BRPI0806809A2 - laminado elastomérico e respectivo método de formação - Google Patents

Abstract

Laminado Elastomérico e Respectivo Método de Formação Resumo Um laminado elastomérico que não exige ativação mecânica compreende uma camada de filme de polimero elastomérico ligado a uma ou mais outras camadas de substrato. A composição de filme elastomérico, as propriedades fisicas do substrato e as condições de ligação são selecionadas e controladas para formar um laminado elastomérico que é estirável e recuperável sem o uso de material emexcesso ou ativação mecânica pós-laminação, O laminado elastomérico resultante pode ser fabricado em equipamento de alta velocidade relativamente simples a custo inferior e com propriedades fisicas melhoradas.

Description

"Laminado Elastomérico e Respectivo Método de Formação" Reiatório Descritivo Campo da Invenção

A presente invenção relaciona-se com filmes de laminados elastoméricos para materiais não elastoméricos, tais como tecidos, em que os laminados resultantes são elastoméricos sem ativação mecânica.

A presente invenção também se relaciona com métodos de fazer lamina- dos de filmes elastoméricos e materiais não elastoméricos, em que os laminados resultantes são elastoméricos sem ativação mecânica.

Antecedentes da Invenção

Os materiais elastoméricos tem sido de há muito apreciados pela sua capacidade de expandir para se ajustar por cima ou em torno de objetos maiores e, depois, se retrair de forma a proporcionar um ajuste aconchegado em torno dos objetos. Os materiais elastoméricos são freqüentemente usados em artigos de vestuário para prover um ajuste aconchegado, tal como em roupa ativa. Os elastômeros também podem formar barreiras resilientes, mas, efetivas, tais como nos brace- letes de artigos de vestuário térmicos com a intenção de reter o calor do corpo.

Um exemplo de um tipo de artigo de vestuário em que tanto as propriedades de ajuste como de barreira são importantes são os produtos higiênicos tais como fraldas. Os materiais elastoméricos são usados na cintura, em torno da abertura da perna e nos prendedores (para uma fralda) ou lados (para um artigo de vestuário do tipo de calça íntima). Os materiais elastoméricos nestas regiões melhoram o ajuste global do artigo de vestuário e também tornam muito mais fácil vestir e remover o artigo de vestuário. Os materiais elastoméricos também atuam como barreiras resilientes, melhorando as capacidades de retenção do artigo de vestuário, ao mesmo tempo em que ainda permi- tem conforto e movimentos livres para o usuário.

Num produto higiênico, o material elastomérico usado pode ser na forma de filamentos, tecidos ou filmes. Usar filamentos elasto- méricos pode ocasionar problemas na junção do artigo de vestuário, visto que os filamentos devem ser aplicados como um componente dentre muitos no processo de fabrico. Estes filamentos podem também ser fracos e tendem a quebrar, o que pode levar a que o elástico fracasse ainda que existam filamentos supérfluos presentes. Os tecidos elasto- méricos são algo fáceis de trabalhar num processo de fabrico, mas os tecidos em si tendem a ser caros tanto em matérias-primas como no custo de fabrico do tecido propriamente dito. Os filmes elastoméricos são mais fáceis de usar na produção do que os filamentos e são de produção menos cara do que os tecidos elastoméricos. Os filmes elastoméricos também tendem a ser mais fortes do que os filamentos ou tecidos e de falha menos provável em uso.

Contudo, os materiais elastoméricos podem ser irritantes ou prejudiciais, se expostos diretamente à pele. Muitas pessoas são alérgicas ao látex ou compostos de borracha sintética se estes compos- tos ficarem em contato com a pele. Os materiais elastoméricos que contatam diretamente a pele podem também atritar, premir ou 'quei- mar' a pele, criando marcas vermelhas dolorosas.

Para evitar o contato direto entre os materiais elastoméricos e a pele do usuário e também para dar ao material elastomérico um tato e aparência mais agradável, semelhante a tecido, é conhecido na técnica como cobrir o material elastomérico com tecido ou material semelhante a tecido. Por exemplo, filmes elastoméricos usados de modo limitado ou artigos de vestuário disponíveis podem ser ligados ou laminados a camadas de não tecidos, tecidos ou tecido tricotado, de forma que o tecido cobre o elastômero e contata a pele do usuário. Esta ligação ou laminação do filme elastomérico a tecidos é feita por vários meios conhecidos, incluindo laminação por extrusão, laminação de adesivo, laminação térmica e laminação ultrassônica. Os tecidos usados para itens disponíveis são tipicamente materiais não tecidos feitos a partir de materiais baratos mas não elastoméricos tais como polipropileno ou polietileno.

Contudo, filmes elastoméricos típicos são ligados a uma ou mais camadas de tecido, o laminado resultante já não é normalmente mais elastomérico, a menos que o tecido propriamente também seja feito de materiais elastoméricos. Os materiais não tecidos feitos de polímeros elastoméricos são conhecidos, mas estes materiais são tipicamente muito caros para artigos de uso limitado ou descartáveis. Se um tecido não elastomérico for ligado a um filme elastomérico, o tecido ligar-se-á ao elastômero de modo a restringir o elastômero e o laminado resultante não será mais elastomérico do que o componente de tecido.

