Многослойные эластичные слоистые материалы с повышенной прочностью и эластичностью и способы их получения

Многослойные эластичные слоистые материалы с повышенной прочностью и эластичностью и способы их получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[1] Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США № 14/475784, поданной 3 сентября 2014 года, которая является частичным продолжением заявки на патент США № 14/134755, поданной 19 декабря 2013 года, заявки на патент США № 14/145500, поданной 31 декабря 2013 года, и заявки на патент США № 14/230741, поданной 31 марта 2014 года, все из которых включены в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к многослойным эластичным слоистым материалам с повышенной прочностью. В частности, настоящее раскрытие относится к многослойным эластичным слоистым материалам, содержащим слой термопластичной эластомерной пленки, прикрепленный к наружному материалу и слою пластика. Слои можно совместно экструдировать вместе, растягивать и затем расслаблять с получением в результате эластичных слоистых материалов с повышенной общей прочностью и эластичностью. В некоторых вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки слоистых материалов содержит комбинацию термопластичных эластомеров на основе полиолефина, стироловых блок-сополимеров и неорганической глины, и слой пластика содержит полукристаллические или аморфные полимеры. В некоторых вариантах осуществления слои эластомерной пленки практически не содержат карбоната кальция.

Эластичные слоистые материалы традиционно применялись для обеспечения функций удобства и достаточно плотного прилегания в средствах личной гигиены. Например, эластичные слоистые материалы применяют в боковых вставках, зонах прикрепления ушек и поясах в подгузниках и трусах для приучения к горшку. Представленные на сегодняшний день на рынке эластичные слоистые материалы выполнены на основе эластичного полимера c наслоенным нетканым материалом в качестве наружного покрытия. Данные нетканые наружные материалы повышают механическую прочность слоистых материалов, так как сами по себе эластичные пленки, как правило, не достаточно прочны для предотвращения разрыва в случае чрезмерного растяжения потребителем слоистого материала. Данные нетканые наружные материалы дополнительно предотвращают застревание эластичной пленки в ходе высокоскоростной обработки. Кроме того, нетканые наружные материалы, выполненные из синтетического полимера, например, полипропилена, полиэтилена или других полиолефинов, обеспечивают улучшенный тканеподобный внешний вид слоистого материала. Данные нетканые наружные материалы, однако, могут составлять более 50% стоимости эластичных слоистых материалов.

Соответственно, эластичный слоистый материал, который обеспечивает эластомерную пленку с повышенной прочностью, сдвигая таким образом нагрузку прикладываемой силы от наружных материалов, при этом обеспечивая более гибкий, более мягкий и имеющий более низкий основной вес наружный материал, который может быть адгезивно или термически связан с другими материалами подложки, например, для удовлетворения требований высокоскоростного преобразования, является крайне желательным. Более конкретно, в данной области существует потребность в получении эластичных слоистых материалов, имеющих увеличенную общую прочность и эластичность, что обеспечивает переход кривых зависимости деформации от растяжения в нижнюю необходимую область деформации. Кроме того, было бы выгодно, если бы эластичные слоистые материалы могли быть получены таким образом, чтобы иметь тканеподобный внешний вид, подобный обычным нетканым/эластичным слоистым материалам с использованием меньшего количества нетканого наружного материала или целлюлозного наружного материала с целью снижения стоимости. Соответственно, настоящее раскрытие относится к эластичным слоистым материалам, содержащим эластичный слой и слой пластика, обеспечивающие эластичные слоистые материалы с увеличенной прочностью и эластичностью, и дополнительно c наслоенным нетканым материалом с обеспечением более мягкого тканеподобного внешнего вида и ощущения гибкости обычных эластичных слоистых продуктов. В некоторых вариантах осуществления эластичный слоистый материал имеет более выраженный микроструктурированный внешний вид на поверхности слоя пластика.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАСКРЫТИЯ

Раскрыты многослойные эластичные слоистые материалы, имеющие улучшенную механическую прочность, повышенную эластичность и тканеподобный внешний вид. Слоистые материалы обычно содержат слой термопластичной эластомерной пленки, прикрепленный к слою пластика, и дополнительно прикрепленный к наружному материалу на противоположной стороне от слоя пластика. В особенно подходящих вариантах осуществления наружный материал представляет собой целлюлозный материал. В других вариантах осуществления наружный материал может представлять собой нетканый материал. В некоторых подходящих вариантах осуществления первый слой пластика дополнительно находится между двумя термопластичными эластомерными пленками.

