Пленка, дающая усадку в воде

 

Изобретение относится к гибкой полимерной пленке, которая быстро дает усадку в размере, когда ее погружают в воду. Пленка может быть использована в абсорбирующем изделии одноразового использования для придания изделию свойств улучшенной смываемости после использования изделия. Описана дающая усадку в воде пленка, полученная из композиции, содержащей эластомерный полимер и диспергируемый в воде полимер. Описано также абсорбирующее изделие одноразового использования, предназначенное для абсорбции жидкостей тела, включающее пленку. Пленка полезна для придания абсорбирующему изделию одноразового использования улучшенных свойств давать усадку в воде. Экструдированная пленка, включает от 3 до 75 маc.% эластомерного полимера и от 25 до 97 мас.% диспергируемого в воде полимера, при погружении в избыточное количество воды на не менее чем 15 мин дает потерю площади поверхности не менее чем на 15%. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 1 ил. 5 табл.

Изобретение относится к гибкой полимерной пленке, которая быстро дает усадку в размере, когда ее погружают в воду. Пленка может быть использована в абсорбирующем изделии одноразового использования для придания изделию свойств улучшенной смываемости после использования изделия.

Описание уровня техники Абсорбирующие изделия одноразового использования в настоящее время нашли широкое применение для различных назначений. Например, в области ухода за младенцами и детьми пеленки и тренировочные рейтузы в основном заменяют повторно используемые абсорбирующие предметы одежды. Другие типичные абсорбирующие изделия одноразового использования включают женские гигиенические изделия, такие как гигиенические салфетки или тампоны, изделия для взрослых, страдающих недержанием, и изделия для медико-санитарной помощи, такие как хирургические простыни или повязки на рану. Типичное абсорбирующее изделие одноразового использования в основном содержит композиционную структуру, включающую верхний лист, опорный лист и абсорбирующую структуру между верхним листом и опорным листом. Такие изделия обычно включают некоторый тип прикрепляющей системы для подгонки изделия на владельце, который его носит.

Абсорбирующие изделия одноразового использования обычно подвергаются при использовании одному или нескольким повреждениям жидкостью, такой как вода, моча, менструация или кровь. Поэтому внешние покровные материалы абсорбирующих изделий одноразового использования обычно изготовлены из не растворимых в жидкости материалов, таких как полипропиленовые пленки, которые обнаруживают достаточную прочность и возможность ручного обращения с ними так, что абсорбирующее изделие одноразового использования сохраняет свою целостность во время использования его владельцем.

Хотя имеющиеся в распоряжении детские подгузники одноразового использования и другие абсорбирующие изделия одноразового использования в основном восприняты публикой, эти изделий все еще нуждаются в усовершенствовании в специфических областях. Например, многие абсорбирующие изделия одноразового использования могут вызывать затруднения при их устранении. Например, попытки смывать многие абсорбирующие изделия одноразового использования в туалет в канализационную систему обычно приводят к закупорке туалета или труб, соединяющих туалет с канализационной системой. В особенности внешние покровные материалы, обычно используемые в абсорбирующих изделиях одноразового использования, в основном не распадаются или не диспергируются, когда смываются вниз в туалет, так что абсорбирующее изделие одноразового использования не может быть устранено таким путем.

Поэтому существует потребность в новых материалах, которые могли бы быть использованы в абсорбирующих изделиях одноразового использования, которые в основном сохраняли бы свою целостность и прочность во время использования, но после такого использования абсорбирующее изделие одноразового использования могло бы быть легко и эффективно устранено смыванием абсорбирующего изделия одноразового использования в туалет. Такое абсорбирующее изделие одноразового использования было бы тогда способным к разрушением канализационной системой для жидких отходов по сравнению с возможностью устранения на свалку для мусора или другой системой для устранения твердых отходов.

Краткое описание изобретения Настоящее изобретение касается пленки, которая дает существенную усадку по площади поверхности, когда контактирует с избыточным количеством воды. Такая пленка может быть использована в абсорбирующем изделии одноразового использования для усиления смываемости изделия в систему канализации жидких отходов.

Один аспект настоящего изобретения касается пленки, содержащей эластомерный полимер и диспергируемый в воде полимер, которая обнаруживает желательные свойства давать усадку под действием воды.

Одно воплощение такой пленки содержит от более чем 0 до менее чем 100 массовых процентов эластомерного полимера и от более чем 0 до менее чем 100 массовых процентов диспергируемого в воде полимера, где все массовые проценты основаны на общем количестве эластомерного полимера и диспергируемого в воде полимера, присутствующих в пленке, и где пленка обнаруживает потерю в площади поверхности по меньшей мере около 15%, когда погружается в избыток воды примерно на 15 минут.

В другом аспекте настоящее изобретение касается абсорбирующего изделия одноразового использования, содержащего представленную здесь пленку.

Одно воплощение такого абсорбирующего изделия одноразового использования содержит проницаемый для жидкости верхний лист, опорный лист, прикрепленный к проницаемому для жидкости верхнему листу, и абсорбирующую структуру, расположенную между верхним листом и опорным листом, где опорный лист содержит пленку настоящего изобретения.

Краткое описание чертежа.

Чертеж представляет абсорбирующее изделие одноразового использования, соответствующее настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительных воплощений изобретения Настоящее изобретение в одном аспекте касается пленочного материала, который обнаруживает желательные свойства давать усадку в воде и который получают из экструдируемой композиции. Пленка в основном содержит эластомерный полимер и диспергируемый в воде полимер.

