wird.
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Außer dem wasserlöslichen Polyalkylenoxidpolymer oder
den wasserlöslichen Polyalkylenoxidpolymeren, dem
Vinylmonomer oder den Vinylmonomeren und den wahlweise
vorhandenen ethylenisch ungesättigten Monomeren kann der
Kleber auch ein oder mehrere verträgliche, klebrigmachende
Harze in Mengen von bis zu etwa 50 Gewichts-% enthalten.
Solche Harze erzeugen in erster Linie einen
Verstärkungseffekt oder einen Weichmachungseffekt
(Biegsamkeitseffekt), tragen jedoch auch zur Klebrigkeit, zur
speziellen Benetzbarkeit und zur Regelung der Viskosität
des Pfropfcopolymers bei. Typisch für solche
klebrigmachenden Harze sind Kolophonium (aus Gummiharz, Holz oder
Tallöl) und die Kolophoniumderivate, die
phenolmodifizierten Kumaron-Indenharze (vertrieben durch Neville
Chemical Company aus Neville Island, Pennsylvania, unter
der Handelsbezeichnung NEVILLAC), die Kumaron-Indenharze
mit Erweichungspunkten von etwa 5 bis 117ºC (vertrieben
durch die zuvor genannte Neville Chemical Company unter der
Handelsbezeichnung CUMAR) und die phenolmodifizierten
Terpenharze (vertrieben durch Arizona Chemical Company,
Inc., aus Elizabeth, New Jersey, unter der
Handelsbezeichnung NIREZ). (Die Erweichungspunkte der oben erwähnten
Harze sind Ring- und Kugelerweichungspunkte, die mit Hilfe
der ASTM-Methode E28-58T bestimmt wurden). Wie zuvor
angemerkt und wie in den hier aufgeführten Beispielen
veranschaulicht, werden bei der Herstellung von für
bestimmte Anwendungen besonders bevorzugten Klebern Mengen
an klebrigmachender Substanz von mehr als etwa 25 Gewichts-
% eingesetzt.
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Der Kleber kann auch geringe Mengen, d. h. bis zu etwa
25 Gewichts-%, eines verträglichen weichmachenden Öls
und/oder Wachsverdünnungsmittel enthalten. Besonders
geeignet sind Verdünnungsmittel, die aus der aus Glyzerinmono-
und Glyzerindistearat, synthetischen langkettigen linearen
polymeren Alkoholen, Stearinsäure, wachsartigen Materialien
mit hoher Säurezahl aus Mono- und Dicarbonsäuren, von
Montanwachs abgeleitete saure Wachse, Stearylalkohol,
hydriertem Rizinusöl, ethoxylierten Alkoholen, 12(OH)-
Stearinsäure und Stearyl-Cetylalkohol bestehenden Gruppe
ausgewählt sind.
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Die sich ergebenden Kleber der vorliegenden Erfindung
sind gekennzeichnet durch ihre Fähigkeit, eine dauerhafte
Bindung mit einem nicht-gewebten textilen Gegenstand zu
schaffen, erfüllen im übrigen die außergewöhnlichen
Anforderungen der Anmeldung (einschließlich Biegsamkeit, kein
Durchbluten sowie einer für die maschinelle
Verarbeitbarkeit geeigneten Viskosität) und lösen sich später nach
einer gewünschten Verweildauer unter der Einwirkung von
Wasser bei Raumtemperatur auf. Die hier beschriebenen
Kleber besitzen auch eine außergewöhnlich gute
Wärmebeständigkeit, was sie von anderen
feuchtigkeitsempfindlichen Ausführungen unterscheidet. Zusätzlich zeigen
viele der hier beschriebenen Zusammensetzungen eine für
Spray- oder Schmelzblasauftragsverfahren notwendige lange
Verarbeitungszeit sowie Druckempfindlichkeit,
kristallisieren aber später (z. B. nach mehreren Stunden oder Tagen)
langsam aus. Diese Kristallisation führt zu einer Abnahme
der Klebrigkeit an der Oberfläche, setzt jedoch das
Haftvermögen nicht spürbar herab. Außerdem verbessert die
Kristallisation sogar solche Eigenschaften, wie Schäl- und
Scherfestigkeit bei erhöhter Temperatur sowie den
Widerstand gegen Durchschlagen.
