专利名称：含有可微波活化的热熔胶的一次性无纺制品的生产方法
背景技术：
本发明涉及热熔胶，尤其是涉及在一次性无纺制品生产中应用微波活化热熔胶的方法。
无纺布是由咬合纤维网构成，并用于一次性产品的结构中。无纺布的特殊应用包括一次性尿布、卫生巾、内裆布、手术被单、医用衬垫、成人失禁制品及其类似物。
在这些应用中，通常需要将包括无纺材料、薄纱、吸水蓬松物、超吸水材料、弹性材料或其类似物的基材粘结到另外的基材上。这个第二基材可以是另外的无纺布、薄纱、蓬松物、超吸水芯层或聚烯烃材料如聚乙烯或聚丙烯层。通常，应用热熔胶来将这些基材粘结起来，这是由于在生产中无需如在应用水基或溶液基粘结剂时所需的蒸发步骤。合适的热熔胶必须具有合适的粘结强度来粘结基材，并且还必须具有好的弹性、不被染色或渗透，合适的粘度和在工业生产中的可启时间，在储存条件下可接受的稳定性和在正常使用情况下可接受的热稳定性。
许多不同的聚合物被用于一次性无纺制品结构中的热熔胶中。在这点上，典型的热熔胶所用聚合物包括S-I-S(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)；SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)；SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)；EVA(乙烯醋酸乙烯酯)和APAO(非晶性聚α烯烃)。当完全混合时，这些聚合物在典型无纺结构如尿布中所用大多数基材之间提供了可接受的粘合时，它们已经具有了一些造成其有用性减损的缺点。
现有热熔胶的一个最显著的缺点在于开启时间，即热熔胶涂布到基材上到第二基材与将被粘结的第一基材相接触之间的时间。这个时间段导致了粘合剂的冷却，并由此产生与其它基材接触时粘合剂流动性的降低。这导致了在许多环境下比所需结合要弱的结合。因此，重要的是在无纺结构中确保当与两个被结合的基材接触时热熔胶是足够热的，以使粘合剂充分流动到基材中来获得可能的最强结合。
现有热熔胶的另外一个缺点是在正常使用条件下的热稳定性。由于热熔胶必须在应用前熔化，因缺乏热稳定性而使得许多热熔胶不能用于粘结那些典型用在无纺制品结构中的基材。因此，虽然已知有许多热熔胶能够提供如聚乙烯、聚丙烯、无纺材料、薄纱、蓬松物及其类似物基材间牢固的结合，但是由于无法接受的热稳定性使得它们通常不被用在无纺制品结构中。因此，这就需要在无纺制品结构中应用能够在不考虑其热稳定性情况下来使用热熔胶的方法。
在本领域中微波活化热熔胶是公知的。使热熔胶对微波辐射更敏感的尝试包括添加无机材料如碳纤维、碳黑或石墨，如美国专利4，906，497中所述，以帮助基础热熔胶。另外一个方法在美国专利5，238，975中公开了，它混合了金属如钨、铬、铝、铜、钛、氮化钛、二硅化钼、铁和镍。然而，这两种方法都具有严重的缺陷。这些问题中的一些包括添加的材料在熔化中由于它们的重量而沉降出来的事实，并且可以导致泵磨耗和过滤器或喷嘴堵塞。部分情况还具有潜在的起火和爆炸危险。
发明概述一种在生产一次性无纺吸收制品如尿布和妇女卫生用品中应用微波能量的方法。尤其是，常用的用在一次性无纺吸收制品中的热熔胶由微波敏感粘合剂来代替，并且该粘结剂能够由微波能量活化来提供最终制品的牢固结合。
在本发明的一个方案中，提供了用在将吸收材料如纤维粘结起来用做一次性无纺吸收制品吸收芯层的方法。这可以通过提供合适的吸收材料如纤维素材料、超吸水聚合物或其组合，将可微波活化的粘合剂与所述吸收材料混合，吸收材料和粘结剂形成非自支撑吸收芯层，对该芯层和粘结剂应用微波处理来活化粘合剂并将吸收材料结合起来以形成内聚的、自支撑吸收芯层来实现。尤其是，在形成芯层之前，能够将粉状的微波敏感粘结剂混合到吸收芯层材料中，以使粉状粘结剂能均匀分散到形成芯层的吸收材料中去。一旦成型，与其指向如现有技术中通常获得的表面上不如指向到芯层上的微波将优先被粘结剂吸收，其中该粘结剂可获得遍及芯层中的吸收材料的结合，以获得更好的芯层整体性和内聚自支撑最终芯层。
在另外一个实施方案中，微波敏感粘结剂可以用于结合芯层和另外的用在一次性无纺吸收材料中的基材。这个另外基材可以是其它的层，如无纺纤维、薄纱、吸水蓬松物、由聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯或者其混合物组成的液体不透底层。这可以通过首先形成吸收芯层，在吸收芯层的至少一个表面应用基材，其后对该芯层和粘结剂应用微波处理来活化粘合剂并将基材结合到芯层上。当形成吸收芯层时，该粘结剂可以与蓬松物相混合，或者涂布到芯层和基材的一个或两个匹配表面上，或者可以在应用之前预涂布或涂布到基材上，然后在最终制品生产中活化。