Muitas abordagens foram tomadas para formar um lamina- do ou filme e tecido elastoméricos que permaneça elastomérico uma vez que as camadas laminadas sejam ligadas em conjunto. Uma aborda- gem é dobrar, corrugar, formar crepe ou de outra forma juntar a cama- da de tecido antes de ligá-la ao filme elastomérico. O tecido juntado é ligado ao filme em pontos ou linhas especificados, não continuamente através da superfície do filme. Enquanto o filme estiver num estado relaxado, o tecido permanece corrugado ou enrugado no filme; uma vez que o filme elastomérico seja estirado, a camada de tecido aplaina até o material enrugado esteja essencialmente plano, ponto em que o estira- mento do elastômero cessa.

Outra abordagem é estirar o filme elastomérico, então ligar o tecido ao filme, enquanto o filme é estirado. Novamente, o tecido é ligado ao filme em pontos ou linhas especificados em lugar de continu- amente através da superfície do filme. Quando o filme estirado é deixado relaxar, o tecido corruga-se ou enruga-se sobre o filme elasto- mérico não estirado.

Outra abordagem é 'torcer' o tecido antes de ligá-lo ao elastômero. O estrangulamento é um processo pelo qual o tecido é puxado numa direção, o que ocasiona que as fibras no tecido escorre- guem mais próximas em conjunto e a largura do tecido na direção perpendicular à direção de puxamento é reduzida. O estrangulamento é muito efetivo com tecidos tricotados e não tecidos, embora seja menos efetivo com materiais tecidos, se o tecido estrangulado for ligado por pontos a um filme elastomérico, o laminado resultante estirará um pouco numa direção perpendicular à direção em que o tecido foi puxado durante o processo de estrangulamento, porque as fibras do tecido estrangulado podem deslizar em afastamento umas das outras à medida que o laminado estira.

Ainda outra abordagem é ativar o laminado elastomérico uma vez que tenha sido formado. A ativação é um processo pelo qual o laminado elastomérico é tornado fácil de estirar. Mais freqüentemente, a ativação é um tratamento físico, modificação ou deformação do laminado elastomérico, sendo a referida ativação realizada por meios mecânicos. Por exemplo, o laminado elastomérico pode ser incremen- talmente estirado usando cilindros de interacoplamento, conforme analisado na Patente US 5.422.172, para tornar o laminado estirável e recuperável. Todavia, o processo de ativação mecânica pode debilitar ou rasgar o filme, tecido subjacente ou o laminado como um todo, o que cria um risco de que o laminado se rasgue e fracasse, enquanto o material estiver em uso. Os laminados que sofrem ativação mecânica pós-laminação são freqüentemente feitos de materiais de calibre mais pesado, a fim de corrigir defeitos potenciais devido a serem os lamina- dos danificados durante a ativação mecânica.

Alguns destes métodos são limitados pela necessidade de técnicas industriais complicadas. Por exemplo, a corrugação ou junção de uma camada de tecido antes da ligação do tecido ao filme elastomé- rico exige maquinaria para juntar e segurar o tecido antes da ligação.

Além disso, deve ser usada uma quantidade em excesso de tecido em relação à quantidade de filme elastomérico, visto deve haver tecido extra para corrugar ou enrugar sobre o filme não estirado. Estirar o filme elastomérico ou estrangular o tecido antes da ligação da camada estirada ou estrangulada à camada não estirada também exige maqui- naria adicional para pré-estirar ou pré-estrangular uma camada, depois, segurar essa camada numa condição estirada ou estrangulada. Estes processos são caminhos lentos para fabricar materiais elastomé- ricos. A ativação mecânica de um laminado elastomérico já formado é muito mais rápida, mas ainda exige capital adicional para o maquinário de ativação mecânica para manipular o laminado, a fim de ativá-lo.

Persiste uma necessidade de fabricar efetivamente um laminado de um filme e tecido elastomérico que seja estirável sem métodos de processamento complicados nem técnicas de ativação mecânicas intensivas em capital. Esses laminados deveriam ser fáceis, baratos e de fabrico rápido, sem usar quantidades excessivas de mate- rial.

Sumário da Invenção

Numa modalidade, a presente invenção é direcionada para um laminado de um filme elastomérico e uma ou mais camadas de tecido, sendo o referido laminado estirável e recuperável sem ativação mecânica. Controlando a composição do filme elastomérico, o tipo de tecido usado no laminado e a resistência de ligação entre o filme e as camadas de tecido, pode ser feito um laminado elastomérico que não exige material excessivo usando maquinaria de alta velocidade sem exigir ativação mecânica para fabricar o laminado estirável. Em outras modalidades da presente invenção, são dados métodos de produção desses laminados elastoméricos que não exigem nenhuma ativação mecânica.