Как здесь используется, термин "диспергируемый в воде полимер" обозначает, что относится к полимеру, который, когда попадает в водную среду, будет через достаточное время диспергироваться в водной среде. Поэтому материал, полученный из такого диспергируемого в воде полимера, когда его помещают в водную среду на достаточное время, разрушается на более мелкие куски. В результате диспергируемый в воде полимер, однажды диспергировавшийся в водной среде, может быть более успешно перерабатываемым в процессах рециркуляции или смываемым в, например, системы обработки септических и городских сточных вод. При желании диспергирование диспергируемого в воде полимера может быть ускорено путем применения перемешивания и/или некоторых побуждающих средств, таких как рН, как обсуждается ниже. Фактический период времени, необходимый для диспергирования диспергируемого в воде полимера, обычно может зависеть, по меньшей мере частично, от специфического структурного критерия окончательной утилизации. Обычно диспергируемый в воде полимер может быть полностью диспергирован в водной среде, в которую диспергируемый в воде полимер был помещен, примерно в пределах около 60 минут, предпочтительно примерно за 15 минут, более предпочтительно примерно за 5 минут и наиболее предпочтительно примерно за 30 секунд.

Примеры материалов, пригодных как диспергируемый в воде полимер в настоящем изобретении, включают гидроксипропилцеллюлозу, полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, поливинил-пирролидон, поливинил-пиридин, клейстеризованный крахмал, нейлоновый сополимер, полиакриловую кислоту или их смеси.

Диспергируемый в воде полимер может быть использован в пленке в количестве, эффективном для достижения желательных свойств давать усадку в воде. Диспергируемый в воде полимер может присутствовать в пленке настоящего изобретения в количестве от более чем 0 до менее чем 100 массовых процентов, предпочтительно от около 25 до около 97 массовых процентов, более предпочтительно от около 35 до около 95 массовых процентов и наиболее предпочтительно от около 55 до около 95 массовых процентов от общей массы эластомерного полимера и диспергируемого в воде полимера, присутствующих в пленке.

Как используется здесь, термин "эластомерный полимер" обозначает, что относится к полимеру, который имеет способность растягиваться от его первоначальной длины и возвращаться очень быстро после снятия растягивающего усилия приблизительно к его исходной длине и, как используется здесь, этот полимер является не диспергируемым в воде.

В частности, как используется здесь, термины "эластичный" и "эластомерный" используют взаимозаменяемо для обозначения свойства полимера, которое при приложении оказывающего воздействие усилия позволяет полимеру и, возможно, материалу, полученному из такого полимера, быть растянутым до растянутой находящейся под воздействием усилия длины, которая составляет по меньшей мере около 125 процентов, то есть около 1,25 раза, его релаксированной, не находящейся под воздействием растягивающего усилия длины, и которое (свойство) будет заставлять полимер или материал восстанавливать по меньшей мере 40 процентов его удлинения при снятии растягивающего удлиняющего усилия. Гипотетическим примером, который мог бы удовлетворить это определение эластомерного материала, мог бы быть образец материала длиной один (1) дюйм (2,54 см), который способен к удлинению по меньшей мере до 1,25 дюйма (3,175 см) и который, будучи удлиненным до 1,25 дюйма (3,175 см) и освобожденным, будет восстанавливаться до длины не более чем 1,15 дюйма (2,92 см). Многие эластомерные полимеры или материалы, полученные из таких полимеров, могут быть растянуты значительно более чем на 25 процентов их длины в релаксированном состоянии, и многие из них могут восстанавливаться по существу до их первоначальной длины в релаксированном состоянии при устранении растягивающего удлиняющего усилия. Этот последний класс полимеров или материалов является, как правило, полезным для целей настоящего изобретения.

Термин "восстанавливаться" относится к противодействию растянутого полимера или материала после прекращения воздействующего усилия после вытяжки полимера или материала путем приложения оказывающего воздействие усилия. Например, если материал, имеющий длину в релаксированном свободном состоянии около одного (1) дюйма, удлиняют примерно на 50 процентов растягиванием до длины около 1,5 дюйма, материал будет удлиненным примерно на 50 процентов и будет иметь растянутую длину, которая составляет около 150 процентов его релаксированной длины. Если этот образцовый растянутый материал противодействует, то есть восстанавливается до длины около 1,1 дюйма после устранения оказывающего воздействие и растягивающего усилия, материал восстановит около 80 процентов (около 0,4 дюйма) его удлинения.

Примеры полимеров, пригодных как эластомерный полимер, в настоящем изобретении включают натуральный каучук; синтетические каучуки, такие как нитрильный каучук, бутилкаучук, полисульфидный каучук, цис-1,4-полиизопрен, тройные этиленпропиленовые сополимеры, силоксановый каучук, полиуретановый каучук, и термопластичные каучуки, такие как неструктурированные полиолефины, синтетические термореактивные полимеры, такие как стирол-бутадиеновые сополимеры, полихлоропрен (неопрен), найлоновые сополимеры, полиуретан с различной жесткостью сегментов в макромолекуле, содержащий волокна спандекс, этиленвинилацетатный сополимер и их смеси.

Некоторые из блок-сополимеров могут быть использованы как эластомерный полимер этого изобретения. Такие блок-сополимеры, как правило, содержат эластомерную часть среднего блока и термопластичную часть концевого блока. Блок-сополимеры, используемые в этом изобретении, в основном имеют трехмерную физическую сшитую структуру ниже температуры стеклования части концевого блока (Тg) и являются эластомерными. Блок-сополимеры являются также термопластичными в том смысле, что они могут быть расплавлены при температуре выше Тg концевого блока, сформованы и повторно отверждены несколько раз без изменения или с небольшим изменением в физических свойствах (допускающим минимум окислительной деструкции).

