DE69311807T2

DE69311807T2 - Heissschmelzklebstoffe

Info

Publication number: DE69311807T2
Application number: DE69311807T
Authority: DE
Inventors: Ramsis Gobran
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2013-04-14
Also published as: US5453319A; BR9306154A; JP2886686B2; ES2105271T3; MX9302428A; DE69311807D1; IL105455A; US5342685A; AU659749B2; EP0641369B1; EP0641369A1; IL105455A0; AU4285893A; WO1993023488A1; JPH07506747A; CA2125872A1; KR100266280B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen verbesserten Heißschmelzhaftklebstoff zur Verwendung beim Aufkleben auf Trägerunterlagen mit niedriger Oberflächenenergie und Faservliese. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Haftklebstoffmasse, die überlegenes Haftverhalten schafft, wenn sie auf einer Polyethylenfolie oder einem Faservlies verwendet wird, wie sie z.B. bei typischen Windelkonstrtiktionen verwendet werden.

Hintergrund der Erfindung

Die US-Patentschrift 3 787 531 (Dahiquist) betrifft einen klebrigen Haftklebstoff der mit ausgezeichneter Scherfestigkeit und Kriechfestigkeit bei erhöhten Temperaturen beschrieben wird. Dahlquist zeigt, daß die Verwendung von verjüngten Zweiblockelastomeren Klebstoffe erzeugt, die für technische Haftklebestreifen wegen ihrer Neigung zu Klebfilmbruch unbrauchbar sind, wobei insbesondere Styrol-Butadien-Copolymere, wie z.B. Solprene 1205, ein verjüngtes Zweiblockcopolymer, erwahnt werden. Als ein Verfähren zur Verbesserung der Klebeleistung schlägt Dahlquist die Verwendung von reinen Zweiblockcopolymeren vor, bei denen es kein Vermischen von Monomeren aus einem Block in den Block des anderen Monomers gibt, wie z.B. in einem veijüngten Blockcopolymer. Die als Beispiele dienenden Klebstoffe umfässen überwiegend A-B-Zweiblockcopolymere aus elastomeren Blöcken von Polyisopren oder Polybutadien, die mit festen klebrigmachenden Harzen, wie z.B. Piccolyte S-115 für die Zweiblockklebstoffe auf Polyisopren-Basis und ein α-Polyterpen- Klebrigmacher für die Zweiblockklebstoffe auf Polybutadien-Basis, klebrig gemacht werden. Es wird beschrieben, daß die erhaltenen Polymere ausgezeichnete Klebstoffeigenschaften haben, insbesondere hohe Scheffestigkeit ohne die Notwendigkeit chemischer Vernetzung, jedoch wurden diese Eigenschaften gegenüber einer herkömmlichen Edelstahlträgerunterlage bestimmt.
Andere Patentschriften, die sich mit Haftklebstoffen befassen, die A-B-Zweiblockcopolymere mit elastomeren Butadienblöcken, insbesondere Solprene 1205, verwenden, schließen die US-Patentschrift 3 519 585 ein, die eine Klebstoffmasse beschreibt, umfassend 50-95 Teile festes Baumharz, 50-95 Teile eines Styrol-Butadien- Zweiblockcopolymers mit entsprechend 10-50 Teilen eines Styrol-Butadien- Dreiblockcopolymers. Wenn ein Dreiblockcopolymer allein verwendet wurde, zeigten die Klebstoffe angeblich geringe Klebefestigkeit, wiesen aber gute Scherfestigkeit auf Die US- Patentschrift 3 592 710 beschreibt eine extriidierbare Heißschmelzklebstoffmasse, umfässend ein Gemisch von Solprene 1205, Kraton 1101 und einem festen Harz, Pentalyn H. Der als Beispiel dienende Klebstoff mußt 70 Teile Solprene 1205, 30 Teile Kraton 1101 und 85 Teile Pentalyn H. Der Klebstoff zeigt angeblich gute Hafteigenschaften, obwohl er extrudierbar ist. Die britische Patentschrift 1 342 528 beschreibt eine Klebstoffmasse, die auf Solprene 1205 und einem Dreiblockcopolymer, Cariflex 1101, beide Styrol-Butadien- Blockcopolymere, basiert. Das Solprene 1205 wird angeblich in Mengen bis zu 45 Teilen der elastomeren Phase verwendet, wobei die elastomere Phase mit einem festen Klebrigmacher und einem Öl oder einem flüssigen Klebrigmacher klebrig gemacht wird. Es wird behauptet, daß das flüssige klebrigmachende Mittel überraschenderweise die Oberflächenklebrigkeit oder die Naßgreifeigenschaften des Klebstoffs verbessert, ohne die Scherfestigkeit zu gefährden. Die Anmeldung beabsichtigt nur die Verwendung des Zweiblockcopolymers Solprene 1205 in Mengen von bis zu 45 Teilen pro 100 Teilen der elastomeren Phase, wobei das Beispiel 4 zeigt, daß bei diesem Gehalt die Klebrigkeit deutlich abnimmt.
Die US-Patentschrift 4 096 203 beschreibt ein Verfähren zur Gewinnung von stark klebrigen Klebstoffen, deren Klebfiim durch Veränderung der Haftvermittlungsleistung des Elastomers bricht. Das Elastomer umfaßt bis zu 80% A-B-Zweiblockcopolymer. Die Beispiele zeigen eine Haftvermittlungsleistung am unteren Ende von 0 und 25% Styrol-Isopren-/Styrol Isopren-Styrol-Blockcopolymersystemen, die mit einem aliphatischen C&sub5;- Kohlenwasserstoffharz, allein und mit einem Öl, klebrig gemacht worden sind. Bei beiden Systemen brach der Klebfilin, jedoch hatte das zu 0% hafivermittelte (100% Zweiblock-) System deutlich geringere Ablösungswerte und Haltekraft.
Die US-Patentschrift 4 104 327 beschreibt einen Klebstoff, der mit reinem Dreiblock- Styrol-Butadien-Copolymer hergestellt wird, das mit einem festen klebrigmachenden Harz und vorzugsweise einem Öl klebrig gemacht wird. Es wird behauptet, daß das verwendete spezielle klebrigmachende Harz Haftklebstoffe liefert mit Eigenschaften, die gegenüber Zusammensetzungen überlegen sind, die mit herkömmlichen Terpenharzen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen klebrig gemacht werden, die geringere Klebrigkeit, Klebefestigkeit und Kohäsionskraft besitzen.
Die US-Patentschrift 4 944 993 offenbart einen Heiß schmelkkleb stoff auf der Basis eines radialen Styrol-Butadien-Copolymers mit einem festen klebrigmachenden Harz und gegebenenfalls einem Öl. Der beschriebene Klebstoff ist angeblich als Heißschmelzkonstruktionsklebstoflff, nicht als Haftklebstoff, für Wegwerfartikel, wie z.B. Damenbinden, Krankenhausbekleidung, Unterlagen in Krankenhausbetten und dergleichen, verwendbar. Insbesondere wird festgestellt, daß die Klebstoffe überlegene Fähigkeiten bei der Verwendung in Sprühprallzerfaserungsverfahren haben, die bei der Herstellung derartiger Wegwerfprodukte verwendet werden. Keine der vorstehenden Patentschriften wendet sich den Schwierigkeiten beim Aufkleben auf Trägerunterlagen mit geringer Oberflächenenergie oder Faservliese zu, auf die der Klebstoff der vorliegenden Erfindung ausgerichtet ist.

