ES2971558T3

ES2971558T3 - Composiciones adhesivas termofusibles que contienen copolímeros de propileno y métodos para utilizarlas

Info

Publication number: ES2971558T3
Application number: ES19705011T
Authority: ES
Inventors: Jill M Scheu; Kimberly E Secrist; Kathleen M Farris
Original assignee: Bostik Inc
Current assignee: Bostik Inc
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2024-06-05
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: CN111655813A; AU2019213638A1; EP3746518A1; CA3089064A1; WO2019152347A1; JP2024026238A; PL3746518T3; KR102614817B1; MX2020008084A; JP7783242B2; KR20200112876A; JP2021512979A; EP3746518B1; BR112020015327A2; US11261355B2; US20190233687A1

Abstract

Una composición adhesiva termofusible, que puede usarse como adhesivo de construcción en artículos de higiene, comprende un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre aproximadamente 5.000 y 60.000 daltons; un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 daltons; una resina pegajosa que tiene un punto de reblandecimiento Ring & Ball de como máximo 115°C; y un plastificante. La composición demuestra buena resistencia al pelado y buena resistencia al cizallamiento y se puede pulverizar, con una viscosidad suficientemente baja, a bajas temperaturas de aplicación, tales como aproximadamente 121°C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones adhesivas termofusibles que contienen copolímeros de propileno y métodos para utilizarlas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a adhesivos termofusibles y, más particularmente, a adhesivos termofusibles basados en poliolefinas. Estos adhesivos son útiles para unir diversos sustratos entre sí y son especialmente útiles como adhesivos de estructura para la fabricación de artículos de consumo desechables, tales como pañales, toallas sanitarias femeninas, productos para adultos con incontinencia, batas médicas y similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los adhesivos termofusibles suelen existir como una masa sólida a temperatura ambiente y pueden convertirse en un líquido fluido mediante la aplicación de calor. Estos adhesivos son particularmente útiles en la fabricación de una variedad de artículos desechables donde a menudo es necesaria la unión de diversos sustratos. Las aplicaciones específicas incluyen pañales desechables, toallas sanitarias para hospitales, toallas sanitarias femeninas, protectores de bragas, paños quirúrgicos y calzoncillos para adultos con incontinencia, conocidos colectivamente como productos de higiene no tejidos desechables. Otras aplicaciones diversificadas han incluido productos de papel, materiales de embalaje, revestimientos de techos de automóviles, electrodomésticos, cintas y etiquetas. En la mayoría de estas aplicaciones, el adhesivo termofusible se calienta hasta su estado fundido y luego se aplica a un sustrato, a menudo denominado sustrato primario. Inmediatamente se pone en contacto con él un segundo sustrato, a menudo denominado sustrato secundario, y se comprime contra el primero. El adhesivo se solidifica al enfriarse para formar una unión fuerte. La principal ventaja de los adhesivos termofusibles es la ausencia de un vehículo líquido, como sería el caso de los adhesivos a base de agua o disolventes, eliminando así el costoso proceso asociado con la eliminación del disolvente.

Para muchas aplicaciones, los adhesivos termofusibles se extruyen a menudo directamente sobre un sustrato en forma de una película delgada o una perla mediante el uso de un equipo de pistón o bomba de engranajes. En este caso, el sustrato se pone en contacto íntimo con un elemento aplicador caliente bajo presión. La temperatura del aplicador debe mantenerse muy por encima del punto de fusión del adhesivo para permitir que el material fundido en caliente fluya suavemente a través de la boquilla de aplicación. Para la mayoría de las aplicaciones, particularmente aquellas que se encuentran en el campo del envasado de alimentos y la fabricación de artículos higiénicos no tejidos desechables, a menudo el proceso implica la unión de sustratos delicados y sensibles al calor, tales como películas plásticas de calibre fino. Esto impone un límite superior a la temperatura del recubrimiento para aplicaciones de adhesivos termofusibles. Los productos termofusibles comerciales actuales suelen formularse para tener temperaturas de recubrimiento inferiores a 200 °C, preferiblemente inferiores a 150 °C, para evitar que el sustrato se queme o se deforme.

Además del recubrimiento directo, también se han desarrollado varios métodos de recubrimiento indirecto o sin contacto, mediante los cuales se puede rociar un adhesivo termofusible con ayuda de aire comprimido sobre un sustrato a distancia. Estas técnicas de recubrimiento sin contacto incluyen la pulverización en espiral convencional, los procesos Omega™, Surewrap™ y diversas formas de métodos de soplado en estado fundido. El método indirecto, sin embargo, requiere que la viscosidad de los adhesivos sea suficientemente baja, normalmente en el intervalo de 2.000 a 30.000 mPa.s, preferiblemente en el intervalo de 2.000 a 15.000 mPa.s, a la temperatura de aplicación, para obtener un patrón de recubrimiento aceptable. Muchos otros factores físicos, especialmente las propiedades reológicas del adhesivo, entran en juego para determinar la capacidad de pulverización de un producto termofusible. La mayoría de los productos termofusibles de poliolefinas comerciales no se prestan para aplicaciones de pulverización. No existen modelos teóricos ni pautas aceptados para predecir la capacidad de pulverización, los cuales deben determinarse empíricamente con equipos de aplicación.

Los adhesivos termofusibles son materiales orgánicos que normalmente consisten en un polímero, un plastificante, una resina adherente y un medio antioxidante. También se pueden utilizar otros ingredientes, como ceras, rellenos, colorantes y absorbentes de radiación UV, para modificar las propiedades del adhesivo o proporcionar cualidades especiales. Estos ingredientes orgánicos son propensos a sufrir degradación por calor bajo las condiciones de recubrimiento con el adhesivo. Por ejemplo, ciertos adhesivos termofusibles comerciales ampliamente utilizados basados en copolímeros tribloques de estireno-isopreno-estireno (SIS, por sus siglas en inglés), cuando se someten a 175 °C durante 24 horas, pueden sufrir una caída de viscosidad de aproximadamente el 50 por ciento de su valor original. Un termofusible a base de estireno-butadieno-estireno (SBS, por sus siglas en inglés) puede dar problemas al reticularse en condiciones similares. La reticulación puede dar como resultado un aumento espectacular de la viscosidad y eventualmente puede hacer que el adhesivo no fluya mediante la formación de una red polimérica tridimensional. El cambio de viscosidad suele ir acompañado de carbonización, gelificación y formación de una piel sobre el material fundido. La degradación conducirá inevitablemente al deterioro de las propiedades y del rendimiento del adhesivo. Además, dicha degradación también puede causar daños al equipo. La tasa de degradación depende de la temperatura; cuanto mayor es la temperatura, más rápida es la degradación. Por tanto, reducir la temperatura de recubrimiento del adhesivo puede ralentizar la degradación.

Los "adhesivos de estructura" termofusibles para artículos desechables de higiene de consumo unen diversos materiales no tejidos con películas termoplásticas de baja energía superficial, tales como ácido poliláctico, polietileno o polipropileno sin tratar. El uso de láminas de poliolefina posteriores más delgadas en la fabricación de artículos desechables requiere el uso de adhesivos termofusibles de menor viscosidad para evitar quemaduras y deformaciones cuando se aplica el adhesivo. Los adhesivos de estructura deben tener una buena resistencia al cizallamiento, pero además deben tener una fuerte resistencia al despegado, particularmente cuando se añaden en cantidades bajas, tales como 1 o 2 gramos por metro cuadrado.