Одним путем синтезирования таких блок-сополимеров является полимеризация термопластичных частей концевых блоков отдельно от эластомерных частей средних блоков. Когда части средних блоков и концевых блоков отдельно сформированы, они могут быть сшиты. Обычно части средних блоков получают полимеризацией ди- и три-ненасыщенных С₄-С₁₀ углеводородов, таких как, например, диены, такие как бутадиен, изопрен и т. п., и триены, такие как 1,3,5 - гептатриен и т. п. Когда часть концевого блока А присоединяют к части среднего блока В, получают звено А-В блок-сополимера, это звено может быть связано различными методиками или с помощью различных связующих агентов С для обеспечения структуры, такой как А-В-А, которая, как представляется, содержит два блока А-В, соединенных вместе в "хвост-в-хвост" структуре А-В-С-В-А. Подобной методикой может быть получен радиальный блок-сополимер, имеющий формулу (А-В)_nС, где С является "ступицей" или центральным полифункциональным связующим агентом и n - целое число более 2. При использовании методики связующего агента функциональность С определяет число А-В ветвей (лучей).

Часть концевого блока А, как правило, содержит поли(виниларен), такой как полистирол, имеющий среднюю молекулярную массу между около 1000 и около 60000. Часть среднего блока В, как правило, содержит по существу аморфный полиолефин, имеющий среднюю молекулярную массу между около 5000 и около 450000, такой как полиизопрен, этилен/пропиленовые полимеры, этилен/бутиленовые полимеры, полибутадиен и т. п. или их смеси. Общая молекулярная масса блок-сополимера предпочтительно около 10000 до около 500000 и более предпочтительно от около 200000 до около 300000. Какая-либо остаточная ненасыщенность в части среднего блока блок-сополимера может быть селективно гидрирована так, что содержание олефиновых двойных связей в блок-сополимерах может быть уменьшено до остаточной доли менее чем 5 процентов, а предпочтительно менее чем около 2 процентов. Такое гидрирование ведет к снижению чувствительности к окислительной деструкции и может оказывать полезное воздействие на эластомерные свойства.

Подходящие блок-сополимеры, используемые в этом изобретении, содержат по меньшей мере две по существу полистироловые части концевых блоков и по меньшей мере одну по существу этилен/бутиленовую часть среднего блока. Этилен/бутилен обычно образует большее количество повторяющихся звеньев в таком блок-сополимере и может составлять, например, 70 процентов или более от массы блок-сополимера. Блок-сополимер, если он радиальный, может иметь три или более лучей, и хорошие результаты могут быть получены, например, с четырьмя, пятью или шестью лучами. Часть среднего блока может быть гидрирована при желании.

Линейные блок-сополимеры, такие как А-В-А, А-В-А-В-А или т.п. преимущественно выбирают на основе содержания концевого блока, предпочтительны большие концевые блоки. Для блок-сополимеров полистирол-этилен/бутилен-полистирол пригодным является содержание стирола свыше около 10 массовых процентов, такое как между около 12 до около 30 массовых процентов. При более высоком содержании стирола полистироловые части концевого блока в основном имеют относительно высокую молекулярную массу. Коммерчески доступным примером такого линейного блок-сополимера является блок-сополимер стирол-этилен/бутилен-стирол, который содержит около 13 массовых процентов звеньев стирола и по существу остальное количество звеньев этилен/бутилена, он поставляется Shell Chemical Company под товарным знаком эластомерный полимер KRATON G1657. Сообщаемые типичные свойства эластомерного полимера KRATON G1657 включают предел прочности при растяжении 3400 фунтов на квадратный дюйм (2х10⁶ килограммов на квадратный метр), напряжение при удлинении образца на 300 процентов 350 фунтов на квадратный дюйм (1,4х10⁶ килограммов на квадратный метр), относительное удлинение при разрыве 750 процентов, твердость А по Шору 65 и вязкость по Брукфилду в растворе толуола - около 4200 сантипуаз при комнатной температуре.

Эластомерный полимер должен быть использован в пленке в количестве, эффективном для достижения желательных свойств давать усадку в воде. Эластомерный полимер должен присутствовать в пленке настоящего изобретения в количестве от более чем 0 до менее чем 100 массовых процентов, предпочтительно от около 3 до около 75 массовых процентов, более предпочтительно от около 5 до около 65 массовых процентов и наиболее предпочтительно от около 5 до около 45 массовых процентов от общей массы эластомерного полимера и диспергируемого в воде полимера, присутствующих в пленке.

Пленка настоящего изобретения, как правило, имеет структуру непрерывного листа материала с незаметными индивидуальными волокнами или т. п. Пленка предпочтительно содержит единственный слой, содержащий смесь диспергируемого в воде полимера и эластомерного полимера. Альтернативно пленка может содержать по меньшей мере два слоя: первый слой, содержащий диспергируемый в воде полимер, и второй слой, содержащий эластомерный полимер.

Известно получение пленок различными процессами, такими как, например, процессы экструзии и процессы отливки. В основном пленки настоящего изобретения получают из термопластичной композиции, которая содержит диспергируемый в воде полимер и эластомерный полимер. Как используется здесь, термин "термопластичный" описывает материал, который размягчается под воздействием тепла и который по существу возвращается в его исходное состояние, когда охлаждается до комнатной температуры.

Хотя главные компоненты настоящего изобретения описаны выше, такая пленка не ограничивается только такими главными компонентами и может содержать другие компоненты, не оказывающие вредного воздействия на желательные свойства пленки давать усадку в воде. Примерные материалы, которые могут быть использованы как дополнительные компоненты, включают, без ограничения, пигменты, антиоксиданты, пластификаторы, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, воски, активаторы течения, твердые растворители, порошкообразные вещества и материалы, добавляемые для улучшения способности пленки к переработке.