Kurze Zusammenfässung der Erfindung

Es wird ein Haftklebstoff bereitgestellt, umfässend 100 Teile einer elastomeren Phase mit 78-98 Teilen eines elastomeren Zweiblockcopolymers vom A-B-Typ mit A-Blöcken aus überwiegend Polystyrol oder Derivaten und B-Blöcken aus Poly-1,3-butadien. Die elastomere Phase wird mit einem Gemisch aus einem festen klebrigmachenden Harz und einem Öl oder mit flüssigem Klebrigmacher klebrig gemacht, wobei ein Klebstoff geschaffen wird, der eine Composite-Mittelblock-Glasübergangstemperatur (CMTg) von weniger als -10ºC aufweist. Der entstehende Haftklebstoff klebt sicher auf Oberflächen mit geringer Oberflächenenergle und auf unzusammenhängenden Oberflächen, wie z.B. Polyethylenfolien bzw. Faservliese.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Abb. 1 ist eine Windel, die erfindungsgemaße Klebestreifen verwendet.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Klebstoff umfaßt eine elastomere Phase, die überwiegend Zweiblockcopolymere vom A-B-Typ umfäßt, bei denen die A-Blöcke aus einem aromatischen Monoalkenylkohlenwasserstoff oder einem Monoalkenylaren bestehen, hauptsächlich Polystyrol oder Polystyrolderivate, mit einem Molekulargewicht zwischen 4000 und 50 000, vorzugsweise zwischen 7 000 und 30 000, und die B-Blöcke überwiegend 1,3-Butadien umfassen. Der Gehalt an A-Block beträgt von etwa 7-50 Gew.-% des Blockcopolymers, vorzugsweise 10-35 Gew.-%. Der A-Block kann auch überwiegend aus α-Methylstyrol, t-Butylstyrol und anderen ringalkylierten Styrolen erzeugt werden und kann außerdem kleinere Anteile anderer Monomere, wie z.B. konjugierte Diene, enthalten. Die B-Gruppen haben ein mittleres Molekulargewicht von etwa 5 000 bis 500 000, vorzugsweise von etwa 50 000 bis 300 000. Kleinere Anteile anderer Monomere können in die B-Blöcke eingeschlossen werden, z.B. rückständige Arene oder andere konjugierte Diene. B-Gruppen können ebenfalls in Mengen bis zu 50 Gew.-% der gesamten B-Blöcke andere konjugierte Diene, die von 1,3-Butadien verschieden sind, enthalten. Andere Blockcopolymerelastomere vom A-B-Typ oder andere herkömmliche Elastomere, vorzugsweise Dienelastomere, können in Mengen bis zu 75 Gew.-% des Mehrfachblockteils der elastomeren Phase, vorzugsweise jedoch mit weniger als 50 Gew.-% des Mehrfachblockteils der elastomeren Phase des Klebstoffs verwendet werden.
Der verbleibende Teil der elastomeren Phase umfaßt Mehrfachblockcopolymer vom A-B-, linearen (von Zweiblock- verschiedenen), steruförmigen, radialen oder in anderer Weise verzweigten Typ der vorstehend beschriebenen A-Blöcke und B-Blöcke aus konjugierten Dienen, vorzugsweise 1,3-Butadien. Dieses Mehrfachblockcopolymer vom A-B-Typ hat drei oder mehr Blöcke, der endständige Teil von wenigstens zwei Zweigen oder Enden besteht vorzugsweise aus A-Blöcken. Vorzugsweise urfäßt dieser Teil der elastomeren Phase ein lineares Dreiblockcopolymer vom A-B-Typ.
Der Zweiblockteil der elastomeren Phase umfäßt vorzugsweise 78-98 Teile, stärker bevorzugt 80-95 Teile der elastomeren Phase. Bei Zweiblockanteilen von mehr als 98 Teilen verlieren die entstehenden Klebstoffe im wesentlichen die gesamte Scherfestigkeit, während unterhalb von 78 Teilen die Ablösehaftung unannehmbar wird. Vorzugsweise wird das Zweiblockcopolymer vom A-B-Typ in Mengen von weniger als 95 Teilen von den 100 Teilen der elastomeren Phase verwendet, um die hohe Kohäsionskraft des Klebstoffs zu erhalten.
