СВЯЗУЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ОЛЕФИНОВЫЕ БЛОЧНЫЕ СОПОЛИМЕРЫ, ДЛЯ ФИКСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
BINDER COMPOSITIONS CONTAINING OLEFIN BLOCK COPOLYMERS FOR FIXING DEVICES

Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет патентной заявки США № 61/867844, поданной 20 августа 2013 г.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композиции для связующих слоев и к фиксирующим устройствам, в которых используется связующий слой.
Уровень техники
Термоплавкие самоклеящиеся композиции находят многочисленные применения, одно из которых представляет собой самоклеящийся материал для обратимых фиксирующих систем в гигиенических абсорбирующих изделиях. Гигиенические абсорбирующие изделия (или ГАИ) включают подгузники, изделия для страдающих недержанием взрослых, подгузники типа плавок и трусы для занятий спортом. Как правило, гигиенические абсорбирующие изделия состоят из слоев нетканого полотна, включающих натуральные или синтетические полимерные волокна и пленки, изготовленные из термопластических полимеров. Надежность (т.е. предотвращение протекания), удобство (т.е. мягкость и соответствие форме тела в процессе использования), а также и долговечность (например, способность повторной фиксации после открывания для проверки выделений) гигиенических абсорбирующих изделий зависит от того, способна ли "самоклеящаяся фиксирующая застежка" прикрепляться только к предназначенной для застежки зоне, не приклеиваясь при этом к коже человека, другим частям ГАИ или посторонние материалам, таким как загрязняющие предметы. Уровень надежности, удобства и долговечности ГАИ снижается, когда к фиксирующей системе ГАИ приклеиваются посторонние материалы. Загрязняющие предметы или посторонние материалы, которые приклеиваются к фиксирующей системе, снижают прочность соединения и могут ухудшать свойства фиксирующей системы.
Аналогично ГАИ, в других изделиях, таких как защитные медицинские предметы одежды и медицинские салфетки, требуются связующие фиксирующие системы, которые предотвращают загрязнение медицинской одежды пользователей (например, хирургов и вспомогательного медицинского персонала) патогенами, содержащимися в крови, а также обеспечивают изоляцию раны пациента или зоны операции для выбранных медицинских салфеток. Традиционные самоклеящиеся застежки (такие как застежки подгузника), совмещенные друг с другом, проявляют низкое усилие отслаивания для возможности изменения положения, но все же высокое усилие сдвига, чтобы гигиеническое абсорбирующее изделие оставалось закрытым.
Однако к традиционным застежкам подгузника также приклеиваются посторонние материалы, которые ухудшают надежность. Механические фиксирующие устройства, такие как содержащие крючки и петли фиксирующие устройства, являются проблематичными, потому что они оказываются грубыми для кожи, а также их производство является дорогостоящим.
Существует потребность в чувствительной к давлению связующей композиции, которая не только является самоклеящейся, но одновременно обеспечивает (i) низкое усилие T-образного отслаивания (составляющее, например, менее чем 10 Н/дюйм (393,7 Н/м)) и низкую липкость (не образует быстрого соединения с другими подложками, кроме самой себя), и при этом (ii) сохранение высокой прочности соединения внахлестку при сдвиге (в течение, например, более чем одного часа). Кроме того, существует потребность в фиксирующих системах, в которых используются связующие слои, изготовленные из такой композиции. Эти и другие потребности удовлетворяет следующие изобретение.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает композиции, которые проявляют низкое усилие T-образного отслаивания (составляющее, например, менее чем 10 Н/дюйм (393,7 Н/м)) и сохранение высокой прочности соединения внахлестку при сдвиге (например, в течение более чем одного часа) при использовании в качестве связующих слоев в фиксирующих устройствах.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предлагается композиция, включающая следующие компоненты:
a) олефиновый блочный сополимер;
b) повышающее клейкость вещество;
3
3
c) полимер на основе этилена, имеющий плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см, и
d) масло.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предлагается фиксирующее устройство, которое включает следующие компоненты:
первая подложка, включающая первый связующий слой;
вторая подложка, включающая второй связующий слой; и
причем каждый связующий слой независимо изготовлен из композиции, включающей:
a) олефиновый блочный сополимер;
b) повышающее клейкость вещество;
3
3
c) полимер на основе этилена, имеющий плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см; и
d) масло.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет фиксирующее устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет подгузник, имеющий фиксирующее устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Как обсуждается выше, настоящее изобретение предлагает композицию, включающую следующие компоненты:
a) олефиновый блочный сополимер;
b) повышающее клейкость вещество;
3
3
c) полимер на основе этилена, имеющий плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см; и
d) масло.
Изобретенная композиция может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Каждый компонент изобретенной композиции может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Варианты осуществления, которые описаны в настоящем документе, распространяются на изобретенную композицию, изобретенную пленку и изобретенное изделие, а также на изобретенное фиксирующее устройство.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет индекс расплава от 0,5 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 2 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 5 г/10 мин до 75 г/10 мин.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет индекс расплава от 10 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 20 г/10 мин до 70 г/10 мин, в частности, от 30 г/10 мин до 60 г/10 мин.
3
3
3
3
3
3
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет плотность от 0,91 г/см до 0,94 г/см, в частности, от 0,92 г/смдо 0,94 г/см, в частности, от 0,92 г/смдо 0,93 г/см.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет температуру плавления (Tm) от 90°C до 115°C, в частности, от 100°C до 115°C, в частности, от 110°C до 115°C.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена представляет собой полиэтилен низкой плотности (LDPE).
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена представляет собой этиленовый гомополимер. Согласно следующему варианту осуществления, этиленовый гомополимер имеет индекс расплава от 30 г/10 мин до 50 г/10 мин.
Согласно одному варианту осуществления, олефиновый блочный сополимер представляет собой мультиблочный сополимер этилена и α-олефина.
3
3
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество выбирается из группы, которую составляют следующие вещества: негидрированный алифатический C5-углеводород, негидрированный алифатический C5-углеводород, ароматический модифицированный C5-углеводород, терпеновый углеводород, негидрированный C9-углеводород, а также их сочетание. Согласно следующему варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет плотность от 0,92 г/см до 1,06 г/см. Согласно следующему варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава, составляющую менее чем 1000 паскаль-секунд (Па⋅с) при 175°C.
Согласно одному варианту осуществления, композиция включает следующие вещества:
(a) от 30 мас.% до 50 мас.% олефинового блочного сополимера;
(b) от 30 мас.% до 50 мас.% повышающего клейкость вещества;
(c) от 5 мас.% до 15 мас.% полимера на основе этилена; и
(d) от 5 мас.% до 15 мас.% масла.
В каждом случае массовое процентное содержание приведено по отношению к массе композиции.
Согласно одному варианту осуществления, содержание олефинового блочного сополимера, присутствующего в композиции, превышает или является таким же, как содержание повышающего клейкость вещества, присутствующего в композиции.
3
3
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет плотность от 0,850 г/см до 0,925 г/см.
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет индекс расплава от 10 г/10 мин до 100 г/10 мин (190°C и 2,16 кг).
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет прочность соединения внахлестку при сдвиге более чем 1 час.
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет усилие отслаивания под углом 180° от "более чем 0 Н/дюйм (0 Н/м)" до 4 Н/дюйм (157,5 Н/м).
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет усилие T-образного отслаивания от 1 Н/дюйм (39,4 Н/м) до 10 Н/дюйм (393,7 Н/м).
Изобретенная композиция может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Полимер на основе этилена может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Олефиновый блочный сополимер может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Повышающее клейкость вещество может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Масло может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Настоящее изобретение также предлагает пленку, изготовленную из изобретенной композиции.
Настоящее изобретение также предлагает изделие, включающее, по меньшей мере, один компонент, изготовленный из изобретенной композиции.
Пленка может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Изделие может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Настоящее изобретение также предлагает фиксирующее устройство, включающее следующие компоненты: первая подложка, включающая первый связующий слой; вторая подложка, включающая второй связующий слой; причем каждый связующий слой независимо изготовлен из композиции, включающей:
a) олефиновый блочный сополимер, который описан в настоящем документе;
b) повышающее клейкость вещество, которое описано в настоящем документе;
3
3
c) полимер на основе этилена, имеющий плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см, который описан в настоящем документе; и
d) масло, которое описано в настоящем документе.
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, полимер на основе этилена имеет индекс расплава от 0,5 г/10 мин до 75 г/10 мин.
3
3
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, одинаковая композиция используется для изготовления первого связующего слоя и второго связующего слоя. Согласно следующему варианту осуществления, композиция имеет плотность от 0,850 г/см до 0,925 г/см. Согласно следующему варианту осуществления, композиция имеет индекс расплава от 10 г/10 мин до 100 г/10 мин (190°C и 2,16 кг).
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, фиксирующее устройство представляет собой компонент гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, первая подложка представляет собой компонент застежки для гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, вторая подложка представляет собой компонент области фиксации для гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, фиксирующее устройство представляет собой компонент подгузника.
Согласно одному варианту осуществления для фиксирующего устройства, фиксирующее устройство представляет собой компонент изделия, выбранного из группы, которую составляют медицинский предмет одежды, защитный предмет одежды, медицинская салфетка, а также их сочетания.
