TWI412556B - 軟彈性薄膜 - Google Patents

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Description

軟彈性薄膜
本發明係關於包含由選擇性氫化之嵌段共聚物製成之軟彈性薄膜的個人衛生物品。本發明進一步係關於包含至少一種選擇性氫化之嵌段共聚物的軟彈性薄膜。
諸如手套、尿布及防失禁產品之拋棄式個人衛生物品被廣泛使用。軟的彈性薄膜對於個人衛生物品及其一體式組件特別有用。此等物品及其一體式組件具有特定實體要求。理想地，除了軟度之外，此等薄膜將滿足各種性能。舉例而言，雖然軟，但此等薄膜亦將需要具有足夠的強度及承受顯著伸長的能力。由於該等物品通常用於至少輕微拉伸條件下，因此該等薄膜亦需要隨著時間的過去及在體溫下保持其強度及尺寸，且需要為其特定應用而施加適當回縮力。另外，在個人衛生物品之建構之前及之後，該等薄膜需要在其使用及儲存的環境中為穩定的。
由異戊二烯橡膠或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物組成之軟彈性薄膜為熟知的。其應用之一原因為聚異戊二烯之固有軟度及強度。然而，聚異戊二烯為不飽和的且易發生氧化、熱及UV降解。商業應用之彈性薄膜通常以高溫進行熔融加工。諸如由SI製造之不飽和薄膜在加工期間易發生熱降解。此限制了不飽和嵌段共聚物在加工期間可經受之溫度及剪應力的量。另外，因為用於商業應用之彈性薄膜在最終產品製造及產品使用之前儲存了某一時間，所以長期氧化及UV穩定性係重要的。又，最終製品將曝露於可導致UV、氧化或熱降解之條件。由不飽和嵌段共聚物所製造之彈性薄膜雖然軟但在此方面呈現侷限性。具有可經熔融加工成軟彈性薄膜之飽和或氫化的嵌段共聚物將係有利的。然而，在配方中沒有其他軟化組份的情況下，諸如SEBS之飽和嵌段共聚物通常缺少此等應用所要求之組合的軟度及強度。
本發明提供由選擇性氫化之嵌段共聚物製造的彈性薄膜，該彈性薄膜具有習知基於SIS之薄膜的軟度但亦具有飽和共軛二烯橡膠中固有之穩定性。已發現，藉由嵌段共聚物分子量、單烯基芳烴含量及橡膠乙烯基含量之適當組合，該等軟彈性薄膜可被產生且由於其選擇性氫化本質而將在熱、氧化及UV環境中為穩定的。
在一實施例中，本發明為個人衛生物品，其包含軟彈性薄膜，該軟彈性薄膜由偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物組成。嵌段共聚物具有通式(A-B)nX，其中X為偶合劑之殘基且n為2至6，單烯基芳烴A嵌段具有6,000至7,000之分子量，氫化之前的共軛二烯B嵌段的乙烯基含量為60%至85%，總分子量為180,000至400,000，且單烯基芳烴含量為9% wt至16% wt。嵌段共聚物為高度偶合的以使得未偶合之A-B分支的量小於10%。
在另一實施例中，本發明為軟彈性薄膜，其包含一種具有相對低的分子量的偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物及另一種具有相對高的分子量的偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物。相對高的分子量嵌段共聚物具有：單烯基芳烴A嵌段，具有分子量6,000至7,000；B嵌段乙烯基含量60%至85%，總分子量180,000至400,000，單烯基芳烴含量9% wt至16% wt；及小於10%之未偶合二嵌段。相對低的分子量嵌段共聚物具有：單烯基芳烴A嵌段，具有分子量5,000至7,000；B嵌段之乙烯基含量60%至85%，總分子量100,000至160,000，單烯基芳烴含量16% wt至24% wt；及小於10%之未偶合二嵌段。
在另一實施例中，本發明為軟彈性薄膜，其包含一種偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物，該嵌段共聚物具有：單烯基芳烴A嵌段，具有分子量6,000至7,000；B嵌段乙烯基含量60%至85%，總分子量180,000至400,000，單烯基芳烴含量9% wt至16% wt；及小於10%之未偶合二嵌段，及諸如烴類樹脂、聚烯烴、茂金屬聚烯烴、均聚苯乙烯或礦物油之額外組份。
在另一實施例中，本發明為軟彈性薄膜，其包含一種偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物，該嵌段共聚物具有：單烯基芳烴A嵌段，具有分子量6,000至7,000；B嵌段乙烯基含量60%至85%，總分子量180,000至400,000，單烯基芳烴含量9% wt至16% wt；及小於10%之未偶合二嵌段，及受控分布的嵌段共聚物。
