BR112019002051B1 - Película de elastômero de poliolefina termoplástica, e, artigo - Google Patents

Película de elastômero de poliolefina termoplástica, e, artigo Download PDF

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Abstract

Uma película de elastômero de poliolefina termoplástica inclui uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástico e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos ficam alinhados na direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que os eixos ficam alinhados na direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD. Além disso, um artigo inclui a película de elastômero de poliolefina termoplástica.

Description

[001] Artigos tais como pacotes e artigos absorventes podem ser construídos a partir de uma camada geralmente permeável a líquidos, uma camada geralmente impermeável a líquidos, ou uma combinação destas. As películas de poliolefina são frequentemente utilizadas na construção dessas camadas do artigo. Por exemplo, os componentes de muitos artigos absorventes podem incluir uma película de polietileno. Por causa da natureza dinâmica do uso de tais produtos, é desejável usar materiais que exibem elasticidade e flexibilidade mantendo a resistência e propriedades de vedação. Embora tenham sido feitas tentativas para aumentar a elasticidade de materiais, essas tentativas têm frequentemente levado a materiais dispendiosos e ineficazes. Assim, existe atualmente uma necessidade de películas que possam ter elasticidade aumentada sem sacrificar o desempenho ou propriedades favoráveis quando usadas em um artigo.
SUMÁRIO
[002] Em conformidade com outra modalidade da presente invenção, divulga-se uma película formada a partir de uma composição de elastômero de poliolefina termoplástica que contém uma fase contínua a qual inclui um polímero de matriz de elastômero de poliolefina e um aditivo de nanoinclusão dispersos no interior da fase contínua na forma de domínios discretos. A rede de inclusão é definida na composição que inclui uma pluralidade de nanoinclusões com dimensão média de seção transversal de cerca de 800 nanômetros ou menos. Cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos estão alinhados na direção de máquina (machine direction - "MD") quando a película está relaxada, e em que os eixos estão alinhados na direção transversal (cross direction - "CD") quando a película é esticada na CD.
[003] A presente divulgação descreve uma película de elastômero de poliolefina termoplástica incluindo uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástica e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos estão alinhados na direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que os eixos estão alinhados na direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD.
[004] A presente divulgação também descreve um artigo incluindo uma película elastomérica poliolefínica incluindo uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástico e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos estão alinhados na direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que os eixos estão alinhados na direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD.
[005] Outras características e aspectos da presente divulgação são discutidos com mais detalhes adiante.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[006] Uma divulgação completa e esclarecedora da presente divulgação, incluindo o melhor modo, direcionada às pessoas versadas na técnica, é estabelecida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Figura 1 é uma microfotografia de um microscópio eletrônico de varredura (scanning electron microscope - "SEM") de uma superfície da película da Amostra de comparação 1 de 100% de elástico à base de poliolefina na direção de máquina (MD); A Figura 2 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película da Amostra experimental 2 de 92,5% de elástico à base de poliolefina/7,5% de resina epóxi à base de poliolefina na MD; A Figura 3 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película da Amostra experimental 3 de 90% de elástico à base de poliolefina/5% de resina epóxi à base de poliolefina/5% de ácido polilático na MD; A Figura 4 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película da Amostra experimental 3 de 90% de elástico à base de poliolefina/5% de resina epóxi à base de poliolefina/5% de ácido polilático na CD; A Figura 5 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película 0% esticada na CD, onde microdomínios se alinham na MD; A Figura 6 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película 50% esticada na CD, com os microdomínios agregados e deslocando- se até cerca de 45 graus; e A Figura 7 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película 100% esticada na CD; e A Figura 8 é uma microfotografia SEM de uma superfície da película 200% esticada na CD onde os microdomínios estão mais alinhados com a CD.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[007] Será feita referência agora em detalhes a diversos aspectos da divulgação, um ou mais exemplos dos quais estão definidos abaixo. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da divulgação, sem limitação da divulgação. De fato, será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente divulgação, sem se afastar do escopo ou o espírito da divulgação. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de um aspecto, podem ser usadas em outro aspecto para produzir outro aspecto adicional. Assim, pretende-se que a presente descrição abranja tais modificações e variações que estão dentro do escopo das reivindicações anexas e suas equivalentes.
[008] Conforme usado neste documento, os termos "polímero" e "polimérico" geralmente incluem, mas não se limitam a homopolímeros, copolímeros, como, por exemplo, copolímeros em blocos, enxertos, alternados e aleatórios, terpolímeros etc., e as suas modificações e misturas. Além disso, salvo especificação contrária, o termo “polímero” deve incluir todas as possíveis configurações geométricas da molécula. Essas configurações incluem, mas não estão limitadas a simetrias isotáticas, sindiotáticas e aleatórias.
[009] Conforme usado neste documento, o termo "direção de máquina" ou MD refere-se à direção ao longo do comprimento de um tecido, no sentido em que ele é produzido. Os termos "direção transversal de máquina", "direção transversal", ou CD referem-se à direção em toda a largura do tecido, ou seja, uma direção geralmente perpendicular à MD.
[0010] Conforme usado neste documento, o termo "elastomérico" e "elasticidade" devem ser intercambiáveis com o termo "elástico" e se referem a um material de folha que, mediante a aplicação de uma força de estiramento, pode ser esticado em pelo menos uma direção (como na CD) e que, mediante a liberação da força de estiramento, se contrai/retorna à sua dimensão original aproximada. Um material elastomérico pode ser alongado em pelo menos 25 por cento do seu comprimento relaxado e recuperará, após a liberação da força aplicada, pelo menos, 10 por cento de seu alongamento. É geralmente desejável que o material elástico ou composto seja capaz de ser alongado em pelo menos 100 por cento, mais preferencialmente em pelo menos 300 por cento e ainda mais preferencialmente em pelo menos 400 por cento, de seu comprimento relaxado e se recupere, após a liberação de uma força aplicada, pelo menos 50 por cento de seu alongamento.
[0011] Conforme usado neste documento, o termo "elastômero" refere-se a um polímero que é elastomérico quando em um estado sólido.
[0012] Conforme usado neste documento, o termo "termoplástico" refere-se a um polímero que é capaz de ser extrudado em altas temperaturas quando em estado fundido. Na presente divulgação, um polímero termoplástico é um elastômero de poliolefina.
[0013] Conforme usado neste documento, o termo "inclusão" refere- se, em linhas gerais, a qualquer material que seja capaz de ser disperso dentro da matriz polimérica na forma de domínios discretos.
[0014] Conforme usado neste documento, o termo "razão de aspecto" de uma inclusão significa a razão da dimensão axial para uma dimensão ortogonal para a dimensão axial daquela inclusão.
[0015] Conforme usado neste documento, o termo "ajuste" se refere ao alongamento mantido em uma amostra de material após o alongamento e a recuperação, ou seja, após o material ter sido esticado e relaxado ao remover a tensão aplicada inicialmente durante um teste de ciclo.
[0016] Conforme usado neste documento, o termo "ajuste permanente" é a medida da quantidade de alongamento percentual (%) em que o estresse se torna zero após remover a tensão aplicada inicialmente, conforme mostrado em um gráfico de estresse-%alongamento. Um material elástico perfeito, tal como uma mola, teria um ajuste permanente zero, pois a curva retrativa passará pela origem. Conforme usado neste documento, o ajuste permanente é medido após 150% de alongamento do material. Por exemplo, uma amostra de material com comprimento inicial de distância entre marcas de 1 polegada que é esticada para 150% de alongamento e relaxa de volta para um comprimento de cerca de 1,2 polegada tem um ajuste permanente, conforme definido neste documento, de 20%.
[0017] E termos gerais, a presente divulgação é direcionada a composições de elastômero de poliolefina termoplásticas usadas em películas ou outros artigos, em que artigos feitos usando a composição têm resistência à tração e elasticidade aumentadas, particularmente na direção transversal de máquina. A composição pode ser usada em películas, laminados, embalagens, artigos para cuidados pessoais, e em qualquer outra aplicação adequada. Em uma aplicação exemplificativa, a composição pode ser usada em um artigo absorvente que seja capaz de absorver água ou outros fluidos. Exemplos de alguns artigos absorventes incluem, mas não estão limitados a: artigos absorventes para cuidados pessoais, como fraldas, fraldas de treinamento, calcinhas absorventes, produtos para incontinência em adultos, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos), roupas de banho, lenços umedecidos para bebês, luvas umedecidas descartáveis e assim por diante; artigos absorventes médicos, como roupas, campos cirúrgicos, forros para cama, curativos, panos cirúrgicos absorventes e lenços médicos; toalhas de papel para limpeza pesada em cozinhas, artigos de vestimenta, e assim por diante.
[0018] Elásticos CD mais fortes com boas propriedades de ajuste percentual são importantes para aplicações de produtos tais como materiais para abas de fralda ou barras laterais para calças.
[0019] A composição de elastômero de poliolefina termoplástica contém uma fase contínua que inclui uma matriz de elastômero de poliolefina e também contém um aditivo de nanoinclusão que é pelo menos parcialmente incompatível com a matriz de elastômero de poliolefina de modo que este é disperso dentro da fase contínua como domínios discretos de fase em nanoescala.
[0020] Uma estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa pode ser criada numa matriz elastomérica. A inclusão de nano e microdomínios de resina epóxi à base de poliolefina e/ou ácido polilático (PLA) em uma matriz elástica de poliolefina aprimora a resistência à tração e mantém boas propriedades elásticas na direção transversal de máquina (CD). Os materiais descritos neste documento fornecem um avanço tecnológico no desenvolvimento de elásticos fortes que se esticam na CD. Um elástico com resistência e propriedades elásticas na CD melhoradas é fundamental para aplicações de produtos para cuidados pessoais.
[0021] O material descrito neste documento é uma película elastomérica moldada com propriedades físicas melhoradas feita com uma mistura de polímeros incluindo uma tecnologia de estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa. O película elastomérica é uma mistura de um elastômero olefínico à base de propileno, um terpolímero de etileno, éster acrílico, e metacrilato de glicidil, e opcionalmente um poliéster alifático (componente plástico, ou inelástico).
[0022] Vários aspectos da presente divulgação serão agora descritos em mais detalhes.
I. Composição de Elastômero de Poliolefina Termoplástica A. Matriz de Elastômero de Poliolefina
[0023] A matriz de elastômero de poliolefina pode ser um elastômero olefínico à base de propileno tal como o elástico à base de poliolefina VISTAMAXX 6102.
[0024] Exemplos de elastômeros termoplásticos à base de poliolefina adequados para uso na película elastomérica incluem, entre outros, uma poliolefina cristalina, por exemplo, um homopolímero ou copolímero de uma α-olefina com 1 a 20 átomos de carbono e incluindo 1 a 12 átomos de carbono.
[0025] Exemplos de elastômeros de poliolefina incluem copolímeros poliolefínicos descritos abaixo.
[0026] (1) Copolímeros de etileno e não mais de 20% por mol α- olefinas diferente de monômeros de etileno ou vinil, como acetato de vinil e acrilato de etila; exemplos incluem o copolímero de etileno octeno, disponível por ENGAGE 8407 ou ENGAGE 8842 (Dow Chemical, Houston, Texas).