Фиксирующее устройство может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
A. Олефиновый блочный сополимер
w
n
Композиция согласно настоящему изобретению включает олефиновый блочный сополимер. Термин "олефиновый блочный сополимер" (или OBC), который используется в настоящем документе, означает мультиблочный или сегментированный сополимер, состоящий из двух или более химически различающихся областей или сегментов (называемых термином "блоки"), которые соединяются линейным образом, то есть полимер, включающий химически различающиеся блоки, которые соединяются в ряд по отношению к полимеризованным этиленовым группам, а не представляют собой боковые или привитые блоки. Согласно определенным вариантам осуществления, блоки отличают друг от друга содержание или тип включенных в них сомономеров, плотность, степень кристалличности, размер кристаллитов, характерный для полимера такого состава, тип или степень тактичности (изотактичность или синдиотактичность), региорегулярность или регионерегулярность, степень разветвления, в том числе длинноцепочечное разветвление или сверхразветвление, гомогенность, или любое другое химическое или физическое свойство. Олефиновый блочный сополимер характеризуют индивидуальное распределение индекса полидисперсности (PDI или M/M), распределение блоков по длине и/или распределение блоков по числу вследствие индивидуального процесса изготовления сополимеров. Более конкретно, в случае непрерывного процесса производства согласно вариантам осуществления, OBC может иметь PDI, составляющий от 1,7 до 8; или от 1,7 до 3,5; или от 1,7 до 2,5; или от 1,8 до 2,5; или от 1,8 до 2,1. В случае периодического или полупериодического процесса производства согласно вариантам осуществления, OBC может иметь PDI, составляющий от 1,0 до 2,9; или от 1,3 до 2,5; или от 1,4 до 2,0; или от 1,4 до 1,8.
Согласно варианту осуществления, OBC представляет собой мультиблочный сополимер этилена и α-олефина. Мультиблочный сополимер этилена и α-олефина имеет основную мольную долю звеньев-производных этилена, причем этиленовые звенья составляют, по меньшей мере, 50 мол.%, или, по меньшей мере, 60 мол.%, или, по меньшей мере, 70 мол.%, или, по меньшей мере, 80 мол.%, а остальную часть мультиблочного сополимера составляет другой сомономер. Кроме того, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина включает этилен и сополимеризующийся α-олефиновый сомономер в полимеризованной форме, который характеризует множество (т. е. два или более) блоков или сегментов, содержащих два или более полимеризованных мономерных звеньев, имеющих различные химические или физические свойства (блочный интерполимер), и который представляет собой мультиблочный сополимер. Согласно некоторым вариантам осуществления, мультиблочный сополимер можно представить следующей формулой:
n
(AB),
где n представляет собой целое число, составляющее, по меньшей мере, 1, предпочтительно более чем 1, в том числе 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 или более; "A" представляет собой жесткий блок или сегмент; и "B" представляет собой мягкий блок или сегмент. Звенья A и B соединяются, образуя линейную структуру, а не разветвленную или звездообразную структуру. "Жесткие сегменты" означают блоки, состоящие из полимеризованных звеньев, в которых этилен присутствует в содержании, составляющем более чем 95 мас.% согласно некоторым вариантам осуществления и более чем 98 мас.% согласно другим вариантам осуществления. Другими словами, содержание второго сомономера в жестких сегментах составляет менее чем 5 мас.% согласно некоторым вариантам осуществления и менее чем 2 мас.% согласно другим вариантам осуществления по отношению к суммарной массе жестких сегментов. Согласно некоторым вариантам осуществления, жесткие сегменты полностью или практически полностью состоят из этилена.
С другой стороны, "мягкие сегменты" представляют собой блоки, содержащие полимеризованные звенья, в которых содержание сомономера составляет более чем 5 мас.% по отношению к суммарной массе мягкий сегментов согласно некоторым вариантам осуществления, более чем 8 мас.%, более чем 10 мас.%, или более чем 15 мас.% согласно другим разнообразным вариантам осуществления. Содержание другого сомономера в мягких сегментах может составлять более чем 20 мас.% согласно некоторым вариантам осуществления, более чем 25 мас.%, более чем 30 мас.%, более чем 35 мас.%, более чем 40 мас.%, более чем 45 мас.%, более чем 50 мас.%, или более чем 60 мас.% согласно другим разнообразным вариантам осуществления
Поскольку соответствующие различающиеся сегменты или блоки, образованные из двух или более мономеров соединяются в единые полимерные цепи, полимер невозможно полностью фракционировать, используя стандартные технологии селективной экстракции. Например, полимеры, содержащие области, которые являются относительно кристаллическими (имеющие высокую плотность сегменты), и области, которые являются относительно аморфными (имеющие меньшую плотность сегменты), невозможно селективно экстрагировать или фракционировать, используя различные растворители. Согласно варианту осуществления, количество полимера, которое можно экстрагировать, используя диалкиловый эфир или алкан в качестве растворителя, составляет менее чем 10%, или менее чем 7%, или менее чем 5%, или менее чем 2% по отношению к суммарной массе полимера.
Кроме того, OBC описанный в настоящем документе имеет PDI, соответствующий распределению Шульца-Флори (Schulz-Flory), а не распределению Пуассона (Poisson). Согласно настоящему изобретению, OBC изготавливают, осуществляя процесс полимеризации, описанный в патенте США № 7858706 и патенте США № 7608668, и в результате которого получается продукт, одновременно имеющий полидисперсное блочное распределение, а также полидисперсное распределение блоков по размерам. В результате этого в качестве продукта образуется OBC, имеющий характерные физический свойства. Теоретические преимущества полидисперсного блочного распределения ранее моделировали и обсуждали Потемкин (Physical Review E, 1998 г., т. 57, № 6, с. 6902-6912) и Добрынин (Chem. Phys., 1997 г., т. 107, № 21, с. 9234-9238).
3
3
3
3
3
Согласно варианту осуществления, олефиновый блочный сополимер представляет собой мультиблочный сополимер этилена и α-олефина. Согласно следующему варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина имеет плотность от 0,86 г/смдо 0,89 г/см, в частности, от 0,87 г/смдо 0,88 г/см (см означает кубический сантиметр).
w
n
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (A) M/M от 1,7 до 3,5, по меньшей мере, одну температуру плавления, Tm, в градусах Цельсия, и плотность, d, в граммах на кубический сантиметр, где численные значения Tm и d соответствуют соотношению:
Tm > -2002,9+4538,5(d) - 2422,2(d)2.
w
n
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (A) M/M от 1,7 до 3,5, по меньшей мере, одну температура плавления, Tm, в градусах Цельсия, и плотность, d, в граммах на кубический сантиметр, где численные значения Tm и d соответствуют соотношению:
Tm > -2002,9+4538,5(d) - 2422,2(d)2,
3
3
3
3
3
причем d составляет от 0,866 г/см, или 0,87 г/см до 0,89 г/см, или 0,91 г/см, или 0,93 г/см, и Tm составляет от 113°C, или 115°C, или 117°C, или 118°C до 120°C, или 121°C, или 125°C.
w
n
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (B) M/M от 1,7 до 3,5, и его характеризуют величина ΔH (теплота плавления, выраженная в Дж/г) и величина ΔT (выраженная в градусах Цельсия, разность температур между максимальным пиком, полученным методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), и максимальным пиком, полученным методом анализа фракционной кристаллизации (CRYSTAF), причем численные значения ΔT и ΔH находятся в следующих соотношениях:
ΔT > -0,1299 (ΔH)+62,81, когда ΔH составляет более чем 0 и вплоть до 130 Дж/г,
ΔT ≥ 48°C, когда ΔH составляет более чем 130 Дж/г,
причем пик CRYSTAF определяется с использованием, по меньшей мере, 5% суммарной массы полимера, а если менее чем 5% полимера имеет идентифицируемый пик CRYSTAF, то температура CRYSTAF составляет 30°C.
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (C) упругое восстановление (Re, процентов) при растяжении на 300% и измерении в течение одного цикла с использованием пленки, изготовленной компрессионным формованием из интерполимера этилена и α-олефина, и имеющий плотность (d, граммов на кубический сантиметр), причем численные значения Re и d удовлетворяют следующему соотношению, когда в интерполимере этилена и α-олефина практически отсутствует сшитая фаза:
Re > 1481-1629(d).
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (D) молекулярно-массовую фракцию, которая элюируется в интервале от 40°C и 130°C при фракционировании с использованием метода элюционного фракционирования при повышении температуры (TREF), и отличается тем, что данная фракция имеет молярное содержание сомономера, составляющее, по меньшей мере, на 5% более чем во фракции сопоставимого статистического этиленового интерполимера, которая элюируется в таком же температурном интервале, причем вышеупомянутый сопоставимый статистический этиленовый интерполимер содержит такие же сомономеры и имеет индекс расплава, плотность и молярное содержание сомономера (по отношению к суммарному количеству полимера) в пределах 10% от соответствующих значений для интерполимера этилена и α-олефина.
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (E) такие значения динамического модуля упругости при 25°C, G'(25°C), и динамического модуля упругости при 100°C, G'(100°C), что соотношение G'(25°C) и G'(100°C) находится в интервале от приблизительно 1:1 до приблизительно 9:1.
w
n
w
n
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (F) молекулрно-массовую фракцию, которая элюируется в интервале от 40°C до 130°C при фракционировании с использованием метода элюционного фракционирования при повышении температуры (TREF), и отличается тем, что данная фракция имеет блоковый индекс, составляющий, по меньшей мере, 0,5 и вплоть до приблизительно 1, и молекулярно-массовое распределение, M/M, составляющее более чем приблизительно 1,3. Согласно следующему варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина имеет молекулярно-массовое распределение, M/M, составляющее менее чем или равное приблизительно 3,5.
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина определяется как имеющий (G) средний блоковый индекс, составляющий более чем 0 и вплоть до приблизительно 1,0, и молекулярно-массовое распределение, Mw/Mn, составляющее более чем приблизительно 1,3.
Мультиблочный сополимер этилена и α-олефина может иметь любое сочетание свойств (A)-(G), которые описаны выше.
Неограничительные примеры подходящего сомономера включают неразветвленные/разветвленные α-олефины, содержащие от 3 до 30 атомов углерода, такие как пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 3-метил-1-бутен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-октен, 1-децен, 1-додецен, 1-тетрадецен, 1-гексадецен, 1-октадецен и 1-эйкозен; циклоолефины, содержащие от 3 до 30 или от 3 до 20 атомов углерода, такие как циклопентен, циклогептен, норборнен, 5-метил-2-норборнен, тетрациклододецен, и 2-метил-1,4,5,8-диметано-1,2,3,4,4a,5,8,8a-октагидронафталин; диолефины и полиолефины, такие как бутадиен, изопрен, 4-метил-1,3-пентадиен, 1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен, 1,5-гексадиен, 1,4-гексадиен, 1,3-гексадиен, 1,3-октадиен, 1,4-октадиен, 1,5-октадиен, 1,6-октадиен, 1,7-октадиен, этилиденнорборнен, винилнорборнен, дициклопентадиен, 7-метил-1,6-октадиен, 4-этилиден-8-метил-1,7-нонадиен, и 5,9-диметил-1,4,8-декатриен; и 3-фенилпропен, 4-фенилпропен, 1,2-дифторэтилен, тетрафторэтилен, и 3,3,3-трифтор-1-пропен.
