JP2016512478A - 頑丈なエラストマー材料 - Google Patents
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Abstract
Description
PAS(%)=[(L2−L1)/L1]×100
例えば、低い永久歪み(すなわち、伸長後に大きな回復)を有するバイラミネート前駆体のストリップは、より大きな永久歪み(すなわち、伸長後に小さな回復)を示すベースの塑弾性バイラミネート前駆体の大きな領域に結合され得る。結合されたラミネートが機械的な活性化に晒されると、バイラミネート層の永久歪みの差によって、集合した材料の領域は、二面性のバイラミネートストリップに隣接するベースのバイラミネート前駆体内に生成される。後続の伸長後に、低い永久歪みのバイラミネート前駆体を含む二面性のバイラミネートストリップは、その付近のベースのバイラミネート前駆体より大幅に伸長し、全体領域にわたって回復する。次いで、第1の伸長後、2つのバイラミネート前駆体で作られるストリップは、隣接する塑弾性バイラミネート前駆体が変形し始める点まで伸長する唯一の領域である。塑弾性バイラミネートの塑性成分が多くなればなるほど、隣接する領域における集合した出現が大きくなり、塑弾性バイラミネート前駆体を変形するために要求される歪みが大きくなる。最終的な量の集合は、塑弾性のものと置き換える、完全に塑性のフィルムで実現され得るが、トレードオフは、より大きな塑性成分を有するラミネートのより低い残りの弾性である。ベースのバイラミネートに接着して結合される前に、低い永久歪みのバイラミネート前駆体が、実際に予め歪みを与えられ、張力下で維持されると、集められた効果は、より大きくなり得る。
本発明の弾性ラミネートは、用意され、構造安定性を試験された。バイラミネート前駆体は、押出積層によって作られた。バイラミネート前駆体のフィルム構成は、ExxonMobil ChemicalからのVistamaxx(登録商標)POEを約80%、Dow Chemical CompanyからのElite(登録商標)鎖状低密度ポリエチレンを15%及びSchulman Corporationからのホワイトマスターバッチコンセントレート(white masterbatch concentrate)を5%含む。この弾性フィルムは、10gsmの基本重量で押し出され、鋳造押出ライン上の15gsmの複合スパンボンド不織布に積層された。次いで、バイラミネート前駆体の自由フィルム表面が互いに対向するように、バイラミネート前駆体の2つの層は、接着によって結合された。次いで、ラミネートは、0.160インチのDOEで漸進的な伸長によって活性化された。
実施例1の活性化されたラミネートの部分は、接着層を溶解するためにアセトンに浸された。本発明のラミネートのこの部分を作る活性化されたバイラミネート前駆体は、次いで、さらなる試験のために注意深く分離された。
標準的な弾性ラミネートは、用意され、構造安定性を試験された。ラミネートのフィルム構成は、ExxonMobil ChemicalからのVistamaxx(登録商標)POEを約80%含む単層弾性フィルム、Dow Chemical CompanyからのElite(登録商標)鎖状低密度ポリエチレンを15%及びSchulman Corporationからのホワイトマスターバッチコンセントレート(white masterbatch concentrate)を5%含む。この弾性フィルムは、20gsmの基本重量で押し出され、鋳造押出ライン上の15gsmの複合スパンボンド不織布の2層の間に積層された。次いで、比較例のラミネートは、0.160インチのDOEで漸進的な伸長によって活性化された。
二面性のバイラミネートの実施例は、不織布の1つの層に対してABA多層フィルムを第1の押出積層し、それによってNW/A/B/A構造をもたらすことによって用意された。この膜のA層は、約25%のInfuse 9107 POE (Dow Chemical Company)、約75%のElite 5800 polyethylene (Dow)、約1%のAmpacet 10562加工助剤(Ampacet Corporation)(Infuse/PE混合物)を含む。この膜のB層は、約87%のVistamaxx 6102 POE (ExxonMobil Company)、約5%のINSPIRE 118 polypropylene (Dow)、約7%のAmpacet 110361 white masterbatch (Ampacet)、及び約1%のAmpacet 10562加工助剤(“VM混合物1”)を含む。使用された不織布は、約50重量%のポリエチレン被覆及び50重量%のポリプロピレンコア(Pegas Nonwovens, Czech Republic)を含む繊維を含む15gmsの被覆/コアの二色不織布(“不織布1”)である。ラミネートの実施例3aは、10gsmの総膜の基本重量で製造された。次いで、ラミネート3Aの2つの層は、約4.5gsmのBostik H2861接着剤(“接着剤”)を用いて膜表面に接着して積層された。これによって、構造NW/A/B/A/接着剤/A/B/A/NWを有する二面性のバイラミネート3Bが生成された。二面性のバイラミネート構造3Bは、30gsmの総NW基本重量、20gsmの総膜の基本重量及び4.5gsmの総接着剤基本重量を有する。