本發明之軟彈性薄膜包含偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物。嵌段共聚物具有通式(A-B)nX，其中X為偶合劑之殘基且n表示經偶合之分支的平均數。使用常見的陰離子聚合技術來合成嵌段共聚物。
A嵌段表示聚合單烯基芳烴嵌段。單烯基芳烴可選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘及對丁基苯乙烯或其混合物。其中，苯乙烯為最佳的。
B嵌段表示聚合共軛二烯烴嵌段。共軛二烯可選自1,3-丁二烯及經取代的丁二烯。其中，1,3-丁二烯最佳。如本文中及申請專利範圍中所使用，"丁二烯"特定指代"1,3-丁二烯"。氫化之前的B嵌段的乙烯基含量為60%莫耳至85%莫耳。乙烯基含量之更佳範圍為65%莫耳至85%莫耳且乙烯基含量之最佳範圍為70%莫耳至85%莫耳。術語乙烯基意謂(例如)經由單體至活性鏈(living chain)之1,2-加成而聚合之1,3-丁二烯。在1,3-丁二烯之情形中，結果為附屬於聚合物主鏈(乙烯基)之單取代烯烴基。在異戊二烯之陰離子聚合的情形中，作為另一實例，乙烯基由聚合單體之3,4-加成而產生。此提供附屬於聚合物主鏈之孿二烷基C=C基。可藉由在二烯之聚合期間使用控制劑及藉由聚合溫度而達成乙烯基組態。可將一般熟習此項技術者已知之能夠製備高度乙烯基共軛二烯的任何微結構控制劑用以製備本發明之嵌段共聚物。最佳控制劑為與氫化催化劑相容之微結構控制劑。
在一實施例中，偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物具有相對高的分子量。嵌段共聚物之總分子量為180,000至400,000。在分子量低於180,000時，對於應用作為載重彈性薄膜而言，聚合物變得過於軟弱。在分子量高於400,000時，黏度使嵌段共聚物之熔融加工不容易。更佳分子量範圍為200,000至300,000且最佳分子量範圍為210,000至270,000。單烯基芳烴嵌段之分子量為6,000至7,000。更佳分子量範圍為6,100至6,800且最佳分子量範圍為6,200至6,700。嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為嵌段共聚物總質量的8% wt至15% wt。在單烯基芳烴含量小於8% wt時，彈性薄膜具有不良的強度，且在含量高於15% wt時，該等薄膜具有減小的軟度。更佳含量範圍為9% wt至14% wt且最佳含量範圍為10% wt至14% wt。
在另一實施例中，將相對高的分子量嵌段共聚物與另一種具有相對低的分子量之偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物組合以形成軟彈性薄膜。相對低的分子量嵌段共聚物具有100,000至160,000之總分子量。更佳分子量範圍為110,000至150,000且最佳分子量範圍為120,000至150,000。單烯基芳烴嵌段之分子量為5,000至7,000。更佳分子量範圍為5,500至7,000且最佳分子量範圍為6,000至7,000。嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為嵌段共聚物總質量的16% wt至24% wt。更佳含量範圍為17% wt至23% wt且最佳含量範圍為18% wt至22% wt。在此實施例中，相對高的分子量嵌段共聚物以整個組合物之15至40重量份的量存在。第二嵌段共聚物以60至85重量份之量存在。相對高的分子量嵌段共聚物之更佳量為20至30重量份，且第二嵌段共聚物之更佳量為70至80重量份。
在又一實施例中，將相對高的分子量嵌段共聚物與另一種選擇性氫化的受控分布嵌段共聚物組合。對於本發明有用之受控分布嵌段共聚物描述於美國專利7,169,848中。第二嵌段共聚物具有通用組態A'-B'、A'-B'-A'、(A'-B')n、(A'-B'-A')nX、(A'-B')nX或其混合物，其中氫化之前，每一A'嵌段為單烯基芳烴聚合物嵌段且每一B'嵌段為至少一共軛二烯及至少一單烯基芳烴之受控分布共聚物嵌段。氫化之後，已還原約0-10%之芳烴雙鍵，且已還原至少約90%之共軛二烯雙鍵。每一A'嵌段具有約3,000與約60,000之間的分子量且每一B'嵌段具有約30,000與約300,000之間的分子量。在此受控分布嵌段共聚物之情形中，分子量被表達為真實的峰值分子量。