抗撕裂膜的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是基于申請(qǐng)日為2012年2月14日，優(yōu)先權(quán)日為2011年2月14日，申請(qǐng)?zhí)?為201280003595. 5 (PCT/US2012/024979)，發(fā)明名稱為："抗撕裂膜"的專利申請(qǐng)的分案申 請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明一般涉及對(duì)撕裂、洞、孔或其它間斷的不期望的增長(zhǎng)表現(xiàn)出改善的抗性的 膜以及制備此類膜的方法。具體地，本發(fā)明涉及由彈性體聚合物形成的彈性體膜材料，所 述彈性體聚合物表現(xiàn)出合適的應(yīng)變結(jié)晶性能，尤其是在該膜中的撕裂或其它間斷的前部末 端），從而有助于抵抗所述撕裂或間斷的非期望增長(zhǎng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 彈性材料，尤其是彈性膜，常用于多種多樣的應(yīng)用。例如，一次性吸收制品通常包 含依賴膜材料（尤其是彈性膜材料）的一個(gè)或多個(gè)以控制液體的運(yùn)動(dòng)并且當(dāng)由穿著者穿著 該制品時(shí)提供舒適的適形貼合性。然而，當(dāng)經(jīng)受正常磨損和使用中對(duì)該制品的撕裂時(shí)，已知 常規(guī)的彈性膜材料至少部分地撕裂。此類撕裂可能涉及例如材料缺陷、接觸尖銳物體、受到 穿著者的拉拽、穿著者的劇烈活動(dòng)和/或在穿著和/或制造期間經(jīng)受的重復(fù)性機(jī)械應(yīng)力。另 外，膜材料在多種制造過(guò)程中受到劇烈機(jī)械和/或熱應(yīng)力（例如，增量拉伸法或粘結(jié)法，諸 如高壓粘結(jié)、熱粘結(jié)和超聲粘結(jié)）并不少見(jiàn)，其可在該膜中導(dǎo)致非期望的撕裂和/或洞。在 一些情況下，可能甚至期望有意包括一種或多種預(yù)成形的間斷（例如，一種或多種孔），所 述預(yù)成形的間斷至少部分地延伸穿過(guò)該膜的厚度，例如，用以控制所述制品或包括該膜的 制品組件的透氣性、對(duì)液體和/或固體的滲透性、不透明度和/或延展性。
[0004] 最初，該膜中的開口（無(wú)論是期望的還是不期望的）可能一開始很小并且對(duì)于該 膜、制品組件和/或制品的期望的功能而言相對(duì)無(wú)關(guān)緊要。但是，隨著開口尺寸的增長(zhǎng)，其 可最終導(dǎo)致所述膜、制品組件和/或制品部分或完全（嚴(yán)重的）損壞。制品或制品組件的 非預(yù)期嚴(yán)重?fù)p壞通常不期望的，但是當(dāng)所述制品是一次性吸收制品（諸如尿布或訓(xùn)練褲） 時(shí)，由于例如身體滲出物從該制品溢出和/或該制品與穿著者分離的可能性導(dǎo)致該制品或 組件嚴(yán)重?fù)p壞的結(jié)果可能尤為惡劣。至少一些制造商期望使用更薄和/或更低基重的膜來(lái) 降低材料成本，導(dǎo)致進(jìn)一步加重了與常規(guī)膜相關(guān)聯(lián)的潛在問(wèn)題。與膜中的撕裂、洞和孔的形 成相關(guān)聯(lián)的前述問(wèn)題在更薄/更低基重的膜中可能甚至更為尖銳。
[0005] 為了降低結(jié)合到制品中的彈性膜由于洞、撕裂和/或孔的存在和/或形成而導(dǎo)致 損壞的可能性，可提高該膜的強(qiáng)度。提高膜的強(qiáng)度通常是指增加膜的厚度或者由不同的材 料形成膜，兩者均可對(duì)制造該膜的成本和/或復(fù)雜度或該膜對(duì)特定用途的適宜性造成不利 影響。例如，在吸收制品（諸如尿布或褲子）中使用更結(jié)實(shí)的膜可導(dǎo)致非期望的壓力量施 加于穿著者的皮膚上，其可引起紅印記和/或不適。另外，提高膜的總體強(qiáng)度可能僅僅改善 了膜對(duì)洞、撕裂、或孔的初始形成的抗性，并非對(duì)其隨后增長(zhǎng)的抗性。
[0006]用于降低膜中（尤其是在低基重膜中）的撕裂、洞和/或孔的非期望增長(zhǎng)的可能 性的另一方法包括將一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)層與該膜接合。例如，可將膜夾于兩個(gè)或更多個(gè)非織 造材料層之間和/或者可使用一種或多種通常已知的"皮膚層"形成該膜（例如，通過(guò)共擠 出方法）。然而，加入附加的材料層來(lái)改善膜的性能可能不利地提高了成本和/或生產(chǎn)結(jié)合 該膜的特定制品或制品組件的復(fù)雜度，并且/或者使該膜不適于其預(yù)期用途。因此，仍然需 要提供適用于吸收制品的膜，所述膜在不使用附加增強(qiáng)材料的多種環(huán)境（例如，低基重下） 中表現(xiàn)出對(duì)撕裂、洞和/或孔的增長(zhǎng)的抗性。
