BR112013016108B1 - Artigo absorvente - Google Patents

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Oomman P. Thomas
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Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
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Abstract

artigo absorvente a presente invenção provê um material que inclui um componente ou material elástico (por exemplo, filme, trama não tecida laminada ao componente elástico, etc.). o componente elástico é formado a partir de uma composição de copolímeros em blocos estirênicos contendo de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno; e de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno. a composição de copolímeros em blocos estirênicos apresenta boa estabilidade de viscosidade durante a extrusão e, formada em um material de folha portanto, elástico. pode ser prontamente o material de folha elástico pode ser subsequentemente reticulado para se conseguir as propriedades elásticas e mecânicas desejadas.

Description

ARTIGO ABSORVENTE
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
Materiais de folha elásticos são comumente incorporados em produtos (por exemplo, fraldas, calças de treinamento, peças de vestuário, etc.) para aperfeiçoar a sua capacidade de melhor se ajustarem aos contornos do corpo. Por exemplo, um compósito elástico pode ser formado a partir de um material de folha elástico e de um ou mais revestimentos de trama não tecida. A trama não tecida pode, ela mesma, ser extensível. Alternativamente, o revestimento de trama não tecida pode ser unido ao material de folha elástico enquanto o material de folha elástico estivei em uma condição estirada, de modo que o revestimento de trama não tecida possa se acumular entre os locais, em que ele esteja ligado ao material de folha elástico quando ele estiver relaxado. 0 compósito elástico resultante é estirável na extensão em que o revestimento de trama não tecida acumulado entre os locais de ligação permita que o filme elástico se alongue.
Copolímeros em blocos estirênicos são frequentemente empregados para formar os componentes elásticos de tais compósitos. Por exemplo, o copolímero em blocos estirênico pode conter um bloco de butadiene conjugado posicionado entre dois blocos de estireno (isto é, S-B-S). Copolímeros em blocos estirênicos contendo blocos de butadieno conjugado podem ser reticulados para aperfeiçoar o desempenho elástico. Adequadamente, os copolímeros em blocos estirênicos podem ser extrudados como massa em fusão, para formar os materiais de folha elásticos. No entanto, tais polímeros podem ser difíceis de processar por extrusão de massa em fusão, devido à prematura reticulação do bloco de butadieno durante o processo de extrusão. Como tais, existe uma demanda por materiais elásticos que apresentem boa estabilidade de massa em fusão durante o processamento, embora exibindo bom desempenho elástico durante o uso.
RESUMO DA INVENÇÃO
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De acordo com uma modalidade, é descrito um material de folha elástico, que inclui um componente elástico, que é formado a partir de uma composição de copolímeros em blocos estirênicos, incluindo de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno; e de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno. Em um aspecto, a composição de copolímeros em blocos estirênicos é reticulada. Em aspecto adicional, o componente elástico apresenta uma resistência à tração na direção da máquina de pelo menos 11.031 kPa (1.600 psi). Em ainda um aspecto adicional, o componente elástico é um filme, espuma, cordões, trama ou uma combinação dos mesmos.
Em um aspecto, em uma medição de reologia dinâmica em ar à 1802C (3562F), a composição elástica exibe um tempo no qual tg delta é igual a 1 de pelo menos cerca de 44 minutos.
Em um aspecto adicional, o material de folha é um compósito que contém um revestimento de trama não tecida laminado a um componente elástico.
De acordo com outra modalidade, um método de formação de um material de folha elástico inclui a extrusão de massa em fusão de uma composição de copolímeros em blocos estirênicos contendo de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno; e de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de . copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno,- e a formação de um material de folha elástico a partir da composição de copolímeros em blocos estirênicos extrudada como massa em fusão. Em um aspecto, o material de folha elástico é um filme, espuma, cordões, trama ou combinações dos mesmos. Em outro aspecto, o material de folha elástico apresenta uma resistência à tração na direção da máquina de cerca de 11.031 kPa (1.600 psi). Em um aspecto adicional, a composição de copolímeros em blocos estirênicos pode exibir um tempo, no qual a tg delta é igual a 1 de pelo menos 44 minutos, em uma medição de reologia dinâmica em ar à 1802 C (3562F). .
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Em um aspecto, o método inclui adicionalmente a reticulação da composição de copolímeros em blocos estirênicos. A reticulação pode ser induzida por radiação eletromagnética. Em um aspecto adicional, a composição de copolímeros em blocos estirênicos não se reticula durante a etapa de extrusão de massa em fusão.
Em outro aspecto, o método inclui adicionalmente uma etapa de laminação do material de folha elástico a um revestimento de trama não tecida. A laminação pode ocorrer antes ou depois da laminação da composição de copolímeros em blocos estirênicos.
De acordo com uma modalidade adicional, um material de folha inclui um componente elástico, que compreende uma composição elástica compreendendo de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estirenobutadieno-estireno e de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno.
Outras características e aspectos da presente invenção são discutidos em maiores detalhes abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Uma descrição completa e capacitante da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida a um técnico
no assunto, é mostrada mais particularmente no restante do
relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas
quais: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um
método para formação de um composite, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e
A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um artigo absorvente, que pode ser formado de acordo com uma modalidade da presente invenção.
O uso repetido de caracteres de referência nos presentes relatório descritivo e desenhos pretende representar as mesmas características ou elementos ou características ou elementos análogos da presente invenção.
4/40
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES REPRESENTATIVAS
Será feita agora referência, em detalhes, a várias modalidades da invenção, um ou mais exemplos das quais são mostrados abaixo. Cada exemplo é fornecido por meio de explicação, não de limitação, da invenção. De fato, será evidente para os técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se desviar do escopo e do espírito da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade, para fornecer ainda uma modalidade adicional. Portanto, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações.
Falando de maneira geral, a presente invenção é dirigida a um material de folha, que inclui um componente ou material elástico (por exemplo, filme, espuma, cordões, trama não tecida, trama não tecida laminada a um material elástico, etc.). O componente elástico é formado a partir de uma composição de copolímeros em blocos estirênicos incluindo de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estirenobutadieno-estireno; e de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno.
Conforme usada aqui, a palavra elástico(a) se refere a um material que, quando da aplicação de uma força de estiramento, seja estirável em uma direção (tal como a direção MD ou a direção CD) , e que, quando da liberação da força de estiramento, se contraia/retorne a aproximadamente sua dimensão original. Por exemplo, um material estirado pode apresentar um comprimento estirado que seja pelo menos 50% maior do que seu comprimento não estirado relaxado, e que se recuperará para dentro de pelo menos 50% de seu comprimento estirado, quando da liberação da força de estiramento. Um exemplo hipotético seria uma amostra de 2,54 cm de um material que seja estirável até pelo menos 3,81 centímetros e que, quando da liberação da força de estiramento, se recuperará até um comprimento de não mais do que 3,175 centímetros. Desejavelmente, o material se contraia ou se
5/40 recupera em pelo menos 50%, e, mesmo mais desejavelmente, em pelo menos 80% do comprimento estirado.
Composição Elástica
A composição de copolimeros em blocos estirênicos da presente invenção inclui dois diferentes blocos estirênicos, a saber: 1) um copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno (S-B-S), e 2) um copolímero em blocos de estirenoisopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S). Tais copolimeros em blocos estirênicos podem ser formados usando qualquer técnica, tais como polimerização sequencial, polimerização progressiva, ou por meio de acoplamento, que possa deixar um resíduo do agente de acoplamento no polímero. No caso do copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno, o bloco do meio é, desejavelmente, um copolímero em blocos aleatório. Esses copolimeros em blocos podem ser copolimeros em triblocos, em que os copolimeros em blocos apresentam a forma S-B-S e S-I/B-S. Igualmente, ambos esses polímeros podem ser copolimeros acoplados. Por exemplo, o copolímero em blocos SBS podem apresentar a forma de (S-B)nX, em que n é o número de braços é 2 ou mais, e X é um resíduo de agente de acoplamento. Como um exemplo adicional, o copolímero em blocos de S-I/B-S pode assumir a forma de (S-I/B)nX, em que n é o número de braços e é 2 ou mais, e X é um resíduo de agente de acoplamento.. Portanto, esses copolimeros em blocos de várias arquiteturas podem ser combinados como parte da presente invenção.
A composição de copolimeros em blocos estirênicos adequadamente inclui de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso do copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno (S-BS) . Em algumas modalidades, a composição de copolimeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 10% em peso a cerca de 75% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 10% em peso a cerca de 60% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso do copolímero em blocos de S-B-S. Em outras modalidades, a composição de copolimeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 25% em peso a cerca de 90% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 30% em peso a cerca de 90% em peso do copolímero em
6/40 blocos de S-B-S, ou de cerca de 35% em peso a cerca de 90% em peso do copolímero em blocos de S-B-S. Em modalidades adicionais, a composição de copolímeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 25% em peso a cerca de 75% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 25% em peso a cerca de 50% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 30% em peso a cerca de 60% em peso do copolímero em blocos de S-B-S, ou de cerca de 35% em peso a cerca de 50% em peso do copolímero em blocos de
S-B-S.
A composição de copolímeros em blocos estirênicos adequadamente inclui de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso do copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno (S-I/B-S). Em algumas modalidades, a composição de copolímeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 10% em peso a cerca de 75% em peso do copolímero em blocos de estirenoisopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S), ou de cerca de 10% em peso a cerca de 70% em peso do copolímero em blocos de estirenoisopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S), ou de cerca de 10% em peso a cerca de 65% em peso do copolímero em blocos de estirenoisopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S). Em outras modalidades, a composição de copolímeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 25% em peso a cerca de 90% em peso do copolímeroem blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S), oude cerca de 40% em peso a cerca de 90% em peso do . copolímeroem blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S), oude cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso do copolímeroem blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S), oude cerca de 50% em peso a cerca de 75% em peso do copolímeroem blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno (S-I/B-S). Em modalidades adicionais, a composição de copolímeros em blocos estirênicos pode incluir de cerca de 25% em peso a cerca de 75% em peso do copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno (S-I/B-S) , ou de cerca de 40% em peso a cerca de 70% em peso do copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno (S-I/B-S) , ou de cerca de 50% em peso a cerca de 65% em peso do copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno (S-I/B-S).