トリラミネートの比較例は、不織布の1つの層にABA多層フィルムを押出積層し、構造NW/A/B/Aをもたらすことによって用意された。この膜のA層は、Infuse/PE混合物を含む。この膜のB層は、VM混合物1を含む。使用された不織布は、不織布1である。比較例は、20gsmの総膜の基本重量で製造された。このラミネートは、次いで、約4.5gsmのBostik H2861接着剤を用いて膜面に不織布1の他の層に接着して積層された。これによって、構造NW/A/B/A/接着剤/NWを有するトリラミネートが生成された。このトリラミネート構造体は、30gsmの総NW基本重量、20gsmの総膜基本重量及び4.5gsmの総接着剤基本重量を有する。
二面性のバイラミネートの実施例は、不織布の1つの層に対してABA多層フィルムを第1の押出積層し、構造NW/A/B/Aをもたらすことによって用意される。この膜のA層は、実施例3に記載のInfuse/PE混合物を含む。この膜のB層は、約92%のVistamaxx 6102 (ExxonMobil Company)、約7%のAmpacet 110361 white masterbatch (Ampacet Corp)及び約1%のAmpacet 10562の加工助剤の混合物(“VM混合物”)を含む。使用された不織布は、不織布1であった。ラミネートの実施例4Aは、約15gsmの総膜の基本重量で製造された。次いで、ラミネート4Aの2つの層は、約6gsmのBostik H2861接着剤でフィルム面に接着によって積層された。これによって、構造NW/A/B/A/接着剤/A/B/A/NWを有する二面性のバイラミネート4Bが生成された。二面性のバイラミネート構造体4Bは、30gsmの総NW基本重量、30gsmの総膜基本重量及び6gsmの総接着剤基本重量を有した。二面性のバイラミネート4Bは、次いで、0.250”のDOEにおいてHSRPで活性化された。
5層の膜は、共押し出しによって用意され、構造A/B/C/B/Aをもたらした。Aフィルム層は、実施例3に記載のInfuse/PE混合物であった。B層は、Vistamaxx 6102を含む。C層は、Vistamaxx 6102, Infuse 9107、並びにPP3155ポリプロピレン(ExxonMobil Chemical Company)及びAspun PE 6850Aポリエチレン(Dow Chemical Company)と混合されるElite 5800(“トリム混合物”)を含む、さもなければ廃棄されるトリム材料を含む。共押し出しされた5層のフィルムの実施例5は、25gsmの総膜基本重量で製造された。5層のフィルムは、構造NW/接着剤/A/B/C/B/Aを有するラミネート5Aを作るために、約6gsmのBostik H2861接着剤で不織布1の1つの層に対する1つのフィルム表面に接着して積層された。ラミネート5Aの1つの層は、約6gsmのBostik H2861接着剤を用いてフィルム面にラミネート4Aの層を接着して積層された。これによって、構造NW/接着剤/A/B/C/B/A/接着剤/A/B/A/NWを有する二面性のラミネート5Bが生成された。二面性のバイラミネート構造体5Bは、30gsmの総NW基本重量、40gsmの総膜基本重量及び12gsmの総接着剤基本重量を有した。二面性のバイラミネート5Bは、次いで、0.250”のDOEにおいてHSRPで活性化された。
第3の比較例は、Vector 4211 SIS film(Dexco Polymers LP)を含む単層フィルムVを押し出しすることによって作られた。押出されたフィルムVは、25gsmの総膜基本重量を有してして製造された。フィルムVは、次いで、構造NW/接着剤/Vを有するラミネート6Aを作るために、約6gsmのBostik H2861接着剤を用いて不織布1の1つの層に1つのフィルム表面に接着して積層された。ラミネート6Aの1つの層は、次いで、約6gsmのBostik H2861接着剤を用いてラミネート5Aに対する1つのフィルム表面に接着して積層された。これによって、構造NW/接着剤/V/接着剤/A/B/C/B/A/接着剤/NWを用いて二面性のバイラミネート6Bが生成された。二面性のバイラミネート構造体6Bは、30gsmの総NW基本重量、50gsmの総膜基本重量及び18gsmの総接着剤基本重量を有した。二面性のバイラミネート6Bは、次いで、0.250”のDOEにおいてHSRPで活性化された。
(ピンホール試験−染料法)
実施例1、実施例2及び比較例1のラミネートは、標準赤色染料溶液を用いてピンホールの試験がされた。ラミネートは、綺麗なホワイトペーパータオルに平坦に置かれた。イソプロピルアルコールに溶解された赤色染料の試験溶液はスポンジローラーを用いてラミネートの表面に付けられた。2分後に、試験片は、ペーパータオル上に如何なる赤色染料を滴らせことを避けることに注意しながら、注意深く除去された。次いで、各ラミネートの下の白いペーパータオルは、次いで、ラミネートを通る赤色染料の漏れのために確認された。このような漏れは、活性化ピンホールの存在を示すだろう。