Outras modalidades da invenção serão evidentes em vista da descrição detalhada seguinte da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será entendida mais completamente tendo em vista os desenhos, em que:

as Figuras 1a-1d ilustram várias estruturas possíveis para o laminado elastomérico de camadas múltiplas da invenção;

a Figura 2 é um esquema de um processo de extru- são por fusão típico;

a Figura 3 é um esquema de um processo de ligação de adesivo típico; e

a Figura 4 é um esquema de um processo de lamina- ção por extrusão típica.

Descrição Detalhada da Invenção

Os inventores constataram que, por seleção cuidadosa da composição do filme elastomérico, as propriedades físicas do tecido laminado e as condições de ligação e resistência da ligação do laminado elastomérico resultante, podem ser fabricados laminados estiráveis e recuperáveis de filme elastomérico e uma ou mais camadas de tecido que não exigem que uma ou mais camadas dos laminados sejam juntas ou estiradas antes da laminação. O laminado elastomérico da presente invenção também não exige ativação mecânica depois de ser formado para que fique estirável e recuperável. O laminado elastomérico inven- tivo e os métodos de fabrico desse laminado elastomérico são aqui descritos.

Para a finalidade desta revelação, são definidas as seguin- tes condições:

*"Filme" refere-se a material num formato semelhante a lâmina em que as dimensões do material nas direções χ (comprimento) e y (largura) são substancialmente maiores do que a dimensão na direção ζ (espessura). Os filmes têm uma espessura na direção ζ na faixa de cerca de 1 μπι até mais ou menos 1 mm, que corresponde a mais ou menos 0,9 a 1.000 gsm para muitos filmes elastoméricos.

*"Peso de base" é um termo padrão da indústria que quantifica a espessura ou massa da unidade de um filme ou produto laminado. O peso de base é a massa por área plana do material semelhante a lâmi- na. O peso de base é comumente declarado em unidades de grama por metro quadrado (gsm) ou onças por jarda quadrada (osy).

*"Coestensivo" refere-se a duas camadas de material semelhante a lâmina que são -colocadas em conjunto de tal modo que existe um contato de superfície para superfície substancialmente contínuo entre as camadas e nenhuma camada é substancialmente corrugada, junta em maço, juntada, franzida, formada em alças ou configurada de outra forma de modo que partes substanciais da superfície daquela camada não contatam a superfície disponível da outra camada.

*"Laminado" como substantivo refere-se a uma estrutura em camadas de materiais semelhantes a lâmina empilhados e ligados de forma que as camadas sejam substancialmente coextensivas através da largura da lâmina mais estreita do material. As camadas podem compreender filmes, tecidos ou outros materiais em forma de lâmina ou combinações dos mesmos. Por exemplo, um laminado pode ser uma estrutura que compreende uma camada de filme e uma camada de tecido ligadas em conjunto através da sua largura de tal maneira que as duas camadas permaneçam ligadas como uma lâmina única sob o uso normal. Um laminado pode também ser chamado de combinação ou um material revestido. "Laminado" como verbo refere-se ao processo pelo qual é formada essa estrutura em camadas.

*"Coextrusão" refere-se a um processo de produção de filmes de políme- ros de camadas múltiplas. Quando um filme de polímeros de camadas múltiplas é feito por um processo de coextrusão, cada polímero ou mistura de polímeros compreendendo uma camada do filme é fundida sozinho. Os polímeros fundidos podem ser colocados em camadas dentro da matriz de extrusão e as camadas de filmes de polímero fundidos são extrudadas a partir da matriz de modo essencialmente simultâneo. Em filmes de polímeros coextrudados, as camadas indivi- duais do filme são ligadas em conjunto mas permanecem essencialmen- te não misturadas e distintas como camadas dentro do filme. Isto é contrastado com filmes de componentes múltiplos misturados, em que os componentes de polímeros são misturados para fazer uma mistura essencialmente homogênea ou uma mistura heterogênea de polímeros que são extrudados numa camada única.

*"Laminação por extrusão" ou "revestimento de extrusão" refere-se aos processos pelo qual um filme de polímeros fundidos é extrudado sobre um substrato sólido, a fim de revestir o substrato com o filme de polí- meros e ligar o substrato e filme em conjunto.

*"Estirâveis" e "recuperáveis" são termos descritivos usados para descrever as propriedades elastoméricas de um material. "Estirãvel" significa que o material pode ser estendido por uma força de puxamento a uma dimensão especificada significativamente maior do que a sua dimensão inicial sem romper. Por exemplo, um material que seja de 10 cm de comprimento que pode ser estendido até mais ou menos 13 cm de comprimento sem quebrar debaixo da força de puxamento poderia ser descrito como estirável. "Recuperável" significa que um material que é estendido por uma força de puxamento a certa dimensão signifi- cativamente maior do que a sua dimensão inicial sem quebrar retornará à sua dimensão inicial ou uma dimensão especificada que é adequada- mente perto da dimensão inicial quando o puxar força for liberada. Por exemplo, um material que é de 10 cm de comprimento que pode ser estendido até mais ou menos 13 cm de comprimento sem romper sob a força de puxamento e que retorna a cerca de 10 cm de comprimento ou a um comprimento especificado que é adequadamente próximo de 10 cm poderia ser descrito como recuperável.

