Прочные термопластичные эластомерные пленки на основе полиолефинов и способы их получения

Изобретение относится к термопластичным эластомерным пленкам с повышенной прочностью, имеющим улучшенные прочность на растяжение и свойства эластичности. Термопластичная эластомерная пленка содержит термопластичный эластомер на основе полиолефина, стирольный блок-сополимер и средство, повышающее прочность. Термопластичный эластомер на основе полиолефина включает в себя гомополимер или сополимер α-олефина с 2-12 атомами углерода. Стирольный блок-сополимер выбран из группы, состоящей из стирол-этилен-пропилен-стирола (SEPS), стирол-этилен-пропилен-стирол-этилен-пропилена (SEPSEP), стирол-этилен-бутилен-стирола (SEBS), стирол-этилен-бутилен-стирол-этилен-бутилена (SEBSEB), стирол-бутадиен-стирола (SBS), стирол-изопрен-стирола (SIS), стирол-изопрен-бутадиен-стирола (SIBS), стирол-этилен-этилен-пропилен-стирола (SEEPS), гидрогенизированного винил-полиизопрена/гидрогенизированного полиизопрена/полистирола и их комбинаций, а средство, повышающее прочность, содержит неорганическую глину. Пленка содержит более 50% по весу термопластичных эластомеров на основе полиолефинов, от 15% по весу до 40% по весу стирольного блок-сополимера и от 3% до 8% по весу средства, повышающего прочность. Данные пленки преимущественно не содержат частиц наполнителя, такого как карбонат кальция. Описан также способ повышения прочности термопластичной эластомерной пленки. Технический результат – обеспечение пленок с увеличенной эластичностью и прочностью на растяжение при сохранении низкого напряжения при 150% удлинении и низкими гистерезисными потерями и процентом остаточной деформации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл., 4 пр.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[1] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США с регистрационным номером 14/134755, поданной 19 декабря 2013 г., которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[2] Настоящее изобретение относится к термопластичным эластомерным пленкам с повышенной прочностью. Термопластичные эластомерные пленки содержат комбинацию термопластичных эластомеров на основе полиолефинов и стирольных блок-сополимеров. В особенно подходящих вариантах осуществления пленки дополнительно включают средства, повышающие прочность, такие как неорганические глины. Данные пленки предпочтительно не содержат карбонат кальция.

[3] Эластичные слоистые материалы традиционно применялись для обеспечения функций удобства и достаточно плотного прилегания в средствах личной гигиены. Например, эластичные слоистые материалы применяют в боковых вставках, зонах прикрепления ушек и лентах для талии в подгузниках и трусах для приучения к горшку. Представленные на сегодняшний день на рынке эластичные слоистые материалы имеют в своей основе эластичный полимер, на который нанесен слоем нетканый материал в качестве покрытия. Данные нетканые материалы покрытия повышают механическую прочность слоистых материалов, так как сами по себе эластичные пленки, как правило, не являются достаточно прочными для предотвращения разрыва в случае чрезмерного растяжения потребителем слоистого материала. Данные материалы дополнительно предотвращают застревание эластичной пленки в ходе высокоскоростной обработки.

[4] Более прочная эластичная пленка будет, таким образом, снимать нагрузку с материалов покрытия при растяжении. Более конкретно, в данной области техники существует необходимость в получении эластичных слоистых пленочных материалов, имеющих сниженное содержание материалов покрытия или не имеющих их. Таким образом, настоящее раскрытие относится к термопластичным эластомерным пленкам с увеличенной эластичностью и прочностью на растяжение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАСКРЫТИЯ

[5] Раскрывается термопластичная эластомерная пленка с улучшенной механической прочностью. Неожиданно было установлено, что более прочную термопластичную эластомерную пленку можно получить путем смешивания термопластичного эластомера, в частности термопластичного эластомера на основе полиолефина, и стирольного блок-сополимера. В некоторых вариантах осуществления средство, повышающее прочность, может быть дополнительно включено в состав пленки с целью дополнительного увеличения прочности получаемой в результате пленки.

[6] Соответственно, в одном аспекте настоящее раскрытие относится к термопластичной эластомерной пленке, содержащей термопластичный эластомер на основе полиолефина, стирольный блок-сополимер и средство, повышающее прочность.

[7] В другом аспекте настоящее раскрытие относится к термопластичной эластомерной пленке, содержащей более 50% по весу термопластичного эластомера на основе полиолефина, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 40% по весу стирольного блок-сополимера и от приблизительно 2% по весу до приблизительно 10% по весу средства, повышающего прочность.

[8] В еще одном аспекте настоящее раскрытие относится к способу повышения прочности термопластичной эластомерной пленки. Способ включает смешивание термопластичного эластомера на основе полиолефина, стирольного блок-сополимера и неорганической глины.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[9] Фиг. 1 представляет собой график, отображающий влияние увеличения концентрации стирольного блок-сополимера на прочность на растяжение термопластичных эластомерных пленок, что анализируется в сравнительном примере 2.