對於組合物，已自表觀GPC分子量校正該等分子量。每一B'嵌段包含富集於共軛二烯單元中之相鄰於A'嵌段之末端區域及富集於單烯基芳烴單元中之一或多個不相鄰於該等A'嵌段之區域。氫化之嵌段共聚物中之單烯基芳烴的總量為約20重量百分比至約80重量百分比。每一B'嵌段中之單烯基芳烴的重量百分比係在約10%與約75%之間。B'嵌段中之單烯基芳烴阻斷率(blockiness)小於40%。在較佳實施例中，受控分布嵌段共聚物具有結構(A'-B')nX，其中偶合劑為甲基-三甲氧矽烷，且已偶合聚合物以使得7%或小於7%之未偶合分支留存，且n=2之部分占80%或大於80%，最佳90%或大於90%。另外，A'嵌段為聚合苯乙烯且具有8,000至12,000之分子量，總分子量為120,000至160,000，且苯乙烯總含量為38%至46%。B'嵌段具有15%至40%苯乙烯，且B'嵌段之苯乙烯阻斷率為小於10%。
除了如對於受控分布嵌段共聚物而特定明示之外，此說明書中之術語"分子量"指代聚合物或共聚物之嵌段之表觀分子量，以g/mol為單位。可使用聚苯乙烯校正標準藉由凝膠透層析法(GPC)(諸如根據ASTM 3536進行)來量測此說明書及此等請求項中所提及的分子量。GPC為熟知方法，其中根據分子大小分離聚合物，最大分子先沖提。使用市售聚苯乙烯分子量標準來校正層析。使用如此校正之GPC所量測之聚合物的分子量為苯乙烯當量或表觀分子量。當聚合物之苯乙烯含量及二烯片段之乙烯基含量為已知時，可將該表觀分子量轉換成真實分子量。所用之偵測器較佳為紫外偵測器與折射率偵測器之組合。除非另有明示，本文中所表達之分子量在GPC迹線之峰值處被量測且通常被稱作"峰值分子量"。
在偶合聚合物之通式(A-B)nX中，X為偶合劑之殘基且n表示每個偶合嵌段共聚物之活性分支的平均數。在本發明中，n較佳為約2至約15，且最佳為2至6。當n為2時，嵌段共聚物具有直鏈組態。當n大於2時，嵌段共聚物被稱作徑向鏈(radial)、分支鏈或星狀鏈(star)。可進行偶合反應以僅鏈接活性分支(living arm)之一部分，或可進行偶合反應以產生高度偶合的聚合物。一般而言，藉由"偶合效率"量度來報告偶合反應中鏈接之活性分支的量。重要地，偶合通常為統計過程，且n為偶合分支的平均數，如美國專利第7,001,956號及美國專利第7,009,000號所教示。
在本發明中，較佳偶合劑為具有通式Rx-Si-(OR')y之烷氧矽烷，其中x為0或1，x+y=3或4，R及R'相同或不同，R選自芳香基、直鏈烷基及分支鏈烷基烴基，且R'選自直鏈及分支鏈烷基烴基。芳基較佳地具有6至12個碳原子。烷基較佳地具有1至12個碳原子，更佳地1至4個碳原子。在熔融條件下，此等烷氧矽烷偶合劑可進一步偶合以產生大於4之官能基。較佳的四烷氧矽烷為四甲氧矽烷("TMOS")、四乙氧矽烷("TEOS")、四丁氧矽烷("TBOS")及肆-(2-乙基已氧)-矽烷("TEHOS")。其中，最佳為四甲氧矽烷。
使用此項技術中已知之若干氫化方法中任一者來選擇性地氫化本發明之氫化嵌段共聚物。舉例而言，可使用諸如美國專利第3,494,942號、第3,634,594號、第3,670,054號、第3,700,633號，及Re.27,145中所教示之彼等方法的方法來實現氫化，該等案之揭示內容特此以引用之方式併入本文中。可使用對於共軛聚二烯嵌段中之雙鍵為選擇性的，使得聚苯乙烯嵌段中之芳族不飽和性大體上完整之任何氫化方法以製備本發明之氫化嵌段共聚物。
先前技術中已知的及對製備本發明之氫化嵌段共聚物有用的方法涉及使用合適催化劑，特定言之，包含鐵基金屬原子(特定言之，鎳或鈷)之催化劑或催化劑前驅體，及諸如烷基鋁之合適還原劑。基於鈦之催化劑系統亦係有用的。一般而言，可在合適溶劑中在自約20℃至約100℃之範圍內的溫度下及在自約100psig(689kPa)至約5,000psig(34,473kPa)之範圍內的氫分壓下來實現氫化。通常使用基於總溶液之按鐵基金屬的重量的約10ppm至約500ppm範圍內的催化劑濃度，且氫化條件下之接觸通常持續約60至約240分鐘之時間週期。在完成氫化之後，通常將自聚合物分離氫化催化劑及催化劑殘留物。
在本發明中，氫化嵌段共聚物具有大於80%莫耳之氫化度。此意謂，在烯烴至烷烴時已氫化B嵌段中之大於來自80%莫耳的共軛二烯雙鍵。較佳地，氫化大於約90%莫耳之共軛二烯。最佳地，氫化大於約95%莫耳之共軛二烯。
氫化為選擇性的，以使得雖然達成對共軛二烯之高度氫化，但極少對單烯基芳烴氫化。在本發明之實踐中，氫化0-10%莫耳之單烯基芳烴單元。較佳地，氫化小於5%莫耳之單烯基芳烴單元。更佳地，氫化小於1%莫耳之單烯基芳烴單元。
