ПРОЧНЫЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

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.