Слой эластомерной пленки имеет эластичность, которая превышает эластичность слоя пластика, другими словами, необратимая деформация слоя эластомерной пленки меньше, чем необратимая деформация слоя пластика. Слоистые материалы получают путем совместной экструзии слоя эластомерной пленки и слоя пластика и затем растягивания слоистого материала с последующим расслаблением с получением слоистого материала с необходимыми характеристиками поверхности и физическими свойствами.

Более конкретно, слой пластика слоистого материала обеспечивает увеличенную общую прочность эластичного слоистого материала. Кроме того, механические свойства слоистого материала значительно улучшаются при растяжении и расслаблении слоистого материала по сравнению с упругим слоистым материалом до растяжения. Данные преимущественные механические свойства являются результатом удлинения слоя пластика в течение исходного растяжения и последующего гофрирования при расслаблении термопластичной эластомерной пленки. Если слоистый материал, в том числе гофрированный слой пластика, снова удлиняется до уровня деформации при исходном растяжении, как, например, при применении слоистого материала, гофрированный слой пластика только разгладится и, вероятно, не способствует прочности на растяжение эластичного слоистого материала. То есть прочность на растяжение слоистого материала до уровня деформации при исходном растяжении в основном преобладает в слое эластомерной пленки, так что слоистые материалы будут сохранять низкое значение напряжения с удлинением и меньшую необратимую деформацию после удлинения, которая меньше, чем деформация при исходном растяжении. В случае удлинения, которое больше, чем при уровне деформации при исходном растяжении слоя пластика, напряжение значительно увеличивается благодаря полностью уплощенному слою пластика, а также ориентации молекул слоя пластика, что приводит к переходу кривой зависимости деформации от напряжения к меньшему удлинению с прочностью при разрыве на 50—100% более высокой по сравнению с термопластичной эластомерной пленкой отдельно.

Кроме того, было обнаружено, что при манипуляциях с применяемыми полимерами толщину слоев пластика и изменение степени исходного растяжения, физические характеристики, такие как прочность и эластичность слоистого материала, можно контролировать для обеспечения достаточной, и даже необходимой, конструкции эластичного слоистого материала конкретного необходимого конечного продукта при более низкой стоимости.

На слой эластомерной пленки дополнительно наслаивают наружный материал, и в особенно подходящих вариантах осуществления, целлюлозный наружный материал (например, ткань), в ходе процесса совместной экструзии. В некоторых вариантах осуществления целлюлозный наружный материал представляет собой слой ослабленного целлюлозного наружного материала. Неожиданно было обнаружено, что путем ослабления слоя целлюлозного наружного материала эластичного слоистого материала до, во время или после наслаивания или связывания и, в частности, полотна на основе бумаги слоистого материала ткань-эластомер, слоистый материал приобретает тканеподобный внешний вид и становится мягким на ощупь, по меньшей мере подобно традиционным эластичным нетканым слоистым материалам. В некоторых вариантах осуществления ослабления достигают путем тиснения наружного по отношению к носителю целлюлозного слоя(ев) при помощи предусмотренного рисунка поверхности на валах для тиснения, тисненный слой из целлюлозного материала связывают с эластичной пленкой посредством термосварки, адгезивного связывания, связывания под действием давления или других средств, а затем слоистый материал подвергают характерному растяжению в одном или обоих из машинного направления (MD) или поперечного направления (CD) с получением необходимых свойств поверхности. В других вариантах осуществления ослабления достигают путем смачивания слоистого материала, содержащего целлюлозный материал, после процесса наслаивания, а затем растяжения смоченного эластичного слоистого материала, содержащего целлюлозный материал, в одном или обоих из направления машинной обработки (MD) или поперечного направления (CD).