在本发明还有的一个实施方案中，该方法包括在一次性无纺吸收制品生产中将第一基材结合到第二基材上。在这个实施方案中，向层压工段进料欲被粘结起来的第一和第二基材，在达到层压工段之前将微波活化粘结剂涂布到至少一个基材的表面上，以使当结合或施加微波能量时，两个基材能结合起来。该粘结剂可以在形成层压制品之前、之后、或同时用微波处理。
有利的是，本方法消除了“开启时间”，即在粘结剂涂布到主基材上和该基材与第二基材结合之间的时间段的缺点。在该时间段中，粘结剂冷却，形成的结合没有不发生冷却时它所具有的那样牢固。在本方法中，微波敏感粘结剂能够被涂布到基材上，然后在特定时间活化，以得到较牢固的结合，这是由于当与基材接触时粘结剂是较热的，导致了它高速流动到基材中。由于对粘结剂的微波加热比传统电阻加热效率高，还可以获得减少能量消耗的辅助益处。另外，由于不需要预熔阶段，本方法能够应用粘结剂而无需考虑其热稳定性，在一次性无纺吸收制品结构中所可以应用的粘结剂的范围是较宽的。
附图简述在附图中附
图1是分解略图，根据本发明方法制备的加入了可微波活化的热熔胶的一次性尿布的透视图；附图2是如附图1中尿布的横截面略图；附图3是根据本发明方法制备的加入了微波活化热熔胶的一次性妇女卫生护垫的横截面略图；和附图4是具体表示本发明的一次性妇女卫生护垫生产系统的略图。
发明详述在本文中，术语“尿布”是指通常由婴儿、儿童和失禁成人所穿着的吸收制品。容易理解的是这种吸收制品穿着在穿着者的下身并且适当包住穿着者髋部。然而，可以理解的是本发明还可应用于其它吸收制品如运动短裤、失禁制品如三角裤和内衣、妇女卫生制品如卫生巾和卫生护垫、医疗制品，如手术被单，及其类似物。
在本文中，术语“吸收制品”是指那些吸收和存留体液和分泌液如尿的装置或产品。尤其是，这个术语是指那些贴在或接近穿着者身体用来吸收和存留体内流出的不同液体和分泌物的装置或制品。术语“一次性”用在此处来表述用过一次后就丢弃的吸收制品。这种吸收制品不能洗涤或以别的方式再次用做吸收制品。本发明吸收制品的优选实施方案是如附图1所示尿布10和如附图3所示妇女卫生护垫11。
为了更清楚地表示尿布10的结构，现在参考附图1和2，附图1中表示的是以平面表示的包括尿布10的不同基材的部件分解图，简要表示结构的未压缩部分。附图2缩略图示了尿布10复合层或基材的横截面。
如图所示，尿布10包括粘结起来以形成吸收制品的板材或基材的复合层。尤其是，尿布10包括透液无纺布上片12和与上片12结合的不透液底片13(通常包括聚烯烃材料如聚乙烯或聚丙烯)。吸收芯层14位于上片12和底片13之间。吸收芯层14可以包括蓬松物8和可选择的位于中心的一次性超吸水聚合物(SAP)材料15。蓬松物8通常包括吸水纤维如纤维素纤维，但还可以包括其它吸水的天然或合成纤维和／或材料。尿布10还可以包括位于上片12和芯层14之间的上薄纱层16，位于底片13和芯层14之间的下薄纱层17。如附图2中的最佳方案，每个基材都可以通过根据本发明所述微波活化的粘结剂层与相邻的基材结合。例如，无纺上片12通过涂布在上片12下表面的粘结剂层18与上薄纱层16相结合。依次的是，上薄纱层16通过粘结剂层19与芯层14相结合。芯层14通过粘结剂层20与下薄纱层17相结合，下薄纱层17依次通过涂布在底片13上表面的粘结剂层21与底片13相结合。另外，芯层14的吸水纤维14本身可以结合起来，形成内聚的、自支撑吸水芯层，如将在后面所述的。粘结剂可以喷涂、螺旋喷涂、熔融吹制、窄缝挤压或者可以根据所需粘结的位置和类型以滴状来涂布。当与蓬松物8混合或涂布到基材上时，粘结剂还是均匀形式的干态物质。均匀形式，即“干态的”，粘合剂可以是粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状。
如上所述，吸水芯层14可以包括超吸水材料的不连续颗粒。超吸水材料是那些一接触到液体如水和体液就浸渗并存留这种液体、并因此形成水凝胶的材料。以这种方式，进入吸水芯层14的液体能被颗粒获取并锁紧，由此提供增强的吸水性能和／或提高液体存留性能。
超吸水材料颗粒可以是任意所需形状，如螺旋状、立方体状、柱状、多面体状、球状等等。具有大的最大尺寸／最小尺寸比率的形状，如针状、薄片状和纤维状也可以用在这里。颗粒还包括单个颗粒的混合体。用于本发明的优选超吸水材料是“非纤维性”颗粒，故颗粒材料长径比约为10或更少，典型的约为1或更少。