在本發明之一實施例中，將偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物與另一聚合物組份組合。該聚合物組份可為烴類樹脂、聚烯烴、茂金屬聚烯烴、均聚苯乙烯或礦物油。
與氫化之共軛二烯嵌段相容之烴類樹脂在本發明中特別有用。相容之烴類樹脂可係選自由相容的C5烴類樹脂、氫化的C5烴類樹脂、C5/C9樹脂、完全氫化或部分氫化的C9烴類樹脂及其混合物組成之群。適合用於本發明之商業烴類樹脂的實例為來自ExxonMobil Chemical之OPPERA及ESCOREZ，以及來自Eastman Chemical之REGALITE及REGALREZ。彈性薄膜中之烴類樹脂的量為基於彈性薄膜質量之5%至35%wt。更佳為烴類樹脂之5% wt至15% wt。
茂金屬聚烯烴之實例包括乙烯/α-烯烴共聚物、丙烯/α-烯烴共聚物及乙烯/丙烯/α-烯烴三聚物，諸如來自Dow Chemical之AFFINITY、ENGAGE及VERSIFY聚合物以及來自Exxon Mobil之EXACT及VISTAMAXX聚合物。
均聚苯乙烯樹脂之實例包括：具有在200℃/5kg時之小於10g/10min之熔體流動速率的樹脂，諸如來自Nova Chemical之PS2500；及具有在200℃/5kg時之大於30g/10min之熔體流動速率的樹脂，諸如來自Nova Chemical之PS 3900。熔體流動速率較佳為3至38且更佳為4至18。包括嵌段共聚物及均聚苯乙烯兩者之組合物的總單烯基芳烴含量小於20% wt。更佳之總單烯基芳烴含量為15% wt或小於15% wt。
礦物油之實例包括與彈性嵌段共聚物之彈性中間嵌段片段相容及不趨向於以任何顯著程度遷移至芳族末端嵌段部分中的油。特定實例為石蠟油，諸如來自Penreco之Drakeol 34。礦物油之較佳量為對於每一百份嵌段共聚物之10重量份或小於10重量份。因為大量之礦物油可能導致材料上之黏性薄膜或油性表面薄膜，所以油量應最小化。油之更佳量為5重量份或小於5重量份。在最佳實施例中，在不使用油的情況下達成彈性薄膜或個人衛生物品之軟度。
雖然高乙烯基嵌段共聚物可與本文中所教示之聚合物及樹脂摻合以形成本發明之軟彈性薄膜，但當其與顯著量之由習知Ziegler-Natta催化作用製成的均聚丙烯或聚丙烯共聚物摻合時，將達成不如意之結果。薄膜含有小於10%之該等均聚丙烯或丙烯共聚物，較佳小於5%且最佳0%。
可使用習知熔融加工設備來產生軟彈性薄膜。用於熔融加工之合適設備的一特定實例為具有6吋薄膜模頭之Killion 30:1 KL 100 1吋單螺桿擠壓機。亦可使用具有更大模頭之更大尺寸的單螺桿擠壓機。重要地，本發明之軟彈性薄膜的特徵在於低的橡膠模數及足夠高的抗張強度。為了本發明之目的，軟意謂在100%抗張伸長率時具有小於約100psi之應力及在300%抗張伸長率時具有小於約150psi之應力。為了使此等軟薄膜具有實際效用，其亦必須具有至少約1000psi之抗張強度。在熔融鑄造薄膜之縱向上重要地量測此等抗張性能。在常見操作條件下，熔融擠壓操作可導致擠壓嵌段共聚物薄膜內之結構的生成。該結構可又導致高硬度及/或產生降低縱向上之軟度的應力。一般而言，滿足此等條件之軟彈性薄膜亦具有至少500%之抗張伸長率。
降低之抗張應力或增大之軟度導致薄膜之增大的懸重性質。此對於本發明之薄膜應用於諸如手套之個人衛生物品中的應用特別重要。
因為本發明之彈性薄膜在使用期間將經受循環應力，所以滯後性能亦係重要的。彈性薄膜之最具特性之滯後性能為回復能(recovered energy)、在循環抗張應力之後的永久變形率及在循環期間所經受之峰值應力。在達300%伸長率之滯後循環中，本發明之軟彈性薄膜具有自40%至70%之回復能、自30%至70%之永久變形率及自116psi至218psi之峰值應力。在達100%伸長率之循環中，薄膜具有自55%至90%之回復能、自7%至18%之永久變形率及自70psi至160psi之峰值應力。
本發明之薄膜係用於個人衛生物品，諸如手套、尿布、防失禁產品、拋棄式內衣、兒童拋棄式游泳衣及其類似物。如對於手套而言，個人衛生產物可基本上完全由軟彈性薄膜構成。在諸如尿布、防失禁產品、內衣及游泳衣之更複雜物品中，軟彈性薄膜可構成物品之一或多個一體式組件。該等一體式組件可為拉伸布條(stretch panel)、彈性扣合物、腰帶及其類似物。
實例 材料