[10] Фиг. 2 представляет собой график, отображающий влияние увеличения концентрации стирольного блок-сополимера на процент остаточной деформации термопластичных эластомерных пленок, что анализируется в сравнительном примере 2.

[11] Фиг. 3 представляет собой график, отображающий влияние увеличения концентрации стирольного блок-сополимера на процент гистерезисных потерь в термопластичных эластомерных пленках, что анализируется в сравнительном примере 2.

[12] Фиг. 4 представляет собой график, отображающий среднее увеличение прочности на растяжение при добавлении стирольного блок-сополимера к термопластичному эластомеру на основе полиолефина, что анализируется в примере 1.

[13] Фиг. 5 представляет собой график, отображающий повышение прочности и других физических свойств при добавлении стирольного блок-сополимера и/или глины к смесям термопластичных эластомеров на основе полиолефинов, что анализируется в примере 2.

[14] Фиг. 6 представляет собой график, отображающий влияние добавления глины на физические свойства термопластичного эластомера на основе полиолефина в отсутствие стирольного блок-сополимера, что анализируется в примере 2.

[15] Фиг. 7 представляет собой график, отображающий влияние концентрации добавляемой глины на физические свойства смесей из термопластичного эластомера на основе полиолефина/стирольного блок-сополимера, что анализируется в примере 2.

[16] Фиг. 8 представляет собой график, отображающий влияние добавления глины на физические свойства термопластичного эластомера на основе полиолефина в отдельности и с различными концентрациями глины, что анализируется в примере 3.

[17] Фиг. 9 представляет собой график, отображающий влияние концентрации добавляемой глины на физические свойства смесей из термопластичного эластомера на основе полиолефина/стирольного блок-сополимера, что анализируется в примере 3.

[18] Фиг. 10 представляет собой график, отображающий влияние концентрации карбоната кальция на физические свойства смесей из термопластичного эластомера на основе полиолефина/стирольного блок-сополимера, что анализируется в примере 4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Определения

[19] Используемый в данном документе термин «средство личной гигиены» относятся к подгузникам, трусам для приучения к горшку, одежде для купания, впитывающему нижнему белью, продукции для взрослых с недержанием и гигиеническим средствам для женщин, таким как женские гигиенические прокладки, салфетки и ежедневные гигиенические прокладки.

[20] Используемые в данном документе термины «полимер» и «полимерный» обычно включают, без ограничения, гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок-, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, терполимеры и т.д., а также их смеси и модификации. Кроме того, если не имеется иных конкретных ограничений, термин «полимер» включает все возможные пространственные конфигурации молекулы. Данные конфигурации включают, без ограничения, изотактические, синдиотактические и статистические симметрии.

[21] Используемые в данном документе термины «машинное направление» или MD относятся к направлению по длине тканого материала в направлении, в котором он производится. Термины «поперечное направление», «поперечно направленный» или CD относятся к направлению по ширине тканого материала, т.е. к направлению, как правило, перпендикулярному MD.

[22] Используемый в данном документе термин «эластомерный» является взаимозаменяемым с термином «эластичный» и относится к листовому материалу, который в случае приложения растягивающего усилия поддается растяжению по меньшей мере в одном направлении (таком как направление CD) и который при сбросе растягивающего усилия сжимается/возвращается примерно к своим исходным размерам.

[23] Используемый в данном документе термин «эластомер» относится к полимеру, являющемуся эластомерным.

[24] Используемый в данном документе термин «термопластичный» относится к полимеру, способному подвергаться формованию из расплава.

[25] Используемый в данном документе термин «воздухопроницаемый» относится к проницаемому для водяных паров материалу. Скорость проникновения водяных паров (WVTR) или скорость проникновения влаги (MVTR) измеряют в граммах на квадратный метр за 24 часа, и их считают эквивалентными показателями воздухопроницаемости. Термином «воздухопроницаемый» желательно обозначать материал, который является проницаемым для водяных паров, имеющий минимальное значение WVTR, желательно составляющее приблизительно 100 г/м²/24 часа, более предпочтительно более чем приблизительно 300 г/м²/24 часа, а еще более предпочтительно более чем приблизительно 1000 г/м²/24 часа.

[26] В одном аспекте показатель WVTR для тканого материала дает представление о комфортности ношения тканого материала. Зачастую в средствах личной гигиены применяют воздухопроницаемые материалы, предпочтительно имеющие более высокие показатели WVTR, которые в более типичном случае превышают приблизительно 1200 г/м²/24 часа, 1500 г/м²/24 часа, 1800 г/м²/24 часа или даже превышают 2000 г/м²/24 часа.

[27] Используемые в данном документе термины «непроницаемый» или «воздухонепроницаемый» относятся к любому материалу, который не подпадает под определение «воздухопроницаемого», приведенное выше.

