CN109688996A - 拉伸非织造物和膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供向吸收性织物和由这些吸收性织物制成的产品提供拉伸回复的弹性聚合物组合物和其制备方法。

Description

拉伸非织造物和膜
技术领域
本发明涉及向吸收性织物和由这些吸收性织物制成的产品提供拉伸回复的弹性聚合物组合物。进一步提供具有拉伸回复而没有粘性的薄膜。这些组合物特别适用于通过分散印刷在一次性个人护理用品中所用的织物上来提供拉伸回复。
背景技术
美国专利第7,240,371号中公开了提供拉伸回复的聚合物组合物，如聚氨酯脲膜和胶带。
Carmen C.等在专利EP 2280619B1和US2009/0181599A1中公开了一种在服装边缘上添加聚合物组合物以形成服装边缘带及在诸如文胸等服装上添加膜以形成层压织物的方法。
WO2015084865公开一种包括弹性织物基区和至少一个织物复合区的形状增强服装，其中弹性聚合物组合物，如聚氨酯脲、聚氨酯或聚烯烃不连续地置于织物背面，渗透并锚固到织物内部，并且从织物外部看不到。
发明内容
具有拉伸回复的一次性个人护理用品是非常可取的。
本发明的一个方面涉及向吸收性织物和由这些吸收性织物制成的产品提供拉伸回复的弹性聚合物组合物。
在一个非限制性实施例中，弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸非织造物。
在一个非限制性实施例中，拉伸非织造物包含聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其组合或共混物。
在一个非限制性实施例中，弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸膜。
在一个非限制性实施例中，弹性聚合物组合物表现出约5至约2000％的伸长率。
在一个非限制性实施例中，聚合物涂层包含聚氨酯、乳胶或橡胶溶液，和/或苯乙烯嵌段共聚物。
在一个非限制性实施例中，将弹性聚合物组合物分散印刷在织物上。
在一个非限制性实施例中，织物是吸收性织物。
本发明的另一方面涉及一种增强吸收性织物的拉伸回复的方法。在此方法中，弹性聚合物组合物被分散印刷在吸收性织物上。
在一个非限制性实施例中，此方法中所用的弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸非织造物。
在一个非限制性实施例中，拉伸非织造物包含聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其组合或共混物。
在一个非限制性实施例中，此方法中所用的弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸膜。所述膜非常薄并且可经进一步印刷以赋予定向拉伸或其它属性。膜厚度可以变化，但通常在0.5mm与5mm之间。大多数应用均利用0.5mm与2mm之间的膜。
在一个非限制性实施例中，弹性聚合物组合物表现出约5至约2000％的伸长率。
在一个非限制性实施例中，聚合物涂层包含聚氨酯、乳胶或橡胶溶液，和/或苯乙烯嵌段共聚物。
本发明的另一方面涉及一种具有拉伸回复的一次性个人护理用品。一次性个人护理用品包含分散印刷有弹性聚合物组合物的吸收性织物。
在一个非限制性实施例中，弹性聚合物组合物表现出约5至约2000％的伸长率。
在一个非限制性实施例中，此方法中所用的弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸非织造物。
在一个非限制性实施例中，拉伸非织造物包含聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其组合或共混物。
在一个非限制性实施例中，此方法中所用的弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的拉伸膜。
在一个非限制性实施例中，聚合物涂层包含聚氨酯、乳胶或橡胶溶液，和/或苯乙烯嵌段共聚物。
在一个非限制性实施例中，一次性个人护理用品是尿布、女性卫生产品或失禁垫。
具体实施方式
公开了向吸收性织物和由这些吸收性织物制成的产品提供拉伸回复的弹性聚合物组合物。这些组合物特别适用于通过分散印刷在一次性个人护理用品中所用的织物上来提供拉伸回复，所述一次性个人护理用品包括但不限于尿布、女性卫生产品和失禁垫。