聚合物1為偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物。聚合物1為本發明之聚合物。聚合物1之結構為(S-EB)nX，其中S為具有約6,400之分子量的聚苯乙烯嵌段，EB為氫化之前具有77%之乙烯基含量的氫化聚丁二烯嵌段，總表觀分子量為約235,000且總苯乙烯含量為12.5%。
SEBS 1為偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物。在單獨用以製造彈性薄膜時，SEBS 1為比較聚合物。在與聚合物1組合使用時，SEBS 1為本發明之聚合物。SEBS 1之結構為(S-EB)nX，其中S為具有約6,200之分子量的聚苯乙烯嵌段，EB為氫化之前具有77%之乙烯基含量的氫化聚丁二烯嵌段，總表觀分子量為約143,000且總聚苯乙烯含量為20%。
SEBS 2為比較聚合物且為偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物。SEBS 2之結構為(S-EB)2，其中S為具有約5,300之分子量的聚苯乙烯嵌段，EB為氫化之前具有約40%之乙烯基含量的氫化聚丁二烯嵌段，總表觀分子量為約145,000且總聚苯乙烯含量為13%。
SIS 1為比較聚合物且為不飽和嵌段共聚物。SIS 1之結構為S-I-S，其中S為具有約11,100之分子量的聚苯乙烯嵌段，I為聚異戊二烯嵌段，總表觀分子量為約178,000且總聚苯乙烯含量為19%。
SIS 2為比較聚合物且為不飽和嵌段共聚物。SIS 2之結構為S-I-S，其中S為具有約13,000之分子量的聚苯乙烯嵌段，I為聚異戊二烯嵌段，總表觀分子量為約126,000且總聚苯乙烯含量為29%。
S-(EB/S)-S為比較聚合物且為選擇性氫化的嵌段共聚物。S為具有約10,600之分子量的苯乙烯嵌段，EB/S為苯乙烯及丁二烯之選擇性氫化的受控分布共聚物嵌段，其中此嵌段具有25%苯乙烯及約5%之苯乙烯阻斷率，總表觀分子量為約40,000且總苯乙烯含量為42%。
Oppera PR100為來自ExxonMobil之具有約138℃之軟化點的氫化烴類樹脂。
Piccotac 9095為具有94℃之軟化點且可購自Eastman Chemical的芳族改質C5樹脂。
PS2500及PS3900為分別具有7g/10min及30g/10min之熔融流動指數的均聚苯乙烯，且可購自Nova Chemical。
Vistamaxx 1100、1120及2125為可購自ExxonMobil之茂金屬催化聚烯烴共聚物。Vistamaxx 1100具有在230℃/2.16kg時之3.0g/10min的熔體流動速率及0.860g/cm3之密度。Vistamaxx 1120具有在230℃/2.16kg時之21g/10min的熔體流動速率及0.861g/cm3之密度。Vistamaxx 2125具有在230℃/2.16kg時之80g/10min的熔體流動速率及0.865g/cm3之密度。
Elvax 250為乙烯乙酸乙烯酯共聚物樹脂且可購自DuPont，該樹脂具有28% wt乙酸乙烯酯及在190℃/2.16kg時之25g/10min的熔體流動速率。
Irganox 1010為酚系抗氧化劑且Irgafos 168為二芳基烷基(diarylalkyl)磷酸酯穩定劑，兩者可購自Ciba。
加工程序
藉由以下動作製造化合物摻合物：將所有化合物組份預混合，接下來對於含有未氫化聚合物之化合物以近似205℃之熔融溫度且對於含有氫化聚合物之化合物以近似220-227℃之熔融溫度在25毫米Berstorff雙螺桿擠壓機上擠壓預摻合物。接下來將製成化合物在具有6吋薄膜模頭之Killion 30:1 KL 100 1吋單螺桿擠壓機上鑄造成近似125微米厚的薄膜。模頭溫度對於含有未氫化聚合物之化合物為近似205℃且對於含有氫化聚合物之化合物為232-249℃。
實例1
藉由壓縮模製或熔融鑄造來製造彈性薄膜。將由聚合物1製成之薄膜與由SEBS及SIS製成之習知薄膜進行比較。
表101列出聚合物1及SEBS 1彈性薄膜之抗張結果。根據ASTM D412量測抗張性能。使用D模頭自熔融擠製薄膜切割抗張測試試片。使用500mm/min十字頭速度且以23℃之溫度來進行抗張測試。此等結果展示，可藉由純聚合物1製造具有約100psi或小於100psi之100%應力及大於1000psi之抗張強度的軟彈性薄膜。以SEBS 1製成之薄膜具有相對高的100%應力160psi且將不適合作為用於本發明之軟彈性薄膜的純聚合物。
