專利名稱：鹽敏性醋酸乙烯酯粘合劑組合物和包含該組合物的纖維狀制品的制作方法
技術領域：
本發明一般性地涉及含有水可分散粘合劑的一次性纖維狀制品，并且尤其是涉及包含具有對鹽的濃度敏感的分散性的醋酸乙烯酯粘合劑的制品。
背景技術：
濕態強度是許多一次性紙制品所需要的屬性，所述一次性紙制品需要在預定使用之前和使用期間保持延長期限的濕整體性。這樣的產品包括手紙、尿布、個人護理產品和預濕潤制品例如嬰兒濕巾和家庭清潔擦拭布。
然而，永久性濕態強度在紙制品中通常為不必要的和不合乎需要的特征。由于這種產品的永久性濕態強度，紙制品通常在短期內使用后處理到填埋場、焚燒爐等中，并且因此可能對固體廢物流產生顯著的負擔。因此優選將用過的紙制品引入城市污水處理設施或私人化糞池系統。不幸的是，如果該產品為“不可沖洗的”，則這些過程通常是不可能的。如果這些產品永久保持抗水解強度的性能，則可以導致污水和化糞池系統堵塞。為了對付這些問題，已經努力試圖提供一種粘合劑，其中該粘合劑在鹽溶液存在下，為紙制品提供了充足的“暫時”濕態整體性，但是當暴露于大量廢水時，則提供最小的整體性，這樣使得它們穿過管道設備并在污水和/或化糞池系統中分解。
具體地，已經試圖制備一種一次性纖維狀制品，其在具有升高的離子濃度的溶液存在下，保持相對高的濕態強度，但是當其與具有較低離子濃度的溶液接觸時，變得更加易于分散。本領域已知這些離子敏感的、水可分散的聚合物配方。例如Lang等人的美國專利No.6,429,261公開了一種聚合物配方，其包含丙烯酸、NaAMPS、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯的可引發共聚物，以及包含聚(乙烯-醋酸乙烯酯)的非可交聯的共粘合劑聚合物，其中該聚合物配方不溶于包含至少約1重量％鹽的中性鹽溶液中，并且其中所述可引發共聚物可溶于包含多達約200ppm的一種或多種多價離子的水中。
Mumick等人的美國專利No.6,291,372公開了用于纖維狀材料的離子敏感粘合劑。用于粘合纖維狀基材的水溶性聚合物粘合劑包括約25～約85重量％不飽和羧酸和酯三元共聚物；以及約5重量％～約35重量％二價離子抑制劑，和約10重量％～約60重量％親水性可交聯聚合物。所述聚合物粘合劑可用于將用于個人護理產品例如預濕潤紙巾類的吸收網粘合。
Komatsu等人的美國專利No.5,631,317公開了一種用于制備自分散和鹽敏性聚合物的方法。該配方包括a)約35～約65重量％丙烯酸；b)約10～約45重量％丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸2-乙基己酯或(甲基)丙烯酸月桂酯；和c)約20～約45重量％的第二丙烯酸酯例如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯或(甲基)丙烯酸正丁酯。
Brabetz等人的美國專利4,278,727公開了一種用于無紡材料的粘合劑乳液，其包括保護性膠質，任選的乳化劑，和包含醋酸乙烯酯、高級鏈烷酸的乙烯基酯和/或丙烯酸或甲基丙烯酸的高級烷基酯，和烯屬不飽和酸的單體的共聚物。然而，在Brabetz中的粘合劑配方被報道是相對耐水的，但溶于堿性溶液。所述粘合劑當浸泡在水中時給纖維賦予相對高的潤濕強度并且沒有明顯的鹽敏感性。
關于鹽敏性粘合劑的更進一步感興趣的參考文獻包括Eknoian的美國專利No.6,683,129，其公開了一種在含水乳液中的鹽敏性粘合劑；Komatsu等人的美國專利No.5,312,883，其公開了一種水溶性鹽敏聚合物；和Bjorkquist等人的美國專利No.6,127,593，其用于可沖洗纖維狀結構。
雖然鹽敏性粘合劑為已知的，但是仍需要一種鹽敏性粘合劑，其可以容易地由可商購的低成本單體制備，并形成穩定的溶液，該溶液在網制備中易于應用。
發明內容
根據本發明，提供一種用于纖維網的粘合劑溶液，其中該溶液包括含水溶劑介質和包含鹽敏性共聚物的粘合劑組合物。該共聚物包含以下物質的殘基約60～90重量％醋酸乙烯酯，約2～約20重量％羧酸單體和約5～約30％具有下列通式的乙烯基酯單元