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Das Klebstoffprodukt kann auf ein Substrat, wie einen
nicht-gewebtem textilen Gegenstand, mit Hilfe einer Reihe
von Verfahren aufgebracht werden, einschließlich
Bestreichen oder Besprühen in einer Menge, die ausreicht, daß der
Gegenstand auf einem anderen Substrat, wie einem
nichtgewebten Textil oder einem andersartigen Material, wie
einem Hochdruck-Polyolefin oder einem anderen üblicherweise
verwendeten wasserundurchlässigen Substrat, haftet. Wenn
das nicht-gewebte Textil der Einwirkung von Wasser von
einer bestimmten Temperatur während einer bestimmten
Zeitspanne ausgesetzt wird, löst es sich ab.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen sowohl die
Herstellung von geeigneten Schmelzklebern als auch deren
Einsatz bei einer Vielzahl von Anwendungen. In den
Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile und alle
Temperaturangaben in Grad Celsius ausgedrückt, es sei denn, es ist
etwas anderes angegeben. Die für die Erfindung verwendeten
Testverfahren lauten wie folgt:
Testverfahren
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Die Schmelzviskositäten der Schmelzkleber/-binder
wurden auf einem Brookfield-Viskosimeter Modell RVT
Thermosel mit einer 27iger Spindel bei 20 oder 50
Umdrehungen pro Min. bestimmt.
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Die Wärmestabilität der Proben aus Kleber/Binder wurde
auf folgende Weise bestimmt: Eine Probe von 60 Gramm wurde
bei 175ºC während 72 Stunden in einem abgedeckten Glasgefäß
gelagert, und es wurde beobachtet, ob sich Gel oder Haut
bildete oder ob sich irgendeine störende Farbänderung
zeigte. Die Viskositätsänderung auf Grund dieser Alterung
durch Wärmeeinfluß wurde danach, wie oben angegeben,
bestimmt.
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Die Glasübergangstemperatur, Tg, der Proben wurde
unter Verwendung eines Dynamischen Analysators (RDA-700) von
Rheometrics bestimmt. Im einzelnen: Es wurde 0,15-0,20
Gramm der Probe zwischen parallelen, 8 mm dicken Platten,
die sich in einem Abstand von 2,0 - 2,5 mm voneinander
befanden, angebracht. Danach wurde die Probe bis annähernd
-80ºC abgekühlt und sodann mit 5ºC/Minute bis > 60ºC
erhitzt, währenddessen sie mit einer Geschwindigkeit von 10
Radiant/Sekunde sinusförmig belastet wurde. Die Belastung
wurde während des gesamten Tests von 0,03% bis zu einem
Maximum von 10% eingestellt. Die Temperatur, die dem
Maximalwert für das Verhältnis Verlustmodul G" zu
Lagerungsmodul G' (dieses Verhältnis wird auch als Tangens
Delta bezeichnet) entspricht, wird als
Glasübergangstemperatur, Tg, aufgezeichnet.
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Verklebung von nicht-gewebten textilen Polypropylenen
mit nicht-gewebten textilen Polypropylenen, die für die
Prüfung des Haftvermögens von nicht-gewebten Textilien und
Wasserempfindlichkeit eingesetzt werden, wurden
hergestellt, indem man einen 1,0-1,5 mm breiten
(komprimierten) Tropfen geschmolzenes Schmelzmaterial bei 177-
191ºC (350-375ºF) auf ein nicht-gewebtes Textilstück
der Größe 5 cm · 15 cm (2" · 6") aufbrachte und dieses mit
einem zweiten nicht-gewebten Textilstück derselben Größe
zusammenfügte. Die Verarbeitungszeit betrug < 2 Sekunden und
die Verweilzeit 10 Sekunden. Diese Verklebung ließ man
danach bei 21ºC (70ºF) und 50% relativer Feuchtigkeit
altern.