如本文所用，术语“膜”意指扁平的，通常为二维的制品。所述膜可以是自支撑的，如已经浇铸和干燥或挤出的膜。或者，所述膜可以是熔体、分散体或溶液。
如本文所用，术语“分散体”是指其中分散相由细碎颗粒组成且连续相可以是液体、固体或气体的系统。
如本文所用，术语“水性聚氨酯分散体”是指至少含有聚氨酯或聚氨酯脲聚合物或预聚物(如本文所述的聚氨酯预聚物)，任选地包括已分散在水性介质如水(包括去离子水)中的溶剂的组合物。
除非另有说明，否则如本文所用的术语“溶剂”是指非水性介质，其中非水性介质包括有机溶剂，包括挥发性有机溶剂(如丙酮)和挥发性稍低的有机溶剂(如MEK，或NMP)。
如本文所用，术语“无溶剂”或“无溶剂的系统”是指其中组合物或分散的组分的主体尚未溶解或分散在溶剂中的组合物或分散体。
如本文所用，术语“织物”是指针织、织造或非织造材料。针织织物可以是平针织物、圆形针织物、经编针织物、窄弹性织物和花边。织造织物可以是任何结构，例如缎纹织物、斜纹织物、平纹织物、牛津织物、篮式织物和窄弹性织物。非织造材料可以是熔喷、纺粘、湿法、梳理纤维基短纤维网等。“织物”意味着包括吸收性织物。
如本文所用，术语“衍生自”是指由另一物体形成物质。例如，膜可以衍生自可以干燥的分散体。
一些方面的一次性个人护理用品在特定位置有利地构造织物复合材料区，以提供拉伸回复。如本文所用，术语‘织物复合材料’优选包含，例如，应用于吸收性织物的弹性聚合物组合物，其是吸收性的且表现出拉伸回复。不受任何特定理论束缚，据信，弹性聚合物组合物的聚合物颗粒不连续地定位且与纤维和纱线粘合，并单独渗透到织物体中。
弹性纤维通常用于在织物和服装中提供拉伸回复和弹性回复。“弹性纤维”是不含稀释剂的连续长丝(任选地聚结的复丝)或多个长丝，其断裂伸长率超过100％，与任何卷曲均无关。弹性纤维，当(1)拉伸至其长度的两倍时；(2)保持一分钟；且(3)释放后，在释放后一分钟内收缩至其原始长度的1.5倍以下。如本说明书的文本中所用，“弹性纤维”是指至少一种弹性纤维或长丝。此类弹性纤维包括但不限于橡胶长丝、双成分长丝(其可以基于橡胶、聚氨酯等)、lastol和氨纶。术语“弹性的”和“弹性”在整个说明书中可互换使用。
“氨纶”是制造的长丝，其中形成长丝的物质是由至少85重量％嵌段聚氨酯构成的长链合成聚合物。
“弹塑性酯(Elastoester)”是制造的长丝，其中形成纤维的物质是由至少50重量％脂肪族聚醚和至少35重量％聚酯构成的长链合成聚合物。尽管不是弹性的，但弹塑性酯可以被包括在本文的一些织物中。
“聚酯双组分长丝”意指连续的长丝，其包含一对沿纤维长度紧密地彼此依附的聚酯，使得纤维横截面为例如并排式、偏心皮芯式或从中可以发展出有用的卷曲的其它合适的横截面。聚酯双组分长丝包含聚(对苯二甲酸三亚甲基酯)和选自由聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸三亚甲基酯)和聚(对苯二甲酸四亚甲基酯)组成的组至少一种聚合物或此类成员的组合，其热定型后卷曲收缩值为约10％至约80％。
根据本发明，弹性聚合物组合物可以包含涂覆聚合物的弹性非织造物或涂覆聚合物的拉伸膜。
可用于这些弹性聚合物组合物中的拉伸非织造物的实例包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯以及其组合或共混物。
膜的实例包括但不限于单一溶液聚氨酯、聚氨酯衍生物、乳胶NRL、硅酮和其它固化的组合物。膜厚度在约0.5密耳至约5密耳范围内。
可用于弹性聚合物组合物中的聚合物涂层的实例包括但不限于：聚氨酯、乳胶或橡胶溶液和苯乙烯嵌段共聚物以及其组合或共混物。
本发明的弹性聚合物组合物表现出约5至约2000％的伸长率。在一个非限制性实施例中，当弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的弹性非织造物时，其表现出约5％至约200％的伸长率。在替代非限制性实施例中，当弹性聚合物组合物是涂覆聚合物的膜时，其表现出约400％至约2000％的伸长率。
本发明的弹性聚合物组合物可以应用于吸收性织物以提供拉伸回复。与现有技术中的膜或织物层压材料不同，在创新织物中，聚合物组合物不形成膜或连续的平坦表面。当使用分散体时，分开的聚合物颗粒不连续地置于并分别渗透到织物体中，从而避免任何令人不愉快的有光泽和/或类似橡胶状触感的表面。弹性聚合物组合物从由所述组合物制成的任何产品的外部也不可见，并且所述产品表现出良好的透气性。