*"Elastoméricos" ou "elastômeros" ou "elásticos" referem-se a materiais de polímeros que podem ser estirados a pelo menos aproximadamente 150% de sua dimensão original sem quebrar e que então recupera a não mais do que 120% de sua dimensão original, na direção da força de estiramento aplicada. Por exemplo, um filme elastomérico que seja de 10 cm de comprimento deveria estirar a pelo menos cerca de 15 cm sob uma força de estiramento e então retrair a não mais do que cerca de 12 cm, quando for removida a força de estiramento. Os materiais elasto- méricos são tanto esticáveis quanto recuperáveis.

*"Extensíveis" refere-se a materiais de polímeros que podem ser estira- dos pelo menos aproximadamente a 130% de sua dimensão original sem quebrar, mas que não se recuperam significativamente ou recupe- ram a mais do que cerca de 120% de sua dimensão original e, portanto, não são elastoméricos como definido acima. Por exemplo, um filme extensível que seja de 10 cm de comprimento deveria estirar a pelo menos cerca de 13 cm sob uma força de estiramento, depois, permane- cer de mais ou menos 13 cm de comprimento ou recuperar a um comprimento de mais do que cerca de 12 cm, quando for removida a força de estiramento. Os materiais extensíveis são esticáveis, mas não recuperáveis.

*"Ativação" ou "ativando" refere-se a um processo pelo qual o filme elastomérico ou material é tornado fácil de estirar. Mais freqüentemen- te, a ativação é um tratamento físico, modificação ou deformação do material elastomérico. Estirar um filme pela primeira vez é um meio de ativação do filme. Um material elastomérico que sofreu ativação é chamado de "ativado". Um exemplo comum de ativação é soprar um balão. A primeira vez que o balão é inflado (ou "ativado"), o material no balão é estirado. Se o balão inchado for deixado esvaziar e, então, soprado novamente, o balão ativado é muito mais fácil de inflar.

*"Ativação mecânica" refere-se ao processo de ativação realizado usando maquinário para aplicar um tratamento físico, modificação ou deforma- ção do material elastomérico. A ativação mecânica é distinta da ativa- ção por um consumidor ou usuário final, por exemplo, o consumidor ou usuário final estirar o material elastomérico à mão.

*"Resistência do filme" ou "resistência mecânica" são as propriedades tênseis de um filme, conforme medidas por um método tal como ASTM D-822 "Propriedades Tênseis de Laminagem de Plástico Fino". A menos que notado de outra forma, a "resistência do filme" ou "resistência mecânica" refere-se especificamente à tensão na ruptura e alongamento percentual na ruptura.

*"Resistência ao rasgamento" é uma propriedade de um filme que determina a facilidade ou a dificuldade com a qual o filme pode ser rasgado a partir de um entalhe ou abertura cortada no filme, conforme medida por um método tal como o teste de Elmendorf de entalhe, ASTM D-1922. *"Resistência de ligação" é uma propriedade de um laminado que compreende duas ou mais camadas. A resistência da ligação é deter- minada medindo a força exigida para descascar separadamente as camadas laminadas depois de que são ligadas em conjunto. A resistén- cia de ligação pode ser medida por métodos tais como ASTM D-1876 ou ASTM F-904.

Os polímeros elastoméricos usados na camada de filme de polímeros do laminado elastomérico e os métodos desta invenção podem compreender qualquer resina de polímeros elastoméricos extrudáveis. Os exemplos dessas resinas de polímeros elastoméricos incluem copo- límeros de blocos de vinil arileno e monômeros de dieno conjugados, borrachas naturais, borrachas de poliuretano, borrachas de poliéster, poliolefinas elastoméricas e misturas de poliolefma, poliamidas elasto- méricas ou semelhantes. O filme elastomérico pode compreender também uma mistura de dois ou mais polímeros elastoméricos dos tipos previamente descritos. Por exemplo, um grupo útil de polímeros elas- toméricos são os copolímeros de blocos de vinilarileno e monômeros de dieno conjugados, tais como AB, ABA, ABC ou copolímeros de blocos de ABCA onde os segmentos A compreendem arilenos tais como poliestire- no e os segmentos BeC compreendem dienos tais como butadieno, isopreno ou etileno butadieno. As resinas de copolímero de blocos apropriadas estão prontamente disponíveis a partir de KRATON® Poly- mers de Houston, Texas ou Dexco™ Polymers LP de Planquemine, Louisiana. Outro grupo útil de polímeros elastoméricos são os elastô- meros poliolefínicos (POEs) que são copolímeros elastoméricos de polietileno ou polipropileno. POEs apropriados estão disponíveis a partir da Dow Chemical Company de Midland, Michigan ou ExxonMobil Chemical Company de Houston, Texas.