[0007]因此，期望提供一種對(duì)撕裂、洞、或孔的增長(zhǎng)具有改善的抗性的膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了提供對(duì)上述問(wèn)題的解決方案，至少一個(gè)實(shí)施例描述了抵抗撕裂增長(zhǎng)的彈性膜 材料。所述膜材料包含SEEPS彈性體嵌段共聚物并且具有根據(jù)慢撕裂測(cè)試至少1小時(shí)的損 壞時(shí)間。所述膜具有介于約l〇°C和20°C之間的Tm。
[0009] 本發(fā)明包括以下內(nèi)容：
[0010] 實(shí)施方式1. 一種彈性膜材料，其抵抗撕裂、洞、或孔的增長(zhǎng)，所述膜材料包含彈性 體嵌段共聚物并且具有根據(jù)慢撕裂測(cè)試超過(guò)1小時(shí)的損壞時(shí)間，所述膜材料具有介于約 10°C和20°C之間的L。
[0011] 實(shí)施方式2.根據(jù)實(shí)施方式1所述的彈性膜材料，其中所述彈性體嵌段共聚物是 SEEPS或SEBS嵌段共聚物。
[0012] 實(shí)施方式3.根據(jù)實(shí)施方式1-2中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述損壞時(shí)間超 過(guò)5小時(shí)。
[0013] 實(shí)施方式4.根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述損壞時(shí)間超 過(guò)24小時(shí)。
[0014] 實(shí)施方式5.根據(jù)實(shí)施方式1-4中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述彈性膜具有 根據(jù)高速拉伸測(cè)試介于約15和約22MPa之間的高速拉伸強(qiáng)度。
[0015] 實(shí)施方式6.根據(jù)實(shí)施方式1-5中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述彈性膜具有 根據(jù)有凹口的高速拉伸強(qiáng)度測(cè)試介于約10和約20MPa之間的有凹口的高速拉伸強(qiáng)度。
[0016] 實(shí)施方式7.根據(jù)實(shí)施方式1-6中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述彈性膜具有 根據(jù)滯后測(cè)試介于約0. 8和2MPa之間的L200值和介于0. 3和0. 8MPa之間的UL50值。
[0017] 實(shí)施方式8.根據(jù)實(shí)施方式1-7中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述彈性膜是能 夠透氣的。
[0018] 實(shí)施方式9.根據(jù)實(shí)施方式1-8中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述彈性膜包括 預(yù)成形的孔。
[0019] 實(shí)施方式10.根據(jù)實(shí)施方式1-9中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，其中所述SEEPS嵌 段共聚物包含異戊二烯和丁二烯的氫化共聚物的類橡膠中嵌段。
[0020] 實(shí)施方式11.根據(jù)實(shí)施方式10所述的彈性膜材料，其中所述中嵌段中超過(guò)約90% 的異戊二烯和丁二烯被氫化。
[0021] 實(shí)施方式12.根據(jù)實(shí)施方式1-11中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，還包含穩(wěn)定劑，所 述穩(wěn)定劑選自高分子量受阻酚、多官能酚、磷酸鹽、受阻胺、以及它們的組合。
[0022] 實(shí)施方式13.根據(jù)實(shí)施方式1-12中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，還包含抑菌劑，所 述抑菌劑選自苯甲酸鹽、酚、醛、含鹵素化合物、氮化合物、以及含金屬化合物。
[0023] 實(shí)施方式14.根據(jù)實(shí)施方式1-13中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，還包含添加劑， 所述添加劑選自聚苯醚和芳乙烯聚體，所述芳乙烯聚體衍生自選自以下的單體：苯乙烯、 a_甲基苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、其它烷基苯乙烯衍生物、乙烯基甲苯、以及它們的混合物。
[0024] 實(shí)施方式15.根據(jù)實(shí)施方式1-14中任一項(xiàng)所述的彈性膜材料，還包含加工助劑， 所述加工助劑選自合成油和天然油以及它們的氫化變型；環(huán)烷油；石蠟油；烯烴低聚物和 低分子量聚合物；植物油；動(dòng)物油；石油衍生的蠟；以及這些的混合物。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是吸收制品的平面圖。