Se han realizado tentativas de desarrollar adhesivos termofusibles.

El documento de la patente WO2017/123874 describe una composición adhesiva termofusible que comprende una mezcla de polímeros basada en un polímero a base de propileno semicristalino de bajo peso molecular y un polímero a base de propileno esencialmente amorfo de alto peso molecular, los cuales se preparan usando catalizadores de sitio único. El documento de la patente WO2014/194074 describe un artículo absorbente desechable y una composición adhesiva que incluye un primer polímero a base de propileno con un Mw no superior a aproximadamente 75.000 y un segundo polímero seleccionado en un grupo que incluye polímeros a base de propileno con un Mw de al menos 100.000 g/l y copolímeros de bloques de estireno.

El documento de la solicitud publicada de patente de Estados Unidos número 2015/0322302 describe un adhesivo termofusible de baja temperatura de aplicación que comprende copolímeros de olefina con un índice de fluidez promedio superior a 5 pero inferior a aproximadamente 35 g/10 minutos a 190°C. El adhesivo es particularmente útil en la fabricación de artículos no tejidos. El documento de la patente de Estados Unidos número 109.143 describe un adhesivo termofusible que comprende dos copolímeros a base de polipropileno que tienen un peso molecular promedio de 100.000 g/mol (dáltones) o menos. El documento de la solicitud publicada de patente de Estados Unidos número 2016/0376478 describe una composición adhesiva que comprende del 30 al 80 % en peso de una mezcla de polímeros y del 2 al 20 % en peso de un aceite. La mezcla tiene un primer y un segundo polímeros a base de propileno que son diferentes entre sí en algún aspecto. La diferencia se puede medir, por ejemplo, mediante el contenido de comonómero, el calor de fusión, la cristalinidad, el índice de ramificación, el peso molecular promedio en peso y/o la polidispersidad de los dos polímeros. El adhesivo puede incluir además un polímero a base de propileno de mayor peso molecular en una cantidad de 1 a 10% en peso para permitir un mayor contenido de aceite.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Sería ventajoso proporcionar un adhesivo termofusible que sirviera especialmente bien como adhesivo de estructura. Para hacerlo, es deseable que el adhesivo tenga un rendimiento de despegado y una resistencia al cizallamiento adecuados, que tenga una viscosidad suficientemente baja a la temperatura de aplicación deseada (que preferiblemente es lo más baja posible) y que sea pulverizable a la temperatura de aplicación. Ser "pulverizable" significa que el adhesivo se ajusta de manera consistente al patrón de rociado o pulverización deseado con una pérdida mínima de adhesivo. Las realizaciones de la presente invención satisfacen todas estas necesidades.

Según una realización de la presente invención, una composición adhesiva termofusible comprende: (a) de 30% a 72% en peso de un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones) (g/mol (dáltones)); (b) de 0,1% a 8% de un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 g/mol (dáltones); (c) de 25% a 65% en peso de una resina adherente que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola (“Ring and ball”) de como máximo 115°C; y (d) de 2% a 25% en peso de un plastificante, en donde la relación en peso del primer polímero al segundo polímero está entre 75:1 y 10:1 y la viscosidad de la composición es igual o menor de 35.000 mPas (cP) a 121 °C.

Según otra realización de la invención, un método para fabricar un laminado comprende las etapas de aplicar una composición adhesiva termofusible según cualquier realización de la presente invención en estado fundido a un sustrato primario y acoplar un sustrato secundario al primer sustrato poniendo en contacto el sustrato secundario con la composición adhesiva. En una realización en la que el adhesivo termofusible se usa como adhesivo de estructura, el sustrato primario es una película de polietileno y el sustrato secundario es una capa no tejida.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplos de la invención, pero no son restrictivos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra el rendimiento de despegado después de una semana de envejecimiento frente a la resistencia al cizallamiento para un ejemplo de formulación de la presente invención y dos ejemplos comparativos, representando el tamaño de los círculos la desviación estándar.

La figura 2 muestra el rendimiento de despegado, tanto inicialmente como después de diversos ambientes de envejecimiento, de un ejemplo de formulación de la presente invención a tres temperaturas de aplicación diferentes.

La figura 3 muestra el rendimiento de despegado después de una semana de envejecimiento frente a la resistencia al cizallamiento para un ejemplo de formulación de la presente invención y dos ejemplos comparativos, representando el tamaño de los círculos la desviación estándar.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Según una realización de la presente invención, una composición adhesiva termofusible comprende: (a) de 30% a 72% en peso de un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones); (b) de 0,1% a 8% de un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 g/mol (dáltones); (c) de 25% a 65% en peso de una resina adherente que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C; y (d) de 2% a 25% en peso de un plastificante, en donde la relación en peso del primer polímero al segundo polímero está entre 75:1 y 10:1 y la viscosidad de la composición (medida según el método estándar ASTM D3236 utilizando un viscosímetro Brookfield a 121 °C) es igual o menor de 35.000 mPas (cP). Todos los porcentajes aquí indicados son en peso respecto del peso total del adhesivo, a menos que se indique específicamente lo contrario.

Las realizaciones de la presente invención son un adhesivo basado en mezclas de un primer polímero de bajo peso molecular y un segundo polímero de alto peso molecular en una relación en peso relativamente alta de primer polímero a segundo polímero. En las realizaciones preferidas, la relación en peso del primer polímero al segundo polímero está, lo más preferiblemente, entre 50:1 y 15:1. Cuando en el presente documento se proporcionan varios rangos de una propiedad (incluyendo esta relación) o de una cantidad de un constituyente, la invención incluye un intervalo de esa propiedad o cantidad que se extiende desde el límite inferior de un primer intervalo y el límite superior de un segundo intervalo de esa propiedad o cantidad. Así, a modo de ejemplo, la invención incluye rangos de una relación en peso del primer polímero al segundo polímero de entre 75:1 y 9:1, y de entre 50:1 y 10:1. Los adhesivos según las realizaciones de la presente invención presentan una excelente resistencia al cizallamiento y al despegado, incluso cuando de añaden en bajas cantidades tales como 1 o 2 gramos por metro cuadrado, y mantienen una viscosidad suficientemente baja como para ser pulverizados incluso a una temperatura relativamente baja. Tales propiedades hacen que los adhesivos de la invención sean útiles para aplicaciones de higiene, fabricación y embalaje.

El primer polímero de la invención es unimodal, lo que significa que no constituye una combinación o mezcla de dos polímeros o de dos calidades diferentes del mismo polímero. Por ejemplo, el primer polímero unimodal de la presente invención no es una mezcla de dos polímeros que tienen pesos moleculares promedio diferentes. Dicho de otra manera, el primer polímero unimodal es el resultado de un único proceso para fabricar un polímero y no una mezcla de dos polímeros diferentes o dos calidades diferentes del mismo polímero (es decir, el mismo polímero con dos pesos moleculares promedio diferentes). Por lo tanto, las propiedades, tales como el peso molecular, del primer polímero unimodal de la presente invención generalmente tienen curvas en forma de campana. La naturaleza unimodal del primer polímero existe para todas sus propiedades, tales como contenido de comonómero, calor de fusión, cristalinidad, índice de ramificación, punto de fusión, temperatura de transición vítrea, densidad y polidispersidad, además del peso molecular. En una realización de la invención, el segundo polímero también es unimodal.