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Os blocos terminais estirênicos S podem incluir estireno, assim como derivados do mesmo, tais como a-metilestireno, p-metil-estireno, p-t-butil-estireno, p-etil-estireno, m-isopropil-estireno, p-hexil-estireno, α-metil-estireno, a, 4dimetil-estireno, 1,3-dimetil-estireno p-metil-estireno; etc., assim como outros compostos aromáticos policíclicos de monoalquenila, tais como vinil-naftaleno, vinil-antraceno; e assim por diante. Compostos de aromáticos monoalquenila preferidos são estireno e p-metil-estireno.
Uma variedade de características dos copolímeros em blocos estirênicos pode ser variada, de maneira seletiva, para se conseguir as propriedades desejadas do material elástico. Por exemplo, os copolímeros em blocos estirênicos podem possuir um peso molecular dentro de uma faixa ótima para processamento. A saber, polímeros apresentando um peso molecular grande demais, de maneira geral, possuem cadeias de polímero pesadamente interligada e, assim, resultam em uma composição termoplástica que é difícil de processar. Inversamente, polímeros apresentando um peso molecular baixo demais, de maneira geral, não possuem suficiente interligação, o que conduz a uma resistência de massa em fusão relativamente fraca. Portanto, os copolímeros em blocos estirênicos são tipicamente formados para apresentarem um peso molecular numérico médio (Mn)' variando de cerca de 30.000 a cerca de 250.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 40.000 a cerca de 200.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 50.000 a cerca de 150.000 gramas por mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 70.000 a cerca de 110.000 gramas por mol. O peso molecular numérico médio pode ser determinado por métodos conhecidos pelos técnicos no assunto. O peso molecular de cada bloco também pode ser controlado para influenciar a reologia, o peso molecular e as propriedades térmicas dos copolímeros. Blocos estirênicos com um peso molecular mais baixo, por exemplo, podem resultar em copolímeros com pontos de amolecimento/de fusão e pesos moleculares mais baixos. Entretanto, um peso molecular baixo demais pode afetar, de maneira adversa, a resistência do material elástico resultante. Portanto, cada um dos blocos estirênicos empregados nos copolímeros pode
8/40 apresentar um peso molecular numérico médio (Mn) de cerca de 5.000 a cerca de 35.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 7.500 a cerca de 30.000 gramas por mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 10.000 a cerca de 25.000 gramas por mol. Igualmente, cada bloco de dieno conjugado empregado nos copolímeros pode apresentar um peso molecular numérico médio (Mn) variando de cerca de 20.000 a cerca de 150.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 30.000 a cerca de 120.000 gramas por mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 40.000 a cerca de 100.000 gramas por mol.
. As quantidades relativas dos blocos nos copolímeros também podem influenciar as propriedades do material elástico resultante. Por exemplo, concentrações em blocos estirênicos mais baixas podem resultar em copolímeros com pontos de fusão/amolecimento e pesos moleculares mais baixos. No entanto, uma concentração em blocos estirênicos elevada demais pode não fornecer as propriedades desejadas e podem resultar em copolímeros com pontos de fusão/amolecimento mais elevados. Portanto, o(s) bloco(s) estirênico(s), tipicamente, constitui(em) de cerca de 1% e peso a cerca de 40% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 35% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 15% em peso a cerca de 3 0% em peso do copolímeros. Igualmente, os blocos de dieno conjugados, tipicamente, constituem de cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 65% a cerca de 95% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 7 0% em peso a cerca de 85% em peso do copolímero.
Para fornecer processabilidade aperfeiçoada, em uma medição de reologia dinâmica, a composição elástica adequadamente exibe um tempo (medido conforme descrito abaixo), no qual tg delta (medida conforme descrito abaixo) é igual 1, que seja longo o bastante para prevenir a reticulação da composição elástica durante um processo de extrusão de massa em fusão para preparação de materiais de folha. Adequadamente, a composição elástica exibe um tempo, no qual tg delta é igual a 1, de pelo menos cerca de 44 minutos, em um teste de reologia dinâmica de 60 minutos em ar à 1802C (3562F). Em outras modalidades, a composição
9/40 elástica pode exibir um tempo, no qual tg delta é igual a 1, de cerca de 44 minutos a cerca de 120 minutos, ou de cerca de 44 minutos a cerca de 1.000 minutos, em um teste de reologia dinâmica em ar à 1802C (3562F).
Para fornecer a processabilidade aperfeiçoada da composição elástica, os copolímeros em blocos estirênicos podem ser formados para apresentar uma taxa de escoamento de massa em fusão dentro de uma certa faixa. A taxa de escoamento de massa em fusão é o peso de um polímero (em gramas) , que pode ser forçado através de um orifício de reômetro de extrusão (diâmetro de 0,2095 cm (0,0825 polegadas)), quando submetido a uma força de 2.160 gramas em 10 minutos, em uma certa temperatura (por exemplo, 1902C ou 2302C). Mais especificamente, polímeros apresentando uma taxa de escoamento de massa em fusão, ou, inversamente, uma elevada viscosidade, são, de maneira geral, difíceis de processar. Portanto, a taxa de escoamento de massa em fusão dos copolímeros em blocos estirênicos e da composição elástica é elevada o suficiente para fornecer um polímero de baixa viscosidade e/ou uma composição elástica que seja fácil de processar, tal como de pelo menos 1 grama por 10 minutos, em algumas modalidades, de pelo menos cerca de 10 gramas por 10 minutos, e, em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 500 gramas por 10 minutos, medida de acordo com o Método de Teste ASTM D1236-E à 1702C. Obviamente, as taxas de escoamento de massa em fusão dos copolímeros em blocos estirênicos e da composição elástica, em última análise, dependerão do processo de formação selecionado.
Adequadamente, a mistura ou combinação de copolímero em blocos estirênico (SBS ou S-I/B-S) pode apresentar um teor em butadieno maior do que ou igual a 45% em peso da composição, e, mais adequadamente, de pelo menos 47% em peso, para benefício econômico. Desejavelmente, a porção elastomérica borrachosa ou de bloco intermediário é desejavelmente a parte majoritária do copolímero em blocos estirênico.
A composição elástica adequadamente inclui os dois copolímeros em blocos em uma quantidade de cerca de 10% em peso ou maior, em algumas modalidades, de cerca de 25% em peso ou maior, em algumas modalidades, de cerca de 50% em peso ou maior,
10/40 em algumas modalidades, de cerca de 75% em peso ou maior, e, em algumas modalidades, de cerca de 75% em peso a cerca de 95% em peso do teor em polímero da composição elástica. Obviamente, outros polímeros também podem ser empregados no material elástico.
Copolímeros em blocos de SBS adequados podem ser obtidos a partir de Kraton Polymers LLC, TX, como a família de polímeros Kraton D. Especificamente, um copolímero de SBS acoplado adequado pode ser D1102. Um copolímero de SBS linear adequado pode ser D1153. Outros copolímeros em blocos SBS adequados também estão disponíveis a partir de Dexco, sob o nome comercial Vector, por exemplo, Vector 8508. Ainda outros copolímeros em blocos de SBS adequados também estão disponíveis a partir de Enichem, sob o nome comercial Europrene Sol-T, tal como 166, assim como Kosyn KTR 201, a partir de Korea Kumho Petrochemical Company. Ainda outros copolímeros em blocos de SBS adequados podem ser fornecidos a partir de Taiwan Synthetic Rubber Company, como Taipol 3202.
Copolímeros lineares e/ou acoplados de S-I/S-B adequados seriam D1170 ou D1171, respectivamente, disponíveis a partir de Kraton Polymers LLC. Copolímeros em quadriblocos de S-IB-S também podem ser utilizados sob a presente invenção (disponível a partir de Dexco Polymers LP).
Em uma modalidade, por exemplo, a composição elástica pode incluir adicionalmente um elastômero. termoplástico adicional, para aperfeiçoar o desempenho elástico do material elástico resultante. Qualquer um de uma variedade de elastômeros termoplásticos pode ser, de maneira geral, empregado, tais como poliésteres elastoméricos, poliuretanos elastoméricos, poliamidas elastoméricas, outros copolímeros elastoméricos, e assim por diante.
Em outra modalidade, por exemplo, a composição elástica pode incluir adicionalmente uma poliolefina, tais como polietileno, polipropileno, combinações e copolímeros das mesmas. Em uma modalidade em particular, é empregado um polietileno que seja um copolímero de etileno ou de propileno e de uma a-olefina, tal como uma C3-C20-a-olef ina ou uma C3-Ci2-oí-olef ina. a-Olefinas adequadas podem ser lineares ou ramificadas (por exemplo, uma ou mais ramificações de Ci-C3-alquila, ou um grupo arila).
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Quando empregado (s), o(s) polímero(s) adicional(is), tipicamente, constitui(em) de cerca de 0,5 a cerca de 50% em peso da composição elástica, em algumas modalidades, de cerca de 0,75 a cerca de 5 0% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 40% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 25% em peso da composição de material elástico.
Além de polímeros, a composição elástica também pode conter outros componentes, conforme é conhecido na técnica. Em uma modalidade, por exemplo, a composição elástica contém uma carga. Cargas são particulados ou outras formas de material, que podem ser adicionados à combinação de extrusão de polímero de filme e que não interferirão quimicamente com o filme extrudado, mas que podem estar uniformemente dispersos ao longo de todo o filme. Cargas podem servir a uma variedade de finalidades, incluindo a intensificação de opacidade e/ou respirabilidade do filme (isto é, permeável a vapores e substancialmente impermeável a líquidos). Por exemplo, filmes carregados podem ser tornados respiráveis por estiramento, o que faz com que o polímero se libere da carga e crie vias de passagem microporosas. Filmes elásticos microporosos respiráveis são descritos, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos 5.997.981; 6.015.764; e 6.111.163 para McCormack, et al.; 5.932.497 para Morman, et al.; 6.461.457 para Taylor, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades.