O filme elastomérico da presente invenção compreende resinas elastoméricas maiores do que ou iguais a mais ou menos 50% de uma ou mais resinas elastoméricas na composição do filme. O uso de POEs é particularmente preferido, porque o filme elastomérico terá uma afinidade maior para um tecido poliolefínico no laminado. O filme elastomérico da presente invenção pode compreender outros componen- tes para modificar as propriedades de filme, ajuda no processamento do filme ou modificar a aparência do filme. Por exemplo, polímeros tais como homopolímero de poliestireno ou poliestireno de alto impacto podem ser misturados com o polímero elastomérico no filme, a fim de enrijecer o filme e melhorar as propriedades de resistência. As poliole- finas ou óleos minerais de peso molecular baixo podem ser adicionados ao filme elastomérico para reduzir o módulo elástico e melhorar a estirabilidade do filme. Polímeros redutores de viscosidade e plastifi- cantes podem ser adicionados como auxiliares de processamento. Outros aditivos tais como pigmentos, tinturas, antioxidantes, agentes antiestáticos, agentes de escorregamento, agentes espumantes, estabili- zadores de calor e/ou luz e cargas inorgânicas e/ou orgânicas podem ser adicionados.

O peso de base do filme elastomérico no laminado elasto- mérico não ativado deve ser controlado. Foi constatado que o filme elastomérico deve ter um peso de base menor do que cerca de 70 gsm, com maior preferência menos do que mais ou menos 50 gsm, com maior preferência menos do que aproximadamente 30 gsm. Um filme de peso de base mais baixo permite que o filme de polímero extrudado arrefeça e solidifique mais rapidamente, o que dá ao fabricante mais controle sobre a resistência da ligação entre o filme elastomérico e as camadas de tecido no laminado. Um filme de peso de base mais baixo tem também a vantagem distinta de ser de fabrico menos caro. Como o laminado da invenção não é ativado depois da laminação, porém, o laminado não elastomérico ativado resultante é tão forte e resiste ao rasgamento tão bem quanto os laminados elastoméricos mais pesados que exige ativação mecânica. O laminado elastomérico não ativado inclui também uma camada de substrato que é laminada no filme elastomérico por meios de laminação conhecidos. A camada de substrato pode ser um material extensível semelhante a lâmina, tal como outro filme de polímero ou um tecido. A camada de substrato deve compreender materiais extensíveis, de tal forma que a camada de substrato tenha uma tensão elástica na ruptura de mais do que cerca de 100%. Contudo, o material de subs- trato não deve ter uma ligação interna forte, de tal maneira que o material de substrato tenha uma força tênsil na ruptura de cerca de 1,57 N/centímetro) (4 N/polegada) ou menos.

Numa modalidade, a camada de substrato é um material de não tecidos. Os exemplos de materiais de não tecidos apropriados incluem tramas não tecidas spunbond, cardadas, sopradas por fusão e spunlaced. Para a presente invenção, os não tecidos cardados são particularmente preferidos. Estes tecidos podem compreender fibras de poliolefinas tais como polipropileno ou polietileno, poliésteres, poliami- das, poliuretanos, elastômeros, rayon, celulose, copolímeros dos mes- mos ou ligas dos mesmos ou misturas dos mesmos. Os materiais não tecidos podem também compreender fibras que são estruturas homogê- neas ou compreendem estruturas de bicomponentes tais como escu- do/núcleo, lado a lado, ilhas no mar e outras configurações de bicom- ponentes conhecidas. Para uma descrição detalhada de não tecidos, ver "Nonwoven Fabric Polymer and Reference Sampler" por E. A. Vaughn, Associação da Indústria de Não tecidos, 3a Edição (1992). Esses mate- riais de não tecidos têm tipicamente um peso de cerca de 5 gramas por metro quadrado (gsm) a 75 gsm. Numa modalidade preferida, o materi- al de não tecidos deve ter um peso de base de cerca de 5 a 30 gsm.

O laminado elastomérico não ativado da invenção pode também compreender duas ou mais dessas camadas de substrato, como descrito acima. Também dentro do escopo desta invenção estão outros tipos de camadas de substrato, tais como tecidos, tecidos trico- tados, scnms, trama etc. Todavia, por causa em razão do custo, dispo- nibilidade e facilidade de processamento, os materiais de não tecidos são normalmente preferidos para o laminado elastomérico não ativado da invenção.

Controlar a resistência de ligação entre o filme elastomérico e as camadas de tecido do laminado elastomérico não ativado é um aspecto importante da presente invenção. A resistência de ligação é tipicamente medida por um método tal como ASTM D-1876. Os inven- tores constataram que a ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de tecido do laminado elastomérico deve ser igual ou menor do que mais ou menos 19,69 N/centímetro (50 N/polegada) para realizar o laminado elastomérico não ativado da invenção. Noutra modalidade, a ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de tecido deve ser de não mais do que cerca de 15,75 N/centímetro (40 N/polegada). Ainda noutra modalidade, a ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de tecido deve não ser maior do que aproximadamente 9,84 N/centímetro (25 N/polegada). A resistência de ligação entre as camadas pode ser realizada de vários modos, depen- dendo do método de laminação. Se as camadas são laminadas por um método adesivo, a escolha do adesivo e a quantidade de adesivo aplica- do para ligar as camadas podem ser ajustadas de forma a alcançar a resistência de ligação pretendida. Se as camadas são laminadas por um processo de laminação de extrusão, a temperatura da trama extru- dada de elastomérico fundido pode ser controlada para otimizar a resistência de ligação. A temperatura da trama fundida extrudada pode ser controlada por um dispositivo de arrefecimento tal como o dispositi- vo descrito nas Patentes US 6.740.184 e 6.951.591.