В настоящем раскрытии было дополнительно обнаружено, что наслаивание или связывание слоя целлюлозного наружного материала с термопластичным эластомерным слоем слоистого материала путем термосварки, адгезивного связывания или связывания под действием давления является единственной требуемой стадией получения растяжимых эластичных слоистых материалов, но ее одной недостаточно для придания им характеристик тканеподобной поверхности. Ослабление перед наслаиванием и растяжение после наслаивания или ослабление после наслаивания и последующее растяжение можно также осуществлять должным образом для получения улучшенной механической прочности и тканеподобного внешнего вида.

В других вариантах осуществления наружные материалы являются отличными от нетканых наружных материалов, в том числе материалов, таких как связанные кардочесанные полотна, полотна, полученные аэродинамическим холстоформованием, полотна коформ, полотна, полученные водоструйным скреплением, полотна мелтблаун, полотна спанбонд и их комбинации, известных в области нетканых полотен.

Соответственно, в одном аспекте настоящее раскрытие относится к многослойному эластичному слоистому материалу. Эластичный слоистый материал содержит: первый слой термопластичной эластомерной пленки, характеризующийся необратимой деформацией менее 40% после 150% удлинения, при этом термопластичная эластомерная пленка содержит термопластичный эластомер на основе полиолефина и стироловый блок-сополимер; первый слой пластика, прикрепленный к первой поверхности слоя термопластичной эластомерной пленки, при этом слой пластика характеризуется необратимой деформацией, превышающей необратимую деформацию слоя эластомерной пленки по меньшей мере на 50%, и наружный материал прикреплен ко второй поверхности слоя термопластичной эластомерной пленки.

В другом аспекте настоящее раскрытие относится к способу получения эластичного слоистого материала, при этом способ включает: осуществление совместной экструзии по меньшей мере одного слоя термопластичной эластомерной пленки по меньшей мере с одним слоем пластика на первой поверхности по меньшей мере одного слоя термопластичной эластомерной пленки и наслаивание по меньшей мере одного наружного материала на вторую поверхность по меньшей мере одного слоя термопластичной эластомерной пленки с получением эластичного слоистого материала, при этом первый слой термопластичной эластомерной пленки характеризуется необратимой деформацией менее 40% после 150% удлинения и содержит термопластичный эластомер на основе полиолефина, стироловый блок-сополимер и средство, повышающее прочность, при этом слой пластика характеризуется необратимой деформацией, превышающей необратимую деформацию слоя эластомерной пленки по меньшей мере на 50%, и где слой пластика содержит один из полукристаллического или аморфного полимера; растяжение эластичного слоистого материала в одном или обоих из машинного направления или поперечного направления; и расслабление растянутого эластичного слоистого материала.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 изображена кривая зависимости деформации от напряжения для слоя эластомерной пленки, эластичной многослойной пленки, выполненной из слоя эластомерной пленки, прикрепленного к слою линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), и эластичной многослойной пленки, выполненной из слоя эластомерной пленки, прикрепленного к слою LLDPE, который исходно был растянут на 300% и 400% в машинном направлении и оставлен для расслабления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Определения

Используемые в данном документе термины «полимер» и «полимерный» в целом включают без ограничения гомополимеры, coполимеры, такие как, например, блок-, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, терполимеры и т.д., и их смеси и модификации. Кроме того, если иное не имеет конкретных ограничений, термин «полимер» включает все возможные пространственные конфигурации молекулы. Данные конфигурации включают без ограничения изотактические, синдиотактические и статистические симметрии.

Используемый в данном документе термин «нетканый материал» относится к материалу, выполненному из синтетических полимерных волокон, таких как волокна из синтетических полиолефинов (например, полипропилена, полиэтилена, полибутена и сополимеров с атомами углерода не более C12 и т.п.) и/или природных волокон, таких как целлюлозные волокна, связанных вместе путем химической, механической, тепловой обработки или обработки растворителем. «Нетканый материал» также имеет структуру отдельных волокон или нитей, которые переслаиваются, но без возможности идентификации, как в трикотажной ткани. «Нетканый материал» образуется в ходе многих процессов, таких как, например, мелтблаун-процессы, спанбонд-процессы, процессы получения связанного кардочесанного полотна, процесс водоструйного скрепления.

