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BRPI0816530B1 - material elástico, e, método para formar um material elástico - Google Patents

material elástico, e, método para formar um material elástico Download PDF

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Publication number
BRPI0816530B1
BRPI0816530B1 BRPI0816530-0A BRPI0816530A BRPI0816530B1 BR PI0816530 B1 BRPI0816530 B1 BR PI0816530B1 BR PI0816530 A BRPI0816530 A BR PI0816530A BR PI0816530 B1 BRPI0816530 B1 BR PI0816530B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
elastic material
copolymer
weight
film
styrene
Prior art date
Application number
BRPI0816530-0A
Other languages
English (en)
Inventor
Oomman P. Thomas
John E. Flood
Original Assignee
Kimberly -Clark Worldwide, Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40534866&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0816530(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kimberly -Clark Worldwide, Inc filed Critical Kimberly -Clark Worldwide, Inc
Publication of BRPI0816530A2 publication Critical patent/BRPI0816530A2/pt
Publication of BRPI0816530B1 publication Critical patent/BRPI0816530B1/pt
Publication of BRPI0816530B8 publication Critical patent/BRPI0816530B8/pt

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Description

(54) Título: MATERIAL ELÁSTICO, E, MÉTODO PARA FORMAR UM MATERIAL ELÁSTICO (73) Titular: KIMBERLY -CLARK WORLDWIDE, INC. Endereço: 401 NORTH LAKE STREET, NEENAB, Wl 54956,, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: OOMMAN P. THOMAS; JOHN E. FLOOD.
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 13/11/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 13/11/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados “MATERIAL ELÁSTICO, E, MÉTODO PARA FORMAR UM MATERIAL
ELÁSTICO”
Antecedentes
As películas elásticas são geralmente incorporadas aos produtos (por exemplo, fraldas, calças de treinamento, vestuário, etc.) para melhorar a sua capacidade de se ajustar melhor aos contornos do corpo. Por exemplo, um composto elástico pode ser formado a partir da película elástica e de uma ou mais superfícies de tecidos não-tecidos. A superfície de tecidos não-tecidos pode ser unida à película elástica, enquanto esta estiver em uma condição esticada de modo que a superfície de tecidos não-tecidos possa se juntar entre os locais onde ela está unida à película quando esta estiver afrouxada. O composto elástico resultante é esticável até o ponto em que a superfície de tecidos não-tecidos juntada entre os locais de ligação permite que a película elástica se alongue. Os copolímeros em bloco de estireno são frequentemente utilizados para formar a película elástica de tais compósitos que contêm um bloco de butadieno conjugado posicionado entre dois blocos de estireno (isto é, S-B-S). Infelizmente, tais polímeros são muitas vezes difíceis de serem processados em uma película devido à sua viscosidade relativamente alta. Assim sendo, existe uma necessidade de um material que possa ser formado a partir de um polímero de baixa viscosidade, mas que apresente um bom desempenho elástico durante a utilização.
Sumário da Invenção
Em conformidade com uma realização da presente invenção, um material elástico é revelado, o qual inclui uma rede reticulada. A rede reticulada contém um copolímero em bloco linear com um bloco intermediário aromático monoalquenil posicionado entre os blocos terminais
Petição 870180052380, de 18/06/2018, pág. 13/17 de dieno conjugado, onde o bloco intermediário aromático monoalquenil é formado a partir de cerca de 1% em peso a cerca de 40% em peso do copolimero.
Em conformidade com uma um material elástico é revelado. O método inclui a por fusão de um copolimero em bloco linear com intermediário aromático blocos terminais de intermediário aromático um bloco monoalquenil posicionado dieno conjugado, onde monoalquenil é formado a entre os o bloco partir de cerca de 1% em peso a cerca de 40% em peso do copolimero. Um material elástico precursor é formado partir do copolimero extrudado por fusão.
Depois disso, copolimero em bloco linear é reticulado.
Outras características e aspectos da presente mais detalhadamente abaixo.
Breve Descrição das Figuras
A apresentação completa da presente invenção, incluindo sua melhor utilização, direcionada aos técnicos na matéria, está mais especificamente no restante do relatório descritivo, o qual faz referência às figuras anexadas em que:
A figura 1 é uma ilustração esquemática de um método para formar um composto de acordo com uma realização da presente invenção; e
A figura 2 é uma vista em perspectiva de um artigo absorvente que pode ser formado em conformidade com uma realização da presente invenção.
uso repetido de caracteres de referência no presente relatório e nas figuras destina-se representar as mesmas ou características similares ou elementos da invenção.
Descrição
Representativas
Detalhada das
Realizações
Definições
Conforme utilizado aqui, o termo artigo absorvente geralmente se refere a qualquer artigo capaz de absorver água ou outros líquidos. Alguns exemplos de artigos absorventes incluem, mas não estão limitados a, artigos absorventes de cuidado pessoal, tais como fraldas, calças de treinamento, cuecas absorventes, artigos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes íntimos), traje de banho, lenços umedecidos para bebês, e assim por diante; absorventes hospitalares, tais como vestuário, materiais de fenestração, protetores de colchão, protetores de cama, ataduras, campos cirúrgicos absorventes e toalhas umedecidas médico-hospitalares; panos umedecidos, artigos de vestuário, e assim por diante. Os materiais e processos adequados para a produção de tais artigos absorventes são bem conhecidos pelos especialistas na matéria.
Conforme utilizado aqui, o termo tecido nãotecido se refere a uma tela com uma estrutura de fibras individuais ou fios que são intercalados, mas não em um padrão identificável como em um tecido. Exemplos de tecidos ou telas não-tecidas adequadas incluem, mas não se limitam a, telas meltblown (fundida e soprada), telas spunbond (filamentos contínuos termossoldados), tecidos cardados, etc. O peso base do tecido não-tecido pode geralmente variar, como, por exemplo, de cerca de 0,1 gramas por metro quadrado (g/m2) a 120 g/m2, em algumas realizações de cerca de 0,5 g/m2 a cerca de 70 g/m2, e em algumas realizações de cerca de 1 g/m2 a cerca de 35 g/m2.
Conforme utilizado aqui, o termo tela meltblown geralmente se refere a um tecidos não-tecidos que é formado por um processo no qual um material termoplástico fundido é extrudado através de numerosos capilares de matriz finos, geralmente circulares, como fibras fundidas em correntes de gás convergentes de alta velocidade (por exemplo: o ar) que atenuam as fibras do material termoplástico fundido para reduzir o seu diâmetro, que pode ser o diâmetro de microfibra. Depois disso, as fibras metblown são transportadas pela corrente de gás de alta velocidade e são depositadas em uma superfície coletora para formar uma tela de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Tal processo é descrito, por exemplo, na patente US3.849.241 de Butin e outros, a qual está incorporada na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
De um modo geral, as fibras meltblown podem ser microfibras que são substancialmente contínuas ou descontínuas, normalmente inferiores a 10 mícrons de diâmetro, e geralmente pegajosas quando depositadas em uma superfície coletora.
Conforme utilizado aqni, o termo tela spunbond geralmente se refere a uma tela que contêm fibras substancialmente contínuas de pequeno diâmetro. As fibras são formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido a partir de numerosos capilares finos e geralmente circulares de uma fieira com o diâmetro das fibras extrudadas, sendo em seguida rapidamente reduzidos como, por desenho exemplo, o extraível e/ou outros mecanismos de
spunbonding bem conhecidos. A produção de telas spunbond é
descrita e ilustrada, por exemplo, nas patentes US4 .340 .563
de Appel < e outros, US3.692.618 de Dorschner e outros,
US3.802.817 de Matsuki e outros, US3.338.992 de Kinney,
US3.341.394 de Kinney, US3.502.763 de Hartman, US3 .502 .538
de Levy, US3.542 .615 de Dobo e outros, e US5.382. 400 de Pike
e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por
referência para todos os efeitos. As fibras spunbond são
geralmente não pegajosas quando são depositadas em uma
superfície ter coletora. As fibras spunbond podem às vezes diâmetros inferiores a cerca de 40 mícrons, e estão frequentemente entre cerca de 5 a cerca de 20 mícrons
Conforme utilizado aqui, o termo direção da máquina ou MD refere-se à em que um material é produzido. O termo direção transversal da máquina ou CD, se refere à direção perpendicular à direção da máquina. As dimensões medidas na direção transversal da máquina são mencionadas como dimensão de largura, enquanto que as dimensões medidas na direção da máquina são mencionadas como dimensões de comprimento.
