CN1124459A - 吸收性物品 - Google Patents

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Abstract

一种吸收性物品，以如此得到的多孔性片材作为底层材，即通过熔融共混制备含30-90重量份结晶聚烯烃和10-70重量份一种与结晶聚烯烃可混的、并且在等于或高于所述结晶聚烯烃的熔点时所述的聚烯烃将溶于其中的、而低于所述的结晶聚烯烃的熔点时将发生相分离的化合物的熔融共混溶液，模塑所述的熔融共混溶液成一片材，至少在一个方向上拉伸所述的片材；所述的结晶聚烯烃是重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)大于6.0的聚丙烯。

Description

吸收性物品
技术领域
本发明涉及一种吸收性物品，更具体地，本发明涉及一种包含具优异的抗拉强度和高模塑产率以及优异的透湿性和耐水压性的多孔性片材的吸收性物品。背景技术
传统的用于吸收性物品的多孔性片材的生产是通过以下方法进行，即将聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯和40％(重量)或更高的无机填料的熔融混合物模塑成片材，并沿单轴或双轴方向拉伸得到的片材。
由上述方法得到的多孔性片材具有优异的透气和透湿性并不会引起湿气凝聚现象，因此适用作壁纸和包装纸。若除这些优异的性能之外还具有柔软性，则该多孔性片材可用作吸收性物品的一个部件，例如作为一次性尿布的底层材。为获得柔软的多孔性片材，建议使用线性低密度聚乙烯作为聚烯烃。
然而，传统的多孔性片材在用作如一次性尿布的吸收性物品的一个部件时具有如下缺点。
例如，常用的一次性尿布是由吸收分泌物如尿的吸收体、覆盖在吸收体表面并直接与皮肤接触的表层材、以及覆盖吸收体的底侧并防止泄漏的底层材制成，这三部分互相粘合形成一整体。对应于腰部和裆部的尿布的顶端和底端以及侧部设计成可伸缩的紧配合形式用以防止泄漏。一次性尿布还有扣紧设施如胶带，由此使尿布贴紧在使用者的身体。上述的多孔性片材用作底层材。
上述用于扣紧的胶带(称为扣紧带)大多数宽为25-35mm以便于使用。然而，当解开扣紧带来调整尿布的位置使之更舒服时或观察是否已排尿时，则由于强度差而使得在拉开扣紧带时柔软的底层材被撕破，由此必须更换一个新的尿布。为防止这种现象发生，建议在底层材的前部配置具有剥离表面的宽带(称为底带(landing tapes或target tapes))，在这一宽带上可活动粘贴扣紧带。
但是使用底带又会引发许多问题，即尿布组成体的数量和生产尿布的步骤增加。底带比任何其它的尿布组成体均贵，所以使用足够宽的底带增加了成本。另外，即使使用了宽的底带，根据使用者的体形有时会遇到扣紧带粘合到底带以外的底层材上的情况，并且不能剥掉。
日本特许公开5-98057公开了一种高强度多孔性片材，其由吹塑含特殊聚烯烃、填料、特殊增塑剂和自由基发生剂的组合物，并在机器方向上单轴拉伸吹膜而获得。
虽然这种公开的片材的强度已是由传统方法(模塑聚烯烃和无机填料的熔融混合物形成片材，接着拉伸)得到的多孔性片材的约2倍，但是这种程度的改进仍不足以使得不再需要底带。另外，由于使用自由基发生剂使得模塑后的树脂组合物的熔体流动性质与模塑前组合物的熔体流动性质不同，所以很难循环生产中不可避免产生的物质，使得产率下降。
另外，日本特许公开5-38011(对应于USP4,539,256)公开了一种由下述方法获得的微孔性片材，所述的方法包括熔融共混一种特殊的可结晶聚合物和一种可与所述聚合物共混的特殊的化合物，将混合物模塑成片材，在冷却步骤中使发生相分离，拉伸得到的片材。