Generalmente, el peso molecular promedio en peso del primer polímero está entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones). Preferiblemente, el peso molecular promedio en peso del primer polímero está entre 20.000 y 55.000 g/mol (dáltones), más preferiblemente entre 30.000 y 52.000 g/mol (dáltones), aún más preferiblemente entre 35.000 y 50.000 g/mol (dáltones), y, lo más preferible, entre 40.000 y 48.000 g/mol (dáltones). Generalmente, el peso molecular promedio en peso del segundo polímero está entre 100.000 y 250.000 g/mol (dáltones). Preferiblemente, el peso molecular promedio en peso del segundo polímero está entre 100.000 y 200.000 g/mol (dáltones), más preferiblemente entre 100.000 y 150.000 g/mol (dáltones), y, lo más preferible, entre 105.000 y 125.000 g/mol (dáltones). El peso molecular promedio en peso se caracteriza usando un cromatógrafo de exclusión por tamaño (SEC, por sus siglas en inglés) de alta temperatura empleando un estándar de referencia de poliestireno.

El primer y segundo polímero pueden tener calores de fusión que varían en un amplio intervalo y pueden ser iguales o diferentes. Preferiblemente, el primer polímero tiene un calor de fusión de entre 5 y 35 J/g, preferiblemente entre 10 y 29 J/g, más preferiblemente entre 15 y 25 J/g, y, lo más preferible, entre 18 y 22 J/g. Preferiblemente, el segundo polímero tiene un calor de fusión de entre 2,5 y 25 J/g, preferiblemente entre 3 y 15 J/g, más preferiblemente entre 3,5 y 10 J/g, y, lo más preferible, entre 6 y 9 J/g. Los valores de calor de fusión proporcionados en este documento se determinan según el método estándar ASTM E793-01 "Método de prueba estándar para entalpías de fusión y cristalización mediante calorimetría diferencial de barrido", excepto con la única modificación de que se usó una temperatura de barrido de 20 °C por minuto en lugar de 10 °C por minuto.

Los índices de polidispersidad del primer polímero y del segundo polímero pueden variar en un amplio intervalo y pueden ser iguales o diferentes. Los índices de polidispersidad de los dos polímeros están preferiblemente entre 1,5 y 6, más preferiblemente entre 1,8 y 5, incluso más preferiblemente entre 2 y 3, y, lo más preferible, entre 2,2 y 2,8.

Tanto el primer como el segundo polímero están compuestos principalmente de unidades de propileno. Esto significa que comprenden al menos un 50 por ciento en peso de propileno. Preferiblemente, el primer y segundo polímeros tienen un contenido de etileno de entre 5% y 25%, más preferiblemente entre 7% y 20%, incluso más preferiblemente entre 9% y 17%, y, lo más preferible, entre 10% y 15%. El primer y segundo polímeros pueden tener el mismo o diferente contenido de etileno.

Las temperaturas de fusión, también denominadas puntos de fusión, del primer y segundo polímero pueden variar en un amplio intervalo. Preferiblemente, la temperatura de fusión del primer polímero está entre 70°C y 130°C. Más preferiblemente, la temperatura de fusión del primer polímero está entre 75°C y 125°C, incluso más preferiblemente entre 85°C y 115°C, y, lo más preferible, entre 90°C y 110°C. Preferiblemente, la temperatura de fusión del segundo polímero está entre 35°C y 100°C. Más preferiblemente, la temperatura de fusión del segundo polímero está entre 40°C y 90°C, incluso más preferiblemente entre 50°C y 80°C, y, lo más preferible, entre 55°C y 75°C. Las temperaturas de fusión del primer y segundo polímero pueden ser iguales o diferentes. La temperatura de fusión tal como se describe en este documento se mide usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según el método estándar ASTM E-794-01 excepto con una modificación de la prueba, en la que se usó una temperatura de barrido de 20 °C por minuto en lugar de 10 °C por minuto (el "punto de fusión DSC").

Las temperaturas de transición vítrea del primer y segundo polímero también pueden variar en un amplio intervalo. Preferiblemente, las temperaturas de transición vítrea del primer y segundo polímero están entre -45°C y -5°C. Más preferiblemente, las temperaturas de transición vítrea están entre -35°C y -15°C, incluso más preferiblemente entre -32°C y -20°C, y, lo más preferible, entre -30°C y -22°C. Las temperaturas de transición vítrea del primer y segundo polímero pueden ser iguales o diferentes. La temperatura de transición vítrea tal como se describe en el presente documento se mide usando calorimetría diferencial de barrido (DSC) según el método estándar ASTM E-794-01 excepto con una modificación de la prueba, en la que se utilizó una temperatura de barrido de 20 °C por minuto en lugar de 10 °C por minuto.

La composición adhesiva termofusible de la presente invención también incluye una resina adherente (también denominada en el presente documento "fijador o agente pegajoso o de pegajosidad") que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C. Tal como se define en la presente descripción, el agente pegajoso puede ser una molécula o una macromolécula y generalmente es un compuesto químico o un polímero de peso molecular bastante bajo, en comparación con los polímeros comunes, obtenido a partir de una fuente natural o mediante un proceso químico o por combinación de los mismos, que en general mejora la adhesión de la composición adhesiva termofusible final. Las resinas representativas incluyen resinas de hidrocarburos C5/C9, politerpenos sintéticos, colofonia, ésteres de colofonia, terpenos naturales y similares. Más particularmente, las resinas adherentes útiles incluyen cualquier resina compatible o mezclas de las mismas tales como (1) colofonias naturales y modificadas que incluyen colofonia de goma, colofonia de madera, colofonia de tall oil, colofonia destilada, colofonia hidrogenada, colofonia dimerizada y colofonia polimerizada; (2) ésteres de glicerol y pentaeritritol de colofonias naturales y modificadas, incluido el éster de glicerol de colofonia de madera pálida, el éster de glicerol de colofonia hidrogenada, el éster de glicerol de colofonia polimerizada, el éster de pentaeritritol de colofonia hidrogenada y el éster de colofonia de pentaeritritol fenólico-modificado; (3) copolímeros y terpolímeros de terpenos naturales, tales como estireno/terpeno y alfa metilestireno/terpeno; (4) resinas de politerpeno generalmente resultantes de la polimerización de hidrocarburos terepénicos, tales como el monoterpeno bicíclico conocido como pineno, en presencia de catalizadores de Friedel-Crafts a temperaturas moderadamente bajas; también se incluyen las resinas de politerpeno hidrogenadas; (5) resinas terpénicas fenólicas modificadas y derivados hidrogenados de las mismas tales como, por ejemplo, el producto de resina resultante de la condensación, en un medio ácido, de un terpeno bicíclico y un fenol; (6) resinas de hidrocarburos alifáticos de petróleo resultantes de la polimerización de monómeros que consisten principalmente en olefinas y diolefinas; también se incluyen las resinas de hidrocarburos de petróleo alifáticos hidrogenados; y (7) resinas de hidrocarburos cíclicos de petróleo y sus derivados hidrogenados. Para algunas formulaciones pueden ser necesarias mezclas de dos o más de las resinas adherentes descritas anteriormente. También se incluyen las resinas C5 cíclicas o acílicas y las resinas acíclicas o cíclicas modificadas aromáticamente.