[28] Используемый в данном документе термин «остаточная деформация» относится к сохраняющемуся удлинению образца материала после удлинения и восстановления, т.е., после того, как материал вытянули и позволили ему возвратиться в исходное состояние в ходе испытания при циклических нагрузках.

[29] Используемый в данном документе термин «процент остаточной деформации» представляет собой процентную меру (%) величины удлинения, при которой напряжение становится нулевым на графике зависимости % удлинения от напряжения. Идеальный эластичный материал, такой как пружина, будет иметь нулевой % остаточной деформации, поскольку кривая сокращения будет проходить через начало координат.

[30] Используемые в данном документе величинные термины «процент гистерезиса» или «процент гистерезисных потерь» для образца используют взаимозаменяемо, и их можно определить путем первоначального растягивания образца до требуемого удлинения, а затем предоставления образцу возможности сокращения путем контроля смещения или нагрузки. Гистерезис представляет собой потерю энергии в ходе циклической деформации. Процент гистерезиса (% гистерезиса) вычисляют путем расчета площадей под кривыми нагрузки (AL) и разгрузки (AUL) с помощью интегрирования; определения их разности и деления ее на площадь под кривыми нагрузки с последующим умножением на 100.

% гистерезиса = (AL - AUL)*100/(AL)

[31] Эти измерения проводят с использованием «испытания на удлинение полоски», которое по сути соответствует техническим условиям в ASTM D5459-95. В частности, в данном испытании используются два зажима, каждый из которых содержит две губки, при этом каждая губка имеет наружную поверхность, соприкасающуюся с образцом. Зажимы удерживают материал в одной и той же плоскости обычно вертикально, на расстоянии 1 дюйма, и перемещают ползун с заданной скоростью растягивания. Размер образца составляет 4 дюйма на 3/8 дюйма (101,6 мм на 9,525 мм), а наружная поверхность губки имеет высоту 1 дюйм и ширину 3 дюйма, и скорость перемещения ползуна составляет 20 дюйм./мин. Образец закрепляют в раме для электромеханического испытания MTS (Mechanical Test Systems), обладающей возможностью сбора данных. Испытание проводят в условиях окружающей среды как в поперечном направлении, так и в машинном направлении (CD и MD). Результаты записывают в виде среднего значения по меньшей мере для пяти образцов.

Термопластичные эластомерные пленки

[32] Настоящее изобретение относится к термопластичным эластомерным пленкам с повышенной прочностью. В подходящих вариантах осуществления термопластичная эластомерная пленка содержит комбинацию термопластичных эластомеров на основе полиолефинов и стирольных блок-сополимеров.

[33] Как используется в данном документе, «термопластичный эластомер» относится к полимерным материалам, которые удлиняются и характеризуются восстановлением, составляющим менее 100%. Примеры термопластичных эластомеров на основе полиолефинов, подходящих для применения в пленках по настоящему раскрытию, включают, в числе прочих, кристаллический полиолефин, например, гомополимер или сополимер α-олефина с 1-20 атомами углерода и в частности с 1-12 атомами углерода.

[34] Примеры кристаллических полиолефинов включают гомополимеры и сополимеры, описанные ниже.

(1) Гомополимер этилена

[35] Гомополимер этилена может быть получен посредством любого процесса при низком давлении среды и процесса при высоком давлении среды.

(2) Сополимеры этилена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от этилена, или виниловых мономеров, таких как винилацетат и этилакрилат; примеры включают сополимер этилена и октена, доступный как Engage 8407 или Engage 8842 (Dow Chemical, Хьюстон, Техас).

(3) Гомополимер пропилена; примеры включают ударопрочный сополимер полипропилена РР7035Е4 и статистический сополимер полипропилена РР9574Е6 (Exxon Mobil, Хьюстон, Техас).

(4) Статистические сополимеры пропилена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от пропилена.

(5) Блок-сополимеры пропилена и не более 30 мол. % α-олефинов, отличных от пропилена.

(6) Гомополимер 1-бутена

(7) Статистические сополимеры 1-бутена и не более 10 мол. % α-олефинов, отличных от 1-бутена.

(8) Гомополимер 4-метил-1-пентена.

(9) Статистические сополимеры 4-метил-1-пентена и не более 20 мол. % α-олефинов, отличных от 4-метил-1-пентена.

[36] Примеры α-олефинов включают этилен, пропилен, 1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен и 1-октен.

[37] Иллюстративные коммерчески доступные термопластичные эластомеры на основе полиолефинов для применения в пленках по настоящему раскрытию включают VISTAMAXX™ (эластомер на основе полипропилена, доступный от ExxonMobil Chemical, Хьюстон, Техас), INFUSE™ (блок-сополимеры олефинов, доступные от Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган), VERSIFY™ (сополимеры пропилена и этилена), как, например, VERSIFY™ 4200 и VERSIFY™ 4300 (Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган), ENGAGE™ (сополимер этилена и октана, доступный от Dow Chemical, Хьюстон, Техас), а также NOTIO 0040 и NOTIO 3560 (доступны от Mitsui Chemical (США), Нью-Йорк, Нью-Йорк). В одном особенно подходящем варианте осуществления термопластичным эластомером на основе полиолефина является VISTAMAXX™ 6102FL.