実施例3及び比較例2のラミネートは、目視検査法を用いてピンホールに関して試験された。試験ラミネートは、20%の機械的歪みを示すように伸長され(例えば、100mmの幅のラミネートが、120mmの幅まで伸長する)、拡大下においてピンホールに関して目視検査された。各ホールの最大直径は、スチール製スケールを用いて測定された。ホールは、ホールの最大寸法の長さに基づく大きさによって分類された。“微小な”穴は、0.5mm以下、“小さな”穴は、0.5超、1.0mm以下、“中程度の”穴は、1超、2mm以下、“大きな”穴は、2超、3mm以下、“特大の”穴は、3mm以上である。目視試験において、100×100mmの大きさの材料の20個の試料が試験され、各領域の穴の合計数が計測された。調べられた試料の総面積が0.2m2であったので、各領域の穴の数は、穴/m2で計算するために、5倍にされる。
この方法は、材料の応力歪み曲線を決定するために使用された。この引張試験方法は、ASTM D882−02に基づく。この試験用に適切な機器には、MTS Systems Corp. (Eden Prairie, MN)又はInstron Engineering Corp. (Canton, MA)から入手可能な引張試験機が含まれる。試験に関して、25.4mmの幅で約100mmの長さの寸法を有する各材料の試験片が切断された。試料は、少なくとも1時間、23°±2°の状態にされた。次いで、各試料は、2.00インチのワイドグリップで、グリップ面の間に2.00インチの間隔を有して、試料に弛みがない状態で、実質的に垂直な長軸を備えている。次いで、この試料は、約1000%伸長するまで又は試料が破壊するまで、20インチ/分(50.8cm/分)のクロスヘッド速度で試験機によって伸長された。5つの試料の最小値は、平均試験値を決定するために使用された。
−1N/cmの力における応力歪%(すなわち、1N/mにおける伸び)、
−破壊時における応力歪%、及び、
−N/cmでの最大抗張力(すなわち、試料幅で割られたピーク力)。
1N/cmの力における応力歪は、ラミネートが低い力でどれほど伸長できるかを測定する。破壊時における応力歪の百分率は、ラミネートが破壊する前にラミネートがどれほど長く伸長することができるかを測定する。最大抗張力は、試料が破壊する直前にどれほどの力が試料に与えられなければならないかを測定する。
γ張力={(L/L0)−1}×100
ここで、L0は、元の長さであり、Lは、伸長した長さであり、γ張力は、パーセント単位の応力歪である。例えば、5.0cmの初期長さを有する試料が15.0cmまで伸長した場合、伸びは、200%の応力歪である。
この方法は、弾性材料の伸び及び回復特性を決定するために使用される。ヒステリシス試験方法は、ASTM D882−02に基づく。この試験用に適切な機器には、MTS Systems Corp.(Eden Prairie, MN)又はInstron Engineering Corp.(Canton, MA)から入手できる引張試験機が含まれる。試験に関して、25.4mmの幅で約76.2mmの長さの寸法を有する各材料の試験片が切断された。試料は、少なくとも1時間、23°±2°の状態にされた。次いで、各試料は、2.00インチのワイドグリップで、グリップ面の間に1.0インチ(25.4mm)の間隔を有して、試料に弛みがない状態で、実質的に垂直な長軸を備えている。2つのサイクルヒステリシス試験方法の第1サイクルにおいて、試料は、13mm/分のクロスヘッド速度で、前もって負荷を加えられた5グラム重量の弛み調整まで試験機によって伸長され、それは、調整されたゲージ長さを画定する。次いで、この試料は、特定された応力(例えば、応力歪=130%)まで10インチ/分(25.4cm/分)のクロスヘッド速度で伸長された。この試料は、30秒間この特定の応力歪で保持され、次いで、応力歪は、25.4cm/分の一定のクロスヘア速度で元のゲージ長までグリップを戻すことによって0%の応力歪まで低減される。この試料は、60秒間、0%の応力歪に保持される。この試料は、第1サイクルステップを繰り返すことによって第2のサイクルにおいて伸長された。5つの試料の最小値は、平均試験値を決定するために使用された。
−100%の応力歪及び130%の応力歪におけるサイクル1の負荷力;
−50%の応力歪及び30%の応力歪におけるサイクル1のアンロード力;
−百分率の歪及び力の緩和。
これらの力は、N/cm(すなわち、試料の幅で力を割った値)で報告された。百分率の歪は、7グラムの力が測定される第2の負荷サイクルの開始の後に百分率の歪として定義される。力の緩和は、百分率で報告される特定の応力歪に保持されるサイクル1の30秒間中における力の低下である。
12 ロール
12a ロール
13 織物層
18 押出ダイ
20 溶融ポリマー織物
21 コア層
22 コア層
24 弾性バイラミネート前駆体
24a バイラミネート前駆体
24b バイラミネート前駆体
24c バイラミネート前駆体
25 バイラミネート前駆体
26 弾性ラミネート
30 金属ロール
32 支持ロール
34 接着剤
35 スプレーユニット
37 ニップ
Claims (20)
- 弾性重合体を含む第1のフィルム層及び第1の基板層を備える第1のバイラミネート層であって、前記第1のフィルム層及び前記第1の基板層が、実質的にそれぞれの層の最小の幅にわたって結合され、得られた第1のバイラミネート層が、第1のフィルム表面及び第1の基板表面を有する、第1のバイラミネート層と、
弾性重合体を含む第2のフィルム層及び第2の基板層を備える第2のバイラミネート層であって、前記第2のフィルム層及び前記第2の基板層が、実質的にそれぞれの層の最小の幅にわたって結合され、得られた第2のバイラミネート層が、第2のフィルム表面及び第2の基板表面を有する、第2のバイラミネート層と、