En una realización de la invención, el agente pegajoso se selecciona en el grupo que consiste en resinas de hidrocarburos alifáticos y cicloalifáticos y sus derivados hidrogenados, resinas de hidrocarburos aromáticos hidrogenados, resinas alifáticas o cicloalifáticas modificadas aromáticamente y sus derivados hidrogenados, resinas de politerpenos y politerpeno estirenados y mezclas de las mismas. En otra realización de la invención, el agente de pegajosidad se selecciona en el grupo que consiste en una resina de hidrocarburo alifático C-5, una resina C-5 hidrogenada, una resina C-9 hidrogenada, una resina DCPD hidrogenada y una resina DCPD modificada aromáticamente.

En una realización de la invención, la resina pegajosa tiene un punto de reblandecimiento de anillo y bola (medido según ASTM E28) de al menos 40°C, más preferiblemente entre 80°C y 110°C. Aún más preferiblemente, el agente pegajoso usado en el presente documento tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de menos de 108°C y más preferiblemente menos de 105°C.

Una realización de la presente invención proporciona una composición adhesiva termofusible que comprende una resina adherente en una cantidad del 25% al 65%. Preferiblemente, la resina adherente está presente en una cantidad de entre 30% y 60%, más preferiblemente entre 32% y 50%, y, lo más preferible, entre 35% y 45%, en peso.

La composición adhesiva termofusible de la presente invención también incluye un plastificante. En la presente invención se pueden usar plastificantes para controlar el comportamiento del adhesivo durante la formulación, la aplicación y el uso final. El componente plastificante útil en la presente invención se puede seleccionar entre cualquiera de los siguientes: aceites de base mineral, aceites de petróleo, resinas líquidas, elastómeros líquidos, plastificantes de polibuteno, poliisobutileno, ftalato y benzoato, y aceite de soja epoxidado. Preferiblemente, el plastificante se selecciona en el grupo que consiste en aceite mineral y polibuteno líquido, e incluso más preferiblemente aceite mineral con menos del 30% de átomos de carbono aromáticos. Un plastificante se define en términos generales como una composición típicamente orgánica que se puede agregar a los cauchos termoplásticos y otras resinas para mejorar la extrusión, flexibilidad, capacidad de trabajo y capacidad de estiramiento del adhesivo terminado. Puede ser útil cualquier material que fluya a temperatura ambiente o de aplicación y que sea compatible con las composiciones de la presente invención. Preferiblemente, el plastificante tiene baja volatilidad a temperaturas superiores a 40°C. Los plastificantes más comúnmente utilizados son aceites que son principalmente aceites de hidrocarburos, de bajo contenido aromático y de carácter parafínico o nafténico. Los aceites son preferiblemente de baja volatilidad, transparentes y tienen poco color y olor imperceptible. Esta invención también puede incluir oligómeros de olefinas, polímeros de bajo peso molecular, aceites de hidrocarburos sintéticos, aceites vegetales y sus derivados y aceites plastificantes similares. Los plastificantes sólidos también pueden ser útiles para la presente invención. Ejemplos de tales plastificantes son dibenzoato de 1,4-ciclohexanodimetanol, tribenzoato de glicerilo, tetrabenzoato de pentaeritritol y ftalato de diciclohexilo. Se da preferencia a los aceites a base de petróleo con aceites minerales nafténicos adecuados útiles en esta invención de los tipos aquí descritos anteriormente que están disponibles comercialmente en la compañía Nynas, con el nombre comercial Nyplast®. Los plastificantes líquidos adecuados incluyen polibuteno tal como los materiales de la serie Indopol suministrados por Ineos. Según sea necesario, también se pueden emplear mezclas de plastificantes para ajustar el rendimiento del uso final y las propiedades finales.

El plastificante se puede usar en una cantidad del 2% al 25% en peso, más preferiblemente en una cantidad de entre el 5% y el 20%, incluso más preferiblemente entre el 7% y el 18%, y, lo más preferible, entre el 10% y el 16% en peso. También se pueden usar mezclas de dos o más plastificantes. Por ejemplo, también se puede emplear una mezcla de un primer plastificante y un segundo plastificante que sea diferente del primer plastificante. Si se desea, se pueden mezclar del 1% al 19% en peso de uno o más plastificantes adicionales junto con el primer plastificante, para lograr los totales enumerados anteriormente.

El adhesivo termofusible de la presente invención también puede incluir un estabilizante o un antioxidante en una cantidad de 0,1% a 5% en peso. Preferiblemente se incorpora a la composición de 0,1% a 2% de un estabilizante o antioxidante. Los estabilizantes que son útiles en las composiciones adhesivas termofusibles de la presente invención se incorporan para ayudar a proteger los polímeros mencionados anteriormente, y por lo tanto el sistema adhesivo total, de los efectos de la degradación térmica y oxidativa que normalmente se producen durante la fabricación y aplicación de las composiciones del adhesivo, así como en la exposición ordinaria del producto final al ambiente. Entre los estabilizantes aplicables se encuentran los fenoles impedidos y los fenoles multifunción, tales como los fenoles que contienen azufre y fósforo. Los antioxidantes, tales como los aminofenoles impedidos, se pueden caracterizar como compuestos fenólicos que también contienen radicales voluminosos muy próximos al grupo hidroxilo fenólico de los mismos y son los preferidos. En particular, los grupos butilo terciario generalmente están como sustituyentes en el anillo bencénico en al menos una de las posiciones orto con respecto al grupo hidroxilo fenólico. La presencia de estos radicales sustituidos estéricamente voluminosos en las proximidades del grupo hidroxilo sirve para retardar su frecuencia de estiramiento y, correspondientemente, su reactividad; este impedimento estérico proporciona así al compuesto fenólico sus propiedades estabilizantes. Los fenoles impedidos representativos incluyen los siguientes compuestos:

1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3-5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)benceno;

tetrakis-3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato de pentaeritritol;

propionato de n-octadecil-3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenilo);

4,4'-metilenbis(4-metil-6-tercbutilfenol);

2,6-di-terc-butilfenol;

6-(4-hidroxifenoxi)-2,4-bis(n-octiltio1,3,5-triazina;

2,3,6-tris(4-hidroxi-3,5-di-terc-butil-fenoxi,3,5-triazina di-n-octadecil-3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilfosfonato;

2-(n-octiltio)etil-3,5-di-terc-butil-4-hidroxibenzoato;

y hexa-3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-fenil)propionato de sorbitol.