超吸水材料可以是无机材料如硅胶或有机化合物如交联聚合物。然而，超吸水材料通常包括基本上不溶于水、略有交联、部分中和、水凝胶形式的聚合物材料。这种吸水胶凝材料能从可聚合、不饱和酸性单体来制备。
用于制备吸水胶凝材料的合适的不饱和酸性单体包括那些在美国专利RE32，649中描述的单体。优选的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸，其中丙烯酸是更优选的。由不饱和酸性单体制备的聚合组分可以被接枝到其它类型的聚合物上，如淀粉或纤维素。能够从常见类型单体制备的优选吸水胶凝材料包括水解丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、聚丙烯酸酯、马来酸酐共聚物及其组合物，其中更优选的是聚丙烯酸酯和丙烯酸接枝淀粉。
如附图1中所示最佳方案，尿布10包括一对由胯部部分24互连的相对的腰部部分22、23。胯部部分24依次包括两个相对的弹性腿部边25、26。当尿布10由使用者穿着时，腰部部分22、23通过附图1中所示具有一对可剥离带状调整片27、28的系结系统来合拢起来。
现在参考附图3，它图示了如常见妇女卫生护垫11的吸收制品。护垫11包括结合起来形成吸收制品的多个片状材料的层或基材。具体地，护垫11包括透液无纺上片29和与上片29结合的不透液底片30(典型的由聚烯烃材料如聚乙烯或聚丙烯组成)。吸收芯层31位于上片29和底片30之间。吸收芯层31可以包括蓬松物和／或超吸水(SAP)材料。蓬松物8通常由吸水纤维如纤维素纤维组成，但还可以包括其它吸水性天然或合成纤维和／或材料。护垫11还可以包括位于上片29和芯层31之间的上薄纱层32。如附图3中所示，每个基材都通过根据本发明所述的可微波活化的粘结剂层与相邻的基材结合。例如，无纺布上片29通过涂布在上片29下表面的粘结剂层33与上薄纱层32相结合。依次的是，上薄纱层32通过粘结剂层34与芯层31相结合。最后，芯层31通过涂布在底片30上表面的粘结剂层35与底片30相结合。另外，芯层14的吸水纤维14本身可以结合起来，形成内聚的、自支撑吸水芯层，如将在后面所述的。粘结剂可以喷涂、螺旋喷涂、熔融吹制、窄缝挤压或者可以根据所需粘结的位置和类型以滴状来涂布。当与蓬松物8混合或涂布到基材上时，粘结剂还是干态的。当其为干态时，粘合剂可以是粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状。在附图3所示实施方案中，还有一层涂布到底片30下表面上的粘结剂层和覆盖粘结剂36的可剥离纸37。因此，如本领域常见和公知的情况，当剥去纸37露出粘结剂36时，粘结剂层36可以被用来将护垫11贴在使用者所穿内裤上。
现在参考附图4，它是对本发明方法所实施的一次性妇女卫生护垫生产系统的简要描述。具体地，吸收材料的片材40和41，通常为压实的纤维素纤维，从储料辊42和43分别进料到用于撕碎片材40和41以形成蓬松物的锤式破碎机44中。然后将蓬松物通过鼓风机45经过作业线46和47风力输送到用于将蓬松物与空气均匀混合的旋风分离器48中。然后，将蓬松物和空气的混合物通过作业线49进料到辊50，在该辊上将蓬松物制成吸收芯层。如通常情况，辊50包括具有在此形成的芯层最终形状的网屏，并且辊50的内部为真空的，可将蓬松物从作业线49上吸附到网屏上以形成芯层。当辊50滚动时，内部的部分最终转为正压，这可导致芯层从网屏表面上被“吹掉”。此时，芯层是基本上非自支撑的，因此需要用基材来支撑。当生产妇女卫生制品如卫生巾时，芯层51由薄纱基材52支撑，该基材从储料辊53进料。然后，由薄纱基材52支撑的芯层51下游进料，在那里将从卷筒55进料的第二薄纱层54应用到芯层51的上表面上。最后，从辊57进料的无纺布上片56应用到薄纱层54上，从辊59进料的不透液底片58应用到薄纱层52上以形成如附图3所示层压结构。然后，层压结构下游进料以继续生产卫生巾。同样地，如果附图4所示系统的缩略图示用于生产尿布，层压结构也是下游进料以进行生产如附图1和2所示的尿布。
附图4所示并根据其进行描述的系统是常见并标准用于妇女卫生护垫和尿布的生产中。然而，非标准或常见的是，在附图4描述和图示的过程中用来粘结不同窄缝和基材的微波敏感粘结剂的应用。尤其是，在一个实施方案中，微波敏感粘结剂可以经作业线61从来源60进料到锤式破碎机44中。当与在锤式破碎机44中形成的蓬松物混合时，这种粘结剂可以是干态的。该干态粘合剂可以是粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状。然后，当蓬松物和粘结剂通过鼓风机45和旋风分离器48风力输送时，该干态粘合剂与在锤式破碎机44中破碎的蓬松物均匀混合。因此，当芯层51在卷筒50上形成时，微波敏感粘结剂随即紧密且均匀地混合起来。其后，在卷筒50下游安装微波发生器，以使当芯层51经过微波发生器时，该粘结剂吸收能量并被活化或熔融以使得芯层纤维完全粘结起来，得到内聚自支撑芯层。
