CN115135498A - 非粘连多层弹性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弹性体组合物，其包括至少一个表层和芯层，具有非粘连性质，以使得所述弹性体组合物可以被卷绕。所述芯层包含弹性体，并且所述表层包含弹性体和非弹性聚烯烃，所述表层可以与所述芯层相同或不同。此外，所述表层可以作为总弹性体组合物的一小部分存在，并且可以维持所述组合物的弹性效率。
Description
背景技术
弹性组合物，诸如弹性膜和纤维，被用于多种应用，这些应用的实例包括用于有限用途的腰带、侧片、腿部垫衬和外罩/底片或者一次性产品(包括个人护理吸收制品)。如本领域所已知，此类制品可以包括儿童和成人尿布、训练裤、泳装、失禁服装、女性卫生产品、殡葬产品、伤口敷料、绷带等等。弹性组合物还可用于防护罩领域，诸如汽车、船或其他物体覆盖部件、帐篷(户外休闲覆盖物)、农业织物(作物行覆盖物)以及与诸如手术单、医院长袍和开窗加固物等产品一起用于兽医和卫生保健领域。另外，此类材料还可用于洁净室和卫生保健环境的其他服装。
虽然弹性组合物具有很多用途，但是组合物(诸如膜和纤维)往往会自粘，这至少部分是由于它们的低玻璃化转变温度(Tg)和高度粘性。这使得滚动制备膜和敷设非织造纤维网变得困难，因为滚动或分层形式的弹性组合物往往在相邻层之间产生粘连。过去，曾经尝试将非粘连、非弹性外层添加到膜或纤维护套中。然而，据发现这种非粘连层会对弹性组合物的拉伸和收缩性质产生负面影响。类似地，还尝试使用具有更高玻璃化转变温度的弹性树脂来形成外层。然而，这些树脂仍然会影响组合物的拉伸性质，并且还会影响组合物在形成后被层合和/或开孔的能力。
因此，提供一种这样的弹性组合物将是有益的：所述弹性组合物表现出非粘连性质而不会对组合物的弹性效率产生负面影响。此外，提供一种这样的弹性组合物将是有益的：所述弹性组合物具有极好的弹性效率，以致于可以在拉伸和/或层合前被卷绕。提供一种这样的弹性组合物将是另外有益的：所述弹性组合物表现出非粘连性质，以致于可以层合为一个或多个附加层。
发明内容
一般而言，本公开涉及一种弹性体组合物，所述弹性体组合物包括芯层和至少一个表层。所述至少一个表层占所述弹性体组合物的总重量的30重量％或更少，并且包括基于烯烃的弹性体和至少一种非弹性体聚烯烃。
在一个方面，所述弹性体组合物是膜。在一个方面，所述膜包括芯层和一个表层。此外，在一个方面，所述膜包括芯层、第一表层和第二表层。
在另一个方面，所述弹性体组合物是纤维。此外，在一个方面，所述纤维包括由单个表层围绕的芯。
在又一个方面，所述基于烯烃的弹性体是乙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物或它们的组合。此外，在一个方面，所述芯层包含基于烯烃的弹性体芯，其中所述基于烯烃的弹性体芯是乙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物或它们的组合。在另一个方面，所述芯层包含基于烯烃的弹性体芯和第二基于烯烃的弹性体。此外，在一个方面，所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体是乙烯/α-烯烃共聚物。在一个方面，所述基于烯烃的弹性体和所述基于烯烃的弹性体芯和/或第二基于烯烃的弹性体由不同的弹性体形成。另外地或可替代地，在一个方面，所述基于烯烃的弹性体包含丙烯/α-烯烃共聚物。在另一个方面，所述基于烯烃的弹性体芯和/或第二基于烯烃的弹性体包含乙烯/α-烯烃共聚物。在另一个方面，所述基于烯烃的弹性体是乙烯/α-烯烃共聚物。在另一个方面，所述基于烯烃的弹性体芯和/或第二基于烯烃的弹性体是丙烯/α-烯烃共聚物。此外，在一个方面，所述基于烯烃的弹性体的平均分子量小于所述基于烯烃的弹性体芯、第二基于烯烃的弹性体或者所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体的平均分子量。在又一个方面，所述基于烯烃的弹性体芯、第二基于烯烃的弹性体的平均分子量或者所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体的平均分子量与所述基于烯烃的弹性体的平均分子量的比率为约10:1至1.1:1。
另外地或可替代地，在一个方面，所述非弹性体烯烃是直链低密度聚乙烯。此外，在一个方面，所述非弹性体烯烃占所述弹性体组合物的总重量的约20重量％或更少。在又一个方面，所述非弹性体烯烃占所述弹性体组合物的总重量的约15％或更少。
在一个方面，所述至少一层表层还包括无机颗粒。在又一个方面，所述至少一个表层具有与所述芯相邻的内侧和与所述内侧相对的外侧，其中所述外侧被压花或图案化。
此外，在一个方面，所述弹性体组合物在成型后被卷绕。另外地或可替代地，所述弹性体组合物在拉伸或层合前被卷绕。
本发明的其他特征和方面在下文更详细地描述。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：
图1A展示了根据本公开制备的弹性体组合物的横截面视图；
图1B展示了根据本公开制备的弹性体组合物的横截面视图；
图1C展示了根据本公开制备的作为层合物的一部分的弹性体组合物的横截面视图；以及
图2展示了根据本公开制备的弹性体组合物的横截面视图。
在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
定义
如本文所用，术语“约”、“大约”或“大致上”在用于修饰值时表示该值可以增加或减少10％并且保持在所公开的方面内。