弹性聚合物组合物可通过各种方法分散，所述方法包括但不限于：热/粘合、刮涂、涂刷、刷涂、喷涂、吻合涂布(kissing)、印刷、浸渍、浸轧、分配、配量和其组合。在此之后可以施加热和/或压力。
在一个非限制性实施例中，将弹性聚合物组合物分散印刷到织物上或离型纸上。分散体可以通过各种印刷方法包括：覆盖丝网印刷(overlay screen printing)和凹版印刷来印刷。印刷设计可以设计成赋予产品所需属性，如：定向强度、支撑、单向拉伸、双向拉伸、拉伸和回复、流体输送效率或增加的吸收度。
基底织物本身可以是用于生产一次性个人用品的任何吸收性织物，如但不限于尿布、女性卫生产品和失禁垫。包括聚氨酯脲组合物赋予吸收性织物拉伸回复的益处。其可用于各种不同的一次性个人用品中，如但不限于尿布、女性卫生产品和失禁垫、擦布、护理垫、乳垫、除尘垫、床垫、伤口垫。
通过在目标区域中以分散的颗粒形式施加弹性聚合物组合物来提供具有拉伸回复的一次性个人护理用品。弹性聚合物组合物可在制备一次性个人护理用品之前施用于吸收性织物、一次性个人护理用品或织物和一次性个人护理用品两者。弹性聚合物组合物含量为基底织物重量的约1％至约30％。
可任选地包括在弹性聚合物组合物中或的其它添加剂包括但不限于：抗氧化剂、UV稳定剂、着色剂、颜料、交联剂、相变材料(即可商购自OutlastTechnologies，科罗拉多州博尔德(Boulder,Colorado))、抗微生物剂、矿物质(即铜)、微胶囊化健康添加剂(即真芦荟、维生素E凝胶、真芦荟、海藻、尼古丁、咖啡因、香味剂或香料)、纳米粒子(即二氧化硅或碳)、碳酸钙、阻燃剂、抗粘剂、抗氯降解添加剂、维生素、药物、芳香剂、导电添加剂和/或染料助剂(即可商购自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours,Wilmington,Delaware))。可添加到弹性聚合物组合物中的其它添加剂包含粘合促进剂、抗静电剂、防缩孔剂、防蠕变剂、光学增亮剂、聚结剂、导电添加剂、发光添加剂、流平剂、冻融稳定剂、润滑剂、有机和无机填充剂、防腐剂、调质剂、热致变色添加剂、驱虫剂和润湿剂。此类任选的添加剂可以根据过程所允许的，在弹性聚合物组合物分散之前、期间或之后添加到弹性聚合物组合物中。
可任选地使用至少一种凝结剂来控制分散体到织物或其它制品中的渗透。可以使用的凝结剂的实例包括硝酸钙(包括四水合硝酸钙)、氯化钙、硫酸铝(水合的)、乙酸镁、氯化锌(水合的)和硝酸锌。
涂层、分散体或织物可以染色或着色，并且在这方面也可以用作设计要素。
可以使用落入本发明范围内的弹性聚合物组合物产生的一次性个人用品的实例包括但不限于：尿布、女性卫生产品、失禁垫等。
分析方法
在以下实例中，使用以下分析方法。
织物伸长率(拉伸)
评估织物在指定的载荷(即力)下沿织物拉伸方向的伸长率％，所述方向是复合纱线(即纬纱、经纱或纬纱和经纱)的方向。从织物上切下三个尺寸为20cm×6.5cm的样品。长度尺寸(25cm)对应于拉伸方向。将样品部分拆开以将样品宽度减小至5.0cm。然后将样品在20℃+/-2℃和65％相对湿度+/-2％下调节至少16小时。
在每个样品的宽度上制作第一基准，距样品末端6.5cm。在样品上距第一基准20.0cm处制作第二基准。从第二基准到样品另一端的多余织物用于形成和缝合可以插入金属销的环。然后在环上切一个凹口，以便重物可以连接到金属销上。
夹住样品非环端并垂直悬挂织物样品。通过悬挂织物环将17.8牛顿(N)重物(4LB)连接到金属销上，使得织物样品被重物拉伸。通过使样品由重物拉伸三秒，且然后通过提升重物手动释放力，来使样品“运动”。此循环进行三次。然后允许重物自由悬挂，从而拉伸织物样品。在织物处于负载下时测量两个基准之间的以毫米为单位的距离，并且此距离为指定的ML。基准之间的原始距离(即未拉伸的距离)为指定的GL。每个单独样品的织物伸长率％计算如下：
伸长率％(E％)＝((ML-GL)/GL)×100
取三个伸长率结果的平均值作为最终结果。以下部分进一步说明本发明的组合物。这些工作实例仅是说明性的，且并不意图以任何方式限制本发明的范围。
实例
非织造物是市售材料，其包括“纺粘织物”水刺非织造织物、气流成网非织造布网和材料、湿法成网(wetlaid)非织造织物和含有织物和材料的熔纺纤维，且其主要由聚酯(如PET或PBT)、聚烯烃(包括PP和PE)、PP/PE双组分纤维或PET/PP双组分纤维构成，其基重在20gsm至200gsm范围内。基重(Z)通过将非织造物(X克)的重量除以单位面积(Y sm(平方米))来确定。Z＝X/Y[Z gsm]