Согласно варианту осуществления, в качестве второго сомономера в мультиблочном сополимере этилена и α-олефина выбирается пропилен, бутен, гексен или октен.
Согласно варианту осуществления, в мультиблочном сополимере этилена и α-олефина исключается стирол.
3
3
Согласно варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и α-олефина представляет собой мультиблочный сополимер этилена и октена. Согласно следующему варианту осуществления, мультиблочный сополимер этилена и октена имеет плотность от 0,86 до 0,89 г/см (см означает кубический сантиметр).
3
Согласно варианту осуществления, мягкий сегмент мультиблочного сополимера этилена и октена включает от 5 мол.%, или 7 мол.%, или 9 мол.%, или 11 мол.%, или 13 мол.%, или 15 мол.% до 18 мол.% или 20 мол.% звеньев-производных октена. Мультиблочный сополимер этилена и октена имеет плотность от 0,866 г/см3 до 0,887 г/см. Мультиблочный сополимер этилена и октена имеет индекс расплава (MI), составляющий от 0,5 г/10 мин, или 5,0 г/10 мин, или 10 г/10 мин, или 15 г/10 мин, до 20 г/10 мин, или 25 г/10 мин, или 30 г/10 мин.
3
3
Согласно варианту осуществления, OBC представляет собой мультиблочный сополимер этилена и октена, имеющий одно, несколько или все из следующих свойств: плотность от 0,87 г/см до 0,89 г/см, индекс расплава от 12 г/10 мин до 18 г/10 мин, и температура плавления от 118°C до 122°C.
Олефиновый блочный сополимер может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Мультиблочный сополимер этилена и α-олефина может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
B. Повышающее клейкость вещество
Композиция согласно настоящему изобретению включает повышающее клейкость вещество. Повышающее клейкость вещество может представлять собой негидрированный алифатический содержащий пять атомов углерода C5-углеводород, негидрированный алифатический C5-углеводород, ароматический модифицированный C5-углеводород, терпеновый углеводород, негидрированный C9-углеводород, или их сочетания.
3
3
3
3
3
3
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет плотность от 0,92 г/см до 1,06 г/см, в частности, от 0,92 г/см до 1,04 г/см, в частности, от 0,92 г/см до 1,02 г/см.
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество характеризует температура размягчения (температура размягчения, измеренная методом кольца и шарика в соответствии со стандартом ASTM E 28), составляющая от 80°C до 120°C, или от 90°C до 110°C, или от 90°C до 100°C.
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава, составляющую менее чем 1000 паскаль-секунд (Па•с) при 175°C. Согласно следующему варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава, составляющую менее чем 500 Па•с при 175°C, или менее чем 200 Па•с при 175°C, или менее чем 100 Па•с при 175°C, или менее чем 50 Па•с при 175°C.
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава, составляющую более чем 0,5 паскаль-секунды (Па•с) при 175°C. Согласно следующему варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава, составляющую более чем 1 Па•с при 175°C, или более чем 5 Па•с при 175°C.
Согласно одному варианту осуществления, повышающее клейкость вещество имеет вязкость расплава от 0,5 Па•с при 175°C, или 1 Па•с при 175°C, или 5 Па•с при 175°C до менее чем 1000 Па•с при 175°C, или менее чем 500 Па•с при 175°C, или менее чем 200 Па•с при 175°C, или менее чем 100 Па•с при 175°C, или менее чем 50 Па•с при 175°C. Вязкость расплава можно измерять, используя вискозиметр для расплава, такой как вискозиметр Брукфильда (Brookfield).
Используемый в качестве повышающее клейкость вещество C5-углеводород можно получать из содержащих C5-углеводороды исходных материалов, таких как пентены и пиперилен. Терпеновый углеводород, используемый в качестве повышающего клейкость вещества, можно получать из исходных материалов на основе пинена и d-лимонена. Негидрированный углеводород в качестве повышающего клейкость вещества можно получать, используя исходные материалы на основе ароматических углеводородов, таких как C9-углеводороды, канифоли, алифатические или терпеновые исходные материалы.
Неограничительные примеры подходящих повышающих клейкость веществ включают повышающие клейкость вещество, продаваемые под товарными наименованиями PICCOTAC, REGALITE, REGALREZ и PICCOLYTE, такие как PICCOTAC 1095, REGALITE R1090, REGALREZ 1094, которые поставляет компания Eastman Chemical Company, и PICCOLYTE F-105 от компании Pinova.
Повышающее клейкость вещество может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
C. Полимер на основе этилена
Композиция согласно настоящему изобретению включает полимер на основе этилена. Полимер на основе этилена отличается от олефинового блочного сополимера.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет следующие свойства:
3
3
3
3
(i) плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см, в частности, от 0,91 г/см до 0,93 г/см, и
2
(ii) индекс расплава (I) от 0,5 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 2 г/10 мин до 65 г/10 мин, в частности, от 5 г/10 мин до 50 г/10 мин.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет следующие свойства:
3
3
3
3
(i) плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см, в частности, от 0,91 г/см до 0,93 г/см,
(ii) индекс расплава (12) от 5 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 10 г/10 мин до 65 г/10 мин, в частности, от 15 г/10 мин до 50 г/10 мин, и
(iii) температура плавления (Tm) от 90°C до 115°C, в частности, от 100°C до 115°C, в частности, от 105°C до 115°C, в частности, от 110°C до 115°C.
Согласно варианту осуществления, полимер на основе этилена представляет собой этиленовый гомополимер, у которого индекс расплава составляет от 5 г/10 мин, или 10 г/10 мин, или 15 г/10 мин, или 20 г/10 мин, или 30 г/10 мин до 40 г/10 мин, или 50 г/10 мин, или 75 г/10 мин. Согласно следующему варианту осуществления, этиленовый гомополимер имеет плотность от 0,91 г/см3 до 0,93 г/см3.
Согласно одному варианту осуществления, этиленовый гомополимер имеет температуру плавления от 105°C до 115°C, в частности, от 110°C до 115°C.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена представляет собой полиэтиленовый гомополимер низкой плотности (LDPE), который синтезируется посредством свободно-радикальной полимеризации при высоком давлении (как правило, при повышенном давлении, составляющем, по меньшей мере, 1000 бар (100 МПа).
3
3
3
3
Согласно одному варианту осуществления, LDPE имеет плотность от 0,910 г/см, или 0,915 г/см, или 0,920 г/см, до 0,930 г/см.
2
Согласно одному варианту осуществления, LDPE имеет индекс расплава (I MI) от 5 г/10 мин, или 10 г/10 мин, или 20 г/10 мин, или 25 г/10 мин, или 30 г/10 мин до 40 г/10 мин, или 50 г/10 мин, или 60 г/10 мин.
3
3
3
Согласно одному варианту осуществления, LDPE имеет плотность от 0,910 г/см3 до 0,930 г/см, в частности, от 0,915 г/см до 0,927 г/см; Tm от 105°C до 115°C, в частности, от 110°C до 115°C; и индекс расплава от 10 до 60 г/10 мин, в частности, от 20 до 50 г/10 мин и, в частности, от 30 до 40 г/10 мин.
Неограничительный пример подходящего полимера на основе этилена представляет собой LDPE 9551, который поставляет компания Dow Chemical Company.
Полимер на основе этилена может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
LDPE может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
D. Масло
Композиция включает масло. Масло, как правило, содержит более чем 95 мол.% алифатических углеводородов. Согласно одному варианту осуществления, температура стеклования аморфной части масла составляет ниже (менее чем) -70°C.
Масло может представлять собой минеральное масло. Неограничительные примеры подходящих масел включают минеральные масла, которые продаются под товарными наименованиями HYDROBRITE 550 (Sonneborn), PARALUX 6001 (Chevron), KAYDOL (Sonneborn), BRITOL 50T (Sonneborn), CLARION 200 (Citgo) и CLARION 500 (Citgo).
Масло может представлять собой сочетание двух или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
E. Добавка
Композиция согласно настоящему изобретению можно включать одну или несколько добавок. Эти добавки представляют собой, но не ограничиваются этим, антиоксиданты, поглотители ультрафиолетового излучения, антистатики, пигменты, модификаторы вязкости, антиадгезивы, разделяющие вещества, наполнители, модификаторы коэффициента трения (COF), обеспечивающие индукционное нагревание частицы, модификаторы/абсорбенты запаха, а также любые соответствующие сочетания.
Согласно варианту осуществления, композиция включает следующие компоненты:
(a) от 30 мас.%, или 40 мас.% до 45 мас.%, или 50 мас.% или 60 мас.% олефинового блочного сополимера (OBC);
(b) от 30 мас.%, или 40 мас.% до 45 мас.%, или 50 мас.% или 60 мас.% повышающего клейкость вещества;
(c) от 5 мас.%, или 8 мас.% до 12 мас.%, или 15 мас.% или 20 мас.% полимера на основе этилена;
(d) от 5 мас.%, или 8 мас.% до 12 мас.%, или 15 мас.% или 20 мас.% масла; и
(e) от 0 мас.%, или более чем 0 мас.% до 5 мас.%, или 10 мас.%, по меньшей мере, одной добавки.
Каждое массовое процентное содержание приведено по отношению к массе композиции.
Согласно варианту осуществления, композиция включает следующие компоненты:
(a) от 40 мас.% до 45 мас.% OBC;
(b) от 40 мас.% до 45 мас.% повышающего клейкость вещества;
(c) от 8 мас.% до 12 мас.% полимера на основе этилена; и
(d) от 8 мас.% до 12 мас.% масла.