También pueden estar presentes en la invención agentes nucleantes de poliolefina. Los agentes nucleantes adecuados para esta invención son generalmente de la subclase de agentes nucleantes conocidos como agentes clarificantes que se emplean comúnmente en paquetes de aditivos de poliolefinas para promover una cristalización rápida. Los materiales adecuados incluyen derivados de dibencilidenosorbitol tales como Millad 3988 y Millad NX8000 suministrados por Milliken así como Irgaclear D producido por BASF. Otros agentes adecuados incluyen sistemas de amidas aromáticas tales como NJ Star NU-100 proporcionado por New Japan Chemical Company. Si se incluye, el agente nucleante generalmente está presente en las composiciones adhesivas en cantidades del 0,05 al 5 % en peso de la composición, preferiblemente se utiliza del 0,1 al 2,5 % en peso y, lo más preferible, del 0,2 al 1,0 % en peso. También se pueden usar mezclas de dos o más agentes de nucleación. Por ejemplo, también se puede emplear una mezcla de un agente de nucleación y un segundo agente de nucleación que sea diferente del primer agente de nucleación. Si se desea, se pueden mezclar del 0,05 % al 5 % en peso de uno o más agentes de nucleación adicionales junto con el primer agente de nucleación. El agente de nucleación se puede usar directamente como un polvo, como una suspensión en una porción de agente plastificante adecuado, o como un componente en una mezcla madre de una mezcla madre polimérica adecuada tal como Milliken NX-10. Conjuntos de nucleación como los descritos en el documento de la patente US 2015/0299526 también se pueden incluir para adaptar la velocidad de fijado y las propiedades de unión del adhesivo termofusible.

Debe entenderse que se pueden incorporar otros aditivos opcionales a la composición adhesiva de la presente invención para modificar propiedades físicas particulares. Estos pueden incluir, por ejemplo, materiales tales como absorbentes de luz ultravioleta (UV), ceras, tensioactivos, colorantes inertes, dióxido de titanio, agentes fluorescentes y cargas. Las cargas típicas incluyen talco, carbonato de calcio, sílice arcillosa, mica, wollastonita, feldespato, silicato de aluminio, alúmina, alúmina hidratada, microesferas de vidrio, microesferas cerámicas, microesferas termoplásticas, barita y polvo de madera y pueden incluirse en una cantidad de hasta el 60 % por peso, y preferiblemente entre 1 y 50% en peso.

En una realización de la invención, la composición adhesiva termofusible no incluye cera. En realizaciones de la invención en donde se incluye cera, las ceras se pueden incluir en una cantidad de hasta el 20 % en peso, preferiblemente entre el 0,1 % y el 18 % en peso. La cera se puede seleccionar en el grupo que consiste en ceras de petróleo, polietileno y polipropileno de bajo peso molecular, ceras sintéticas y ceras de poliolefina y mezclas de las mismas. En realizaciones preferidas, la cera es un polietileno de bajo peso molecular que tiene un peso molecular promedio en número de 400 a 6.000 g/mol.

La viscosidad del material adhesivo según la presente invención debe ser generalmente una viscosidad a la temperatura de aplicación apropiada para ser procesado y aplicado a su sustrato. Es necesario procesar un adhesivo con una viscosidad relativamente baja a una temperatura de aplicación baja mediante un equipo de adhesivo termofusible estándar y lograr el patrón deseado y, en consecuencia, un rendimiento de unión adecuado a la temperatura de aplicación. En general, la viscosidad es igual o inferior a 35.000 mPas (cP) a 121 °C, preferentemente igual o inferior a 30.000 mPas (cP) a 121 °C, incluso más preferentemente inferior a 25.000 mPas (cP) a 121 °C. C, aún más preferiblemente menos de 20.000 mPas (cP) a 121°C según ASTM D3236. Todas las viscosidades identificadas en este documento se miden según esta norma ASTM modificada. Preferiblemente, la viscosidad de la composición es al menos 1.000 mPas (cP), más preferiblemente al menos 5.000 mPas (cP), aún más preferiblemente al menos 7.500 mPas (cP) y, lo más preferible, al menos 15.000 mPas (cP), a 121°. C. Cuando en el presente documento se enumeran varios límites inferiores y límites superiores del valor de una propiedad, la invención incluye intervalos entre ellos e incluyendo cualquiera de los límites inferiores a cualquiera de los límites superiores. Así, la viscosidad podría estar entre 1.000 mPas (cP) y 35.000 mPas (cP) y entre 5.000 mPas (cP) y 20.000 mPas (cP) a 121°C. En otras realizaciones, la viscosidad de la composición está entre cualquiera de los intervalos contemplados en el presente documento a diversas temperaturas de aplicación típicamente utilizadas entre 121°C y 149°C, tal como a 121°C, 127°C, 135°C y 149°C.

En realizaciones de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende, consiste esencialmente en, o consiste en, el primer polímero, el segundo polímero, la resina adherente y el plastificante. En realizaciones de la invención, la composición incluye el primer y segundo polímero y ningún otro polímero.

La composición adhesiva termofusible de la presente invención se puede formular usando cualquier técnica conocida en la técnica. Un ejemplo representativo del procedimiento de mezcla implica colocar todos los componentes en un recipiente de mezcla con camisa equipado con un rotor y luego elevar la temperatura de la mezcla a un intervalo de 120 °C a 230 °C para fundir el contenido. Debe entenderse que la temperatura precisa que se utilizará en este paso dependerá de los puntos de fusión de los ingredientes concretos. Los constituyentes se introducen individualmente o en ciertas combinaciones en el recipiente bajo agitación y se deja que continúe la mezcla hasta que se forme una mezcla consistente y uniforme.

En una realización de la invención, el adhesivo se elabora utilizando una mezcladora superior tradicional a 180°C. Primero, se calientan a la temperatura deseada el plastificante, el agente de pegajosidad y cualquier antioxidante con una manta inerte y se inicia la agitación para lograr homogeneidad. El orden de adición de los polímeros no parece afectar al resultado final, aunque en algunas realizaciones el primer componente polimérico se añade primero. Una vez que se haya disuelto todo el polímero y la mezcla parezca homogénea, se agrega el segundo polímero. Se continúa mezclando mientras se aplica calor hasta que la mezcla vuelve a ser homogénea y el segundo polímero se funde. Se pueden usar otros métodos convencionales para preparar el adhesivo termofusible de la presente invención. Por ejemplo, se pueden usar métodos que emplean mezclado estático, extrusión de un solo husillo, extrusión con dos husillos y amasado. Luego, el adhesivo termofusible se enfría a temperatura ambiente y se le da forma de trozos con una capa protectora formada sobre ellos o de gránulos, para su envío y uso.

El adhesivo termofusible resultante se puede aplicar luego a sustratos usando una variedad de técnicas de recubrimiento. Los ejemplos incluyen recubrimiento mediante boquilla ranurada de aplicación en caliente, recubrimiento mediante rueda de aplicación en caliente, revestimiento mediante rodillo de fusión en caliente, recubrimiento mediante soplado del fundido, así como métodos de pulverización de ranura, espiral y pulverización envolvente tales como los utilizados para fijar hebras elásticas. Las técnicas de pulverización son numerosas y se pueden realizar con o sin ayuda de aire comprimido que daría forma al patrón de pulverización del adhesivo. El material adhesivo termofusible generalmente se bombea fundido a través de mangueras hasta el punto de recubrimiento final sobre los sustratos. Es adecuada cualquier temperatura de aplicación por encima del punto de reblandecimiento de la formulación adhesiva.