虽然上述公开的微孔性片材的强度是由传统方法(模塑聚烯烃和无机填料的溶融混合物形成片材，接着拉伸)获得的片材的2或3倍，但是该强度还是不足以使得不再需要底带。根据本发明人的研究，能够经受得住扣紧带从其上剥开的多孔性片材的强度至少需要是由传统方法获得的多孔性片材的强度的4倍，优选为5倍。
另外，与上述传统的生产多孔性片材的方法相比，上述专利中公开的生产微孔性片材的方法还存在以下问题，即与可结晶聚合物可共混的化合物的散布引起工作环境的污染，并容易使螺杆发生磨损及使聚合物焦化，使得需时常中断模塑以拆开并清洁模塑机，从而工业产率很低。发明的公开
本发明的目的在于提供一种包含多孔性片材为底层材的吸收性物品如一次性尿布，其中的多孔性片材具有优异的抗拉强度以及透湿性和耐水压性并可以高产率生产，从而使尿布价格便宜并易于使用。即可通过扣紧带粘合到底层材的任一位置而扣紧尿布，不需考虑使用者的体形以及不需底带。
经过大量的研究，本发明人发现上述目的可以通过使用由特殊的聚丙烯制成的多孔性片材作为吸收性物品的底层材而实现。基于这一发现完成了本发明。
本发明提供了一种包含液体可透性表层材、液体不透性底层材以及介于所述表层材和底层材之间的吸收体的吸收性物品，所述的吸收性物品的特征在于：
所述的底层材包括一种多孔性片材，该片材可这样制备：通过熔融共混制备一种含30-90重量份结晶聚烯烃和10-70重量份与所述结晶聚烯烃可混的化合物的熔融共混溶液，在等于或高于所述结晶聚烯烃的熔点时所述的结晶聚烯烃将溶于该化合物，但低于所述结晶聚烯烃的熔点时将发生相分离；将所述的熔融共混溶液模塑成片材；至少在一个方向上拉伸所述的片材；以及
所述的结晶聚烯烃为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)大于6.0的聚丙烯。附图的简要说明
图1为本发明的吸收性物品的一个实施方案的一次性尿布的立体图。
图2为图1的一次性尿布处于非折叠状态并有一部分切掉的立体图。本发明详述
以下将详细描述本发明的吸收性物品。
本发明的吸收性物品的特征在于用上述多孔性片材作为底层材。
用于多孔性片材的结晶聚烯烃是重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)大于6.0，优选为6.3的聚丙烯。
Mw/Mn之比是测量分子量分布的标准，只要是聚丙烯的Mw/Mn之比大于6.0，当聚丙烯与例如不低于20％(重量)的上述化合物如矿物油熔融共混时，矿物油迅速地溶于聚丙烯中从而它们能以稳定的方式混合。
如果Mw/Mn之比为6.0或更小，即意味着聚丙烯的分子量分布窄，聚丙烯对上述化合物如矿物油呈现不稳定的溶解性，使得很难以预定的混合比混合聚丙烯和矿物油。另外，在使用双螺杆挤出机时会发生通气加大现象(vent up)，不能平稳地混合，也不能稳定地挤出。
具有上述分子量分布的聚丙烯可以容易地由在预定催化剂存在下多级聚合丙烯而获得。具体地，有机铝化合物或有机铝化合物和乙醚的反应产物与四氯化钛反应得到固体反应产物，得到的固体反应产物进一步与乙醚和四氯化钛反应以获得固体反应产物。得到的固体反应产物与有机铝化合物和芳族羧酸酯(a)组合制备芳族羧酸酯(a)与固体反应产物(b)的摩尔比(a/b)为0.1～10.0的催化剂体系。上述的聚丙烯可以容易地由在如此制备的催化体系存在下以这样的方式，例如在第一级生产35-65％(重量)的总聚合物，在第二级和以后几级生产余量即35-65％(重量)的总聚合物，进行多级聚合而获得。
聚丙烯优选具有300,000-600,000的重均分子量及155-170℃的熔点。
聚丙烯可以是均聚物、嵌段共聚物或无规共聚物中的任何一种，上述的两种或多种的混合物。只要不影响本发明的效果，聚丙烯可以与其它聚合物如聚乙烯结合使用。
除了上述Mw/Mn之比，优选的是聚丙烯满足关系式1.00≥P≥0.015logMI＋0.955，其中P为全同侧基含量(isotactic  pendant content)，MI为熔体指数。