Требуется, чтобы пленка настоящего изобретения обнаруживала желательные свойства давать усадку в воде. В частности пленка настоящего изобретения должна обнаруживать желательную потерю в площади поверхности, когда она погружена в избыток воды. Как испльзуется здесь, термин "погружен" предназначен для представления того, что материал по существу полностью погружен в воду или, иным образом, по существу полностью окружен водой. Как используется здесь, термин "избыток воды" предназначен для представления того, что количество воды, в которое материал погружен, является достаточным для по существу полного окружения погруженного материала, и где любое количество воды, абсорбированной погруженным материалом, представляет несущественное количество от общего количества использованной воды. Таким образом, количество воды, использованной для погружения материала, должно быть достаточно большим, принимая во внимание количество воды, которое может быть абсорбировано материалом во время его погружения и последующей усадки.

Пленка настоящего изобретения при погружении в воду на период времени должна обнаруживать потерю площади поверхности, которая составляет по меньшей мере около 15 процентов, предпочтительно по меньшей мере около 20 процентов, более предпочтительно по меньшей мере около 30 процентов и наиболее предпочтительно по меньшей мере около 50 процентов, как рассчитано по отношению к первоначальной площади поверхности пленки перед погружением в воду. Так, например, пленка, которая имеет первоначальную площадь поверхности около 1 квадратного дюйма, должна обнаруживать после погружения в воду на период времени конечную площадь поверхности, которая должна быть менее чем около 0,85 квадратного дюйма, предпочтительно менее чем около 0,8 квадратного дюйма, более предпочтительно менее чем около 0,7 квадратного дюйма и наиболее предпочтительно менее чем около 0,5 квадратного дюйма. Потеря площади поверхности, обнаруживаемая пленочным материалом, может быть количественно оценена как величина усадки в воде пленочного материала, определенная здесь в разделе "Способы испытания".

Пленка настоящего изобретения должна обычно обнаруживать желательную для нее потерю площади поверхности при погружении в избыток воды на период времени менее чем около 15 минут, предпочтительно на период времени менее чем около 5 минут, более предпочтительно на период времени менее чем около 1 минуты и наиболее предпочтительно на период времени менее чем около 30 секунд.

Пленка настоящего изобретения должна, как правило, обнаруживать желательную для нее потерю площади поверхности при погружении в избыток воды, когда вода находится при любой температуре, эффективной для достижения желательной потери площади поверхности пленки. Обычно вода должна быть при температуре между около 0^oС до около 100^oС, предпочтительно между более чем 0^oС до около 50^oС и более предпочтительно между около 5^oС до около 40^oС.

Вообще представляется, что усадка в воде пленки настоящего изобретения происходит следующим образом. Пленка содержит смесь диспергируемого в воде полимера и эластомерного полимера, где эластомерный полимер находится под растяжением и временно поддерживается в таком растянутом состоянии сухим диспергируемым в воде полимером. Когда пленку погружают в избыток воды, диспергируемый в воде полимер абсорбирует некоторое количество воды и обычно сольватируется, становясь таким образом более подвижным внутри пленки настолько, что диспергируемый в воде полимер высвобождает эластомерный полимер из его растянутого состояния. Противодействие эластомерного полимера обычно приводит к проявлению пленкой уменьшения площади поверхности.

Некоторые факторы, как обнаружено или предполагается, влияют на свойства пленки настоящего изобретения давать усадку в воде. Такие факторы могут включать, например, условия, при которых пленку получают. Такие условия процесса могут включать используемый фактический процесс, такой как процесс литья или процесс раздува, скорость производственной линии, скорость экструдера или степень раздува (для пленок, формуемых раздувом). Вытяжка пленки после получения также может влиять на свойства пленки давать усадку в воде. Условия вытяжки, которые могут влиять на свойства пленки давать усадку в воде, включают количество, скорость, натяжение при намотке и период отдыха после вытяжки. Такие условия процесса или вытяжки, как предполагается, обычно влияют на количество растягивающего усилия, приложенного к эластомерному полимеру, присутствующему в пленке, которое, как представляется, в конечном счете влияет на величину усадки в воде пленки, обнаруживаемую, когда пленку погружают в избыток воды.

Физические характеристики полученной пленки также могут оказывать влияние на свойства пленки давать усадку в воде. Такие физические характеристики включают химические и физические свойства компонентов пленки, различие в физических и химических свойствах между компонентами пленки, относительные количества каждого компонента пленки, морфологию и гомогенность пленки и калибр или толщину пленки.

Другим выявленным фактором, влияющим на усадку вленки в воде, является рН водного раствора, в который пленку погружают. В одном воплощении настоящего изобретения, пленка может в основном проявлять свое свойство давать усадку в воде в широком диапазоне величин рН. Обычно вода, в которую пленка должна быть погружена, имеет рН предпочтительно между около 1 до около 14, более предпочтительно между около 3 до около 12 и наиболее предпочтительно между около 5 до около 9.

В другом воплощении настоящего изобретения пленка обычно обнаруживает свое свойство давать усадку в воде только выше или ниже специфического значения рН. Путем селективного подбора материалов для использования в качестве диспергируемого в воде полимера и эластомерного полимера может быть найдена приготовленная из таких материалов пленка, которая обнаруживает желательные свойства давать усадку в воде при специфических условиях рН. Например, можно получить пленку, которая по существу обеспечивает свою первоначальную площадь поверхности во время использования в водном растворе, который имеет рН ниже некоторой критической величины; но когда рН водного раствора изменяется до величины выше критической, или пленку помещают в отличающийся водный раствор, имеющий рН выше критической величины, пленка подвергается желательному изменению по площади поверхности. Например, пленка может обнаружить свое желательное свойство давать усадку в воде только тогда, когда вода, в которую пленка должна быть погружена, имеет рН предпочтительно выше около 8,5, более предпочтительно выше около 9 и наиболее предпочтительно выше около 9,5.