Outros aditivos também podem ser incorporados na composição elástica, tais como catalisadores de reticulação, aditivos pro-rad, estabilizadores de massa em fusão, estabilizadores de processamento, estabilizadores em face do calor, estabilizadores em face da luz, antioxidantes, estabilizadores contra o envelhecimento térmico, agentes de branqueamento, agentes antibloqueio, agentes de ligação, adesivos, modificadores de viscosidade, etc. Catalisadores de reticulação adequados, por exemplo, podem incluir bases orgânicas, ácidos carboxílicos e compostos organometálicos, tais como titanatos orgânicos e complexos ou carboxilatos de chumbo, cobalto, ferro,
12/40 níquel, zinco e estanho (por exemplo, dilaurato de dibutilestanho, maleato de dioctil-estanho, diacetato de dibutil-estanho, dioctoato de dibutil-estanho, acetato estanoso, octoato estanoso, naftenato de chumbo, caprilato de zinco, naftenato de cobalto; etc.). Aditivos pro-rad adequados igualmente podem incluir compostos azo, peróxidos orgânicos e compostos de vinila ou de alila polifuncionais, tais como cianurato de trialila, isocianurato de trialila, tetrametacrilato de pentaeritritol, glutaraldeído, oligômeros de acrilatos de poliéster (por exemplo, disponíveis a partir de Sartomer sob a designação CN2303), dimetacrilato de etileno glicol, maleato de dialila, maleato de dipropargila, monoalil-cianurato de dipropargila, peróxido de dicumila, peróxido de di-t-butila, perbenzoato de t-butila, peróxido de benzoíla, hidroperóxido de cumila, peroctoato de tbutila, peróxido de metil etil cetona, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperóxi) hexano, peróxido de laurila, peracetato de t-butila, nitreto de azobisisobutila, etc.
Exemplos de adesivos adequados podem incluir, por exemplo, resinas de hidrocarboneto hidrogenadas. Resinas de hidrocarboneto REGALREZ™ são exemplos de tais resinas de hidrocarboneto hidrogenadas, e estão disponíveis a partir de Eastman Chemical. Outros adesivos estão disponíveis a partir ExxonMobil sob as designações ESCOREZTMe OPERA™, tais como, por exemplo, OPERA™ 100A. Modificadores de viscosidade também podem ser empregados, tais como cera de polietileno (por exemplo, EPOLENE™ C-10 a partir de Eastman Chemical). Estabilizadores de fosfito (por exemplo, IRGAFOS disponível a partir de Ciba Specialty Chemicals, de Terrytown, New York, e DOVERPHOS disponível a partir de Dover Chemical Corp. , de Dover, Ohio, EUA) são estabilizadores de massa em fusão exemplificativos. Em adição, estabilizadores de amina impedida (por exemplo, CHIMASSORB disponível a partir de Ciba Specialty Chemicals) são estabilizadores em face do calor e da luz exemplif icativos. Além disso, fenóis impedidos são comumente usados como um antioxidante na produção de filmes. Alguns fenóis impedidos adequados incluem aqueles disponíveis a partir de Ciba Specialty Chemicals de sob ο nome comercial Irganox®, tais como Irganox® 1076, 1010 ou E
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201. Além disso, agentes de ligação também podem ser adicionados à composição elástica para facilitar a ligação a materiais adicionais (por exemplo, trama não tecida). Quando empregados, tais aditivos (por exemplo, adesivo, antioxidante, estabilizador, agentes de reticulação, aditivos pro-rad, etc.) podem, cada um, estar presentes em uma quantidade de cerca de 0,001% em peso a cerca de 25% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,005% em peso a cerca de 20% em peso, e, em algumas modalidades, de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso do material elástico.
Material Elástico Precursor
A composição elástica, que contém os dois diferentes copolímeros em blocos, pode ser incorporada em um material elástico precursor. Materiais de folha adequados incluem, mas não estão limitados a, filmes, espumas, cordões, tramas não tecidas e assim por diante. Conforme usada aqui, a expressão trama não tecida, de maneira geral, se refere a uma trama apresentando uma estrutura de fibras ou filamentos individuais, que estejam entrelaçados, mas não de uma maneira identificável como em um tecido de malha. Exemplos de tecidos ou tramas não tecidos incluem, mas não estão limitados a, tramas de meltblown, tramas de spunbond, tramas ligadas cardadas, etc. A gramatura da trama não tecida, de maneira geral, pode variar, tal como de cerca de 0,1 gramas por metro quadrado (g/m2) a 120 g/m2, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 g/m2 a cerca de 70 g/m2, e, em algumas modalidades, de cerca de 1 g/m2 a cerca de 35 g/m2.
Conforme usada aqui, a expressão trama de meltblown, de maneira geral, se refere a uma trama não tecida, que é formada por um processo, em que um material termoplástico fundido é extrudado através de uma pluralidade de capilares de molde finos, usualmente circulares, como fibras fundidas para dentro de correntes de gás (por exemplo, ar) de elevada velocidade, convergentes, que atenuam as fibras de material termoplástico fundido para reduzir seu diâmetro, o qual pode ser até o diâmetro de microfibra. Depois disso, as fibras de meltblown são carreadas pela corrente de gás de elevada velocidade e são depositadas sobre uma superfície coletora para formar uma trama de fibras de meltblown dispostas aleatoriamente. Um tal processo é
14/40 descrito, por exemplo, na Patente U.S. No. 3.849.241 para Butin, et al. , a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades. Falando de maneira geral, fibras de meltblown podem ser microfibras, que sejam substancialmente contínuas ou descontínuas, de maneira geral, menores do que 10 micrômetros de diâmetro, e que, em geral, são pegajosas quando depositadas por sobre uma superfície coletora.
Conforme usada aqui, a expressão trama de spunbond, de maneira geral, se refere a uma trama contendo fibras substancialmente contínuas de pequeno diâmetro. As fibras são formadas por extrusão de um material termoplástico fundido, a partir de uma pluralidade de capilares finos, usualmente circulares, de uma fiandeira com o diâmetro das fibras extrudadas, então, sendo rapidamente reduzido conforme, por exemplo, por tiragem extrativa e/ou outros mecanismos de spunbonding bem conhecidos. A produção de tramas de spunbonding é descrita e ilustrada, por exemplo, nas Patentes U.S. de Nos. 4.340.563 para Appel, et al.; 3.692.618 para Dorschner, et al.; 3.802.817 para Matsuki, et al.; 3.338.992 para Kinney; 3.341.394 para Kinney; 3.502.763 para Hartman; 3.502.538 para Levy; 3.542.615 para Dobo, et al. e 5.382.400 de Pike, et al., as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Fibras de spunbond são, de maneira geral, não pegajosas quando elas são depositadas por sobre uma superfície coletora. Fibras de spunbond, algumas vezes, podem apresentar diâmetros menores do que cerca de 40 micrômetros, e estão frequentemente entre cerca de 5 e cerca de 20 micrômetros.
A composição elástica pode ser combinada como massa em fusão ou pode ser combinada a seco, tal que a composição elástica combinada seca possa ser introduzida em uma extrusora, fundida na extrusora e extrudada para formar um material de folha precursor de integridade segura, conforme é conhecido na técnica. Alternativamente, a composição elástica pode ser extrudada como massa em fusão e cortada em forma de pelotas, conforme é conhecido na técnica, para fundí-la novamente e extrudá-la para formar um material de folha precursor. Antes da reticulação, a composição de copolímero em blocos apresenta uma viscosidade relativamente baixa
15/40 e, portanto, pode ser prontamente conformada em um material elástico precursor que seja subsequentemente reticulado, para se conseguir as propriedades elásticas e mecânicas desejadas.
Em uma modalidade, por exemplo, o material elástico precursor inclui um filme. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar um filme, incluindo sopro, vazamento, extrusão com molde plano, etc. Em uma modalidade particular, o filme pode ser formado por um processo de sopro, no qual um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha de um polímero extrudado como massa em fusão através de um molde anular. A bolha é, então, colapsada e coletada em forma de filme plano. Processos para produção de filmes soprados são descritos, por exemplo, na Patente U.S. No. 3.354.506 para Raley; na Patente U.S. No. 3.650.649 para Schippers; e na Patente U.S. No. 3.801.429 de Schrenk, et ai., assim como nas Publicações de Pedidos de Patente U.S. Nos. 2005/0245162 para McCormack, et al., e 2003/0068951 para Boggs, et al. , todas as quais são aqui incorporadas por referência, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Embora não necessário, o filme pode ser estirado para aperfeiçoar suas propriedades. Por exemplo, o filme pode ser estirado por rolos que girem em diferentes velocidades de rotação, de modo que a folha seja estirada até a razão de tiragem desejada na direção longitudinal (direção da máquina). Em adição, o filme estirado uniaxialmente também pode ser orientado na direção transversal à máquina, para formar um filme estirado biaxialmente. Por exemplo, o filme pode ser preso por garras em suas bordas laterais por clipes de cadeia e transportados para um forno tenter. No forno tenter, o filme pode ser tirado na direção transversal à máquina até a razão de estiramento desejada por clipes de cadeia desviados para o lado em seu percurso para frente. Vários parâmetros de uma operação de estiramento podem ser controlados de maneira seletiva, incluindo a razão de tiragem, a razão de estiramento e assim por diante. Em algumas modalidades, por exemplo, o filme é estirado na direção da máquina em uma razão de estiramento de cerca de 1,5 a cerca de 7,0, em algumas modalidades, de cerca de 1,8 a cerca de 5,0, e, em algumas modalidades, de cerca de 2,0 a cerca de 4,5. A razão de
16/40 estiramento pode . ser determinada por divisão do comprimento do filme estirado por seu comprimento antes do estiramento. A razão de estiramento também pode ser aproximadamente a mesma que a razão de tiragem, que pode ser determinada por divisão da velocidade linear do filme quando do estiramento (por exemplo, velocidade dos rolos de laminação) pela velocidade linear, na qual o filme é formado (por exemplo, velocidade dos rolos de vazamento ou dos rolos de laminação de sopro) . O filme pode ser estirado em uma temperatura de cerca de 152C a cerca de 502C, em algumas modalidades, de cerca de 25 2C a cerca de 40 2C, e, em algumas modalidades, de cerca de 302C a cerca de 402C. De preferência, o filme é tirado a frio, isto é, estirado sem a aplicação de calor externo (por exemplo, rolos aquecidos).
O filme pode ser um filme de monocamada ou com camadas múltiplas. Filmes com camadas múltiplas podem ser preparados por coextrusão das camadas, revestimento por extrusão, ou por qualquer processo de formação de camadas convencional. Tais filmes com camadas múltiplas normalmente contêm uma camada de base e uma camada de pele, mas podem conter qualquer número de camadas desejado. Por exemplo, o filme com camadas múltiplas pode ser formado a partir de uma camada de base e uma ou mais camadas de pele, sendo que a camada de base é formada a partir de uma composição elastomérica de acordo com a presente invenção. Em tais modalidades, a(s) camada(s) de pele pode(m) ser formadas a partir de qualquer polímero formador de filme. Se desejado, a(s) camada(s) de pele pode(m) conter um polímero ou combinação de polímeros, de ponto de fusão mais baixo, mais macio(a), que torne a(s) camada (s) mais adequadas como camadas de ligação de selo de calor para ligar termicamente o filme a um revestimento de trama não tecida. Na maioria das modalidades, a(s) camada(s) de pele é(são) formada(s) a partir de um polímero de olefina. Polímeros formadores de filme adicionais, que podem ser adequados, para uso com a presente invenção, isoladamente ou em combinação com outros polímeros, incluem etileno-acetato de vinila, etileno-acrilato de etila, etileno-ácido acrílico, etileno-acrilato de metila, etileno-acrilato de n-butila, náilon, etileno-álcool de vinila, poliestireno, poliuretano e assim por diante.