如本文所用，术语“弹性体”和“弹性”是指在施加拉伸力后可在至少一个方向(诸如CD或MD方向)上拉伸并在释放拉伸力后收缩/回到大约其原始尺寸的材料。例如，拉伸后的材料可具有比其松弛未拉伸长度大至少50％的拉伸长度，并将在释放拉伸力后回到其拉伸长度的至少50％以内。假想例将是这样一个一(1)英寸的材料样品：其可以拉伸到至少1.50英寸，并将在释放拉伸力后恢复到不超过1.25英寸的长度。有利地，材料收缩或恢复拉伸长度的至少50％，甚至更有利地至少80％。
如本文所用，术语“纤维”通常是指可通过使聚合物穿过成型孔口诸如模头而形成的细长挤出物。除非另外指明，否则术语“纤维”包括具有一定长度的不连续纤维(例如，稳定纤维)和基本上连续的长丝。基本上连续的长丝可例如具有远大于其直径的长度，诸如大于约15,000至1以及在一些情况下大于约50,000至1的长度与直径比(“长宽比”)。
如本文所用，术语“可延伸的”通常是指在外加力的方向(例如，CD或MD方向)上拉伸或延伸其松弛长度或宽度的约50％或更多，在一些实施方案中约75％或更多，在一些实施方案中约100％或更多以及在一些实施方案中约200％或更多的材料。
如本文所用，术语“非织造网”通常是指具有成夹层的但不是以可识别方式的(如在针织织物中)各纤维或线的结构的网。合适的非织造织物或纤维网的实例包括但不限于熔喷纤维网、纺粘纤维网、粘合梳理纤维网、气流成网纤维网、共成形纤维网、水力缠结纤维网等。
如本文所用，术语“熔喷网”泛指通过这样的工艺形成的非织造网，在该工艺中将熔融的热塑性材料通过多个细的、通常为圆形的模头毛细管作为熔融纤维挤出到会聚的高速气体(例如，空气)流中，空气流使熔融热塑性材料的纤维的直径减小，该直径可以为微纤维直径。此后，熔喷纤维由高速气流携载并且沉积在收集表面上以形成随机分散的熔喷纤维网。这样的工艺例如在授予Butin等人的美国专利号3,849,241中有所公开，该专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。一般来讲，熔喷纤维网可以是基本上连续的或不连续的、直径通常小于10微米的并在沉积到收集表面上时通常发粘的微纤维。
如本文所用，术语“纺粘网”通常是指包含小直径的基本上连续的纤维的网。该纤维通过以下方式形成：将熔融的热塑性材料从多个细的、通常为圆形的且具有挤出纤维直径的喷丝头的毛细管挤出，然后通过例如引出拉伸(eductive drawing)和/或其他熟知的纺粘机制迅速变细。纺粘网的制备例如在授予Appel等人的美国专利号4,340,563、授予Dorschner等人的美国专利号3,692,618、授予Matsuki等人的美国专利号3,802,817、授予Kinney等人的美国专利号3,338,992、授予Kinney等人的美国专利号3,341,394、授予Hartman等人的美国专利号3,502,763、授予Levy的美国专利号3,502,538、授予Dobo等人的美国专利号3,542,615和授予Pike等人的美国专利号5,382,400中描述和示出，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。纺粘纤维在沉积到收集表面上时通常是不发粘的。纺粘纤维有时可具有小于约40微米的直径，并通常介于约5至约20微米之间。
如本文所用，术语“共成形”泛指包括热塑性纤维和第二非热塑性材料的混合物或稳定化基质的复合材料。例如，共成形材料可通过这样的工艺制成，其中所述将至少一个熔喷模头布置在斜槽附近，通过该斜槽在形成网的同时向网添加其他材料。这样的其他材料可包括但不限于纤维有机材料，诸如木质或非木质纸浆，诸如棉、人造丝、再生纸、浆绒毛，以及超吸收性颗粒、无机吸收材料和/或有机吸收材料、经处理的聚合物短纤维等。这样的共成形材料的一些实例在授予Anderson等人的美国专利号4,100,324、授予Everhart等人的美国专利号5,284,703和授予Georger等人的美国专利号5,350,624中有所公开，这些专利中的每一份均全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
如本文所用，术语“热点粘结”通常是指例如通过使材料在图案化辊(例如，压延辊)与另一个可以或可以不图案化的辊(例如，砧辊)之间通过而执行的过程。通常对这两个辊之一或两者加热。
如本文所用，术语“超声粘结”通常是指例如通过使材料在超声变幅杆与图案化辊(例如砧辊)之间通过而执行的过程。例如，通过使用静止的变幅杆和旋转的图案化砧辊而进行的超声粘结在授予Grgach等人的美国专利号3,939,033、授予Rust Jr.的美国专利号3,844,869和授予Hill的美国专利号4,259,399中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。此外，通过使用旋转式变幅杆与旋转式图案化砧辊进行的超声粘结在授予Neuwirth等人的美国专利号5,096,532、授予Ehlert的美国专利号5,110,403和授予Brennecke等人的美国专利号5,817,199中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。当然，任何其他超声粘结技术也可用于本发明。
详细描述
现在将详细参照本发明的各种实施方案，其一个或多个实例在下文示出。每个实例都以解释而不是限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分而说明或描述的特征，可以用于另一个实施方案以产生另一个实施方案。因此，本发明旨在涵盖这样的修改和变化。