Каждое массовое процентное содержание приведено по отношению к массе композиции.
Согласно варианту осуществления, содержание олефинового блочного сополимера (OBC), который присутствует в композиции, превышает или является таким же, как содержание повышающего клейкость вещества, которое присутствует в композиции.
Согласно варианту осуществления, массовое соотношение OBC и повышающего клейкость вещества составляет от 1,0 до 2,0, в частности, от 1,0 до 1,5, в частности, от 1,0 до 1,2.
3
3
3
3
Согласно варианту осуществления, композиция имеет плотность от 0,850 г/см до 0,925 г/см. Согласно следующему варианту осуществления, композиция имеет плотность от 0,890 г/см до 0,920 г/см.
Согласно варианту осуществления, композиция имеет индекс расплава от 10 г/10 мин до 100 г/10 мин, в частности, от 10 г/10 мин до 70 г/10 мин, в частности, от 10 г/10 мин до 50 г/10 мин. Согласно следующему варианту осуществления, композиция имеет индекс расплава от 30 г/10 мин до 40 г/10 мин.
3
Согласно одному варианту осуществления, в композиции не содержатся линейный полиэтилен низкой плотности, а также сополимер этилена и C3-C8-α-олефина или полиэтилен высокой плотности (т. е. полимер на основе этилена, имеющий плотность, которая составляет более чем 0,94 г/см).
3
Согласно одному варианту осуществления, в композиции не содержатся линейный полиэтилен низкой плотности, а также сополимер этилена и C3-C8-α-олефина и полиэтилен высокой плотности (т.е. полимер на основе этилена, имеющий плотность, которая составляет более чем 0,94 г/см).
Согласно варианту осуществления, композиция сохраняет прочность соединения внахлестку при сдвиге в течение более чем одного часа, или от "более чем одного часа" до 200 часов, или 5000 часов.
Согласно варианту осуществления, композиция имеет усилие отслаивания под углом 180°, составляющее от "0 Н/дюйм (0 Н/м)" или "более чем 0 Н/дюйм (0 Н/м)," или от "1 Н/дюйм (39,4 Н/м)" до 4 Н/дюйм (157,5 Н/м).
Согласно варианту осуществления, композиция имеет усилие T-образного отслаивания, составляющее "менее чем 10 Н/дюйм (393,7 Н/м)".
Согласно одному варианту осуществления, композиция имеет усилие T-образного отслаивания, составляющее от "более чем 0 Н/дюйм (0 Н/м)" или 1 Н/дюйм (39,4 Н/м) до 10 Н/дюйм (393,7 Н/м) или "менее чем 10 Н/дюйм (393,7 Н/м)".
Изобретенная композиция можно включают два или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
Фиксирующее устройство
Настоящее изобретение предлагает изделие, в котором, по меньшей мере, один компонент включает композицию согласно настоящему изобретению. Согласно варианту осуществления, предлагается фиксирующее устройство. Термин "фиксирующее устройство", который используемый в настоящем документе, означает конструкцию, которая прикрепляет один предмет к другому предмету. Соединение между предметами может представлять собой постоянное, разъемное, обратимое, герметизируемое, повторно герметизируемое, не герметизируемое повторно, способное образовываться повторно и т.д.; и, в частности, обратимое, повторно герметизируемое и/или способное образовываться повторно соединение. Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство обеспечивает повторно герметизируемое соединение между двумя предметами.
Согласно варианту осуществления, фиксирующее устройство включает первую подложку и вторую подложку. На поверхности каждой подложки находится связующий слой (первый связующий слой на первой подложке и второй связующий слой на второй подложке). Каждый связующий слой независимо изготавливается из изобретенной композиции. В частности, каждый связующий слой независимо изготавливается из композиции, включающей следующие компоненты:
(a) олефиновый блочный сополимер, который описан в настоящем документе;
(b) повышающее клейкость вещество, которое описано в настоящем документе;
3
3
(c) полимер на основе этилена, имеющий плотность от 0,90 г/см до 0,94 г/см, который описан в настоящем документе; и
(d) масло, которое описано в настоящем документе.
Согласно одному варианту осуществления, полимер на основе этилена имеет индекс расплава от 0,5 г/10 мин до 75 г/10 мин, в частности, от 20 г/10 мин до 70 г/10 мин, в частности, от 30 г/10 мин до 60 г/10 мин.
Согласно одному варианту осуществления, одинаковая композиция используется для изготовления первого связующего слоя и второго связующего слоя.
Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство представляет собой компонент гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления, первая подложка представляет собой компонент застежки, или петли или боковой панели для гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления, вторая подложка представляет собой компонент области фиксации для гигиенического абсорбирующего изделия.
Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство представляет собой компонент подгузника или изделие для страдающих недержанием взрослых, или трусы для занятий спортом.
Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство представляет собой компонент изделия, выбранного из группы, которую составляют следующие изделия: медицинский предмет одежды, защитный предмет одежды, медицинская салфетка, а также их сочетания.
Каждая подложка, в том числе первая подложка и вторая подложка (в совокупности называются термином "подложки") могут представлять собой, независимо друг от друга, полимерный материал, целлюлозный материал (например, бумага), текстильный материал (ткань) или их сочетания.
Согласно одному варианту осуществления, каждая подложка независимо представляет собой полимерный материал.
Неограничительные примеры подходящих полимерных материалов представляют собой полиолефин (полимер на основе пропилена, полимер на основе этилена), сложный полиэфир, поликарбонат, полиуретан, поливинилхлорид, а также их сочетания. Подложка может представлять собой термопластический олефин (TPO). Для изготовления подложки могут осуществляться экструзия, термическое формование, термическое отверждение, инжекционное формование, раздувное формование и любое соответствующее сочетание.
На поверхности каждая подложка, в том числе первая подложка и вторая подложка, содержит связующий слой. Термин "связующий слой", который используется в настоящем документе, представляет собой слой, который имеет способность самосклеивания и при этом полностью или практически лишен способности склеивания с другими слоями, композициями или материалами. Связующий слой можно наносить на подложку, осуществляя следующие способы: ламинирование (в том числе термоплавкое ламинирование), экструзия, совместная экструзия, нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия погружением, а также их сочетания.
Каждый связующий слой может независимо представлять собой непрерывный или прерывистый слой, имеющий свою соответствующую подложку. У каждого связующего слоя независимо может присутствовать или отсутствовать способность совместного расширения со своей соответствующей подложкой, на поверхность которой нанесен данный слой.
Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство (10) включает первую подложку (12) и вторую подложку (14), причем каждый из них представлен на Фиг.1. На поверхности первой подложки (12) находится первый связующий слой (16). На поверхности второй подложки (14) находится второй связующий слой (18).
Согласно одному варианту осуществления, первая подложка и вторая подложка располагаются напротив друг друга, и первый связующий слой оказывается в контакте со вторым связующим слоем. Приложение небольшого усилия (такого как давление пальца, давление руки, или прижатие или сжатие между двумя противоположными пальцами) вводит первый связующий слой в тесный контакт со вторым связующим слоем, и образуется связующее соединение между первым связующим слоем и вторым связующим слоем. Термин "связующее соединение", которое используется в настоящем документе, представляет собой разъемное присоединение первого связующего слоя ко второму связующему слою, причем ни к одному связующему слою не прикрепляются посторонние окружающие поверхности, не прикрепляются посторонние материалы, и не прикрепляются посторонние структуры. Другими словами, "связующее соединение" представляет собой разъемное присоединение первого связующего слоя только ко второму связующему слою.
Согласно одному варианту осуществления, фиксирующее устройство представляет собой компонент изделия. фиксирующее устройство согласно настоящему изобретению может представлять собой компонент изделий, неограничительные примеры которых приводятся далее: гигиенические абсорбирующие изделия (такие как одноразовые подгузники, гигиенические прокладки и изделия для страдающих недержанием); одноразовые мягкие изделия (такие как хирургические салфетки, больничные халаты, больничные простыни, маски для лица); упаковки для пищевых продуктов (таких как кондитерские изделия, злаковые батончики и хрустящий картофель); медицинские устройства (такие как стерилизуемые медицинские упаковки для различных предметов, таких как марля и другие перевязочные материалы); самозаклеивающиеся и защищенные от несанкционированного вскрытия конверты; обертки для бумажных денег, салфетки и предметы одежды; упаковки блистерного типа; жесткие или гибкие упаковочные материалы; а также их сочетания.
Согласно варианту осуществления, фиксирующее устройство представляет собой компонент подгузника (100), который представлен на Фиг.2. Согласно одному варианту осуществления, подгузник (100) представляет собой трехслойную композитную конструкцию, включающую непроницаемый для жидкостей наружный слой, проницаемый для жидкостей внутренний слой и расположенный между ними абсорбирующий материал. Подгузник (100) включает первую подложку (112) и вторую подложку (114). Первая подложка (112) включает первый связующий слой (116). Вторая подложка включает второй связующий слой (118). Первая подложка представляет собой компонент застежки подгузника (120). Застежка подгузника (120) прикрепляется к задней части подгузника. Вторая подложка (114) прикрепляется к наружной поверхности передней части подгузника. Согласно данному варианту осуществления, вторая подложка (114) представляет собой переднюю часть наружной поверхности подгузника. Второй связующий слой (118) находится на передней части наружной поверхности подгузника. Второй связующий слой (118) образует область фиксации (122) для застежки подгузника (120). При надевании подгузника (100) застежка подгузника (120) оборачивается вокруг ноги пользователя и приводится в контакт с областью фиксации (122). Первый связующий слой (116) на застежке подгузника (120) образует связующее соединение со вторым связующим слоем (118) на области фиксации (122). Застежка подгузника (120) может отсоединяться и повторно присоединяться к области фиксации (122) по мере необходимости.
Фиксирующее устройство согласно настоящему изобретению находит преимущественное применение в качестве заменителя фиксирующих устройств, содержащих крючки и петли.
Фиксирующее устройство может включать два или более вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе.