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Em outra modalidade da presente invenção, o material elástico precursor pode incluir uma pluralidade de cordões. O número de cordões pode variar conforme desejado, tal como de 5 a cerca de 20, em algumas modalidades, de cerca de 7 a cerca de 18, e, em algumas modalidades, de cerca de 8 a 15 cordões por 2,54 cm (1 polegada) na direção transversal. Os cordões podem apresentar uma seção transversal circular, mas podem, alternativamente, apresentar outras geometrias de seção transversal, tais como elíptica, retangular como em cordões semelhantes a fitas, triangular, com lobos múltiplos, etc. O diâmetro dos cordões (a mais larga dimensão de seção transversal) pode ser variado conforme desejado, tal como dentro de uma faixa de 0,1 a cerca de 4 milímetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,2 a cerca de 2,5 milímetros, e, em algumas modalidades, de 0,5 a cerca de 2 milímetros. Além disso, de maneira geral, os cordões podem ser dispostos em qualquer direção ou padrão. Por exemplo, em uma modalidade, os cordões são dispostos em uma direção que seja substancialmente paralela à direção da máquina e são desejaveImente espaçados entre si através direção transversal à máquina em intervalos similares. Os cordões podem ser substancialmente contínuos no comprimento, de modo que eles estejam na forma de filamentos. Tais filamentos podem ser produzidos usando-se qualquer uma de uma variedade de técnicas, tais como extrusão de massa em fusão de um polímero a partir de um molde apresentando uma série de capilares de extrusão dispostos em uma fila. Conforme é bem conhecido na técnica, moldes de meltblown podem ser adequados para formação dos filamentos, exceto que as correntes de gás de elevada velocidade usadas na atenuação das fibras, de maneira geral, não são empregadas. Ao invés disso, o extrudado de polímero fundido é bombeado a partir dos capilares de molde e deixado se estender para longe a partir do molde sob o ímpeto da gravidade.
Se desejado, uma camada dos cordões anteriormente mencionados também podem ser laminados a uma camada adicional (por exemplo, trama de meltblown) para auxiliar a prender os cordões a um revestimento, de modo que seja menos provável que eles se soltem durante o uso. Exemplos de tais laminados são descritos em
18/40 mais detalhes, por exemplo, na Patente U.S. No. 5.385.775 para Wright e na Publicação de Pedido de Patente U.S. No. 2005/0170729 para Stadelman, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Em uma modalidade, os cordões contêm a composição de copolímeros em blocos da presente invenção e a trama de meltblown contém uma poliolefina. .
Reticulação
Depois da formação do material elástico precursor, os copolímeros elásticos no material elástico precursor pode ser reticulado para aperfeiçoar as propriedades elásticas. Tipicamente, a reticulação é conseguida por meio de formação de radicais livres (elétrons não pareados), que se ligam em conjunto para formar uma pluralidade de ligações covalentes carbono-carbono nos blocos intermediários de dieno conjugado. O uso de blocos intermediários de dieno conjugado no copolímero da presente invenção fornece, assim, um grande número de sítios de reticulação.
Os copolímeros elásticos da presente invenção podem ser reticulados depois de serem incorporados no material elástico precursor, para dotar o polímero e o material com propriedades elásticas. A reticulação pode ser conseguida por meio da formação de radicais livres (elétrons não pareados), que se ligam em conjunto para formar uma pluralidade de ligações covalentes carbono-carbono. A formação de radicais livres pode ser realizada em uma variedade de maneiras, tal como por meio de radiação eletromagnética, seja isoladamente seja na presença de aditivos pro-rad, tal como descrito acima. Mais especificamente, a reticulação pode ser induzida por sujeição do material elástico precursor à radiação eletromagnética. Alguns exemplos apropriados de radiação eletromagnética, que podem ser usados na presente invenção, incluem, mas não estão limitadas a, luz ultravioleta, radiação de feixe de elétrons, rádio-isótopos naturais e artificiais (por exemplo, raios α, β e γ) , raios X, feixes de nêutrons, feixes carregados positivamente, feixes de laser, e assim por diante. Radiação de feixe de elétrons, por exemplo, envolve a produção de elétrons acelerados por um dispositivo de
19/40 feixe de elétrons. Dispositivos de feixe de elétrons, em geral, são bem conhecidos na técnica. Por exemplo, em uma modalidade, um dispositivo de feixe de elétrons pode ser usado, o qual está disponível a partir de Energy Sciences, Inc., de Woburn, Massachusetts, sob o nome Microbeam LV. Outros exemplos de dispositivos de feixe de elétrons adequados são descritos na Patente U.S. No. 5.003.178 para Livesay; na Patente U.S. No.5.962.995 para Avnery; na Patente U.S. No. 6.407.492 para Avnery, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades.
Quando do fornecimento da radiação eletromagnética. geralmente, é desejado controla, de maneira seletiva, vários parâmetros da radiação, para intensificar o grau de reticulação. Por exemplo, um parâmetro que pode ser controlado é o comprimento de onda, λ, da radiação eletromagnética. Especificamente, o comprimento de onda, λ, da radiação eletromagnética varia para diferentes tipos de radiação do espectro de radiação eletromagnética. Embora não necessário, o comprimento de onda, λ, da radiação eletromagnética, usada na presente invenção, de maneira geral, é de cerca de 1.000 nanômetros ou menor, em algumas modalidades, de cerca de 100 nanômetros ou menor, e, em algumas modalidades, de cerca de 1 nanômetro ou menor. Além de selecionar o particular comprimento de onda, λ, da radiação eletromagnética, outros parâmetros também podem ser selecionados para otimizar o grau de reticulação. Por exemplo, dosagem e níveis de energia de radiação mais elevados tipicamente resultarão em um grau de reticulação mais elevado; no entanto, em geral, é desejado que os materiais não sejam superexpostos à radiação. Tal superexposição pode resultar em um nível de degradação de produto indesejado. Portanto, em algumas modalidades, a dosagem total empregada (em uma ou múltiplas etapas) pode variar de cerca de 1 megarad (Mrad) até cerca de 3 0 Mrads, em algumas modalidades, de cerca de 3 Mrads a cerca de 25 Mrads, e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 15 Mrads. Em adição, o nível de energia, pode variar de cerca de 0,05 megaelétron-Volt (MeV) a cerca de 600 MeV.
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No entanto, deve ser entendido que a dosagem real e/ou o nível de energia exigido depende do tipo de polímeros e da radiação eletromagnética. Especificamente, certos tipos de polímeros podem tender a formar um número maior ou menor de reticulações, que influenciarão a dosagem e a energia da radiação utilizada. Igualmente, certos tipos de radiação eletromagnética podem ser menos eficazes na reticulação do polímero, e, portanto, podem ser utilizadas em uma dosagem e/ou nível de energia mais elevados. Por exemplo, a radiação eletromagnética que apresente um comprimento de onda relativamente elevado (frequência mais baixa) pode ser menos eficiente na reticulação do polímero do que a radiação eletromagnética apresentando um comprimento de onda relativamente baixo (frequência mais elevada). Consequentemente, em tais casos, a dosagem desejada e/ou o nível de energia podem ser aumentados para se conseguir o grau de reticulação desejado.
Quando da reticulação, uma rede reticulada tridimensional é formada, a qual dota o material com elasticidade na direção da máquina, na direção transversal à máquina ou em ambas. Em adição a formar uma rede de elastômero tridimensional, a reticulação também pode fornecer uma variedade de outros benefícios. Loções usadas para intensificar os cuidados com a pele, por exemplo, podem conter componentes com base em petróleo e/ou outros componentes que sejam compatíveis com polímeros termoplásticos. Se as loções entrarem em contato suficiente com um material elástico, seu desempenho pode ser degradado de maneira significativa. A esse respeito, os copolímeros reticulados podem exibir aperfeiçoamento na resistência à degradação da loção. Além disso, certos tipos de técnicas de reticulação (por exemplo, a radiação de feixes de elétrons) pode gerar calor suficiente para efetivamente encolher por calor o material elástico e dotá-lo com estirabilidade latente adicional. Uma etapa de ativação por calor separada também pode ser empregada para intensificar adicionalmente o desempenho de encolhimento por calor do material elástico. Uma tal etapa de ativação por calor adicional pode ocorrer antes e/ou depois da reticulação.
Quando da reticulação, o componente elástico, contendo os copolímeros elásticos reticulados, pode apresentar
21/40 resistência à tração aperfeiçoada. Èm uma modalidade, o componente elástico pode apresentar uma tensão de tração na direção da máquina maior do que cerca de 11.031 kPa (1.600 psi) . Em outra modalidade, o componente elástico pode apresentar uma tensão de tração na direção transversal maior do que cerca de 18.616 kPa (2.700 psi).
Laminados Não Tecidos
Conforme mencionado acima, o material elástico pode ser incorporado em um material de trama não tecido. Isso pode ser realizado por combinação do componente elástico com outros materiais (por exemplo, polipropileno). Alternativamente, um ou mais revestimentos de trama não tecida também podem ser laminados ao material elástico para reduzir o coeficiente de atrito e intensificar o toque semelhante a pano de sua superfície. A gramatura do revestimento de trama não tecida, em geral, pode 9 variar, tal como de cerca de 5 gramas por metro quadrado (g/m ) 2 2 a 120 g/m , em algumas modalidades, de cerca de 8 g/m a cerca de 70 g/m , e, em algumas modalidades, de cerca de 10 g/m a cerca de 35 g/m . Quando forem usados múltiplos revestimentos de trama não tecida, tais materiais podem apresentar as mesmas ou diferentes gramaturas.