«Связанное кардочесанное полотно», или «BCW», относится к нетканому полотну, образованному посредством процессов кардочесания, известных специалистам в данной области, а также описанных, например, в патенте США № 4488928, включенном в данный документ посредством ссылки в той степени, в которой он совместим с настоящим раскрытием. В процессе кардочесания можно использовать смесь штапельных волокон, связывающих волокон и, возможно, другие связующие компоненты, такие как клей. Эти компоненты образуют объемный клубок, который расчесывают или иначе обрабатывают для получения практически однородного базового веса. Это полотно нагревают или иначе обрабатывают для активации какого-либо адгезивного компонента, что в результате приводит к объединенному, высококачественному нетканому материалу.

Используемый в данном документе термин «коформ» представляет собой полимерный материал мелтблаун, к которому могут быть добавлены волокна или другие компоненты. В наиболее общем смысле, коформ может быть получен при наличии по меньшей мере одной экструзионной головки для мелтблауна, расположенной вблизи желоба, через который при образовании полотна к материалам мелтблаун добавляют другие материалы. Эти «другие материалы» могут представлять собой натуральные волокна, сверхвпитывающие частицы, натуральные полимерные волокна (например, из вискозы) и/или синтетические полимерные волокна (например, из полипропилена или сложного полиэфира). Волокна могут иметь штапельную длину. Материал коформ может содержать целлюлозный материал в количестве от приблизительно 10% по весу до приблизительно 80% по весу, как, например, от приблизительно 30% по весу до приблизительно 70% по весу. Например, в одном варианте осуществления материал коформ может быть изготовлен так, что он содержит волокна древесной массы в количестве от приблизительно 40% по весу до приблизительно 60% по весу.

Термин «полученное водоструйным скреплением полотно» в соответствии с настоящим раскрытием относится к полотну, которое было подвергнуто воздействию колончатых струй текучей среды, вызывающих спутывание волокон. Водоструйное скрепление полотна, как правило, увеличивает прочность полотна. В одном аспекте волокна древесной массы можно скреплять посредством водоструйного скрепления с получением материала из непрерывных нитей, такого как «полотно спанбонд». Полученное водоструйным скреплением полотно, в результате приводящее к нетканому композиту, может содержать волокна древесной массы в количестве от приблизительно 50% по весу до приблизительно 80% по весу, например, в количестве приблизительно 70% по весу. Вышеописанные композитные полотна, скрепленные посредством водоструйного скрепления, являются коммерчески доступными от Kimberly-Clark Corporation под наименованием HYDROKNIT®. Водоструйное скрепление описано, например, в патенте США № 5389202, выданном Everhart.

Используемый в данном документе термин «процесс по технологии мелтблаун» представляет собой процесс образования нетканого полотна, при котором расплавленные полимерные смолы экструдируют и вытягивают нагретым воздухом с высокой скоростью с образованием тонких нитей. Нити охлаждают и собирают в виде полотна на движущейся решетке. Процесс похож на процесс спанбонд, но волокна, полученные с помощью процесса мелтблаун, намного тоньше и обычно измеряются в микрометрах.

Используемый в данном документе термин «спанбонд» представляет процесс образования нетканого полотна, при котором нити были экструдированы, вытянуты и уложены на движущуюся решетку с образованием полотна. Термин «спанбонд» часто заменяют термином «спанлэйд», но в промышленности для обозначения конкретного процесса образования полотна традиционно были признаны термины «спанбонд» или «полученный с помощью технологии спанбонд». Это необходимо для проведения различий между данным процессом образования полотна и двумя другими формами образования полотна спанлэйд, которыми являются процессы по технологии мелтблаун и флешспиннинг.

Используемый в данном документе термин «композит из спанбонда/мелтблауна» представляет собой слоистый композит, определяемый многослойной тканью, которая обычно выполнена из различных перемежающихся слоев полотен спанбонд («S») и полотен мелтблаун («М»): SMS, SMMS, SSMMS и т.д.