表102列出聚合物1、SEBS 2、SIS 1及SIS 2之抗張結果。使用C模頭在縱向及橫向(或橫斷方向)上自熔融擠壓薄膜切割抗張測試試片。此等結果展示，聚合物1能夠製造與由SIS 1製成之彼等彈性薄膜一樣軟的彈性薄膜，SIS 1不飽和，通常用以製造軟彈性薄膜且實質上比SIS 2好，SIS 2為具有相對高的苯乙烯含量的SIS。雖然SEBS 2具有與聚合物1相當之苯乙烯含量，但SEBS 2在縱向上之100%應力為142psi，其為聚合物1之82psi的100%應力的1.7倍。
表103列出由聚合物1、SEBS 2、SIS 1及SIS 2製成之彈性薄膜的100%滯後結果。對在縱向上所切割之樣本及對在橫向或橫斷向上所切割之彼等樣本執行測試。此等結果展示，聚合物1能夠製造與由SIS 1製成之彼等彈性薄膜一樣軟的彈性薄膜，SIS 1不飽和，通常用以製造軟彈性薄膜且實質上比SIS 2好，SIS 2為具有相對高的苯乙烯含量的SIS。雖然SEBS 2具有與聚合物1相當之苯乙烯含量，但其在此等條件下之縱向上之100%應力為225psi，其為聚合物1之91psi的100%應力的2.5倍。此外，在經測試之所有薄膜中，聚合物1之薄膜具有最低之永久變形及最高之彈性比。
實例2
藉由熔融鑄造來製備由嵌段共聚物及烴類樹脂之摻合物所製成的彈性薄膜。
表201列出聚合物1與在各種樹脂量下之烴類樹脂(Oppera PR110)之摻合物的滯後結果。Oppera PR110為氫化烴類樹脂。亦由Piccotac 9095(芳族改質C5樹脂)製造薄膜。使用微抗張模頭對自熔融擠製薄膜所切割之樣本執行測試。
結果展示，含有本發明之嵌段共聚物及含量高達20%之烴類樹脂的彈性薄膜具有軟薄膜之100%應力特性。當樹脂為Oppera時，對於以嵌段共聚物加上樹脂之總質量計自5% wt至20% wt的樹脂含量(實例A至實例D)，該等薄膜維持小於100psi的100%模數。另外，此等薄膜之抗張永久變形在伸長至200%之後小於約10%。在樹脂為Piccotac 9095(實例E至實例F)時，觀測到指示足夠軟度之低100%模數。然而，此等薄膜在200%伸長之後具有顯著較高的抗張永久變形。在10%wt及20%wt樹脂含量下，抗張永久變形在一次伸長循環之後分別為14.4%及12.2%，且在第二次循環之後分別為15.4%及13.2%。以氫化烴類樹脂製成之彈性薄膜表現得具有比用芳族改質樹脂製成之彼等彈性薄膜顯著好的軟度與尺寸穩定性的組合。
實例3
由聚合物1與各種含量之各種茂金屬聚烯烴的摻合物來熔融鑄造彈性薄膜。表301列出聚合物1與茂金屬聚烯烴Vistamaxx 2125及Vistamaxx 1120之摻合物的滯後結果。在橫向或橫斷方向上量測抗張性能。
具有25%及50%含量之Vistamaxx 1120的彈性薄膜適合用於本申請案的軟薄膜，分別具有91.6%及101.5%之100%應力。Vistamaxx 1120提供合適效能，但具有Vistamaxx 1100或Vistamaxx 2125之摻合物不提供合適效能。
實例4
由聚合物1與各種含量之均聚苯乙烯的摻合物來熔融鑄造彈性薄膜。使用兩個等級的均聚苯乙烯：PS 2500，其具有在200℃/5kg時之7.0g/10min的熔體流動速率及3450MPa之撓曲模數；及PS 3900，其具有在200℃/5kg時之38g/10min的熔體流動速率及3000MPa之撓曲模數。PS 2500為相對黏性及稠性的均聚苯乙烯。使摻合物與全部聚苯乙烯組合物目標匹配。總聚苯乙烯含量經計算為基於嵌段共聚物及均聚苯乙烯之總量的聚苯乙烯的重量百分比。使用C型模頭在縱向及橫向(或橫斷方向)上自熔融擠壓薄膜切割抗張測試試片。
表401展示結果。結果展示，可以聚合物1與高達15%總聚苯乙烯含量(PSC)之PS 2500及亦以聚合物1與高達15%總聚苯乙烯含量(PSC)之PS 3900來製造具有合適軟度的彈性薄膜。在此均聚苯乙烯含量下，彈性薄膜具有在縱向上測試時之近似80-90psi及在橫向上測試時之近似75-85psi的100%應力。
實例5
表501列出以各種含量之S-(EB/S)-S製成之彈性薄膜的抗張性能。使用C型模頭在縱向及橫向(或橫斷方向)上自熔融擠壓薄膜切割抗張測試試片。
實例6
由聚合物1與Elvax 250之摻合物來熔融鑄造彈性薄膜。彈性薄膜包括按90/10及80/20重量份之比的聚合物1/Elvax 250的摻合物。使用C型模頭在縱向及橫向(或橫斷方向)上自熔融擠壓薄膜切割抗張測試試片。
表601列出彈性薄膜之抗張性能。
實例7
由聚合物1與SIS 2之摻合物來熔融鑄造彈性薄膜。彈性薄膜包括按70/30重量份之比的聚合物1與SIS 2的摻合物。使用C型模頭自熔融擠製薄膜切割抗張樣本。對在縱向上所切割之樣本及對在橫向(或橫斷方向)上所切割之彼等樣本執行測試。