除了提供粘结吸水纤维在一起来用做吸收芯层的方法之外，本方法还提供了粘结吸收芯层和其它基材的方法。在这个实施方案中微波活化粘结剂可以从来源63通过作业线64和喷嘴65喷涂到芯层51的下表面上。之后，当芯层51和薄纱层52结合并由发生器62发射的微波处理时，粘结剂被活化或熔融来将薄纱层52粘结到芯层51的内表面上。或者，薄纱层52可以通过在薄纱层52的内表面上通过作业线66和喷嘴67喷涂粘结剂来粘结到芯层51上。然后，芯层51和薄纱层52可以在发生器62的微波处理后粘结起来。
薄纱层54也可以通过类似方法与芯层51的上表面粘结。如附图4所示，从来源68产生的微波活化粘结剂可以通过作业线69和喷嘴70涂布到芯层51的上表面上。之后，薄纱层54应用到芯层51上，当由发生器62产生的微波处理时，粘结剂变为活化的并熔融流动到基材54，导致在薄纱层54和芯层51之间的牢固粘结。或者，通过从来源68通过作业线71和喷嘴72将粘结剂喷涂到薄纱层54的内表面上来获得同样的粘结效果。一旦应用后，粘结剂将从发生器62产生的微波吸收能量并将薄纱层54粘结到芯层51的上表面上。然后将这种层压结构通过由两个压延辊86和87之间产生的辊隙，这将在层压结构上施压来确保基材之间的牢固粘结。
应该着重注意的是，虽然附图4图示了微波发生器62在层压工段的下游，在所述层压工段中薄纱层52应用到芯层51的下表面上，薄纱层54应用到芯层51的上表面上，粘结剂由之后的微波处理来将基材结合到芯层上，但是发生器62可以容易地被定位，使得粘结剂正好在应用基材到芯层之前或者应用基材到芯层的同时由微波进行处理。因此，微波发生器62的定位是根据所生产的吸收制品和生产这种吸收制品的生产线上多种元件的位置来选择的。事实上，可微波活化的粘结剂的涂布能够发生在远离附图4中所示生产线的位置上。换句话说，代替在薄纱层52和54内表面上喷涂粘结剂的是，最小薄纱层52和54可以在远处进行粘结剂的预涂布，之后在生产线上活化，以使附图4所示喷涂组件在所示系统中进行运作。
最后，如图示，无纺布上片56和不透液底片58还可以利用可微波活化的粘结剂结合起来。如图示，通过在薄纱层54外或上表面上的、从来源73进料经过作业线74和喷嘴75的粘结剂，上片56可以与薄纱层54相结合。或者，从来源73来的粘结剂可以通过作业线76和喷嘴77进料到无纺层56的内表面上。同样的，不透液底片58可以以类似方法粘结到薄纱层52的下表面上。从来源78来的可微波活化的粘结剂可以通过作业线79和喷嘴80进料，来喷涂到薄纱层52的下表面上。或者，粘结剂可以通过作业线81和喷嘴82喷涂到底片58的内表面上。
一旦结合成为如附图3所示的层压结构，芯层51、薄纱层52和54、上片56和底片58都经过位于这个层压工段下游的微波发生器83产生的微波处理。然后，粘结剂从微波中吸收能量，变为活性的或者熔融的而流入基材，尤其是上片56和底片58，并将这些基材粘结起来。然后这个层压结构经过由两个压延辊84和85之间产生的辊隙，在层压结构上施压来确保基材之间的牢固粘结。之后，层压制品向下游进料以继续生产为所需最终制品，即妇女卫生护垫或尿布或其类似物。
具有下面范围组分的热熔胶组合物提供了本发明方法中所用的可微波活化的粘结剂。尤其是，在本发明方法中应用的粘结剂组合物具有下列重量比的组分约10～90％的聚合物；约10～60％的增粘树脂；
约0～50％的增塑剂；约0．1～2％的抗氧剂；组分总计100％(重量)。
任何种类可用热塑性材料均能用做聚合物或混合在微波活化组合物中，其量为约10％到90％(重量)，优选的从约15％到约40％。这些材料的实例包括乙烯基聚合物，包括乙烯醋酸乙烯酯，乙烯丙烯酸酯，甲基丙烯酸乙酯，乙烯甲基丙烯酸酯，乙烯甲基甲基丙烯酸酯，一氧化碳乙烯醋酸乙烯酯和一氧化碳乙烯N-丁基丙烯酸酯，聚丁烯，高和低密度聚乙烯，聚乙烯混合物和化学改性聚乙烯，乙烯和1-6单或双不饱和单体的共聚物，聚酰胺，聚丁烯橡胶，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二酯；热塑性聚碳酸酯，无规立构聚α烯烃，包括无规立构聚丙烯，聚乙烯基甲基醚和其它；热塑性聚丙烯酰胺，聚丙烯腈，丙烯腈和其它单体如丁二烯-苯乙烯的共聚物；聚甲基戊烯，聚苯硫醚，聚芳氨酯；苯乙烯-丙烯腈，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯弹性体，聚苯硫醚，A-B，A-B-A，A-(B-A)n-B，(A-B)n-Y嵌段共聚物，其中嵌段A包括聚乙烯芳香嵌段如聚苯乙烯，嵌段B包括可以是氢化的橡胶类中段，如聚丁二烯或聚异戊二烯，Y包括多价化合物，n是至少为3的整数，及所述物质的混合物。