Conforme utilizado aqui, o termo elastomérico ou elástico se refere a um material que, na aplicação de uma força de esticamento, é esticável em uma direção (como, por exemplo, a direção MD ou CD) , e que após a liberação da força de esticamento, contrai/retorna aproximadamente a sua dimensão original. Por exemplo, um material estendido pode ter um comprimento estendido que é pelo menos 50% maior do que seu comprimento não estendido relaxado, e que irá se recuperar em pelo menos 50% do seu comprimento estendido após a liberação da força de esticamento.
Um exemplo hipotético seria uma amostra de 2,54 cm de um material que é esticável em pelo menos 3,81 cm e que, após a liberação da força de esticamento, irá se recuperar a um comprimento não superior a 3,175 cm.
Preferivelmente, o material se contrai ou recupera, pelo menos 50%, e ainda mais preferivelmente, pelo menos 80% do comprimento estendido.
Conforme utilizado aqui os termos extensível ou extensibilidade geralmente se referem a um material que se estica ou se estende na direção de uma força aplicada por, pelo menos, cerca de 50% do seu comprimento ou largura relaxada. Um material extensível não possui necessariamente propriedades de recuperação. Por exemplo, um material elastomérico é um material extensível que possui propriedades de recuperação. Uma tela meltblown pode ser extensível, mas não possui propriedades de recuperação e, portanto, pode ser um material extensível não-elástico.
Conforme utilizado aqui, o termo porcentagem de esticamento se refere ao grau em que um material se estende em uma dada direção quando submetido a uma determinada força. Em especial, a porcentagem de esticamento é determinada medindo-se o aumento no comprimento do material na dimensão estendida, dividindo-se este valor pela dimensão original do material e, em seguida multiplicando-se por 100. Tais medições são definidas usando o teste de alongamento de tira, que está substancialmente em conformidade com as especificações da norma ASTM D5035-95. Especificamente, o teste utiliza dois tornos, cada um com dois mordentes, sendo que cada mordente possui uma face em contato com a amostra. Os tornos seguram o material no mesmo nível, geralmente vertical, separados por 3 polegadas (7,62 cm) e se afastam a uma taxa de extensão especificada. O tamanho da amostra é de 3 polegadas por 6 polegadas (7,62 cm x 15,24 cm), com uma face de mordente com 1 polegada (2,54 cm) de altura e 3 polegadas (7,62 cm) de largura, e uma taxa constante de extensão de 300 mm/min. A amostra é presa, por exemplo, em um testador Sintech 2/S com uma caixa mongoose Renew MTS (controle) e usando o software TESTWORKS 4.07b (MTS Corp, de Minneapolis, Minnesota). O teste é realizado a temperatura ambiente. Os resultados são geralmente relatados como uma média de três amostras e podem ser realizados com a amostra na direção transversal (CD) e/ou na direção da máquina (MD).
Conforme utilizado aqui, um polímero ramificado geralmente se refere a um polímero que contém uma estrutura de cadeia longa à qual as cadeias laterais estão fixadas. O polímero ramificado pode possuir qualquer realização desejada, como, por exemplo, tipo estrela, pente, dendrítica, etc. Os polímeros ramificados tipo estrela, por exemplo, contêm cadeias laterais que se estendem para fora (por exemplo, radialmente) a partir de um ponto de ramificação.
Descrição Detalhada
Será agora feita referência em detalhes para as várias realizações da invenção, sendo um ou mais exemplos descritos abaixo. Cada exemplo é fornecido por meio de explicação, sem limitação da invenção. Na verdade, os especialistas na área notarão que diversas modificações e variações podem ser realizadas na presente invenção sem se afastar do âmbito ou espírito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma realização podem ser utilizadas com outra realização para produzir ainda uma terceira realização. Portanto, pretendese que a presente invenção abranja tais modificações e variações.
De um modo geral, a presente invenção é direcionada a um material elástico para uso em um artigo absorvente. 0 material elástico contém uma rede reticulada formada a partir de um copolímero em bloco ramificado com um bloco intermediário de monoalqueno aromático posicionado entre blocos terminais de dieno conjugados (por exemplo, o tribloco). Os copolímeros típicos podem incluir, por exemplo, copolímeros tribloco B-S-B, copolímeros tribloco IS-I, e assim por diante. Tais copolímeros em bloco ramificados podem ser formados utilizando qualquer técnica conhecida, como, por exemplo, a polimerização sequencial ou através de acoplamento, que podem deixar um resíduo do agente de acoplamento no polímero. Não obstante, antes da reticulação, os copolímeros em bloco ramificados possuem uma viscosidade relativamente baixa e, portanto, podem ser facilmente transformados em um material elástico precursor (por exemplo, película, fibras, tecido, etc.) que posteriormente é reticulado para alcançar as propriedades elásticas e mecânicas desejadas. A reticulação normalmente é realizada através da formação de radicais livres (elétrons desemparelhados) que se unem para formar uma pluralidade de ligações covalentes carbono-carbono nos blocos terminais de dieno conjugados. O uso de múltiplos blocos terminais de dieno conjugados no copolímero da presente invenção fornece, portanto, um maior número de sítios de reticulação do que estaria de outra forma disponível se, por exemplo, o dieno conjugado fosse um bloco intermediário do copolímero (por exemplo, os copolímeros S-B-S). Visto que o copolímero é ramificado, um número ainda maior de sítios de reticulação disponíveis pode ser fornecido. Além disso, uma parcela maior dos blocos de estireno pode ser contida dentro da rede reticulada de modo que ela contenha menos cadeias de estireno suspensas do que os copolímeros em bloco S-B-S convencionais. Isso é desejável porque mais blocos de estireno suspensos podem dificultar estericamente a reticulação nos sítios de dieno conjugados, reduzindo assim a elasticidade. Portanto, por possuir um maior número de sítios de reticulação e menos cadeias de estireno suspensas, a rede tridimensional resultante pode também possuir maior resistência e elasticidade.
bloco intermediário de monoalqueno aromático pode incluir o estireno, bem como os seus derivados, tais como: α-metil-estireno, p-metil-estireno, p-terc-butil-estireno, p-etil-estireno, m-isopropilestireno, p-hexil-estireno, α-metil-estireno, alfa, 4dimetil-estireno, 1,3-dimetil-estireno, p-metil-estireno, etc., bem como outros compostos aromáticos policíclicos de monoalqueno, tais como: vinil naftaleno, vinil antraceno, e assim por diante. Os monoalquenos aromáticos preferidos são o estireno e o p-metil-estireno. Os blocos terminais de dieno conjugado podem incluir homopolímeros de monômeros de dieno conjugado, copolímeros de dois ou mais dienos conjugados, e copolímeros de um ou mais dos dienos com outro monômero em que °s blocos são predominantemente unidades de dienos conjugados. De preferência, os dienos conjugados contêm de 4 a 8 átomos de carbono, tais como: 1,3-butadieno (butadieno), 2-metil-l,3-butadieno (isopreno), 2,3-dimetil1, 3-butadieno, 1,3-pentadieno (piperileno), 1,3-hexadieno, 2-metil-l,3-hexadieno, 1,3-octadieno, ou seus derivados. Dos dienos conjugados, butadieno e isopreno são os preferidos.