A Figura 1 mostra várias modalidades possíveis do lamina- do elastomérico da presente invenção. Em cada subfigura da Figura 1, os componentes do laminado são como se segue: 10 representa uma camada A, que pode ser uma camada de substrato, tal como uma camada de tecido; 20 represente uma camada B, que pode ser uma camada de filme polimérico elastomérico; e 30 represente uma camada C, que pode ser outra camada de filme polimérico elastomérico, se o filme elastomérico no laminado for um filme de camadas múltiplas. Numa modalidade alternativa, a camada C pode ser outra camada de substrato, tal como outro tecido. Conseqüentemente, a Figura 1-a representa uma estrutura de laminado AB, a Figura 1-b representa uma estrutura de laminado ABA, a Figura 1-c representa uma estrutura de laminado ABC e a Figura 1-d representa uma estrutura de laminado ABCBA. As modalidades e combinações adicionais de camadas lamina- das serão entendidas por uma pessoa qualificada na técnica como estando dentro do escopo da presente invenção.

Qualquer processo de formação de filme pode preparar o filme elastomérico da presente invenção. Os processos conhecidos de formação de filme incluem extrusão por fusão e extrusão de filme por sopro. Numa modalidade específica, um processo de coextrusão, tal como coextrusão por fusão ou coextrusão de filme por sopro, é usado para formar o filme elastomérico. A coextrusão de filmes de camadas múltiplas por processos de fusão ou sopro são bem conhecidos.

A Figura 2 ilustra um esquema de um processo de extrusão por fusão típico. Uma composição de polímero elastomérico é fundida num extrusor de parafuso convencional 10. A composição de polímero fundido é, então, transferida do extrusor para o bloco de alimentação 16 e o polímero fundido é, então, extrudado a partir da matriz de extrusão 18 para formar uma trama de polímero fundido 20. A trama de polímero fundido 20 é fundida sobre um rolete de arrefecimento 30 onde a trama é rapidamente arrefecida para formar o filme 22. O rolete de arrefecimento 30 pode ser um rolete liso, que faz um filme liso, ou um rolete de modelagem que modela um padrão sobre a superfície do filme. Um rolete de apoio opcional 32 pode ajudar o rolete de arrefeci- mento 30 a formar o filme 22. O filme 22 pode, então, passar sobre equipamento opcional tal como roletes vazios 34 e 36, que facilitam a transferência do filme a partir da seção de extrusão por fusão para o bobinador 40, onde é enrolado e armazenado para aguardar processa- mento adicional.

O filme elastomérico deve ser ligado a uma ou mais cama- das de material não tecido para formar o laminado elastomérico da invenção. Existem muitos métodos de ligação conhecidos que podem ser usados para ligar a camada de filme de polímero elastomérico à(s) camada(s) de tecido(s). Esses métodos incluem laminação de extrusão, laminação de vácuo, ligação de adesivo, ligação térmica, ligação ultras- sônica, ligação por calandragem, ligação por pontos e ligação a laser. As combinações de métodos de ligação também estão dentro do escopo da presente invenção.

Um método de formação do laminado elastomérico da invenção é a ligação de adesivo, ilustrada na Figura 3. A camada de filme polimérico elastomérico 20 é extrudada por fusão a partir de uma matriz de formação de filme 18 e cai para o nip entre o rolete de metal ilustrado 30 e rolete de apoio 32. O rolete de metal 30 pode ser rapi- damente congelado para arrefecer o filme de polímero fundido. O rolete de metal pode ser também gravado com um padrão de modelagem, se esse padrão for desejado no filme resultante. Depois que a camada de filme extrudado 22 arrefeceu e solidificou, passa para uma estação de ligação de adesivo, onde o adesivo 34 é aplicado por meios tais como uma unidade de spray 35 sobre o filme. Alternativamente, a unidade de spray 35 pode pulverizar adesivo sobre a camada de tecido entrante 13. A camada de tecido 13 é desenrolada a partir do rolete lie intro- duzida num nip 37 que pressiona a camada de filme elastomérico 22 e a camada de tecido 13 para ligar as camadas. O laminado elastomérico 24 pode agora ser enrolado num rolete ou prosseguir para processa- mento adicional.

Noutra modalidade, é usado um processo de laminação de extrusão para formar o laminado elastomérico não ativado. Esses processos de laminação de extrusão são bem conhecidos. A Figura 4 ilustra um processo de laminação de extrusão típico. Uma camada de filme polimérico 20 é extrudado por fusão através de uma matriz de formação de filme 18 e cai para o nip entre o rolete de metal ilustrado 30 e rolete de apoio 32. O rolete de metal pode ser rapidamente conge- lado para arrefecer o filme de polímero fundido. O rolete de metal 30 pode também ser gravado com padrão de modelagem, se esse padrão for desejado no filme resultante. A camada de tecido 13 é desenrolada a partir do rolete lie introduzido no nip entre o rolete de metal e tam- bém de apoio. A camada de filme extrudado 20 e a camada de tecido 13 são pressionada em conjunto no nip para ligar as camadas. O laminado elastomérico 24 pode, agora, ser enrolado num rolete ou prosseguir para processamento adicional.