其中R1和R2總共具有3～14個碳原子，和其中將所述共聚物用堿中和至使其至少達到水溶性的程度。所述粘合劑組合物在10％NaCl溶液中具有的特性濕態強度為至少約75gf/in，和在去離子水中具有的特性濕態強度為小于50gf/in。
所述鹽敏性聚合物的羧酸單體典型地為下列中的一種巴豆酸、丙烯酸、馬來酸和馬來酸單烷基酯。巴豆酸是優選的羧酸單體。通常，在所述乙烯基酯上的R1和R2基團總共包含6～9個碳原子，優選為7個。合乎需要是R1和R2中的一個或兩個為支鏈烷基。
典型地，所述粘合劑溶液包含5～25重量％粘合劑組合物，其中所述粘合劑組合物通常包含50～100％的鹽敏性共聚物。在優選的實施方式中，所述含水溶劑介質基本上由水組成。術語“基本上由水組成”是指所述溶液包含至少80％水，因為所述粘合劑溶液作為水溶液是基本上可處理的，這是本發明的基本的和新的特征。
還提供了一種制備一次性纖維網的方法，其包括以下步驟制備所述共聚物，對其進行中和使得它為水溶性，將該聚合物溶解到水溶液中，然后將該溶液施加到所述網上。通過例如噴霧、涂布或浸漬，可以將所述溶液施加至所述纖維網上。優選地，所述纖維網還經歷干燥步驟，并具有15～約30％的加入量。所述纖維網通常與無機鹽的溶液接觸。其可以包括含有至少0.5重量％無機鹽的洗劑。
本發明的另一方面是一種一次性制品，其包含具有鹽敏性粘合劑組合物的纖維網。所述粘合劑組合物包括含有如下物質的殘基的共聚物約60％～約90％的醋酸乙烯酯、約2～約20％羧酸，和約5～約30％乙烯基酯單體。這里再一次地，將所述共聚物中和到特征為其在室溫下完全可溶于去離子水的程度。所述粘合劑組合物在10重量％的NaCl含水溶液中具有的特性濕態強度為至少約75gf/in，和優選為至少約100gf/in。所述粘合劑組合物在去離子水中具有的特性濕態強度小于50gf/in，優選為小于40gf/in。
在所述共聚物中的羧酸單元合適的量為約5～約15重量％，和優選為約10重量％。通常地，所述羧酸單體是巴豆酸。在所述乙烯基酯上的R1和R2中的任一個或兩個可以是支鏈烷基。所述粘合劑組合物可以進一步包括添加劑，例如增塑劑、增粘劑、增稠劑、填料、濕潤劑、表面活性劑、香料、顏料、二氧化鈦、著色劑、消泡劑、殺菌劑和抑菌劑。所述粘合劑組合物應該合乎需要地含有約50～約100重量％的共聚物。
本發明的纖維網可以與有機鹽接觸，所述有機鹽優選以包含至少約0.5重量％的無機鹽溶液形式。同樣，所述網可以包括鹽含量至少為約0.5重量％的洗劑。
將所述粘合劑施加到所述纖維網上使得該網通常具有約5～約30％，和優選為約10～約20％的加入量。
適當地，本發明的纖維網為無紡網例如氣流法無紡物或濕法無紡物。所述網可以包含纖維素纖維例如牛皮紙纖維，并且還可以包含合成纖維例如聚酯、聚丙烯或人造絲纖維。優選地，本發明的一次性制品是濕紙巾、尿布、失禁衣服或女性護理用品。
由下述討論，本發明進一步的特征和優點將變得明顯。
發明詳述 本發明參考以下多種實例進行詳細說明。在如所附的權利要求中闡述的本發明精神和范圍內的具體實施例的改變，對于本領域技術人員來說是顯而易見的。
除非另有說明，術語解釋為與其通常的意思相一致。以下是用于本說明書和所附權利要求的一些術語的典型定義。
除非另有說明，本文中使用的“％”或“百分數”是指重量％。
“無紡物”、“無紡網”和類似術語是指由疏松裝配的纖維形成的材料，其通過聚合物粘合劑部分粘合在一起。所述粘合劑對所述材料的性質例如無紡材料的強度起著重要作用。
本文中使用的“濕態強度”和類似術語是指當完全濕潤時，纖維網的拉伸強度。
使用的與所述粘合劑有關的“特性濕態強度”是指如果將所述粘合劑涂布到標準網上，經歷標準條件，和浸入在特定的溶液中，所述粘合劑表現出的濕態強度。對于本發明的目的，所述特性濕態強度為所述粘合劑的性能，其為如下實施例中所闡述那樣進行測量。因此，將所述粘合劑的特性濕態強度確定為從Whatman No.4濾紙上切下的樣品的歸一化的橫向的拉伸強度，其中所述樣品具有的粘合劑加入量為約14％，并已經在規定溶液中浸漬60分鐘。將拉伸強度規一化為基重為112.5gsm。通過TAPPI UM 656方法，按照如下舉例說明的實施例中的測試，測量本文中使用的濕態拉伸強度。