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Das Haftvermögen nicht-gewebter Textilien wurde von
verschiedenen Proben bestimmt, indem man die Verklebung des
nicht-gewebten textilen Polypropylens vom nicht-gewebten
textilen Polypropylen unter Schälen mit 12"/min auf einem
Instron-Prüfgerät auseinanderzog. Die Verklebung ist
gekennzeichnet durch das Vorhandensein oder Fehlen des
Ziehens von Fäden (F. T.) und/oder die Größe des Widerstands
{N/cm (lbs /in)}. Wenn F. T. an allen drei Proben
festgestellt wurde, wurde die Größe des Widerstands nicht
aufgezeichnet. Übliche, zum Verbinden von nicht-gewebten
Textilen eingesetzte Schmelzkleber zeigen typischerweise Fäden
ziehende Verklebungen (F. T.) und/oder einen Widerstand von
> 0,35 N/cm (≥ 0,2 lb/in).
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Die Empfindlichkeit gegenüber Wasser von mit den
Proben aus Schmelzkleber/-binder hergestellten
nichtgewebten textilen Verklebungen wurde bestimmt, indem man
nicht-gewebtes textiles Polypropylen auf nicht-gewebtem
textilem Polypropylen {das man 1 Woche bei 21ºC (70ºF)
und 50% relativer Feuchtigkeit hat altern lassen} bei
unterschiedlichen Temperaturen während unterschiedlicher
Zeiträume in Wasser eintauchte. Nach einem festgelegten
Zeitintervall (z. B. 15 Minuten) wurde die Verklebung
nicht-gewebten Textils auf nicht-gewebtes Textil dem Wasser
entnommen und einem manuellen Abschälversuch unterzogen.
Die Verklebung wird als Fäden ziehend (F. T.) oder keine
Fäden ziehend (kein F. T.) gekennzeichnet. Übliche für
nicht-gewebte Textilien eingesetzte Schmelzkleber würden
sowohl vor als auch nach dem Eintauchen Fäden ziehende
Verklebungen und/oder Verklebungen mit hohem Widerstand
ergeben. Die für die vorliegende Erfindung verwendeten
Kleber sind durch unterschiedlich große Empfindlichkeiten
gegenüber Wasser gekennzeichnet, was nach dem Eintauchen in
Wasser während eines festgelegten Zeitintervalls und/oder
bei einer festgelegten Temperatur zu einer Abnahme der
Festigkeit der Verbindung zum nicht-gewebten Textil führt.
Schältestverfahren mit 180º Drehung
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Die Proben werden wie folgt hergestellt. Es wurde ein
Klebstoffstreifen bei ungefähr 149-163ºC (300-325ºF) mit
einer Streifengeschwindigkeit von 30 m/min (100 fpm) auf
ein nicht-gewebtes Textil extrudiert, um einen
Klebstoffstreifen von ungefähr 0,5 mm Stärke mit einem
Schicht
gewicht von ungefähr 1,6-2,4 mg/cm (4-6 mg/linearen Inch)
zu bilden. Ein zweites nicht-gewebtes textiles Substrat
wurde unmittelbar darauf unter einem Bindungsdruck von
ungefähr 415 kPa (60 psi) mit der Klebstoffrand verbunden.
Danach wurden Proben durch Ausschneiden parallel zu den
Klebstoffstreifen hergestellt, wobei man mindestens 0,3125
cm (1/8") auf jeder Seite der äußeren Klebstoffstreifen
beließ. Die Proben wurden über Nacht bei einer konstanten
Temperatur von 21ºC (70ºF) und einer konstanten relativen
Feuchtigkeit von 50% konditioniert.
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Instron-Prüfung: Die Enden von jeder Probe wurden
umwickelt und danach in Klemmbacken gesteckt, wobei das mit
Kleber versehene nicht-gewebte Textil in die feststehende
Backe gesteckt wurde. Die Probe wurde mit einer
Geschwindigkeit des Kreuzkopfes von 30 cm/min (12 Inch/min) und
einer Vorschubgeschwindigkeit von 5 cm/min (2 Inch/min)
unter Schälen mit einer Drehung von 180º
auseinandergezogen. Der mittlere Schälwert wurde für jedes getestete
Produkt in Gramm oder Pound aufgezeichnet. Die Verformung
und die Art des Versagens (ob hinsichtlich Adhäsion oder
Kohäsion) wurden ebenfalls aufgezeichnet.