[0026] 圖2是用于DSC測(cè)試的時(shí)間對(duì)溫度的圖表。
[0027] 圖3是適用于慢撕裂測(cè)試的夾持件的側(cè)視圖。
[0028] 圖4是用于慢撕裂測(cè)試的有凹口的樣品的平面圖。
[0029] 圖5示出了正經(jīng)受慢撕裂測(cè)試的樣品。
[0030] 圖6示出了用于慢撕裂測(cè)試的一對(duì)相對(duì)的夾持件。
[0031] 圖7示出了用于慢撕裂測(cè)試的設(shè)備和設(shè)置。
[0032] 圖8是慢撕裂測(cè)試的張力對(duì)時(shí)間的圖表。
[0033] 圖9是用于高速拉伸測(cè)試的合適變形方案的圖表。
[0034] 圖10是示出在滯后測(cè)試期間生成的示例性應(yīng)力-應(yīng)變曲線的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0035]
[0036] "吸收制品"是指吸收和容納身體滲出物的裝置，并且更具體地是指緊貼或鄰近穿 著者的身體放置以吸收和容納各種從身體排放的滲出物的裝置。示例性吸收制品包括尿 布、訓(xùn)練褲、套穿褲型尿布（即，如美國(guó)專利6, 120, 487所示具有預(yù)成形的腰部開口和腿部 開口的尿布）、可重復(fù)扣緊的尿布或褲型尿布、失禁短內(nèi)褲和內(nèi)衣、尿布固定器和襯里、婦女 衛(wèi)生衣服例如緊身短褲襯里、吸收插件等。
[0037] "活化"是可塑性延展材料的機(jī)械變形，其導(dǎo)致可延展材料在材料的X-Y平面中的 活化方向上的永久性伸長(zhǎng)。例如，當(dāng)纖維網(wǎng)或纖維網(wǎng)的一部分經(jīng)受使得材料應(yīng)變超過(guò)塑性 出現(xiàn)的應(yīng)力時(shí)發(fā)生活化，所述應(yīng)變可包括或者不包括材料或材料一部分的完全機(jī)械破壞。 包括接合到可塑性延展材料的彈性材料的層壓體的活化通常導(dǎo)致所述塑性材料的永久性 變形，同時(shí)所述彈性材料基本上回復(fù)至其初始尺寸。"活化"和其變體是指將材料經(jīng)受活化 過(guò)程。
[0038] "孔"是指在膜制備或?qū)訅褐苽淦陂g在膜中有意加入的開口，其旨在賦予期望的特 征諸如透氣性。孔的增長(zhǎng)是由于膜臨近所述孔的部分的機(jī)械性損壞所導(dǎo)致的孔尺寸的增 大。
[0039] "基重"是材料的片材或纖維網(wǎng)的質(zhì)量除以其表面積。本文的基重單位是克/平方 米（g/m2)。
[0040] "可透氣的"是指在下文的透氣率測(cè)試中給出介于5和50m3/m2/min之間的透氣率 值的膜或?qū)訅后w。
[0041] "共聚物"是指產(chǎn)生自兩種或更多種單體種類的聚合物，其中所述聚合物鏈各包含 來(lái)自多于一種單體種類的重復(fù)單元。
[0042] "結(jié)晶熔融溫度"通過(guò)差示掃描量熱法確定，其在下文更詳盡地描述。熔融吸熱峰 溫度以特定晶體群體的^!^，根據(jù)ASTMD3418-08)獲取。本發(fā)明的材料可具有一個(gè)或多個(gè) 熔融吸熱峰。
[0043] "設(shè)置"是指某個(gè)構(gòu)件定位在相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件的特定位置中。
[0044] "彈性的"、"彈性體的"和"可彈性延展的"是指材料在給定負(fù)荷下拉伸至少50% 而不破裂或斷裂以及在釋放負(fù)荷時(shí)所述彈性材料或組件表現(xiàn)出至少80%恢復(fù)率（即，具有 小于20%的永久變形率）的能力。例如，具有100mm初始長(zhǎng)度的彈性材料可拉伸到至少 150mm(50 %拉伸），并且在移除力時(shí)，縮回到110mm的長(zhǎng)度（S卩，具有10mm或10 %的永久變 形率）。拉伸（有時(shí)稱為應(yīng)變、工程應(yīng)變、百分比應(yīng)變、拉伸比或伸長(zhǎng)率）連同恢復(fù)率和永久 變形率可各自根據(jù)下文更詳盡描述的滯后測(cè)試進(jìn)行確定。然而，應(yīng)當(dāng)了解，彈性的這種定義 不適用于不具有合適尺寸（例如，不夠?qū)挘┮赃m當(dāng)?shù)亟?jīng)受滯后測(cè)試的材料。相反，如果當(dāng)施 加偏置力時(shí)它可拉伸到至少50%，并且在釋放偏置力時(shí)基本上回復(fù)到其初始長(zhǎng)度（即，表 現(xiàn)出小于20%的永久變形率），則認(rèn)為此類材料具有彈性。
[0045] "可延展的"是指拉伸或伸長(zhǎng)至少50%而不破裂或斷裂的能力。
[0046] "膜"是指片狀材料，其中該材料的長(zhǎng)度和寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)該材料的厚度（例如， 10X、50X、