В случае гигиенических абсорбирующих изделий фиксирующие системы или другие устройства часто используются, чтобы соединять друг с другом разнообразные нетканые материалы или многослойные материалы, содержащие нетканые и пленочные слои. Эти нетканые материалы можно изготавливать разнообразными способами. Такие способы включают, но не ограничиваются этим, фильерный процесс, процесс кардочесания полотна, процесс пневматической укладки, процесс термического каландрования, процесс связующего соединения, процесс соединения горячим воздухом, процесс иглопробивания, процесс гидросплетения, процесс электропрядения, а также их сочетания.
В фильерном процессе изготовление нетканого полотна включает следующие стадии: (a) экструзия волокон или нитей синтетической полимерной композиции из фильеры; (b) быстрое охлаждение волокон или нитей синтетической полимерной композиции потоком воздуха, который, как правило, является охлажденным, в целях ускоренного затвердевания расплавленных нитей синтетической полимерной композиции; (c) уменьшение толщины волокон посредством пропускания их через зону быстрого охлаждения с растягивающим натяжением, которое может прилагаться путем пневматического увлечения волокон потоком воздуха или путем наматывания их на механические тянущие валики таких типов, которые обычно используются в промышленном производстве текстильных волокон; (d) соединение вытянутых нитей в полотно на перфорированной поверхности, например, подвижной сетке или пористой ленте; и (e) соединение полотна из рыхлых нитей в нетканое полотно. Соединение можно осуществлять разнообразными способами, включая, но не ограничиваясь этим, процесс термического каландрования, процесс связующего соединения, процесс соединения горячим воздухом, процесс иглопробивания, процесс гидросплетения, а также их сочетания.
Фильерные нетканые полотна, как правило, включают однокомпонентные или двухкомпонентные волокна. Двухкомпонентные волокна имеют, например, такие конфигурации, как сердцевина в оболочке, сегментированный пирог, параллельное расположение, острова в море и т. д. Обычная конфигурация двухкомпонентного волокна представляет собой структуру типа сердцевины в оболочке, причем сердцевина часто включает полипропиленовый гомополимер, а оболочка включает полиэтилен. Структура типа сердцевины в оболочке обеспечивает возможность растяжения, устойчивость при прядении, термическое сопротивление, модуль упругости, предел прочности при растяжении, которым обладает полипропилен, и одновременно обеспечиваются дополнительные характеристики, такие как мягкость при касании, снижение температуры соединения и увеличение растяжения, которые обуславливает введение полиэтиленовой оболочки.
Фильерные нетканые полотна можно использовать в изготовлении разнообразных конечных изделий, включая, но не ограничиваясь этим, гигиенические абсорбирующие изделия, такие как подгузники, женские гигиенические изделия, изделия для страдающих недержанием взрослых, салфетки, перевязочные материалы и повязки для ран; одноразовые тапочки и обувные изделия; медицинские изделия, такие как непроницаемые халаты, хирургические халаты, хирургические салфетки и покрывала, хирургические костюмы, шапочки, маски; а также медицинские упаковки.
Фильерные нетканые материалы можно также использовать, чтобы обеспечивать низкую поверхностную плотность, экономичность и прочность полотен, подобных ткани и применяемых в производстве промышленных изделий, включая автомобили.
Фильерные нетканые полотна можно превращать в многослойные или ламинатные конструкции. Такие многослойные конструкции включают, по меньшей мере, два или более слоев, причем, по меньшей мере, один или несколько слоев представляют собой фильерные нетканые полотна, которые обсуждаются в настоящем документе, и в качестве одного или нескольких других слоев, как правило, выбираются следующие варианты: один или несколько нетканых слоев, изготовленных аэродинамическим способом из расплава; один или несколько нетканых слоев, сформованных гидравлическим способом; один или несколько нетканых слоев, сформованных аэродинамическим способом; одно или несколько полотен, изготовленных любым нетканым способом или прядением из расплава; один или несколько слоев пленки, такой как литая пленка, раздувная пленка; и/или один или несколько покровных слоев, изготовленных из покровной композиции, например, таким способом, как экструзионное покрытие, распылительное покрытие, рельефное покрытие, печать, погружение, валковое покрытие или шаберное покрытие. Многослойные конструкции можно соединять, осуществляя любой из многочисленных способов соединения, таких как, например, термическое соединение, клеевое ламинирование, такое как ламинирование с использованием термоплавкого клея, ультразвуковое соединение, гидравлическое сплетение и/или иглопробивное соединение. Конструкции могут представлять собой структуры от S до SX, или SXX, или SXXX, или SXXXX, или SXXXXX, где X может представлять собой пленку, покрытие или другой нетканый материал в любом сочетании, а S представляет собой фильерное нетканое полотно.
В случае нетканых материалов, изготовленных из штапельных волокон, эти волокна можно смешивать с другими разнообразными волокнами, включая синтетические волокна, такие как полиэтиленовые (PE), полипропиленовые (PP), полиэтилентерефталатные (PET); или натуральные волокна, такие как целлюлоза, вискоза или хлопок. Эти волокна можно превращать в нетканое полотно гидравлическим, аэродинамическим или кардочесальным способом. Нетканое полотно можно затем ламинировать на другие материалы.
Определения
Если другие условия не определяются особо, не следуют непосредственно из контекста и не являются общепринятыми в технике, все части и процентные доли представлены по отношению к массе, и все методы исследования являются действующими по состоянию на день подачи настоящей заявки.
Термин "композиция", который используется в настоящем документе, означает один или несколько материалов, которые составляют композицию, а также продукты реакции и продукты разложения, которые образуются из материалов композиции.
Термин "включающий" и соответствующие производные не предусматривают исключения присутствия каких-либо дополнительных компонентов, стадий или процедур, независимо от того, описаны ли они настоящем документе или нет. Во избежание какого-либо сомнения, все композиции, которые заявлены в настоящем документе посредством использования термина "включающий", могут включать любые дополнительные добавки, вспомогательные вещества или соединения, в том числе полимерные или другие, если не определяются другие условия. С другой стороны, термин, "состоящий, в основном, из" исключает из объема любого последующего перечисления любые другие компоненты, стадии и процедуры, за исключением тех, которые не имеют значения для работоспособности. Термин "состоящий из" исключает любые компоненты, стадии и процедуры, которые не определены и не перечислены особо.
Термин "полимер", который используется в настоящем документе, означает полимерное соединение, изготовленный посредством полимеризации мономеров, в том числе мономеров одного типа или различных типов. Общий термин "полимер", таким образом, объединяет термин "гомополимер" (используемый для обозначения полимеров, изготовленных из мономера только одного типа, с пониманием того, что в полимерной структуре могут содержаться примеси следовых количествах), и термин "интерполимер", который определяется далее в настоящем документе. Следовые количества примесей могут вводиться в полимер и/или находится в его составе.
Термин "интерполимер", который используется в настоящем документе, означает полимеры, изготовленные посредством полимеризации мономеров, по меньшей мере, двух различных типов. Общий термин "интерполимер", таким образом, распространяется на сополимеры (данный термин, как правило, используется для обозначения полимеров, изготовленных из мономеров двух различных типов), и полимеры, изготовленные из мономеров более чем двух различных типов.
Термин, "полимер на основе олефина", который используется в настоящем документе, означает полимер, основное содержание которого (по отношению к массе полимера) составляет присутствующий в полимеризованной форме олефиновый мономер, например, этилен или пропилен, и который необязательно может включать один или несколько сомономеров.
Термин "полимер на основе этилена", который используется в настоящем документе, означает полимер, основное содержание которого (по отношению к массе полимера) составляет полимеризованный этиленовый мономер, и который необязательно может включать, по меньшей мере, один полимеризованный сомономер.
Термин "интерполимер этилена и α-олефина", который используется в настоящем документе, означает интерполимер, основное содержание которого (по отношению к массе интерполимера) составляет этиленовый мономер, и, который включает, по меньшей мере, один α-олефин. Данный термин не распространяется на олефиновые блочные сополимеры.
Термин "сополимер этилена и α-олефина", который используется в настоящем документе, означает сополимер, основное содержание которого (по отношению к массе сополимера) составляют мономеры только двух типов, представляющие собой мономеры этилена и α-олефина. Данный термин не распространяется на олефиновые блочные сополимеры.
Термин "полимер на основе пропилена", который используется в настоящем документе, означает полимер, основное содержание которого (по отношению к массе полимера) составляет присутствующий в полимеризованной форме пропиленовый мономер, и который и необязательно может содержать, по меньшей мере, один полимеризованный сомономер.
Методы исследования
Плотность – образцы для измерения плотности изготавливали согласно стандарту ASTM D 1928. Измерения осуществляли в течение одного часа после прессования образцов с использованием метода B стандарта ASTM D792.
2
Индекс расплава (или I2, I или MI) для полимера на основе этилена, или OBC, или изобретенной композиции измеряли в соответствии со стандартом ASTM D 1238 в условиях 190°C/2,16 кг и определяли как вытекающую в течение 10 минут массу в граммах.
Стандартный метод CRYSTAF
Распределение разветвлений определяли методом анализа фракционной кристаллизации (CRYSTAF), используя установку CRYSTAF 200, которую поставляет на продажу компания PolymerChar (Валенсия, Испания). Образцы растворяли в 1,2,4-трихлорбензоле при 160°C (0,66 мг/мл) в течение одного часа и стабилизировали при 95°C в течение 45 минут. Температура отбора образцов составляла от 95 до 30°C при скорости охлаждения 0,2°C/мин. Детектор инфракрасного излучения использовали для измерения концентрации растворов полимеров. Полную концентрацию растворенного вещества измеряли, когда полимер кристаллизовался в процессе уменьшения температуры. Аналитическая производная суммарного профиля отражает распределение короткоцепных разветвлений полимера.
Температуру и площадь пика на кривой CRYSTAF определяли, используя модуль анализа пиков, включенный в программное обеспечение CRYSTAF версии 2001.b от компании PolymerChar (Валенсия, Испания). Процедура нахождения пиков CRYSTAF определяет температуру пика как максимум кривой dW/dT и площадь между наибольшими положительными изгибами по обеим сторонам от определяемого пика на кривой производной функции. Для вычисления кривой CRYSTAF предпочтительные параметры обработки определяются для предельной температуры, составляющей 70°C, и параметры сглаживания составляют 0,1 выше предельной температуры и 0,3 ниже предельной температуры.