全同侧基含量是聚丙烯结晶性的指示。
当P和MI满足关系式1.00≥P≥0.015logMI＋0.955时，聚丙烯显示出高结晶性和改善的刚性。如果P小于0.015log MI＋0.955，聚丙烯的刚性下降从而多孔性片材可能必需很厚的厚度才能保证作为底层材所需的刚性，使得费用升高。
聚丙烯的MI优选为0.03-2.0g/10分钟。
如果MI小于0.03，由于熔融聚合物的流动性差，所以在粉碎或模塑熔融聚合物时需增加动力，这样不仅不经济并且阻碍了生产速度。如果MI超过2.0，熔融树脂的张力降低，其会带来下述问题，即在吹膜挤出时聚丙烯管状薄膜很难升起，拉片变得不稳定。
满足上述关系式的聚丙烯可以通过，例如在日本专利公开64-501，第7页，col.13 1.44至第8页，col.15，1.9所描述的方法来制备。
多孔性片材中使用的化合物是一种与所述的结晶聚烯烃可共混的化合物，并且在等于或高于所述结晶聚烯烃的熔点时所述的结晶聚烯烃可溶于该化合物中，但在低于所述的结晶聚烯烃的熔点时将发生相分离。
对所述的化合物没有特别的限制，只要其具有上述特征即可。合适的例子包括矿物油如液体石蜡、合成润滑油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、三甘醇、邻苯二甲酸二丁酯，以及苯二酸酯、偏苯三酸酯、1，2，4，5-苯四酸酯和/或脂族多元羧酸酯以及烷基醇。
本发明中所用的多孔性片材是一种通过如下方法制备的多孔性片材，即通过熔融共混制备含30-90重量份，优选60-80重量份结晶聚烯烃和10-70重量份，优选20-40重量份所述化合物的熔融共混溶液，模塑该熔融共混溶液成片材，以及至少在一个方向上拉伸该片材。
如果结晶聚烯烃的比例低于30重量份，则得到的拉伸片材由于基质树脂少而可制造性差，当卷起时会发生微孔破裂或渗出化合物如矿物油。如果超过90重量份，不能通过拉伸形成提供透湿性的微孔。
熔融共混的合适温度是等于或高于结晶聚烯烃的熔点，优选为180-250℃。用于制备熔融共混溶液的熔融共混可在一双螺杆挤出机中进行。在将所述的化合物供入双螺杆挤出机的通气口中的同时，以恒定的量将聚丙烯粒子供入料斗中。
在拉片过程中，优选是立即将熔融共混溶液冷却以制备共混粒子，通过一单螺杆挤出机的环状模头吹塑挤出该粒子，或者通过一个由齿轮泵连到双螺杆挤出机的尖梢的环状模头吹塑挤出该粒子。
在拉片过程中，如果需要，可以下述量将下述添加剂加入到熔融共混溶液中，用量均是基于熔融共混溶液的总重量。
a)0.5％(重量)或更低的控制聚丙烯结晶大小的成核剂，如对叔丁基甲酸铝，1，2，3，4-二亚苯基山梨醇或1，2，3，4-二-(对乙基亚苯基)山梨醇。
b)1％(重量)或更低的防裂无机填充剂，如无水二氧化硅或沸石。
c)20％(重量)或更低的不透明化无机填充剂，如氧化钛、硫酸钡、碳酸钙或滑石，以及
d)0.05％(重量)或更低的着色剂如酞菁蓝、喹吖啶酮红、二恶烷紫或异吲哚啉酮。
使用成核剂时优选是以成核剂母炼胶(masterbatch)的形式加入。该成核剂母炼胶是通过将成核剂和树脂、如聚丙烯或聚乙烯与溶剂混合制备的粒状混合物。
优选在10-80℃拉伸温度、1.2-3拉伸比、单轴或双轴进行片材拉伸。
拉伸中形成的微孔优选孔径为0.05-1μm。多孔性片材优选密度为0.7-0.85g/cm3，单位面积重量为10-60g/m2，厚度为20-70μm。
获得本发明多孔性片材的方法将通过具体实施例，模塑方法(1)进行说明。模塑方法(1)：
含有规定比例的聚丙烯和化合物以及，如果需要，各种添加剂的熔融共混溶液通过一双螺杆挤出机(直径45mm；L/D：33.5)在230℃挤出成线，在水浴中冷却，通过造粒机造粒制得复合粒子。在用一隔膜泵将化合物供入挤出机的中部的同时将聚丙烯供入料斗。