當用于指中和的共聚物時，“水溶性”被定義為在室溫下即23℃，完全溶于去離子水的性能。所述共聚物在看不見聚合物顆粒并且溶液盡可能透明的情況下是完全溶解的。術語“中和至使所述聚合物至少為水溶性的程度”是指使所述共聚物為水溶性所需要中和的最低程度。任選地，通過將所述聚合物與更多的堿接觸可以中和該共聚物超過所述程度。
用于本發明的粘合劑可分散在具有低離子濃度的溶液中，并且不可分散在包含較高離子濃度的溶液中，例如含鹽量為約0.5重量％或更高的水溶液中。當所述纖維網具有粘合劑時，其表現出相似的分散性能。所述粘合劑或所述網的分散性與所述濕態強度成反比，即，高濕態強度與低分散性相對應。
根據本發明制得的粘合劑溶液包括含水溶劑介質和包括共聚物的粘合劑組合物。優選地，所述含水溶劑介質基本上由水組成。在一些實施方式中，所述粘合劑的共聚物包含以下物質的殘基約60～約90重量％醋酸乙烯酯，約2～約20重量％羧酸，和約5～約30重量％在羧酸部分中具有6～18個碳原子的飽和脂肪族單羧酸的乙烯基酯。在優選實施方式中，所述共聚物包括70～85重量％醋酸乙烯酯單元，5～15重量％巴豆酸單元和10～20重量％乙烯基酯單元。
所述羧酸單體包括酸例如巴豆酸、丙烯酸、馬來酸、馬來酸單烷基酯等。優選地，所述羧酸單體是巴豆酸。巴豆酸具有下列結構
巴豆酸 所述乙烯基酯單體是在羧酸部分中具有6～18個碳原子的飽和脂肪族單羧酸的酯。該羧酸具有下列通式
其中R1和R2是烷基。優選地，由與羧基相鄰的碳原子出發的至少一個基團，即R1或R2，是支鏈烷基。適當的這種類型的脂肪族單羧酸包括2，2，4，4，-四甲基戊酸，其具有下列結構
另一個適當的脂肪族單羧酸是2-異丙基-2，3，-二甲基丁酸，其具有下列結構
其它用于所述乙烯基酯的適當的單羧酸包括Versatic酸。因此，所述乙烯基酯具有下列通用結構
其中R1和R2表示與上述通式相同的基團。R1和R2總共具有3～15個碳原子，和優選為6～9個碳原子。特別優選的乙烯基酯包括購自Resolution Performance Products，LLC(Houston，TX)的VeoVaTM 9和VeoVaTM 10。在VeoVaTM 9中，R1和R2總共包含6個碳原子。在VeoVaTM10中，R1和R2總共包含7個碳原子。
可以根據美國專利No.3,810,977所公開的內容制備用于本發明的共聚物。可以通過常規的聚合方法例如在本體、溶液、懸浮液或乳液中制備所述共聚物。所述聚合物優選在懸浮液中進行制備。根據聚合的類型，通過水溶性或者單體可溶性的自由基形成引發劑或聚合催化劑引發聚合反應。合適的自由基形成引發劑為適用于引發醋酸乙烯酯均聚的物質，并且特別是過氧化物，例如過氧化二酰如過氧化二乙酰、過氧化二月桂酰和過氧化二苯甲酰；過酸酯，例如支化的醇與直鏈或支鏈脂肪酸形成的過酸酯如過辛酸叔丁酯、過新戊酸叔丁酯和過異壬酸叔丁酯；過氧化二叔丁基；過氧二碳酸二烷基酯；和水溶性過氧化合物，例如過氧化氫、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨和叔丁基過氧化氫。
當使用單體可溶性過氧化合物時，可以有利地另外使用2，2-二(叔丁基過氧)-丁烷。可以使用兩種或更多種過氧化合物的混合物。這些過氧化合物可以任選地與還原劑在氧化還原體系中一起使用。合適的還原劑為例如甲醛合次硫酸鈉、鐵-II鹽、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉和具有氫的鈀溶膠。
將用于本發明的共聚物用堿至少中和到如上述術語定義的它們為水溶性的程度。典型地，通過將所述共聚物分散到含水介質中，并加入堿性溶液直到它們變成水溶性，而對其進行中和。同樣，可以使用由聚合物中的酸量化學劑量地計算出的堿量，中和所述聚合物，只要該聚合物為水溶性即可。合適的堿包括NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3等。優選地，所述堿應當是不揮發的，并且不應當包含二價陽離子。當所述溶液的pH值達到7～8時，通常在約7.5時，所述聚合物通常變得完全可溶。然而，應當理解需要聚合物表現出完全溶解的中和的最小值將根據所述聚合物的組成而變化。