Polímeros exemplificativos, para uso na formação de revestimentos de trama não tecida, podem incluir, por exemplo, poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoro-etileno; poliésteres, por exemplo, poli(tereftalato de etileno) e assim por diante; poli(acetato de vinila); poli(acetato e cloreto de vinila); poli(vinil-butiral) ; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, poli(acrilato de metila), poli(metacrilato de metila), e assim por diante; poliamidas, por exemplo, náilon; poli(cloreto de vinila); poli(cloreto de vinilideno) ; poliestireno; poli(álcool de vinila); poliuretanos; poli(ácido lático); seus copolímeros; e assim por diante. Se desejado, polímeros biodegradáveis, tais como aqueles descritos acima, também podem ser empregados. Polímeros celulósicos sintéticos ou naturais também podem ser usados, incluindo, mas não limitados a, ésteres celulósicos; éteres
22/40 celulósicos; nitratos celulósicos; acetatos celulósicos; acetatobutiratos celulósicos; etil-celulose; celuloses regeneradas, tais como viscose, raiom, e assim por diante. Deve ser observado que o(s) polímero(s) também pode(m) conter outros aditivos, tais como auxiliares de processamento ou composições de tratamento para conferir propriedades desejadas às fibras, quantidades residuais de solventes, pigmentos ou corantes, e assim por diante.
Fibras monocomponentes e/ou multicomponentes podem ser usadas para formar o revestimento de trama não tecida. Fibras monocomponentes são, em geral, formadas a partir de um polímero ou combinação de polímeros extrudados a partir de uma única extrusora. Fibras multicomponentes são, em geral, formadas a partir de dois ou mais polímeros (por exemplo, fibras bicomponentes) extrudados a partir de extrusoras separadas. Os polímeros podem ser dispostos em zonas distintas posicionadas de maneira substancialmente constante através da seção transversal das fibras. Os componentes podem ser dispostos em qualquer configuração desejada, tais como envoitório-núcleo, lado a lado, torta, ilha no mar, três ilhas, olho de boi, ou várias outras disposições conhecidas na técnica. Vários métodos para formação de fibras multicomponentes são descritos na Patente U.S. No. 4.789.592 para Taniguchi, et al. e na Patente U.S. No. 5.336.552 para Strack, et al. , na Patente U.S. No. 5.108.820 para Kaneko, et al., na Patente U.S. No. 4.795.668 para Kruege, et al., na Patente U.S. No. 5.382.400 para Pike, et al., na Patente U.S. No. 5.336.552 para Strack, et al. , e na Patente U.S. No. 6.200.669 para Marmon, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Fibras multicomponentes apresentando vários formatos irregulares também podem ser formadas, tal como descrito na Patente U.S. No. 5.277.976 para Hogle, et al,, na Patente U.S. No. 5.162.074 para Hills, na Patente U.S. No. 5.466.410 para Hills, na Patente U.S. No. 5.069.970 para Largman, et al., e na Patente U.S. No. 5.057.368 para Largman, et al., as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades.
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Embora qualquer combinação de polímeros possa ser usada, os polímeros das fibras multicomponentes são tipicamente feitos a partir de materiais termoplásticos com diferentes temperaturas de transição vítrea ou de fusão, em que um primeiro componente (por exemplo, envoltório) se funde em uma temperatura mais baixa do que um segundo componente (por exemplo, núcleo). O amolecimento ou a fusão do primeiro componente de polímero da fibra multicomponente permite que as fibras multicomponentes formem uma estrutura esqueletal pegajosa, que, quando do resfriamento, estabiliza a estrutura fibrosa. Por exemplo, as fibras multicomponentes podem apresentar de cerca de 5% a cerca de 80%, e, em algumas modalidades, de cerca de 10% a cerca de 60% em peso do polímero de baixo ponto de fusão. Além disso, as fibras multicomponentes podem apresentar de cerca de 95% a cerca de 20%, e, em algumas modalidades, de cerca de 90% a cerca de 40% em peso do polímero de elevado ponto de fusão. Alguns exemplos de fibras bicomponentes envoltório-núcleo conhecidas disponíveis a partir de KoSa Inc., de Charlotte, Carolina do Norte, sob as designações T255 e Τ-256, ambas as quais usam um envoltório de poliolefina, ou T-254, que apresenta um envoltório de copoliéster de baixo ponto de fusão. Ainda outras fibras bicomponentes conhecidas, que podem ser usadas, incluem aquelas disponíveis a partir da Chisso Corporation, de Moriyama, Japão, ou Fibervisions LLC, de Wilmington, Delaware.
Fibras de qualquer comprimento desejado podem ser empregadas, tais como fibras descontínuas, fibras contínuas, etc. Em uma modalidade particular, por exemplo, fibras descontínuas podem ser usadas, que apresentem um comprimento de fibras na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 0 milímetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 50 milímetros, em algumas modalidades, de cerca de 10 milímetros a cerca de 40 milímetros, e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 25 milímetros. Embora não necessário, técnicas de cardagem podem ser empregadas para formar camadas de fibras com fibras descontínuas, assim como na técnica. Por exemplo, fibras podem ser conformadas em uma trama cardada pela colocação de fardos das fibras em um coletador que separe as fibras. A seguir, as fibras são enviadas através de uma unidade de
24/40 combinação ou de cardagem, que adicionalmente rompe afastando e alinha as fibras na direção da máquina, de modo a formar uma trama não tecida fibrosa orientada na direção da máquina. A trama cardada pode, então, ser ligada usando-se técnicas conhecidas, para formar uma trama não tecida ligada-cardada.
Se desejado, o revestimento de trama não tecida, usado para formar o composite não tecido, pode apresentar uma estrutura com múltiplas camadas. Materiais com múltiplas camadas adequados podem incluir, por exemplo, laminados de spunbond/meltblown/spunbond (SMS) e laminados de spunbond/meltblown (SM). Vários exemplos de laminados SMS adequados são descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.041.203 para Brock, et al.; 5.213.881 para Timmons, et al.; 5.464.688 para Timmons, et al.; 4.374.888 para BornsIaeger; 5.169.706 para Collier, et al,; e 4.766.029 para Brock et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Em adição, laminados SMS comercialmente disponíveis podem ser obtidos a partir de Kimberly-Clark Corporation sob as designações Spunguard® e Evolution®.
Outro exemplo de uma estrutura com múltiplas camadas é uma trama de spunbond produzida em uma máquina com bancada giratória múltipla, na qual uma bancada giratória deposita fibras sobre uma camada de fibras depositada a partir de uma bancada giratória prévia. Uma tal trama não tecida de spunbond individual também pode ser concebida como uma estrutura com múltiplas camadas. Nessa situação, as várias camadas de fibras depositadas na trama não tecida podem ser as mesmas, ou elas podem ser diferentes em gramatura e/ou em termos da composição, do tipo, do tamanho, do nível de pregas e/ou do formato das fibras produzidas. Como outro exemplo, uma única trama não tecida pode ser fornecida como duas ou mais camadas produzidas individualmente de uma trama de spunbond, de uma trama cardada, etc., que tenham sido ligadas em conjunto para formar a trama não tecida. Essas camadas produzidas individualmente podem diferir em termos do método de produção, gramatura, composição e fibras conforme discutido acima.
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Um revestimento de trama não tecida também pode conter um componente fibroso adicional, tal que ele seja considerado um composite. Por exemplo, uma trama não tecida pode ser emaranhada com outro componente fibroso usando qualquer uma de uma variedade de técnicas de emaranhamento conhecidas na técnica (por exemplo, hidráulica, com ar, mecânica, etc.) . Em uma modalidade, a trama não tecida está integralmente emaranhada com fibras celulósicas usando emaranhamento hidráulico. Um processo de emaranhamento hidráulico típico utiliza correntes de água a jato de elevada pressão para formar uma estrutura fibrosa consolidada altamente emaranhada, por exemplo, uma trama não tecida. Tramas não tecidas emaranhadas hidraulicamente de comprimento descontínuo e fibras contínuas são descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos. 3.494.821 para Evans e 4.144.370 para Boulton, as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Tramas não tecidas compósitas emaranhadas hidraulicamente de uma trama não tecida de fibras contínuas e de uma camada de polpa são descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos. 5.284.703 para Everhart, et al. e 6.315.864 para Anderson, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. O componente fibroso do compósito pode conter qualquer quantidade desejada do substrato resultante. O componente fibroso pode conter mais do que cerca de 50% em peso do compósito, e, em algumas modalidades, de cerca de 60 a cerca de 90% em peso do compósito. Igualmente, a trama não tecida pode conter menos do que cerca de 50% em peso do compósito, e, em algumas modalidades, de cerca de 10% a cerca de 40% em peso do compósito.
O revestimento de trama não tecida pode ser afilado em uma ou mais direções antes da laminação, para formar o filme da presente invenção. Técnicas de afilamento adequadas são descritas nas Patentes U.S. Nos. 5.336.545, 5.226.992, 4.981.747 e 4.965.122 para Morman, assim como na Publicação de Pedido de Patente U.S. No. 2004/0121687 para Morman,____et al. Alternativamente, a trama não tecida pode permanecer relativamente inextensível em uma direção antes da laminação ao filme. Em tais modalidades, a trama não tecida pode ser opcionalmente estirada em
26/40 uma ou mais direções, subsequentemente à laminação ao material elástico.
Qualquer uma de uma variedade de técnicas pode ser empregada para laminar as camadas em conjunto, incluindo ligação adesiva; ligação térmica; ligação ultrassônica; ligação por micro-ondas; revestimento por extrusão; e assim por diante. Em uma modalidade particular, rolos de laminação aplicam uma pressão ao material elástico precursor (por exemplo, filme) e revestimento(s) não tecido(s), para ligar termicamente os materiais em conjunto. Os rolos podem ser lisos e/ou conter uma pluralidade de elementos de ligação elevados. Em uma modalidade, os rolos são rolos de resfriamento lisos e os materiais de revestimento não tecido são laminados ao filme por revestimento por extrusão do filme entre dois materiais de revestimento, conforme o filme e os materiais de revestimento passem através do intervalo de laminação entre os rolos resfriados. Adesivos também podem ser empregados, tais como Rextac 2730 e 2713, disponíveis a partir de Huntsman Polymers, de Houston, Texas, assim como adesivos disponíveis a partir de Bostik Findley, Inc., de Wauwatosa, Wisconsin. 0 tipo e a gramatura do adesivo usado serão determinados com base nos atributos elásticos desejados no compósito final e uso final. Por exemplo, a gramatura do adesivo pode ser de cerca de 1,0 a cerca de 3,0 g/m . O adesivo pode ser aplicado aos revestimentos de trama não tecida e/ou ao material elástico antes da laminação usando-se qualquer técnica conhecida, tais como sistemas adesivos de spray de massa em fusão ou de fenda. Durante a laminação, o material elástico pode estar em uma condição estirada ou relaxada, dependendo das propriedades desejadas do compósito resultante.