Das Zweiblockcopolymer kann durch herkömmliche Polymerisationsverfähren für Blockcopolymere erzeugt werden, die die Verwendung von organischen Alkalimetallinitiatoren, wie z.B. sec-Butyllithium, mit sich bringen. Die Polymerisation kann aufeinanderfolgend mit der schrittweisen Zugabe der Monomere oder gleichzeitig mit Gemischen von Monomeren, die weitgehend unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten haben, verlaufen, wobei verjüngte Blockcopolymere, wie z.B. Solprene 1205, erzeugt werden. Mehrfächblockcopolymere können auch durch die Verwendung herkömmlicher Haftvermittlungsmittel, die zur Verbindung wachsender Polymerketten verwendet werden, erzeugt werden, was eine breitere Variation im Molekulargewicht bei viel kürzeren Reaktionszeiten als bei der aufeinanderfolgenden Zugabe der Reaktionsteilnehmer erlaubt.
Die erfindungsgemäße Klebstoffmasse umfaßt weüerhin ein klebrigmachendes Material, umfässend ein Gemisch aus festem klebrigmachenden Harz und flüssigem klebrigmachenden Harz oder ein Gemisch aus festem klebrigmachenden Harz und flüssigem Weichmacher und/oder flüssigem klebrigmachenden Han Das feste klebrigmachende Harz und flüssiges klebrigmachendes Harz oder Weichmacheröl werden in derartigen Mengen bereitgestellt, daß em Klebstoff mit einer Composite-Mittelblock-Glasübergangstemperatur (CMTg) von weniger als -10ºC, vorzugsweise mehr als -25ºC, bereitgestellt wird. Festes Harz wird typischerweise mit 140 Teilen oder weniger, vorzugsweise 80 bis 135 Teile, pro 100 Teilen der elastomeren Phase mit 5 bis 35 Teilen, stärker bevorzugt 5 bis 30 Teile, Öl oder flüssigem klebrigmachenden Harz verwendet.
Die festen oder flüssigen klebrigmachenden Harze werden vorzugsweise aus der Gruppe von Harzen ausgewahlt, die zumindest teilweise mit den 1,3-Butadienblöcken der elastomeren Phase verträglich sind. Zu derartigen klebrigmachenden Harzen gehören Kohlenwasserstoffharze; Harzester und Harzsäuren; klebrigmacliende gemischte aliphatische/aromatische Harze; klebrigmachende Polyterpenharze; klebrigmachende Terpen-/aromatische Harze und klebrigmachende hydrierte Harze. Zu den hydrierten Harzen können Harze gehören, die durch Polymerisation und nachfolgende Hydrierung eines Ausgangsmaterials, das zumeist aus Dicyclopentadien besteht, hergestellt werden; Harze, die durch Polymerisation und nachfolgende Hydrierung reiner aromatischer Ausgangsmaterialien, wie z.B. Styrol, α-Methykyrol, Vinyltoluol, hergestellt werden; Harze, die durch Polymerisation und nachfolgende Hydrierung eines Stromes von ungesättigten aromatischen Ausgangsstoffen hergestellt werden, wobei der Strom der Ausgangsstoffe hauptsächlich Spezies mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen enthält; hydrierte Polyterpenharze und hydrierte aliphatische und aliphatischelaromatische Harze und Harzester. Zu bevorzugten klebrigmachenden Harzen gehören Polyterpenharze, Terpen-/aromatische Harze und hydrierte Harze. Besonders bevorzugt werden Polyterpenharze, wie z.B. Poly-α-pinen, Harzester oder hydrierte Harzester.
Zu den flüssigen Weichmachern, die für die Verwendung in den Klebstoffmassen dieser Erfindung geeiguet sind, gehören naphthenische Öle und paraflinische Öle. Bei dem erfindungsgemäßen Klebstoff werden im allgemeinen die flüssigen Weichmacher bevorzugt, da man gefunden hat, daß sie bessere Ablösehaflungseigenschaften bei Faservliesen und Trägerunterlagen mit niedriger Oberflächenenenergie haben als flüssige Klebrigmacher.
Vorzugsweise ist das verwendete feste klebrigmachende Harz eines, das mit dem elastomeren B-Block aus konjugiertem Dien verträglich ist, und ist vorzugsweise ein klebrigmachendes Harz mit einem Erweichungspunkt zwischen etwa 80ºC und 135ºC.
Die CMTg kann unter Verwendung der Fox-Gleichung aus der Messung der Tg des Mittelblocks des elastomeren Blockcopolymers und der gemessenen Tg jedes klebrigmachenden Harzes und des flüssigen Weichmacheröls berechnet werden. Die Tg jeder Komponente wird unter Verwendung eines Differential-Scanning-Calorimeters, wie z.B. ein DSC-7, hergestellt von Perkin-Ehner, gemessen. Die Tg wird beim zweiten Aüfheizlauf gemessen, wobei eine Scan-Geschwindigkeit von 20ºC pro Minute verwendet wird. Der erste Aufheizlauf wird bis weit über den Erweichungspunkt des Testmaterials durchgeführt.