[38] В альтернативном варианте осуществления термопластичный эластомер может представлять собой термопластичные эластомеры на основе сложных эфиров/простых эфиров или термопластичные полиуретаны, в том числе эластомеры РЕВАХ®, представляющие собой полиамидные блок-сополимеры (коммерчески доступные от Arkema, Франция).

[39] Термопластичные эластомерные пленки по настоящему раскрытию содержат более 50% по весу термопластичного эластомера, в частности более 55% по весу, в частности более 60% по весу, в частности более 65% по весу, в частности более 70% по весу, в частности более 75% и в частности более 80% по весу термопластичного эластомера. В подходящих вариантах осуществления термопластичная эластомерная пленка содержит 50% по весу термопластичного эластомера. В еще нескольких подходящих вариантах осуществления термопластичная эластомерная пленка содержит приблизительно 62% по весу термопластичного эластомера. В еще нескольких подходящих вариантах осуществления термопластичная эластомерная пленка содержит приблизительно 65% по весу термопластичного эластомера. В прочих подходящих вариантах осуществления термопластичная эластомерная пленка содержит приблизительно 82% по весу или даже 83% по весу термопластичного эластомера.

[40] В дополнение к термопластичным эластомерам термопластичная эластомерная пленка содержит стирольный блок-сополимер. Неожиданно было установлено, что добавление стирольных блок-сополимеров обеспечивает улучшение механической прочности пленки. Кроме того, комбинация термопластичного эластомера и стирольного блок-сополимера обеспечивает возможность высокоскоростной обработки. С учетом этих улучшенных технологических, функциональных и структурных характеристик термопластичные эластомерные пленки по настоящему раскрытию обеспечивают возможность производства средств личной гигиены, таких как подгузники одноразового использования, трусы для приучения к горшку и им подобные, с улучшенными функциями удобства, прочности и плотного прилегания. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления термопластичные эластомерные пленки можно применять в виде однослойной прочной эластомерной пленки для обеспечения прочности, что при этом дополнительно позволяет снизить основной вес, поскольку в средствах личной гигиены можно применять меньшее количество материалов покрытия вплоть до их отсутствия. Кроме того, термопластичные эластомерные пленки характеризуются улучшенными свойствами устойчивости к протыканию. Как используется в данном документе, «свойства устойчивости к протыканию» в целом относятся к стойкости или жесткости пленки при сопротивлении пленки разрыву в ходе использования, как, например, к способности пленки к сопротивлению протыканию пальцем пользователя.

[41] Иллюстративные стирольные блок-сополимеры для применения с термопластичными эластомерами в термопластичных эластомерных пленках по настоящему раскрытию включают гидрогенизированные полиизопреновые полимеры, такие как стирол-этилен-пропилен-стирол (SEPS), стирол-этилен-пропилен-стирол-этилен-пропилен (SEPSEP), гидрогенизированные полибутадиеновые полимеры, такие как стирол-этилен-бутилен-стирол (SEBS), стирол-этилен-бутилен-стирол-этилен-бутилен (SEB SEB), стирол-бутадиен-стирол (SBS), стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-изопрен-бутадиен-стирол (SIBS), гидрогенизированный полиизопреновый/бутадиеновый полимер, такой как стирол-этилен-этилен-пропилен-стирол (SEEPS), и триблоксополимеры гидрогенизированный винил-полиизопрен/гидрогенизированный полиизопрен/полистирол, такие как коммерчески доступный HYBRAR™ 7311 (Kuraray America, Inc., Хьюстон, Техас), и их комбинации. Конфигурации блок-сополимеров, такие как диблок, триблок, мультиблок, звездообразная и радиальная, также предусмотрены в настоящем раскрытии. В ряде случаев предпочтительными могут быть блок-сополимеры с более высокой молекулярной массой. Блок-сополимеры доступны от Kraton Polymers U.S. LLC, Хьюстон, Техас, под названиями, например, Kraton MD6716, Kraton D1102, Kraton SIBS D1102, Kraton D1184, Kraton FG1901 и Kraton FG1924, а также от Septon Company of America, Пасадена, Техас, под названиями Septon 8007, Septon V9827 и Septon 9618. Другие возможные поставщики подобных полимеров включают Dynasol из Испании. В частности, триблоксополимер Kraton MD6716 SEPS является особенно подходящим для настоящего раскрытия.

[42] Термопластичные эластомерные пленки по настоящему раскрытию содержат от приблизительно 15% до приблизительно 40% по весу стирольного блок-сополимера, в частности приблизительно 30% по весу стирольного блок-сополимера.