如本領域普通技術人員已知的，由所需要的組合物的性能決定的，所述粘結合劑配方還可以包括其它添加劑。通常使用的添加劑的實例包括增塑劑、表面活性劑、增粘劑、增稠劑、填料、濕潤劑、香精、顏料、二氧化鈦、著色劑、消泡劑、殺菌劑、抑菌劑、和可以以常規量使用的用膠囊包著的組分。
表面活性劑通常作為潤濕劑用于粘合劑或粘合劑組合物。所述表面活性劑可以是一種或多種陰離子、陽離子、兩性或非離子表面活性化合物。合適的陰離子表面活性劑是例如烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、羥基鏈烷醇的硫酸鹽、烷基和烷基芳基二磺酸鹽、磺化脂肪酸、聚乙氧基化的鏈烷醇和烷基酚的硫酸鹽和磷酸鹽、和硫基琥珀酸酯。合適的陽離子表面活性劑為例如烷基季銨鹽和烷基季鏻鹽。一類合適的非離子型表面活性劑為加成到以下物質的5～50摩爾的環氧乙烷加成物，所述物質為具有6～22個碳原子的直鏈和支鏈鏈烷醇，烷基酚、高級脂肪酸、高級脂肪酸胺或伯和仲高級烷基胺。其它合適的非離子型表面活性劑為一種或多種環氧丙烷和環氧乙烷的嵌段共聚物。優選的表面活性劑包括氟化的烷基兩性表面活性劑或二辛基磺基琥珀酸鈉。所述表面活性劑可以包含固體總重量的約0.05～約5重量％。
增塑劑的示范性實例包括乙酰基檸檬酸三丁酯、鄰苯二甲酸丁基芐酯、丁基鄰苯二甲酰基甘醇酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、二甘醇二苯甲酸酯、二丙二醇、二丙二醇二苯甲酸酯、乙基鄰苯二甲酰基乙醇酸乙酯、乙基對-甲苯磺酰胺、己二醇、甲基鄰苯二甲酰基乙醇酸乙酯、聚氧化乙烯芳基醚、鄰苯二甲酸三丁氧基乙酯、苯甲酸和鄰苯二甲酸的三乙二醇聚酯。在這些增塑劑中，優選二苯甲酸型、鄰苯二甲酸酯、液態聚酯或磺酸酯型。當存在時，增塑劑通常的使用量為2～20重量份，優選3～15重量份。
增粘劑的示范性實例包括香豆酮-茚、酯膠、松香、烴類樹脂、氫化松香、酚改性的烴類樹脂、松香酯、妥爾油松香、萜烯酚、萜烯樹脂、甲苯-磺酰胺-甲醛樹脂和木松香。當存在時，增粘劑在40％～65％固體的分散形式中通常的使用量為高達約50重量份，優選為2～20重量份。
增稠劑的示范性實例包括聯合增稠劑例如疏水改性的乙氧基化聚氨酯和疏水改性的堿溶性乳液，和堿溶性乳液。其它增稠劑包括藻酸鹽、膨潤土、酪蛋白、熱解法二氧化硅、瓜爾膠、黃蓍膠、羥基乙基纖維素、刺槐豆膠、甲基纖維素、聚丙烯酸鹽(銨、鉀、鈉)、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、和淀粉。當存在時，增稠劑的使用量高達約25重量份。
填料的示范性實例包括膨潤土、堅果殼粉、二氧化硅、滑石、生淀粉和木屑。當存在時，填料的使用量高達約20重量份。
濕潤劑的示范性實例包括二乙二醇、甘油、己二醇、丙二醇、山梨醇、蔗糖和脲。當存在時，濕潤劑的使用量高達約20重量份。
典型地，所述粘結劑配方在所述溶液中的存在量為2～60重量％，優選5～40重量％，和最優選5～25重量％。盡管其它有機溶劑可以以少量存在，但是水應該是溶劑的基本組分。可以將水加入所述粘結劑配方中以調節用于施加到所述纖維網上需要的固體水平和粘度。所使用的共聚物應該包含總固體量的約25～100重量％，優選50～99.9重量％。任選地，增塑劑可以被包括在所述溶液中以有助于對結合的纖維狀結構提供柔軟性和柔韌性。
用于本發明的纖維網優選為無紡網。本發明的無紡結構包含與纖維組合的醋酸乙烯酯粘合劑。通過本領域任意已知的任何方法，例如，但是不限于氣流法成網(air-laid)、濕法成網(wet-laid)、干法成網(dry-laid)或經過梳毛機梳過的纖維，形成所述無紡物。所述纖維網典型地具有的基重為20～200克/平方米(gsm)。在所述無紡材料中的纖維可以各向同性取向，或與加工方向對準。較厚的無紡物另外可以具有在所述制品z-方向上取向，即，垂直于所述網平面的纖維。除粘合劑材料之外，可以將無紡材料中的纖維以機械的方式互鎖以提供強度和內聚力。