在聚合物的总苯乙烯含量占到聚合物的51wt-％时，并且聚合物由于最优实施而具有多于两个A嵌段，A嵌段的总量小于或等于聚合物的约45wt-％，最优选的是，小于或等于聚合物的35wt-％。在S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)共聚物中，优选的分子量为约50，000到120，000，并且优选的苯乙烯含量为约20到45wt-％。在S-I-S(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)共聚物中，优选的分子量为约100，000到200，000，并且优选的苯乙烯含量为约14到35wt-％。氢化丁二烯中段来制备通常转化为乙烯-丁烯中段的橡胶类中段。
这种嵌段共聚物由Shell Chemical Company，Enichem，Fina和Dexco提供。多嵌段或递变嵌段共聚物(A-(B-A)n-B型)由Firestone提供。
优选的用做可微波活化的粘结剂的聚合物为聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、含一氧化碳的聚合物，及其组合。这些聚合物迅速提高其所含粘结剂的温度以在妇女卫生护垫或尿布的生产线上应用。
用于本发明粘结剂中的增粘树脂是那些扩大粘结性能并提高聚合物的特有粘合力的物质。在本文中，术语“增粘树脂”包括(a)天然或改性松香，如脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香脂和聚合松香。
(b)天然或改性松香的甘油和季戊四醇酯，如白木松香甘油酯，氢化松香甘油酯，聚合松香甘油酯，白木松香季戊四醇酯，氢化松香季戊四醇酯，妥尔油松香季戊四醇酯和酚改性的松香季戊四醇酯。
(c)如ASTM法E28-58T所测定的，具有约60℃到140℃的软化点的多萜树脂，通常从萜烯烃聚合反应得到的近来的多萜，例如公知为蒎烯的单萜，在适当的低温下用于弗里德尔-克拉夫茨催化剂中；还包括的是氢化多萜树脂；(d)天然萜烯的二元共聚物和三元共聚物，例如苯乙烯／萜烯，α-甲基苯乙烯／萜烯和乙烯基甲苯／萜烯。
(e)酚改性萜烯树脂，如萜烯和酚在酸性介质中缩合而成的树脂制品；(f)具有约60到140℃环球法软化点的脂肪族石油烃类树脂，从主要包括烯烃和二烯的单体的聚合反应得到的近来的树脂；还包括的是氢化脂肪族石油烃类树脂；这种类型的基于C5-烯烃成分的可商的业提供树脂实例是Goodyear Tire and Rubber Company公司出售的“Wingtack 95”和“Wingtack115”增粘树脂；(g)芳香族石油烃及其氢化衍生物；(h)脂肪族／芳香族石油衍生烃及其氢化衍生物。
需要一定的配制来获得上述两种或多种增粘树脂的混合物。虽然可以应用范围为10～60％(重量)的增粘树脂，但是优选的范围为30～60％。对于本发明有用的一个商业提供增粘树脂的实例包括商标为Nirez 2040的树脂。这种树脂是萜烯酚类树脂，由ArizonaChemical Company提供。
增塑剂可以以约0％到约50％(重量)，优选的从约10％到约30％的范围存在于本发明组合物中，其目的是为了提供所需粘度控制而基本上没有降低粘结强度或粘结剂的使用温度。合适的增塑剂不仅可以选自常见油类增塑剂，如矿物油，还可选自烯烃低聚物和低分子量聚合物，乙二醇苯甲酸酯，植物和动物油及其衍生物。可应用的石油衍生油是仅含有较少部分芳烃的相对高沸腾温度的材料。在这点上，该芳烃所占油的量优选的少于30％(重量)，更优选的少于15％(重量)。或者，该油可以完全没有芳烃。低聚物可以是聚丙烯、聚丁烯、氢化聚异戊二烯、氢化丁二烯、或者具有平均分子量在350到10，000之间的其类似物。合适的植物和动物油包括常见脂肪酸甘油酯及其聚合产物。其它增塑剂可以被用来使它们具有合适的相容性和微波吸收特性。在本发明中有用的增塑剂可以是除了Benzoflex 9-88之外的许多不同增塑剂，Benzofiex 9-88是Velsicol生产的二苯甲酸二丙二醇酯，它也已经被发现是一种合适的增塑剂。如将要理解的那样，增塑剂通常被用于降低全部粘结剂组合物的粘度，而基本上没有降低粘结剂的强度和／或粘结剂的使用温度。在特定的最终用途的配制中增塑剂的选择应用是很有用的(例如湿强度芯层的应用)。