[0027] (2) Copolímeros aleatórios de propileno e não mais de 20% por mol de α-olefinas diferente de propileno
[0028] (3) Copolímeros em bloco de propileno e não mais de 30% por mol de α-olefinas diferente de propileno.
[0029] (4) Copolímeros aleatórios de 1-buteno e não mais de 20% por mol de α-olefinas diferente de 1-buteno.
[0030] (5) Copolímeros aleatórios de 4-metil-1-penteno e não mais de 20% por mol de α-olefinas diferente de 4-metil-1-penteno.
[0031] Exemplos das α-olefinas incluem etileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, e 1-octeno.
[0032] Elastômeros termoplásticos à base de poliolefina comercialmente disponíveis para uso na película elastomérica incluem VISTAMAXX (elastômero baseado em propileno, disponível por ExxonMobil Chemical, Houston, Texas), INFUSE (copolímeros em bloco de olefina, disponíveis por Dow Chemical Company, Midland, Michigan), VERSIFY (copolímeros de propileno-etileno), como VERSIFY 4200 e VERSIFY 4300 (Dow Chemical Company, Midland, Michigan), ENGAGE (copolímero de etileno octano, disponível por Dow Chemical, Houston, Texas) e NOTIO 0040 e NOTIO 3560 (disponíveis por Mitsui Chemical (EUA), Nova York, Nova York). Em uma modalidade particularmente apropriada, o elastômero termoplástico à base de poliolefina é o elastômero VISTAMAXX 6102FL.
[0033] Normalmente, poliolefinas constituem cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 60% em peso a cerca de 98% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 80% em peso a cerca de 95% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica.
[0034] O elastômero de poliolefina também pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 100°C até cerca de 220°C, em alguns aspectos, de cerca de 120°C até cerca de 200°C, e, em alguns aspectos, de cerca de 140°C até cerca de 180°C. A temperatura de fusão pode ser determinada usando calorimetria diferencial de varredura (differential scanning calorimetry - "DSC") de acordo com ASTM D-3417.
[0035] Naturalmente, outras poliolefinas podem ser empregadas na composição da presente divulgação. Em um aspecto, por exemplo, o elastômero de poliolefina pode ser um copolímero de etileno ou propileno com outra α-olefina, como por exemplo, C3-C20 α-olefina ou C3-C12 α-olefina. Exemplos específicos de α-olefinas adequadas incluem 1-buteno; 3-metil-1- buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O teor de etileno ou propileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% por mol a cerca de 99% por mol, em alguns aspectos de 80% por mol a cerca de 98,5% e em outros aspectos de 87% por mol a cerca de 97,5% por mol. Do mesmo modo, o teor de α-olefina pode variar de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em alguns aspectos, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol, e em alguns aspectos, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol.
B. Aditivo de Nanoinclusão
[0036] Conforme usado neste documento, o termo "aditivo de nanoinclusão" geralmente refere-se a um material que seja capaz de ser disperso no interior da matriz polimérica na forma de domínios discretos de tamanho em nanoescala. Por exemplo, antes da deformação, os domínios podem ter uma dimensão de seção transversal média de cerca de 1 a cerca de 1000 nanômetros, em alguns aspectos, de cerca de 5 a cerca de 800 nanômetros, em alguns aspectos, de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros, e, em alguns aspectos, de cerca de 20 a cerca de 200 nanômetros. Os domínios podem ter uma variedade de formatos diferentes, tais como elípticos, esféricos, cilíndricos, em forma de placa, tubulares, etc. Em um aspecto, por exemplo, os domínios têm uma forma substancialmente elíptica. Os domínios podem ser alongados, com uma razão de aspecto nas faixas de 5 a 1000, de 10 a 500, e de 10 a 100.
[0037] O aditivo de nanoinclusão é empregado normalmente em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em alguns aspectos de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica, com base no peso da matriz de elastômero de poliolefina de fase contínua. Do mesmo modo, a concentração do aditivo de nanoinclusão em toda a composição de elastômero de poliolefina termoplástica pode ser de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 0,3% em peso a cerca de 6% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica.
[0038] O aditivo de nanoinclusão é parcialmente incompatível com o elastômero de poliolefina no sentido de que ele pode ser distribuído de maneira substancialmente uniforme dentro dos limites da matriz de elastômero de poliolefina, mas na forma de domínios discretos. Tal incompatibilidade parcial pode ser realizada de várias maneiras. Em determinados aspectos, por exemplo, o aditivo de nanoinclusão pode possuir um componente não polar (por exemplo, olefina) que seja compatível com a matriz de elastômero de poliolefina e possibilite que ele seja uniformemente distribuído na mesma. Não obstante, o aditivo também pode incluir um componente polar que seja incompatível com a matriz de elastômero de poliolefina, permitindo, portanto, que este coalesça ou segregue-se em domínios discretos. Tal componente pode incluir segmentos moleculares polares de alto ou baixo peso molecular ou blocos, grupos iônicos, domínios polares carregados ou não carregados e/ou grupos moleculares polares. Alternativamente, o aditivo pode ser de natureza inteiramente apolar, mas possuir certas propriedades física que ainda permitem a formação de domínios discretos. Por exemplo, em certos aspectos, o aditivo de nanoinclusão pode ser compatível ou miscível com o elastômero de poliolefina acima de certa temperatura, mas constituir fase separada em temperaturas inferiores à temperatura de solução crítica. Desta forma, o aditivo de nanoinclusão pode formar uma mistura estável com o elastômero de poliolefina na fase fundida, porém, à medida que a temperatura desce, a fase contínua cristaliza-se e segrega-se de modo que o aditivo de nanoinclusão pode constituir fase separada, coalescer e formar domínios em nanoescala separados.
[0039] O estado ou forma particular do aditivo de nanoinclusão não é crítico enquanto os domínios desejados puderem ser formados. Por exemplo, em alguns aspectos, o aditivo de nanoinclusão pode encontrar-se na forma de um líquido ou semissólido em temperatura ambiente (por exemplo, 25°C). Tal líquido pode ser facilmente disperso na matriz para formar uma dispersão metaestável e então extinto para preservar o tamanho do domínio, reduzindo a temperatura da mistura. A viscosidade cinemática de tal material líquido ou semissólido é, tipicamente, de cerca de 0,7 a cerca de 200 centistokes (“cs”), em alguns aspectos de cerca de 1 a cerca de 100 cs, e em alguns aspectos, de cerca de 1,5 a cerca de 80 cs, determinada a 40 °C. Líquidos ou semissólidos adequados podem incluir, por exemplo, silicones, copolímero de silicone- poliéter, poliésteres alifáticos, poliésteres aromáticos, alquileno glicóis (por exemplo, etilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, tetraetilenoglicol, propilenoglicol, polietilenoglicol, polipropilenoglicol, polibutilenoglicol, etc.), dióis de alcano (por exemplo, 1,3-propanodiol, 2,2-dimetil-1,3- propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2,4-trimetil-1,6 hexanodiol, 1,3-ciclohexanodimetanol, 1,4- ciclohexanodimetanol, 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol, etc.), óxidos de amina (por exemplo, óxido de octildimetilamina), ésteres de ácidos graxos, amidas de ácidos graxos (por exemplo, oleamida, erucamida, estearamida, etileno bis(estearamida), etc.), óleos minerais e vegetais e assim por diante. Um líquido ou semissólido especificamente adequado é poliol poliéter, tal como comercialmente disponível sob o nome comercial de PLURIOL WI pela BASF Corp.
[0040] Em outros aspectos adicionais, o aditivo de nanoinclusão encontra-se na forma de um sólido, o qual pode ser amorfo, cristalino ou semicristalino. Por exemplo, o aditivo de nanoinclusão pode ser de natureza polimérica e possuir peso molecular relativamente alto para ajudar a melhorar a força de fusão e estabilidade da composição de elastômero de poliolefina termoplástica. Tal como indicado acima, o aditivo de nanoinclusão é parcialmente incompatível com a matriz de elastômero de poliolefina. Um exemplo de tal aditivo é uma cera poliolefínica microcristalina a qual é tipicamente extraída a partir de etileno e/ou C3-C10-alqu-1-enos, como, por exemplo, de propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno e 1-deceno. Ceras microcristalinas têm, tipicamente, temperatura de fusão relativamente baixa, tal como de cerca de 30°C a cerca de 150°C, em alguns aspectos de cerca de 50°C a cerca de 140°C e em alguns aspectos, de cerca de 80°C a cerca de 130°C. Em tais temperaturas reduzidas de fusão, a cera pode formar uma mistura miscível com os elastômero de poliolefina quando na fase de fusão, porém, conforme diminui a temperatura e o polímero se cristaliza ou solidifica, a cera irá se segregar e coalescer, formando domínios em nanoescala separados.
[0041] Outro exemplo de um aditivo de nanoinclusão polimérico é uma poliolefina funcionalizada que contém um componente polar e não polar. O componente polar pode, por exemplo, ser fornecido por um ou mais grupos funcionais e o componente não polar pode ser fornecido por uma olefina. O componente de olefina do aditivo de nanoinclusão pode geralmente ser formado por qualquer monômero de α-olefina ramificado ou linear, oligômero ou polímero (incluindo copolímeros) derivados de um monômero de olefina, tal como descrito acima. O grupo funcional do aditivo de nanoinclusão pode ser qualquer grupo, segmento e/ou bloco molecular que forneça um componente polar para a molécula e não seja compatível com a matriz de elastômero de poliolefina. Exemplos de segmento e/ou blocos moleculares não compatíveis com a poliolefina podem incluir acrilatos, estirenos, poliésteres, poliamidas, etc. O grupo funcional pode ter uma natureza iônica e incluir íons metálicos carregados. Grupos funcionais especialmente adequados são anidrido maleico, ácido maleico, ácido fumárico, maleimida, hidrazida do ácido maleico, um produto da reação do anidrido maleico e da diamina, anidrido metilnádico, anidrido dicloromaleico, amida do ácido maleico, etc. As poliolefinas modificadas por anidrido maleico são especialmente adequadas para uso na presente divulgação. Essas poliolefinas modificadas são normalmente formadas pelo enxerto de anidrido maleico em um material da estrutura principal polimérica. Essas poliolefinas maleatadas estão disponíveis junto a E. I. du Pont de Nemours and Company sob a designação de FUSABOND, tal como a série P (polipropileno modificado quimicamente), série E (polietileno modificado quimicamente), série C (acetato de etileno vinil modificado quimicamente), série A (copolímeros ou terpolímeros de acrilato de etileno modificados quimicamente), ou série N (etileno-propileno, monômero de dieno de etileno-propileno ("EPDM") ou etileno-octeno modificados quimicamente). Como alternativa, as poliolefinas maleatadas também são comercializadas pela Chemtura Corp. sob o nome de POLYBOND e pela Eastman Chemical Company sob o nome de Eastman série G, e pela Arkema sob o nome de OREVAC.