La composición adhesiva termofusible de la presente invención se puede usar en diversas aplicaciones tales como, por ejemplo, en artículos higiénicos no tejidos desechables, conversión de papel (paso de bobinas a formatos), en embalajes flexible, en trabajo de la madera, sellado de cajas y cartones, etiquetado y otras aplicaciones de ensamblaje. Las aplicaciones particularmente preferidas incluyen la fijación elástica de pañales y bragas para adultos con incontinencia, la fabricación de pañales desechables y compresas sanitarias femeninas, la estabilización del núcleo de pañales y compresas, la laminación de la lámina posterior de pañales, la conversión de materiales de filtros industriales, el montaje de batas y paños quirúrgicos. Se ha descubierto que el adhesivo de la invención es particularmente útil como adhesivo de estructura en artículos de higiene, tales como pañales. Los adhesivos de estructura se utilizan normalmente para unir una capa no tejida a una película de polietileno.

El adhesivo de la presente invención también se puede utilizar con cualquier aplicación en donde estén involucrados diversos materiales de sustrato. Los ejemplos incluyen materiales no tejidos y películas poliméricas. Se podría usar cualquier material de sustrato y cualquier forma de sustrato en cualquier combinación posible, sirviendo el adhesivo para unir un único sustrato doblado sobre sí mismo o dos o más sustratos juntos. Los sustratos pueden ser de múltiples formas, por ejemplo, fibras, películas, hilos, tiras, cintas, lazos, revestimientos, láminas, hojas y bandas. El sustrato puede ser de cualquier composición conocida, por ejemplo, poliolefina, poliacrílico, poliéster, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, madera tipo celulósica, cartón o papel. El comportamiento mecánico del sustrato en volumen puede ser rígido, plástico o elastomérico. Las listas anteriores no son limitativas ni exhaustivas, sino que solo se proporcionan como ejemplos comunes.

En una realización de la invención, el método para fabricar un laminado comprende las etapas de: (1) aplicar la composición adhesiva termofusible de la invención en estado fundido a un sustrato primario; y (2) acoplar un sustrato secundario al sustrato primario poniendo en contacto el sustrato secundario con la composición adhesiva. Al permitir que el adhesivo se enfríe, el adhesivo une el sustrato primario al sustrato secundario. En realizaciones en las que el adhesivo es adecuado para su uso como adhesivo de estructura, el sustrato primario puede ser una película de poliolefina, tal como polietileno, y el sustrato secundario puede ser una capa o material no tejido.

En realizaciones alternativas de la invención, el adhesivo se aplica al primer sustrato usando un método de contacto directo de aplicación del fundido en caliente, tal como un cabezal aplicador de ranura o ranura en V. Alternativamente, el adhesivo se puede aplicar al primer sustrato usando un método de fusión en caliente sin contacto, tal como un aplicador de pulverización.

Según realizaciones de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende: (a) entre 35% y 55%, preferiblemente entre 40% y 50%, y, lo más preferible, entre 42% y 47%, en peso, de un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones); (b) entre 0,5% y 7%, preferiblemente entre 1% y 5%, y, lo más preferible entre 1% y 4%, en peso, de un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos al menos 100.000 g/mol (dáltones); (c) entre 30% y 60%, preferiblemente entre 32% y 50%, y, lo más preferible, entre 35% y 45%, en peso de una resina pegajosa que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C; y (d) entre 5% y 20%, preferiblemente entre 7% y 18%, y, lo más preferible, entre 10% y 16% en peso de un plastificante, en donde la relación en peso del primer polímero con respecto al segundo polímero está entre 200 :1 y 9:1, preferiblemente entre 75:1 y 10:1, y, lo más preferible, entre 50:1 y 15:1, y la viscosidad de la composición es igual o menor que 30.000 mPas (cP) a 121 °C, preferiblemente menor de 25.000 mPas (cP) a 121°C, más preferiblemente menor de 20.000 mPas (cP) a 121°C. Según otras realizaciones de la invención, el peso combinado del primer y segundo polímeros está comprendido entre 31% y 72%, preferiblemente entre 36% y 55%, y, lo más preferible, entre 40% y 50%, respecto del peso total de la composición adhesiva termofusible.

Según otra realización de la invención, la composición adhesiva termofusible comprende: (a) del 30% al 72% en peso de un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 20.000 y 55.000 g/mol (dáltones), un calor de fusión de entre 5 y 35 J/g, un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 6, tiene un contenido de etileno de entre 5 % en peso y 25 % en peso, una temperatura de fusión de entre 70 °C a 130°C, y una temperatura de transición vítrea de entre -45°C y -5°C; (b) de 0,1% a 8% de un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 g/mol (dáltones); (c) del 25% al 65% en peso de una resina pegajosa que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C; y (d) de 2% a 25% en peso de un plastificante, en donde la relación en peso del primer polímero al segundo polímero está entre 500:1 y 9:1 y la viscosidad de la composición (medida según ASTM D3236) es igual o inferior a 35.000 mPas (cP) a 121 °C.

Según una realización de la presente invención, la composición adhesiva termofusible comprende (a) un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones); (b) un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 g/mol (dáltones); (c) una resina pegajosa que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C; y (d) un plastificante, en donde la viscosidad de la composición es igual o inferior a 35.000 mPas (cP) a 121°C y el primer polímero, el segundo polímero, la resina adherente y el plastificante están presentes en cantidades eficaces para proporcionar una composición adhesiva termofusible que tiene: (1) una resistencia al despegado de al menos 150 gramos fuerza inicialmente y al menos 250 gramos fuerza después de envejecimiento a 54,5°C cuando se aplica en una cantidad de 2 g/m2 entre una película de polietileno y una capa no tejida; (2) una resistencia al despegado de al menos 100 gramos fuerza inicialmente cuando se aplica una cantidad de 1 g/m2 entre una película de polietileno y una capa no tejida; y (3) un valor de cizallamiento de al menos 50 minutos a 37,8°C cuando se aplica entre dos capas no tejidas y usando un peso de 250 gramos. Aunque se cree que los adhesivos de la presente invención pueden lograr este rendimiento de despegado y cizallamiento con una variedad de sustratos y cantidades añadidas, la realización de la invención utiliza los sustratos y condiciones específicos que se establecen a continuación en los ejemplos.

EJEMPLOS

Los siguientes ejemplos son ilustrativos, pero no limitativos de la invención.

La viscosidad se midió según el método estándar ASTM D3236 a 121°C. La velocidad del husillo se ajustó de modo que el par de torsión estuviera en porcentaje entre 45% y 90%.

Los puntos de reblandecimiento de anillo y bola se determinaron con una unidad Herzog automatizada según el método establecido en ASTM E-28.

Materias primas:

Calsol 5550 es un aceite de proceso nafténico disponible en Calumet Specialty Products.

Eastotac H-100W es una resina de hidrocarburo hidrogenado con un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 100°C disponible en Eastman Chemical Company.