一般而言，本公开涉及一种多层弹性体组合物，诸如膜或纤维，所述弹性体组合物包括芯层和一个或多个外表层。特别地，本公开发现，包括弹性体树脂和至少一种非弹性聚烯烃的表层可以与聚烯烃弹性体芯层组合使用，以提供具有极好的弹性效率的弹性体组合物，所述弹性体组合物还表现出改善的非粘连性性质。因此，在一个实例中，根据本公开的弹性体组合物可以在被卷绕成辊或线轴之前和之后显示出极好的弹性效率，而无需添加一个或多个另外的非弹性非粘连层。此外，已经发现，即使当一个或多个表层占弹性体组合物的总重量的约40重量％或更少，诸如弹性体组合物的总重量的约35％或更少，诸如约30％或更少，诸如约25％或更少，诸如约20％或更少，诸如约15％或更少，诸如约10％或更少时，也表现出极好的非粘连性质。
例如，在一个方面，根据本公开的弹性体组合物可以形成膜或纤维，并且在120％伸长率下可以表现出约60％或更小，诸如约57.5％或更小，诸如约55％或更小，诸如约52.5％或更小，诸如约50％或更小，诸如约47.5％或更小，或者它们之间的任何范围或值的滞后损失，滞后损失的测试方法在以下实例中更详细地定义。在另一个方面，根据本公开的包括膜或纤维的弹性体组合物在120％伸长率下进行两个拉伸循环后可以表现出约45％或更小，诸如约42.5％或更小，诸如约40％或更小，诸如约37.5％或更小，诸如约35％或更小，诸如约32.5％或更小的滞后损失，或者它们之间的任何范围或值。
此外，根据本公开的弹性体组合物可以形成膜或纤维，并且在120％伸长率下可以表现出约32.5％或更小，诸如约30％或更小，诸如约27.5％或更小，诸如约25％或更小，诸如约22.5％或更小，或者它们之间的任何范围或值的定型百分比，如以下实例中更详细地讨论。此外，根据本公开的包括膜或纤维的弹性体组合物在120％伸长率下进行两个拉伸循环后可以表现出约35％或更小，诸如约32.5％或更小，诸如约30％或更小，诸如约27.5％或更小，或者它们之间的任何范围或值的定型百分比。
此外，根据本公开的弹性体组合物可以形成膜或纤维，并且在120％伸长率下可以表现出约375克力(gF)或更大，诸如约400gF或更大，诸如约425gF或更大，或者它们之间的任何范围或值的载荷。另外地或可替代地，根据本公开的包括膜或纤维的弹性体组合物在120％伸长率下进行第二个拉伸循环后可以表现出约275gF或更大，诸如约300gF或更大，诸如约325gF或更大，或者它们之间的任何范围或值的载荷。
在一个方面，弹性体组合物可以具有多于一个表层，诸如在一个方面，其中弹性体组合物是膜。在这个方面，弹性体膜可以包含“夹在”两个表层之间的芯层。每个表层可以相同或不同，下文将更详细地讨论其中的组分。因此，在一个方面，每个表层可以形成如上文所讨论的以重量计总弹性体组合物的一部分。或者，在一个方面，表层的总重量，无论是一层、两层还是更多层，都是根据上文所讨论的重量百分比。
无论表层的数量如何，在一个方面，可以用于芯层、表层或者表层和芯层二者中的弹性体可以由多种热塑性弹性体和塑性体聚合物中的一种或多种形成，所述聚合物诸如弹性体聚酯、弹性体聚氨酯、弹性体聚酰胺、弹性体共聚物、弹性体聚烯烃等等。在一个特定实施方案中，弹性体半结晶聚烯烃因其独特的机械和弹性体特性的独特组合而被使用。半结晶聚烯烃具有或能够表现出基本上规则的结构。例如，半结晶聚烯烃可在其未变形状态下为基本上无定形的，但在拉伸时形成晶畴。烯烃聚合物的结晶度可为从约3％至约60％，在一些实施方案中从约5％至约45％，在一些实施方案中从约5％至约30％以及在一些实施方案中从约5％至约15％。同样，半结晶聚烯烃可具有从约15至约210焦耳/克(“J/g”)，在一些实施方案中从约20至约100J/g，在一些实施方案中从约20至约65J/g以及在一些实施方案中从25至约50J/g的熔化潜热(Hf)，熔化潜热是结晶度的另一个指标。半结晶聚烯烃也可以具有约10℃至约100℃，在一些实施方案中约20℃至约80℃以及在一些实施方案中约30℃至约60℃的维卡软化温度。半结晶聚烯烃可具有约20℃至约120℃，在一些实施方案中约35℃至约90℃以及在一些实施方案中约40℃至约80℃的熔融温度。熔化潜热(Hf)和熔融温度可使用差示扫描量热法(“DSC”)根据ASTM D-3417测定，如本领域技术人员熟知的那样。维卡软化温度可根据ASTM D-1525测定。
示例性半结晶聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯以及它们的共混物和共聚物。在一个具体实施方案中，采用聚乙烯，它是乙烯和α-烯烃(诸如C3-C20α-烯烃或C3-C12α-烯烃)的共聚物。合适的α-烯烃可以是直链的或支链的(例如，一个或多个C1-C3烷基支链，或芳基基团)。具体的实例包括1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯以及苯乙烯。特别期望的α-烯烃共聚单体是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯含量可以为约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施方案中约80摩尔％至约98.5摩尔％以及在一些实施方案中约87摩尔％至约97.5摩尔％。α-烯烃的含量可同样在从约1摩尔％至约40摩尔％，在一些实施方案中从约1.5摩尔％至约15摩尔％以及在一些实施方案中从约2.5摩尔％至约13摩尔％的范围内。