[0042] Em certos aspectos, o aditivo de nanoinclusão polimérico pode ser também reativo. Um exemplo desse aditivo de nanoinclusão reativo é um poliepóxido que contém, em média, pelo menos dois anéis de oxirano por molécula. Sem a intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que estas moléculas de poliepóxido podem sofrer uma reação (por exemplo, extensão de cadeia, ramificação de cadeia lateral, enxerto, formação de copolímero, etc.) com certos componentes da composição para melhorar a força de fusão sem reduzir significativamente a temperatura de transição vítrea. O aditivo reativo também pode fornecer compatibilização entre o elastômero de poliolefina e outros aditivos mais polares, tais como aditivos de microinclusão, e pode melhorar a uniformidade de dispersão e reduzir o tamanho dos aditivos de microinclusão. Por exemplo, conforme será descrito mais detalhadamente abaixo, certos aspectos da presente divulgação podem empregar um poliéster como um aditivo de microinclusão. Em tais modalidades, o aditivo de nanoinclusão reativo pode permitir uma reação de abertura de anel nucleofílico por meio um grupo terminal carboxila do poliéster (esterificação) ou por meio de um grupo hidroxila (eterificação). Do mesmo modo, as reações laterais da oxazolina podem ocorrer para formar frações de esteramida. Por meio de tais reações, o peso molecular de um aditivo de microinclusão de poliéster pode ser aumentado para contrabalancear a degradação geralmente observada durante o processamento de fusão. Os presentes inventores descobriram que reação em demasia pode conduzir à reticulação entre estruturas principais de polímeros. Se essa reticulação foi permitida prosseguir até uma extensão significativa, a mistura do polímero resultante poderá se tornar frágil e difícil de processar em um material com as propriedades desejadas de resistência e alongamento.
[0043] Nesse sentido, os inventores descobriram ainda que poliepóxidos com uma funcionalidade de epóxi relativamente baixa são particularmente eficazes, o que pode ser quantificado por seu “peso equivalente em epóxi”. O peso equivalente em epóxi reflete a quantidade de resina que contém uma molécula de um grupo epóxi, e pode ser calculado dividindo-se o peso molecular médio em número do modificador pelo número de grupos epóxi na molécula. O poliepóxido da presente divulgação normalmente tem um peso molecular médio em número de cerca de 7.500 a cerca 250.000 gramas por mol, em alguns aspectos, de cerca de 15.000 a cerca de 150.000 gramas por mol e, em alguns aspectos, de cerca de 20.000 a cerca de 100.000 gramas por mol, com um índice de polidispersividade que varia de 2,5 a 7. O poliepóxido pode conter menos de 50, em alguns aspectos, de 5 a 45 e, em alguns aspectos, de 15 a 40 grupos epóxi. Por sua vez, o peso equivalente em epóxi pode ser menor que cerca de 15.000 gramas por mol, em alguns aspectos, de cerca de 200 a cerca de 10.000 gramas por mol e, em alguns aspectos, de cerca de 500 a cerca de 7.000 gramas por mol.
[0044] O poliepóxido pode ser linear ou ramificado, homopolímero ou copolímero (por exemplo, aleatório, enxerto, em bloco, etc.) contendo grupos epóxi terminal, unidades de oxirano esqueléticas e/ou grupos epóxi pendentes. Os monômeros empregados para formar esses poliepóxidos podem variar. Em um aspecto específico, por exemplo, o poliepóxido contém pelo menos um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional. Conforme usado neste documento, o termo “(met)acrílico” inclui monômeros acrílicos e metacrílicos, bem como seus sais ou ésteres, tais como monômeros de acrilato e metacrilato. Por exemplo, os monômeros (met)acrílicos epóxi-funcionais adequados podem incluir, mas não estão limitados àqueles contendo grupos 1,2-epóxi, tais como acrilato de glicidil e metacrilato de glicidil. Outros monômeros epóxi-funcionais adequados incluem o alil glicidil éter, etacrilato de glicidil e itoconato de glicidil.
[0045] O poliepóxido normalmente tem um peso molecular relativamente alto, como indicado acima, para que possa não apenas resultar na extensão da cadeia, mas também ajuda a atingir a morfologia desejada da mistura. A taxa de fluxo à fusão resultante do polímero está, assim, normalmente dentro de uma faixa de cerca de 10 a cerca de 200 gramas por 10 minutos, em alguns aspectos, de cerca de 40 a cerca de 150 gramas por 10 minutos e, em alguns aspectos, de cerca de 60 a cerca de 120 gramas por 10 minutos, determinada numa carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 190°C.
[0046] Tipicamente, o poliepóxido inclui também pelo menos um monômero de α-olefina linear ou ramificado, como aqueles que têm de 2 a 20 átomos de carbono e, de preferência, de 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3- dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno. Outro monômero adequado pode incluir um monômero (meta)acrílico que não seja epóxi-funcional. Exemplos desses monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n-propil, acrilato de i-propil, acrilato de n-butil, acrilato de s-butil, acrilato de i-butil, acrilato de t-butil, acrilato de n-amil, acrilato de i-amil, acrilato de isobornil, acrilato de n-hexil, acrilato de 2- etilbutil, acrilato de 2-etil-hexil, acrilato de n-octil, acrilato de n-decil, acrilato de metilciclohexil, acrilato de ciclopentil, acrilato de ciclohexil, metacrilato de metil, metacrilato de etil, metacrilato de 2-hidroxietil, metacrilato de n- propil, metacrilato de n-butil, metacrilato de i-propil, metacrilato de i-butil, metacrilato de n-amil, metacrilato de n-hexil, metacrilato de i-amil, metacrilato de s-butil, metacrilato de t-butil, metacrilato de 2-etilbutil, metacrilato de metilciclohexil, metacrilato de cinamil, metacrilato de crotil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de ciclopentil, metacrilato de 2-etoxietil, metacrilato de isobornil, etc., bem como combinações dos mesmos.
[0047] Em um aspecto particularmente desejável da presente divulgação, o poliepóxido é um terpolímero formado a partir de um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional, um componente monomérico de α-olefina, e um componente monomérico (met)acrílico não epóxi-funcional. Por exemplo, o poliepóxido pode ser poli(metacrilato de etileno-co-metilacrilato-co-glicidil), que tem a seguinte estrutura:
Figure img0001
em que x, y e z são 1 ou maiores.
[0048] O monômero epóxi funcional pode ser transformado em um polímero usando uma variedade de técnicas conhecidas. Por exemplo, um monômero contendo grupos funcionais polares pode ser enxertado em uma estrutura principal do polímero para formar um copolímero de enxerto. Tais técnicas de enxerto são bem conhecidas na técnica e descritas, por exemplo, na Patente U.S. n° 5.179.164. Em outros aspectos, um monômero contendo grupos epóxi-funcionais pode ser copolimerizado com um monômero para formar um bloco ou copolímero aleatório usando técnicas conhecidas de polimerização de radical livre, tais como reações de alta pressão, sistemas de reação com catalisador Ziegler-Natta, sistemas de reação com catalisador de sítio único (por exemplo, metaloceno), etc.
[0049] A porção relativa do(s) componente(s) monomérico(s) pode ser selecionada para atingir um equilíbrio entre a reatividade de epóxi e a taxa de fluxo à fusão. Mais especificamente, elevados teores de monômeros de epóxi podem resultar em reatividade boa, mas um teor demasiado alto pode reduzir a taxa de fluxo à fusão a um grau tal que o poliepóxido impacta de maneira adversa a força de fusão da mistura de polímero. Assim, na maioria dos aspectos, o(s) monômero(s) (met)acrílico(s) epóxi-funcionais constitui(em) cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 4% em peso a cerca de 15% em peso do copolímero. Do mesmo modo, o(s) monômero(s) de α-olefina pode(m) constituir de cerca de 55% em peso a cerca de 95% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 60% em peso a cerca de 90% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 65% em peso a cerca de 85% em peso do copolímero. Quando empregados, outros componentes monoméricos (por exemplo, monômeros (met)acrílicos não epóxi-funcionais) podem constituir de cerca de 5% em peso a cerca de 35% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 8% em peso a cerca de 30% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 10% em peso a cerca de 25% em peso do copolímero. Um exemplo específico de um poliepóxido adequado que pode ser usado na presente invenção está comercialmente disponível pela Arkema como o poliepóxido da marca LOTADER AX8950 ou AX8900. O LOTADER AX8950, por exemplo, tem uma taxa de fluxo à fusão de 70 a 100 g/10 min e tem um teor de monômero de metacrilato de glicidil de 7% em peso a 11% em peso, um teor de monômero de acrilato de metil de 13% em peso a 17% em peso, e um teor de monômero de etileno de 72% em peso a 80% em peso. Outro poliepóxido adequado está comercialmente disponível pela DuPont como o poliepóxido da marca ELVALOY PTW, que é um terpolímero de etileno, acrilato de butil, e metacrilato de glicidil e tem uma taxa de fluxo à fusão de 12 g/10 min.
[0050] Além de controlar o tipo e o teor relativo dos monômeros usados para formar o poliepóxido, a percentagem em peso geral também pode ser controlada para atingir os benefícios desejados. Por exemplo, se o nível de modificação for muito baixo, o aumento desejado na resistência à fusão e nas propriedades mecânicas não pode ser obtido. Os presentes inventores também descobriram, no entanto, que se o nível de modificação for muito alto, o processamento poderá ficar restrito devido às fortes interações moleculares (por exemplo, reticulação) e formação de rede física pelos grupos epóxi- funcionais. Portanto, o poliepóxido é empregado tipicamente em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 1% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso dos elastômeros de poliolefina empregadas na composição. O poliepóxido também pode constituir cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 8% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso total da composição.
[0051] Outros aditivos de nanoinclusão reativos também podem ser empregados na presente invenção, como polímeros funcionalizados com oxazolina, polímeros funcionalizados com cianeto, etc. Quando empregados, esses aditivos de nanoinclusão reativos podem ser empregados nas concentrações indicadas acima para o poliepóxido. Em um aspecto específico, uma poliolefina enxertada com oxazolina pode ser empregada ou seja, uma poliolefina enxertada com um monômero contendo um anel de oxazolina. A oxazolina pode incluir uma 2-oxazolina, tal como 2-vinil-2-oxazolina (por exemplo, 2-isopropenil-2-oxazolina), 2-graxo-alquil-2-oxazolina (por exemplo, obtenível pela etanolamina de ácido oleico, ácido linoleico, ácido palmitoleico, ácido gadoleico, ácido erúcico e/ou ácido araquidônico) e combinações das mesmas. Em outro aspecto, a oxazolina pode ser selecionada dentre maleinato de ricinoloxazolina, undecil-2-oxazolina, soja-2-oxazolina, rícino-2-oxazolina e combinações dos mesmos, por exemplo. Ainda em outro aspecto, a oxazolina é selecionada dentre 2-isopropenil-2-oxazolina, 2- isopropenil-4,4-dimetil-2-oxazolina e combinações dos mesmos.