Beispiel
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Ein geeignetes Pfropfcopolymer aus 30 Teilen
Polyethylenoxid (PEG) und 70 Teilen Vinylacetat (VA) wurde
hergestellt, indem man die folgenden Bestandteile in eine
1 Liter-Flasche einfüllte:
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Polyglykol E-8000 (Dow Chemical Co.) 150 g
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t-Butylperoxyperbenzoat 0,4 g
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Die Flasche wurde mit einem Rührer aus nichtrostendem
Stahl, einem Thermometer, einem Kondenser, einem
Einlaßrohr für Stickstoff und einem 350 g Vinylacetat
enthaltenden Tropftrichter ausgestattet. 45 ml des Vinylacetats
wurden zugegeben, und das Gemisch wurde unter Rückfluß
erhitzt. 1 ml einer 10%igen Lösung von 70% Benzoylperoxid
in Ethylacetat wurde zugegeben, um die Polymerisation
einzuleiten. Der verbleibende Rest des Vinylacetats wurde
während eines Zeitraums von drei Stunden zugegeben. Das
Reaktionsgemisch wurde auf 155 bis 160ºC erhitzt und
während 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. 1,5
Gramm Antioxidans Irganox 1010 (Ciba-Geigy) wurden
zugegeben, und das verbleibende Monomer wurde durch
Vakuumdestillation entfernt. Die Viskosität des Produkts betrug
2,525 mPas (cps) bei 177ºC (350ºF).
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Ähnliche Pfropfcopolymere wurden hergestellt, indem
man andere Verhältnisse von Vinylacetat und PEG 8000, wie
in Tabelle 1 gezeigt, einsetzte. Die sich daraus
ergebenden Copolymere wurden danach "rein" als Kleber für
nicht-gewebte Textilien getestet. Die Ergebnisse der Tests
werden auch in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Fortsetzung von Tabelle 1:
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Die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse demonstrieren
die Eignung der nicht klebriggemachten Pfropfcopolymere,
die mehr als 10% gepfropftes Polyalkylenoxid enthalten
und durch Glasübergangstemperaturen zwischen -40ºC und
+40ºC gekennzeichnet sind, um eine Fäden ziehende
Verklebung nicht-gewebter Textilen zu schaffen, wobei
diese Verklebung außerdem entweder bei 21ºC oder bei 38
ºC (70ºF oder 100ºF) Empfindlichkeit gegenüber Wasser
zeigt. Diese nicht konfektionierten Copolymeren zeigen
auch eine gute Wärmestabilität (es bilden sich keine Haut
und kein Gel).
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In den nachfolgenden Beispielen wurden verschiedene
Pfropfcopolymere mit verschiedenen klebrigmachenden Harzen
und/oder Ölen angesetzt und als Kleber für nicht-gewebte
textile Substrate getestet.
TABELLE 2
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Ucon 75H-90.000 ist ein ungefähr 75% Ethylenoxid enthaltendes Copolymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid,
das von Union Carbide bezogen werden kann.
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Permalyn 85 ist ein Glyzerinester von Kolophonium, das von Hercules Inc. bezogen werden kann.
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Dymerex ist ein polymerisiertes Kolophonium, das von Hercules Inc. bezogen werden kann.
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Stereon 840A ist ein Styrol-Butadien-Blockcopolymer, das von Firestone bezogen werden kann.
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Zonatac 105 ist ein Styrol-Polyterpenharz von Arizona Chemicals.
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Kaydol USP weißes Mineralöl kann von Witco bezogen werden.