复合粒子送入一空气冷却型吹膜挤出机，在210℃由一直径为200mm的环形模头挤出，在20℃通过由环形空气囊吹出的空气冷却，同时以6m/min的引出速度被引出以获得吹胀比为2、平展宽为约630mm和厚度约50μm的吹管。当加入成核剂时，预先以规定比例将成核剂母炼胶和聚丙烯进行干燥共混，送入吹膜挤出机。
得到的片材通过辊式拉伸机以1.5的拉伸比在50℃在机器方向上单轴拉伸，并在120℃进行退火得到多孔性片材，得到的多孔性片材的厚度约为40μm。
如此得到的多孔性片材优选的透湿性为0.5-4.0g/100cm2.hr，优选的屈服强度(在张力测验的应力-应变曲线中屈服点的应力)为90-180kgf/cm2，条件是屈服强度是在具有较低屈服强度的方向(MD或CD)上测定的。
以下将参照图1和图2更加详细地描述本发明的吸收性物品。
图1是作为本发明的吸收性物品的一个实施方案的一次性尿布的立体图。图2是图1的一次性尿布处于非折叠状态的立体图，其中有一部分被切掉。
图1和图2所示的一次性尿布包含液体可透性表层材2、液体不透性底层材3和介于表层材2和底层材3之间的吸收体4，其中底层材3包含上述多孔性片材。
更详细地，如图1和图2所示，一次性尿布的后腰区5′，前腰区5、裆部9以及侧翼8是由表层材2、底层材3和吸收体4制成，各成砂漏型。
弹性体7分别位于前腰区5、后腰区5′和侧翼8表层材2和底层材3之间。一对扣紧带10位于后腰区5′的两边，从而增强尿布的功能和性能。
如图2所示，一次性尿布的结构组成是使其具有纵侧边，并具表层材2几乎与底层材等宽等长。
表层材2通常由单位面积重量为15-40g/m2的无纺织物制成，只要是液体可透性的，膜、网或类似物均可作为表层材。特别优选的是具有亲水中心区和疏水周边区的表层材2。
吸收体4优选包含由吸水纸覆盖的短纤浆(由牛皮纸浆粉碎)，优选含有超级吸收性聚合物颗粒的短纤浆，该短纤浆通常重约10-40g。超级吸收性聚合物可以位于吸收体的上、中和下层的任一层，或与木浆混合。合适的超级吸收性聚合物包括淀粉型，纤维素型和合成聚合物型如淀粉-丙烯酸(或其盐)接枝共聚物、皂化淀粉-丙烯腈共聚物、交联羧甲基纤维素钠以及丙烯酸(或其盐)聚合物。这种超级吸收性聚合物能吸收和保留其自重20倍的液体，并且在吸收液体中胶凝。
弹性体7优选包含至少1个、更优选为多至约5个聚氨酯、天然橡胶等条或带，或者是用水湿润后变得有弹性的条。弹性体7的长度约为尿布长度的约30-60％，并且优选可伸长至原长度的约1.3-2.0倍。
本发明的吸收性物品的已参考扁平型一次性尿布加以说明，但本发明不限于此并可做成其它物品，如卫生巾，失禁垫、紧身裤尿布等。
以下将参照实施例更加详细地描述本发明，但应理解的是本发明不限于此。实施例1和2
通过上述模塑方法(1)用70重量份表1所示聚丙烯，25重量份表2所示化合物以及5重量份成核剂母炼胶[成核剂(品名为“EC-1”，由EC Kagaku K.K.生产；2％(重量))]得到多孔性片材。
使用得到的多孔性片材作为底层材制成图1和图2所示的一次性尿布。实施例3
通过上述模塑方法(1)用65重量份表1所示聚丙烯和35重量份表2所示化合物得到多孔性片材。
使用得到的多孔性片材作为底层材制成图1和图2所示的一次性尿布。实施例4-8
通过上述模塑方法(1)用70重量份表1所示聚丙烯和30重量份表2所示化合物得到多孔性片材。
使用得到的多孔性片材作为底层材制成图1和图2所示的一次性尿布。比较例1和2
通过上述模塑方法(1)用65重量份表1所示的聚丙烯、30重量份表2所示化合物以及5重量份与实施例1中所用相同的成核剂母炼胶得到多孔性片材。
用得到的多孔性片材作为底层材制成图1和图2所示的一次性尿布。