Стандартный метод ДСК
f
f
f
Метод дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) использовали для измерения кристалличности в образцах полимеров на основе этилена (PE или OBC) и образцах полимеров на основе пропилена (PP). Навеску образца, составляющую приблизительно от 5 до 9 мг помещали в кювету ДСК. Эту кювету закрывали гофрированной крышкой, чтобы обеспечить замкнутую атмосферу. Кювету с образцом помещали в измерительную ячейку ДСК и затем нагревали при скорости, составляющей приблизительно 10°C/мин, до температуры 180°C в случае образцов полимеров на основе этилена (230°C в случае образцов полимеров на основе пропилена). Образец выдерживали при данной температуре в течение трех минут. Затем образец охлаждали при скорости 10°C/мин до -60°C в случае образцов полимеров на основе этилена (-40°C в случае образцов полимеров на основе пропилена) и выдерживали в изотермических условиях при данной температуре в течение трех минут. После этого образец нагревали при скорости 10°C/мин до полного плавления (второе нагревание). Процентную степень кристалличности вычисляли делением теплоты плавления (H), определяемой на основании кривой второго нагревания, на теоретическую теплоту плавления, составляющую 292 Дж/г в случае образцы полимеров на основе этилена (165 Дж/г в случае образцов полимеров на основе пропилена) и умножением полученной величины на 100 (например, в случае образцов полимеров на основе этилена степень кристалличности составляет (H/292 Дж/г) × 100%; и в случае образцов полимеров на основе пропилена степень кристалличности составляет (H/165 Дж/г) × 100%).
Если не установлено другое условие, температура плавления (Tm) каждого полимера определяется на основании кривой второго нагревания, полученной методом ДСК, как описано выше (температура пика плавления). Температура кристаллизация (Tc) определяется на основании кривой первого охлаждения (температура пика кристаллизации.
Метод ГПХ
Система гельпроникающей хроматографии (ГПХ) представляла собой прибор модели PL-210 от компании Polymer Laboratories или прибор модели PL-220 от компании Polymer Laboratories. Колоночные и карусельные блоки работали при 140°C. Использовали три колонки от компании Polymer Laboratories, содержащие частицы смешанного наполнителя типа B с размером частиц 10 мкм. Растворитель представлял собой 1,2,4-трихлорбензол. Изготовленные образцы содержали полимер в концентрации, составляющей "0,1 г полимера на 50 мл растворителя, содержащего 200 частей на миллион бутилированного гидрокситолуола (BHT)". Образцы изготавливали посредством медленного перемешивания в течение двух часов при 160°C. Впрыскиваемый объем составлял 100 мкл, а скорость потока составляла 1,0 мл/мин.
полиэтилен
полистирол
Калибровку набора колонок ГПХ осуществляли, используя 21 стандартный образец полистирола с узким молекулярно-массовым распределением, у которых молекулярная масса составляла от 580 до 8400000, и из которых изготавливали шесть "коктейльных" смесей, имеющих, по меньшей мере, декадное разделение между отдельными молекулярными массами. Эти стандартные образцы поставляла компания Polymer Laboratories (Шропшир, Соединенное Королевство). Растворы стандартных образцов полистирола изготавливали, используя "0,025 г на 50 мл растворителя" в случае молекулярной массы, равной или составляющей более чем 1000000, и "0,05 г на 50 мл растворителя" в случае молекулярной массы, составляющей менее чем 1000000. Стандартные образцы полистирола растворяли при 80°C в процессе медленного перемешивания в течение 30 минут. Смеси стандартных образцов, имеющих узкое молекулярно-массовое распределение, исследовали в первую очередь в порядке уменьшения содержания компонента, имеющего наибольшую молекулярную массу, чтобы сократить до минимума разложение. Пиковые значения молекулярной массы стандартных образцов полистирола пересчитывали в значения молекулярной массы полиэтилена, используя следующее выражение, которое Williams и Ward описали в своей статье (J. Polym. Sci., Polym. Lett., 1968 г., т. 6, с. 621): M=0,431•(M). Вычисления эквивалентной молекулярной массы полиэтилен осуществляли, используя программное обеспечение VISCOTEK TriSEC версии 3.0.
Остаточная деформация при сжатии
Остаточную деформацию при сжатии измеряли согласно стандарту ASTM D 395. Каждый образец изготавливали, укладывая диски, имеющие диаметр 25,4 мм и толщину 3,2 мм, 2,0 мм и 0,25 мм до тех пор, пока не достигалась суммарная толщина, составляющая 12,7 мм. Диски вырезали из пластин, имеющих размеры 12,7 см × 12,7 см и изготовленных компрессионным формованием, и подвергали сжатию с помощью горячего пресса в следующих условиях: нулевое давление в течение трех минут при 190°C, затем давление 86 МПа в течение двух минут при 190°C и последующее охлаждение внутри пресса потоком холодной воды при 86 МПа.
ТМА
Термомеханический анализ (измерение температуры проникновения) осуществляли, используя диски, имеющие диаметр 30 мм и толщину 3,3 мм и изготовленные методом компрессионного формования, выдерживали при температуре 180°C и давлении 10 МПа в течение пяти минут, а затем быстро охлаждали воздухом. Использовали прибор модели TMA 7, который поставляет компания Perkin-Elmer. В процессе исследования зонд, имеющий радиус наконечника 1,5 мм (P/N N5 19-0416) прижимали к поверхности образца в форме диска с усилием 1 Н. Температуру повышали со скоростью 5°C/мин от 25°C. Глубину проникновения зонда измеряли в зависимости от температуры. Эксперимент заканчивался, когда зонд проникал в образец на глубину 1 мм.
ДМА для OBC
Динамический механический анализ (ДМА) осуществляли, используя диски, изготовленные компрессионным формованием в горячем прессе при температуре 180°C и давлении 10 МПа в течение пяти минут, которые затем охлаждали (охлаждающей водой) в прессе со скоростью 90°C/мин. Исследование осуществляли, используя управляемый автоматической системой оценки и регистрации данных (ARES) деформационный реометр от компании TA Instruments, оборудованный двойными консольными зажимами для торсионного исследования.
Прессовали плитку толщиной 1,5 мм, из которой вырезали пластинку, имеющую размеры 32 мм × 12 мм. Образец в форме пластинки фиксировали с обеих сторон между зажимами, которые разделяло расстояние 10 мм (расстояние между зажимами AL), и подвергали постепенной термической обработке при температуре от -100°C до 200°C (с шагом по 5°C). При каждой температуре модуль кручения G' измеряли при угловой частоте 10 рад/с, и амплитуду деформации поддерживали в интервале от 0,1% до 4%, чтобы обеспечивать достаточный момент вращения и осуществление измерения в линейном режиме.
Начальное статическое усилие поддерживали на уровне 10 г (режим самонатяжения), чтобы предотвращать провисание образца в процессе теплового расширения. Вследствие этого расстояние между зажимами (AL) увеличивалось при повышении температуры, в частности, выше температуры плавления или размягчения полимерного образца. Исследование прекращали при максимальной температуре, или когда достигалось расстояние между зажимами, составляющее 65 мм.
ДМА (композиция)
Динамический механический анализ (ДМА) – Образец расплавляли на горячих параллельных пластинчатых зажимах, находящихся при начальной температуре исследования. Пластины обнуляли при начальной температуре исследования, и толщину образца измеряли, используя микрометр. Диаметр образца был таким же, как диаметр пластины. Образцы исследовали, используя реометрический механический спектрометр и одноразовые параллельные пластинчатые зажимы, имеющий диаметр 8 мм. Образцы исследовали в режиме динамического изменения температуры от 180°C до -80°C при скорости охлаждения 2°C/мин и применяли частоту 6,28 рад/с. В процессе исследования использовали режимы автоматического натяжения и автоматической деформации. Динамический модуль упругости и модуль потерь (G' и G", соответственно), а также тангенс дельта записывали в зависимости от температуры для каждого образца.
13
Анализ методом ЯМР C
13
Образцы изготавливали, добавляя приблизительно 3 г смеси, содержащей тетрахлорэтан-d/ортодихлорбензол в соотношении 50/50, к образцу массой 0,4 г в пробирке для ЯМР диаметром 10 мм. Образцы растворяли и гомогенизировали, нагревая пробирку и ее содержимое до 150°C. Данные получали, используя спектрометр JEOL ECLIPSE (протонная частота 400 МГц) или VARIAN UNITY PLUS (протонная частота 400 МГц), что соответствует резонансной частоте C, составляющей 100,5 МГц. Данные получали, используя 4000-кратное сканирование для каждого файла данных с шестисекундными промежутками между повторяющимися импульсами. Для достижения минимального соотношения сигнала и шума в целях количественного анализа суммировали множество файлов данных. Спектральная ширина составляла 25000 Гц, причем минимальный размер файла составлял 32000 точек данных. Образцы анализировали при 130°C, используя широкополосный датчик 10 мм. Содержание сомономера определяли, используя триадный метод Рэндалла (J. C. Randall, JMS-Rev. Macromol. Chem. Phys., 1989 г., т. C29, с. 201-317).
Измерение массового процентного содержания жестких сегментов и мягких сегментов – массовое процентное содержание мягких сегментов (и, таким образом, массовое процентное содержание жестких сегментов) можно измерять методами ДСК или ЯМР, как описано в патенте США № 7608668, см. от строки 30 страницы 57 до строки 12 страницы 63.