を備える、多層弾性ラミネートであって、
前記第1及び第2のフィルム表面が互いに対向するように、前記第1のバイラミネート層及び第2のバイラミネート層が接着によって結合され、
前記第1及び第2のバイラミネート層の各々が、接着によって結合される前に、別個の前駆体層として予め形成され、前記第1及び第2のバイラミネート層が、それぞれ約30gsm未満の総膜基本重量を有する、多層弾性ラミネート。 - 前記第1のバイラミネートの前記第1のフィルム層及び前記第1の基板層並びに前記第2のバイラミネートの前記第2のフィルム層及び前記第2の基板層が、押出積層、接着積層、熱積層、超音波積層、カレンダー積層又はそれらの組合せによって結合される、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1のバイラミネート及び前記第2のバイラミネートが、接着積層による接着によって結合される、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1及び第2のバイラミネートが、同一のフィルム及び基板層構成を備える、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1及び第2のバイラミネートが、異なるフィルム及び/又は基板層構成を備える、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1のフィルム層、前記第2のフィルム層又は両方が、多層フィルムを含む、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1の弾性フィルム及び前記第2の弾性フィルムが、スチレンブロック共重合体、ポリオレフィンエラストマー、それらの組合せ及びそれらの混合物からなる群から選択される、1つ又はそれ以上の弾性高分子を含む、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1の基板層及び前記第2の基板層が、不織布を含む、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記多層弾性ラミネートが活性化される、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 約25%未満の活性化後歪みを有する、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 約15%未満の永久歪みを有する、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 約0.5から3.0mmの大きさの多くのピンホールが、前記ラミネートが活性化された後に、約30ピンホール/平方メートル未満である、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 前記第1及び第2のバイラミネート層がそれぞれ、約20gsm未満の総膜基本重量を有する、請求項1に記載の多層弾性ラミネート。
- 多層弾性ラミネートの製造方法であって、
実質的にそれぞれの層の最小の幅にわたって第1の弾性フィルム層及び第1の基板層を結合することによって前記第1の弾性フィルム層及び前記第1の基板層を備える第1のバイラミネート層を形成する段階であって、得られた第1のバイラミネート層が第1のフィルム表面及び第1の基板表面を有する段階と、
実質的にそれぞれの層の最小の幅にわたって第2の弾性フィルム層及び第2の基板層を結合することによって前記第2の弾性フィルム層及び前記第2の基板層を備える第2のバイラミネート層を別個に形成する段階であって、得られた第2のバイラミネート層が第2のフィルム表面及び第2の基板表面を有する段階と、
前記第1及び第2のフィルム表面が互いに対向するように前記第1のバイラミネート層及び前記第2のバイラミネート層を接着によって結合する段階であって、前記第1及び第2のバイラミネート層がそれぞれ、約30gsm未満の総膜基本重量を有する段階と、
を含む、多層弾性ラミネートの製造方法。 - 前記第1のバイラミネートの前記第1のフィルム層及び前記第1の基板層並びに前記第2のバイラミネートの前記第2のフィルム層及び前記第2の基板層が、押出積層、接着積層、熱積層、超音波積層、カレンダー積層又はそれらの組合せによって結合される、請求項14に記載の方法。
- 前記第1のバイラミネート及び前記第2のバイラミネートが、接着積層による接着によって結合される、請求項14に記載の方法。
- 前記第1のフィルム層、前記第2のフィルム層又は両方が、多層フィルムを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第1の基板層及び前記第2の基板層が、不織布を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記多層弾性ラミネートを活性化する段階をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 約0.5から3.0mmの大きさの多くのピンホールが、前記ラミネートが活性化された後に、約30ピンホール/平方メートル未満である、請求項19に記載の方法。
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