拉伸非织造材料通过用聚氨酯分散体(PUD)涂覆非织造物、通过强制通风或在周围环境下干燥并在高温(100℃-200℃)和停留时间(5秒-45秒)下固化以赋予非织造物弹性性质来获得。有几种技术可用于溶液涂覆，然而，对于本发明，丝网印刷、吻合涂布、轮转凹版涂覆、胶版印刷是优选的模式。采用丝网图案允许选择性印刷，从而赋予涂覆的非织造物表面图案。例如，您可以选择有开放区域和封闭区域的屏幕设计。PUD涂覆将通过丝网的开口区域迁移以涂覆非织造物，从而产生选择性涂层或图案涂层。
实例1：在实验室水平下制备和测试拉伸非织造物
1.将可延伸的非织造物(优选具有横向可延伸性)模切成大小：宽8英寸且长11英寸。
2.确定以克为单位的非织造物试样的重量[A]
3.确定以平方米为单位的面积[B]
4.在干燥的非织造物上放置丝网(所有打开的丝网或选择性的丝网)
5.将PUD倒在丝网上，并使用丝网印刷刀片通过丝网开口将PUD印刷到非织造物上。
6.通过强制通风或环境干燥湿涂覆的非织造物
7.通过加热和停留时间固化干燥的非织造物
8.确定以克为单位的固化非织造物试样的重量[C]
涂覆前非织造物的基重＝A/B
(拉伸非织造物)涂覆的非织造物或固化的非织造物的基重＝C/B
使用传统的INSTRON拉伸方法，确定拉伸非织造物的伸长率在5-200％范围内。其中允许拉伸回复为100％至50％。因此，设定范围为0-50％。0％设定意味着100％回复；50％设定意味着50％回复。
经24小时此拉伸织造样品的湿蒸气透过率(moisture vapor transmissionrate，MVTR)为100-4000g/m2。
实例2：制备和测试拉伸膜
如下制备聚氨酯溶液涂覆的膜(PUD)[请提供用于制备膜的步骤。膜厚度可以在0.5密耳至5密耳范围内。
确定拉伸膜的伸长率为400-2000％。经24小时此拉伸膜样品的湿蒸气透过率(MVTR)为50-2600g/m2。
实例3：可透气拉伸膜的MVTR
用于确定MVTR，即湿蒸气透过率的分析方法为ASTM E96。

Claims (13)

1.一种弹性聚合物组合物，其向吸收性织物或由吸收性织物制成的产品提供拉伸回复，所述弹性聚合物组合物包含涂覆聚合物的拉伸非织造物或涂覆聚合物的拉伸膜。
2.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其中所述拉伸非织造物包含聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其组合或共混物。
3.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其中聚合物涂层包含聚氨酯、乳胶或橡胶溶液，和/或苯乙烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其表现出约5％至约2000％的伸长率。
5.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其表现出约5％至约200％的伸长率。
6.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其表现出约200％约400％的伸长率。
7.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其表现出约400％至约2000％的伸长率。
8.根据权利要求1所述的弹性聚合物组合物，其被分散印刷在所述吸收性织物上。
9.一种增强吸收性织物的拉伸回复的方法，所述方法包含将权利要求1到7中任一项所述的弹性聚合物组合物分散印刷在所述吸收性织物上。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述吸收性织物用于一次性个人护理用品中。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述一次性个人护理用品是尿布、女性卫生产品、失禁垫、护理垫、擦布、乳垫、床垫、除尘垫或面膜。
12.一种具有拉伸回复的一次性个人护理用品，其包含分散印刷有权利要求1到7中任一项所述的弹性聚合物组合物的吸收性织物。
13.根据权利要求11所述的一次性个人护理用品，其为尿布、女性卫生产品或失禁垫、护理垫、擦布、乳垫、床垫、除尘垫或面膜。
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