Quando o material elástico for um filme, o filme pode, adequadamente, ser submetido à formação de aberturas por qualquer método adequado. Por exemplo, o filme elástico em um laminado de filme/não tecido pode ser um filme com aberturas. O filme elástico pode ser submetido à formação de aberturas durante o processo de laminação do filme, para formar um material de folha não tecido. Filmes com aberturas em laminados de filme/não tecido são descritos, por exemplo, na Patente U.S. No. 7.803.244 para
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Siqueira, et al., a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades.
A laminação do(s) revestimento(s) de trama não tecida e do(s) material(is) elástico(s) pode ocorrer antes e/ou depois da reticulação dos copolímeros elásticos. Em uma modalidade, por exemplo, um material elástico precursor é inicialmente laminado a um revestimento de trama não tecida, e o compósito resultante é subsequentemente submetido à radiação eletromagnética de uma certa dosagem. A Figura 1 ilustra, de maneira esquemática, um processo exemplificativo 10, para formação de um compósito ligado por estiramento dessa maneira. Inicialmente, uma camada precursora termoplástica 126 é estirada entre um primeiro conjunto de rolos de laminação 132 e 134, e um segundo conjunto de rolos de laminação 136 e 138. Para induzir o estiramento, o segundo conjunto de rolos de laminação pode girar em uma velocidade de superfície mais rápida do que a do primeiro conjunto de rolos de laminação. Camadas de revestimento não tecido 24 e 28 são também desenroladas a partir de rolos de armazenamento 2 6 e 3 0 e combinadas com a camada precursora estirada 12 6, para formar um compósito 40 entre os rolos de laminação 136 e 138, enquanto as camadas não tecidas 24 e 28 são relaxadas. As camadas podem ser combinadas com o auxílio de um adesivo aplicado às camadas não tecidas da camada precursora, ou com o auxílio de calor fornecido a partir do rolo 136 e/ou 138.
Depois que o compósito 40 seja formado, ele passa, então, através de uma estação de reticulação 128, por meio da qual se forma um compósito que pode ser enrolado por sobre um rolo 44. O compósito pode ser elástico na direção da máquina, na direção transversal à máquina ou em ambas. Embora não mostradas, várias etapas de processamento e/ou de acabamento potenciais adicionais, conhecidas na técnica, tais como, passagem por fenda, tratamento, impressão de gráficos, etc., podem ser realizadas sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Por exemplo, o compósito, opcionalmente, pode ser estirado mecanicamente nas direções transversal à máquina e/ou da máquina, para intensificar a extensibilidade. Em uma modalidade, o compósito pode ser passado através de dois ou mais rolos que apresentem ranhuras nas direções
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MD e/ou CD. Conforme usadas aqui, as expressões direção da máquina ou MD, de maneira geral, se referem à direção, na qual um material é produzido. As expressões direção transversal à máquina ou CD se referem à direção perpendicular à direção da máquina. Refere-se às dimensões medidas na direção transversal à máquina como dimensão de largura, enquanto que refere-se às dimensões medidas na direção da máquina como dimensões de comprimento. .
Tais disposições de rolo satélite/de bigorna ranhurado são descritas nas Publicações de Pedidos de Patente U.S. Nos. 2004/0110442 para Rhim, et al. e 2006/0151914 para Gerndt, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Por exemplo, o compósito pode ser passado através de dois ou mais rolos que apresentem ranhuras nas direções MD e/ou. CD. Os rolos ranhurados podem ser construídos em aço ou em outro material duro (tal como borracha dura). Se desejado, calor pode ser aplicado por qualquer método adequado conhecido na técnica, tais como ar aquecido, aquecedores com infravermelho, rolos de laminação aquecidos, ou embrulhamento parcial do compósito em torno de um ou mais rolos aquecidos ou caixas de vapor, etc. O calor também pode ser aplicado aos próprios rolos ranhurados. Também deve ser entendido que outras disposições de rolos ranhurados são igualmente adequadas, tais como dois rolos ranhurados posicionados imediatamente adjacentes um ao outro. Além de rolos ranhurados, outras técnicas também podem ser usadas para estirar mecanicamente o compósito em uma ou mais direções. Por exemplo, o compósito pode ser passado através de uma armação de tenter (tenter frame') que estire o compósito. Tais armações de tenter são bem conhecidas na técnica e descritos, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente U.S. 2004/0121687 para Morman, et al. O compósito também pode ser afilado. Técnicas de afilamento adequadas são descritas nas Patentes U.S. Nos. 5.336.545, 5.226.992, 4.981.747 e 4.965.122 para Morman, assim como na Publicação de Pedido de Patente U.S. No. 2004/0121687 para Morman, et al., todas os quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades.
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Produtos
O material elástico da presente invenção pode apresentar uma ampla variedade de aplicações, mas são particularmente úteis como um componente de um artigo absorvente. Conforme usada aqui, a expressão artigo absorvente, de maneira geral, se refere a qualquer artigo capaz de absorver água ou outros fluidos. Exemplos de alguns artigos absorventes incluem, mas não estão limitados a, artigos absorventes para o cuidado pessoal, tais como fraldas, calças de treinamento, roupas íntimas absorventes, artigos para a incontinência, produtos para a higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos) , roupas para natação, lenços para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, tais como peças de vestuário, materiais de fenestração, almofadas íntimas, almofadas para leitos, bandagens, lençóis cirúrgicos absorventes e lenços médicos; flanelas de serviço para alimentos; artigos de vestuário; e assim por diante. Materiais e processos adequados para formação de tais artigos absorventes são bem conhecidos pelos técnicos no assunto.
Embora não seja necessário, um material elástico precursor pode ser incorporado no artigo absorvente e ser subsequentemente reticulado. Dessa maneira, o material não é altamente elástico antes da reticulação e é, portanto, mais estável dimensionalmente do que materiais altamente elásticos. Isso diminui a necessidade de se manter o material em uma condição mecanicamente estirada durante a fixação a outros componentes do artigo absorvente e, assim, fornece maior liberdade no posicionamento e na maneira, segundo a qual os componentes são fixados entre si. Obviamente, o material elástico precursor também pode ser reticulado antes da incorporação no artigo absorvente, tal como descrito acima e ilustrado na Figura 1.
O artigo absorvente normalmente inclui uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, cobertura externa), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, revestimento voltado para o corpo, camada de surto, etc.), e um núcleo absorvente, e vários outros componentes opcionais. Conforme é bem conhecido na técnica, uma variedade de componentes de artigos absorventes podem possuir características elásticas, tais
30/40 como faixas de cintura, gaxetas para as pernas/punhos, orelhas, painéis laterais, coberturas externas, e assim por diante. O material elástico reticulado da presente invenção pode ser empregado para aplicação em qualquer um de tais componentes. Referindo-se à Figura 2, por exemplo, é mostrada uma modalidade de uma fralda descartável 250, que, de maneira geral, define uma seção de cintura frontal 255, uma seção de cintura traseira 260 e uma seção intermediária 265, que interconecta as seções de cintura frontal e traseira. As seções de cintura frontal e traseira 255 e 260 incluem as porções gerais da fralda, que são construídas para se estenderem substancialmente sobre as regiões abdominais frontal e traseira do usuário, respectivamente, durante o uso. A seção intermediária 265 da fralda inclui a porção geral da fralda que é construída para se estender através da região de entrepernas do usuário entre as pernas. Portanto, a seção intermediária 265 é uma área, na qual repetidos surtos líquidos ocorrem tipicamente na fralda.
A fralda 250 inclui, sem limitação, uma camada externa, ou folha traseira 270, um revestimento voltado para o corpo permeável a líquidos, ou folha de topo, 275, posicionado em relação face a face com a folha traseira 270, e um corpo de núcleo absorvente, ou estrutura de retenção de líquidos, 280, tal como uma almofada absorvente, que é posicionada entre a folha traseira 270 e a folha de topo 275. A folha traseira 270 define um comprimento, ou direção longitudinal, 286, e uma largura, ou direção lateral, 285, que, na modalidade ilustrada, coincide com o comprimento e a largura da fralda 250. A estrutura de retenção 280, de maneira geral, apresenta um comprimento e uma largura, que são menores do que o comprimento e a largura da folha traseira 270, respectivamente. Portanto, as porções marginais da fralda 250, tais como as seções marginais da folha traseira 270, podem se estender e passar as bordas terminais da estrutura de retenção de líquidos 280. Nas modalidades ilustradas, por exemplo, a folha traseira 27 0 se estende para fora para além das bordas marginais terminais da estrutura de retenção de líquidos 280, para formar margens laterais e margens terminais da fralda 250. A folha de topo 275, de maneira geral, é coextensiva com a folha traseira
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270, mas, opcionalmente, pode recobrir uma área que seja maior ou menor do que a área da folha traseira 270, conforme desejado.
Para fornecer ajuste aperfeiçoado e para auxiliar a reduzir o vazamento de exsudações do corpo a partir da fralda 250, as margens laterais da fralda e as margens terminais da fralda podem ser elasticizadas com membros elásticos adequados, conforme explicado ulteriormente abaixo. Por exemplo, conforme ilustrado de maneira representativa na Figura 2, a fralda 250 pode incluir gaxetas para as pernas/punhos 290, construídas para tensionar, de maneira operativa, as margens laterais da fralda 250, e se ajustarem intimamente em torno das pernas do usuário, para reduzir o vazamento e fornecer conforto e aparência aperfeiçoados. Faixas de cintura 295 são empregadas, que fornecem um ajuste confortavelmente íntimo, resiliente, em torno da cintura do usuário. O material elástico reticulado da presente invenção é adequado para aplicação como gaxetas para as pernas/punhos 290 e/ou faixas de cintura 295. Exemplificativos de tais materiais são folhas compósitas, que ou compreendem ou estão aderidas à folha traseira, tal que forças constritivas elásticas sejam conferidas à folha traseira 270.