蜡可以以0～30％的量用于本发明组合物中，并用于降低热熔胶的熔融粘度而不降低它们的粘结粘合特性。这些蜡还用于减少组合物的开启时间而不影响温度性能。可用的蜡包括(1)如ASTM法D-1321测定的，具有硬度值为约0．1到120、ASTM软化点为约150到250°F的低分子量为1000～6000的聚乙烯；(2)熔点为130～170°F的石蜡如硬石蜡和熔点为135～200°F的微晶石蜡，后者的熔点用ASTM方法D127-60测定；(3)环球法软化点为约120～160℃的无规立构聚丙烯；(4)聚合一氧化碳和氢而得到的合成蜡例如费托蜡；和(5)聚烯烃蜡。在本文中，术语“聚烯烃蜡”是指那些聚合的或长链的实体，包括烯属单体单元。这些材料由Eastman Chemical Co商业提供，商品名“Epolene”。优选的用于本发明组合物的材料具有200°F到350°F的环球法软化点。如将要理解的那样，每种这些蜡稀释剂在室温下均是固体的。其它可用物质包括氢化的动物、鱼类和植物脂肪和油，例如氢化的牛油、猪脂、豆油、棉子油、蓖麻子油、鲱油、鱼肝油等，使它们氢化的优点在于在环境温度下为固体，已经发现的是它们做为蜡稀释剂的等价物是有效的。这些氢化材料通常是指在粘结剂工艺中做为“动物或植物蜡”。另外，烃类油，尤其是环烷油或链烷油，也可以在此用做蜡稀释剂。
本发明包括约0．1～2％(重量)的稳定剂或抗氧剂，优选的是从约0．1～1％。用于本发明热熔胶组合物中的稳定剂的加入有助于防止上面提及的聚合物和由此的整个粘结剂系统在粘结剂的制造及涂布过程和最终产品通常暴露于周围环境中所正常发生的热降解和氧化降解作用。这种降解通常表现为粘结剂外观、物理性能和性能特性的恶化。特别优选的抗氧剂为Irganox 1010，Ciba-Geigy生产的四(亚甲基(3，5-二-叔-丁基-4-羟基氢化桂皮酸盐))甲烷。在合适的稳定剂中有高分子量受阻酚和多官能酚，例如含硫和磷的酚。受阻酚是本领域技术人员公知的，并且可以具有那些还包含与酚式羟基靠得很近的空间庞大原子团的酚组合物的特性。具体地，叔丁基通常在苯环上的相对于酚式羟基的邻位上取代。这些邻近羟基的空间庞大物质原子团的存在，阻碍了拉伸频率和其对应的反应率；由此这种位阻提供了具有稳定性能的酚化合物。具有代表性的受阻酚包括1，3，5-三甲基-2，4，6三(3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲基)苯；季戊四醇四-3(3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯基)丙酸盐；n-十八烷基-3(3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯基)丙酸盐；4，4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代双(6-叔-丁基-O-甲酚)；2，6-二-叔-丁基酚；6-(4-羟基苯氧基)-2，4-双(n-辛基硫)-1，3，5-三嗪；2，4，6-三(4-羟基-3，5-二-叔-丁基-苯氧基)-1，3，5-三嗪；二-n-十八烷基-3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲基膦酸酯；2-(n-辛基硫)乙基-3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲酸酯；和山梨醇六-(3，3，5-二-叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸盐。
做为稳定剂特别优选的是季戊四醇四-3(3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯基)丙酸盐。
通过利用与下列成分的协同作用，可以进一步增强稳定剂的性能(1)增效剂例如硫代二丙酸酯和亚磷酸盐；和(2)螯合剂和金属减活化剂如乙二胺四乙酸及其盐和二水杨醛丙撑二亚胺。