聚乙烯的密度可根据所用的聚合物的类型而变化，但通常在从约0.85g/cm3至约0.96g/cm3的范围内。聚乙烯“塑性体”例如可具有在从0.85g/cm3至0.91g/cm3范围内的密度。同样，“直链低密度聚乙烯”(LLDPE)可具有在从约0.91g/cm3至约0.94g/cm3范围内的密度；“低密度聚乙烯”(LDPE)可具有在从约0.91g/cm3至约0.94g/cm3范围内的密度；并且“高密度聚乙烯”(HDPE)可具有在从0.94g/cm3至0.96g/cm3范围内的密度。密度可根据ASTM1505测量。
尤其合适的聚乙烯共聚物是“直链的”或“基本上直链的”那些。术语“基本上直链的”意指：除了可归因于共聚单体的并入而产生的短链支链外，乙烯聚合物还在聚合物主链中包含长链支链。“长链支链”是指至少6个碳的链长。每条长链支链可具有与聚合物主链相同的共聚单体分布，并和其附接到的聚合物主链一样长。优选的基本上直链的聚合物被每1000个碳0.01条长链支链至每1000个碳1条长链支链取代，并在一些实施方案中被每1000个碳0.05条长链支链至每1000个碳1条长链支链取代。与术语“基本上直链的”相比之下，术语“直链的”意指聚合物缺乏可以测量的或显而易见的长链支链。也就是说，聚合物平均被每1000个碳低于0.01条长链支链取代。
直链乙烯/α-烯烃共聚物的密度是α-烯烃的长度和量两者的函数。也就是说，α-烯烃的长度越大且存在的α-烯烃的量越多，则共聚物的密度越低。虽然不是必需的，但是直链聚乙烯“塑性体”是尤其理想的，因为α-烯烃短链支化含量使得乙烯共聚物既表现出塑性也表现出弹性体特征，即“塑性体”。由于与α-烯烃共聚单体的聚合降低结晶度和密度，因此所得的塑性体通常具有低于聚乙烯热塑性聚合物(例如，LLDPE)但接近和/或重叠弹性体的密度。例如，聚乙烯塑性体的密度可以为0.91g/cm3或更低，在一些实施方案中从约0.85g/cm3至约0.88g/cm3以及在一些实施方案中从约0.85g/cm3至约0.87g/cm3。尽管具有类似于弹性体的密度，但是塑性体通常表现出更高的结晶度，并且可以形成不粘的且可相对自由流动的粒料。
α-烯烃共聚单体在聚乙烯塑性体内的分布在形成乙烯共聚物的不同分子量部分之中通常是随机和均匀的。共聚单体在塑性体内分布的这种均匀性可表示为60或更大，在一些实施方案中80或更大以及在一些实施方案中90或更大的共聚单体分布宽度指数值(“CDBI”)。另外，聚乙烯塑性体可通过DSC熔点曲线来表征，该曲线表现出在50至110℃(第二熔体塌陷(melt rundown))区域中出现单个熔点峰。
适用于本公开的塑性体是可以以名称EXACTTM从ExxonMobil Chemical Company,Houston,Texas获得，以ENGAGETM和AFFINITYTM从Dow Chemical Company,Midland,Michigan获得的基于乙烯的共聚物塑性体，以及以商品名INFUSETM(诸如INFUSETM 9807)从Dow Chemical Company,Midland,Michigan获得的烯烃嵌段共聚物。可用于本公开的纤维中的聚乙烯是DOWTM61800.41。另外其他合适的乙烯聚合物可以名称DOWLEXTM(LLDPE)、ASPUNTM(LLDPE)和ATTANETM(ULDPE)得自The Dow Chemical Company。其他合适的乙烯聚合物在授予Ewen等人的美国专利号4,937,299、授予Tsutsui等人的美国专利号5,218,071、授予Lai等人的美国专利号5,272,236和授予Lai等人的美国专利号5,278,272中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
当然，本公开绝不受限于乙烯聚合物的使用。例如，丙烯聚合物也可适于用作半结晶聚烯烃。合适的塑性体丙烯聚合物可包括例如丙烯共聚物或三元共聚物，包括丙烯与α-烯烃(例如C3-C20)诸如乙烯、1-丁烯、2-丁烯、各种戊烯异构体、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、乙烯基环己烯、苯乙烯等的共聚物。丙烯聚合物的共聚单体含量可为约35重量％或更低，在一些实施方案中约1重量％至约20重量％以及在一些实施方案中约2重量％至约10重量％。优选地，聚丙烯(例如，丙烯/α-烯烃共聚物)的密度可以为0.91克每立方厘米(g/cm3)或更低，在一些实施方案中从0.85至0.88g/cm3以及在一些实施方案中从0.85g/cm3至0.87g/cm3。合适的基于丙烯的共聚物塑性体可以名称VISTAMAXXTM(例如，2330、6202和6102)(基于丙烯-乙烯共聚物的塑性体)从ExxonMobil Chemical Co.,Houston,Texas商购获得，以名称FINATM(例如，8573)从Atofina Chemicals,Feluy,Belgium商购获得，以名称TAFMERTM从MitsuiPetrochemical Industries商购获得，以及以名称VERSIFYTM从Dow Chemical Co.,Midland,Michigan商购获得。合适的丙烯聚合物的其他实例在授予Datta等人的美国专利号6,500,563、授予Yang等人的美国专利号5,539,056和授予Resconi等人的美国专利号5,596,052中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