Conforme é conhecido, meios de fixação, tais como fixadores de gancho e alça, podem ser empregados para prender a fralda 250 em um usuário. Alternativamente, outros meios de fixação, tais como botões, alfinetes, botões de pressão, fixadores de fita adesiva, coesores, fixadores de tecido e alça, ou os similares, podem ser empregados. Na modalidade ilustrada, a fralda 250 inclui um par de painéis (ou orelhas) laterais 300, aos quais são atados os fixadores 302, indicados como a porção de gancho de um fixador de gancho e alça. De maneira geral, os painéis laterais 300 são fixados às bordas laterais da fralda em uma das seções de cintura 2 55, 260, e se estendem lateralmente para fora a partir delas. Os painéis laterais 300 podem conter o material elástico da presente invenção. Exemplos de artigos absorventes, que incluem painéis laterais e abas de fixador configuradas de maneira seletiva, são descritos no Pedido de Patente PCT WO 95/16425 para Roessler; na Patente U.S. No. 5.399.219 para Roessler, et al. ; na Patente U.S. No. 5.540.796 para Fries; e na Patente U.S. No.
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5.595.618 para Fries, cada um dos quais é aqui incorporado, em sua totalidade, por referência a eles, para todas as finalidades.
A fralda 250 também pode incluir uma camada de gerenciamento de surto 305, localizada entre a folha de topo 275 e a estrutura de retenção de líquidos 280, para aceitar rapidamente exsudações de fluidos e distribuir as exsudações de fluidos para a estrutura de retenção de líquidos 280, dentro da fralda 250. A fralda 250 pode incluir adicionalmente uma camada de ventilação (não mostrada) , também chamada de um espaçador, ou camada espaçadora, localizada entre a estrutura de retenção de líquidos 280 e a folha traseira 270, para isolar a folha traseira 270 da estrutura de retenção de líquidos 280, para reduzir a umidade da peça de vestuário na superfície externa de uma cobertura externa respirável, ou folha traseira, 270. Exemplos de camadas de gerenciamento de surto adequadas 305 são descritas na Patente U.S. No. 5.486.166 para Bishop e na Patente U.S. No. 5.490.846 para Ellis.
Conforme ilustrado de maneira representativa na Figura 2, a fralda descartável 250 também pode incluir um par de abas de contenção 310, que são configuradas para fornecer uma barreira para o escoamento lateral de exsudações do corpo. As abas de contenção 310 podem ser localizadas ao longo das bordas laterais lateralmente opostas da fralda, adjacentes às bordas laterais da estrutura de retenção de líquidos 280. Cada aba de contenção 310, tipicamente, define uma borda não fixada, que é configurada para manter uma configuração perpendicular, ereta, pelo menos na seção intermediária 265 da fralda 250, para formar um selo contra o corpo do usuário. As abas de contenção 310 podem se estender longitudinalmente ao longo do comprimento inteiro da estrutura de retenção de líquidos 280 ou podem se estender somente parcialmente ao longo do comprimento da estrutura de retenção de líquidos. Quando as abas de contenção 310 forem mais curtas em comprimento do que a estrutura de retenção de líquidos 280, as abas de contenção 310 poderão ser posicionadas de maneira seletiva em qualquer lugar ao longo das bordas laterais da fralda 250, na seção intermediária 265. Tais abas de contenção 310 são, em geral, bem conhecidas pelos técnicos no assunto. Por exemplo, construções
33/40 e disposições adequadas para as abas de contenção 310 são descritas na Patente U.S. No. 4.704.116 para Enloe.
A fralda 250 pode ser de vários formatos adequados. Por exemplo, a fralda pode apresentar um formato global retangular, formato de T ou um formato aproximado de ampulheta. Na modalidade mostrada, a fralda 250 apresenta, de maneira geral, formato de I. Outros componentes adequados, que podem ser incorporados em artigos absorventes da presente invenção, podem incluir abas de cintura e os similares, que, de maneira geral, são conhecidos no estado da técnica. Exemplos de configurações de fraldas adequadas para aplicação em conexão com materiais elásticos da presente invenção, que podem incluir outros componentes adequados para aplicação em fraldas, são descritos nas Patentes U.S. No. 4.798.603 para Meyer, et al.; 5.176.668 para Bernardin; 5.176.672 para Bruemmer, et al.; 5.192.606 para Proxmire, et al.; e 5.509.915 para Hanson, et al. , as quais são aqui incorporadas, em sua totalidade, por referência a elas, para todas as finalidades.
As várias regiões e/ou componentes da fralda 250 podem ser montados em conjunto usando-se qualquer mecanismo de fixação conhecido, tais como adesivo, ultrassônico, ligações térmicas, etc. Adesivos adequados podem incluir, por exemplo, adesivos de massa em fusão quente, adesivos sensíveis à pressão, e assim por diante. Quando utilizado, o adesivo poderá ser aplicado como uma camada uniforme, uma camada padronizada, um padrão aplicado por spray, ou qualquer um de linhas, espirais ou pontos separados. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a folha de topo 275 e a folha traseira 27 0 podem ser reunidas uma à outra e à estrutura de retenção de líquidos 280, com linhas de adesivo, tal como adesivo de massa em fusão quente, sensível à pressão. Similarmente, outros componentes de fralda, tais como as gaxetas para as pernas/punhos 290, faixa de cintura 295, membros de fixação 302 e camada de surto 305, podem ser reunidos para formar o artigo, empregando-se os mecanismos de fixação identificados acima. . .
Embora várias configurações de uma fralda tenham sido descritas acima, deve ser entendido que outras configurações
34/40 de fralda e de artigo absorvente também estão incluídas no escopo da presente invenção. Em adição, a presente invenção de maneira alguma está limitada a fraldas. De fato, qualquer outro artigo absorvente pode ser formado de acordo com a presente invenção, incluindo, mas não limitado a, outros artigos absorventes para o cuidado pessoal, tais como calças de treinamento, roupas íntimas absorventes, produtos para a incontinência em adultos, produtos para a higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos), roupas para natação, lenços para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, tais como peças de vestuário, materiais de fenestração, almofadas íntimas, bandagens, lençóis cirúrgicos absorventes e lenços médicos; flanelas de serviço para alimentos; artigos de vestuário; e assim por diante. Vários exemplos de artigos absorventes são descritos nas Patentes U.S. Nos. 5.649.916 para Di Palma, et al. ; 6.110.158 para Kielpikowski ,· 6.663.611 para Blaney, et al, , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas finalidades. Ainda outros artigos adequados são descritos na Publicação de Pedido de Patente U.S. No. 2004/0060112 Al para Fell, et al. , assim como nas Patentes U.S. Nos. 4.886.512 para Damico, et al. ;
5.558.659 para Sherrod, et al.; 6.888.044 para Fell, et al. ; e 6.511.465 para Freiburger, et al., todas as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Obviamente, o material elástico é versátil e também pode ser incorporado em uma ampla variedade de outros tipos de artigos. Por exemplo, o material elástico pode ser incorporado em uma peça de vestuário médica, tais como aventais, toucas, lençóis cirúrgicos, luvas, mascaras faciais, etc.; peças de vestuário industriais, tais como jalecos de laboratório, macacões, etc.; e assim por diante. '
A presente invenção pode ser melhor entendida com referência aos seguintes exemplos.
Exemplos
Todos os testes mecânicos de tensão-elongação das amostras foram realizados usando-se uma armação (frame) MTS Sintech 1/s. As amostras de filme foram cortadas' usando-se um molde em formato de osso de cachorro Tipo I, especificado no
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Método de Teste de Tração ASTM D638. A amostra de filme foi presa nas garras da armação de testagem Sintech 1/S, ajustada em uma distância garra a garra de 5,08 cm (2). O deslocamento da cruzeta foi ajustado em uma velocidade de 5,08 cm/min (2/min). As amostras de filme foram estiradas até falharem (ruptura) à temperatura ambiente (cerca de 202C). Para os laminados, um espécime de 7,62 cm x 17,78 cm (3 x 7) foi usado para determinar suas propriedades de tração. A velocidade da cruzeta foi ajustada em 50,8 cm/min (20/min). As amostras de laminado foram estiradas até falharem (ruptura), à temperatura ambiente (cerca de 202C). A tensão e a elongação foram calculadas usando-se o conhecimento do comprimento inicial, do comprimento final, da largura inicial e da espessura inicial das amostras. A espessura é medida em 0,34 kPa (0,05 psi) com um testador de volume (bulk tester) tipo Starret. O pé do testador de volume é um pequeno cilindro de acrílico medindo 7,62 cm (3) de largura por 1,27 cm (0,5 polegada) de espessura.
A testagem de relaxação de tensão foi executada usando-se uma armação MTS Sintech 1/s equipada com uma câmara ambiental. A câmara ambiental foi ajustada em 37,82C (1002F), para representar a temperatura do corpo. Para filmes e laminados, um espécime de 7,62 cm x 17,78 cm (3 x 7) foi preso em garras ajustadas em uma distância de 7,62 cm (3 polegadas) garra a garra. O material foi, então, estirado até um comprimento de 11,43 cm (4,5 polegadas) (elongação de 50%). A perda de carga na temperatura do corpo foi, então, medida durante 12 horas. A inclinação (inclinação obtida por regressão linear de log (carga) versus log (tempo)) e a perda de carga (100 x (carga inicial menos carga final)/carga inicial) são calculadas e relatadas.
Para medir a histerese, as amostras de filme e de laminado (espécimes de 7,62 cm x 17,78 cm (3 x 7)) foram alongadas até 100%, com base em um comprimento de intervalo de medição de 7,62 cm (3 polegadas) em uma velocidade de cruzeta de 50,8 cm/min (20 polegadas/minuto). Depois de se alcançar a tensão máxima, o espécime é imediatamente retornado para carga 0 também em uma velocidade de cruzeta de 50,8 cm/min (20 polegadas/minuto). A histerese é calculada como, a área sob a curva de carregamento menos a área sob a curva de descarregamento dividido pela área sob
36/40 a curva de carregamento e é expressa em%. Um elastômero perfeito exibiría uma histerese de 0%.
A viscosidade complexa foi medida em um reômetro com geometria de placas paralelas, em 1 Hz e tensão constante de 10% à 1802C (3562F), durante 60 minutos, em um ambiente de ar. Um ajuste de intervalo de 1 mm foi usado para essas medições. A estabilidade de viscosidade é expressa como o tempo, no qual tg delta = 1, que é entendido como o tempo, no qual ocorre a reticulação.