用于本发明方法中的粘结剂组合物可以应用本领域公知的任意工艺来进行配制。一个本领域工艺中具有代表性的方法包括在夹套式混合锅中放入所有物质，优选的是在Baker-Perkins或Day型夹套式重型混合机中，并且其中装备了滚筒，其后将这种混合物的温度升高到约250°F到350°F。应该理解的是用在这个步骤中的正确温度要依赖于特定的组分。将所得粘结剂组合物进行搅拌直至聚合物彻底溶解。然后进行抽真空以除去任何裹入气。
为了改变特定的物理性能，可以将可选择的添加剂加入到粘结剂组合物中。这些添加剂可以包括着色剂如二氧化钛和填料如滑石和粘土。
本发明通过下面的实施例进行进一步描述。实施例1下面的测试将确定可微波活化的许多种类的聚合物，确定优选的用在粘结剂中的可活化聚合物。还测试了多种个别的增塑剂和树脂。
测试方法在环境温度下(68°F)，在玻璃管中放入10克粘结剂。以满功率工业微波装置加热1分钟。用高温计测量粘结剂的温度。
粘结剂混合物
从上面测试可以确定被测试的树脂没有任何有效的活化。另一方面，许多不同聚合物和增塑剂，特别是油类是可活化的。这表明优选的聚合物为聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯及其组合。实施例2组成涂布涂布粘结剂来处理聚乙烯(尿布的底片)。该粘结剂以1．0mil的厚度窄缝涂布到聚乙烯上。粘结剂的温度为275°F。之后，将无纺布(尿布的上片)结合到被涂布聚乙烯的上面。这个层压制品放置于工业微波装置中加热1分钟。以12英寸／分钟的十字头的速度进行英斯脱剥离。将无纺布从聚乙烯上剥离，并测定进行和未进行微波能量照射的试样的粘结强度。剥离强度如下
无纺布上粘结的破坏表明该粘结剂没有粘结到后来与其接触的第二基材上。内聚破坏表明粘结剂对两个基材均具有好的粘合，粘结破坏是由于粘结剂的内部强度造成的。当在微波能量中照射后，标准粘结剂并没有提高与无纺布的粘结能力。而对微波能量敏感的粘结剂配方熔融并形成两个基材间的良好粘结。
这个实施例还证明了微波敏感粘结剂能够在应用之前涂布到基材上，并在之后的尿布生产线上“活化”。实施例3芯层涂布将粉末状材料喷涂到尿布芯层部分上。薄纱层被置于芯层和粉末的上面。该复合材料被置于商业提供的微波炉中加热一分钟。在加热之后，将薄纱层从芯层材料上进行英斯脱剥离。
“未粘结薄纱”的破坏机理表明粉末状材料对于基材没有任何粘合力。事实上，当将试样以一定角度放置时它将简单地落下来。在对Elvaloy741进行微波能量照射后，粉末熔融并流入芯层和薄纱纤维中。当执行剥离强度测试时，在薄纱和芯层之间的粘结没有被破坏。芯层部分被简单地从芯层材料剩余部分剥离。
这个实施例证明了干态的微波敏感材料即可以在锤式破碎机中与吸水蓬松物混合，也可以置于芯层材料的上表面或下表面，然后在生产线上“活化”。
权利要求
1．一次性无纺吸收制品中将吸收芯层粘结到其它基材上的方法，包括如下步骤将吸收材料与可微波活化的粘结剂混合；将吸收材料和粘结剂形成吸收芯层；向所述吸收芯层的至少一个表面上应用基材；和将所述粘结剂用微波处理以活化粘结剂并将所述基材粘结至所述吸收芯层。
2．如权利要求1中的方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在向所述吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材之前。
3．如权利要求1所述方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在向所述吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材之后。
4．如权利要求1所述方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在向所述吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材的同时。
5．如权利要求1所述方法，其中所述基材选自无纺纤维、薄纱、吸收蓬松物、超吸水材料、弹性材料、聚烯烃或它们的组合。
6．如权利要求5所述方法，其中所述聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯层。
7．如权利要求1所述方法，其中所述粘结剂包括作为其一种组分的聚合物，该聚合物选自聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、含一氧化碳的聚合物及它们的组合。
8．如权利要求1所述方法，其中所述吸收材料选自吸水纤维素材料、聚烯烃、超吸水聚合物、聚酯及它们的组合。