在制備無紡網中，所述纖維典型地分散在介質(對于氣流成網是空氣和對于濕法成網是液體)中，并以片狀形式沉積在載底上。在氣流成網過程中，所述纖維和其他任選材料在應用粘合劑之前，典型地在形成體系中懸浮于空氣中，并作為片狀結構沉積在活動形成篩或旋轉筒上。濕法成網過程包括提供含水漿料和干燥該漿料以形成網。
任何來源和任何合適長度的纖維均可以用于本發明。纖維包括本領域已知的物質，該物質包括來自木本植物例如每年落葉的樹木和針葉樹的纖維素纖維；非木本植物，例如棉花、亞麻、蘆葦草、馬利筋、稻草、黃麻纖維和甘蔗渣；和合成纖維，例如衍生自聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸和人造絲的物質。用于本領域的其它纖維材料和任意纖維的混合物均可以用于本發明。優選的纖維為典型地用于無紡物的纖維，特別是長度小于0.5厘米的木質紙漿纖維，例如牛皮紙纖維。對于濕法成網的網，所述纖維通常應當小于5cm長的最大值，和最優選為小于2cm長。對于氣流成網網，所述纖維應當小于8mm長，優選小于6mm長。這樣的纖維提供了優良的可生物降解的斷裂和分散特性。根據所述一次性制品的最終用途，纖維在網中的存在量為50～98重量％。對于許多應用，纖維的組成占網的約70～85重量％。
通常，在應用粘合劑溶液之前，將所述纖維網成形或至少部分成形。通過本領域已知的方法例如印刷、有或沒有空氣下的噴霧、飽和、起皺和泡沫施加，使纖維與粘合劑水溶液接觸，而將所述聚合物粘合劑與所述纖維結合。在造紙過程的濕部(例如通過加入至紙張配料中)中或基本上形成紙制品后(即經過干部加入)，可以將所述聚合物與所述纖維結合。施加后，通常將所述纖維網經歷干燥步驟，以除去水和/或其它液體。通過將紙制品經歷升高的溫度可以實現干燥，所述溫度例如約85℃～約125℃，其時間足夠獲得干燥所需水平，通常至恒重。
保留在所述纖維上的粘合劑組合物的量稱為“加入量”。如下所述計算加入量％ 加入量％＝[(飽和纖維重量-不飽和纖維重量)/飽和纖維重量]×100％ 所述不飽和纖維重量為施加任何粘合劑組合物之前的纖維重量。所述飽和纖維重量為施加粘合劑，并干燥所述網以除去基本上全部水后的網的重量。所述纖維網通常將具有2～50重量％，優選15～30重量％的加入量。
所述粘合劑在鹽的存在下獲得暫時性濕態強度。取決于所述應用，制備期間可以合乎需要地施加鹽至所述纖維網。在此情況下，制備期間可以用傳統方法例如噴霧、涂布、浸泡等將鹽施加至所述制品。通常，將它們加入纖維之前，不應該一起混合所述聚合物溶液和鹽。其原因是如果在加入至所述纖維之前混合兩者，所述鹽具有沉淀所述聚合物的傾向。因此，用所述聚合物粘合劑處理的一次性制品優選經歷干燥步驟，以在加入鹽之前除去水和/或任何其它液體。當干燥時，可以將鹽成分加入到所述纖維/粘合劑基材中以形成使用中的強度。所述鹽典型地以包含至少約0.5重量％鹽的溶液施加至所述網，以確保所述網保持其暫時性濕態強度。優選使用具有一價陽離子鹽例如NaCl，與具有多價陽離子鹽相反，其傾向于影響所述粘合劑的分散性特征。
本發明制備的預濕潤產品例如濕紙巾可以包含洗劑。所述洗劑包含一種或更多種添加劑，其包括但是不局限于氯化鈉或硫酸鈉溶液、防腐劑、硼酸、碳酸氫鹽、補濕劑、潤膚劑、表面活性劑、濕潤劑、醇、水和香精。所述洗劑應該包含至少0.5重量％無機鹽，以保持所述粘合劑的整體性。所述洗劑可以存在基于無紡材料重量的多達500重量百分數，并優選多達350％。通常加入洗劑作為已經用鹽敏性粘合劑制備和然后轉換用于使用的無紡物的二級處理。該濕潤溶液處理可以剛好在包裝之前進行，或在將無紡物放置在最終的容器中之后進行。用這樣的方式制備，濕潤使用的產品將具有可測量拉伸值的穩定的濕態強度和整體性，然而當放置在自來水中時分散，這允許該產品可被沖洗在排污管或化糞池系統中而不會阻塞。所述纖維典型地在水中立即開始分散。通過改變因素例如聚合物的組成、分子量、中和程度或溶液的pH，分散速度可以被調整適應不同的應用。