Qualquer técnica de polimerização conhecida pode ser utilizada para formar os copolímeros em bloco ramificados, como, por exemplo, a adição sequencial de técnicas de monômero, a adição incrementai de técnicas de monômero, técnicas de ligação, e assim por diante. As técnicas típicas são descritas, por exemplo, nas patentes US4.070.418 de Harpell, US5.863.978 de Vosters, e US6.730.637 de Stewart e outros, sendo que todas estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Em uma realização particular, o copolímero em bloco é produzido por polimerização sequencial. A título de exemplo, um monômero de dieno conjugado pode ser inicialmente polimerizado utilizando a polimerização-1,2 ou polimerização-1,4. Na polimerização-1,2 , uma ligação dupla carbono-carbono do dieno conjugado está envolvida na formação da cadeia polimérica, a qual possui grupos etilenicamente insaturados pendentes. Na polimerização 1,4, ambas as ligações duplas carbono-carbono estão envolvidos na formação da cadeia polimérica, a qual inclui a insaturação etilênica. O termo conteúdo de vinil se refere ao fato de que um dieno conjugado é polimerizado através da adição-1,2 (no caso de butadieno e adição-3,4 no caso de isopreno) . Embora um grupo vinil puro seja formado somente no caso de polimerização de adição-1,2 de butadieno-1,3, os efeitos da polimerização de 3,4-adição de isopreno (e adição similar para outros dienos conjugados) nas propriedades copolímero em bloco serão similares. O termo finais do vinil se na cadeia refere à presença de um grupo vinil pendente polimérica. Quando se referir ao uso de butadieno como o dieno conjugado, é preferível que cerca de 5 a cerca de 2 5 mol% das unidades de butadieno condensadas no bloco de polímero de dieno conjugado polímero tenham a realização de 1,2-vinil conforme determinada pela análise de NMR de próton.
Não obstante, um bloco monoalqueno aromático pode ser produzido no bloco inicial do dieno conjugado polimerizado. A polimerização substancialmente completa do dieno conjugado antes da polimerização do monoalqueno aromático resulta na produção de blocos um tanto discreto. 0 produto da polimerização de dienos conjugados entra em contato, por exemplo, com o dieno conjugado adicional para produzir um segundo bloco de dieno conjugado polimerizado e produzir um polímero vivo desses três blocos (copolímero tribloco). Blocos adicionais podem ser introduzidos, caso desejado, por continuar a sequência. Posteriormente, o polímero em bloco vivo entra em contato com um composto ativo de hidrogênio (por exemplo, ácido ou álcool) para matar o polímero vivo e assim finalizar a polimerização. Outros agentes convencionais são também úteis, por exemplo, o polímero vivo de dois blocos entram em contato com um agente de acoplamento di-funcional (por exemplo, etileno dipromido) para produzir um polímero de bloco linear.
Uma variedade de características do copolímero em bloco ramificado pode ser seletivamente variada para alcançar as propriedades desejadas do material elástico. Por exemplo, o copolímero em bloco pode possuir um peso molecular dentro de um ótima faixa para o processamento. Ou seja, os polímeros com um peso molecular muito grande geralmente possuem cadeias poliméricas muito entrelaçadas e, portanto, resultam em uma composição termoplástica que é difícil de processar. Por outro lado, os polímeros com um peso molecular muito baixo geralmente não possuem entrelaçamento suficiente, o que leva a uma força de fusão relativamente fraca. Portanto, o copolímero em bloco é normalmente formado para ter um peso molecular médio numérico (Mn) variando de cerca de 30.000 a cerca de 150.000 g/mol, em algumas realizações de cerca de 40.000 a cerca de 125.000 g/mol, em algumas realizações de cerca de 50.000 a cerca de 110.000 g/mol, e em algumas realizações de cerca de 7 0.000 a cerca de 110.000 g/mol. O peso molecular médio numérico pode ser determinado por métodos conhecidos por aqueles especialistas na área. O peso molecular de cada bloco também pode ser controlado para influenciar a reologia, o peso molecular e as propriedades térmicas do copolímero. Os blocos de monoalquenos aromáticos com um peso molecular menor, por exemplo, podem resultar em copolímeros com pontos de amolecimento/fusão e pesos moleculares menores. No entanto, um peso molecular muito baixo pode afetar adversamente a resistência do material elástico resultante. Portanto, cada bloco de monoalqueno aromático utilizado no copolímero pode ter um peso molecular médio numérico (Mn) de cerca de 5.000 a cerca de 3 5.000 g/mol, em algumas realizações de cerca de 7.500 a cerca de 30.000 g/mol, e em algumas realizações de cerca de 10.000 a 25.000 g/mol. Da mesma forma, cada bloco de dieno conjugado utilizado no copolímero pode ter um peso molecular médio numérico (Mn) variando de cerca de 20.000 a cerca de 150.000 g/mol, em algumas realizações de cerca de 30.000 a cerca de 120.000 g/mol, e em algumas realizações de cerca de 40.000 a 100.000 g/mol.
A quantidade relativa dos blocos no copolímero também podem influenciar as propriedades do material elástico resultante. Por exemplo, as concentrações mais altas de blocos de monoalquenos aromáticos podem resultar em copolímeros com pontos de fusão e pesos moleculares menores. No entanto, a concentração muito alta de blocos de monoalquenos aromáticos não consegue atingir a força desejada. Assim sendo, o(s) bloco(s) monoalqueno(s) aromático(s) constitue(m) geralmente de cerca de 1% em peso a cerca de 40% em peso, em algumas realizações de cerca de 5% em peso a cerca de 35% em peso, e em algumas realizações de cerca de 15% em peso a cerca de 30% em peso do copolímero. Da mesma forma, os blocos de dieno conjugado geralmente são formados de cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas realizações de cerca de 65% em peso a cerca de 95% em peso, e em algumas realizações de cerca de 70% em peso a cerca de 85% em peso do copolímero.
Para proporcionar melhor processabilidade, o copolímero em bloco ramificado também é formado para ter um índice de fluidez dentro de um determinado intervalo. O índice de fluidez é o peso de um polímero (em gramas) que pode ser forçado através de um orifício do reômetro de extrusão (0,0825 polegadas de diâmetro) quando submetidos a uma força de 2.160 gramas em 10 minutos a uma certa temperatura (por exemplo,
19O°C ou 230°C) .
Mais especificamente, os polímeros com um índice de fluidez baixo, ou, inversamente, com uma alta viscosidade, são geralmente difíceis de processar. Portanto, na maioria das realizações, o índice de fluidez do copolímero em bloco é alto o suficiente para proporcionar um polímero de baixa viscosidade, como, por exemplo, de pelo menos cerca de 1 g/lOmin, em algumas realizações de pelo menos cerca de 10 g/lOmin, e em algumas realizações de cerca de 15 a cerca de 500 g/lOmin, medidos em conformidade com a norma ASTM D1238E Método de Teste a 1902C. Naturalmente, o índice de fluidez do copolímero dependerá por fim do processo de formação selecionado.
Se desejado, o copolimero em bloco ramificado também pode ser submetido à hidrogenação seletiva como é conhecido na área. Mais especificamente, sabe-se que os copolímeros em bloco podem ser hidrogenados em condições em que são hidrogenados de cerca de 80% a cerca de 99% da insaturação alifática presente no copolimero em bloco, enquanto se executa a hidrogenação não superior a 2 5%, e de
preferência não superior a 5% da insaturação aromática da
molécula do polímero. As condições para realizar tal
hidrogenação, inclusive a escolha de um catalisador de
hidrogenação, são convencionais e bem compreendidas na área. Os copolímeros em bloco seletivamente hidrogenados resultantes podem ser identificados pela estrutura aparente do bloco alifático. Por exemplo, a hidrogenação seletiva de um polímero de butadieno-estireno-butadieno (na abreviação em inglês, B-S-B) irá resultar na produção de um polímero com blocos terminais que são um polietileno aparente no caso dos blocos de dieno conjugado produzidos pela polimerização 1,4 e um copolimero de etileno/butileno aparente no caso de blocos de dieno conjugado produzidos, principalmente, pela polimerização 1,2. Esses copolímeros em bloco seletivamente hidrogenados podem ser designado E-S-E e
EB-S-EB, respectivamente. Da mesma forma, a hidrogenação
seletiva de um copolimero em bloco de isopreno-estireno-
isopreno (na abreviação em inglês, I-S-I) irá resultar na
produção de um polímero com blocos terminais que são um
copolimero de etileno/copolímero aparente no caso de blocos de isopreno produzidos, principalmente, pela 1,4polimerização. Tais copolímeros em bloco hidrogenados podem ser denominados de EP-S-EP. Uma nomenclatura similar se aplica aos copolímeros em bloco com mais de três blocos. Também adequados são os derivados funcionalizados dos copolímeros em bloco descritos acima. Por exemplo, os grupos funcionais adequados que podem ser introduzidos na molécula do copolímero em bloco podem incluir os grupos funcionais de hidroxila, epóxi, carboxila ou anidrido de ácido carboxílico. A introdução de tais grupos pela reação adicional dos copolímeros em bloco inicialmente produzidos é convencional e bem conhecida na área. Dos copolímeros em bloco funcionalizados, os polímeros preferidos contêm os grupos funcionais de carboxila ilustrativamente produzidos pela reação do copolímero em bloco não funcionalizado inicialmente produzido com ácido acrílico, ácido metacrílico ou ácido maléico.