Полотна, полученные аэродинамическим холстоформованием, образуются в процессе формования воздухом, в котором получают волокнистый нетканый слой. В процессе суховоздушной укладки пучки малых волокон, имеющих типичные значения длины в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 52 миллиметров (мм), разделяются и захватываются в подаваемый воздух, а затем укладываются на формовочную решетку, обычно с помощью подачи вакуума. Случайным образом уложенные волокна затем связывают друг с другом с использованием, например, горячего воздуха или распыляемого клея. Изготовление уложенных воздухом нетканых композитов хорошо определено в литературе и документировано в данной области техники. Примеры включают процесс DanWeb, описанный в патенте США 4640810, выданном Laursen et al. и переуступленном Scan Web of North America Inc.; процесс Кройера, описанный в патенте США № 4494278, выданном Kroyer et al., и патенте США № 5527171, выданном Soerensen и переуступленном Niro Separation после предъявления; способ согласно патенту США № 4375448, выданному Appel и et al. и переуступленному Kimberly-Clark Corporation, или другие аналогичные способы.

Используемые в данном документе термины «ослаблять», «ослабление», «ослабленный» относятся к потере прочности/жесткости в пределах наружного материала путем разрыхления/разрыва волокнистого материала. Как правило, наружные материалы, которые ослаблены с использованием способов, описанных в данном документе, включают ослабленные области или зазоры. Например, наружный материал можно получать или прикреплять к слою эластомерной пленки таким способом, при котором обеспечиваются канавки и/или линии разрушения в машинном направлении (MD) наружного материала, которые могут быть видны при растягивании в поперечном направлении (CD).

Используемые в данном документе термины «машинное направление» или MD относятся к направлению по длине ткани в направлении, в котором она производится. Термины «поперечное машинное направление», «поперечное направление», «поперечно направленный» или CD относятся к направлению по ширине тканого материала, т.е. к направлению, обычно перпендикулярному MD.

Используемый в данном документе термин «слоистый материал» относится к композитной структуре из двух или более слоев листового материала, которые были соединены друг с другом в ходе стадии связывания, например, посредством адгезивного связывания, термосварки, точечного связывания, связывания под действием давления, экструзионного нанесения покрытия, экструзионного наслаивания или ультразвукового связывания. В особенно подходящем варианте осуществления слои совместно экструдируют с образованием многослойного эластичного слоистого материала.

Используемый в данном документе термин «эластомерный» и «эластичность» будет взаимозаменяемым с термином «эластичный» и относится к листовому материалу, который может быть удлинен по меньшей мере на 25 процентов своей длины в расслабленном состоянии и который после прекращения действия приложенной силы восстановит по меньшей мере 10 процентов своего удлинения. В целом желательно, чтобы эластомерный материал или композит мог удлиняться по меньшей мере на 100 процентов, желательнее по меньшей мере на 300 процентов и даже желательнее по меньшей мере на 400 процентов своей длины в расслабленном состоянии и восстанавливать после прекращения действия приложенной силы по меньшей мере 50 процентов своего удлинения.

Используемый в данном документе термин «термопластичный» относится к полимеру, который может быть перерабатываемым из расплава.

Используемый в данном документе термин «воздухопроницаемый» относится к проницаемому для водяных паров материалу. Скорость проникновения водяных паров (WVTR) или скорость проникновения влаги (MVTR) измеряют в граммах на квадратный метр за 24 часа, и их считают эквивалентными показателями воздухопроницаемости. Термином «воздухопроницаемый» желательно обозначать материал, который является проницаемым для водяных паров, имеющий минимальное значение WVTR желательно приблизительно 100 г/м²/24 часа, более предпочтительно более чем приблизительно 300 г/м²/24 часа, а еще более предпочтительно более чем приблизительно 1000 г/м²/24 часа.

В одном аспекте значение WVTR для ткани дает представление о комфортности ношения ткани. Зачастую в средствах личной гигиены применяют воздухопроницаемые материалы, предпочтительно имеющие более высокие значения WVTR, которые в более типичном случае превышают приблизительно 1200 г/м²/24 часа, 1500 г/м²/24 часа, 1800 г/м²/24 часа или даже превышают 2000 г/м²/24 часа.

Используемые в данном документе термины «непроницаемый» или «воздухонепроницаемый» относятся к любому материалу, который не подпадает под определение «воздухопроницаемого», приведенное выше.