多种已知技术中的任一种通常都可以用于形成半结晶聚烯烃。例如，烯烃聚合物可以使用自由基或配位催化剂(例如，齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta))形成。优选地，烯烃聚合物由单中心配位催化剂诸如茂金属催化剂形成。这样的催化剂体系产生这样的乙烯共聚物，其中共聚单体在分子链内无规分布而在不同分子量的部分中均匀分布。茂金属催化的聚烯烃例如在授予McAlpin等人的美国专利号5,571,619、授予Davis等人的美国专利号5,322,728、授予Obijeski等人的美国专利号5,472,775、授予Lai等人的美国专利号5,272,236和授予Wheat等人的美国专利号6,090,325中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。茂金属催化剂的实例包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂银、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。用茂金属催化剂制得的聚合物通常具有窄分子量范围。例如，茂金属催化的聚合物可以具有4以下的多分散性数值(Mw/Mn)、受控的短链支化分布以及受控的全同立构规整度。
半结晶聚烯烃的熔体流动指数(MI)通常可以变化，但一般在约0.1克/10分钟至约100克/10分钟，在一些实施方案中从约0.5克/10分钟至约30克/10分钟以及在一些实施方案中约1至约10克/10分钟的范围内，这些值在190℃下测定。熔体流动指数是当在190℃下在10分钟内经受5000克力时被迫使通过挤出式流变仪孔口(0.0825英寸直径)的聚合物的重量(以克计)并可根据ASTM测试方法D1238-E测定。
虽然迄今为止已经针对芯层和表层一起讨论了弹性体，但是应当理解芯层和表层可以包含一种或多种相同的弹性体或者一种或多种不同的弹性体。例如，在一个方面，芯层可以包含如上文所讨论的基于聚乙烯的共聚物弹性体(例如，INFUSETM)，而表层可以包含基于聚丙烯的共聚物弹性体(例如，VERSIFYTM)。
另外地或可替代地，芯层和表层可以各自由基于丙烯的共聚物或基于乙烯的共聚物(或上文讨论的任何其他弹性体)形成，然而，芯层由具有“中”至“高”分子量的弹性体形成，而表层由具有“低”分子量的弹性体形成。例如，在一个方面，“中”至“高”分子量弹性体可以具有约10,000g/mol至约70,000g/mol，诸如约12,500g/mol至约67,500g/mol，诸如约15,000g/mol至约65,000，诸如约17,500g/mol至约62,500g/mol，诸如约20,000g/mol至约60,000g/mol，或者它们之间的任何范围或值的数均分子量。此外，根据本公开的“低”分子量弹性体可以具有约1,000g/mol至约10,000g/mol，诸如约2,000g/mol至约9,000g/mol，诸如约3,000g/mol至约8,000g/mol，诸如约4,000g/mol至约7,000g/mol，诸如约4,500g/mol至约6,500g/mol，或者它们之间的任何范围或值的数均分子量。
例如，在一个方面，芯层中的一种或多种总弹性体的平均分子量与表层中的一种或多种总弹性体的平均分子量的比率可以为约10:1至约1.1:1，诸如约7.5:1至约1.5:1，诸如约5:1至约2:1，或者它们之间的任何范围或值。不希望受理论的束缚，本公开已经发现，通过在表层中使用与芯层相比较低分子量的弹性体，通常在使用非粘连表层时表现出的拉伸时张力增加可以避免。因此，在一个方面，在表层中使用较低分子量的弹性体，这可以进一步提高根据本发明的组合物的弹性效率。
然而，如上文所讨论，本公开已经发现，通过在表层中包括与弹性体组合的非弹性体聚烯烃材料，可以形成不抑制组合物的弹性效率的非粘连表层。因此，在一个方面，非弹性体聚烯烃可以包括通常无弹性的聚合物，诸如常规聚烯烃(例如，聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、齐格勒-纳塔催化的直链低密度聚乙烯(LLDPE)等、超低密度聚乙烯(ULDPE)、聚丙烯、聚丁烯等)、聚四氟乙烯、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂(例如，聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚酰胺(例如，尼龙)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚乳酸、它们的共聚物和混合物等等。例如，一个或多个表层可以包括从DowChemical Co.,Midland,Mich.获得的LLDPE，诸如DOWLEXTM 2517或DOWLEXTM 2047，或者它们的组合，或者Westlake Chemical Corp.,Houston,Tex.。此外，在一个方面，非粘连聚烯烃材料可以是其他合适的乙烯聚合物，诸如以名称ASPUNTM(LLDPE)和ATTANETM(ULDPE)从The Dow Chemical Company获得的那些。
此外，本公开已经发现，一种或多种非弹性体聚烯烃可以以相对少量用于表层中，并且仍然提供具有改善的非粘连性质的表层。因此，在一个方面，一种或多种非弹性体聚烯烃占表层的约5重量％至约70重量％，诸如约10重量％至约65重量％，诸如约15重量％至约60重量％，诸如约20重量％至约55重量％，诸如约25重量％至约50重量％，或者它们之间的任何范围或值的一个或多个表层的总重量。
虽然一种或多种弹性体被选择用于表层和芯层，并且非弹性聚烯烃被选择用于表层，但是如上文所讨论的单一聚合物可以用于以基于非织造纤维网材料的总重量计至多100重量％，诸如约75重量％至约99重量％，诸如约80重量％至约98重量％，诸如约85重量％至约95重量％的量形成芯、皮以及芯和皮二者的弹性体和/或非弹性聚烯烃。然而，在其他实施方案中，弹性体和/或非弹性体聚烯烃可以包括来自上文讨论的聚合物的两种或更多种聚合物。