Пленка настоящего изобретения может быть в основном любого формата или размера настолько большого, насколько пленка обнаруживает желательные свойства давать усадку в воде, как здесь описано. Как правило, пленка должна иметь толщину менее чем около 0,1 дюйма (0,25 сантиметра), предпочтительно менее чем около 0,05 дюйма (0,13 сантиметра) и более предпочтительно менее чем около 0,01 дюйма (0,03 сантиметра).

Пленка настоящего изобретения может быть также использована или объединена с другими пленочными материалами, когда пленка настоящего изобретения используется как разделительный слой или как индивидуальная зона или участок внутри большего композиционного пленочного материала. Пленка настоящего изобретения может быть объединена, например, с типичным не проницаемым для жидкости барьерным пленочным материалом, таким как полипропиленовая пленка. Когда такую комбинацию помещают в водную среду, свойство давать усадку в воде пленки настоящего изобретения может проявляться в потере площади поверхности всей пленочной комбинации или в отслоении пленки настоящего изобретения от типичного не проницаемого для жидкости барьерного пленочного материала.

Пленочные материалы настоящего изобретения могут быть объединены с другими пленочными материалами способами, известными специалистам в этой области, например путем использования клеев или просто путем наслоения различных пленочных материалов вместе и скреплением композиционных материалов прикатыванием или путем приложения тепла и давления.

В одном воплощении настоящего изобретения представлено абсорбирующее изделие одноразового использования, которое содержит проницаемые для жидкости верхний лист, опорный лист, присоединенный к верхнему листу, и абсорбирующую структуру, размещенную между верхним листом и опорным листом, где опорный лист содержит пленку настоящего изобретения.

Хотя одно воплощение изобретения описано с точки зрения применения пленочного материала в детском подгузнике, следует понимать, что пленочный материал равно пригоден для использования в других абсорбирующих изделиях одноразового использования, известных специалистам в этой области.

Чертеж иллюстрирует подгузник 11 одноразового использования согласно одному воплощению настоящего изобретения. Подгузник одноразового использования 11 включает опорный лист 12, верхний лист 14, абсорбирующую структуру 16, расположенную между опорным листом 12 и верхним листом 14, где опорный лист 12 содержит пленку настоящего изобретения.

Специалисты способны распознать материалы, пригодные для использования в качестве верхнего листа и опорного листа. Типичными материалами, пригодными для использования в качестве верхнего листа, являются проницаемые для жидкости материалы, такие как нетканый волокнистый (spunbonded - изготовленный из скрепленного штапельного волокна) полипропилен или полиэтилен, имеющий массу на единицу поверхности от около 15 до около 25 граммов на квадратный метр. Типичными дополнительными материалами, пригодными в дополнение к пленке настоящего изобретения для использования в качестве опорного листа, являются не проницаемые для жидкости материалы, такие как полиолефиновые пленки, а также проницаемые для паров материалы, такие как микропористые полиолефиновые пленки.

Абсорбирующие изделия одноразового использования согласно всем аспектам настоящего изобретения обычно подвергаются во время использования многократным истечениям жидкости тела. Соответственно желательно, чтобы абсорбирующие изделия одноразового использования были способны абсорбировать многократные выделения жидкостей тела в количествах, для доступа которых абсорбирующие изделия и структуры открыты при использовании. Выделения, как правило, отделены одно от другого периодом времени. Желательно, чтобы, когда абсорбирующее изделие одноразового использования включает пленку настоящего изобретения, пленка по существу сохраняла свою первоначальную площадь поверхности во время использования абсорбирующего изделия одноразового использования. Поэтому количество жидкости, повреждающей абсорбирующее изделие одноразового использования во время использования, не должно быть таким, как избыточное количество, при котором пленка подвергнется существенному изменению по площади поверхности во время использования абсорбирующего изделия одноразового использования.

После того как абсорбирующее изделие одноразового использования было использовано, желательно устранить абсорбирующее изделие одноразового использования. Если абсорбирующее изделие одноразового использования включает пленку настоящего изобретения, возможно устранить изделие непосредственно в систему удаления жидкостей, например путем удаления изделия в туалет. Когда его помещают в туалет, избыток воды, как правило, будет присутствовать, так что пленка настоящего изобретения может подвергнуться быстрому изменению площади поверхности. Затем абсорбирующее изделие одноразового использования пригодно для смывания ниже туалета без опасения закупорки абсорбирующим изделием одноразового использования трубопровода туалета. При этом способе устранения абсорбирующее изделие одноразового использования может быть затем успешно переработано и размыто канализационной системой, к которой подсоединен туалет, вместо устранения абсорбирующего изделия одноразового использования через систему устранения твердых отходов. При отсутствии такой возможности при устранении через систему устранения твердых отходов применение пленки настоящего изобретения может уменьшить количество твердых отходов, которые должны быть выброшены на свалку, сожжены или устранены иначе.

Методики испытаний Способность давать усадку в воде Используют прямоугольный четырехлитровый сосуд из боросиликатного стекла, поставляемый Corning Glass Works под товарным знаком Pyrex. Сосуд заполняют примерно 3 литрами дистиллированной воды комнатной температуры (около 22^oС). Внутри сосуда, на его дне, размещают прямоугольную силиконовую платформу, имеющую толщину около 0,75 дюйма (около 1,9 сантиметра), ширину около 6 дюймов (около 15 сантиметров) и длину около 6 дюймов (около 15 сантиметров). Прямоугольное сито из полиэтилена низкой плотности, имеющее толщину около 0,04 дюйма (около 0,1 сантиметра), длину около 13 дюймов (около 33 сантиметров), ширину около 8 дюймов (около 20 сантиметров) и размер ячейки, который представляет собой квадрат около 0,2 сантиметра на около 0,2 сантиметра, прикрепляют к силиконовой платформе двумя шпильками так, что сито может всплывать вдоль длины шпилек к поверхности воды.