[43] Неожиданно было обнаружено, что термопластичные эластомерные пленки по настоящему раскрытию имеют прочность на растяжение, на от 40% до приблизительно 100% большую, чем у термопластичной эластомерной пленки без стирольного блок-сополимера. В некоторых вариантах осуществления пленки имеют прочность на растяжение, на от приблизительно 50% до приблизительно 80% большую, чем у термопластичной эластомерной пленки без стирольного блок-сополимера.

[44] В особенно подходящих вариантах осуществления для дополнительного улучшения прочности термопластичных эластомерных пленок по настоящему раскрытию пленки могут дополнительно содержать средство, повышающее прочность. Как используется в данном документе, «средство, повышающее прочность» относится к физически составленным суперконцентрату или смеси органических полимеров и до 60% по весу неорганических частиц, которые могут усиливать смеси термопластичного эластомера и стирольного блок-сополимера или делать термопластичные пленки более прочными, что выражается в увеличении прочности на растяжение при разрыве с уменьшением удлинения при разрыве без нарушения свойств эластичности, выражающегося в гистерезисе и остаточной деформации после 150% удлинения.

[45] Подходящие средства, повышающие прочность, включают неорганические глины, а в подходящих вариантах осуществления включают, например, монтмориллониты полимерного сорта, которые представляют собой алюмосиликатные минералы высокой степени чистоты, называемые филлосиликатами. Монтмориллониты имеют листовидную или пластинчатую структуру. Хотя их размеры в продольном и в поперечном направлении можно измерять в сотнях нанометров, толщина минерала составляет всего лишь один нанометр. В результате отдельные листы имеют соотношения размеров (длина/ширина (д/ш) или толщина/диаметр (т/д)), варьирующие от приблизительно 200 до приблизительно 1000, а в особенно подходящих вариантах осуществления от приблизительно 200 до приблизительно 400.

[46] В некоторых вариантах осуществления средства, повышающие прочность, представляют собой частицы неорганической глины, такой как Nanocor I.44P (доступной от Nanocor, Хоффман-Эстейтс, Иллинойс), имеющей средний размер частиц менее 20 микрон в диаметре, в частности от приблизительно 10 микрон до приблизительно 15 микрон в диаметре, а в особенно предпочтительных вариантах осуществления приблизительно 13 микрон в диаметре. В других вариантах осуществления средства, повышающие прочность, представляют собой смеси неорганической глины и пропилена, такие как суперконцентрат Nanocor РР (доступный от Nanocor, Хоффман-Эстейтс, Иллинойс).

[47] Термопластичные эластомерные пленки по настоящему раскрытию содержат от приблизительно 2% до приблизительно 10% по весу средства, повышающего прочность, в частности от приблизительно 3% до приблизительно 8% по весу и в частности от приблизительно 3% до приблизительно 5% по весу средства, повышающего прочность.

[48] Термопластичные эластомерные пленки могут дополнительно содержать известные в области производства пленок технологические добавки и/или средства, повышающие клейкость, связанные с эластомерными полимерами.

[49] Как отмечено выше, термопластичные эластомерные пленки характеризуются улучшенной прочностью на растяжение. Данные пленки имеют эти улучшенные свойства без влияния на процент гистерезиса или процент остаточной деформации.

[50] Как ни странно, термопластичные эластомерные пленки по сути не содержат карбонат кальция. В данном контексте, и если не указано иное, термин «по сути не содержит» означает, что термопластичные эластомерные пленки содержат карбонат кальция в меньшем, чем функциональное, количестве, составляющем, как правило, менее 1%, в частности менее 0,5%, в частности менее 0,1%, в частности менее 0,05%, в частности менее 0,015%, в частности менее 0,001% и также в частности ноль процентов по общему весу термопластичной эластомерной пленки.

[51] Ввиду того, что данные пленки по сути не содержат частиц наполнителя, таких как карбонат кальция, в некоторых вариантах осуществления пленки являются воздухонепроницаемыми. Однако, необходимо понимать, что в альтернативных вариантах осуществления пленки могут быть получены воздухопроницаемыми.

Способы повышения прочности термопластичных эластомерных пленок

[52] Настоящее раскрытие дополнительно относится к способам повышения прочности термопластичных эластомерных пленок путем смешивания вместе термопластичного эластомера, причем предпочтительно термопластичного эластомера на основе полиолефина, и стирольного блок-сополимера. В некоторых вариантах осуществления способы дополнительно включают добавление средств, повышающих прочность, и в частности небольших количеств неорганических глин, в смеси термопластичного эластомера и стирольного блок-сополимера.

[53] В конкретном варианте осуществления прочность термопластичной эластомерной пленка повышают путем смешивания в комбинации более 50% по весу термопластичной пленки на основе полиолефина, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 40% по весу стирольного блок-сополимера и от приблизительно 2% по весу до приблизительно 10% по весу средства, повышающего прочность.