Independentemente da realização, o copolímero em bloco de dieno conjugado com monoalquenil aromático, de baixa viscosidade da presente invenção é incorporado em um material elástico precursor. Em contraste com os copolímeros em bloco elastoméricos convencionais que têm uma viscosidade relativamente alta, os copolímeros de bloco de baixa viscosidade da presente invenção podem ser rapidamente processados, sem dificuldade. 0 material elástico precursor pode ser uma película, espuma, filamentos, tecido nãotecido, e assim por diante. Em uma realização, por exemplo, o material elástico precursor inclui uma película. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar uma película, incluindo por sopro, fundição, extrusão plana, etc. Em uma realização particular, a película pode ser formada através do processo por sopro em que um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha de um polímero extrudado fundido através de uma matriz anular. Em seguida, a bolha cai e é coletada no molde de película plana. Processos para produção de películas sopradas estão descritos, por exemplo, nas patentes US3.354.506 de Raley, US3.650.649 de Schippers e US3.801.429 de Schrenk e outros, bem como na publicação do pedido US2005/0245162 de McCormack e outros e US2003/0068951 de Bogqs e outros, sendo que todas estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Embora não seja necessário, a película pode ser esticada para melhorar suas propriedades. Por exemplo, a película pode ser tracionada por cilindros girando a diferentes velocidades de rotação de modo que a folha seja esticada à taxa de tração desejada na direção longitudinal (direção da máquina). Além disso, a película mononiaxialmente estendida também pode ser orientada na direção transversal da máquina para formar uma película biaxialmente estendida. Por exemplo, a película pode ser presa em suas bordas laterais por ganchos e levada para o interior de um forno da rama. No forno da rama, a película pode ser tracionada na direção transversal da máquina à taxa de tração desejada por ganchos divergentes em seu deslocamento para frente. Os vários parâmetros de uma operação de esticamento podem ser seletivamente controlados, inclusive a taxa de tração, temperatura de esticamento, e assim por diante. Em algumas realizações, por exemplo, a película é estirada na direção da máquina a uma razão de
esticamento de cerca de 1,5 a cerca de 7.0, em algumas
realizações de cerca de 1,8 a cerca de 5,0, e em algumas
realizações de cerca de 2,0 a 4,5.A razão de esticamento
pode ser determinada dividindo-se o comprimento da película estirada por seu comprimento antes do esticamento. A razão de esticamento pode também ser aproximadamente a mesma que a taxa de tração, a qual pode ser determinada dividindo-se a velocidade linear da película no esticamento (por exemplo, a velocidade dos cilindros de pressão) pela velocidade linear em que a película é formada (por exemplo, a velocidade dos cilindros de fundição ou cilindros de pressão por sopro). A película poderá ser estirada a uma temperatura de cerca de 15°C a 50°C, em algumas realizações de cerca de 25°C a cerca de 402C, e em algumas realizações de cerca de 3 02C a cerca de 402C. De preferência, a película é estirada a frio sem a aplicação de calor externo (por exemplo, cilindros aquecidos).
A película pode ser uma película de mono ou muiticamadas. As películas podem ser preparadas por coextrusão das camadas, revestimento por extrusão ou por qualquer processo de revestimento convencional. Tais películas de muiticamadas geralmente contêm uma camada base e camada superficial, mas pode conter qualquer número de camadas desejadas. Por exemplo, a película de muiticamadas pode ser formada a partir de uma camada base e uma ou mais camadas superficiais, onde a camada base é formada a partir de um copolímero em bloco, de acordo com a presente invenção. Em tais realizações, a(s) camada(s) superficial(is) pode(m) ser formada(s) a partir de qualquer polímero formador de película. Se desejado, a(s) camada (s) superficial (is) pode(m) conter um polímero de fusão ou uma mistura polimérica inferior que torna a(s) camada(s) mais adequada(s) como camadas aglutinantes de selagem térmica para ligar termicamente a película a um revestimento de tecido não-tecido. Na maioria das realizações, a camada superficial (is) são formadas a partir de um polímero de olefina. Os polímeros adicionais de formação de película que podem ser adequados para o uso com a presente invenção, isoladamente ou em combinação com outros polímeros, incluem etileno vinil acetato, etileno etil acrilato, etileno ácido acrílico, acrilato de metila-etileno, etileno acrilato de nbutila, nylon, etileno vinil álcool, poliestireno, poliuretano, etc.
Em outra realização da presente invenção, o material elástico precursor inclui inúmeros filamentos. A quantidade de filamentos pode variar conforme desejado, como, por exemplo de 5 a cerca de 20, em algumas realizações de 7 a cerca de 18 e, em algumas realizações, de cerca de 8 a 15 filamentos por polegada na direção transversal. Os filamentos podem ter uma seção transversal circular, mas podem, como alternativa, ter outras geometrias de seção transversal, tais como: elíptica, retangular como em filamentos tipo fita, triangular, multilobular, etc. O diâmetro dos filamentos (a dimensão de seção transversal mais larga) pode variar conforme desejado, como, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,1 a cerca de 4 mm, em algumas realizações de cerca de 0,2 a cerca de 2,5 mm e, em algumas realizações, de 0,5 a cerca de 2 mm. Além disso, os filamentos podem ser dispostos geralmente em qualquer direção ou padrão. Por exemplo, em uma realização, os filamentos são dispostos em uma direção que é substancialmente paralela à direção da máquina e estão espaçados entre si na direção transversal da máquina, da maneira desejada, em intervalos similares. Os filamentos podem ser substancialmente contínuo no comprimento de modo que estejam na forma de filamentos. Tais filamentos podem ser produzidos usando qualquer de uma variedade de técnicas conhecidas, como, por exemplo, extrudar por fusão um polímero a partir de uma matriz com uma série de capilares de extrusão dispostos em uma fileira. Como é bem conhecido na área, as matrizes de meltblown podem ser adequadas para a formação dos filamentos, exceto que os fluxos de gás de alta velocidade utilizados na atenuação da fibra não são geralmente empregados. Pelo contrário, o extrudado de polímero fundido é bombeado a partir dos capilares da matriz e se estendem desde a matriz sob o impulso da gravidade.
Se desejado, uma camada dos filamentos mencionados acima também pode ser laminada a uma camada adicional (por exemplo, tela meltblown) para ajudar a prender os filamentos a um revestimento, de modo que seja menos provável que eles se soltem durante o uso. Exemplos de tais laminados são descritos em mais detalhes, por exemplo, na patente US5.385.775 de Wright e na publicação do pedido US2005/0170729 de Stadelman e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.Em uma realização, os filamentos contêm o copolímero em bloco da presente invenção e a tela meltblown contém uma poliolefina.
Independent ement e da forma particular do material elástico precursor, o copolímero em bloco ramificado da presente invenção é geralmente utilizado em
uma quantia de cerca de 10% em peso ou mais, em algumas
realizações cerca de 2 5% em peso ou mais, em algumas
realizações cerca de 50% em peso ou mais, em algumas
realizações, cerca de 75% em peso ou mais e, em algumas
realizações, de cerca de 75% em peso a cerca de 95% em peso
do conteúdo de polímero do material.
Naturalmente, outros polímeros também podem ser utilizados no material elástico.