本發明粘合劑溶液特別適用于應用，包括預濕潤制品，因為所述制品可以儲存于包含約0.5重量％或更多鹽的溶液中，從而所述制品在被丟棄之前保持較高濕態強度。預濕潤制品包括例如濕紙巾、預濕潤嬰兒濕巾、預濕潤手紙和預濕潤家庭擦拭布。本發明粘合劑溶液也可以適于其它一次性應用，其使用鹽敏性的粘合劑例如尿布、失禁服裝、女性護理產品等。
本發明纖維網應當具有粘合劑，其在包含超過0.5％鹽的水溶液存在下，可以保持臨時的濕態強度，然而在廢水存在下相對可以分散。用于本發明一次性制品的纖維網通常具有粘合劑，該粘合劑在10重量％NaCl水溶液中具有至少約75g/in，并優選至少約100g/in的特性濕態強度。此外，所述粘合劑通常在去離子水中具有不大于約50g/in，和優選不大于約40g/in的特性濕態強度。
下列實施例進一步舉例并說明本發明，并且不應該認為任何方面的限定。
實施例 將兩種典型粘合劑溶液和對比溶液施加至紙漿基材，并用具有不同離子濃度的三種水溶液濕潤后，測試拉伸強度。
下表1表示實施例A、實施例B和對比例C的組成的重量百分數，其中所述組成包含醋酸乙烯酯、VeoVaTM 10和巴豆酸。
表1粘合劑配方 首先聚合所述單體，并加工以得到聚合粉末組合物。然后在室溫下根據下列方法通過中和所述聚合物而制備所述溶液聚合物將100g聚合物粉末以15％重量固體加入到去離子水中。將所述聚合物分散體攪拌，并將15％固體氫氧化鈉的溶液加入到所述聚合物分散體中，直至所述聚合物完全溶解在水中，即在所述溶液中聚合物顆粒不可見的程度。
制備飽和紙漿基材的過程如下所述用溶液聚合物浸泡擠壓飽和紙漿基材，并且然后熱干燥，并后處理，以模擬商業紙漿制備中的溫度條件。可從Whatman，Inc商購的Whatman#4定性濾紙片材是紙漿基本原料，并在使用之前儲存在控制溫度(23℃)和濕度(50％)條件下。將所述紙漿切割至約11.5×57cm帶材，并稱重至0.01gm。
稀釋所述溶液聚合物至所需固體水平，以獲得約13～14％的加入量。通過將所述紙漿穿過(pass)溶液聚合物浴和然后將該飽和片材經過雙輥飽和器(Werner Mathis VFM或類似飽和器)的加壓夾輥，以擠出過量的聚合物溶液，而將Whatman紙漿浸泡擠壓飽和。然后將所述飽和片材放置在設置于100℃的加熱鼓式干燥器(Adirondack或類似干燥機)中，直至干燥至接觸(通常進行約2～3次)。初始干燥后，將所述紙漿放置在設置于130℃的烘箱中2分鐘。在控制溫度和濕度條件再保持所述飽和干燥片材至少1小時。再稱重片材至0.01gm，然后計算加入量％。
制備拉伸帶材和浸泡液的方法如下所述使用精密切紙機(TestMachines，Inc或類似切紙機)將所述飽和紙漿切成1×4英寸橫向拉伸帶材。稱重所述拉伸帶材，并且該重量用于以克/平方米計算基準重量。
如下所述制備測試溶液 a)在去離子水中10重量％氯化鈉(NaCl)溶液。
b)在去離子水中使用134ppm的得自氯化鈣(CaCl2)的Ca++和66ppm的得自氯化鎂(MgCl2)的Mg++的200ppm硬水溶液。
c)標準去離子水。
如下所述進行拉伸測試和歸一化將測試片條浸泡在多種溶液中，和然后測量濕態強度。該溶液代表其中紙漿可能暴露的環境類型，例如用于使用中儲存的鹽分條件(10％)和用于處理的多種水條件(對于硬水處理200ppm，和對于軟水處理為去離子水)。
將原始拉伸強度歸一化至標準基準重，以排除網重量變化的影響。首先，將拉伸試驗機(Instron 5542或類似測試器)設置為下列參數a)使用1×1英寸貼面的氣動夾；b)在頂部貼面和底部貼面之間輥縫為2英寸；c)十字頭速度1英寸/分鐘；和d)測壓元件(load cell)能夠測量多達20,000gm/英寸。在規定浸泡液中浸泡拉伸帶材(每浸泡液4～6個帶材)60分鐘，強調位置保證濕潤全部帶材。使用的浸泡液含量如下所述a)125gm 10％NaCl鹽溶液每拉伸組(4～6個帶材)；和b)45gm硬水和去離子水每浸泡的拉伸帶材。當從浸泡液除去時，將所述拉伸帶材放在吸水紙巾上，以除去過量溶液，并然后立即測試拉伸強度。然后利用下列公式將平均拉伸強度(克/英寸)歸一化并報告為112.5gsm基重 歸一化的拉伸強度＝(平均抗拉強度(gf/in)×112.5gsm)/實際基準重量(gsm)全部測試結果報告為112.5gsm歸一化拉伸強度。