[54] Как правило, термопластичную эластомерную пленку, стирольный блок-сополимер и, в ряде вариантов осуществления, средства, повышающие прочность, объединяют посредством сухого смешивания в двухшнековых экструдерах при скорости от приблизительно 1 фунта в час до приблизительно 5 фунтов в час. Расплав полимеров затем экструдируют через головку экструдера для получения пленки, как известно из уровня техники, охлаждают и собирают с получением термопластичной эластомерной пленки, имеющей основной вес от приблизительно 20 граммов на квадратный метр (г/м²) до приблизительно 200 г/м², в частности от приблизительно 30 г/м² до приблизительно 100 г/м² и в частности от приблизительно 40 г/м² до приблизительно 60 г/м², и толщину от приблизительно 1 мил (0,025 мм) до приблизительно 8 мил (0,2 мм), в частности от приблизительно 2 мил (0,05 мм) до приблизительно 4 мил (0,1 мм) и в частности от приблизительно 2 мил (0,05 мм) до приблизительно 3 мил (0,076 мм).

[55] Из подробного описания данного раскрытия будет очевидно, что возможны модификации и варианты без отступления от объема данного раскрытия, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

ПРИМЕРЫ

[56] Следующие неограничивающие примеры представлены для дополнительной иллюстрации настоящего раскрытия.

Сравнительный пример 1

[57] В данном примере сравнительные смеси получали посредством сухого смешивания различных смол-добавок (30% по весу) с VISTAMAXX™ 6102 FL (70% по весу). Смесь смол подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера Prism на 16 мм со шнеками, вращающимися в одном направлении, с 10 нагревательными зонами (температурный профиль для каждой зоны, начиная с основной загрузочной зоны, представлял собой 145°С, 150°С, 160°С, 165°С, 170°С, 175°С, 180°С, 180°С и 180°С) и набором шнеков для составления смол при скорости 2 фунта/час. Скорость вращения шнеков была постоянной и составляла примерно 200 об./мин. Давление расплава варьировало от 30 фунтов/кв. дюйм до 50 фунтов/кв. дюйм при крутящем моменте экструдера от 50% до 70%. Расплав полимеров затем экструдировали через 8-дюймовую головку экструдера для получения пленки, охлаждали до примерно 10°С и собирали при скорости приема 350 об./мин. с получением, таким образом, термопластичной эластомерной пленки, имеющей основной вес примерно 40-60 г/м² и толщину, составляющую приблизительно 2-3 мил.

[58] Анализировали физические свойства для различных смесей, в том числе прочность на растяжение, процент гистерезисных потерь и процент остаточной деформации. Испытание на прочность на растяжение проводили в соответствии с ASTM D882-10. Более конкретно, образцы нарезали как в машинном направлении (MD), так и в поперечном направлении (CD), используя штанцевый нож размером 101,6 мм на 9,525 мм (4 дюйма на 3/8 дюйма), при рабочей длине образца примерно 1 дюйм.

[59] Процент гистерезисных потерь и процент остаточной деформации измеряли при 50% удлинении, 100% удлинении и 150% удлинении, как описано выше, используя образцы тех же размеров, что и в вышеописанном испытании на прочность на растяжение.

[60] Результаты для контрольной пленки и для пленки на основе различных смесей приведены для машинного направления (MD) в таблице 1.

[61] Как видно, многие из испытываемых смол проявляли улучшенную прочность на растяжение. В частности, в случае стирольного блок-сополимера Kraton MD6716 (KTN MD6716) была показана в значительной степени улучшенная прочность с увеличением прочности на растяжение при сохранении низкого напряжения при 150% удлинении и низкими гистерезисными потерями и процентом остаточной деформации, что было лучше, чем в случае VISTAMAXX™ в отдельности.

Сравнительный пример 2

[62] В данном примере получали сравнительные смеси с различными уровнями Kraton MD6716 посредством сухого смешивания Kraton MD6716 с VISTAMAXX™ 6102 FL. Смесь смол подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера, используемого в сравнительном примере 1, при скорости 2 фунта/час. Расплав полимеров затем экструдировали так, как описано в сравнительном примере 1. Физические свойства смесей испытывали и в этом случае так же, как и в сравнительном примере 1. Результаты показаны в таблице 2 и на фиг. 1-3.

[63] В приведенной выше таблице и на фиг. 1-3 показано, что при увеличении количества Kraton MD6716 линейно увеличивалась прочность на растяжение, а также снижались гистерезисные потери и процент остаточной деформации.

ПРИМЕР 1

[64] В данном примере термопластичную эластомерную пленку по настоящему раскрытию сравнивали по прочности на растяжение с термопластичной эластомерной пленкой без стирольного блок-сополимера.