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Die in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß
ein Pfropfterpolymer (5) auf der Basis Vinylacetat,
Polyethylenoxid und Poly(propylenoxid/ethylenoxid) geeignet
ist, brauchbare wasserempfindliche Verklebungen sowohl bei
den Konstruktionen aus nicht-gewebtem Textil/nicht-gewebtem
Textil als auch bei den Konstruktionen aus nicht-gewebtem
Textil/LDPE zu schaffen, wenn man es mit einem
handelsüblichen Schmelzkleber (12) auf der Basis eines
Blockcopolymers vergleicht. Die Einarbeitung eines verträglichen
Harzes (6) erhöht die Haftfestigkeit auf
Hochdruck-Polyethylen und ist ebenfalls zweckmäßig. In Tabelle 2 ist auch
der Einsatz eines auf Vinylacetat, Vinyl-2-ethylhexanoat,
Polyethylenoxid und Poly(propylenoxid/ethylenoxid)
basierenden Pfropfcopolymers (7) gezeigt. Obwohl das
Pfropfcopolymer (7) oder ähnliche Copolymerzusammensetzungen sich
ohne weitere Konfektionierung als brauchbar herausstellen
können, zeigt sich, daß der Ansatz mit verträglichen Harzen
die Brauchbarkeit der Zusammensetzung verbessert. Manche
Eigenschaften, wie die Haftfestigkeit LDPE/nicht-gewebtes
Textil und die Viskosität, werden durch die Zugabe von
verträglichen Harzen, wie Gummiharz, in Mengen von zum
Beispiel 20 und 30 Prozent (8 und 9) verbessert. Ebenfalls
brauchbar als verträgliche Harze sind Harzester (10) und
dimerisiertes Kolophonium (11).
Beispiel 3
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Ein Pfropfcopolymer aus 70 Gewichtsprozent Vinylacetat
und 30 Gewichtsprozent Polyethylenoxid mit einem
Molekulargewicht von 8.000 wurde, wie in Beispiel 1
beschrieben, hergestellt.
TABELLE 3
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Dieses Beispiel zeigt ein für Anwendungen mit
nichtgewebten Textilien (13) geeignetes Schmelzmaterial. Bei
diesem Material wird keine klebrigmachende Substanz
eingesetzt, aber es erzeugt dennoch eine gute Verklebung.
Der Einsatz einer klebrigmachenden Substanz (14) ergibt ein
Durchschlagen, was für diesen speziellen Ansatz unerwünscht
ist. Schmelzansatz (13) zeigt, wie nützlich die Eigenschaft
einer verzogerten Kristallisation ist, da dadurch das
"Durchschlagen" reduziert wird und sich eine Erhöhung der
Wärmebeständigkeit über die Zeit ergibt. Die Einarbeitung
von klebrigmachendem Harz ergibt für viele solcher Systeme
(z. B. 14) eine Verzögerung der Kristallisation, was
nachteilig für das Verbinden von mehrlagigem Gewebe ist.
BEISPIEL 4
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In diesem Beispiel wurde ein Pfropfcopolymer, umfassend
45 Gewichtsteile Vinylacetat, 15 Teile Butylacrylat, 25
Teile Poly(propylenoxid/ethylenoxid) (75H-90.000) und 15
Teile Polyethylenoxid (PEG-8000), "rein" getestet und als
Kleber für wasserempfindliche Anwendungen nicht-gewebter
Textilien angesetzt.
Tabelle 4
Fortsetzung von Tabelle 4:
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Das reine Polymer (15) zeigt sowohl ein akzeptables
Haftvermögen auf nicht-gewebtes Textil und LDPE als auch eine
akzeptable Empfindlichkeit gegenüber Wasser. Durch die
Einarbeitung von 30% Harz (16) werden die Werte für das
Haftvermögen zu beiden Substraten erhöht, ohne daß die
Empfindlichkeit gegenüber Wasser negativ beeinflußt wird,
und deshalb sind solche Ansätze mit einem hohen Anteil an
klebrigmachender Substanz zum Verbinden von Substraten
besonders geeignet, wie sie beim Aufbau von Windeln
eingesetzt werden. Obwohl die Werte für das Entstehen von
Verfärbungen und die Hautbildung schlechter als die in den
vorherigen Beispielen beschriebenen sind, muß beachtet
werden, daß keinem Ansatz nachträglich ein Antioxydans
zugegeben wurde. Die Zugabe von Antioxydantien, wie sie zum
Beispiel von den Fachleuten eingesetzt werden, führt zu
einer Reduzierung der Hautbildung.