此外，无论选择何种弹性体和非弹性体聚烯烃，在一个方面，芯层的存在量为弹性体组合物的总重量的约50％至约97.5％，诸如弹性体组合物的总重量的约60％至约95％，诸如约70％至约92.5％，诸如约80％至约90％，或者它们之间的任何范围或值。
虽然存在以上讨论的方面，但是在一个方面，作为非弹性聚烯烃材料的补充或替代，表层可以包括具有一定程度弹性的非粘连弹性体，并且在一些方面可以由上文讨论的任何材料形成。在一些方面，此类层可以由弹性小于上文讨论的弹性体组合物的热塑性组合物形成。例如，一个或多个弹性层可主要由基本上无定形的弹性体(例如，苯乙烯-烯烃共聚物)形成，并且一个或多个热塑性层可由聚烯烃塑性体(例如，单位点催化的乙烯或丙烯共聚物)形成，所述聚烯烃塑性体在上文有更详细的描述。虽然具有一些弹性，但是这样的聚烯烃的弹性一般不如基本上无定形的弹性体。
此外，在一个方面，表层可以包括一种或多种无机填料，作为非弹性聚烯烃的补充或替代。因此，在一个方面，表层包含碳酸钙(CaCO3)、各种粘土、二氧化硅(SO2)、氧化铝、硫酸钡、碳酸钠、滑石、硫酸镁、二氧化钛、沸石、硫酸铝、纤维素类粉末、硅藻土、硫酸镁、碳酸镁、碳酸钡、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、纸浆粉、木粉、纤维素衍生物、聚合物颗粒、几丁质和几丁质衍生物中的一者或多者。在一个方面，无机颗粒可以包括碳酸钙、硅藻土或它们的组合。
然而，参见图1A-1C，在根据本公开的一个方面，弹性体组合物是多层膜。100.如图1A所示，在一个方面，膜100包括表层104和芯层102。无论表层104在芯层102上方或下方的取向如何，表层和芯层的形成如上文所讨论。
此外，如图1B所示，根据本公开的弹性体组合物也可以是多层膜100，但是可以包括“夹住”芯层102的两个外表层104。如上文所讨论，每个表层104可以相同或不同，并且表层104和芯层102的形成如上文所讨论。
另外，在一个方面，本公开通常还可以包括层合到背衬和/或面层106的弹性体膜100。在一个方面，背衬和/或面层106可以是非织造制品。然而，根据本公开的层合可以在下文进一步讨论。
如将在下文更详细地讨论，在一个方面，形成为根据本公开的弹性体组合物的膜可以通过使用压花或图案化的冷却辊来压花或图案化。因此，例如参见图1B，在一个方面，每个表层104可以具有与芯102相邻的内侧110和与内边缘相对的外侧112。因此，在一个方面，下面提及的用于压花或图案化的膜的部分可以指表层104的外侧112。
在又一个方面，根据本公开的弹性体组合物还可包括纤维，诸如可以用于形成非织造材料的纤维。纤维可以是具有皮-芯布置或并列布置的多组分纤维。例如，在皮-芯多组分纤维布置中，皮可以包括上文讨论的关于表层的弹性体中的任一者，而芯可以包括上文讨论的关于芯层的弹性体。
例如，在一些方面，纤维可以具有皮-芯布置，其中皮可以占纤维的总重量的约40重量％或更少，诸如纤维的总重量的约35％或更少，诸如约30％或更少，诸如约25％或更少，诸如约20％或更少，诸如约15％或更少，诸如约10％或更少。此外，在一个方面，芯可以占纤维的总重量的约50重量％至约97.5重量％，诸如纤维的总重量的约60重量％至约95重量％，诸如约70重量％至约92.5重量％，诸如约80重量％至约90重量％，或者它们之间的任何范围或值。
然而，转到图2，示出了利用皮/芯布置的双组分纤维200。芯201可以由如上文所讨论的弹性体形成，而护套202可以由如上文所讨论的弹性体和非弹性体聚烯烃形成。在这个方面，纤维200可以在成型后被卷绕，并且表现出如上文所讨论关于卷绕膜的改善的非粘连性质，同时表现出极好的弹性效率。此外，由于非粘连性的改善，纤维还可以表现出敷设的改善和其他加工改善，同时维持弹性效率。
无论弹性体组合物的形式如何，还可以将添加剂掺入弹性体组合物中，所述添加剂诸如熔体稳定剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、防粘连剂、粘度调节剂等。也可以采用粘度调节剂，诸如聚乙烯蜡(例如，得自EastmanChemical的EPOLENETM C-10)。亚磷酸酯稳定剂(例如，可得自Tarrytown,N.Y.的CibaSpecialty Chemicals的IRGAFOS和可得自Dover,Ohio的Dover Chemical Corp.的DOVERPHOS)是示例性的熔体稳定剂。此外，受阻胺稳定剂(例如，可得自Ciba SpecialtyChemicals的CHIMASSORB)是示例性的热和光稳定剂。另外，受阻酚在膜制造中常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括可以商品名IRAGANOXTM诸如IRGANOXTM1076、1010或E 201得自Ciba Specialty Chemicals的那些。在采用此类添加剂(例如，抗氧化剂、稳定剂等)的情况下，此类添加剂可以各自以非织造纤维网材料的约0.001重量％至约25重量％、在一些实施方案中约0.005重量％至约20重量％以及在一些实施方案中约0.01重量％至约15重量％的量存在。
然而，在一个方面，本公开通常还可以包括形成根据本公开的弹性体组合物。
多层膜可通过层的共挤出、挤出涂布或通过任何常规的分层工艺制备。此类多层膜通常包括至少一个芯层和至少一个表层，但是可以包括任何数量的所期望的层。例如，多层膜可以由芯层和一个或多个表层形成，其中表层和芯层使用如上文所讨论的聚合物形成。无论使用何种方法，都可以将多层膜流延到冷却辊上并冷却。多层膜可以任选地被拉伸，但是优选地，在一个方面，可以在拉伸或层合前被卷绕成辊以储存直到需要形成层合制品。