[65] 70% по весу VISTAMAXX™ 6102 смешивали с 30% по весу Kraton MD6716. Измеряли прочность на растяжение полученной термопластичной эластомерной пленки, содержащей SEPS, и сравнивали с прочностью на растяжение для VISTAMAXX™ 6102 в отдельности.

[66] Отдельную смолу и смесь смол подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера, как описано в сравнительном примере 1. Полученный в результате расплав полимеров затем экструдировали через головку экструдера для получения пленки, охлаждали и собирали с получением, таким образом, пленки с основным весом около 40-60 г/м² и толщиной 2-3 мил, как описано в сравнительном примере 1.

[67] Прочность на растяжение измеряли у всех образцов, и, как показано на фиг. 4, среднее увеличение прочности на растяжение при добавлении Kraton MD6716 составляло примерно 66%.

Пример 2

[68] В данном примере средство, повышающее прочность, добавляли в термопластичную пленку из примера 1, содержащую комбинацию термопластичного эластомера на основе полиолефина и стирольного блок-сополимера. Более конкретно, различные уровни суперконцентрата неорганическая глина/VISTAMAXX™ 6102 FL добавляли к VISTAMAXX™ в отдельности и в смесь VISTAMAXX™/Kraton MD6716. В этом случае также измеряли прочность на растяжение.

[69] Суперконцентрат неорганическая глина/VISTAMAXX™ получали путем добавления частиц глины при нагрузке 40% в смолу VISTAMAXX™ 6102 с использованием двухшнекового экструдера ZSK-30 на 30 мм со шнеками, вращающимися в одном направлении, с 7 нагревательными зонами и набором шнеков для составления смол. Смолы получали при скорости 20 фунтов в час и при скорости вращения шнеков 140 об./мин. VISTAMAXX™ 6102 подавали через основную загрузочную зону. Глину подавали в расплав полимеров в зоне 4. Температурный профиль для каждой зоны, начиная с основной загрузочной зоны, представлял собой 170°С, 175°С, 175°С, 180°С, 180°С, 182°С и 185°С. Давление расплава составляло 190 фунтов/кв. дюйм при крутящем моменте экструдера 70%. Экструдированный полимер был коричневого цвета и хорошо вытекал из головки экструдера. Нити охлаждали и гранулировали.

[70] Суперконцентрат и смолу объединяли посредством сухого смешивания и подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера, а затем экструдировали, как описано в сравнительном примере 1. Полученные в результате пленки имели значения основного веса, составляющие 40-60 г/м², и толщину примерно 2-3 мил.

[71] Прочность на растяжение измеряли у всех образцов, и, как показано на фиг. 5, было установлено, что способность неорганической глины к дополнительному повышению прочности термопластичного эластомера на основе полиолефина проявляется только в присутствии стирольного блок-сополимера, в частности, Kraton MD6716. В частности, при добавлении глины прочность на растяжение увеличивалась на 90-100% по сравнению с VISTAMAXX в отдельности.

[72] Кроме того, как показано на фиг. 6 и 7, было неожиданно установлено, что при добавлении частиц глины к VISTAMAXX™ в отдельности прочность на растяжение уменьшалась. Однако при одновременном присутствии VISTAMAXX™ и стирольного блок-сополимера, например, Kraton, прочность на растяжение дополнительно улучшалась по сравнению с комбинацией VISTAMAXX™ и Kraton благодаря присутствию глины.

[73] Это дополнительно демонстрирует неожиданное улучшение прочности, достигаемое путем использования комбинации термопластичного эластомера на основе полиолефина, стирольного блок-сополимера и средства, повышающего прочность. То есть, как показано в примерах, термопластичный эластомер на основе полиолефина с добавлением глины, но без стирольного блок-сополимера, был слабее термопластичного эластомера на основе полиолефина в отдельности. Однако при дальнейшем объединении термопластичного эластомера на основе полиолефина и глины со стирольным блок-сополимером происходило неожиданное значительное увеличение прочности получаемой в результате термопластичной эластомерной пленки. Такая увеличенная прочность была еще большей, чем прочность, достигаемая для пленки из смеси термопластичного эластомера на основе полиолефина и стирольного блок-сополимера.

Пример 3

[74] В данном примере измеряли прочность на растяжение для смеси VISTAMAXX™/Kraton MD6716 из примера 2 в комбинации с другими суперконцентратами на основе неорганической глины. В частности, различные уровни Nanocor РР, суперконцентрата глина/полипропилен (Nanocor, Хоффман-Эстейтс, Иллинойс), добавляли к VISTAMAXX™ в отдельности и в смеси 70/30 VISTAMAXX™/Kraton MD 6716. Суперконцентрат и смолу объединяли посредством сухого смешивания и подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера при скорости 2 фунта/час. Расплав полимеров экструдировали через головку экструдера для получения пленки, охлаждали и собирали с получением, таким образом, пленки с основным весом около 40-60 г/м² и толщиной 2-3 мил, как описано в предыдущих примерах. В этом случае также определяли физические свойства получаемых в результате пленок. Результаты показаны на фиг. 8 и 9.