表2說明了對于每個聚合物配方三種試液產生的濕態強度。
表2組合物性能 從上述實施例可以看出，使用本發明粘合劑溶液的配方在10％鹽水中達到的濕態強度是不包含單羧酸乙烯基酯的粘合劑的約兩倍。同樣，所述纖維網在硬水和去離子水中是相對可分散的，其具有的濕態強度小于50gf/in。
本發明的許多改進和變化可以不脫離其精神和范圍，這對本領域普通技術人員是顯而易見的。例如，多種單體比例增加或降低可以影響拉伸性能，如可以改變中和水平。其它因素也影響網例如纖維類型的分散性、基材結構和使用的粘合劑量。本文中描述的具體實施方式
僅是舉例提供的，本發明僅由所附權利要求和對這些權利要求提出的等價物的全部范圍限定。
考慮到上述討論，本領域相關知識和上述討論背景和詳細說明中的參考文獻，此處引入全部公開內容作為參考，進一步說明被認為是不必要的。
權利要求
1.一種用于纖維網的粘合劑溶液，所述溶液包含
(a)含水溶劑介質；和
(b)粘合劑組合物，其包括含有以下物質的殘基的鹽敏性共聚物
(i)約60～約90重量％醋酸乙烯酯；
(ii)約2～約20重量％羧酸單體；和
(iii)約5～約30％的下式的乙烯基酯
其中R1和R2總共具有3～14個碳原子，
其中將所述共聚物用堿中和至使其至少達到水溶性的程度，
和其中所述粘合劑組合物在10％的NaCl溶液中的特性濕態強度為至少約75gf/in，和在去離子水中的特性濕態強度為小于50gf/in。
2.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中所述羧酸選自巴豆酸、丙烯酸、馬來酸和馬來酸單烷基酯。
3.根據權利要求2的粘合劑溶液，其中所述羧酸是巴豆酸。
4.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中R1和R2共同具有6～9個碳原子。
5.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中R1和R2共同具有7個碳原子。
6.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中R1和R2中的任一個或兩個是支鏈烷基。
7.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中所述溶液包含約5～約25重量％的粘合劑組合物。
8.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中所述粘合劑組合物包含約50～約100重量％的共聚物。
9.根據權利要求1的粘合劑溶液，其中所述含水溶劑介質基本上由水組成。
10.一種制備一次性纖維網的方法，所述方法包括以下步驟
(a)通過共聚合約60～90重量％醋酸乙烯酯，約2～20重量％羧酸單體，和約5～約30％具有下式的乙烯基酯，制備鹽敏性粘合劑聚合物，
其中R1和R2總共具有3～14個碳原子；
(b)將所述聚合物用堿中和至使其至少達到水溶性的程度；
(c)將所述粘合劑聚合物溶解到水溶液中；和
(d)將所述溶液施加到所述纖維網上，
其中所述粘合劑在10重量％NaCl水溶液中的特性濕態強度為至少約75gf/in，和在去離子水中具有的特性濕態強度為小于50gf/in。
11.根據權利要求10的方法，其中通過噴霧將所述溶液施加到所述纖維網上。
12.根據權利要求10的方法，其中通過涂布將所述溶液施加到所述纖維網上。
13.根據權利要求10的方法，其中通過浸漬將所述溶液施加到所述纖維網上。
14.根據權利要求10的方法，其進一步包含干燥所述纖維網的步驟。
15.根據權利要求10的方法，其中所述纖維網具有約15～約30％的加入量。