Quando utilizados, o(s) polímero(s) adicional(is) normalmente constituem cerca de 0,5 a cerca de
90% do peso, em algumas realizações de cerca de 0,75 a cerca de 75% em peso, em algumas realizações de cerca de 1% do peso a cerca de 50% em peso, em algumas realizações de cerca de 2% em peso a cerca de 40% em peso, e em algumas realizações, de cerca de 5% em peso a cerca de 25% em peso do material elástico precursor.
Em uma realização, por exemplo, um elastômero termoplástico adicional pode ser utilizado para melhorar o desempenho elástico do material elástico resultante. Qualquer de uma variedade de elastômeros termoplásticos pode ser utilizada geralmente, tais como poliésteres elastoméricos, poliuretanos elastoméricos, poliamidas elastoméricas, copolímeros elastoméricos, e assim por diante. Por exemplo, o elastômero termoplástico pode ser um copolímero em bloco com blocos de um polímero monoalquenilareno separado por um bloco de um polímero de dieno conjugado. Ao contrário dos copolímeros em bloco da presente invenção, tais copolímeros em bloco tem uma viscosidade relativamente alta e geralmente são de natureza elástica, mesmo antes da reticulação. Os elastômeros termoplásticos especialmente adequados são fornecidos por Kraton Polymers LLC de Houston, Texas, sob o nome comercial KRATON®. Os polímeros KRATON® incluem copolímeros em bloco de estireno-dieno, tais como: estireno-butadieno, estirenoisopreno, estireno-butadieno-estireno e estireno-isoprenoestireno. Os polímeros KRATON® também incluem copolímeros em bloco de estireno-olefina formados por hidrogenação seletiva de copolímeros em bloco de estireno-dieno. Exemplos de tais copolímeros em bloco de estireno-olefina incluem estireno (etileno-butileno), estireno-(etileno-propileno), estireno(etileno-butileno)-estireno, estireno-(etileno-propileno)estireno, butileno), propileno) estireno-(etileno-butileno)-estireno-(etileno estireno-(etileno-propileno)-estireno-(etileno e estireno-etileno-(etileno-propileno)-estireno.
Os copolímeros em bloco KRATON® específicos incluem aqueles vendidos sob as marcas G 1652, G 1657 e G 1730. Vários copolímeros em bloco estirênicos apropriados são descritos nas patentes US4.834.738, US5.093.422 e US5.304.599, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Outros copolímeros em bloco comercialmente disponíveis incluem os copolímeros elastoméricos S-EP-S fornecidos por Kuraray Company, Ltd. de Okayama, Japão, sob a marca comercial SEPTON®. Ainda outros copolímeros adequados incluem os copolímeros elastoméricos S-I-S e S-B-S fornecidos por Dexco Polymers, LP de Houston, Texas, sob a marca comercial VECTOR™. Também apropriados são os polímeros formados por um copolímero em tetrabloco A-B-A-B, conforme discutido na patente US5.332.613 de Taylor e outros, a qual está incorporada na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Um exemplo de tal copolímero em tetrabloco é um copolímero em bloco estireno-poli (etileno-propileno) estireno-poli (etileno-propileno) (S-EP-S-EP).
Outros exemplos de elastômeros termoplásticos que podem ser usados incluem os materiais elastoméricos de poliuretano, tais como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca comercial ESTAME de Noveon, materiais elastoméricos de poliamida tais como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca PEBAX (amida de poliéter) de Atofina Chemicals Inc. , de Filadélfia, Pensilvânia, e os materiais elastoméricos de poliéster, tais como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca comercial HYTREL de E.I. DuPont De Nemours & Company.
Além disso, o material elástico precursor da presente invenção também pode conter uma poliolefina, tais como: polietileno, polipropileno, misturas e copolímeros da mesma. Em uma realização particular, é utilizado um polietileno, isto é, um copolímero de etileno ou propileno e uma α-olefina, como, por exemplo, uma α-olefina C3-C20 ou aolefina C3-C12. As α-olefinas adequadas podem ser lineares ou ramificadas (por exemplo, um ou mais ramificações alquila CiC3, ou um grupo arila). Exemplos específicos incluem 1buteno, 3-metil-l-buteno, 3,3-dimetil-l-buteno, 1-penteno, 1-penteno com um ou mais substituintes metil, etil ou propil, 1-hexeno com um ou mais substituintes metil, etil ou propil, 1-hepteno com um ou mais substituintes metil, etil ou propil,
1-octeno com um ou mais substituintes metil, etil ou propil,
1-noneno com um ou mais substituintes metil, etil ou propil,
1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil, dodeceno e estireno.
O conteúdo
Os comonômeros de a-olefina
1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno.
de etileno ou propileno de tais copolímeros pode ser de aproximadamente 60 mol% a 99 mol%, em algumas realizações de aproximadamente 80 mol% a 98,5 mol%, e em algumas realizações, de aproximadamente 87 mol% a 97,5 mol%. O conteúdo de α-olefina pode também variar de cerca de 1 mol% a 40 mol%, em algumas realizações de cerca de 1,5 mol% a 15 mol%, e em algumas realizações, de cerca de
2,5 mol% a 13 mol%.
A densidade de um copolímero de olefina linear é uma função tanto do comprimento quanto da quantidade da α-olefina. Ou seja, quanto maior o comprimento da α-olefina, maior será a quantidade de α-olefina presente e menor será a densidade do copolímero. Embora não necessariamente necessário, os plastômeros lineares são especialmente desejáveis, visto que o conteúdo de ramificação de cadeia curta de α-olefina é de tal modo que o copolímero apresenta características tanto plásticas quanto elastoméricas, isto é, um plastômero. Visto que a polimerização com comonômeros de α-olefina diminui a cristalinidade e densidade, o plastômero resultante geralmente possui uma densidade inferior a dos polímeros termoplásticos (por exemplo, LLDPE), mas aproximando-se e/ou sobrepondo a de um elastómero. Por exemplo, a densidade do plastômero pode ser de cerca de 0,91 gramas por centímetro cúbico (g/cm3) ou menos, em algumas realizações de cerca de 0,85 a cerca de 0,89 g/cm3, e em algumas realizações, de cerca de 0,85 g/cm3 a cerca de 0,88 g/cm3. Apesar de ter uma densidade similar aos elastômeros, plastômeros geralmente apresentam um maior grau de cristalinidade, são relativamente não-pegajosos, pellets (pelotas) que relativamente livres.
Qualquer de conhecidas pode geralmente e podem ser transformados em são não-adesivas e fluem uma variedade de técnicas ser utilizada para formar tais poliolefinas. Por exemplo, os polímeros de olefina podem ser formados usando um radical livre ou um catalisador de coordenação (por exemplo, Ziegler-Natta). De preferência, o polímero de olefina é formado a partir de um catalisador de coordenação de único sítio, como, por exemplo, um catalisador metaloceno. Tal sistema de catalisador produz copolímeros de etileno em que o comonômero é distribuído aleatoriamente dentro de uma cadeia molecular e uniformemente distribuído através das diferentes frações em peso molecular. As poliolefinas catalisadas por metalocenos são descritas, por exemplo, nas patentes US5.571.619 de McAlpin e outros, US5.322.728 de Davis e outros, US5.472.775 de Obijeski e outros, US5.272.236 de Lai e outros e US6.090.325 de Wheat e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
Os plastômeros especialmente adequados para o uso podem incluir os plastômeros de copolimero a base de etileno sob a marca comercial EXACT™ de ExxonMobil Chemical Company, de Houston, Texas. Outros plastômeros de polietileno adequados estão disponíveis sob a marca comercial ENGAGE™ e AFFINITY™ de Dow Chemical Company de Midland, Michigan. Ainda outros polímeros de etileno adequados são fornecidos por The Dow Chemical Company sob as denominações comerciais DOWLEX™ (LLDPE) e ATTANE™ (ULDPE). Outros polímeros de etileno adequados são descritos nas patentes US4.937.299 de Ewen e outros, US5.218.071 de Tsutsui e outros, US5.272.236 de Lai e outros, US5.278.272 de Lai e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.Os plastômeros adequados baseados em propileno estão também disponíveis sob as denominações comerciais VISTAMAXX™ de ExxonMobil Chemical Co., de Houston, Texas, FINA™ (por exemplo, 8573) de Atofina Chemicals de Feluy, Bélgica, AFMER™ fornecida por Mitsui Petrochemical Industries e VER.SIFY™ fornecida por Dow Chemical Co., de Midland, Michigan. Outros exemplos de polímeros de propileno adequados são descritos nas patentes US6.500.563 de Datta e outros, US5.539.056 de Yang e outros, US5.596.052 de Resconi e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
Além dos polímeros, o material elástico precursor da presente invenção pode também conter outros componentes como é conhecido na área.