Die Probe wird anschließend bis weit unter die Tg des Materials abgeschreckt. Dem Klebstoff zugesetzte Antioxidantien werden in die Berechnung der CMTg nicht einbezogen. Die Fox-Gleichung lautet:
ΣiWi/CMTg = Σi Wi/Tgi
wobei Wi der Gewichtsanteil der Komponente i und Tgi die Glasübergangstemperatur der Komponente i ist. Nur der Mittelblockteil des Blockcopolymers wird in die Berechnung der CMTg einbezogen. Für ein Styrol/Butadien-Blockcopolymer ist der Mittelblock der Polybutadienteil des Moleküls
Die Klebstoffmasse kann außerdem herkömmliche Zusatzstoffe, wie z.B. Pigmente, Füllstoffe, Stabilisatoren und Antioxidantien, für die herkömmlichen Zwecke dieser Zusatzstoffe enthalten.
Der vorstehend beschriebene Haftklebstoff findet besondere Verwendung auf Bändern, die auf Polymeren mit niedriger Oberflächenenergle oder unzusammenhängenden Materialien, z.B. Faservliesen, kleben sollen. Der Bandträger kann aus jeder herkömmlichen Trägerunterlage einschließlich Polyolefinfolien, Kalanderpapieren und dergleichen bestehen.
Das Band findet besondere Verwendung bei Konstruktionen von Windein oder anderen Inkontinenzartikeln, bei denen es eine äußere Folie oder Trägerschicht aus einem Material mit niedriger Oberflächenenergie, wie z.B. Polyethylen oder Polyethylengemische oder -copolymere, oder ein Faservlies und eine innere flüssigkeitsdurchlässige Auskleidung oder Lage eines Faservliesmaterials, wie z.B. ein Spinnfäservlies, gibt, wobei die Fasern gegebenenfälls mit einem oberflächenaktiven Mittel behandek werden. Bestimmte Komponenten werden herkömmlicherweise dauerhaft auf diese Oberflächen aufgeklebt, indem Haftklebestreifen verwendet werden, die in Rollenform bereitgestellt werden. Zwei gewöhnliche Bänder, die auf diese Oberflächen aufgeklebt werden, schließen ein Trennband für die Befestigungsfläche der Windel ein, das auf dem Faservliesmaterial der inneren Auskleidung der Windel angebracht ist, und ein vorderes Verstärkungsband, das in dem Klebebereich für die Eltern bereitgestellt wird, auf das das freie Ende der Befestigungslasche aufgeklebt wird. Das vordere Verstärkungsband ist im allgemeinen auf die Innenseite oder Außenseite des Trägerschichtmaterials geklebt. Der erfindungsgemaße Klebstoff schafft Bänder, die fest und sicher bei einem hohen Grad von Ablöse- und Scherhaftung auf diesen Windeloberflächen kleben. Obwohl für nicht notwendig befunden, kann die Scherhaftung durch Elektronenstrahlbehandlung des Klebstoffes erhöht werden. Die Befestigungslasche ist ebenfalls dauerhaft auf das Trägerschichtmaterial und/oder auf die Innenfläche des Verklebungsendes des Herstellers geklebt und der erfindungsgemäße Klebstoff kann auf diesem Band ebenso gut Verwendung finden.
In Abb. 1 wird eine typische Windelkonstruktion 10 gezeigt mit einer Windelträgerschicht aus einer dünnen äußeren Kunststoffolie 13 eines Materials mit niedriger Oberflächenenergie, wie z.B. Polyethylen. Die innere Lage der Windel wird aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Material 11, typischerweise ein faseriges Vilesmaterial, gebildet. Die Befestigungslasche 12 hat ein freies Ende 14, das trennbar an einem Trennband befestigt ist, wobei das Trennband unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffes an dem flüssigkeitsdurchlässigen Faservliesmaterial 11 befestigt wird. Das freie Ende 14 der kleb enden Befestigungslasche 12 wird dann auf eine Befestigungsfläche 18 geklebt, um die Windel an den Träger anzupassen. Die Befestigungsfläche kann erzeugt werden, indem ein erfindungsgemäßer Klebestreifen als vorderes Verstärknngsband entweder auf der inneren Oberfläche oder der äußeren Oberfläche der äußeren Kunststoffolie 13 befestigt wird.
Bänder, die gemäß der Erfindung hergesteilt wurden, wurden wie nachfolgend ausgeführt getestet.