Escorez 5615 es una resina de hidrocarburo cicloalifático modificado aromático hidrogenado con un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 118 °C disponible en ExxonMobil Corporation.

Irganox 1010 es un antioxidante que es tetrakis(3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato de pentaeritritol), un fenol estéricamente impedido, disponible en BASF SE.

Vistamaxx 8380, obtenido en Exxonmobil Chemical Company, Houston, Tejas, Estados Unidos, es un copolímero al azar de propileno-etileno catalizado por metaloceno de bajo peso molecular y baja viscosidad. Tiene aproximadamente 12% en peso de comonómero de etileno y un peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 43.000 g/mol, un punto de fusión DSC de aproximadamente 100°C, una entalpía de fusión DSC de aproximadamente 20 J/g.

Vistamaxx 6502, obtenido en Exxonmobil Chemical Company, Houston, Tejas, Estados Unidos, es un copolímero esencialmente amorfo que contiene aproximadamente 13% en peso de comonómero de etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 119.000 g/mol, un punto de fusión DSC de aproximadamente 64 °C, y una entalpía de fusión DSC de aproximadamente 9 J/g.

Los adhesivos se formularon fundiendo el aceite, el agente pegajoso y el antioxidante a aproximadamente 180°C bajo una capa de nitrógeno. Luego, se añadió el polímero de menor peso molecular (Vistamaxx 8380). Una vez que la formulación recuperó la temperatura de antes de la adición del polímero y pareció homogénea, se añadió el segundo polímero de mayor peso. La mezcla de la formulación continuó hasta que fue completamente homogénea y no eran visibles perlas de polímero.

El adhesivo se usó para formar un bilaminado compuesto por un sustrato primario con una capa adhesiva que luego se une a un sustrato secundario. Normalmente, estos laminados se crearon con 2 g/m2 de adhesivo aplicado con la boquilla Nordson Signature a una velocidad de 4,572 m/s (900 pies/min) y un tiempo de abertura (tiempo para que el adhesivo entre en contacto con la capa secundaria) de 0,25 segundos. La temperatura de aplicación fue de 149°C y la compresión de 275.790 Pa (40 psi). Si bien se podrían utilizar muchos tipos de sustratos como componentes primarios y/o secundarios, el sustrato primario utilizado en los ejemplos siguientes para las pruebas de rendimiento de despegado fue DH284, que es una película de polietileno no transpirable de 24 g/m2 disponible comercialmente en Clopay Plastics Products. El sustrato secundario usado para la prueba de rendimiento de despegado fue un material no tejido hilado de 15 g/m2 disponible en First Quality Enterprises. La prueba de cizallamiento se realizó en un bilaminado en el que tanto el sustrato primario como el secundario eran un no tejido soplado en fusión de 50 g/m2 de Berry Global.

Para determinar el rendimiento de despegado del adhesivo, los laminados se probaron "inicialmente" (lo que significa que se les permitió envejecer a temperatura ambiente durante aproximadamente 24 horas) o se sometieron a varios tiempos de envejecimiento, como 1, 2 o 4 semanas, a 54,5°C. Luego, los laminados se separaron mediante un evaluador de tracción Instron a una velocidad de 30,48 cm/min (12 pulgadas por minuto) en un despegado en "forma de T" de 180 grados en una habitación con clima controlado, que se mantuvo a una temperatura constante de 23,9 °C y una humedad relativa del 50 %. La fuerza de despegado se midió en gramos fuerza y el valor de despegado se calculó determinando la resistencia de despegado promedio después de eliminar el primer y el último cinco por ciento de la longitud de la muestra para reducir la variabilidad al iniciar y detener la prueba. Esta prueba se realizó utilizando una cantidad añadida de uno o dos gramos por metro cuadrado, como se muestra en los resultados a continuación.

Para determinar el rendimiento de cizallamiento, el adhesivo se aplica en un patrón de espacio de 2,54 cm (1 pulgada) a un nivel de adición de 15 g/m2. El laminado se sometió a pruebas de cizallamiento al día siguiente de su fabricación. Para realizar una prueba de cizallamiento, se corta una tira de laminado de 2,54 cm (1 pulgada). En un horno a 37,8°C, el sustrato primario se cuelga de forma segura mientras se fija un peso de 250 g al sustrato secundario. Cuando el adhesivo pierde cohesión, el peso cae para detener un cronómetro que indica el tiempo de suspensión en minutos.

A continuación, se muestran los porcentajes en peso de los diversos constituyentes utilizados. Como puede verse, la formulación del ejemplo 1 (EJ1) usa un agente de pegajosidad que tiene un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 100°C, mientras que el agente de pegajosidad usado en el ejemplo comparativo 2 (EC2) tiene un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 118°C. La relación entre polímero de bajo peso molecular y polímero de alto peso molecular en ambos casos es de aproximadamente 22,2:1. En el ejemplo comparativo 3 (EC3), no se utilizó ningún polímero de alto peso molecular.

En algunas aplicaciones, un rendimiento de despegado objetivo adecuado con una adición de 2 g/m2 puede ser de 150 gf cuando se prueba inicialmente y de 250 gf después de que los laminados hayan envejecido a 54,5 °C. La formulación del ejemplo 1 cumple con este criterio de despegado, pero cuando se usa un agente adherente de punto de reblandecimiento más alto (como en el ejemplo comparativo 2), el rendimiento de despegado tras envejecimiento disminuye significativamente. El ejemplo 1 de la invención también muestra un rendimiento de despegado deseable (por ejemplo, superior a 100 gf) con un peso añadido menor (es decir, 1 g/m2). La formulación sin polímero de alto peso molecular (EC3) tiene un buen rendimiento de despegado inicial, pero su rendimiento de despegado cae por debajo de 100 gf después del envejecimiento y no proporciona una resistencia al cizallamiento adecuada en algunas aplicaciones.

La figura 1 muestra el rendimiento de despegado después de una semana de envejecimiento frente a la resistencia al cizallamiento para los ejemplos EJ1, EC2 y EC3, donde el tamaño de los círculos representa la desviación estándar. Como puede verse, la formulación de la presente invención tuvo un mejor rendimiento en la prueba de cizallamiento que EC3 y mejor en la prueba de despegado que EC2.

La figura 2 muestra el rendimiento del despegado de EJ1, tanto inicialmente como después de someter las muestras aambientes de envejecimiento de 1, 2 y 4 semanas, a tres temperaturas de aplicación diferentes, concretamente a 127°C, 135°C y 149°C. La formulación de EJ1 se podía pulverizar a todas las temperaturas de aplicación y tenía una viscosidad suficientemente baja a 121°C (15.120 mPas (cP)) para aplicarse como adhesivo de estructura usando muchos sistemas de aplicación disponibles comercialmente. La figura 2 demuestra que la presente invención proporciona una formulación que tiene un rendimiento de despegado constante a una temperatura de aplicación estándar (149 °C) y a temperaturas de aplicación bajas (135 °C y 127 °C).

