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制造尿布的彈性膜的制作方法與工藝

文檔序號(hào):11970689閱讀:312來源:國(guó)知局
制造尿布的彈性膜本發(fā)明涉及制造尿布,尤其制造彈性尿布緊固件(fastener)的彈性膜,所述彈性膜具有由苯乙烯嵌段共聚物和增塑劑的混合物組成的聚合物的擠出彈性層。這一膜尤其用于制造緊固件翼片或彈性耳狀物(ear)形式的尿布緊固件。它具有至少一層熱塑性彈性體的彈性層。熱塑性彈性體是在室溫下顯示出與經(jīng)典彈性體相當(dāng)?shù)姆绞降男袨?,但?dāng)加熱時(shí)可塑性變形和因此具有熱塑性性能的塑料。本發(fā)明的膜包括含有苯乙烯嵌段共聚物的彈性層。這些是由彈性軟相和熱塑性硬相組成的兩相體系。苯乙烯嵌段由苯乙烯單元組成,所述苯乙烯單元優(yōu)選連接到丁二烯鏈段上。在苯乙烯嵌段聚合物的情況下,礦物油用作增塑劑,以便降低硬度。增塑劑的吸收尤其取決于聚合物顆粒的顆粒結(jié)構(gòu)。采用常規(guī)的增塑劑,這些是基于石油的增塑劑油。它們也稱為白油。石油是變得愈加稀缺的化石原材料。此外,其生產(chǎn)和加工導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)且有助于全球變暖。本發(fā)明的目的是提供制造尿布的彈性膜,和由可持續(xù)的原材料制造它的方法。此外,該膜應(yīng)當(dāng)便宜,且區(qū)別在于當(dāng)用作尿布緊固件時(shí),具有有利的產(chǎn)品性能。還應(yīng)當(dāng)確保高的消費(fèi)者接受度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)這一目的,在于增塑劑由超過50%重量的至少一種植物-基油組成。通過用植物-基油替代至少一部分白油,減少了有限資源,例如石油的比例。此外,CO2的足跡(footprint)得到改進(jìn)。這有助于可持續(xù)的生產(chǎn)。在原油價(jià)格高的情況下,與白油相比,植物-基油還具有成本的優(yōu)勢(shì)。它們還具有較好的氣味性能。增塑劑由大于50重量%的至少一種植物油組成,優(yōu)選大于80%重量。在本發(fā)明尤其有利的實(shí)施方案中,增塑劑基本上由至少一種植物-基油組成。其中植物油用作增塑劑的塑料是已知的。例如,在WO2000/066662[US6673857]中,公開了一種熱塑性彈性體組合物,它含有苯乙烯嵌段共聚物和植物油作為增塑劑。使用該塑料生產(chǎn)模塑部件。在適合于尿布且例如用作彈性尿布緊固件的彈性膜情況下,采用植物油作為增塑劑尚未被考慮。這尤其是由于消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品設(shè)定的尤其高的質(zhì)量要求和嬰兒產(chǎn)品的使用性能導(dǎo)致的。于是甚至聚合物組成的輕微偏離會(huì)影響這些膜的質(zhì)量。令人驚奇地,發(fā)現(xiàn)植物油作為增塑劑可對(duì)用于尿布緊固件的彈性膜的產(chǎn)品性能具有積極的影響。然而,對(duì)于這一目的來說,植物油的靶向選擇是必要的,這是因?yàn)榉駝t,會(huì)負(fù)面影響制造尿布的膜生產(chǎn)的復(fù)雜工藝。優(yōu)選地,使用碘值小于150,優(yōu)選小于100的植物油。測(cè)定碘值是檢測(cè)油內(nèi)雙鍵的分析方法,這根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)格進(jìn)行。因此,碘值是被100g物質(zhì)鍵合的碘的質(zhì)量(g)。在植物油的選擇中,證明碘值小于150,優(yōu)選小于100的油尤其適合于制造用以制造尿布的膜,這是因?yàn)樗鼈儗?duì)氧氣和UV輻射線具有特別的穩(wěn)定性和高的熱穩(wěn)定性。證明煙點(diǎn)是制造尿布用膜的制造中使用的植物油的額外或替代的選擇標(biāo)準(zhǔn)。煙點(diǎn)也根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)格測(cè)定。它是在空氣存在下油分解形成煙霧時(shí)的溫度。