Образцы материала режут до нужного размера и помещают на плавающее сито. Третью шпильку используют для прикрепления сита к силиконовой платформе так, чтобы сито и образец материала оставались погруженными в воду. Через желательные отрезки времени третью шпильку удаляют так, что сито и образец материала всплывают к поверхности воды. Пока образец материала находится в неподвижном состоянии на сите на поверхности воды, измеряют его длину и ширину. Затем сито и образец материала снова погружают и сито прикрепляют к силиконовой платформе третьей шпилькой с тем, чтобы иметь возможность произвести дополнительные измерения образца материала. Процесс затем повторяют через желательные периоды времени. Имея измеренные в различные моменты времени величины длины и ширины образца материала, рассчитывают изменение площади поверхности за это время.

Величину усадки в воде для оцениваемого образца материала за специфический период времени приводят как разность площадей поверхности образца материала вначале и впоследствии после оценки, деленную на первоначальную площадь поверхности и умноженную на 100 процентов, как представлено формулой: Примеры Пример 1 Пленки для образцов получают из композиций, включающих эластомерный полимер и диспергируемый в воде материал.

Для пленок Образца 1 эластомерным сополимером является сополимер этилен-винилацетат, содержащий около 70 процентов винилацетата, имеющий плотность при около 23^oС около 1,08 грамма на кубический сантиметр и имеющий индекс расплава около 5 грамм за 10 минут (как измерено согласно ASTM D 1238, Method E), коммерчески доступный от Miles Company под товарным знаком Levarpen 700Hv сополимер этилен-винилацетат. Диспергируемым в воде материалом является полиэтиленоксид, имеющий молекулярную массу около 200000 и диапазон вязкости в виде 5-процентного водного раствора при 25^oС от около 65 до около 115 сантипуаз, коммерчески доступный от Union Carbid Company под товарным знаком polyox WSR N-80 растворимый в воде полимер.

Для пленок Образца 2 эластомерным сополимером является линейный блок-сополимер стирол-изопрен-стирол, содержащий около 22 массовых процентов звеньев стирола и по существу остальное количество звеньев изопрена, имеющий Tg среднего блока около -50^oС, предел прочности при растяжении около 2900 фунтов на квадратный дюйм (около 203,89 кг/кв.см) и относительную плотность 0,93 коммерчески доступный в гранулированной форме от Shell Chemical Company под товарным знаком KRATON D1111 эластомерный сополимер. Диспергируемым в воде материалом является полиэтиленоксид, имеющий молекулярную массу около 200000 и диапазон вязкости в виде 5-процентного водного раствора при 25^oС от около 65 до около 115 сантипуаз, коммерчески доступный от Union Carbid Company под товарным знаком Polyox WSR N-80 растворимый в воде полимер.

Как контрольный материал образец готовят с использованием полиэтиленоксида, имеющего молекулярную массу около 200000 и диапазон вязкости в виде 5-процентного водного раствора при 25^oС от около 65 до около 115 сантипуаз, коммерчески доступного от Union Carbid Company под товарным знаком Polyox WSR N-80 растворимый в воде полимер.

Эластомерный сополимер и диспергируемый в воде материал вначале смешивают в расплаве вместе с пластификатором. Пластификатором является монолаурат полиоксиэтилен-сорбитана, имеющий относительную плотность около 1,1 и температуру кипения выше 100^oС, доступный от |C| Americas Inc. под товарным знаком Tween 20 монолаурат полиоксиэтилен-сорбитана. Смесь затем экструдируют для формирования пленки, имеющей толщину около 0,003 дюйма (около 0,008 сантиметра). Смеси экструдируют, используя температуру экструзионной головки около 240^oF (около 115,56^oС), температуру расплава около 290^oF (около 143,33^oС), скорость экструдера от около 28 до около 33 оборотов в минуту для шнека с диаметром 2,5 дюйма (63,5 мм) и линейную скорость между около 50 и около 200 футов в минуту (около 15-61 м/мин). Нарезают образцы пленки, имеющие ширину около 1,75 дюйма (около 4,4 сантиметра) и длину около 2,0 дюймов (около 5,1 сантиметра) с площадью поверхности около 3,5 квадратных дюймов (около 22,6 кв. сантиметров).

Образцы пленки затем измеряют для определения изменений площади поверхности в течение времени, которые представлены величинами усадки в воде, используя метод испытания на усадку в воде, описанный здесь. Результаты этой оценки показаны в Таблице 1. Контрольный образец по существу полностью диспергируется в течение около 1 секунды после погружения в воду, и поэтому невозможно измерить какое-либо изменение его площади поверхности.

Найдено, что величина усадки площади поверхности образца пленки зависит по меньшей мере от количества и типа эластомерного сополимера, использованного для получения пленки. Как можно видеть из Таблицы 1, для пленок Образца 1 усадка больше при меньших количествах эластомерного сополимера этилен-винилацетат. Для пленок Образца 2 более значительная усадка, как правило, происходит при относительно низких или высоких количествах эластомерного блок-сополимера стирол-изопрен-стирол. Кроме того, замечено, что пленки Образца 2, имеющие относительно низкое количество (около 5 до около 20 процентов) эластомерного блок-сополимера стирол-изопрен-стирол, диспергируются так же хорошо, как и дают усадку, когда их погружают в воду.

Отношение размеров (отношение ширины к длине) пленок после усадки также измеряют и результаты приводят в Таблице 2. Все пленки первоначально имеют отношение этих размеров около 0,875, Конечное отношение размеров, отличное от 0,875, показывает, что пленка образца дает усадку несимметрично. Как можно видеть из Таблицы 2, конечное отношение размеров и, следовательно, характер усадки, который показывает пленка, зависит по меньшей мере от количества и типа эластомерного сополимера, использованного для приготовления пленки.