Deve ficar entendido que etapas de processamento adicio- nal tais como formação de aberturas no laminado elastomérico, impri- mir o laminado, fendilhar o laminado, laminar camadas adicionais no laminado e outros desses processos podem ser adicionados ao processo inventivo e estão dentro do escopo desta invenção.

O exemplo seguinte é apresentado para ilustrar uma modalidade da presente invenção. Não se pretende que este exemplo limite a invenção de forma nenhuma.

Exemplo 1

Um laminado elastomérico da presente invenção foi prepa- rado por laminação por extrusão de uma camada de filme elastomérico entre duas camadas de não tecidos. O filme elastomérico compreendia mais ou menos 95% de elastômero poliolefinico VISTAMAXX® da Ex- xonMobil Chemical Company, cerca de 4% de composto branco master- batch da Shulman Company e aproximadamente 1% de ajuda do processo de Lehmann & Voss. O filme elastomérico foi extrudado para formar um peso de base de filme de cerca de 40 gsm. As camadas de material de não tecidos compreendiam não tecidos de polipropileno cardado num peso de base de 24 gsm por camada. Este material de não tecidos tinha uma ligação interna de cerca de 1,42 N/centímetro (3,6 N/polegada). O laminado elastomérico laminado por extrusão não foi mecanicamente ativado de forma nenhuma. Nenhuns orifícios nem rasgos foram observados nos laminados resultantes. Este laminado poderia ser facilmente estirado à mão a cerca de 150% ou mais de sua largura original por adultos de resistência normal e o laminado não desenvolveu orifícios, rasgos nem outro dano depois de ser repetida- mente estirado à mão.

Claims (44)

"Laminado Elastomérico e Respectivo Método de Formação"

1. Laminado Elastomérico, caracterizado por que compreende: a) uma camada de filme elastomérico com uma primeira superfície e uma segunda superfície, em que: i) o filme compreende um ou mais polímeros elastoméricos, de tal modo que a quantidade total de polímeros elasto- méricos compreende pelo menos cerca de 50% da composição do filme elastomérico; e ii) o peso de base do filme elastomérico é não mais do que aproximadamente 70 gsm; e b) uma camada de substrato, compreendendo um material extensível, em que: i) a camada de substrato tem uma tensão elástica na ruptura que é maior do que cerca de 100%; e ii) a camada de substrato tem uma resistência tênsil ã ruptura que é não maior do que mais ou menos 1,57 N/centímetro (4 N/polegada); em que a camada de filme elastomérico é ligada em sua primeira superfície coextensivamente a uma superfície da camada de substrato; em que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que aproximada- mente 19,69 N/centímetro (50 N/polegada); e em que o laminado elastomérico é estirável e recuperável sem ativação mecânica pós-laminação.

2. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico compreende um polímero elastomérico selecionado do grupo que consiste em copolíme- ros de blocos de vinilarileno e monômeros conjugados de dieno, borra- chas naturais, borrachas de poliuretano, borrachas de poliéster, borra- chas poliolefinicas e misturas poliolefinicas, poliamidas elastoméricas, copolímeros dos mesmos e combinações dos mesmos.

3. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 2, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico compreende uma pluralidade dos referidos polímeros elastomérico.

4. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico compreende um polímero elastomérico selecionado do grupo que consiste em copolíme- ros de blocos estirênicos, elastômeros poliolefinicos, copolímeros dos mesmos e combinações dos mesmos.

5. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 4, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico compreende uma pluralidade dos referidos polímeros elastoméricos.

6. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico é formada por extru- são por fusão ou extrusão de filme por sopro.

7. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico é um filme de cama- das múltiplas.

8. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico tem um peso de base de menos do que cerca de 50 gsm.

9. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico tem um peso de base de menos do que aproximadamente 30 gsm.

10. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de substrato compreende um tecido.

11. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que a camada de substrato compreende um material de não tecidos.

12. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que o material de não tecidos compreende um material selecionado do grupo que consiste em poliolefinas, poliamidas, poliésteres, poliacrilatos, rayon e combinações dos mesmos.

13. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que o material de não tecidos compreende um material selecionado do grupo que consiste em polietileno, copolímeros de polietileno, polipropileno, copolímeros de polipropileno, poliéster, copolímeros de poliésteres, combinações de bicomponentes dos mesmos e outras combinações dos mesmos.

14. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico e a camada de subs- trato são ligadas coextensivamente através de suas primeiras superfi- cies por laminação de extrusão.

15. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a camada de filme elastomérico e a camada de subs- trato são ligadas coextensivamente através de suas primeiras superfí- cies por ligação a vácuo, de adesivo, térmica, ultrassônica, por calan- dragem, por pontos ou a laser.

16. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que um terceiro substrato semelhante a lâmina é ligado coextensivamente através da segunda superfície da camada de filme elastomérico.

17. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um terceiro substrato semelhante a lâmina compreende um material tecido, tecido tricotado, scrim, trama, material de fita tecido, malha aberta laminada em cruz, material flash-spun ou combinações dos mesmos.

18. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o terceiro substrato semelhante a lâmina com- preende um material de não tecidos.

19. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um terceiro substrato semelhante a lâmina é ligado à segunda superfície da camada de filme elastomérico por Iami- nação de extrusão.

20. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um terceiro substrato semelhante a lâmina é ligado à segunda superfície da camada de filme elastomérico por ligação a vácuo, por adesivo, por ultrassom, térmica, calandragem, por pontos ou a laser.

21. Laminado Blastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que cerca de 15,74 N/centímetro (40 N/polegada).

22. Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 1, carac- terizado por que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que cerca de 9,84 N/centímetro (25 N/polegada).

23. Método de Formação de Laminado Elastomérico, caracterizado por que compreende: a) proporcionar uma camada de filme elastomérico com uma primeira superfície e uma segunda superfície, em que: i) o filme compreende um ou mais polímeros elastoméricos, de tal modo que a quantidade total de polímeros elasto- méricos compreende pelo menos cerca de 50% da composição de filme elastomérico; e ii) o peso de base do filme elastomérico é não mais do que cerca de 70 gsm; b) proporcionar uma camada de substrato, compreendendo um material extensível, em que: i) a camada de substrato tem uma tensão elástica à ruptura que é maior do que cerca de 100%; e ii) a camada de substrato tem uma força de tração á ruptura que é não maior do que cerca de 1,57 N/centímetro (4 N / polegada); c) coextensivamente ligar a camada de filme elastomérico sobre a sua primeira superfície a uma superfície da camada de substra- to, em que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que cerca de 19,69 N/centímetro (50 N/polegada); em que o laminado elastomérico assim formado é estirável e recuperável sem ativação mecânica pós-laminação.

24. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico compreende um polímero elastomérico selecionado do grupo que consiste em copolímeros de blocos de vinilarileno e monômeros de dieno conjugados, borrachas naturais, borrachas de poliuretano, borrachas de poliéster, borrachas poliolefínicas e misturas poliolefínicas, poliami- das elastoméricas, copolímeros dos mesmos e combinações dos mes- mos.

25. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico compreende uma pluralidade dos referidos polímeros elastoméricos.

26. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico compreende um polímero elastomérico selecionado do grupo que consiste em copolímeros de blocos estirênicos, elastômeros poliolefíni- cos, copolímeros dos mesmos e combinações dos mesmos.

27. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico compreende uma pluralidade dos referidos polímeros elastoméricos.

28. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico é formada por extrusão por fusão ou extrusão de filme por sopro.

29. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico é um filme de camadas múltiplas.

30. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico tem um peso de base de menos do que cerca de 50 gsm.

31. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico tem um peso de base de menos do que cerca de 30 gsm.

32. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de substrato compreende um tecido.

33. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 32, caracterizado por que a camada de substrato compreende um material de não tecidos.

34. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 33, caracterizado por que o material de não tecidos compreende um material selecionado do grupo que consiste em poliole- finas, poliamidas, poliésteres, poliacrilatos, rayon e combinações dos mesmos.

35. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 33, caracterizado por que o material de não tecidos compreende um material selecionado do grupo que consiste em polieti- leno, copolímeros de polietileno, polipropileno, copolímeros de polipropi- leno, poliéster, copolímeros de poliésteres, combinações de bicomponen- tes dos mesmos e outras combinações dos mesmos.

36. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico e a camada de substrato são ligadas coextensivamente através de suas primeiras superfícies por laminação de extrusão.

37. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a camada de filme elastomé- rico e a camada de substrato são ligadas coextensivamente através de suas primeiras superfícies por ligação a vácuo, adesiva, térmica, ultras- sônica, por calandragem, por pontos ou a laser.

38. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que um terceiro substrato semelhante a lâmina é ligado coextensivamente através da segunda superfície da camada de filme elastomérico.

39. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 38, caracterizado por que o terceiro substrato seme- lhante a lâmina compreende um material tecido, tecido tricotado, scnm, trama, material de fita tecido, malha aberta laminada em cruz, material flash-spun ou combinações dos mesmos.

40. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 38, caracterizado por que o terceiro substrato seme- lhante a lâmina compreende um material de não tecidos.

41. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 38, caracterizado por que o terceiro substrato seme- lhante a lâmina é ligado à segunda superfície da camada de filme elastomérico por laminação de extrusão.

42. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 38, caracterizado por que o terceiro substrato seme- lhante a lâmina é ligado à segunda superfície da camada de filme elastomérico por ligação a vácuo, adesiva, ultrassônica, térmica, por calandragem, por pontos ou a laser.

43. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que cerca de 15,75 N/centímetro (40 N/polegada).

44. Método de Formação de Laminado Elastomérico, de acordo com a Reivindicação 23, caracterizado por que a resistência de ligação entre a camada de filme elastomérico e a camada de substrato é não maior do que cerca de 9,84 N/centímetro (25 N/polegada).