La figura 3 muestra el rendimiento de despegado después de una semana de envejecimiento frente a la resistencia al cizallamiento para EJ1 y dos formulaciones disponibles comercialmente. H9564 es un adhesivo de estructura a base de poliolefina disponible comercialmente en Bostik. H4384 es un adhesivo de estructura de copolímero de bloques de estireno disponible comercialmente en Bostik. Como puede verse, la formulación de la presente invención proporciona un rendimiento de cizallamiento significativamente mejor que cualquiera de estas formulaciones y un rendimiento de despegado mejor que H9564.

Cuando se proporciona un intervalo de valores, se entiende que se abarca cada valor intermedio, y cualquier combinación o subcombinación de valores intermedios, entre el límite superior e inferior de ese intervalo y cualquier otro valor declarado o intermedio en ese intervalo declarado, dentro del intervalo de valores citados. Además, la invención incluye un intervalo de un constituyente que es el límite inferior de un primer intervalo y un límite superior de un segundo intervalo de ese constituyente.

A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen los mismos significados que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Todas las referencias citadas en esta especificación deben tomarse como indicativas del nivel de capacidad en la técnica. Nada de lo aquí contenido debe interpretarse como una admisión de que la invención no tiene derecho a ser anterior a dicha divulgación en virtud de una invención anterior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición adhesiva termofusible que comprende:

(a) de 30% a 72% en peso de un primer polímero que comprende un copolímero unimodal de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de entre 5.000 y 60.000 g/mol (dáltones);

(b) de 0,1% a 8% de un segundo polímero que comprende un copolímero de propileno y etileno y que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 100.000 g/mol (dáltones);

(c) de 25% a 65% en peso de una resina pegajosa o adherente que tiene un punto de reblandecimiento anillo y bola de como máximo 115°C; y

(d) de 2% a 25% en peso de un plastificante,

en la que la relación en peso del primer polímero al segundo polímero está entre 75:1 y 10:1 y la viscosidad de la composición es igual a o menor de 35.000 mPas (cP) a 121 °C.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero está presente en una cantidad de entre 35% y 55%, preferiblemente entre 40% y 50%, y más preferiblemente entre 42% y 47%, en peso;

el segundo polímero está presente en una cantidad de entre 0,5% y 7%, preferiblemente entre 1% y 5%, y más preferiblemente entre 1% y 4%, en peso;

la resina adherente está presente en una cantidad de entre 30% y 60%, preferiblemente entre 32% y 50%, y más preferiblemente entre 35% y 45%, en peso;

el plastificante está presente en una cantidad de entre 5% y 20%, preferiblemente entre 7% y 18%, y más preferiblemente entre 10% y 16%, en peso;

la relación en peso del primer polímero con respecto al segundo polímero está entre 50:1 y 15:1; y la viscosidad de la composición es igual o inferior a 30.000 mPas (cP) a 121°C, preferiblemente menor de 25.000 mPas (cP) a 121°C, más preferiblemente menor de 20.000 mPas (cP) a 121°C.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene un calor de fusión de entre 5 y 35 J/g, preferiblemente entre 10 y 29 J/g, más preferiblemente entre 15 y 25 J/g, y, lo más preferible, entre 18 y 22 J/g; y

el segundo polímero tiene un calor de fusión de entre 2,5 y 25 J/g, preferiblemente entre 3 y 15 J/g, más preferiblemente entre 3,5 y 10 J/g, y, lo más preferible, entre 6 y 9 J/g.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 6, preferiblemente entre 1,8 y 5, más preferiblemente entre 2 y 3, y, lo más preferible, entre 2,2 y; y

el segundo polímero tiene un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 6, preferiblemente entre 1,8 y 5, más preferiblemente entre 2 y 3, y, lo más preferible, entre 2,2 y 2,8.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el peso molecular promedio en peso del primer polímero está entre 20.000 y 55.000 g/mol (dáltones), preferiblemente entre 30.000 y 52.000 g/mol (dáltones), más preferiblemente entre 35.000 y 50.000 g/mol (dáltones), y, lo más preferible, entre 40.000 y 48.000 g/mol (dáltones); y

el peso molecular promedio en peso del segundo polímero está entre 100.000 y 250.000 g/mol (dáltones), preferiblemente entre 100.000 y 200.000 g/mol (dáltones), más preferiblemente entre 100.000 y 150.000 g/mol (dáltones), y, lo más preferible, entre 105.000 y 125.000 g/mol (dáltones).

6. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene un contenido de etileno de entre 5% y 25%, preferiblemente entre 7% y 20%, más preferiblemente entre 9% y 17%, y, lo más preferible, entre 10% y 15%; y

el segundo polímero tiene un contenido de etileno de entre 5% y 25%, preferiblemente entre 7% y 20%, más preferiblemente entre 9% y 17%, y, lo más preferible, entre 10% y 15%.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene una temperatura de fusión de entre 70°C y 130°C, preferiblemente entre 75°C y 125°C, más preferiblemente entre 85°C y 115°C, y, lo más preferible, entre 90°C y 110°C; y

el segundo polímero tiene una temperatura de fusión de entre 35°C y 100°C, preferiblemente entre 40°C y 90°C, más preferiblemente entre 50°C y 80°C, y, lo más preferible, entre 55°C y 75°C.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene una temperatura de transición vítrea de entre -45°C y -5°C, preferiblemente entre -35°C y -15°C, más preferiblemente entre -32°C y -20°C, y, lo más preferible, entre - 30°C y -22°C; y el segundo polímero tiene una temperatura de transición vítrea de entre -45°C y -5°C, preferiblemente entre -35°C y -15°C, más preferiblemente entre -32°C y -20°C, y, lo más preferible, entre - 30°C y -22°C.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que el agente de pegajosidad se selecciona en el grupo que consiste en resinas de hidrocarburos alifáticos y cicloalifáticos y sus derivados hidrogenados, resinas de hidrocarburos aromáticos hidrogenados, resinas alifáticas o cicloalifáticas modificadas aromáticamente y sus derivados hidrogenados, resinas de politerpeno y politerpeno estirenado y mezclas de las mismas.

10. La composición de la reivindicación 1, en la que el plastificante se selecciona en el grupo que consiste en aceite mineral y polibuteno líquido.

11. La composición de la reivindicación 1, en la que el peso combinado del primer y segundo polímeros representa entre 31% y 72%, preferiblemente entre 36% y 55%, y, lo más preferible, entre 40% y 50%, respecto del peso total de la composición adhesiva termofusible.

12. La composición de la reivindicación 1, en la que:

el primer polímero tiene un calor de fusión de entre 5 y 35 J/g;

el primer polímero tiene un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 6;

el peso molecular promedio en peso del primer polímero está entre 20.000 y 55.000 g/mol (dáltones); el primer polímero tiene un contenido de etileno de entre 5% y 25%;

el primer polímero tiene una temperatura de fusión de entre 70°C y 130°C; y

el primer polímero tiene una temperatura de transición vítrea de entre -45°C y -5°C.

13. Un método para fabricar un laminado que comprende las etapas de:

aplicar la composición adhesiva termofusible de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en estado fundido a un sustrato primario; y

acoplar un sustrato secundario al primer sustrato poniendo en contacto el sustrato secundario con la composición adhesiva.

14. El laminado fabricado mediante los métodos de la reivindicación 13.