Пленку Образца 1, где сополимер этилен-винилацетат используют в количестве около 30 процентов от общей массы композиции и полиэтиленоксид используют в количестве около 70 процентов от общей массы композиции, погружают в воду и измеряют площадь ее поверхности как функцию от времени. Образец пленки имеет толщину около 0,003 дюйма (около 0,008 сантиметра), ширину около 1,75 дюйма (около 4,4 сантиметра) и длину около 2,0 дюймов (около 5,1 сантиметра) при площади поверхности около 3,5 квадратных дюймов (около 22,6 кв. сантиметров). Результаты этой оценки показаны в Таблице 3.

Видно, что большая часть усадки происходит в пределах 500 секунд с дополнительной усадкой, происходящей в течение более продолжительного периода времени. Наблюдается, что после 1 часа после погружения не происходит заметной потери массы пленки. Однако после нескольких суток погружения пленка обнаруживает потерю массы около 30 процентов.

Пример 2
Пленки образцов получают из композиций, включающих эластомерный полимер и диспергируемый в воде материал.

Эластомерным сополимером является линейный блок-сополимер стирол-изопрен-стирол, который содержит около 22 массовых процентов звеньев стирола и по существу остальное количество звеньев изопрена, имеющий Tg среднего блока около -50^oС, предел прочности при растяжении около 2900 фунтов на квадратный дюйм (около 203,89 кг/кв.см) и относительную плотность около 0,93, коммерчески доступный в гранулированной форме от Shell Chemical Company под товарным знаком KRATON D1111 эластомерный сополимер. Диспергируемым в воде материалом является полиэтиленоксид, имеющий молекулярную массу около 200000 и диапазон вязкости в виде 5-процентного водного раствора при 25^oС от около 65 до около 115, коммерчески доступный от Union Carbid Company под товарным знаком Polyox WSR N -80 растворимый в воде полимер.

Эластомерный сополимер и диспергируемый в воде материал вначале смешивают вместе и экструдируют для формирования различных пленок, имеющих соответствующие толщины около 0,002 дюйма (около 0,005 сантиметра), около 0,003 дюйма (около 0,008 сантиметра), около 0,004 дюйма (около 0,010 сантиметра) и около 0,005 дюйма (около 0,013 сантиметра). Смеси экструдируют, используя температуру экструзионной головки около 240^oF (около 115,56^oС), температуру расплава около 290^oF (около 143,33^oС), скорость экструдера от около 28 до около 33 оборотов в минуту для шнека с диаметром 2,5 дюйма (63,5 мм) и линейную скорость между около 50 и около 200 футов в минуту (около 15-61 м/мин).

Различные образцы соответствующих пленок подвергают затем постэкструзионному вытягиванию. Образцы различных пленок готовят так, что они имеют ширину около 3 дюймов (около 7,6 сантиметра) и длину около 6 дюймов (около 15,2 сантиметра). Постэкструзионное растягивание осуществляют на машине, подобной той, которую используют для испытания предела прочности при растяжении, такой как MTS Sintech 1/D. Используемый нагрузочный элемент - около 25 фунтов (около 11,5 килограммов). Процедуру проводят в комнате со стандартной кондиционированной атмосферой, такой как температура около 23^oС и относительная влажность между около 30 и около 50 процентами.

Образец пленки помещают затем в зажимы пневматического действия (щеки) с поверхностями зажимов 1 дюйм на 3 дюйма (25,4 см•76,2 см), покрытыми каучуком. Длина испытываемой части образца составляет около 3 дюймов (около 76,2 см) и начальная скорость ползуна около 500 миллиметров в минуту. Скорость ползуна является скоростью, с которой верхний захват двигается вверх, вытягивая образец пленки, пока не будет достигнута желательная величина вытяжки. Вытяжку представляют как удлиненную длину образца пленки, данную как процентная доля от первоначальной длины испытываемой части образца до вытяжки.

Из соответствующих вытянутых пленок вырезают образцы пленок, имеющие ширину около 1,75 дюйма (около 4,4 сантиметра) и длину около 2,0 дюймов (около 5,1 сантиметра) при площади поверхности около 3,5 квадратных дюймов (около 22,6 кв. сантиметров).

Образцы пленки затем измеряют для определения изменений площади поверхности, которые представлены величинами усадки в воде, в течение периода времени около 15 минут, используя метод испытания на усадку в воде, описанный здесь. Результаты этой оценки показаны в Таблице 4.

Найдено, что величина усадки образца пленки зависит по меньшей мере от толщины пленки, а также от величины вытяжки, использованной для получения пленки. Как можно видеть из Таблицы 4, более значительная усадка наблюдается у образца с меньшей толщиной и более высокой степенью вытяжки. Предполагается, что это происходит из-за усиленной ориентации эластомерного полимера.

Пример 3
Пленку образца готовят так, чтобы она обнаруживала усадку только при специфических условиях, таких как при рН выше специфической величины.

Эластомерным сополимером является сополимер этилен-винилацетат, содержащий около 70 процентов винилацетата, имеющий плотность при около 23^oС около 1,08 грамма на кубический сантиметр и имеющий индекс расплава около 5 грамм за 10 минут, коммерчески доступный от Miles Company под товарным знаком Levarpen 700HV сополимер этилен-винилацетат. Диспергируемым в воде материалом является полимер акриловой кислоты, имеющий молекулярную массу около 175000, температуру стеклования около 73^oС, твердость по Сварду около 40 и относительную плотность около 1,18, доступный от B.F. Goodrich Chemical Company как твердые чешуйки под товарным знаком Carboset 526 сополимер акриловой кислоты. Сополимер этилен-винилацетат используют в количестве около 30 процентов от общей массы композиции и полимер акриловой кислоты используют в количестве около 70 процентов от общей массы композиции.