[0052] Em determinados aspectos da presente invenção, vários aditivos de nanoinclusão podem ser empregados em combinação. Por exemplo, um primeiro aditivo de nanoinclusão (por exemplo, poliepóxido) pode ser disperso na forma de domínios com uma dimensão transversal média de cerca de 50 a cerca de 500 nanômetros, em alguns aspectos, de cerca de 60 a cerca de 400 nanômetros, e, em alguns aspectos, de cerca de 80 a cerca de 300 nanômetros. Um segundo aditivo de nanoinclusão pode ser também disperso na forma de domínios que sejam menores que o primeiro aditivo de nanoinclusão, tais como aqueles que têm dimensão de seção transversal média entre cerca de 1 a cerca de 50 nanômetros, em alguns aspectos entre cerca de 2 a cerca de 45 nanômetros, e em alguns aspectos de cerca de 5 a cerca de 40 nanômetros. Quando empregados, o primeiro e/ou segundo aditivos de nanoinclusão normalmente constituem de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica, com base no peso da fase contínua (matriz(es) de elastômero). Do mesmo modo, a concentração do primeiro e/ou segundo aditivos de nanoinclusão na composição de elastômero de poliolefina termoplástica inteira pode ser de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, e, em alguns aspectos, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica.
[0053] Nanocargas podem ser opcionalmente empregadas para o segundo aditivo de nanoinclusão, exemplos dos quais inclui negro de fumo, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, argilas, nanopartículas metálicas, nanossílica, nanoalumina, etc. Nanoargilas são especialmente adequadas. O termo "nanoargila" se refere geralmente a nanopartículas de um material de argila (um mineral de ocorrência natural, um mineral organicamente modificado ou um nanomaterial sintético), que normalmente têm uma estrutura de plaquetas. Exemplos de nanoargilas incluem, por exemplo, montmorillonita (estrutura de argila esmectita em camadas 2:1), bentonita (filossilicato de alumínio formado principalmente por montmorillonita), caulinita (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura lamelar e da fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), Haloisita (aluminossilicato 1:1 tendo uma estrutura tubular e de fórmula empírica Al2Si2O5(OH)4), etc. Um exemplo de uma nanoargila adequada é CLOISITE, que é uma nanoargila de montmorillonita e é disponibilizada comercialmente pela Southern Clay Products, Inc. Outros exemplos de nanoargilas sintéticas incluem, mas não estão limitados a, uma nanoargila de hidróxido misto de metal, nanoargila de hidróxido em camada dupla (por exemplo, sepiocita), laponita, hectorita, saponita, indonita, etc.
[0054] Se desejado, a nanoargila pode conter um tratamento de superfície para ajudar a melhorar a compatibilidade com a matriz de elastômero (por exemplo, poliéster). O tratamento de superfície pode ser orgânico ou inorgânico. Em um aspecto, é empregado um tratamento de superfície orgânico que é obtido pela reação de um cátion orgânico com a argila. Cátions orgânicos adequados podem incluir, por exemplo, compostos de amônio organoquaternário que são capazes de trocar cátions com a argila, tais como cloreto de dimetil bis[sebo hidrogenado]amônio (2M2HT), cloreto de metil benzil bis[sebo hidrogenado]amônio (MB2HT), cloreto de metil tris[alquil de sebo hidrogenado] (M3HT), etc. Exemplos de nanoargilas orgânicas disponíveis comercialmente podem incluir, por exemplo, DELLITE 43B (Laviosa Chimica de Livorno, Itália), que é uma argila de montmorillonita modificada com sal de dimetil sebo benzil hidrogenado amônio. Outros exemplos incluem nanoargilas CLOISITE 25A e CLOISITE 30B (Southern Clay Products) e NANOFIL 919 (Süd Chemie). Se desejado, a nanocarga pode ser misturada com uma resina transportadora para formar um masterbatch que aumenta a compatibilidade do aditivo com os outros polímeros na composição. Resinas transportadoras particularmente adequadas incluem, por exemplo, poliésteres (por exemplo, ácido polilático, tereftalato de polietileno, etc.); poliolefinas (por exemplo, polímeros de etileno, polímeros de propileno, etc.); e assim por diante, conforme descrito em mais detalhes acima.
[0055] Independentemente do material empregado, o aditivo de nanoinclusão é selecionado, tipicamente, de modo a ter uma determinada viscosidade (ou taxa de fluxo à fusão), de modo a assegurar que domínios discretos e inclusões resultantes possam ser mantidos adequadamente. Por exemplo, se a viscosidade do aditivo de nanoinclusão for muito baixa (ou muito alta a taxa de fluxo à fusão), ele tende a fluir e se dispersa incontrolavelmente através da fase contínua. Isto resulta em domínios lamelares ou semelhantes a placa ou em estruturas de fase co-contínua que são difíceis de manter e também prováveis de rachar prematuramente. Por outro lado, se a viscosidade for muito alta (ou muito baixa a taxa de fluxo à fusão), ele tende a agrupar-se e formar domínios elípticos muito grandes, que são difíceis de dispersar durante a mistura. Isto pode provocar distribuição desigual do aditivo de nanoinclusão por toda a fase contínua. Por exemplo, a razão da taxa de fluxo à fusão da poliolefina para a taxa de fluxo à fusão de um aditivo de nanoinclusão polimérico, por exemplo, pode ser entre cerca de 0,2 a cerca de 8, em alguns aspectos de cerca de 0,5 a cerca de 6 e em alguns aspectos, de cerca de 1 a cerca de 5. O aditivo de nanoinclusão pode, por exemplo, ter uma taxa de fluxo à fusão (em uma base seca) de a partir de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em alguns aspectos de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, e em alguns aspectos, de cerca de 5 a cerca de 15 gramas por 10 minutos, determinada a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos 40°C superior à temperatura de fusão (por exemplo, a 190°C) em conformidade com a norma ASTM D1238. Do mesmo modo, a poliolefina pode ter uma taxa de fluxo à fusão (em base seca) de a partir de cerca de 0,5 a cerca de 80 gramas por 10 minutos, em alguns aspectos de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, e em alguns aspectos, de cerca de 5 a cerca de 20 gramas por 10 minutos, determinada a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos cerca de 40°C superior à temperatura de fusão (por exemplo, a 230°C) em conformidade com a norma ASTM D1238.
C. Aditivo de Microinclusão
[0056] Embora isto não seja necessário, a composição da presente divulgação pode empregar igualmente um aditivo de microinclusão. Conforme usado neste documento, o termo "aditivo de microinclusão" refere- se, em linhas gerais, a qualquer material que seja capaz de ser disperso dentro da matriz de elastômero de poliolefina na forma de domínios discretos de tamanho em microescala. Por exemplo, antes da deformação, os domínios podem ter uma dimensão de seção transversal média de cerca de 0,01 μm a cerca de 100 μm, em alguns aspectos, de cerca de 0,01 μm a cerca de 25 μm, em alguns aspectos, de cerca de 0,1 μm a cerca de 20 μm, e, em alguns aspectos, de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm.
[0057] A natureza específica do aditivo de microinclusão não é critica e pode incluir líquidos, semissólidos ou sólidos (por exemplo, amorfos, cristalinos ou semicristalinos). Em certos aspectos, o aditivo de microinclusão é polimérico na natureza e possui peso molecular relativamente alto de modo a aperfeiçoar a força de fusão e estabilidade da composição de elastômero de poliolefina termoplástica. Normalmente, o polímero de aditivo de microinclusão pode ser incompatível com a matriz de elastômero. Dessa forma, o aditivo pode ser mais bem disperso como domínios de fase discreta dentro de uma fase contínua da matriz de elastômero. Os domínios discretos são capazes de absorver energia e suportar estresse e carga. Isso aumenta a resistência geral e resistência do material resultante. Os domínios podem ter uma variedade de formatos diferentes, tais como elípticos, esféricos, cilíndricos, em forma de placa, tubulares, etc. Em um aspecto, por exemplo, os domínios têm uma forma substancialmente elíptica. Os domínios podem ser alongados, com uma razão de aspecto nas faixas de 5 a 1000, de 10 a 500, e de 10 a 100. A dimensão física de um domínio individual geralmente é pequena o suficiente para minimizar a propagação das rachaduras no material polimérico mediante a aplicação de um estresse externo, mas grande o suficiente para iniciar uma deformação elástica microscópica e permitir zonas de cisalhamento nas inclusões de partículas ou ao redor delas.
[0058] O aditivo de microinclusão pode ter uma determinada taxa de fluxo à fusão (ou viscosidade) para assegurar que domínios discretos e inclusões resultantes sejam adequadamente mantidos. Por exemplo, se a taxa de fluxo à fusão do aditivo for muito alta, ele tende a fluir e a se dispersar de forma incontrolável pela fase contínua. Isto resulta em domínios lamelares ou semelhantes a placa ou em estruturas de fase co-contínua que são difíceis de manter e também prováveis de rachar prematuramente. Por outro lado, se a taxa de fluxo à fusão do aditivo for muito baixa, ele tenderá a se aglutinar e a formar domínios elípticos muito grandes que são difíceis de dispersar durante a mistura. Isto pode provocar uma distribuição desigual do aditivo por toda a fase contínua. Nesse sentido, os presentes inventores descobriram que a razão da taxa de fluxo à fusão do aditivo de microinclusão para a taxa de fluxo à fusão da matriz de elastômero é, tipicamente, de cerca de 0,5 a cerca de 10, em alguns aspectos de cerca de 1 a cerca de 8, e em alguns aspectos, de cerca de 2 a cerca de 6. O aditivo de microinclusão pode, por exemplo, ter uma taxa de fluxo à fusão de cerca de 5 a cerca de 200 gramas por 10 minutos, em alguns aspectos de cerca de 20 a cerca de 150 gramas por 10 minutos, e em alguns aspectos, de cerca de 40 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, determinada a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos 40°C superior à sua temperatura de fusão (por exemplo, 210°C).
[0059] Embora uma grande variedade de aditivos de microinclusão dotados das propriedades identificadas acima possa ser empregada, exemplos particularmente adequados de tais aditivos podem incluir copolímeros estirênico (por exemplo, estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno- estireno, estireno-etileno-propileno-estireno, estireno-etileno-butadieno- estireno, etc.); fluoropolímeros, tais como cloreto de polivinal (PVC), politetrafluoroetileno (PTFE), policlorotrifluoroetileno (PCTFE), etc.; álcoois de polivinila; acetatos de polivinila; poliésteres, tais como poliésteres alifáticos, tais como policaprolactona, poliesteramidas, ácido polilático (PLA) e seus copolímeros, ácido poliglicólico, carbonatos de polialquileno (por exemplo, carbonato de polietileno), poli-3-hidroxibutirato (PHB), poli-3- hidroxivalerato (PHV), poli-3-hidroxibutirato-co-4-hidroibutirato, copolímeros de poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3- hidroxioctanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxidecanoato, poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxioctadecanoato, e polímeros alifáticos com base em succinato (por exemplo, succinato de polibutileno, adipato de succinato de polibutileno, succinato de polietileno, etc.), copoliésteres aromático-alifáticos (por exemplo, tereftalato de adipato de polibutileno, tereftalato de adipato de polietileno, isoftalato de adipato de polietileno, isoftalato de adipato de polibutileno, etc.), poliésteres aromáticos (por exemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, etc.); e assim por diante.