9．如权利要求1所述方法，其中所述粘结剂以粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状存在。
10．如权利要求1所述方法，其中所述粘结剂为热熔胶。
11．一次性无纺吸收制品中将第一基材粘结到第二基材上的方法，包括如下步骤向层压工段进料第一基材和第二基材，所述第二基材将被粘结到所述第一基材上；在所述基材到达所述层压工段之前，在所述第一和第二基材的至少一个表面上涂布可微波活化的粘结剂；在所述层压工段中结合第一和第二基材和所述粘结剂，以形成层压制品；和用微波处理所述粘结剂以活化该粘结剂并将所述第二基材粘结到所述第一基材上。
12．如权利要求11所述方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在形成所述层压制品之前。
13．如权利要求11所述方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在形成所述层压制品之后。
14．如权利要求11所述方法，其中用微波处理粘结剂的步骤发生在形成所述层压制品同时。
15．如权利要求11所述方法，其中所述第一和第二基材分别单独选自无纺纤维、薄纱、吸收蓬松物、超吸水材料、弹性材料、聚烯烃或它们的组合。
16．如权利要求15所述方法，其中所述聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯层。
17．如权利要求11所述方法，其中所述粘结剂包括做为其一种组分的聚合物，该聚合物选自聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、含一氧化碳的聚合物及它们的组合。
18．如权利要求11所述方法，其中所述粘结剂涂布到所述表面时是干态的。
19．如权利要求11所述方法，其中所述粘结剂以粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状存在。
20．如权利要求11所述方法，其中所述粘结剂为热熔胶。
21．一次性无纺吸收制品中将吸收材料粘结起来用做吸收芯层的方法，包括如下步骤将吸收材料与可微波活化的粘结剂混合；将吸收材料和粘结剂形成非自支撑吸收芯层；和用微波处理所述芯层和粘结剂以活化该粘结剂并将所述吸收材料粘结起来形成内聚自支撑的吸收芯层。
22．如权利要求21所述方法，进一步包括向内聚自支撑吸收芯层的至少一个表面上应用基材。
23．如权利要求22中的方法，其中用微波处理芯层和粘结剂的步骤发生在向所述内聚自支撑吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材之前。
24．如权利要求22所述方法，其中用微波处理芯层和粘结剂的步骤发生在向所述内聚自支撑吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材之后。
25．如权利要求22所述方法，其中用微波处理芯层和粘结剂的步骤发生在向所述内聚自支撑吸收芯层的所述至少一个表面上应用基材的同时。
26．如权利要求22所述方法，其中所述基材选自无纺纤维、薄纱、吸收蓬松物、聚烯烃、超吸水材料、弹性材料或它们的组合。
27．如权利要求26所述方法，其中所述聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯层。
28．如权利要求21所述方法，其中所述粘结剂包括做为其一种组分的聚合物，该聚合物选自聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、含一氧化碳的聚合物及它们的组合。
29．如权利要求21所述方法，其中所述吸收材料选自吸水纤维素材料、聚烯烃、超吸水聚合物、聚酯及它们的组合。
30．如权利要求21所述方法，其中所述粘结剂以粉末状、薄片状、粒状、纤维状或类似形状存在。
31．如权利要求21所述方法，其中所述粘结剂为热熔胶。
全文摘要
一种在生产一次性无纺吸收制品如尿布和妇女卫生用品中应用微波能量的方法。尤其是,常见的用在一次性无纺吸收制品生产中的热熔胶由可微波活化的粘结剂所代替,其中该粘结剂能够由微波能量活化以获得最终制品的牢固粘结。
文档编号D04H1/58GK1290314SQ99802806
公开日2001年4月4日 申请日期1999年2月8日 优先权日1998年2月9日
发明者马克·D·阿尔佩尔, 黛安娜·M·施特雷洛 申请人:阿托芬德利公司