對(duì)于制造尿布用膜的生產(chǎn)來說,選擇煙點(diǎn)大于180℃,尤其大于200℃的植物油。于是精煉油是尤其合適的,因?yàn)榕c非精煉油相比,它們具有較高的煙點(diǎn)。作為選擇適合的植物油的進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn),另外或替代地,使用運(yùn)動(dòng)粘度。試驗(yàn)表明,它對(duì)制造尿布所生產(chǎn)的膜的質(zhì)量具有決定性的影響。于是證明在20℃下運(yùn)動(dòng)粘度小于85mm2/s且大于60mm2/s的植物油是尤其有利的。特別地,在擠出彈性層用的聚合物組合物中,下述植物油適合作為增塑劑:菜籽油,大豆油,向日葵油,玉米胚芽油,棉籽油,大米胚芽油,花生油,橄欖油,紅花油。優(yōu)選精煉的植物油。以上提及的油可單獨(dú)或混合使用。特別地,它們也可作為具有白油,即以石油為基礎(chǔ)獲得的增塑劑油的混合物形式使用,其中根據(jù)本發(fā)明的植物油的比例為至少50%重量,基于在聚合物組合物中所使用的增塑劑的總量。考慮到前面列舉的選擇標(biāo)準(zhǔn)和另外牢記氣味性能和對(duì)顏色的影響,證明使用精煉的菜籽油作為增塑劑油對(duì)于制造尿布用膜來說是尤其有利的。以數(shù)個(gè)步驟發(fā)生制造尿布用膜的生產(chǎn)。首先,生產(chǎn)苯乙烯嵌段共聚物和植物增塑劑油的混合物。增塑劑油于是加入到苯乙烯嵌段共聚物的顆粒中。在該混合物內(nèi)增塑劑的比例于是有利地為10%重量-60%重量。優(yōu)選地,該混合物含有比例為20%重量-40%重量的增塑劑。高分子量的線性苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)嵌段聚合物適合于作為苯乙烯嵌段共聚物。攪拌該混合物,直到植物油被吸收到聚合物顆粒內(nèi)。下一步,添加進(jìn)一步的組分到該混合物中。在聚合物組合物內(nèi)混合物的比例于是優(yōu)選大于30%重量,尤其大于40%重量,并小于60%重量,尤其小于50%重量??赏ㄟ^雙螺桿擠出機(jī)或配混機(jī),加工該聚合物組合物,即混合物和進(jìn)一步的組分。在本發(fā)明的有利的變通方案中,除了已經(jīng)在混合物內(nèi)存在的苯乙烯嵌段共聚物比例以外,該聚合物組合物還含有比例為大于30%重量并小于60%重量的線性SBS嵌段共聚物。此外,證明若聚合物組合物含有大于5%重量并小于30%重量的聚苯乙烯,則是有利的。而且,在有利的變通方案中,包含熱穩(wěn)定劑。此外,可包含進(jìn)一步的添加劑,例如彩色顏料。在本發(fā)明的尤其有利的實(shí)施方案中,用于制造尿布生產(chǎn)的膜具有與聚合物組合物共擠出的至少一層覆蓋層,優(yōu)選由該聚合物組合物生產(chǎn)的彈性層包埋在兩層覆蓋層之間。于是當(dāng)收卷時(shí),避免了膜的粘合。證明選自聚乙烯,聚乙烯共聚物,聚丙烯,聚丙烯共聚物或這些聚合物的混合物中的聚合物作為覆蓋層材料是有益的。與彈性層相比,聚烯烴外層于是優(yōu)選薄的。外層的厚度小于彈性層厚度的20%,尤其小于10%。在尤其有利的變通方案中,在膜上層壓至少一層紡織品外層。紡織品外層和膜可按照不同的方式粘結(jié)在一起。優(yōu)選的實(shí)施方案提供采用在整個(gè)表面上或者以點(diǎn)狀或條紋狀圖案施加的粘合劑,將紡織品外層粘合到膜上。優(yōu)選地,非織造織物用作紡織品外層。對(duì)于在制造尿布,尤其用于尿布的緊固件中使用來說,有利的是彈性膜在一個(gè)方向上具有拉伸強(qiáng)度且僅僅在橫向上彈性可膨脹。為了改進(jìn)其彈性,在其使用之前,使該膜機(jī)械活化。在活化過程中,在所需的張緊方向上,通常CD(橫向)上,通過拉伸輥來拉伸膜。通過所述實(shí)施方案的說明顯示出本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖示出了形成制造尿布緊固件基礎(chǔ)的膜的截面。該膜具有多層結(jié)構(gòu),其中彈性中心層1包埋在兩層覆蓋層2之間。膜的總厚度為60μm。覆蓋層2由聚乙烯/聚丙烯混合物組成且各自的厚度為5μm。在每一覆蓋層2上層壓非織造織物的紡織品外層3。在膜的生產(chǎn)中,在第一步中,生產(chǎn)苯乙烯嵌段共聚物和植物增塑劑油的混合物。