[75] Как показано на фиг. 8 и 9, для VISTAMAXX™ и смеси VISTAMAXX™/Kraton MD 6716 наблюдалось повышение прочности при использовании коммерчески доступного суперконцентрата на основе глины. В данном суперконцентрате частицы глины были суспендированы в полипропиленовой смоле при 50% содержании в смеси. В этом случае прочность явственно повышается для смеси VISTAMAXX™/Kraton MD 6716 по сравнению с VISTAMAXX™ в отдельности.

ПРИМЕР 4

[76] В данном примере измеряли прочность на растяжение для смеси VISTAMAXX™/Kraton MD6716 из примера 2 в комбинации с карбонатом кальция. В частности, различные уровни карбоната кальция (доступного от Omya North America, Цинциннати, Огайо) добавляли к VISTAMAXX™ в отдельности и в смеси 70/30 VISTAMAXX™/Kraton MD 6716. Карбонат кальция и смолу объединяли посредством сухого смешивания и подавали непосредственно в загрузочную зону двухшнекового экструдера при скорости 2 фунта/час. Расплав полимеров экструдировали через головку экструдера для получения пленки, охлаждали и собирали с получением, таким образом, пленки с основным весом около 40-60 г/м² и толщиной 2-3 мил, как описано в предыдущих примерах. В этом случае также определяли физические свойства получаемых в результате пленок. Результаты показаны на фиг. 10.

[77] Как показано на фиг. 10, повышение прочности на растяжение для смеси VISTAMAXX™/Kraton MD 6716 не достигалось при добавлении карбоната кальция.

1. Термопластичная эластомерная пленка, содержащая термопластичный эластомер на основе полиолефина, стирольный блок-сополимер и средство, повышающее прочность,

причем термопластичный эластомер на основе полиолефина включает в себя гомополимер или сополимер α-олефина с 2-12 атомами углерода;

при этом стирольный блок-сополимер выбран из группы, состоящей из стирол-этилен-пропилен-стирола (SEPS), стирол-этилен-пропилен-стирол-этилен-пропилена (SEPSEP), стирол-этилен-бутилен-стирола (SEBS), стирол-этилен-бутилен-стирол-этилен-бутилена (SEBSEB), стирол-бутадиен-стирола (SBS), стирол-изопрен-стирола (SIS), стирол-изопрен-бутадиен-стирола (SIBS), стирол-этилен-этилен-пропилен-стирола (SEEPS), гидрогенизированного винил-полиизопрена/гидрогенизированного полиизопрена/полистирола и их комбинаций, а средство, повышающее прочность, содержит неорганическую глину,

причем пленка содержит более 50% по весу термопластичных эластомеров на основе полиолефинов, от 15% по весу до 40% по весу стирольного блок-сополимера и от 3% по весу до 8% по весу средства, повышающего прочность.

2. Термопластичная эластомерная пленка по п. 1, где стирольный блок-сополимер представляет собой стирол-этилен-бутилен-стирол (SEBS).

3. Термопластичная эластомерная пленка по п. 1, где средство, повышающее прочность, имеет соотношение размеров от 200 до 1000.

4. Термопластичная эластомерная пленка по п. 1, где пленка по сути не содержит карбонат кальция.

5. Термопластичная эластомерная пленка по п. 1, имеющая прочность на растяжение, на от 40% до 100% большую, чем у термопластичной эластомерной пленки без стирольного блок-сополимера.

6. Термопластичная эластомерная пленка по п. 1, представляющая собой однослойную пленку.

7. Способ повышения прочности термопластичной эластомерной пленки, при этом способ включает смешивание более 50% по весу термопластичных эластомеров на основе полиолефинов, от 15% по весу до 40% по весу стирольного блок-сополимера и от 3% по весу до 8% по весу средства, повышающего прочность;

причем термопластичный эластомер на основе полиолефина включает в себя гомополимер или сополимер α-олефина с 2-12 атомами углерода; при этом стирольный блок-сополимер выбран из группы, состоящей из стирол-этилен-пропилен-стирола (SEPS), стирол-этилен-пропилен-стирол-этилен-пропилена (SEPSEP), стирол-этилен-бутилен-стирола (SEBS), стирол-этилен-бутилен-стирол-этилен-бутилена (SEBSEB), стирол-бутадиен-стирола (SBS), стирол-изопрен-стирола (SIS), стирол-изопрен-бутадиен-стирола (SIBS), стирол-этилен-этилен-пропилен-стирола (SEEPS), гидрогенизированного винил-полиизопрена/гидрогенизированного полиизопрена/полистирола и их комбинаций, а средство, повышающее прочность, содержит неорганическую глину.

8. Способ по п. 7, где пленка по сути не содержит карбонат кальция.