Em uma realização, por exemplo, a película contém um aditivo. Os aditivos são materiais particulados ou outras formas de material que podem ser adicionadas à mistura de extrusão do polímero de película e que não irão interferir quimicamente na película extrudada, mas que podem ser dispersadas uniformemente através da película.
Os aditivos podem servir a uma variedade de finalidades, inclusive aumentando a opacidade e/ou respirabilidade da película (isto é, permeável ao vapor e substancialmente impermeável a líquidos). Por exemplo, as películas aditivadas podem ser feitas respiráveis por esticamento, o que faz com que o polímero se desprenda do aditivo e crie corredores microporosos. As películas elásticas microporosas respiráveis são descritas, por exemplo, nas patentes US5.997.981, US6.015.764 e US6.111.163 de McCormack e outros, US5.932.497 de Morman e outros,
US6.461.457 de Taylor e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
Os aditivos podem ter um formato esférico ou não esférico com tamanhos médios de partículas na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7 mícrons.
Exemplos de aditivos adequados incluem, mas não estão limitados a, o carbonato de cálcio, vários tipos de argila, sílica, alumina, carbonato de bário, carbonato de sódio, carbonato de magnésio, talco, sulfato de bário, sulfato de magnésio, sulfato de alumínio, dióxido de titânio, zeólitos, pós de celulose, caulim, mica, carbono, óxido de cálcio, óxido de magnésio, hidróxido de alumínio, pó de polpa, pó de madeira, derivados de celulose, quitina e derivados de quitina. Um revestimento adequado, como, por exemplo, o ácido esteárico, também pode ser aplicado às partículas do aditivo, Se desejado. Quando utilizado, o conteúdo da aditivo pode variar de cerca de 2 5% em peso a cerca de 75% em peso, em algumas realizações, de cerca de 3 0% em peso a cerca de 7 0% em peso, e em algumas realizações, de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso da película.
Outros aditivos podem ser incorporados ao material elástico precursor, tais como: catalisadores de reticulação, aditivos pró-rad, estabilizadores de fusão, estabilizadores de processamento, estabilizadores de calor, estabilizadores de luz, antioxidantes, estabilizadores de envelhecimento por calor, agentes clareadores, agentes antibloqueio, agentes aglutinantes, tackifiers, modificadores de viscosidade, etc. Os catalisadores de reticulação adequados, por exemplo, podem incluir bases orgânicas, ácidos carboxílicos e compostos organometálicos, tais como: titanatos orgânicos e complexos ou carboxilatos de chumbo, cobalto, ferro, níquel, zinco e estanho (por exemplo, dilaurato de dibutiltina, maleato de dioctiltina, diacetato de dibutiltina, dioctoato de dibutiltina, acetato de estanho, octoato de estanho, naftenato de chumbo, caprilato de zinco, naftenato de cobalto, etc.). Os aditivos pró-rad adequados podem também incluir os compostos azo, peróxidos orgânicos e compostos de vinil ou alil polifuncionais, tais como: trialil cianurato, trialil isocianurato, tetrametacrilato de pentaeritritol, glutaraldeído, oligômeros de acrilato de poliéster (por exemplo, fornecido por Sartomer sob a designação CN2303), etileno glicol dimetacrilato, dialil maleato, dipropargil maleato, cianurato monoalil dipropargil peróxido de dicumil, di-tert-butil peróxido, t-butil, perbenzoato, peróxido de benzoíla, hidroperóxido de cumeno, t-butil peroctoato, peróxido de metil etil cetona, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butil peróxido) hexano, peróxido de lauril, peracetato de tercbutila, nitrito azo-bis-isobutil-nitrato, etc.
Exemplos de tackifiers adequados podem incluir, por exemplo, resinas de hidrocarboneto hidrogenadas.
As resinas de hidrocarbonetos REGALREZ™ são exemplos de tais resinas de hidrocarboneto hidrogenadas, são fornecidos por Eastman Chemical. Outros tackifiers são fornecidos por ExxonMobil sob a marca comercial ESCOREZ™. Os modificadores de viscosidade também podem ser utilizados, como, por exemplo, a cera de polietileno (EPOLENE™ C-10 da Eastman Chemical). Os estabilizadores fosfitos (por exemplo, IRGAFOS fornecido por Ciba Specialty Chemicals Terrytown, Nova Iorque e DOVERPHOS fornecido por Dover Chemical Corp de Dover, Ohio) é exemplar derreter estabilizadores. Além disso, os estabilizadores de amina impedida (por exemplo, CHIMASSORB fornecido por Ciba Specialty Chemicals) são estabilizadores típicos de calor e luz. Além disso, os fenóis impedidos são geralmente usados como um antioxidante na produção de películas. Alguns fenóis impedidos adequados incluem aqueles fornecidos por Ciba Specialty Chemicals, sob o nome comercial Irganox®, tais como Irganox® 1076, 1010, ou E 201. Além disso, os agentes aglutinantes também podem ser adicionados à película para facilitar a ligação aos materiais adicionais (por exemplo, tecidos não-tecidos). Quando utilizados, tais aditivos (por exemplo, tackifiers, antioxidantes, estabilizantes, agentes de reticulação, aditivos pró-rad, etc, ) podem estar presentes em uma quantia de cerca de 0,001% em peso a cerca de 25% em peso, em algumas realizações, de cerca de 0,005% em peso a cerca de 20% em peso, e em algumas realizações, de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso do material elástico.
De acordo com a presente invenção, o copolímero em bloco ramificado é reticulado depois de ser incorporado no material elástico precursor para fornecer o polímero e o material com características elásticas. A reticulação pode ser realizada através da formação de radicais livres (elétrons desemparelhados) que se unem para formar uma pluralidade de ligações covalentes carbonocarbono. A formação de radicais livres pode ser realizada de diversas maneiras, como, por exemplo, através de radiação eletromagnética, sozinho ou na presença de aditivos pró-rad, conforme descrito acima. Mais especificamente, a reticulação pode ser induzida por submeter o material elástico precursor à radiação eletromagnética. Alguns exemplos adequados de radiação eletromagnética que pode ser utilizado na presente invenção incluem, mas não estão limitados a, luz ultravioleta, radiação por feixe de elétrons, isótopos naturais e artificiais de rádio (por exemplo, raios α, β, γ), raios-x, feixes de nêutrons, feixes carregados
positivamente, raios laser, etc. A radiação por feixe de
elétrons, por exemplo, envolve a produção de elétrons
acelerados por um dispositivo de emissão de feixes de
elétrons. Os dispositivos de emissão de feixes de elétrons são geralmente bem conhecidos na área. Por exemplo, em uma realização, pode ser utilizado um dispositivo de emissão de elétrons que é fornecido por Energy Sciences, Inc., de
Woburn, Massachusetts, sob a marca comercial Microbeam LV .
Outros exemplos de dispositivos de emissão de feixe de elétrons adequados estão descritos na patente US5.003,178 de Livesav, US5.962.995 de Avnery, US6.407.492 de Avnery, e outros, que estão incorporados na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
Ao fornecer uma radiação eletromagnética, é geralmente desejável controlar seletivamente vários parâmetros
Figure BRPI0816530B1_D0001
Figure BRPI0816530B1_D0002
aumentar
Figure BRPI0816530B1_D0003
grau
Figure BRPI0816530B1_D0004
Por exemplo,
Figure BRPI0816530B1_D0005
parametro
Figure BRPI0816530B1_D0006
pode ser reticulação.