[0060] Particularmente adequados são aditivos de microinclusão que são tipicamente rígidos na natureza a ponto de terem temperatura de transição vítrea relativamente alta. Por exemplo, a temperatura de transição vítrea ("Tg") pode ser de cerca de 0°C ou mais, em alguns aspectos, cerca de 5°C a 100°C, em alguns aspectos, de cerca de 30°C a cerca de 80°C, e, em alguns aspectos, de cerca de 50°C a cerca de 75°C. A temperatura de transição vítrea pode ser determinada pela análise mecânica dinâmica de acordo com a ASTM E1640-09.
[0061] Um poliéster rígido particularmente adequado é o ácido polilático, que pode ser derivado geralmente de unidades monoméricas de qualquer isômero de ácido lático, tal como ácido lático levógiro (“ácido L- lático”), ácido lático dextrógiro (“ácido D-lático”), ácido meso-lático ou misturas dos mesmos. As unidades monoméricas também podem ser formadas por anidridos de qualquer isômero de ácido lático, incluindo L- lactídeo, D-lactídeo, meso-lactídeo ou misturas dos mesmos. Dímeros cíclicos desses ácidos láticos e/ou lactídeos também podem ser empregados. Qualquer método de polimerização conhecido, tal como a policondensação ou polimerização por abertura de anel, pode ser usado para polimerizar o ácido lático. Uma pequena quantidade de um agente extensor de cadeia (por exemplo, um composto de di-isocianato, um composto epóxi ou anidrido ácido) também pode ser empregada. O ácido polilático pode ser um homopolímero ou um copolímero, tal como um que contenha unidades monoméricas derivadas do ácido L-lático e unidades monoméricas derivadas do ácido D-lático. Embora não seja necessária, a taxa do conteúdo de uma das unidades monoméricas derivadas do ácido L-lático e da unidade monomérica derivada do ácido D-lático é preferencialmente de cerca de 85% em mol ou mais, em alguns aspectos, de cerca de 90% em mol ou mais e, em outros aspectos, de cerca de 95% em mol ou mais. Vários ácidos poliláticos, cada um com uma razão diferente entre a unidade monomérica derivada do ácido L- lático e da unidade monomérica derivada do ácido D-lático, podem ser misturados em qualquer percentagem aleatória. Claro, o ácido polilático também pode ser misturado com outros tipos de polímeros (por exemplo, poliolefinas, poliésteres, etc.).
[0062] Em um aspecto específico, o ácido polilático tem a seguinte estrutura geral:
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[0063] Um exemplo específico de um polímero de ácido polilático adequado que pode ser usado na presente divulgação está comercialmente disponível pela Biomer, Inc. de Krailling, Alemanha, sob o nome BIOMER L9000. Outros polímeros de ácido polilático adequados estão comercialmente disponíveis pela Natureworks LLC de Minnetonka, Minnesota (NATUREWORKS) ou Mitsui Chemical (LACEA). Outros ácidos poliláticos adicionais adequados podem ser descritos nas Patentes dos EUA N.° 4.797.468; 5.470.944; 5.770.682; 5.821.327; 5.880.254 e 6.326.458, que são incorporadas neste documento em sua totalidade por referência para todos os propósitos.
[0064] O ácido polilático normalmente tem um número de peso molecular médio (“Mn”) que varia de cerca de 40.000 a cerca de 180.000 gramas por mol, em alguns aspectos, de cerca de 50.000 a cerca de 160.000 gramas por mol e, em alguns aspectos, de cerca de 80.000 a cerca de 120.000 gramas por mol. Do mesmo modo, o polímero normalmente também tem um peso molecular ponderal médio (“Mw”) que varia de cerca de 80.000 a cerca de 250.000 gramas por mol, em alguns aspectos, de cerca de 100.000 a cerca de 200.000 gramas por mol e, em alguns aspectos, de cerca de 110.000 a cerca de 160.000 gramas por mol. A razão entre o peso molecular ponderal médio e o número do peso molecular médio (“Mw/Mn”), isto é, o "índice de polidispersividade", também é relativamente baixa. Por exemplo, o índice de polidispersividade varia normalmente de cerca de 1,0 a cerca de 3,0, em alguns aspectos, de cerca de 1,1 a cerca de 2,0, e, em alguns aspectos, de cerca de 1,2 a cerca de 1,8. Os números dos pesos moleculares médio e peso médio podem ser determinados por métodos conhecidos aos versados na técnica.
[0065] Alguns tipos de poliéster puro (por exemplo, ácido polilático) podem absorver água do ambiente, tal que tenha um teor de umidade de cerca de 500 a 600 partes por milhão (“ppm”) ou ainda maior, com base no peso seco do ácido polilático inicial. O teor de umidade pode ser determinado de várias maneiras, conforme é conhecido na técnica, tal como de acordo com a ASTM D 7191-05, conforme descrito abaixo. Uma vez que a presença da água durante o processamento por fusão pode degradar hidroliticamente o poliéster e reduzir seu peso molecular, às vezes é desejado secar o poliéster antes de misturá-lo. Na maioria dos aspectos, por exemplo, é desejável que o poliéster renovável tenha teor de umidade de cerca de 300 partes por milhão ("ppm") ou menos, em alguns aspectos cerca de 200 ppm ou menos, em alguns aspectos de cerca de 1 a cerca de 100 ppm antes da mistura com aditivos de nanoinclusão. A secagem do poliéster pode ocorrer, por exemplo, numa temperatura de cerca de 50°C a cerca de 100°C e, em alguns aspectos, de cerca de 70°C a cerca de 80°C.
[0066] Independentemente dos materiais empregados, a percentagem relativa do aditivo de microinclusão na composição de elastômero de poliolefina termoplástica é selecionada a fim de atingir as propriedades desejadas sem afetar consideravelmente a composição resultante. Por exemplo, o aditivo de microinclusão é normalmente empregado em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 30% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 2% a cerca de 25% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 5% a cerca de 20% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica, com base no peso da matriz de elastômero de poliolefina empregada na composição. Do mesmo modo, a concentração do aditivo de microinclusão em toda a composição de elastômero de poliolefina termoplástica pode constituir cerca de 0,1% em peso a cerca de 30% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 25% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso.
D. Outros Componentes
[0067] Uma ampla variedade de ingredientes pode ser empregada na composição por diversos motivos diferentes. Por exemplo, em um aspecto específico, um compatibilizante pode ser empregado para melhorar a aderência interfacial e reduzir a tensão interfacial entre o domínio e a matriz, permitindo, assim, a formação de domínios menores durante a mistura. Exemplos de compatibilizantes adequados podem incluir, por exemplo, copolímeros funcionalizados com epóxi ou frações químicas de anidrido maleico. Um exemplo de um compatibilizante de anidrido maleico é o anidrido maleico enxertado com polipropileno, que está comercialmente disponível pela Arkema sob os nomes OREVAC 18750 e OREVAC CA 100. Quando utilizados, os compatibilizantes podem consistir em cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica, com base no peso da matriz de elastômero de poliolefina de fase contínua. O compatibilizante ajuda com a "conectividade" entre a fase de inclusão plástica e a fase de matriz elastomérica, e é o que ajuda a evitar esvaziamento/desafixação permanente quando esticadas na CD, embora haja alguma quantidade mínima de desafixação parcial na MD.
[0068] Por exemplo, em uma modalidade específica, um modificador interfásico pode ser utilizado na composição de elastômero de poliolefina termoplástica de modo a auxiliar na redução do grau de atrito e conectividade entre os aditivos de nanoinclusão e/ou microinclusão e matiz de elastômero de poliolefina, intensificando portanto o grau e uniformidade de descolagem. Desse modo, as inclusões podem ser distribuídas de uma forma mais homogênea por toda a composição. O modificador pode estar na forma líquida ou semissólida em temperatura ambiente (por exemplo, 25°C) para que possua uma viscosidade relativamente baixa, permitindo que seja incorporado mais facilmente na composição de elastômero de poliolefina termoplástica e migre mais facilmente para as superfícies do polímero. Ao reduzir as forças físicas nas interfaces entre a matriz de elastômero de poliolefina e o aditivo, acredita-se que a natureza hidrofóbica e de baixa viscosidade do modificador possa ajudar a facilitar a descolagem. Conforme usado neste documento, o termo “hidrofóbico” normalmente se refere a um material que tem um ângulo de contato da água e ar de cerca de 40° ou mais e, em alguns casos, de cerca de 60° ou mais. Em contrapartida, o termo “hidrofílico” normalmente se refere a um material que tem um ângulo de contato da água e ar menor que cerca de 40°. Um teste adequado para medir o ângulo de contato é o ASTM D5725-99 (2008).
[0069] Embora não seja obrigatório, o modificador interfásico pode ser particularmente adequado em aspectos em que um aditivo de microinclusão é empregado e em que o aditivo de nanoinclusão é um sólido (por exemplo, material polimérico). Modificadores interfásicos hidrofóbicos de baixa viscosidade podem incluir, por exemplo, os líquidos e/ou semissólidos mencionados acima. Um modificador interfásico particularmente adequado é um poliol poliéter, tal como aquele comercialmente disponível sob o nome PLURIOL WI pela BASF Corp. Modificadores interfásicos adequados podem incluir poliéster, PLA, poliestireno, poliuretano, poliolefina, poliamida, e náilon.
[0070] Quando empregado, o modificador interfásico pode constituir de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso da composição de elastômero de poliolefina termoplástica, com base no peso da matriz de elastômero de poliolefina de fase contínua. Do mesmo modo, a concentração dos modificadores interfásicos em toda a composição de elastômero de poliolefina termoplástica pode constituir de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em alguns aspectos de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso e, em alguns aspectos, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso. Quando empregadas as quantidades observadas acima, o modificador interfásico terá uma característica que permite que ele migre rapidamente para a superfície interfacial dos polímeros e facilitem o descolamento sem danificar as propriedades de fusão da composição de elastômero de poliolefina termoplástica. Por exemplo, a taxa de fluxo à fusão da composição de elastômero de poliolefina termoplástica pode também ser similar ao da matriz de elastômero de poliolefina. Por exemplo, a taxa de fluxo à fusão da composição (em base seca) pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 250 gramas por 10 minutos, em alguns aspectos de cerca de 0,5 a cerca de 200 gramas por 10 minutos e, em alguns aspectos, de cerca de 5 a cerca de 150 gramas por 10 minutos, determinada a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 190°C em conformidade com a norma ASTM D1238.
[0071] Outros materiais adequados também podem ser utilizados na composição de elastômero de poliolefina termoplástica, tais como catalizadores, antioxidantes, estabilizadores, surfactantes, ceras, solventes sólidos, agentes nucleantes, particulatos, nanocargas e outros materiais acrescentados para aprimorar a processabilidade e propriedades mecânicas da composição de elastômero de poliolefina termoplástica.