Фракционирование полимеров методом TREF
Крупномасштабное элюционное фракционирование при повышении температуры (TREF) осуществляли, растворяя от 15 до 20 г полимера в 2 л 1,2,4-трихлорбензола (TCB), посредством перемешивания в течение четырех часов при 160°C. Раствор полимера пропускали при манометрическом давлении азота, составляющем 15 фунтов на квадратный дюйм (100 кПа), в стальную колонку, имеющую диаметр 3 дюйма (7,62 см) и длиной 4 фута (121,92 см), которую заполняла смесь, содержащая в объемном соотношении 60:40 сферические шарики из стекла технического качества диаметром от 30 до 40 меш (от 600 до 425 мкм), которые поставляет компания Potters Industries, Inc. (HC-30 Box 20, Браунвуд, штат Техас, 76801, США), и дробь, нарезанная из нержавеющей стальной проволоки диаметром 0,028 дюйма (0,7 мм), которую поставляет компания Pellets, Inc. (63 Industrial Drive, Норт-Тонавонда, штат Нью-Йорк, 14120, США). Колонку погружали в термостатируемую масляную ванну, начальная температура которой составляла 160°C. Колонку сначала охлаждали баллистически до 125°C, затем медленно охлаждали до 20°C со скоростью 0,04°C/мин и выдерживали в течение одного часа. Свежий TCB вводили со скоростью, составляющей приблизительно 65 мл/мин, в то время как температура повышалась со скоростью 0,167°C/мин.
Порции элюента, объем которых составлял приблизительно 2000 мл, из препаративной колонки TREF собирали в 16-секционный нагреваемый коллектор фракций. Полимер концентрировали в каждой фракция, используя роторный испаритель, оставляя раствор полимера, объем которого составлял приблизительно от 50 до 100 мл. Концентрированные растворы выдерживали в течение ночи перед добавлением избытка метанола, фильтрованием и промыванием (использовали приблизительно от 300 до 500 метанола, в том числе для заключительного промывания). Стадию фильтрования осуществляли на трехпозиционной вакуумной фильтрующей установке, используя фильтровальную бумагу, покрытую слоем политетрафторэтилена 5,0 мкм, которую поставляет компания Osmonics Inc. (номер по каталогу Z50WP04750). Профильтрованные фракции высушивали в течение ночи в вакуумной печи при 60°C и взвешивали на аналитических весах перед дальнейшим исследованием.
ATREF
Анализ методом аналитического элюционного фракционирования при повышении температуры (ATREF) осуществляли, используя способ, описанный в патенте США № 4798081 и в статье L. Wilde, T. R. Ryle, D. C. Knobeloch, I. R. Peat, "Определение распределения разветвлений в полиэтилене и этиленовых сополимерах", J. Polym. Sci., 1982 г., т. 20, с. 441-455. Композицию анализировали, растворяя ее в трихлорбензоле и выдерживая раствор для кристаллизации в колонке, содержащей инертный носитель (нержавеющая стальная дробь), посредством медленного уменьшения температуры до 20°C при скорости охлаждения 0,1°C/мин. Колонка была оборудована детектором инфракрасного излучения. Затем хроматограмму ATREF получали, элюируя закристаллизованный полимерный образец из колонки при медленном повышении температуры элюирующего растворителя (трихлорбензол) от 20 до 120°C, при скорости 1,5°C/мин.
Исследования прочности соединения
Все исследования прочности соединения (статическая прочность при сдвиге, статическая прочность соединения внахлестку при сдвиге, усилие отслаивания под углом 180° и усилие T-образного отслаивания) осуществляли, используя образец, который изготавливали, нанося покрытие связующего материала толщиной 0,8 мил (20,32 мкм) на сложнополиэфирную (полиэтилентерефталатную, PET) пленку толщиной 2 мил (50,8 мкм) или другие подложки, которые описаны выше, а затем разрезая подложку с покрытием на полоски, имеющие размеры 1 дюйм (2,54 см) × 6 дюймов (15,24 см). Исследования прочности соединения с использованием все следующих методов осуществляли в регулируемых условиях при температуре 72°F (21,1°C) и относительной влажности 50%. Области перекрывания для всех остальных исследований помещали на прокатное устройство от компании ChemInstruments и пропускали дважды (по одному разу в каждом направлении) под нагрузкой 4 фунта (1815 г) при скорости 12 дюймов в минуту (0,508 см/c). Усилие сдвига измеряли по силе удерживания связующей композиции во время ее ламинирования на подложку. Статическую прочность при сдвиге измеряли, используя нагрузку 1 кг, чтобы обеспечивать разделяющее усилие.
Статическая прочность при сдвиге – усилие сдвига на нержавеющей стали измеряли, использование исследование предложенную Советом по самоклеящимся лентам (PSTC) процедуру A метода PSTC-107 на имеющей размеры 1 дюйм (2,54 см) × 1 дюйм (2,54 см) площади контакта образца с нержавеющей сталью. К измеряемому материалу подвешивали груз, прилагая напряжение к соединению между связующим материалом и нержавеющей стальной панелью. Регистрируемая величина представляла собой время до разрыва соединения и падения груза.
Статическая прочность соединения внахлестку при сдвиге – прочность соединения внахлестку при сдвиге измеряли в соответствии со стандартом ASTM D3164M-03 в следующих условиях: две полоски из одного образца ламинировали друг с другом, причем стороны со связующим материалом были обращены друг к другу, образуя область перекрывания, имеющую размеры 1 дюйм (2,54 см) × 1 дюйм (2,54 см)
Следует отметить, что прочность соединения внахлестку при сдвиге и статическая прочность при сдвиге измеряли с использованием одинаковой нагрузки для методов подвешивания и приложения. Различие заключалось в том, что статическую прочность при сдвиге измеряли, используя конструкцию, в которой связующий материал или клей на пленке наносили на нержавеющие стальные панели; и прочность соединения внахлестку при сдвиге измеряли, используя конструкцию, в которой связующий материал на пленке прикрепляли на панели для опоры, и другую конструкцию, в которой связующий материал на пленке ламинировали на эту область с прикрепленным связующим материалом.
Усилие отслаивания измеряли как усилие, требуемое для удаления с подложки пленки, покрытой связующим материалом. Усилие отслаивания измеряли после выдерживания в течение 20 минут в условиях температуры 72°F (21,1°C) и относительной влажности 50% и/или после выдерживания в течение 24 часов в условиях температуры 72°F (21,1°C) и относительной влажности 50% после ламинирование стадии ламинирования.
Усилие отслаивания под углом 180° – усилие отслаивания под углом 180° измеряли, осуществляя исследование методом A PSTC 101 и используя нержавеющие стальные панели. Образцы ламинировали, используя механический прокатный блок, описанный выше.
Усилие T-образного отслаивания – усилие T-образного отслаивания определяли методом, используемым для измерения усилия, которое требовалось для отслаивания двух пленок, покрытых связующим материалом, после того, как пленки были ламинированы друг на друга, таким образом, что покрытые связующим материалом стороны находились в контакте друг с другом. Образцы изготавливали, используя механическое прокатное устройство и условия, которые описаны выше. Усилие T-образного отслаивания измеряли в соответствии со стандартом ASTM D1876-08.
Далее некоторые варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны в следующих примерах.
ПРИМЕРЫ
1. Материалы
Материалы для примеров настоящего изобретения и сравнительных примеров представлены ниже в таблицах 1A и 1B.
Таблица 1A
Материалы
Компонент
Характеристики
Производитель
INFUSE 9817
OBC – мультиблочный сополимер этилена и α-олефинаПлотность: 0,877 г/см<sup>3</sup>Tm: 120°CMI: 15,0 г/10 мин
Dow Chemical
PICCOTAC 1095 C5
Повышающее клейкость веществоПлотность: 0,95 г/см<sup>3</sup> (25°C)Температура размягчения: 91,11-97,22°C
Eastman
LDPE 9551
Этиленовый гомополимер низкой плотностиПлотность: 0,925 г/см<sup>3</sup>Tm: 112°CMI: 35 г/10 мин
Dow Chemical
HYDROBRITE 550
Минеральное маслоПлотность при 25°C/25°C: 0,860/0,880Кинетическая вязкость при 40°C: 100/125 мм<sup>2</sup>/сМаксимальная температура текучести: -9°C
Sonneborn
Таблица 1BМатериалы
Полимер
Тип полимера
Индекс расплава (г/10 мин)
Плотность (г/см<sup>3</sup>)
Dow H502-25RG
Гомополимер полипропилена
35 (при температуре 230°C)
ASPUN 6834
Линейный полиэтилен низкой плотности
17
0,950
XZ 89203.03
Улучшенный полиэтилен
18
0,935
LDPE 6211
Полиэтилен низкой плотности
2,3
0,918
ELITE 5815
Улучшенный полиэтилен
15
0,91
2
2
2
2
Подложки (используемые для исследования в примерах 1- 5 настоящего изобретения) изготавливали прядением на 1,2-метровой однопучковой двухкомпонентной фильерной экспериментальной линии Reicofil 4 с использованием двух экструдеров. Волокна вытягивали до номинальной линейной плотности волокон, составляющей приблизительно 2 денье на волокно, используя соответствующую систему давления в кабине. Производительность поддерживали на постоянном уровне 0,51 г на отверстие в минуту. Фильера имела плотность отверстий, составляющую 6,827 отверстий на 1 м, причем каждое отверстие имело диаметр 0,6 мм и соотношение l/d 4. Температуры экструдеров составляли 220°C, и температуры фильер составляли 225°C, в то время как температура плавления полимера составляет приблизительно 230°C. Скорость линии регулировали для достижения соответствующей поверхностной плотности, измеряемой в граммах на квадратный метр (г/м). Соединение полотна осуществлялось между рельефным валиком и гладким валиком, причем давление зажима составляло 70 Н/мм, в то время как температура масла гладкого валика поддерживалась на 2°C ниже температуры масла рельефного валика. Температура рельефного валика для полипропиленового однокомпонентного фильерного материала (PMS) плотностью 20 г/м и для полипропиленового гомополимерного нетканого материала плотностью 60 г/м в однокомпонентном фильерном многослойном материале (MSL) составляла 155°C. Температура рельефного валика для двухкомпонентного фильерного материала (BS) плотностью 40 г/м составляла 135°C.