在一个方面，冷却辊可以被压花或图案化。在这个方面，膜因此可以在冷却辊过程期间被压花或图案化。特别地，本公开已经发现，这种图案化可以进一步改善膜的非粘连性质。因此，在一个方面，经受压花或图案化的膜的部分可以是表层中的一个或多个。
然而，在冷却后，膜可以被卷绕和储存以进行如上文所讨论的进一步加工，或者可以利用本领域已知的上述层合方法中的一种拉伸和层合到面层和/或背衬上。
此外，在一个方面，弹性体组合物可以形成双组分纤维。特别地，多组分纤维可以由从单独的挤出机挤出的两种或更多种聚合物(例如，双组分纤维)形成。聚合物可布置在纤维的整个横截面中的基本上恒定设置的不同的区中。各组分可以按任何所需的构型布置，诸如皮芯型、并排型、夹层型、海中岛型、三岛型、牛眼型或本领域已知的各种其他布置形式等等。用于形成多组分纤维的各种方法在授予Taniguchi等人的美国专利号4,789,592、授予Strack等人的美国专利号5,336,552、授予Kaneko等人的美国专利号5,108,820、授予Kruege等人的美国专利号4,795,668、授予Pike等人的美国专利号5,382,400、授予Strack等人的美国专利号5,336,552和授予Marmon等人的美国专利号6,200,669中有所描述，这些专利以引用的方式整体并入本文用于所有目的。也可以形成具有各种不规则形状的多组分纤维，诸如在授予Hogle等人的美国专利号5,277,976、授予Hills的美国专利号5,162,074、授予Hills的美国专利号5,466,410、授予Largman等人的美国专利号5,069,970和授予Largman等人的美国专利号5,057,368中所述，这些专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
在任何情况下，无论纤维是否用于形成通过熔喷、纺粘或任何其他非织造纤维网材料技术形成的非织造材料，所得的挤出纤维都可以被布置为使得表层存在于纤维的暴露表面上。
无论是形成膜还是纤维，在一个方面，根据本公开的弹性体组合物可以能够容易地进行成型后加工，诸如开孔、卷绕和解绕，这是由于在层合到面层和/或背衬之前或之后的芯层和表层的独特共混物。
本公开的弹性体组合物具有上文讨论的特征，可以用于多种应用。例如，在一个方面，本公开的弹性体组合物可以用于吸收制品中。“吸收制品”通常是指能够吸收水或其他流体的任何制品。一些吸收制品的实例包括但不限于个人护理吸收制品，诸如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁用制品、女性卫生产品(例如，卫生巾、短裤护垫等)、泳衣、婴儿湿巾等等；医疗用吸收制品，诸如衣物、开窗术材料、垫料、床垫、绷带、吸收性布单(absorbentdrape)和医用擦拭布；食品服务纸巾；服装制品等等。此类吸收制品的若干实例在授予DiPalma等人的美国专利号5,649,916、授予Kielpikowski的美国专利号6,110,158和授予Blaney等人的美国专利号6,663,611中有所描述。另外其他合适的制品在授予Fell等人的美国专利申请公开号2004/0060112A1以及授予Damico等人的美国专利号4,886,512、授予Sherrod等人的美国专利号5,558,659、授予Fell等人的美国专利号6,888,044和授予Freiburger等人的美国专利号6,511,465中有所描述。形成这样的吸收制品的材料和工艺是本领域技术人员熟知的。通常，吸收制品包括基本上液体不可渗透的层(例如，外覆层)、液体可渗透的层(例如，身体侧衬里、涌流层等)和吸收芯。在一个特定实施方案中，本发明的复合物可用于提供腰部部分、腿箍/垫衬、耳部、侧片或外覆层。
通过参照以下实施例可以更好地理解本公开。
测试方法
原材料的多循环应力/应变测试
多循环应力/应变测试是一种用于测量弹性原材料和弹性材料复合材料的伸长和回复特征的两循环伸长和回复测试。特别地，该测试可以用于确定将所述制剂施加到基材上对其伸长和回复特征有什么影响(如果有的话)。通过该测试测量的基材性质劣化是表现为张力损失或抗伸长性的劣化，这可以导致在施加力时极端伸长，如下垂。
该测试测量放置于特定应变量(例如，伸长到特定伸长率)下的测试样品的载荷值。这种载荷值在测试的伸长和回复阶段二者期间以及两个循环中的每个期间确定。在本实施例中，载荷值被设置为120％伸长率。通常，处理后保留的载荷量的减少表明对基材的弹性特征有负面影响，即使在基材没有明显劣化或脱层的情况下也是如此。
“定型百分比”是材料在循环后从其原始长度拉伸的量的量度(在循环测试后的瞬时变形)。定型百分比是循环的收缩曲线与伸长轴的交点。将移除外加的应力后剩余的应变测定为定型百分比。
标记为样品1的多层膜由三个挤出机系统形成，该系统具有单独的流，这些流通过进料块系统，维持单独的流向上直到开槽模具。芯层包含由Dow Chemical Company,Midland,Michigan以商品名INFUSETM销售的基于乙烯的共聚物，并且在芯层的任一侧上由50重量％的基于丙烯的共聚物的共混物(由Dow Chemical Co.,Midland,Michigan以商品名VERSIFYTM销售)和50重量％的直链低密度聚乙烯的共混物(以商品名DowlexTM 2517和DowlexTM 2035销售)形成两个表层。挤出的层离开模具到达温度为60°F至100°F的冷却辊，其中挤出物被淬火成膜。然后将膜卷绕成辊并且测试各种性质，如表1和2所示。