Figure BRPI0816530B1_D0007
eletromagnética.
comprimento
Figure BRPI0816530B1_D0008
Figure BRPI0816530B1_D0009
Figure BRPI0816530B1_D0010
Figure BRPI0816530B1_D0011
radiação
Especifícamente,
Figure BRPI0816530B1_D0012
comprimento
Figure BRPI0816530B1_D0013
Figure BRPI0816530B1_D0014
Figure BRPI0816530B1_D0015
Figure BRPI0816530B1_D0016
Figure BRPI0816530B1_D0017
eletromagnética varia para diferentes tipos de radiação do espectro de radiação eletromagnética. Embora não seja necessário, o comprimento de onda λ da radiação eletromagnética utilizada na presente invenção é geralmente de cerca de 1000 nanômetros ou menos, em algumas realizações de cerca de 100 nanômetros ou menos, e em algumas realizações, de cerca de 1 nanômetro ou menos. A radiação de feixe de elétron, por exemplo, geralmente tem um comprimento de onda λ cerca de 1 nanômetro ou menos. Além de selecionar o comprimento de onda λ específico da radiação eletromagnética, outros parâmetros podem também ser selecionados para otimizar o grau de reticulação. Por exemplo, a dosagem mais elevada e os níveis de energia de radiação geralmente resultam em um maior grau de reticulação, no entanto, geralmente é desejável que os materiais não sejam superexpostos à radiação. Tal superexposição pode resultar em um nível indesejado de degradação do produto. Portanto, em algumas realizações, a dosagem total empregada (em uma ou várias etapas) pode variar de cerca de 1 megarad (Mrad) a cerca de 3 0 Mrads, em algumas realizações, de cerca de 3 Mrads a cerca de 25 Mrads e, em algumas realizações, de cerca de 5 Mrads a cerca de 15 Mrads. Além disso, o nível de energia pode variar de cerca de 0,05 Mega elétron-volts MeV) a cerca de 600 MeV.
Deve ser entendido, no entanto, que a dosagem real e/ou nível de energia necessário depende do tipo de polímeros e radiação eletromagnética. Especificamente, certos tipos de polímeros tendem a formar um número maior ou menor de ligações cruzadas, que irão influenciar na dosagem e energia da radiação utilizada. Da mesma forma, certos tipos de radiação eletromagnética podem ser menos eficazes na reticulação do polímero e, portanto, podem ser utilizados em uma dosagem mais elevada e/ou nível de energia. Por exemplo, a radiação eletromagnética que possui um comprimento de onda relativamente alto (frequência mais baixa) pode ser menos eficiente na reticulação do polímero do que a radiação eletromagnética com um comprimento de onda relativamente baixo (frequência mais alta). Assim, em tais casos, a dosagem desejada e/ou nível de energia pode ser aumentado para atingir o grau de reticulação desejado.
Durante a reticulação, uma rede reticulada tridimensional é formada, a qual fornece o material com elasticidade na direção da máquina, na direção transversal, ou em ambas as direções. Além de formar uma rede tridimensional de elastômero, a reticulação pode também fornecer vários outros benefícios. Os cremes usados para intensificar o cuidado com a pele, por exemplo, podem conter componentes derivados do petróleo e/ou de outros componentes que são compatíveis com os polímeros termoplásticos. Se os cremes entrarem em contato suficiente com um material elástico, seu desempenho poderá ser significativamente diminuído. Neste contexto, os copolimeros em bloco reticulados podem apresentar melhora na resistência à degradação do creme. Além disso, certos tipos de técnicas de reticulação (por exemplo, a radiação por feixe de elétrons) podem gerar calor suficiente para encolher efetivamente o material elástico e deixá—lo com extensibilidade latente adicional. A fase de ativação de calor separada também pode ser utilizada para intensificar ainda mais o desempenho de encolhimento térmico do material elástico. Tal fase de ativação térmica adicional pode ocorrer antes ou depois da reticulação.
Embora não seja necessário, um ou mais revestimentos de tecido não-tecido podem ser laminados ao material elástico a fim de reduzir o coeficiente de atrito e aumentar a sensação de pano de sua superfície. O peso base do revestimento de tecido não-tecido pode geralmente variar, como, por exemplo, de cerca de 5 gramas por metro quadrado a cerca de 70 g/m2, g/m2 a cerca de 35 g/m2. Quando houver vários revestimentos de tecidos não-tecidos, tais materiais podem ter pesos base iguais ou diferentes.
Os polímeros típicos para uso na formação de revestimentos de tecido não-tecido podem incluir, por exemplo, poliolefinas, tais como:
polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoroetileno;
poliésteres, como, por exemplo, tereftalato de polietileno, etc.; acetato de polivinila; acetato de cloreto de polivinila; butiral de polivinila; resinas acrílicas, tais como: poliacrilato, polimetilcrilato, polimetilmetacrilato, etc.; poliamidas, como, por exemplo,nylon; policloreto de vinila; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico;
poliuretanos;
ácido poliláctico;
seus copolímeros; e assim por diante. Se desejado, polímeros biodegradáveis, tais como os descritos acima, também podem ser utilizados.
Os polímeros celulósicos sintéticos ou naturais podem também ser usados, incluindo mas não limitado a, ésteres de celulose, éteres de celulose, nitratos de celulose, acetatos de celulose, butiratos de acetato de celulose, etilcelulose, celuloses regeneradas, tais como:
viscose, raiom, e assim por diante. Note-se que o polímero(s) pode conter também outros aditivos, tais como adjuvantes tenológicos ou composições de tratamento para conferir propriedades desejadas para as fibras, restos de solventes, pigmentos e corantes, e assim por diante.
As fibras monocomponentes e/ou multicomponentes podem ser utilizadas para formar o a partir de um polímero ou mistura de polímeros extrudados a partir de uma extrusora única. As
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muit i componentes são geralmente
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partir
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dois ou mais polímeros (por exemplo, fibras de bicomponentes) extrudados a partir de extrusoras separadas. Os polímeros podem ser organizados em diferentes zonas posicionadas de forma substancial e constante através da seção transversal das fibras. Os componentes podem ser organizados em qualquer realização desejada, tais como: núcleo-bainha, lado a lado, pizza, ilha no mar, três ilhas, mira, ou várias outras realizações conhecidas na área. Vários métodos para a formação de fibras multicomponentes são descritos nas patentes US4.789.592 de Taniguchi e outros, US5.336.552 de Strack e outros, US5.108.820 de Kaneko e outros, US4.795.668 de Kruege e outros, US5.382.400 de Pike e outros, US5.336.552 de Strack e outros, e US6.200.669 de Marmon e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.As fibras multicomponentes com vários formatos irregulares também podem ser produzidas, conforme descrito nas patentes
US5.277.976 de Hogle e outros, US5.162.074 de Hills,
US5.466.410 de Hills,
US5.069.970 de Larqman e outros, e
US5.057.368 de
Largman e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
Embora qualquer combinação de polímeros possa ser utilizada, os polímeros das fibras multicomponentes são geralmente produzidos a partir de materiais termoplásticos, com transição vítrea ou temperaturas de fusão diferentes, onde um primeiro componente (bainha, por exemplo), se derrete a uma temperatura inferior a um segundo componente (núcleo, por exemplo). O amolecimento ou fusão do primeiro componente de polímero da fibra multicomponente permite que as fibras multicomponentes formem uma estrutura esquelética pegajoso, que após o resfriamento, estabiliza a estrutura fibrosa. Por exemplo, as fibras multicomponentes podem ter de cerca de 5% a cerca de 80% e, em algumas realizações, de cerca de 10% a cerca de 60%, em peso do polímero de baixa fusão. Além disso, as fibras multicomponentes podem ter de cerca de 95% a cerca de 20% e, em algumas realizações, de cerca de 10% a cerca de 60%, em peso do polímero de alta fusão. Alguns exemplos conhecidos de fibras bicomponentes núcleo-bainha fornecidos por KoSa Inc. de Charlotte, Carolina do Norte, sob as designações T-255 e T-256, sendo que ambas utilizam uma bainha de poliolefina ou T-254, a qual tem uma bainha de copoliéster de baixa fusão. Ainda outras fibras bicomponentes conhecidas que podem ser usadas incluem aquelas fornecidos por Chisso Corporation de Moriyama, Japão, ou Fibervisions LLC de Wilmington, Delaware.