II. Mistura
[0072] Para formar a composição de elastômero de poliolefina termoplástica, os componentes são, tipicamente, misturados usando-se uma ou uma variedade de técnicas conhecidas. Em um aspecto, por exemplo, os componentes podem ser fornecidos separadamente ou em combinação. Por exemplo, os componentes podem ser primeiro misturados a seco para formar uma mistura seca essencialmente homogênea, e podem, do mesmo modo, ser fornecidos simultaneamente ou em sequência a um dispositivo de processamento por fusão que mistura dispersivamente os materiais. Podem ser empregadas técnicas de processamento por fusão descontínuas e/ou contínuas. Por exemplo, um misturador/amassador, misturador Banbury, misturador contínuo Farrel, extrusora de rosca única, extrusora de rosca dupla, laminadores, etc., podem ser utilizados para misturar e processar os materiais por fusão. Dispositivos de processamento por fusão particularmente adequados podem ser uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (por exemplo, extrusora ZSK-30 disponibilizada pela Werner & Pfleiderer Corporation de Ramsey, Nova Jersey ou uma extrusora USALAB 16 THERMO PRISM, disponibilizada pela Thermo Electron Corp., Stone, Inglaterra). Essas extrusoras podem incluir portas de alimentação e de ventilação e proporcionar uma mistura distributiva e dispersiva de alta intensidade. Por exemplo, os componentes podem ser introduzidos nas mesmas portas de alimentação da extrusora de rosca dupla ou em portas diferentes e misturados por fusão para formar uma mistura fundida substancialmente homogênea. Se desejado, outros aditivos também podem ser injetados na fusão do polímero e/ou introduzidos separadamente na extrusora em um ponto diferente ao longo de seu comprimento.
[0073] Independentemente da técnica de processamento específica escolhida, o a composição misturada por fusão contém tipicamente domínios em nanoescala do aditivo de nanoinclusão e, opcionalmente, domínios em microescala do aditivo de microinclusão. O grau de cisalhamento/pressão e de calor podem ser controlados para garantir a dispersão suficiente, mas não tão alto a ponto de reduzir negativamente o tamanho dos domínios, de modo que eles sejam incapazes de atingir as propriedades desejadas. Por exemplo, a mistura geralmente ocorre a uma temperatura de cerca de 180°C a cerca de 300°C, em alguns aspectos de cerca de 185°C a cerca de 250°C, e, em alguns aspectos, de cerca de 190°C a cerca de 240°C. Do mesmo modo, a taxa de cisalhamento aparente durante o processamento por fusão pode variar de cerca de 10 segundos-1 a cerca de 3000 segundos-1, em alguns aspectos, de cerca de 50 segundos-1 a cerca de 2000 segundos-1 e, em alguns aspectos, de cerca de 100 segundos-1 a cerca de 1200 segundos-1. A taxa de cisalhamento aparente pode ser igual a 4Q/R3, onde Q é a taxa de fluxo volumétrica (“m3/s”) da fusão do polímero e R é o raio (“m”) do capilar (por exemplo, molde da extrusora) através do qual o polímero fundido flui. Obviamente, outras variáveis, tais como o tempo de permanência durante o processamento por fusão, que é inversamente proporcional à taxa de produção, também podem ser controladas para atingir o grau desejado de homogeneidade.
[0074] Para atingir as condições de cisalhamento desejadas (por exemplo, taxa, tempo de permanência, taxa de cisalhamento, temperatura de processamento por fusão, etc.), a velocidade da(s) rosca(s) da extrusora pode ser selecionada com um determinado intervalo. Geralmente, é observado um aumento na temperatura do produto com o aumento da velocidade da rosca devido à entrada adicional de energia mecânica no sistema. Por exemplo, a velocidade da rosca pode variar de cerca de 50 a cerca de 600 revoluções por minuto (“rpm”), em alguns aspectos, de cerca de 70 a cerca de 500 rpm, e, em alguns aspectos, de cerca de 100 a cerca de 300 rpm. Isso pode resultar em uma temperatura que seja suficientemente alta para dispersar o aditivo de nanoinclusão sem afetar negativamente o tamanho dos domínios resultantes. A taxa de cisalhamento por fusão e, por sua vez, o grau em que os aditivos são dispersos, também podem ser aumentados durante o uso de um ou mais elementos de mistura distributiva e/ou dispersiva dentro da seção de mistura da extrusora. Os misturadores distributivos adequados para extrusoras de rosca única podem incluir, por exemplo, os misturadores Saxon, Dulmage, Cavity Transfer, etc. Do mesmo modo, os misturadores dispersivos adequados podem incluir misturadores de anel de bolha, Leroy/Maddock, CRD, etc. Conforme conhecido na técnica, a mistura pode ser ainda mais melhorada usando pinos no cilindro que criem uma dobra fazendo a reorientação da fusão do polímero, como aqueles usados nas extrusoras Buss Kneader, nos misturadores Cavity Transfer e nos misturadores Vortex Intermeshing Pin (VIP).
III. Construção da película
[0075] Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar uma película a partir da composição, incluindo por sopro, fundição, extrusão plana, etc. Em um determinado aspecto, a película pode ser formada por um processo de sopragem, no qual um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha da mistura do polímero extrudado através de um molde anular. A bolha é então desfeita e coletada em forma de película plana. Os processos para a produção de películas expandidas são descritos, por exemplo, nas Patentes U.S. n° 3.354.506 para Raley; 3.650.649 para Schippers; e 3.801.429 para Schrenk et al., assim como na Publicação de Pedido de Patente U.S. n° 2005/0245162 para McCormack, et al. e 2003/0068951 para Boggs, et al. Ainda em outro aspecto, no entanto, a película é formada usando uma técnica de moldagem.
[0076] E um método para formar uma película moldada, as matérias- primas (não mostradas) são fornecidas à extrusora a partir de um funil e então moldadas em um rolo de moldagem para formar uma película precursora de camada única. Caso deva ser produzida uma película multicamada, as várias camadas são co-extrudadas juntas no rolo de moldagem. O rolo de moldagem pode, opcionalmente, ser fornecido com elementos de relevo para transmitir um padrão à película. Normalmente, o rolo de moldagem é mantido a uma temperatura suficiente para solidificar e extinguir a folha à medida que é formada, como de cerca de 10°C a 60°C. Se desejado, uma caixa de vácuo pode ser posicionada de forma adjacente ao rolo de moldagem para ajudar a manter a película precursora próxima à superfície do rolo. Além disso, facas de ar ou pinças eletrostáticas podem ajudar a forçar a película precursora contra a superfície do rolo de moldagem à medida que ele se move em torno de um rolo giratório. As facas de ar são dispositivos conhecidos na técnica que direcionam um jato de ar a uma taxa de fluxo muito alta, de maneira a fixar as bordas da película.
[0077] A película resultante pode então ser enrolada e armazenada em um rolo de recolhimento. Várias etapas adicionais de possíveis processamentos e/ou acabamentos conhecidos na técnica, como corte, tratamento, perfuração, impressão de imagens ou laminação das películas com outras camadas (por exemplo, materiais de trama não tecida), podem ser executados sem sair do espírito e do escopo da divulgação.
[0078] A película da presente divulgação pode ser mono- ou multicamadas (por exemplo, com a partir de 2 a 20 camadas, e em alguns aspectos, com a partir de 3 a 10 camadas). Por exemplo, uma película com múltiplas camadas pode conter, pelo menos, uma camada nuclear que é posicionada adjacente, pelo menos, a uma camada externa. Em um aspecto, por exemplo, pode ser desejável aplicar uma primeira e uma segunda camada externa, intercaladas pela camada nuclear. As camadas nucleares constituem tipicamente uma parte substancial do peso da película, como de cerca de 50% em peso a cerca de 99% em peso, em alguns aspectos de cerca de 55% em peso a cerca de 90% em peso, e em alguns aspectos, de cerca de 60% em peso a cerca de 85% em peso da película. Do mesmo modo, a(s) camada(s) externa(s) podem constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso; em alguns aspectos de cerca de 10% em peso a cerca de 45% em peso e, em alguns aspectos de cerca de 15% em peso a cerca de 40% em peso da película. Cada camada externa pode ter uma espessura de cerca de 0,1 a cerca de 10 micrômetros, em alguns aspectos de cerca de 0,5 a cerca de 5 micrômetros, e em alguns aspectos, de cerca de 1 a cerca de 2,5 micrômetros. Do mesmo modo, a camada nuclear pode ter uma espessura de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em alguns aspectos de cerca de 2 a cerca de 25 micrômetros, e em alguns aspectos, de cerca de 5 a cerca de 20 micrômetros.
[0079] A composição de elastômero de poliolefina termoplástica da presente divulgação pode ser utilizada em qualquer camada da película, incluindo camada nuclear e/ou camada externa. Em um aspecto, por exemplo, a camada nuclear é formada a partir da composição da presente divulgação e as camadas externas são formadas a partir da composição ou a partir de um material polimérico adicional. Do mesmo modo, em outros aspectos possíveis, uma ou mais camadas externas são formadas a partir da composição da presente divulgação e camada nuclear é formada a partir de um material polimérico adicional. Quando empregado, o material adicional pode incluir qualquer tipo de polímero, tal como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, etc.), poliésteres, poliamidas, copolímeros estirênicos, poliuretanos, acetato de polivinila, álcool polivinílico, etc.
[0080] Se desejado, a película pode também ser laminada com uma ou mais tramas não tecidas, para reduzir o coeficiente de atrito e melhorar a sensação tátil semelhante a tecido da superfície do composto. Exemplos de polímeros para uso na formação de revestimentos de tramas não tecidas podem incluir, por exemplo, poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoretileno; poliésteres, por exemplo, tereftalato de polietileno e assim por diante; acetato de polivinila; cloreto de acetato de polivinila; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, e assim por diante; poliamidas, por exemplo, náilon; cloreto de polivinila; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; poliuretanos; ácido polilático; seus copolímeros; e assim por diante. Se desejado, os polímeros renováveis, tais como os descritos acima, também podem ser empregados. Polímeros sintéticos ou naturais também podem ser usados, incluindo, mas não se limitando a, ésteres de celulose; éteres de celulose; nitratos de celulose; acetatos de celulose; acetatos butiratos de celulose; etilcelulose; celuloses regeneradas, tais como viscose, rayon, e assim por diante. Deve-se observar que o(s) polímero(s) podem conter também outros aditivos, como os adjuvantes tecnológicos ou compostos de tratamento para transmitir para as fibras as propriedades desejadas, quantidades residuais de solventes, pigmentos ou corantes, e assim por diante.
[0081] Fibras monocomponentes e/ou multicomponentes podem ser usadas para formar o revestimento da trama não tecida. As fibras monocomponentes são, geralmente, formadas por um polímero ou por uma mistura de polímeros extrudados a partir de uma única extrusora. Fibras multicomponentes são geralmente formadas por dois ou mais polímeros (por exemplo, fibras bicomponentes) extrudados a partir de extrusoras separadas. Os polímeros podem ser organizados em zonas distintas posicionadas substancialmente de forma constante ao longo da seção transversal das fibras. Os componentes podem ser organizados em qualquer configuração desejada, como revestimento-núcleo, lado a lado, torta, ilha no mar, três ilhas, olho de boi, ou várias outras formas de organização conhecidas na técnica. Também podem ser formadas fibras de multicomponentes com várias formas irregulares.