Эластомерный сополимер и диспергируемый в воде материал вначале смешивают вместе в расплаве и экструдируют для формирования пленки, имеющей толщину около 0,003 дюйма (около 0,008 сантиметра). Смесь экструдируют, используя температуру экструзионной головки около 240^oF (около 115,56^oС), температуру расплава около 290^oF (около 143,33^oС), скорость экструдера от около 28 до около 33 оборотов в минуту для шнека с диаметром 2,5 дюйма (63,5 мм) и линейную скорость между около 50 и около 200 футами в минуту (около 15-61 м/мин).

Затем из пленки вырезают образец пленки, имеющий ширину около 1,75 дюйма (около 4,4 сантиметра) и длину около 2,0 дюймов (около 5,1 сантиметра) при площади поверхности около 3,5 квадратных дюймов (около 22,6 кв. сантиметров). Образец пленки погружают в воду и измеряют площадь его поверхности, как представлено величинами усадки в воде, как функцию рН воды. Добавлением количеств стандартных растворимых буферных порошков, доступных от Micro Essential Laboratory под товарным знаком буферный порошок Hydron рН Buffers в капсулах, доводят рН воды до достижения желательной величины, вплоть до рН около 12. Для рН около 13 используют 0,1 N раствор гидроксида натрия. Вначале придают воде рН около 5 и постепенно повышают. Период времени погружения в воду при каждом значении рН составляет около 30 минут. Результаты этой оценки показаны в Таблице 5.

Найдено, что величина усадки образца пленки зависит от рН водного раствора, в который пленку погружают. Как можно видеть из Таблицы 5, существенной усадки площади поверхности не происходит до тех пор, пока рН не достигнет величины около 9. Предполагается, что это происходит из-за того, что используемый диспергируемый в воде полимер, сополимер акриловой кислоты, включает карбоксильные кислотные группы и является поэтому чувствительным к рН полимером, не подверженным каким-либо существенным физическим изменениям до тех пор, пока рН не достигнет критического уровня для нейтрализации карбоксильных кислотных групп. В этот момент пленка претерпевает внезапное изменение в площади поверхности. Таким образом, путем селективного подбора полимеров, используемых для получения пленки настоящего изобретения, может быть создана пленка, подвергающаяся изменениям в площади поверхности только при желательных условиях.

Для специалистов в этой области должно быть понятно, что настоящее изобретение способно иметь много модификаций и вариаций без отклонения от его сущности. Соответственно подробное описание и примеры, приведенные выше, следует понимать только как иллюстративные и не предназначенные для ограничения каким-либо образом объема изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Экструдированная пленка, включающая а) от около 3 до около 75 мас.% эластомерного полимера и b) от около 25 до около 97 мас.% диспергируемого в воде полимера, где все массовые проценты даны в расчете на общее количество эластомерного полимера и диспергируемого в воде полимера, присутствующих в пленке, и где пленка при погружении в избыточное количество воды на менее чем около 15 мин демонстрирует потерю площади поверхности, по меньшей мере, около 15%.

2. Пленка по п. 1, в которой диспергируемым в воде полимером является гидроксипропилцеллюлоза, полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, поливинилпиридин, клейстеризованный крахмал, найлоновый сополимер, полиакриловая кислота или их смеси.

3. Пленка по п.2, в которой диспергируемым в воде полимером является полиэтиленоксид.

4. Пленка по п.1, в которой эластомерным полимером является натуральный каучук, нитрильный каучук, бутил-каучук, полисульфидный каучук, цис-1,4-полиизопрен, тройной этиленпропиленовый сополимер, силоксановый каучук, полиуретановый каучук, неструктурированный полиолефин, стиролбутадиеновый сополимер, полихлоропрен, найлоновый сополимер, полиуретан с различной жесткостью сегментов в макромолекуле, содержащий волокна спандекс, этиленвинилацетатный сополимер и их смеси.

5. Пленка по п.1, в которой эластомерным полимером является блок-сополимер, содержащий эластомерную часть среднего блока и термопластичную часть концевого блока.

6. Пленка по п.5, в которой эластомерным полимером является блок-сополимер стирола-этилена-бутилена-стирола.

7. Пленка по п. 1, где пленка содержит от около 3 до около 75 мас.% эластомерного полимера.

8. Пленка по п.1, где пленка обнаруживает потерю в площади поверхности по меньшей мере около 20%.

9. Пленка по п.1, где пленка обнаруживает потерю в площади поверхности по меньшей мере около 50%.

10. Пленка по п. 1, где пленку погружают в избыток воды менее чем на около 5 мин.

11. Пленка по п. 1, где пленку погружают в избыток воды менее чем на около 30 с.

12. Пленка по п.1, где вода имеет рН между около 1 и около 14.

13. Пленка по п.1, где вода имеет рН между около 5 и около 9.

14. Пленка по п.1, где вода имеет рН выше около 8,5.

15. Пленка по п. 1, которая имеет толщину менее чем около 0,1 дюйма (около 2,54 мм).

16. Пленка по п.1, где пленку получают экструзией.

17. Абсорбирующее изделие одноразового использования, содержащее проницаемый для жидкости верхний лист, экструдированный опорный лист, прикрепленный к проницаемому для жидкости верхнему листу, и абсорбирующую структуру, помещенную между проницаемым для жидкости верхним листом и опорным листом, где опорный лист содержит пленку, состоящую из а) от около 3 до около 75 мас. % эластомерного полимера и b) от около 25 до около 97 мас.% диспергируемого в воде полимера, где все массовые проценты даны в расчете на общее количество эластомерного полимера и диспергируемого в воде полимера, присутствующих в пленке, и где пленка при погружении в избыточное количество воды на менее чем около 15 мин демонстрирует потерю площади поверхности, по меньшей мере, около 15%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4