特別地,下述植物油被視為增塑劑油:菜籽油,向日葵油,玉米胚芽油,大豆油,棉籽油,大米胚芽油,花生油,橄欖油,和紅花油。優(yōu)選精煉植物油。根據(jù)數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)選擇增塑劑油,以便它滿足對(duì)尿布緊固件用膜的高需求。表1列出了用作增塑劑的植物油的選擇標(biāo)準(zhǔn)所使用的物質(zhì)性能。表1:不同操作油的選擇標(biāo)準(zhǔn)在生產(chǎn)用于尿布緊固件用膜的情況下,證明具有下述物質(zhì)性能的油是尤其有利的:碘值小于150,優(yōu)選小于120,煙點(diǎn)大于180℃,尤其大于200℃,20℃下的運(yùn)動(dòng)粘度小于85mm2/s且大于60mm2/s,令人愉悅的氣味,最淺可能的顏色。在采用這些標(biāo)準(zhǔn)選擇增塑劑油的情況下,證明精煉的菜籽油是尤其有益的。在第一生產(chǎn)步驟中,生產(chǎn)苯乙烯嵌段共聚物和植物油的混合物。表2中列出了苯乙烯嵌段共聚物結(jié)合不同植物油的混合物。高分子量的線性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)聚合物用作苯乙烯嵌段共聚物。表2:不同混合物原材料(%重量)V1V2V3V4V5V6高分子量線性SBS嵌段共聚物707070707070白油30---花生油-30--玉米胚芽油--30-菜籽油---30大豆油----30-向日葵油-----30V2-V6的混合物具有70%重量的苯乙烯嵌段共聚物和30%重量增塑劑油的比例。第一混合物V1是具有白油的常規(guī)混合物。這充當(dāng)參考。表3示出了在具有植物油的試驗(yàn)中,使用捏合機(jī)生產(chǎn)的混合物中產(chǎn)生較低的扭矩,和因此在生產(chǎn)過程中必然是較低的能量花費(fèi)。表3在生產(chǎn)混合物之后,下一步生產(chǎn)聚合物組合物。表4示出了聚合物組合物的成分。表4:聚合物組合物該聚合物組合物含有50%重量苯乙烯嵌段共聚物和增塑劑的混合物。添加線性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物到該混合物中,在聚合物組合物內(nèi),其比例為40%重量。此外,添加10%重量的聚苯乙烯。同樣存在熱穩(wěn)定劑。表5示出了在雙螺桿擠出機(jī)中,聚合物組合物的配混過程中的扭矩和材料壓力。表5:在配混過程中的扭矩和材料壓力配混料扭矩(換算成%)材料壓力(bar)白油4822花生油4520向日葵油4421玉米胚芽油4419菜籽油4419向日葵油4319大豆油4220表明在使用植物油的情況下,在聚合物混合物配混過程中的扭矩和材料壓力低于使用白油的情況。因此在加工過程中在此也必然是較低的能量花費(fèi)。該配混料用于通過共擠出生產(chǎn)的多層膜的芯層。多層膜在芯層的兩側(cè)上具有5微米厚的聚乙烯/聚丙烯混合物的外層且總厚度為60微米。對(duì)使用以上所述的配混料生產(chǎn)的多層膜進(jìn)行氣味比較。基于DIN10955和VDA270進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)強(qiáng)度1-10和根據(jù)從-4到+4的氣味效果,進(jìn)行評(píng)價(jià)。表6中列出了氣味試驗(yàn)的結(jié)果。表6:氣味試驗(yàn)氣味效果氣味強(qiáng)度白油-15玉米胚芽油0.13.4菜籽油0.63.8向日葵油0.64.6大豆油0.84.4采用選擇的植物油生產(chǎn)的膜的氣味效果以及氣味強(qiáng)度好于采用白油生產(chǎn)的膜。根據(jù)本發(fā)明使用精煉的植物油作為增塑劑制造的彈性膜適合于制造尿布且可用作尿布緊固件。用植物油替代石油-基白油對(duì)膜的彈性不具有不利的影響。含有植物油作為增塑劑的根據(jù)本發(fā)明的彈性膜傾向于比采用白油生產(chǎn)的膜軟一些。使用菜籽油生產(chǎn)的膜在彈性膨脹之后的特征還在于低的殘留膨脹。菜籽油因此是在本發(fā)明教導(dǎo)的范圍內(nèi)的優(yōu)選的植物油。
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