Ablösehaftung bei 135 Grad von teilweise befestigtem Faservlies

Die Testplatten bestanden aus sauberen Stahlplatten von 5,1 cm x 12,7 cm (2 Inch x 5 Inch) mit einem Streifen von 1,9 cm (3/4 Inch) beidseitig wirkendem Klebstoff, der entlang jeder 5,1-cm-(2 Inch-)Kante angebracht war. Eine Faservlieslage wurde lose über die Testplatte gelegt, so daß sie glatt ohne jegliche Falten lag. Die Ouerrichtung des Faservileses war parallel zu der Längsrichtung der Testplatte. Das Faservlies wurde fest auf die 1,9 cm (3/4 Inch) des beidseitig wirkenden Klebstoffs aufgerollt und jeglicher Überschuß, der über die Kante der Testplatte hinausragte, wurde weggeschnitten.
Ein Streifen Testband - 2,5 cm x 6,4 cm (1 Inch x 2,5 Inch) - mit einem Papierführungsstreifen der Abmessung 2,5 cm x 20,3 cm (1 lnch x 8 Inch), geklebt auf die letzten 0,6 cm (1/4 Inch) des Bandes, wurde auf das Faservlies gelegt. Die Längsrichtung des Bandes war parallel zu der Längsrichtung der Platte, derart, daß es von jedem Ende der Platte gleich weit entfernt war. Beim Autlegen des Bandes wurde kein zusätzlicher Druck ausgeübt.
Das Band wurde sofort mit einer 2000-g-(4,5 lb-)Gummirolle mit 30,5 cm/Minute (12 Inch/Minute) in einem einzigen Durchgang in jeder Richtung aufgerollt und wurde innerhalb von 15 Sekunden getestet.
Die Platte wurde in eine 135-Grad-Schablone gebracht. Die Schablone wurde in die untere Klemmbacke eines Instron 1122 gebracht, während der Papierführungsstreifen von der oberen Klemmbacke gehalten wurde. Die obere Klenmibacke wurde mit 30,5 cm/min in Bewegung gesetzt, während die Stahlplatte bewegt wurde, um die Ablösefläche während des Ablösens in der gleichen Position relativ zu der Befestigung zu halten und das Ablösen wurde fortgesetzt, bis das Band von dem Faservlies abgezogen war oder bis der Kreuzkopf 2 1/2 Inch (6,4 cm) zurückgelegt hatte.
Die durchschnittliche Ablösung (Ablösehaftung) ist in N/m angegeben.

Scherhafrung

Ein Streifen von 5 cm x 12,5 cm des urethanbeschichteten Klebestreifens wurde auf eine Polyethylenwindelfolie laminiert. Der klebende Teil eines 2,54 cm breiten Streifens des Testbandes wurde teilweise abgedeckt und ergab ein Quadrat von 2,54 cm x 2,54 cm des Klebestoffes, das dann in Beruhrung mit der freien urethanbeschichteten Oberfläche des laminierten Klebebandstreifens gebracht wurde. Unter Verwendung einer 1000-g-Rolle wurde das Band mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/min aufgerollt. Der laminierte Klebebandstreifen wurde dann in eine Klemmbacke eingespannt und ein 1000-g-Gewicht wurde mit dem freien Ende des teilweise abgedeckten Bandes verbunden. Die Zeit, die benötigt wurde, um das teilweise abgedeckte Band von dem laminierten Bandstreifen abzuziehen, wurde in Minuten gemessen.

Ablösehaftung bei 135 Grad

Die Polyethylenfolie oder das urethanbeschichtete Band wurde sicher auf eine Stahlplatte von 5 cm x 12,5 cm geklebt. In dem Falle des Polyethylens wurde ein beidseitig wirkender Klebestreifen auf die Stahlplatte gebracht, bevor das Polyethylen befestigt wurde. Der 2,54 cm breite Testbandstreifen wurde dann auf die Folie gebracht und mit einer 1000-g-Rolle mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/min einmal in jeder Richtung aufgerollt. Die Platte wurde in eine 135-Grad-Schablone gebracht. Die Schablone wurde in die untere Klemmbacke eines Instron 1122 gebracht, während das Band durch die obere Klemmbacke gehalten wurde. Die obere Klenimbacke wurde mit 30,5 cm/min in Bewegung gesetzt, während die Stahlplatte derart bewegt wurde, daß das Band in einem Winkel von 135 Grad zu der Platte gehalten wurde. Die Kraft (N/m), die benötigt wurde, um das Band zu bewegen, wurde als der Ablösehaftungswert aufgezeichnet.

Ablösehaftung bei 90 Grad

Ein Streifen von 5 cm x 15 cm eines Testbandes wurde mit der Klebeseite nach oben auf eine Werkbank gebracht. Auf das Testband wurde ein 2,54 cm x 15 cm großes Stück von 280 Micrometer dickem Polyethylen aufgebracht. Das Polyethylen wurde mit einem Stück siliconbehandeltem Papier bedeckt und wurde mit einer mechanischen 100-g-Rolle mit 30,5 cm/min einmal in jeder Richtung aufgerollt, um ein Laminat zu erzeugen. Das Laminat wurde mit dem Testklebestreifen nach unten in eine Vakuumschablone gebracht, die dann ihrerseits in die untere Klemmbacke des Instrontm 1122 gebracht wurde. Das Polyethylen wurde dann in die obere Klemmbacke eingespannt. Als das Vakuum angelegt wurde, hielt es das Testband an seinem Ort. Das Polyethylen wurde mit 30,5 cm/min abgelöst, während es in emem Winkel von 90 Grad zu dem Band gehalten wurde. Die Ablösehaftungswerte werden in N/m angegeben.