[0082] Podem ser empregadas fibras de qualquer comprimento desejado, como fibras descontínuas, fibras contínuas, etc. Em uma determinada modalidade, por exemplo, as fibras descontínuas podem ser usadas com comprimento na faixa de cerca de 1 a cerca de 150 milímetros, em alguns aspectos de cerca de 5 a cerca de 50 milímetros, em alguns aspectos de cerca de 10 a cerca de 40 milímetros e, em alguns aspectos, de cerca de 10 a cerca de 25 milímetros. Embora não seja necessário, podem ser empregadas técnicas de cardagem para formar camadas fibrosas com fibras descontínuas, conforme é bem conhecido na técnica. Por exemplo, as fibras podem ser transformadas em uma trama cardada colocando fardos de fibras em um apanhador que as separa. Em seguida, as fibras são enviadas por uma unidade de penteamento ou cardamento que decompõe e alinha adicionalmente as fibras na direção de máquina de modo a formar uma trama não tecida fibrosa na direção de máquina. A trama cardada pode então ser unida usando técnicas conhecidas para formar uma trama fixada cardada não tecida.
[0083] Se desejado, o revestimento da trama não tecida usada para formar o composto não tecido pode ter uma estrutura multicamada. Materiais em multicamadas adequados podem incluir, por exemplo, laminados spunbond/meltblown/spunbond (SMS) e laminados spunbond/meltblown (SM). Outro exemplo de estrutura multicamada é a trama spunbond produzida em uma máquina de mesa multigiratória em que a mesa giratória deposita fibras sobre a camada de fibras depositadas em um giro anterior da mesa. Essa trama individual spunbond não tecida pode também ser entendida como uma estrutura multicamada. Nesse caso, as várias camadas de fibras depositadas na trama não tecida podem ser as mesmas, ou podem diferir na gramatura e/ou na composição, tipo, tamanho, nível de frisos e/ou no formato das fibras produzidas. Como outro exemplo, uma trama não tecida única pode ser fornecida como duas ou mais camadas produzidas individualmente de uma trama spunbond, uma trama cardada, etc., que foram unidas 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. Um revestimento de trama não tecida pode conter também um componente fibroso adicional que seja considerado um composto. Por exemplo, uma trama não tecida pode ser emaranhada com outro componente fibroso usando uma variedade de técnicas de emaranhamento conhecidas na técnica (por exemplo, hidráulica, ar, mecânica, etc.). Em um aspecto, a trama não tecida é emaranhada integralmente com fibras de celulose usando emaranhamento hidráulico. Um processo típico de emaranhamento hidráulico utiliza correntes de jato d'água de alta pressão para emaranhar as fibras e formar uma estrutura fibrosa consolidada altamente emaranhada, por exemplo, uma trama não tecida. O componente fibroso do composto pode conter qualquer quantidade desejada do substrato resultante.
[0084] As inclusões (por exemplo, nanoinclusões, microinclusões, ou ambas), independentemente do seu tamanho em particular podem ser distribuídas de uma forma substancialmente homogênea por todo o material.
[0085] A película resultante do processo descrito neste documento tende a ter seus domínios de inclusão em grande parte alinhados; os eixos longos do domínios são substancialmente paralelos na MD. Quando a película é esticada na CD, entretanto, as inclusões alongadas reversivelmente se reorientam de modo que seus eixos longos fiquem substancialmente paralelos na CD. Quando é permitido à película esticada relaxar, as inclusões alongadas se reorientam de modo a voltar a ficar substancialmente paralelas na MD. Esta reorientação reversível permite às inclusões prover resistência e rigidez tanto na MD quanto na CD sem sacrificar suas propriedades elásticas.
[0086] Exemplos específicos são feitos com elástico à base de poliolefina VISTAMAXX 6102 como o elastômero, resina epóxi à base de poliolefina LOTADER AX8900 como o terpolímero, e ácido polilático termoplástico (PLA). As misturas foram de 92.5/7.5 ou 90/5/5.
[0087] A melhoria das propriedades físicas inclui carga de pico MD e resistência à tração aumentadas e carga de pico CD, alongamento no pico, e resistência à tração aumentados. Uma melhoria de quase 50% na resistência à tração CD é especialmente surpreendente para a mistura que inclui um componente plástico, tal como PLA, sem qualquer degradação significante no ajuste percentual CD.
[0088] Estudos com microscópio eletrônico de varredura (SEM) mostraram que a estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa é evidente na película, com micro e nanodomínios ao redor da resina epóxi à base de poliolefina LOTADER ou da resina epóxi à base de poliolefina LOTADER/inclusões PLA. A microscopia óptica demonstrou que estes microdomínios se reorientaram reversivelmente durante o estiramento CD, o que ajuda a manter boas propriedades elásticas CD.
[0089] As estruturas de inclusão alongadas de reforço dispersas na película de elastômero de poliolefina termoplástica permitem uma mudança de etapa na utilização e desempenho do material. Essa estrutura fornece uma variedade de benefícios adicionais a uma película elástica incluindo características de resistência à tração e alongamento até ruptura melhoradas, e resistência à tração CD, pico de carga, e alongamento até ruptura superiores com substancialmente o mesmo ajuste permanente como 100% de elastômero de poliolefina após múltiplos ciclos de extensão de estresse-força.
[0090] Em tentativas anteriores, um sistema de polímero plástico misturado com um componente de polímero elástico resulta em resistência melhorada do polímero à base de plástico com resistência à tração máxima reduzida. Por outro lado, um sistema de polímero elástico misturado com um componente plástico resulta em resistência à tração aumentada com maior histerese e ajuste permanente. Em um exemplo típico, o sistema de copolímeros da resina de polímeros acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) é misturado com policloreto de vinil (PVC) plastificado. Sabe-se também que uma película elástica feita a partir do processo de moldagem de extrusão mostra melhor resistência e elasticidade na MD comparado à CD, conforme mostrado na Tabela 1 para uma elástico à base de poliolefina, tais como elástico à base de poliolefina VISTAMAXX da ExxonMobil. Não existem relatos de películas poliméricas de elástico à base de poliolefina moldadas sendo misturadas com componentes plásticos que tenham uma melhor resistência à tração e elasticidade na CD do que na MD. Um elástico com melhor resistência e propriedades elásticas na CD é uma melhoria importante, particularmente para aplicações de produtos para cuidados pessoais.
[0091] A presente divulgação pode ser mais bem entendida com referência aos seguintes exemplos.
Métodos de Teste Taxa de Fluxo à Fusão:
[0092] A taxa de fluxo de fusão ("MFR") é o peso de um polímero (em gramas) forçado através de um orifício de reômetro de extrusão (diâmetro de 0,0825 polegadas), quando submetido a uma carga de 2160 gramas em 10 minutos, tipicamente a 190°C, 210°C, ou 230°C. Salvo especificação em contrário, a taxa de fluxo de fusão é medida de acordo com o método de teste ASTM D1238 com um plastômero de extrusão Tinius Olsen.
Propriedades Térmicas:
[0093] A temperatura de transição vítrea (Tg) pode ser determinada por meio de análise dinâmico-mecânica (DMA), de acordo com a ASTM E1640-09. Um instrumento Q800 da TA Instruments pode ser usado. Operações experimentais podem ser executadas em geometria de tensão/tensão, em um modo de varredura de temperatura na faixa de -120°C a 150°C com uma taxa de aquecimento de 3°C/min. A frequência de amplitude de força pode ser mantida constante (2 Hz) durante o teste. Três (3) amostras independentes podem ser testadas para obter uma temperatura de transição vítrea média, que é definida pelo valor de pico da curva da tangente δ, em que a tangente δ é definida como a razão entre o módulo de perda e o módulo de armazenamento (tan δ = E”/E’).
[0094] A temperatura de fusão pode ser determinada por meio de calorimetria diferencial de varredura (DSC). O calorímetro de varredura diferencial pode ser um calorímetro diferencial de varredura DSC Q100, que foi equipado com um acessório de resfriamento por nitrogênio líquido e com um software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (versão 4.6.6), que são disponibilizados pela T.A. Instruments Inc. de New Castle, Delaware. Para evitar o manuseamento das amostras diretamente, pinças ou outros instrumentos são utilizados. As amostras são colocadas em uma panela de alumínio e pesadas com uma precisão de 0,01 miligrama em uma balança analítica. Uma tampa é dobrada sobre o material de amostra sobre a panela. Normalmente, os grãos de resina são colocados diretamente no prato de pesagem.
[0095] O equipamento de varredura diferencial de calorimetria é calibrado por meio de um padrão de metal índio, e é feita uma correção de base, conforme descrito no manual de operação do equipamento. A amostra do material é colocada na câmara de testes do equipamento de varredura diferencial de calorimetria para ser testado e é usada um prato vazio como referência. Todos os testes são executados com a aplicação de 55 centímetros cúbicos por minuto de nitrogênio (grau industrial) sobre a câmara de testes. Para as amostras de grãos de resina, o programa de aquecimento e resfriamento é um teste de 2 ciclos, que começou com o equilíbrio da câmara a -30°C, seguido por um primeiro período de aquecimento até uma taxa de 10 °C por minuto até uma temperatura de 200 °C, seguido por um equilíbrio da amostra a 200 °C por 3 minutos, seguido por um primeiro período de resfriamento de 10 °C por minuto até uma temperatura de -30 °C, seguido pelo equilíbrio da amostra a -30 °C por 3 minutos, e em seguida um segundo período de aquecimento, a uma taxa de 10 °C por minuto até uma temperatura de 200 °C. Todos os testes são executados com a aplicação de 55 centímetros cúbicos por minuto de nitrogênio (grau industrial) sobre a câmara de testes.
[0096] Os resultados são avaliados utilizando o software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000, que identificou e quantificou a temperatura de transição vítrea (Tg) de inflexão, os picos endotérmicos e exotérmicos e as áreas sob os picos nos gráficos DSC. A temperatura de transição vítrea é identificada como a região na linha narrativa em que uma clara mudança de inclinação ocorreu, e a temperatura de fusão é determinada através de um cálculo automático de inflexão.
Propriedades Elásticas da Película:
[0097] Foram testadas as propriedades elásticas de películas (estresse máximo, módulo, força de ruptura e energia por volume em ruptura). Estas medições são realizadas usando um teste de alongamento de tira que está substancialmente em conformidade com as especificações em ASTM D545995. Especificamente, o teste usa duas braçadeiras, cada uma com dois mordentes, e cada mordente apresenta um contato voltado para a amostra. As braçadeiras prendem o material no mesmo plano, geralmente na posição vertical, separadas por 1 polegada e movem a cruzeta a uma taxa específica de extensão. O tamanho da amostra é de 4 polegadas por 3/8 polegadas (101,6 mm por 9,525 mm), com uma altura voltada para o mordente de 1 polegada e uma largura de 3 polegadas e a uma taxa de deslocamento da cruzeta de 20 pol/min. A amostra é presa em uma estrutura de teste eletromecânica MTS (Sistemas de Teste Mecânico) que tem capacidade de aquisição de dados. O teste é realizado em condição ambiente, na direção de máquina (MD) e na direção transversal (CD). Os resultados são relatados como uma média de pelo menos cinco amostras.