Используемый в данном документе термин «остаточная деформация» относится к сохраняющемуся удлинению образца материала после удлинения и восстановления, т.е. после того, как материал вытянули и позволили ему возвратиться в исходное состояние в ходе испытания при циклических нагрузках.

Используемый в данном документе термин «необратимая деформация» представляет собой процентную меру (%) величины удлинения, при которой напряжение становится нулевым на графике зависимости % удлинения от напряжения. Идеальный эластичный материал, такой как пружина, будет иметь нулевую необратимую деформацию, поскольку кривая сокращения будет проходить через начало координат. Как определено в данном документе, необратимую деформацию измеряют после 150% удлинения материала. Например, образец материала с исходной рабочей длиной 1 дюйм, который растягивают до 150% удлинения и расслабляют обратно до длины приблизительно 1,2 дюйма, характеризуется необратимой деформацией 20%, как определено в данном документе.

Эти измерения проводят с использованием испытания на удлинение полоски, которое по сути соответствует техническим условиям в ASTM D5459-95. В частности, в данном испытании используются два зажима, каждый из которых содержит две губки, при этом каждая губка имеет наружную поверхность, соприкасающуюся с образцом. Зажимы удерживают материал в одной и той же плоскости, обычно вертикально, на расстоянии 1 дюйма, и перемещают ползун с заданной скоростью растягивания. Размер образца составляет 4 дюйма на 3/8 дюйма (101,6 мм на 9,525 мм), а наружная поверхность губки имеет высоту 1 дюйм и ширину 3 дюйма, и скорость перемещения ползуна составляет 20 дюйм/мин. Образец закрепляют в раме для электромеханического испытания MTS (Mechanical Test Systems), обладающей возможностью сбора данных. Испытание проводят в условиях окружающей среды как в поперечном направлении, так и в машинном направлении (CD и MD). Результаты записывают в виде среднего значения по меньшей мере для пяти образцов.

Настоящее раскрытие в целом относится к многослойным эластичным слоистым материалам, содержащим слой термопластичной эластомерной пленки и слой пластика, и дополнительно содержащим наружный материал, прикрепленный к слою эластомерной пленки. В некоторых вариантах осуществления слои эластомерной пленки и пластика совместно экструдируют вместе, растягивают, а затем расслабляют, и дополнительно наслаивают наружный материал на слой эластомерной пленки в течение или после процесса совместной экструзии или путем применения процесса связывания растяжением, с обеспечением в результате эластичных слоистых материалов с повышенной общей прочностью и эластичностью, и кроме того, в некоторых вариантах осуществления, улучшенным тканеподобным внешним видом наружной поверхности. Соответственно, эластичные слоистые материалы согласно настоящему раскрытию могут обеспечивать более прочные и более эластичные области в средствах личной гигиены, таких как подгузники, трусы для приучения к горшку, одежда для купания, впитывающие трусы, изделия для взрослых, страдающих недержанием, и гигиенические изделия для женщин, такие как гигиенические прокладки для женщин, салфетки и ежедневные прокладки.

Как правило, эластичные слоистые материалы согласно настоящему раскрытию содержат слой термопластичной эластомерной пленки, прикрепленный к слою пластика. В некоторых вариантах осуществления слоистые материалы содержат более одного слоя термопластичной эластомерной пленки и/или более одного слоя пластика. Например, в некоторых вариантах осуществления слоистый материал содержит первый слой термопластичной эластомерной пленки, прикрепленный к первому слою пластика, и второй слой термопластичной эластомерной пленки, прикрепленный к первому слою пластика, противоположному первой термопластичной эластомерной пленке. Кроме того, в других вариантах осуществления два отдельных слоя пластика могут находиться между слоями термопластичной эластомерной пленки или прикрепляться к ним. Следует понимать, что более двух слоев пластика и/или более двух слоев термопластичной эластомерной пленки, например три, четыре, пять или даже более слоев пластика и/или термопластичной эластомерной пленки, можно применять в слоистых материалах без отклонения от объема настоящего раскрытия.

Слои термопластичной эластомерной пленки для применения в эластичных слоистых материалах согласно настоящему раскрытию имеют базовый вес от приблизительно 10 г/м² до приблизительно 300 г/м², в том числе от приблизительно 20 г/м² до приблизительно 150 г/м² и в том числе от приблизительно 30 г/м² до приблизительно 100 г/м².