由Tredegar销售的非氢化苯乙烯嵌段共聚物以与实施例1相同的方式形成膜。两种膜都进行了各种性质测试，如表1和2所示。
虽然本发明已经就其具体实施方案进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施方案的替代形式、变型形式和等同方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同方案的范围。
Claims (24)
1.一种弹性体组合物，其包括：
芯层；和
至少一个表层；
其中所述至少一个表层占所述弹性体组合物的总重量的30重量％或更少；并且
所述表层包含基于烯烃的弹性体和至少一种非弹性体聚烯烃。
2.根据权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物是膜。
3.根据权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物是纤维。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体包含乙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物或它们的组合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性体组合物，其中所述芯层包含基于烯烃的弹性体芯，其中所述基于烯烃的弹性体芯包括乙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物或它们的组合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性体组合物，其中所述芯层包含基于烯烃的弹性体芯和第二基于烯烃的弹性体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体包含乙烯/α-烯烃共聚物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体和所述基于烯烃的弹性体芯和/或所述基于烯烃的弹性体和所述第二基于烯烃的弹性体由不同的弹性体形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体包含丙烯/α-烯烃共聚物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体芯和/或所述第二基于烯烃的弹性体包含乙烯/α-烯烃共聚物。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体包含乙烯/α-烯烃共聚物。
12.根据权利要求1至8或11中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体芯和/或所述第二基于烯烃的弹性体包含丙烯/α-烯烃共聚物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体的数均分子量小于所述基于烯烃的弹性体芯、第二基于烯烃的弹性体或者所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体的平均分子量。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的弹性体组合物，其中所述基于烯烃的弹性体芯、所述第二基于烯烃的弹性体的平均分子量或者所述基于烯烃的弹性体芯和所述第二基于烯烃的弹性体的平均分子量与所述基于烯烃的弹性体的平均分子量的比率为约10:1至1.1:1。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的弹性体组合物，其中所述非弹性体烯烃是直链低密度聚乙烯。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的弹性体组合物，其中所述非弹性体烯烃占所述弹性体组合物的总重量的约20重量％或更少。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的弹性体组合物，其中所述非弹性体烯烃占所述弹性体组合物的总重量的约15％或更少。
18.根据权利要求1、2或4至17中任一项所述的弹性体组合物，其中所述膜包括芯层和一个表层。
19.根据权利要求1、2或4至18中任一项所述的弹性体组合物，其中所述膜包括芯层、第一表层和第二表层。
20.根据权利要求1或3至17中任一项所述的弹性体组合物，其中所述纤维包括由单个表层围绕的芯。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的弹性体组合物，其中所述至少一个表层还包括无机颗粒。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的弹性体组合物，其中所述至少一个表层具有与所述芯相邻的内侧和与所述内侧相对的外侧，其中所述外侧被压花或图案化。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物在成型后被卷绕。
24.根据权利要求23所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物在拉伸或层合前被卷绕。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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