表701列出彈性薄膜之抗張性能。
表702列出包括按70:30重量比之聚合物1與SIS 2之摻合物的彈性薄膜的滯後性能。亦列出SEBS 1及SEBS 2之結果。使用帶狀模頭(3吋x 0.5吋)自熔融擠製薄膜切割樣本。滯後測試方案由500%之啟動伸長率、達200%之第一滯後循環，及達200%之第二滯後循環組成。
實例8
表801列出包括聚合物1與SEBS 1之摻合物之彈性薄膜的抗張性能。使用C型模頭在縱向及橫向(或橫斷方向)上自熔融擠製薄膜切割樣本。
圖1展示擠製薄膜Polymer 1、SEBS 1、SIS 1及S-(EB/S)-S在橫向上的抗張應變響應。
圖2展示擠製薄膜Polymer 1、SEBS 1、SIS 1及S-(EB/S)-S在縱向上的抗張應變響應。
(無元件符號說明)

Claims (26)

  1. 一種個人衛生物品，其包含基本上由偶合之選擇性氫化之嵌段共聚物組成的軟彈性薄膜，該嵌段共聚物具有通式：(A-B)nX其中a.氫化之前，A嵌段為聚合單烯基芳烴嵌段，該嵌段具有6,000至7,000之分子量；b.氫化之前，B嵌段為聚合共軛二烯烴嵌段，該嵌段具有60%莫耳至85%莫耳之乙烯基含量；c.該嵌段共聚物之總分子量為180,000至400,000；d.該嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為9% wt至16% wt；e. X為偶合劑之殘基且n為2至6；且f.該嵌段共聚物包括小於10%之未偶合的A-B分支；其中該軟彈性薄膜具有約100 psi或小於100 psi之100%應力及至少約1000 psi之抗張強度。
  2. 如請求項1之個人衛生物品，其中該嵌段共聚物之總分子量為200,000至300,000。
  3. 如請求項1之個人衛生物品，其中該單烯基芳烴含量為10% wt至14% wt。
  4. 如請求項1之個人衛生物品，其中該單烯基芳烴為苯乙烯且該共軛二烯為丁二烯。
  5. 如請求項4之個人衛生物品，其中氫化之後，大於95%莫耳之共軛二烯單元及小於5%莫耳之單烯基芳烴單元已被氫化。
  6. 如請求項1之個人衛生物品，其具有至少600%之抗張伸長率。
  7. 如請求項1之個人衛生物品，其為手套、尿布、防失禁產品、拋棄式游泳衣或拋棄式內衣。
  8. 一種軟彈性薄膜，其包含25至95重量份之偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物，該嵌段共聚物具有通式：(A-B)nX其中a.氫化之前，A嵌段為聚合單烯基芳烴嵌段，該嵌段具有6,000至7,000之分子量；b.氫化之前，B嵌段為聚合共軛二烯烴嵌段，該嵌段具有60%莫耳至85%莫耳之乙烯基含量；c.該嵌段共聚物之總分子量為180,000至400,000；d.該嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為9% wt至16% wt；e. X為偶合劑之殘基且n為2至6；且f.該嵌段共聚物包括小於10%之未偶合的A-B分支；及5至75重量份之選自由烴類樹脂、聚烯烴、茂金屬聚烯烴、均聚苯乙烯或礦物油組成之群的額外組份，其中該軟彈性薄膜具有約100 psi或小於100 psi之100%應力 及至少約1000 psi之抗張強度。
  9. 如請求項8之軟彈性薄膜，其中該嵌段共聚物之總分子量為200,000至300,000。
  10. 如請求項8之軟彈性薄膜，其中該單烯基芳烴含量為10% wt至14% wt。
  11. 如請求項8之軟彈性薄膜，其中該單烯基芳烴為苯乙烯且該共軛二烯為丁二烯。
  12. 如請求項11之軟彈性薄膜，其中氫化之後，大於95%莫耳之共軛二烯單元及小於5%莫耳之單烯基芳烴單元已被氫化。
  13. 如請求項8之軟彈性薄膜，其包含65至95重量份之該偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物及5至15重量份之烴類樹脂。
  14. 如請求項12之軟彈性薄膜，其中該烴類樹脂係選自由相容的C5烴類樹脂、氫化的C5烴類樹脂、C5/C9樹脂、完全氫化或部分氫化的C9烴類樹脂及其混合物組成之群。
  15. 如請求項8之軟彈性薄膜，其包含25至75重量份之該偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物及75至25重量份之茂金屬聚烯烴。