В настоящем раскрытии можно применять любое множество термопластичных эластомерных полимеров, таких как сложные эластомерные полиэфиры, эластомерные полиуретаны, эластомерные полиамиды, эластомерные сополимеры, эластомерные полиолефины и т.д.

В особенно подходящих вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки содержит комбинацию термопластичных эластомеров на основе полиолефина и стироловых блок-сополимеров.

Примеры термопластичных эластомеров на основе полиолефина, подходящих для применения в слоях эластомерной пленки, включают, в числе прочих, кристаллический полиолефин, например гомополимер или сополимер α-олефина с 1—20 атомами углерода и в том числе 1—12 атомами углерода.

Примеры кристаллических полиолефинов включают гомополимеры и сополимеры, описанные ниже.

(1) Гомополимер этилена.

Гомополимер этилена может быть получен посредством любого процесса при низком давлении среды и процесса при высоком давлении среды.

(2) Сополимеры этилена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от этилена, или виниловых мономеров, таких как винилацетат и этилакрилат; примеры включают сополимер этилена и октена, доступный как Engage 8407 или Engage 8842 (Dow Chemical, Хьюстон, Техас).

(3) Гомополимер пропилена; примеры включают ударопрочный сополимер полипропилена PP7035E4 и статистический сополимер полипропилена PP9574E6 (Exxon Mobil, Хьюстон, Техас).

(4) Статистические сополимеры пропилена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от пропилена.

(5) Блок-сополимеры пропилена и не более 30 мол. % α-олефинов, отличных от пропилена.

(6) Гомополимер 1-бутена.

(7) Статистические сополимеры 1-бутена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от 1-бутена.

(8) Гомополимер 4-метил-1-пентена.

(9) Статистические сополимеры 4-метил-1-пентена и не более 20 мол. % α-олефинов, отличных от 4-метил-1-пентена.

Примеры α-олефинов включают этилен, пропилен, 1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен и 1-октен.

Иллюстративные коммерчески доступные термопластичные эластомеры на основе полиолефина для применения в слоях эластомерной пленки включают VISTAMAXX™ (эластомер на основе полипропилена, доступный от ExxonMobil Chemical, Хьюстон, Техас), INFUSE™ (блок-сополимеры олефинов, доступные от Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган), VERSIFY™ (сополимеры пропилена и этилена), например VERSIFY™ 4200 и VERSIFY™ 4300 (Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган), ENGAGE™ (сополимер этилена и октана, доступный от Dow Chemical, Хьюстон, Техас), а также NOTIO 0040 и NOTIO 3560 (доступны от Mitsui Chemical (США), Нью-Йорк, Нью-Йорк). В одном особенно подходящем варианте осуществления термопластичным эластомером на основе полиолефина является VISTAMAXX™ 6102FL.

В альтернативном варианте осуществления термопластичный эластомер может представлять собой термопластичные эластомеры на основе сложных эфиров/простых эфиров или термопластичные полиуретаны, в том числе эластомеры PEBAX®, представляющие собой полиамидные блок-сополимеры (коммерчески доступные от Arkema, Франция).

Слои термопластичной эластомерной пленки обычно содержат более 50% по весу термопластичного эластомера и, в частности, более 50% по весу термопластичного эластомера на основе полиолефинов, в том числе более 55% по весу, в том числе более 60% по весу, в том числе более 65% по весу, в том числе более 70% по весу, в том числе более 75% и в том числе более 80% по весу термопластичного эластомера. В подходящих вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки содержит 50% по весу термопластичного эластомера. В еще одних подходящих вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки содержит приблизительно 62% по весу термопластичного эластомера. В еще одних подходящих вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки содержит приблизительно 65% по весу термопластичного эластомера. В прочих подходящих вариантах осуществления слой термопластичной эластомерной пленки содержит приблизительно 82% по весу или даже приблизительно 83% по весу или даже приблизительно 90% по весу термопластичного эластомера.