用下述的(1)-(3)项测试实施例1-8和比较例1和2中所用的聚丙烯，用下述的(4)-(9)项测试这些例中得到的多孔性片材。(1)-(3)测试结果示于表1，(4)-(9)测试结果示于表3。(1)熔体指数(MI)：在2.16kg载荷下根据ASTM D-1238测试。(2)全同侧基含量(P)：以侧基含量单元表示的聚丙烯分子链的全同含量是根据Macromolecules，8，687(1975)由13C-NMR测得的。(3)Mw/Mn：由通过GPC(140℃，在邻二氯苯溶液中)测得的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)确定。(4)透湿性：根据JISZ0208测定。(5)耐水压性：根据JISL1093B测定。(6)屈服强度：从片材上分离出的10mm宽的条带在垂直于拉伸方向的方向上的屈服强度是用一Tensilon张力测试仪在拉伸速度为300mm/分钟、两夹盘间距为50mm条件下测定。(7)撕裂强度：从片材上以如下方式切下一块30mm宽和60mm长的试片，使试片的纵侧平行于片材的拉伸方向，并且在试片的较短一侧的中心沿纵向中心线切割30mm。将较短一侧的两个分离末端固定于夹盘中，使试片呈T型，并沿拉伸方向以300/mm分钟的拉伸速度撕开。测量图表中得到的平均载荷即为撕裂强度。(8)挤出稳定性：通过将化合物供入位于双螺杆挤出机的开放机筒中而捏合聚丙烯和该化合物。根据下述标准评价共混稳定性。
E：可以稳定的方式进行挤出，不会出现挤出物的通气加大现象、马达载荷脉动或挤出输出的脉动。
F：可以进行挤出，但伴随挤出物的通气加大、马达载荷的脉动或挤出输出的脉动。
P：由于显著的挤出物的通气加大，马达载荷的脉动或挤出输出的脉动而不能挤出。(9)扣紧带的可剥离性：将扣紧带粘合到实施例和比较例得到的一次性尿布的多孔性片材(底层材)上，随后进行剥离并根据下述标准评价可剥离性。
所用的扣紧带包括80μm厚的聚乙烯片材，其上通过棒涂机涂覆有由Kanebo NSC Co.，Ltd.生产的Panel Master AM936，并室温放置24小时以使其具有30μm厚的粘合层以及30×25mm2的粘合面积。
E：可令人满意地剥离扣紧带，并不会使底层材破损或伸长。
F：剥离会引起底层材的轻微撕裂。
P：剥离会引起底层材的破损。
表1
                       聚烯烃 MI(g/10min) P Mw/Mn
                制造商      品名
实施例1     Chisso Sekiyu Kagaku K.K.     WT6061     0.5     0.94     6.5
实施例2     Chisso Sekiyu Kagaku K.K.     WT6048     0.6     0.97     7.5
实施例3-8     Chisso Sekiyu Kagaku K.K.     XF1932     0.4     0.97     6.5
比较例1     Showa Denko K.K.     FA122     2.4     0.94     4.0
比较例2     Idemilsu Petrochemical Co.，Ltd.     F400S     3.2     0.95     4.5
表2
    化合物                  制造商 品名
    实施例1-3比较例1和2 液体石蜡 Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd. PW90
    实施例4     合成润滑油     Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd.     HC600
    实施例5 邻苯二甲酸二辛酯     Kao Corp. Vinysizer #80