Ablösehaftung von Polyethylen bei 180 Grad

Das Testverfahren war ahnllch dem, das für den Ablösehafrungstest bei 135 Grad beschrieben wurde, außer daß die Stahlplatte direkt in die untere Klenimbacke des Instron 1 122-Testinstruments gebracht wurde. Als das Band von dem Polyethylen abgelöst wurde, wurde das Band in einem Winkel von 180 Grad abgelöst.

Verwendete Materialien

Kraton 1101

war ein Styrol-Butadien-Blockcopolymer, das überwiegend Dreiblockpolymere mit etwa 15 Prozent Zweiblockpolymer umfaßte, Tg war -85ºC, mit annähernd 31 Prozent Styrol, erhältlich von Shell Chemical Co.

Kraton 1118,

ein Styrol-Butadien-Blockcopolymer, umfässend etwa 20 Prozent Dreiblock, wobei der restliche Anteil Zweiblock ist, die Tg war -85ºC, mit etwa 30 Prozent Styrol, erhältlich von Shell Chemical Co.

Solprene 1205

war ein verjungtes Zweiblock-Styrol-Butadien-Copolymer mit einer Tg von -77ºC und etwa 25 Prozent Styrol, erhältlich von Fina Oil and Chemical Co.

Shellflex 371

war ein naphthenisches Öl, erhältlich von Shell Chemical Co., mit einer Tg von -64ºC.

Piccolyte α-135

war ein α-Pinenharz mit einer Tg von 89ºC, erhältlich von Hercules Chemical Co.

Zonatac 105

war ein mit Styrol umgesetztes d-Limonenharz mit einer Tg von 59ºC, erhältlich von Arizona Chemical Co.

Zonarez A-100

war ein α-Pinenharz mit einer Tg von 55ºC, erhältlich von Arizona Chemical Co.

Escorez 2520

war ein flüssiges aliphatisches/aromatisches Harz mit einer Tg von -20ºC, erhältlich von Exxon Chemical Co.

Foral 85

war ein hydriertes Glycerinkolophoniumesterharz mit einer Tg von 40ºC, erhältlich von Hercules Chemical Co.

Beispiele 1-9

Diese Beispiele (Tabelle 1, Rezepturen in Gewichtsteilen angegeben) wurden aus einer Lösung (Toluol) mit Klebstoff bis zu einem Beschichtuiigsgewicht von etwa 9,4 g/m² beschichtet. Alle Proben wurden dann auf die Ablösung getestet, von Polyethylen bei 90 Grad und von urethanbeschichteten Bändern bei 135 Grad, siehe Tabelle 2. Die Beispiele C1, C3, C5 und C7 zeigten relativ geringe Ablösung vom Polyethylen, insbesondere nach einer 15 Tage langen Wärmealterung bei 49ºC. Die Ablösung der Erfiiidungsbeispiele 2, 4, 6, 8 und 9 war vergleichsweise hoch, und sie behielten einen wesentlichen Anteil ihrer Haftung sogar nach der Wärmealterung (H.A.). Diese Beispiele zeigen die Wirkung der CMTg-Werte (in Tabelle 1 als Tg angegeben). Eine CMTg von -8ºC liefert im allgemeinen geringere Klebeeigenschaften auf Polyethylen, während Klebstoffe mit ähnlichen elastomeren Phasen bessere Haftung auf Polyethylen bei CMTg-Werten von -19ºC und -13ºC zeigen. Beispiel 8 zeigt eine leichte Abnahme in der Ablösehaftung, während das relative Verhältnis von festem Klebrigmacher und Öl zu dem Elastomer auf 1,56 :1 anstieg. Im allgemeinen wird bevorzugt, daß das Verhältnis Klebrigmacher-Phase zu Elastomer-Phase kleiner als 1,7 :1 ist. Tabelle 1 Tabelle 2
1. Die Ablösung war gegenüber glattem Polyethylen
2. Die Ablösung war gegenüber matter Polypropylenfolie, die lösbar mit Urethan beschichtet war
3. Die Ablösung war gegenübe4r glatter biaxial orientierter Polypropylenfolie, die lösbar mit Urethan beschichtet war