16.根據權利要求14的方法，其進一步包含將所述一次性纖維網與無機鹽溶液接觸的步驟。
17.根據權利要求10的方法，其進一步包含將所述洗劑加至所述纖維網中的步驟，其中所述洗劑包含至少約0.5重量％的無機鹽。
18.一種一次性制品，其包含具有鹽敏性粘合劑組合物的纖維網，其中所述粘合劑組合物包括含有以下物質的殘基的共聚物
(a)約60～約90重量％醋酸乙烯酯；
(b)約2～約20重量％羧酸；和
(c)約5～約30％具有下式的乙烯基酯，
其中R1和R2總共具有3～14個碳原子，其中將所述共聚物用堿中和至使其至少達到水溶性的程度，
和其中所述粘合劑組合物在10重量％NaCl的含水溶液中具有的特性濕態強度為至少約75gf/in，和在去離子水中具有的特性濕態強度為小于50gf/in。
19.根據權利要求18的一次性制品，其中所述粘合劑組合物在10重量％的NaCl含水溶液中具有的特性濕態強度為至少約100g/in。
20.根據權利要求18的一次性制品，其中所述粘合劑組合物在去離子水中具有的特性濕態強度為小于40gf/in。
21.根據權利要求18的一次性制品，其中所述共聚物包含約5～約15重量％的羧酸單元。
22.根據權利要求18的一次性制品，其中所述共聚物包含約10重量％的羧酸單元。
23.根據權利要求18的一次性制品，其中所述羧酸是巴豆酸。
24.根據權利要求18的一次性制品，其中R1和R2中的任一個或兩個是支鏈烷基。
25.根據權利要求18的一次性制品，其中所述粘合劑組合物進一步包括選自以下物質的添加劑，其中所述物質為增塑劑、增粘劑、增稠劑、填料、濕潤劑、表面活性劑、香料、顏料、二氧化鈦、著色劑、消泡劑、殺菌劑和抑菌劑。
26.根據權利要求18的一次性制品，其中所述粘合劑組合物包含約50～約100重量％的所述共聚物。
27.根據權利要求18的一次性制品，其中將所述纖維網與無機鹽接觸。
28.根據權利要求18的一次性制品，其中將所述一次性制品與包含至少約0.5重量％無機鹽的溶液接觸。
29.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網進一步包含洗劑。
30.根據權利要求29的一次性制品，其中所述洗劑包含至少0.5重量％的無機鹽。
31.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網具有約5～約30％的加入量。
32.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網具有約10～約20％的加入量。
33.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網包括無紡網。
34.根據權利要求33的一次性制品，其中所述纖維網包括氣流法無紡網。
35.根據權利要求33的一次性制品，其中所述纖維網包括濕法無紡網。
36.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網包括纖維素纖維。
37.根據權利要求36的一次性制品，其中所述纖維素纖維是牛皮紙纖維。
38.根據權利要求18的一次性制品，其中所述纖維網包含合成纖維。
39.根據權利要求38的一次性制品，其中所述合成纖維選自聚酯、聚丙烯和人造絲制成的纖維。
40.根據權利要求18的一次性制品，其中所述制品選自濕紙巾、尿布、失禁服裝和女性護理產品。
全文摘要
一種用于纖維網的鹽敏性聚合物粘合劑，其中該粘合劑包括含有以下物質的殘基的共聚物，所述物質為醋酸乙烯酯、羧酸和在羧酸部分具有(6)～(18)個碳原子的飽和脂肪族單羧酸的乙烯基酯。將該共聚物中和至使其至少達到水溶性的程度。所述粘合劑特別適用于增強在一次性制品例如濕巾、個人護理產品、尿布等中的無紡纖維網。
文檔編號C08F220/00GK101180328SQ200680015429
公開日2008年5月14日 申請日期2006年4月6日 優先權日2005年5月3日
發明者拉杰夫·法瓦哈, 小史蒂文·P·保爾斯, 帕維尼特·馬米克 申請人:賽拉尼斯國際公司