2
2
На полипропиленовый гомополимерный фильерный материал плотностью 60 г/м наносили слой полиэтиленовой пленки, используя устройство Black Clawson для экструзионного покрытия, оборудованное тремя экструдерами и декельной фильерой Cloeren размером 30 дюймов (76,2 см). Смесь, содержащую в соотношении 85 мас.%/15 мас.% LDPE 6211 и улучшенный полиэтиленовый полимер ELITE 5815, вводили в каждый из экструдеров и наносили при поверхностной плотности 8 г/м. Температура плавления полимерной смеси составляла 315°C. Покрытие и нетканый материал вступали во взаимный контакт на охлаждаемом валике. Давление зажима составляло 60 фунтов на квадратный дюйм (0,4137 МПа). Описание нетканых материалов, нетканых многослойных материалов и полимеров, используемых в подложках согласно примерам настоящего изобретения, представлено ниже в таблице 2.
Таблица 2Подложки
Нетканая подложка
Полимер
Поверхностная плотность полотна
PMS – полипропиленовый однокомпонентный фильерный нетканый материал
Полипропиленовый гомополимер H502-25RG
20 г/м<sup>2</sup>
BS – двухкомпонентный фильерный материал – структура типа сердцевина/оболочка 50/50
Сердцевинный полимер – полипропиленовый гомополимер H502-25RGОболочечный полимер – XZ 89203.03
40 г/м<sup>2</sup>
MSL – однокомпонентный фильерный многослойный материал – пленка экструзионного покрытия на фильерном нетканом материале
Нетканый материал – полипропиленовый гомополимер H502-25RGПленочное покрытие – смесь полимеров ELITE 5815/LDPE 6211 85%/15%
60 г/м<sup>2</sup> полипропиленового нетканого материала и 8 г/м<sup>2</sup> полиэтиленового пленочного покрытия
DSM – растягивающийся материал для подгузников
Фрагмент содержащего пленку/нетканое полотно многослойного растягивающегося материала панели изделия для страдающих недержанием взрослых*
PET – полиэтилентерфталатная пленка
Пленка приобретена от компании Chemsultants
2 мил (50,4 мкм) без обработки
*Женское изделие типа DEPEND™ Silhouette, размер L/XL.
2. Изготовление связующего материала (композиция 1)
Композицию 1 изготавливали, используя ингредиенты и пропорции, которые представлены ниже в таблице 3.
Таблица 3Композиция 1
INFUSE 9817 OB C
40,5 мас.%
Повышающее клейкость вещество PICCOTAC 1095 C5
40,5 мас.%
LDPE 9551
10 мас.%
Минеральное масло HYDROBRITE 550
9 мас.%
Навески ингредиентов, представленных в таблице 3, помещали в стеклянные ампулы объемом 5 драхм (18,48 мл) и нагревали на горячей плитке до 130°C, а затем перемешивали в течение одного часа. После этого композицию наносили на крепированную разделительную бумагу. Крепированную разделительную бумагу загружали в устройство для нанесения термоплавкого покрытия. Температура шабера для нанесения покрытия составляла 130°C, а температура пластины для нанесения покрытия составляла 110°C. Лабораторный ламинатор LL-100 от компании ChemInstruments, установленный на давление 60 фунтов на квадратный дюйм (0,4137 МПа) и скорость 0,5, использовали для пропускания материала через устройство для нанесения покрытия и для ламинирования на содержащую кремнийорганическое покрытие разделительную бумагу или на одну из подложек, представленных в таблице 2. На подложку наносили пленочное покрытие шириной 4 дюйма (10,16 см).
2
В одном примере ламинатор устанавливали для дозирования 1 мил (25,4 мкм) композиции из таблицы 3 (композиция 1), что соответствует приблизительно 25 граммам на квадратный метр (г/м).
В одном примере PMS подложку прижимали к крепированной разделительной бумаге после дозирования композиции 1, но до ее охлаждения, используя лабораторный ламинатор LL-100 от компании ChemInstruments. Образцы затем прижимали друг к другу, чтобы завершить перенос связующего фиксирующего материала с крепированной разделительной бумаги на подложку, используя прибор Beloit Wheeler 700, в условиях температуры 160°F (71,1°C) и давления 50 фунтов на квадратный дюйм (0,3448 Па), а затем подложку вместе со связующим фиксирующим материалом отделяли от крепированной разделительной бумаги, перенося связующий материал на подложку PMS и получая материал для примера l. Результаты исследования соединения представлены в таблице 4.
Остальные гигиенические нетканые подложки (BS, MSL и DSM) подвергали таким же методам нанесения, которые описаны выше для образцов с использованием PMS в качестве подложки. Результаты для гигиенических нетканых подложек также представлены ниже в таблице 4 (примеры 2-6).
Подложку из полиэтилентерефталата (PET) подвергали таким же методам нанесения, которые описаны выше для образцов с использованием PMS в качестве подложки. Результаты для подложки PET представлены ниже в таблице 5 (примеры 7-9).
Таблица 4Данные исследования гигиенических нетканых лицевых материалов: усилие T-образного отслаивания, прочность соединения внахлестку при сдвиге и усилие отслаивания под углом 180°
На обе полоски нанесена однодюймовая маскирующая лента для уменьшения кручения
Пример
Подложка (разрезана на однодюймовые полоски) (связующие материалы обращены друг к другу)
Усилие T-образного отслаивания (Н/дюйм) после выдерживания в течение 20 минут
Тип разрыва
Сдвиг, область перекрывания 1 дюйм × 1 дюйм, 1 кг (час)
Тип разрыва*
1
PMS
3,9
F
3,8
A
2
BS
5,2
A
4,9
A
Усилие отслаивания под углом 180°, нержавеющая стальная панель, (Н/дюйм)
20 минут
24 часа
3
PMS
1
A
1,1
A
4
BS
1,4
A
1,3
A
5
MSL
0,2
A
0,1
A
6
DSM
1,1
A
1,2
A
*A – Разрыв связующего материала; F – разрыв лицевого материала.
Таблица 4 иллюстрирует способность композиции 1 обеспечивать низкое усилие T-образного отслаивания (составляющее от 1 до 10 Н/дюйм), но более продолжительное время сохранения прочности соединения внахлестку при сдвиге (составляющее от более чем одного часа до 5000 часов) с использованием примеров 1 и 2. Тип разрыв, как правило, представляет собой "разрыв связующего материала", и это означает, что две соединяемые поверхности остаются неповрежденными в результате разделения. В исследовании прочности соединения внахлестку при сдвиге использовали нагрузку 1 кг, которая представляла собой достаточную нагрузку для кручения подложек или растяжения подложек до разрыва, и, таким образом, подложки были укреплены маскировочной лентой для получения более точных результатов. В примерах 3-6 исследование усилия отслаивания под углом 180° от нержавеющей стали иллюстрирует полезность композиции 1, которая не прикрепляется к окружающим ее материалам. Это важно, поскольку конструкция будет вступать в контакт со многими предметами (кожа человека, другие компоненты подгузника и т. д.), к которым она не должна прилипать.
Приведенная ниже таблица 5 иллюстрирует гибкость связующей фиксирующей композиции (композиция 1). Связующий материал можно переносить или непосредственно наносить на полиэтилентерефталатную пленку, а также использовать для гигиенических или негигиенических изделий. Образцы PET изготавливали, перенося покрытие с крепированной разделительной бумаги на имеющую толщину 2 мил (50,4 мкм) необработанную сложнополиэфирную пленку и ламинировали, осуществляя такой же процесс, как в случае гигиенических подложек, которые описаны выше. Результаты для PET согласуются с результатами для гигиенических подложек, где композиция для фиксирующего устройства имеет низкое усилие отслаивания (пример 7) и высокую прочность при сдвиге (пример 8), а также высокое усилие самоотслаивания (пример 9).
Таблица 5Данные адгезии для PET
Подложка PET
Усилие отслаивания под углом 180° от нержавеющей стали (Н/дюйм)
20 минут
24 часа
Пример 7
0,2
A
0,4
A
Прочность при сдвиге на нержавеющей стали, 1 дюйм × 1 дюйм, 1 кг (час)
Сдвиг, область перекрывания 1 дюйм × 1 дюйм, 1 кг (час)
Пример 8
16,7
A
17,9
A
Усилие T-образного отслаивания (Н/дюйм) после выдерживания в течение 20 минут
Пример 9
7,20
A
A – Разрыв связующего материала
Эти конструкции (примеры 1-6 и 7-9), изготовленные из композиции l, иллюстрируют полезность данной изобретенной композиции, которая удовлетворяет требованиям фиксации гигиенических изделий. Было обнаружено, что изобретенная композиция обеспечивает неожиданный баланс, в котором находятся (i) сцепление, (ii) возможность разъема и (iii) повторное соединение, когда композиция вступает в контакт сама с собой.
Промышленные стандартные фиксирующие устройства представляют собой содержащие крючки и петли фиксирующие устройства, для которых требуются сложные конструкции, и которые характеризуют дополнительные типы разрыва, такие как разрыв за счет связующего материала, используемого для установки содержащего крючки и петли фиксирующего устройства. Изделия в примерах 1-6 и 7-9 можно повторно фиксировать множество раз, что позволяет снимать и повторно надевать данные изделия. Исследования усилия отслаивания под углом 180° иллюстрируют способность композиции 1 (примеры 3-6 и 7) не прикрепляться к таким поверхностям, как кожа человека, другие части изделия и окружающие предметы в целом. Низкое усилие T-образного отслаивания, которое наблюдается для изобретенных конструкций (примеры 1, 2 и 9) является необходимым, чтобы фиксирующее устройство открывалось, и изделие можно было снять с тела, а также для обеспечения возможности изменения положения застежек, когда застежки выравниваются в процессе надевания. Высокий прочность соединения внахлестку при сдвиге, которую проявляют изобретенные конструкции (примеры 1, 2, и 8) является необходимой, чтобы удерживать две застежки друг с другом в процессе применения.
Определенно предусматривается, что настоящее изобретение не должно ограничиваться вариантами осуществления и иллюстрациями, которые содержатся в настоящем документе, но включает модифицированные формы этих вариантов осуществления, в том числе части вариантов осуществления и сочетания элементов различных вариантов осуществления, которые находятся в пределах объема следующей формулы изобретения.