Beispiele 10-30

Diese Beispiele wurden im wesentlichen so wie die Beispiele 1-9 hergestellt. Alle Bänder wurden dann auf die Ablösung von einem Windelpolyethylen bei 180 Grad und bei 90 Grad getestet. Die Bänder wurden auch gegenüber einem urethanbeschichteten biaxial orientierten Polypropylen auf Scherung getestet. Die Bänder wurden auch nach 15 Tagen Wärmealterung (H.A.) bei 49ºC getestet.
Die Beispiele C11, C16, C24, C29 und C30 hatten alle CMTg-Werte (Tg in Tabelle 3) von mehr als -10ºC. Ahnlich wie in den Beispielen C1, C3, C5 und C7 in den Tabellen 1 und 2 zeigten diese Folien im allgemeinen niedrige Werte der Ablösung von Polyethylen, wie in Tabelle 4 angegeben ist, und niedrige anfängliche Ablösung von Faservliesen, wie in Tabelle 5 angegeben ist.
Die Beispiele 15 und C16, 20, C28 und C29 hatten alle Zweiblockprozentgehalte von 95 Prozent oder mehr und zeigten Klebfilmbruch, aber die Beispiele 15 und 20 wiesen deutlich höhere Scherwerte auf Bei den Beispielen 15 und 20 waren die CMTg-Werte niedriger als -10ºC und der Zweiblockprozentgehalt war niedriger als 98%, aber höher als 95%. Die Scherwerte fielen bei dem Vergleichsbeispiel C25 ebenfalls deutlich ab, bei dem der CMTg- Wert bei Verwendung eines weniger bevorzugten festen Klebrigmachers geringer als -25ºC war. Scher- und Kohäsionsleistung waren ausgezeichnet, wenn die CMTg größer als -25ºC, aber kleiner als -10ºC war und der Zweiblockprozentgehalt der elastomeren Phase geringer als 95% war.
Die Beispiele 18, 19 und 20 sind in der Zusammensetzung identisch mit den Beispielen 12, 13 und 15, außer daß das Naphthionöl durch ein flüssiges aliphatischesiaromatisches Harz mit höherer Tg ersetzt wurde, das die Ablöseleistung ungünstig beeinflußte. Die Leistung des Öls war besser, sogar bei vergleichbaren CMTg-Werten (man vergleiche Beispiel 14 mit Beispiel 19). Beim Vergleich von Beispiel 17 (78,8% Zweiblock) mit den Beispielen 21, 12, 13 und 15 kann man sehen, daß die Klebstoffe mit Zweiblockprozentgehalten von 80, 85, 90 bzw. 95 Prozent bessere Haftung auf Polyethylen hatten, wenn alles andere im wesentlichen gleich war (Tabellen 4 und 5). Man vergleiche auch Beispiel 14 mit Beispiel 22, bei dem ein Klebstoff auf der Gruudlage von 85% Zweiblock bessere Haftung aufwies als ein im wesentlichen gleichwertiger Klebstoff mit 80% Zweiblock.
Die Klebstoffbeispiele 12, 14, 18, 21, 22, C23 und C24 wurden auch mit Heißschmelzbeschichtung auf dem gleichen Träger zu Bändern geformt. Diese Bänder wurden dann auf die Ablösung getestet, die Ergebnisse davon sind als die zweite Eintragung in den Spalten der Ablösehafrung in Tabelle 4 angegeben. Im allgemeinen hatten diese Bänder eine ähnliche Leistung wie die mittels Lösungsmittel beschichteten Bänder. Veränderungen könnten durch restliches Lösungsmittel bei den mittels Lösungsmittel beschichteten Beispielen oder durch Veränderlichkeit beim Extrudieren bedingt sein. Tabelle 3 Tabelle 3 (Fortsetzung)
1. Kraton 1101 wurde anstelle von Kraton 1118 verwendet
2. Escorez 2520 wurde anstelle von Shellflex 371 verwendet
3. Floral 85 wurde für Piccolyte -α135 eingesetzt
4. Zonatac 105 wurde für Piccolyte -α135 eingesetzt
5. Zonarez A-100 wurde für Piccolyte -α135 eingesetzt Tabelle 4 Tabelle 4 (Fortsetzung) Tabelle 5

Beispiel 31

Ein Klebstoffwurde mittels eines Lösungsmittels auf einen Standardtrager mit 29,8 g/100 cm² (7,1 Gran (24 gm/in²)) aufgeschichtet. Die Zusammensetzung umfaßte 75 Teile Kraton 1118, 25 Teile Solprene 1205 und 145 Teile Piccolyte α-135 und ergab einen Klebstoff mit einer CMTg von 5ºC und 85 Gewichtsteilen Zweiblock, der Klebstoff wurde auf die Ablösung bei 135 Grad von dem gleichen Windelpolyethylen wie in den Beispielen 1-9 getestet, wobei sich eine mittlere Ablösung von 1,3 N/m (3,4 gm/in) ergab. Die mittlere Ablösung bei 135 Grad von einem Windelfaservlies betrug 1,8 N/m (4,8 gm/in). Dieser Klebstoff ist nicht funktionstüchtig.

Beispiel 32

Ein Klebstoffwurde mittels eines Lösungsmittels auf einen Standardträger mit 30,4 g/100 cm² (7,25 gm/24 in²) aufgeschichtet. Die Zusammensetzung umfäßte 70 Teile Kraton 1118, 10 Teile Solprene 1205 und 120 Teile Piccolyte α-135 und ergab einen Klebstoff mit einer CMTg von -3ºC und einem Zweiblockgehalt von 82 Gewichtsteilen. Der Klebstoff wurde getestet, wie vorstehend in Beispiel 31 ausgeführt, und ergab eine mittlere Ablösung bei 135 Grad von Polyethylen von 23 N/m (59,6 gm/in) und eine mittlere Ablösung von 135 Grad von Faservliesen von 5,4 Nim (13,9 gm/in). Dieser Klebstoff hat eine ungenügende Ablösehaftung, um angemessen als dauerhafter Klebstoff auf Faservliesen oder Polyethylen zu wirken.
Die verschiedenen Modizierungen und Veränderungen dieser Erfindung, ohne vom Schutzbereich und Geist dieser Erfindung abzuweichen, sind dem Fachmann offensichtlich, und diese Erfindung sollte nicht auf das beschränkt werden, was hier zu Zwecken der Veranschaulichung bekannt gemacht wurde.