  16. 如請求項15之軟彈性薄膜，其中該茂金屬聚烯烴為乙烯/α-烯烴共聚物、丙烯/α-烯烴共聚物或乙烯/丙烯/α-烯烴三聚物。
  17. 如請求項8之軟彈性薄膜，其包含70至85重量份之該偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物及15至30重量份之均聚苯 乙烯。
  18. 如請求項17之軟彈性薄膜，其中該均聚苯乙烯具有5,000或小於5,000之分子量。
  19. 如請求項8之軟彈性薄膜，其對於每100重量份之該選擇性氫化之嵌段共聚物進一步包含0至10重量份之礦物油。
  20. 如請求項19之軟彈性薄膜，其中該礦物油為石蠟油。
  21. 如請求項8之軟彈性薄膜，其用於手套、尿布、防失禁產品、拋棄式游泳衣或拋棄式內衣。
  22. 一種軟彈性薄膜，其包含兩種偶合之選擇性氫化的嵌段共聚物，該等嵌段共聚物之每一者具有通式：(A-B)nX其中該薄膜包含15至40重量份之第一嵌段共聚物，該第一嵌段共聚物具有：a.氫化之前，A嵌段為聚合單烯基芳烴嵌段，該嵌段具有6,000至7,000之分子量；b.氫化之前，B嵌段為聚合共軛二烯烴嵌段，該嵌段具有60%至85%莫耳之乙烯基含量；c.該嵌段共聚物之總分子量為180,000至400,000；d.該嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為9% wt至16% wt；e. X為偶合劑之殘基且n為2至6；且f.該嵌段共聚物包括小於10%之未偶合的A-B分支；且 該軟彈性薄膜包含60至85重量份之第二嵌段共聚物，該第二嵌段共聚物具有：g.氫化之前，A嵌段為聚合單烯基芳烴嵌段，該嵌段具有5,000至7,000之分子量；h.氫化之前，B嵌段為聚合共軛二烯烴嵌段，該嵌段具有60%莫耳至85%莫耳之乙烯基含量；i.該嵌段共聚物之總分子量為100,000至160,000；j.該嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為16% wt至24% wt；k. X為偶合劑之殘基且n為2至6；且l.該嵌段共聚物包括小於10%之未偶合的A-B分支；且其中該軟彈性薄膜具有約100 psi或小於100 psi之100%應力及至少約1000 psi之抗張強度。
  23. 如請求項22之軟彈性薄膜，其中該第二嵌段共聚物在230℃及2.16 kg重量時根據ASTM D1238具有大於或等於12 g/10 min之熔融指數。
  24. 如請求項22之軟彈性薄膜，其用於手套、尿布、防失禁產品、拋棄式游泳衣或拋棄式內衣。
  25. 一種軟彈性薄膜，其包含25至75重量份之偶合之經選擇性氫化的嵌段共聚物，該嵌段共聚物具有通式：(A-B)nX其中a.氫化之前，A嵌段為聚合單烯基芳烴嵌段，該嵌 段具有6,000至7,000之分子量；b.氫化之前，B嵌段為聚合共軛二烯烴嵌段，該嵌段具有60%莫耳至85%莫耳之乙烯基含量；c.該嵌段共聚物之總分子量為180,000至400,000；d.該嵌段共聚物之單烯基芳烴含量為9% wt至16% wt；e. X為偶合劑之殘基且n為2至6；且f.該嵌段共聚物包括小於10%之未偶合的A-B分支；及75至25重量份之具有通用組態A'-B'、A'-B'-A'、(A'-B')n 、(A'-B'-A')n X、(A'-B')n X或其混合物之受控分布嵌段共聚物，其中n為2至約30之整數，且X為偶合劑殘基，其中：g.氫化之前，每一A'嵌段為單烯基芳烴聚合物嵌段且每一B'嵌段為至少一共軛二烯及至少一單烯基芳烴之受控分布共聚物嵌段；h.氫化之後，已還原約0-10%之芳烴雙鍵，且已還原至少約90%之共軛二烯雙鍵；i.每一A'嵌段具有在約3,000與約60,000之間的數量平均分子量，且每一B'嵌段具有在約30,000與約300,000之間的數量平均分子量；j.每一B'嵌段包括富含共軛二烯單元之相鄰於該A'嵌段之末端區域及一或多個富含單烯基芳烴單元之不相鄰於該等A'嵌段之區域； k.該氫化嵌段共聚物中之單烯基芳烴之總量為約20重量百分比至約80重量百分比；及l.每一B'嵌段中之單烯基芳烴之重量百分比係在約10%與約75%之間；及m.該B'嵌段中之該單烯基芳烴阻斷率小於40%；其中該軟彈性薄膜具有約100 psi或小於100 psi之100%應力及至少約1000 psi之抗張強度。
  26. 如請求項25之軟彈性薄膜，其用於手套、尿布、防失禁產品、拋棄式游泳衣或拋棄式內衣。
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