Para preparar as amostras para as medições de viscosidade complexa, aproximadamente 10 a 20% em peso dos copolímeros em blocos estirênicos de componente foram dissolvidos em tetraidrofurano (THF) à temperatura ambiente e transferidos para uma placa de Petri. As placas de Petri foram, então, deixadas em um forno de vácuo à 372C, para remover o THF. Amostras de um milímetro de espessura na forma de um disco circular foram removidas da placa de Petri. Discos circulares (25 mm de diâmetro) foram recortados (stenciled) a partir do disco circular grande para as medições reológicas.
Medições reológicas dinâmicas no modo oscilatório foram feitas em um reômetro Anton Parr Physica MCR 301. O reômetro equipado com dispositivo de fixação placas paralelas foi usado para fazer a medição e para adquirir dados. O disco circular é colocado entre as placas paralelas. A amostra é, então, aquecida para 1802C (3562F) e as medições foram tomadas em uma tensão constante de 10% e em uma frequência de 1 Hz, em- ar, como uma função do tempo. A viscosidade complexa (Pascal-s), módulo de armazenamento (G') , módulo de perda (G) e tg delta (tg delta definida como (G/G')). O módulo de armazenamento é uma medida da energia de deformação armazenada em uma amostra durante o processo de cisalhamento e se relaciona à natureza elástica do material. O módulo de perda é uma medida da perda de energia durante o processo de deformação e está relacionado à componente viscosa do material. A magnitude de tg delta é uma medida do grau de elasticidade. Um tg delta de 0 implica em elástico e «> implica em puramente viscoso. Uma tg delta de 1 implica no fato de que os
37/40 comportamentos viscoso e elástico estão perfeitamente equilibrados. .
No processo de reticulação, refere-se ao intervalo, no qual G>G', como o estado de sol (fase líquida), e refere-se à duração, na qual G'>G, como o estado de gel (fase sólida) . O ponto, no qual G'=G (tg delta = 1) , é o ponto de transição sol/gel, também chamado ponto de gel. Portanto, o tempo, no qual tg delta = 1, é considerado como o tempo, no qual o material é reticulado.
Nos exemplos, as composições de copolímeros em blocos estirênicos foram extrudadas para formar um filme usando-se uma extrusora com parafuso único, com um perfil de temperatura de 176,72C-204,42C (350-4002F), em uma temperatura de massa em fusão de cerca de 204,42C (4002F). Os filmes elásticos resultantes foram vazados para um intervalo de laminação formado entre dois rolos de resfriamento ajustados para cerca de 4,42C (402F). Para formar os laminados, revestimentos de spunbonã de polietileno de 15 g/m2 foram alimentados ao intervalo de laminação em cada lado do filme, para formar laminados de ente não tecido/filme/não tecido. Os laminados foram subsequentemente alimentados por meio de rolos ranhurados. Para reticular os filmes, as amostras de filme e laminados foram submetidos à radiação de feixe de elétrons antes rolagem com ranhuras, usando-se equipamento de linha piloto Advanced Electron Beam, que pode ser operado em uma faixa de voltagem de 80 KV até 150 KV, em uma profundidade de 150 micrômetros, em densidade de 1 g/cm3 e em uma faixa de dosagem de 1-25 Mrads, dependendo da velocidade.
Os Exemplos 1 e 1A incluem filmes feitos a partir de uma composição de elastômeros, na qual 99% em peso de um copolímero de estireno-isopreno/butadieno-estireno (Kraton D1171) foi combinada com 0,5% em peso de Irganox 1010 e 0,5% de Irgafos 168 e convertido em um filme. O Exemplo 1 é um filme não reticulado, enquanto que o Exemplo 1A é um filme reticulado. As propriedades de tração dos filmes e dos laminados de filme/não tecido, feitos conforme descrito acima, são fornecidas nas Tabelas 1 e 2. Nesta composição de elastômeros, observa-se que a% de butadieno é de cerca de 24%. Embora essa composição de
38/40 elastômeros apresente viscosidade de massa em fusão estável, conforme indicado abaixo, observa-se que as resistências à tração dessas amostras são, de maneira geral, mais baixas quando comparadas aos Exemplos 2 e 2A.
Os Exemplos 2 e 2A incluem filmes preparados a partir de uma composição de elastômeros, na qual 59% em peso de copolímero de estireno-isopreno/butadieno-estireno (Kraton D1171) e 40% em peso de estireno-butadieno-estireno (Kraton D1102) foram combinados com 0,5% em peso de Irganox 1010 e 0,5% de Irgafos 168. O Exemplo 2 é um filme não reticulado, enquanto que o Exemplo 2A é um filme reticulado. As propriedades de tração dos filmes e dos laminados de filme/não tecido, feitos conforme descrito acima, são fornecidas nas Tabelas 1 e 2. O % de butadieno nessa formulação é de cerca de 53%. Observa-se que os filmes e os laminados nesse exemplo apresentam resistências à tração mais elevadas do que aquelas dos Exemplos 1 e 1A.
Várias combinações de copolímero de estirenoisopreno/butadieno-estireno (Kraton D1171) e de estirenobutadieno-estireno (Kraton D1102) foram submetidas à testagem de reologia conforme descrito acima. Os resultados são fornecidos na Tabela 3. Valores mais elevados para o tempo, no qual tg delta é igual a 1, indicam estabilidade de viscosidade aperfeiçoada. Observa-se que a estabilidade de viscosidade se aperfeiçoa conforme o teor em copolímero de estireno-isopreno/butadienoestireno aumenta. As linhas tracejadas na Tabela 3 indicam que, depois de 1 hora de medições de viscosidade, tg delta é igual a 1 não tinha sido atingida, indicando estabilidade de reologia muito boa.
39/40
Tabela 1: Filmes
Formulação Ex. 1 Ex. 1A Ex. 2 Ex. 2A
SBS (Kraton D1102) - - · 40,00% 40,00%
SI/BS (Kraton D1171) 99,00% 99,00% 59,00% 59,00%
Irganox 1010 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%
Irgafos 168 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%
Propriedades
% Butadieno ~ 24% ~ 24% - 53% ~ 53%
Feixe de elétrons nenhum 150KV/15Mrad nenhum 150KV/15Mrad
Tensão MD na ruptura (kPa) 5.515 8.963 8.274 11.169
Elongação MD na ruptura (%) 1.600 1.100 1.800 900
Tensão CD na ruptura (kPa) 6.067 11.032 13.652 18.616
Elongação CD na ruptura (%) 1.900 1.200 1.300 840
Histerese CD (%) 20 10 30 10
Relaxação de tensão em 12 h CD em 37,8°C - perda de carga (%) 60 41 64 38
Relaxação de tensão em 12 h CD em 37,8°C - inclinação -0,19 -0,1 -0,18 -0,09
Tabela 2: Laminados com filmes a partir da Tabela 1
Formulação Ex. 1 Ex. 1A Ex. 2 Ex. 2A
SBS (Kraton D1102) - - 40,00% 40,00%
SI/BS (Kraton D1171) 99,00% 99,00% 59,00% 59,00%
Irganox 1010 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%
Irgafos 168 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%
Propriedades
% Butadieno ~ 24% ~ 24% ~ 53% ~ 53%
Feixe de elétrons Nenhum 150KV/15Mrad nenhum 150 KV/15 Mrad
Tensão CD na ruptura (psi) 8.274 11.032 17.650 33.095
Elongação CD na ruptura (%) 600 1.100 980 600
Histerese CD (%) n.m. n.m. 45 30
Relaxação de tensão em 12 h CD @ em 37,8°C - perda de carga (%) 62 42 64 38
Relaxação de tensão em 12 h CD @ em 37,8°C - inclinação -0,15 -0,1 -0,18 -0,06
n.m. = não medido
40/40
Tabela 3: Estabilidade de Viscosidade
% Peso S-l/B-S (Kraton Dl 171) % Peso SBS (Kraton D1102) Tempo no qual tg delta = 1 (min.)
100 0 -
75 25 -
50 50 -
25 75 44
0 100 18
Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com respeito às modalidades específicas da mesma, será apreciado que os técnicos no assunto, quando atingirem um entendimento do 5 acima exposto, poderão prontamente conceber alterações em relação a, variações de e equivalentes em relação a estas modalidades. Consequentemente, o escopo da presente invenção deve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e de quaisquer equivalentes às mesmas.

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Artigo absorvente, caracterizado por compreender um núcleo absorvente posicionado entre uma camada impermeável a líquidos e uma camada permeável a líquidos, o artigo definindo uma seção de cintura frontal, uma seção de cintura traseira e uma seção intermediária que interconecta a seção de cintura frontal e a seção de cintura traseira, de modo que o artigo possa ser usado sobre o torso de um usuário, o artigo incluindo adicionalmente uma faixa de cintura em pelo menos uma dentre a seção de cintura frontal e a seção de cintura traseira e painéis laterais!unindo a seção de cintura frontal e a seção de cintura traseira, em que pelo menos uma porção de pelo menos um dentre a faixa de cintura ou os painéis laterais compreende um filme elástico compósito, o filme elástico compósito compreendendo um filme elástico incluindo uma composição elástica compreendendo de 10% em peso a 90% em peso de copolímero em blocos de estirenobutadieno-estireno com base no peso total da composição elástica e de 10% em peso a 90% em peso de copolímero em blocos de estirenoisopreno/butadieno-estireno com base no peso total da composição elástica, em que o copolímero em blocos de estireno-butadienoestireno e o copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadienoestireno estão reticulados e uma camada de revestimento não tecido fibrosa é laminada ao filme elástico.
  2. 2. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição elástica compreende de 25% em peso a 75% em peso de copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno com base no peso total da composição elástica e de 25% em peso a 75% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno com base no peso total da composição elástica.
  3. 3. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição elástica compreende de 25% em peso a 50% em peso de copolímero em blocos de estireno-butadieno-estireno com base no peso total da composição elástica e de 50% em peso a 75% em peso de copolímero em blocos de estireno-isopreno/butadieno-estireno com base no peso total da composição elástica.
    2/2
  4. 4. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os painéis laterais unindo a seção de cintura frontal e a seção de cintura traseira incluem adicionalmente um dispositivo de fixação para
  5. 5 fixar de modo liberável a seção de cintura frontal e a seção de cintura traseira.
    5. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o artigo absorvente é uma fralda.
    10
  6. 6. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o artigo absorvente é uma calça de treinamento.
  7. 7. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o artigo
    15 absorvente é uma roupa íntima absorvente.
  8. 8. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o artigo absorvente é um produto para a incontinência em adultos.
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