Claims

1. Windel, die eine äußere Trägerschicht und eine innere flüssigkeitsdurchlässige Auskleidung oder Lage mit niedriger Oberflächenenergie, eine dünne äußere Kunststoffolie und/oder ein Faservlies umfaßt, wobei an die äußere Trägerschicht oder die innere Lage ein Band angeklebt ist, das eine Trägerfolie und eine Klebeschicht umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht 100 Teile einer elastomeren Phase und einer klebrigmachenden Phase umfaßt, wobei der Klebstoff einen CMTg-Wert von weniger als etwa -10ºC aufweist, die elastomere Phase etwa 78 bis 98 Teile eines Zweiblockcopolymerteils vom A-B-Typ, bei dem der B-Block überwiegend 1,3-Butadien und der A- Block überwiegend Monoalkenylaren umfaßt, und etwa 2 bis 22 Teile eines Mehrfachblockelastomerteils umfassend ein Blockcopolymer vom A-B-Typ mit mindestens drei Blöcken, wobei der B-Block konjugierte Diene und der A-Block Monoalkylaren umfaßt, und die klebrigmachende Phase weniger als etwa 140 Teile eines festen klebrigmachenden Harzes und 5 bis 35 Teile eines flüssigen Klebrigmachers umfaßt.

2. Windel gemäß Anspruch 1, wobei der CMTg-Wert des Klebstoffs von -25ºC bis -10ºC beträgt, der Zweiblockcopolymerteil 80 bis 95 Teile der elastomeren Phase umfaßt und der Mehrfachblockcopolvmerteil vom A-B-Typ 5 bis 20 Teile der elastomeren Phase umfaßt.

3. Windel gemäß Anspruch 2, wobei das feste klebrigmachende Harz zu etwa 80 bis 135 Teilen ein Kohlenwasserstoffharz oder ein aliphatisches/aromatisches Kohlenwasserstoffharz ist.

4. Windel gemäß Anspruch 3, wobei der flüssige Klebrigmacher ein flüssiges klebrigmachendes Harz ist.

5. Windel gemäß Anspruch 31 wobei der flüssige Klebrigmacher zu etwa 5 bis 30 Teilen ein Weichmacheröl ist.

6. Windel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Mehrfachblockcopolymer vom A-B-Typ ein Dreiblockcopolymer ist, wobei der elastomere B-Block überwiegend 1,3- Butadien ist.

7. Windel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Mehrfachblockcopolymer vom A-B-Typ ein lineares Dreiblockcopolymer ist, wobei der elastomere B-Block überwiegend 1,3-Butadien ist, und das feste klebrigmachende Harz Poly-α-pinen, einen Harzester oder einen hydrierten Harzester umfaßt.

8. Haftklebestreifen, der einen Träger und eine Klebeschicht umfaßt, wobei die Klebeschicht 100 Teile einer elastomeren Phase und einer klebrigmachenden Phase umfaßt, wobei der Klebstoff einen CMTg-Wert von weniger als etwa -10ºC aufweist, die elastomere Phase etwa 78 bis 98 Teile eines Zweiblockcopolymerteils vom A-B-Typ umfaßt, bei dem der B-Block überwiegend 1,3-Butadien und der A-Block überwiegend Monoalkenylaren umfaßt, und etwa 2 bis 22 Teile eines Mehrfachblockelastomerteils umfassend ein Blockcopolymer vom A-B-Typ mit mindestens 3 Blöcken, wobei der B-Block überwiegend konjugierte Diene und der A-Block Monoalkylaren umfaßt, und die klebrigmachende Phase weniger als etwa 140 Teile eines festen klebrigmachenden Harzes und 5 bis 35 Teile eines flüssigen Klebrigmachers umfaßt.

9. Klebestreifen gemäß Anspruch 8, wobei der CMTg-Wert des Klebstoffs von -25ºC bis -10ºC beträgt, das Zweiblockcopolymer 80 bis 95 Teile des elastomeren Phasenteils umfaßt und der Mehrfachblockcopolymerteil vom A-B-Typ 5 bis 20 Teile der elastomeren Phase umfaßt.

10. Klebestreifen gemäß Anspruch 9, wobei das feste klebrigmachende Harz zu etwa 80 bis 135 Teilen ein Kohlenwasserstoffharz oder ein aliphatisches/aromatisches Kohlenwasserstoffharz ist.

11. Klebestreifen gemäß Anspruch 10, wobei der flüssige Klebrigmacher ein flüssiges klebrigmachendes Harz ist.

12. Klebestreifen gemäß Anspruch 10, wobei der flüssige Klebrigmacher zu etwa 5 bis 30 Teilen ein Weichmacheröl ist.

13. Klebestreifen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Mehrfachblockcopolymer vom A-B-Typ ein Dreiblockcopolymer ist, wobei der elastomere B-Block überwiegend 1,3-Butadien ist.

14. Klebestreifen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Mehrfachblockcopolymer vom A-B-Typ ein lineares Dreiblockcopolymer ist, wobei der elastomere B-Block überwiegend 1,3-Butadien ist, und das feste klebrigma- chende Harz Poly-α-pinen, einen Harzester oder einen hydrierten Harzester umfaßt.