[0098] Mais especificamente, os materiais foram testados usando um procedimento de teste cíclico para determinar o ajuste percentual. Em particular, um teste de 3 ciclos foi utilizado para alongamento 150% definido. O teste foi conduzido em condições ambientes. Para esse teste, o tamanho da amostra foi 8/3 polegada (9,525 milímetros) por 4 polegadas (101,6 milímetros). O tamanho de aderência foi de 3 polegadas (76 milímetros) em largura e a separação de aderência foi de 1 polegada. As amostras foram carregadas de modo que a direção de máquina ou direção transversal da amostra estava na direção vertical, dependendo da orientação desejada. Estabeleceu-se uma pré-carga de aproximadamente 20 a 30 gramas. O teste puxou a amostra para 150 por cento de alongamento a uma velocidade de 20 polegadas (508 milímetros) por minuto e então retornou para zero a uma velocidade de 20 polegadas (508 milímetros) por minuto. Posteriormente, o ajuste percentual foi determinado como o alongamento percentual no qual o estresse torna-se zero em um gráfico estresse-%alongamento durante o ciclo de retorno. Em outros aspectos, após cada ciclo, o valor de ajuste percentual é registrado após o 1o ciclo (50%), o 2o ciclo (100%), e o 3o ciclo (150%), respectivamente. Apenas o valor de ajuste percentual após 3o ciclo de 150% foi usado. Normalmente, o valor de ajuste percentual é o mesmo após teste de 3 ciclos de até 150% e após teste de 1 ciclo de até 150%.
Exemplos
[0099] Tabela 1 mostra as propriedades físicas básicas de 100% de película elástica à base de poliolefina VISTAMAXX e películas com formulações de estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa misturada (em vários exemplos, 7,5% de resina epóxi à base de poliolefina LOTADER, 5% de resina epóxi à base de poliolefina LOTADER, e/ou 5% de PLA). Todos as películas foram feitas a partir de um processo de moldagem em extrusão com as seguintes condições de extrusão. Uma extrusora de parafusos de 25 mm da Nanjing Giaon com L/D=30, 5 zonas (180°F, 230°F, 300°F, 340°F, 340°F, 340°F), molde, 355°F, uma velocidade de 180 rpm, uma pressão de moldagem de 600 psi, uma taxa de alimentação de 4 lb/hr, e o rolo de refrigeração a 5,6 fpm. A gramatura da película foi de 60 g/m2.
[00100] Para a Amostra de comparação 1, 100% de película elástica à base de poliolefina VISTAMAXX 6102 FL foi produzida e testada. Para a Amostra experimental 2, elástico à base de poliolefina de grau VISTAMAXX 6102 FL foi composto com 7,5% (peso) de resina epóxi à base de poliolefina LOTADER. Para Amostra experimental 3, elástico à base de poliolefina de grau VISTAMAXX 6102 FL foi composto com 5% (peso) de resina epóxi à base de poliolefina LOTADER e 5% de PLA. As misturas foram compostas com as seguintes condições: Tabela 1. Propriedades físicas da película elástica à base de poliolefina VISTAMAXX e películas elástica à base de poliolefina VISTAMAXX de estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa
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[00101] A Tabela 1 demonstra o desempenho superior da Amostra 3: 90% de elástico à base de poliolefina VISTAMAXX/5% de Lotader/5% de PLA mesclam-se em cada propriedade específica em 100% de película elástica à base de poliolefina VISTAMAXX, especialmente na CD. A Amostra 3 gerou um ajuste permanente maior de 26% na MD devido à inclusão de microdomínio de PLA, que é típica para uma mistura de polímero de alto módulo com polímero elástico. Entretanto, uma resistência à tração mais de 33% superior foi obtida na CD sem sacrificar a elasticidade em comparação com a película elástica à base de poliolefina VISTAMAXX pura. Especificamente, a Amostra 3 demonstrou resistência à tração 33% superior em comparação com a Amostra 1 com ajuste percentual substancialmente similar. Não há relatos de tais fenômenos em outros sistemas de mistura plástico/elástico. Um comportamento semelhante foi observado para misturas de elástico à base de poliolefina VISTAMAXX/resina epóxi à base de poliolefina LOTADER (Amostra 2). Sem ater-se a uma teoria específica, o alongamento MD reduzido da mistura é possivelmente devido a emaranhamento físico das cadeias de resina epóxi à base de poliolefina LOTADER com a cadeia elástica à base de poliolefina VISTAMAXX porque nenhuma reação química ocorreu entre os dois polímeros. A maior resistência MD e ajuste percentual é o que normalmente é visto com misturas plásticas/elastoméricas, mas as características CD demonstradas neste documento não são características de misturas típicas.
[00102] Estudos SEM como ilustrado nas Figs. 1-8 indicaram que uma estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa foi criada na matriz elástica à base de poliolefina VISTAMAXX através da inclusão de microdomínios de PLA/resina epóxi à base de poliolefina LOTADER na matriz elástica à base de poliolefina VISTAMAXX. A estrutura e relação de propriedade da mistura elástica à base de poliolefina VISTAMAXX da estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa demonstraram que a inclusão de microdomínios PLA na matriz elástica à base de poliolefina VISTAMAXX aprimorou a resistência à tração e manteve as propriedades elásticas (alongamento e ajuste percentual) na CD, como mostrado nas figuras.
[00103] Um estudo com microscópio óptico polarizado descobriu que microdomínios de estrutura de inclusão alongada de reforço dispersa se reorientam reversivelmente durante o estiramento CD (ver as Figs. 6-8). Os microdomínios se reorientam reversivelmente sob estiramento CD, fornecendo resistência à tração ao elástico reforçado sem afetar negativamente as propriedades elásticas na CD. Especificamente, a orientação CD durante o estiramento CD fornece maior resistência à tração (33% maior; 17.0 vs. 12.8) com praticamente o mesmo nível de ajuste percentual que o material de controle (14.4 vs. 14.6). Além disso, o alongamento de pico também é mais alto.
[00104] Em um primeiro aspecto particular, uma película de elastômero de poliolefina termoplástica inclui uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástico e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos ficam alinhados na direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que os eixos ficam alinhados na direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD.
[00105] Um segundo aspecto particular inclui o primeiro aspecto particular, em que o aditivo de nanoinclusão inclui uma pluralidade de nanoinclusões com uma dimensão de seção transversal média de cerca 800 nanômetros ou menos.
[00106] Um terceiro aspecto particular inclui o primeiro e/ou segundo aspecto particular, em que o elastômero poliolefínico é um elastômero de polipropileno.
[00107] Um quarto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-3, em que o aditivo de nanoinclusão que é um terpolímero de etileno, éster acrílico, e metacrilato de glicidil.
[00108] Um quinto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-4, em que o aditivo de nanoinclusão constitui de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso da composição, com base no peso da fase contínua.
[00109] Um sexto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 15, compreendendo ainda um aditivo de microinclusão disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos.
[00110] Um sétimo aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-6, em que o aditivo de microinclusão é um polímero.
[00111] Um oitavo aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-7, em que o polímero do aditivo de microinclusão é um copolímero estirênico, poliolefina funcionalizada, ou poliéster.
[00112] Um nono aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 18, em que o aditivo de microinclusão é um ácido polilático.
[00113] Um décimo aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-9, em que o aditivo de nanoinclusão é um polímero com um componente não-polar.
[00114] Um décimo primeiro aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-10, em que o polímero é uma cera poliolefínica microcristalina.
[00115] Um décimo segundo aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-11, em que o polímero contém ainda um componente polar.
[00116] Um décimo terceiro aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-12, em que o polímero é uma poliolefina funcionalizada.
[00117] Um décimo quarto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-13, em que a poliolefina funcionalizada é um poliepóxido.
[00118] Um décimo quinto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-14, em que a película de elastômero de poliolefina termoplástica compreende ainda um compatibilizante.
[00119] Um décimo sexto aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 1-15, em que a película de elastômero de poliolefina termoplástica compreende ainda um modificador interfásico.
[00120] Em um décimo sétimo aspecto particular, um artigo inclui uma película elastomérica poliolefínica incluindo uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástico e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos ficam alinhados na direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que eixos ficam alinhados na direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD.
[00121] Um décimo oitavo aspecto particular inclui o décimo sétimo aspecto particular, em que o artigo é um laminado.
[00122] Um décimo nono aspecto particular inclui os décimo sétimo e/ou décimo oitavo aspectos particulares, em que o artigo é um pacote.
[00123] Um vigésimo aspecto particular inclui um ou mais dos aspectos 17-19, em que o artigo é um artigo absorvente.
[00124] Embora a divulgação tenha sido descrita em detalhes em relação a seus aspectos específicos, será percebido que os versados na técnica, mediante a compreensão do exposto anteriormente, podem conceber facilmente alterações, variações e equivalentes a esses aspectos. Sendo assim, o escopo da presente divulgação deve ser considerado como aquele das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims (20)

1. Película de elastômero de poliolefina termoplástica, caracterizada pelo fato de que compreende: uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástico e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos ficam alinhados em uma direção de máquina (MD), e em que os eixos ficam alinhados em uma direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD e se reorientam reversivelmente para retornar para serem alinhados na MD quando a película está relaxada.
2. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão inclui uma pluralidade de nanoinclusões com uma dimensão de seção transversal média de cerca de 800 nanômetros ou menos.
3. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elastômero poliolefínico é elastômero de polipropileno.
4. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão é um terpolímero de etileno, éster acrílico e metacrilato de glicidil.
5. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão constitui de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso da película, com base no peso da fase contínua.
6. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um aditivo de microinclusão disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos.
7. Película, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o aditivo de microinclusão é um polímero.
8. Película, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o polímero do aditivo de microinclusão é um copolímero estirênico, poliolefina funcionalizada ou poliéster.
9. Película, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o polímero do aditivo de microinclusão é ácido polilático.
10. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão é um polímero com componente não polar.
11. Película, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o polímero é uma cera poliolefínica microcristalina.
12. Película, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o polímero contém ainda um componente polar.
13. Película, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o polímero é uma poliolefina funcionalizada.
14. Película, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a poliolefina funcionalizada é um poliepóxido.
15. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a película de elastômero de poliolefina termoplástica compreende ainda um compatibilizante.
16. Película, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a película de elastômero de poliolefina termoplástica compreende ainda um modificador interfásico.
17. Artigo, caracterizado pelo fato de que compreende uma película elastomérica poliolefínica incluindo uma fase contínua que inclui um elastômero de poliolefina termoplástica e um aditivo de nanoinclusão dispersos dentro da fase contínua na forma de domínios discretos, em que cada domínio discreto é alongado com um eixo longo, em que os eixos ficam alinhados em uma direção de máquina (MD) quando a película está relaxada, e em que os eixos ficam alinhados em uma direção transversal (CD) quando a película é esticada na CD e se reorientam reversivelmente para retornar para serem alinhados na MD quando a película está relaxada.
18. Artigo, de acordo com a reivindicação pelo fato de que o artigo é um laminado.
19. Artigo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o artigo é um pacote.
20. Artigo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o artigo é um artigo absorvente.
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