    实施例6 邻苯二甲酸二乙酯                      —          —
    实施例7     三甘醇                      —          —
    实施例8 邻苯二甲酸二丁酯                      —          —
表3评价结果
透湿性(g/100cm2·hr) 耐水压性(mAq) 屈服强度(Kgf/cm2) 撕裂强度(gf) 挤出稳定性Extrusion     带可剥离性
实施例1     2.1     ＞2.0     104     21     E     E
实施例2     1.9     ＞2.0     147     23     E     E
实施例3     2.5     ＞2.0     107     16     E     F
实施例4     2.2     ＞2.0     130     17     E     E
实施例5     2.3     ＞2.0     128     19     E     E
实施例6     1.9     ＞2.0     128     18     E     E
实施例7     1.9     ＞2.0     125     19     E     E
实施例8     2.0     ＞2.0     129     17     E     E
比较例1     1.9     ＞2.0     82     13     F     P
比较例2     2.1     ＞2.0     79     11     F     P
工业应用性
本发明的吸收性物品包含作为底层材的具有优异的抗张强度、模塑产率以及透湿性和耐水压性的多孔性片材。因此不需设置底带，该吸收性物品价格便宜、易于使用，可以不需考虑使用者的体形而将扣紧带粘合于底层材的任意位置。
许多不背离本发明的实质和范围的变动和改进对本领域人员是显而易见的。因此，上述实施方案仅仅是举例性的，并且所有这些变动和改进均应包含在所附权利要求书所限定的本发明范围内。

Claims (4)

1、包含液体可透性表层材、液体不透性底层材和介于所述的表层材和底层材之间的吸收体的吸收性物品，所述的吸收性物品的特征在于：
所述的底层材包含多孔性片材，该多孔性片材由下述方法得到，即通过熔融共混制备含30-90重量份结晶聚烯烃和10-70重量份一种与结晶聚烯烃可共混的、并且在等于或高于所述结晶聚烯烃的熔点时所述的聚烯烃将溶于其中的、而低于所述的结晶聚烯烃的熔点时将发生相分离的化合物的熔融共混溶液，模塑所述的熔融共混溶液成一片材，至少在一个方向上拉伸所述的片材；以及
所述的结晶聚烯烃是重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)大于6.0的聚丙烯。
2、如权利要求1所述的吸收性物品，其中所述的聚丙烯的全同侧基含量(P)和熔体指数(MI)满足关系式：
1.00≥P≥0.015logMI＋0.955
3、如权利要求1所述的吸收性物品，其中所述的化合物为至少一种选自由矿物油、合成润滑油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、三甘醇、邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸酯、1，2，4，5-苯四酸酯和/或脂族多元羧酸酯和烷基醇组成的一组的化合物。
4、如权利要求1所述的吸收性物品，其中所述的多孔性片材的透湿性为0.5-4.0g/100cm2.hr。
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