Если слой термопластичной эластомерной пленки содержит термопластичные эластомеры на основе полиолефина, слой термопластичной эластомерной пленки может дополнительно содержать стироловый блок-сополимер.Неожиданно было обнаружено, что добавление стироловых блок-сополимеров обеспечивает улучшение механической прочности пленки. С учетом этих улучшенных функциональных и структурных характеристик слои термопластичной эластомерной пленки обеспечивают возможность производства средств личной гигиены, таких как подгузники одноразового использования, трусы для приучения к горшку и тому подобное, с улучшенными функциями удобства, прочности и плотного прилегания. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления слои термопластичной эластомерной пленки с улучшенной механической прочностью позволяют снизить базовый вес, поскольку в средстве личной гигиены применяется меньше наружных материалов. Кроме того, слои термопластичной эластомерной пленки характеризуются улучшенными свойствами устойчивости к протыканию. Как определено в данном документе, «свойства устойчивости к протыканию» в целом относятся к стойкости или жесткости пленки при сопротивлении слоя пленки разрыву в ходе использования, как, например, к способности слоя пленки к сопротивлению протыканию пальцем пользователя.

Иллюстративные стироловые блок-сополимеры для применения с термопластичными эластомерами включают гидрогенизированные полиизопреновые полимеры, такие как стирол-этиленпропилен-стирол (SEPS), стирол-этиленпропилен-стирол-этиленпропилен (SEPSEP), гидрогенизированные полибутадиеновые полимеры, такие как стирол-этиленбутилен-стирол (SEBS), стирол-этиленбутилен-стирол-этиленбутилен (SEBSEB), стирол-бутадиен-стирол (SBS), стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-изопрен-бутадиен-стирол (SIBS), гидрогенизированный полиизопреновый/бутадиеновый полимер, такой как стирол-этилен-этиленпропилен-стирол (SEEPS), и гидрогенизированные винил-полиизопреновые/гидрогенизированные полиизопрен/полистирольные триблок-сополимеры, такие как коммерчески доступный HYBRAR™ 7311 (Kuraray America, Inc., Хьюстон, Техас), и их комбинации. Конфигурации блок-сополимеров, такие как диблок, триблок, мультиблок, звездообразная и радиальная, также предусмотрены в настоящем раскрытии. В ряде случаев требуемыми могут быть блок-сополимеры с более высокой молекулярной массой. Блок-сополимеры доступны от Kraton Polymers U.S. LLC, Хьюстон, Техас, под названиями, например, Kraton MD6716, Kraton D1102, Kraton SIBS D1102, Kraton D1184, Kraton FG1901 и Kraton FG1924, а также от Septon Company of America, Пасадена, Техас, под названиями Septon 8007, Septon V9827 и Septon 9618. К другим возможным поставщикам таких полимеров относится Dynasol из Испании. В частности, триблок-сополимер Kraton MD6716 SEBS является особенно подходящим для настоящего раскрытия.

Слои термопластичной эластомерной пленки в целом могут содержать от приблизительно 15% до приблизительно 40% по весу стиролового блок-сополимера, в том числе приблизительно 30% по весу стиролового блок-сополимера.

Неожиданно было обнаружено, что слои термопластичной эластомерной пленки для применения в эластичных слоистых материалах согласно настоящему раскрытию имеют предел прочности, который больше на величину от 40% до приблизительно 100%, чем у слоя термопластичной эластомерной пленки без стиролового блок-сополимера. В некоторых вариантах осуществления слои пленок имеют предел прочности, который больше на величину от приблизительно 50% до приблизительно 80%, чем у слоя термопластичной эластомерной пленки без стиролового блок-сополимера.

В особенно подходящих вариантах осуществления для дополнительного улучшения прочности слоев термопластичной эластомерной пленки слои пленок могут дополнительно содержать средство, повышающее прочность. Как определено в данном документе, «средство, повышающее прочность» относится к физически составленным суперконцентрату или смеси органических полимеров и до 10% по весу неорганических частиц, которые могут усиливать смеси термопластичного эластомера и стиролового блок-сополимера или делать слой термопластичной эластомерной пленки более прочным, что выражается в увеличении прочности на растяжение при разрыве с уменьшением удлинения при разрыве без нарушения свойств эластично