Fibras de qualquer comprimento desejado podem ser utilizadas, como, por exemplo, fibras descontínuas, fibras contínuas, etc. Em uma realização particular, por exemplo, podem ser utilizadas as fibras descontínuas que têm um comprimento de fibra dentro do intervalo de cerca de 1 a
cerca de 15 0 mm, em algumas realizações de cerca de 5 a
cerca de 5 0 mm, em algumas realizações de cerca de 10 a
cerca de 40 mm, e em algumas realizações, de cerca de 10 a
cerca de 2 5 mm. Embora não seja necessário, as técnicas de
cardagem podem ser utilizadas para formar camadas fibrosas com fibras descontínuas conforme é bem conhecido na área. Por exemplo, as fibras podem ser transformadas em um tecido cardado, colocando-se os fardos de fibras em um selecionador que separa as fibras. Em seguida, as fibras passam por uma cardadeira ou penteadeira que separa e alinha as fibras na direção da máquina, de modo a formar um tecido não-tecido fibroso na direção da máquina. O tecido cardado pode então ser unido utilizando técnicas conhecidas para formar um tecido não-tecido cardado unido.
Se desejado, o revestimento de tecido nãotecido usado para formar um material composto não-tecido pode ter uma estrutura de multicamadas. Os materiais de multicamadas adequados podem incluir, por exemplo, laminados de spunbond/meltblown/spunbond (SMS) e laminados de spunbond/meltblown (SM) . Vários exemplos de laminados SMS adequados estão descritos nas patentes US4.041.203 de Brock e outros, US5.213.881 de Timmons e outros, US5.464.688 de Timmons e outros, US4.374.888 de Bornslaeqer, US5.169.706 de Collier e outros, e US4.766.029 de Brock e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência efeitos. Além disso, os laminados de SMS para todos os comercialmente disponíveis podem ser obtidos junto a
Kimberly-Clark
Corporation sob as marcas comerciais
Spunguard® e
Evolution®.
Outro exemplo de uma estrutura de múltiplas camadas é uma tela spunbond produzida em uma máquina de múltiplos spin bank (recipiente giratório)em que um spin bank deposita as fibras sobre uma camada de fibras depositadas a partir de um spin bank anterior. Tal tecido não-tecido spunbond individual também pode ser considerado como uma estrutura de multicamadas. Nesta situação, as várias camadas de fibras depositadas no tecido não-tecido podem ser as mesmas, ou podem ser diferentes em função do peso e/ou em termos da composição, tipo, tamanho, nível de cápsula e/ou formato das fibras produzidas.
Como um outro exemplo, um tecido não-tecido simples só pode ser fornecido como duas ou mais camadas produzidas individualmente de uma tela spunbond, um tecido cardado, etc., que foram unidos para formar o tecido não-tecido. Essas camadas produzidas individualmente podem diferir em termos de método de produção, peso base, composição e fibras conforme discutido acima.
O revestimento de um tecido não-tecido também pode conter um componente fibroso adicional, o qual é considerado um composto. Por exemplo, um tecido não-tecido pode ser entrelaçado com um outro componente fibroso utilizando qualquer uma das várias técnicas de entrelaçamento conhecidas na área (por exemplo, hidráulico, pneumático, mecânico, etc.) Em uma realização, o tecido nãotecido é entrelaçado integralmente com as fibras celulósicas através do entrelaçamento hidráulico. Um processo de entrelaçamento hidráulico típico utiliza jatos de água de alta pressão para entrelaçar as fibras a fim de formar uma estrutura consolidada altamente entrelaçada, por exemplo, um tecido não-tecido. Os tecidos não-tecidos entrelaçados hidraulicamente de fibras contínuas e descontínuas são divulgados, por exemplo, nas patentes US3.494.821 de Evans e US4.144.370 de Boulton, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Os tecidos não-tecidos do composto entrelaçado hidraulicamente de um tecido não-tecido de fibra contínua e de uma camada de celulose são divulgados, por exemplo, nas patentes US5.284.703 de Everhart e outros, e US6.315.864 de Anderson e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. O componente fibroso do composto pode conter qualquer quantidade desejada do substrato resultante. O componente fibroso pode conter mais do que cerca de 50% em peso do composto, e em algumas realizações, de cerca de 60% a cerca de 90% em peso do composto. Igualmente, o tecido não-tecido pode conter menos de cerca de 50% em peso do composto, e em algumas
realizações, de cerca de 10% a cerca de 40% em peso do
composto.
0 revestimento de tecido não-tecido pode ser
reduzido em uma ou mais direções antes da laminação da
película da presente invenção. As técnicas de redução
adequadas são descritas nas patentes US5 .336.545,
US5.226.992, US4.981.747 e US4.965.122 de Morman, bem como na publicação do pedido US2004/0121687 de Morman e outros. Como alternativa, o tecido não-tecido pode permanecer relativamente inextensível em uma direção antes da laminação da película. Em tais realizações, o tecido não-tecido pode ser opcionalmente esticado em uma ou mais direções após a laminação do material elástico.
Qualquer uma das várias técnicas pode ser utilizada para laminar as camadas, incluindo a colagem adesiva; colagem térmica; ligação ultra-sônica; colagem por microondas; revestimento por extrusão, etc. Em uma realização particular, os cilindros de pressão aplicam uma pressão sobre o material elástico precursor (por exemplo, película) e sobre o(s) revestimento(s) não-tecido(s) para unir termicamente os materiais. Os cilindros podem ser lisos e/ou conter uma variedade de elementos adesivos. Adesivos também podem ser utilizados, como, por exemplo, Rextac 2730 e 2723 fornecidos por Huntsman Polymers de Houston, Texas, bem como os adesivos fornecidos por Bostik Findley, Inc, de Wauwatosa, Wisconsin. 0 tipo e o peso base do adesivo utilizado será determinado baseado nos atributos elásticos desejados no composto final e uso final. Por exemplo, o peso base do adesivo pode ser de cerca de 1,0 a cerca de 3,0 g/m2 . O adesivo pode ser aplicado aos revestimentos de tecido não-tecido e/ou ao material elástico antes da laminação utilizando qualquer técnica conhecida, como, por exemplo, cola fria ou cola quente (hot melt) .
Durante a laminação, o material elástico pode ficar esticado ou em um estado relaxado, dependendo das propriedades desejadas do composto resultante.
A laminação do(s) revestimento(s) de tecido não-tecido e material(is) elástico(s) pode ocorrer antes e/ou depois da reticulação do copolímero em bloco. Em uma realização, por exemplo, um material elástico precursor é inicialmente laminado a um revestimento de tecido não tecido, e o composto resultante é posteriormente submetido à radiação eletromagnética de uma determinada dosagem. A figura 1 ilustra esquematicamente um processo típico 10 para formação de um composto colado de forma esticada. Inicialmente, uma camada do termoplástico precursor 126 é esticada entre um primeiro conjunto de cilindros de pressão 132 e 134, e um segundo conjunto de cilindros de pressão 136 e 138. Para induzir o esticamento, o segundo conjunto de cilindros de pressão pode girar a uma velocidade de superfície mais rápida do que o primeiro conjunto de cilindros de pressão. As camadas do revestimento não-tecido 24 e 28 também são desenroladas a partir do cilindros de armazenamento 26 e 30 e combinadas com a camada precursora esticada 126 para formar um composto 40 entre os cilindros de pressão 136 e 138, enquanto as camadas do revestimento não-tecido 24 e 28 ficam relaxadas. As camadas podem ser combinadas com o auxílio de um adesivo aplicado às camadas do não-tecido ou a camada precursora, ou com o auxílio do calor fornecido a partir do cilindro 136 e/ou 138.
Depois que o composto 4 0 é formado, ele atravessa em seguida uma estação de reticulação 128, formando cilindro máquina, assim um composto que pode ser enrolado em um
44. O composto pode ser elástico na direção da na direção transversal, ou em ambas as direções.
Embora não seja mostrado, as várias etapas adicionais do processamento e/ou acabamento potencial conhecidas na área, tais como cortar, tratar, imprimir gráficos, etc., podem ser executadas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Por exemplo, o composto pode, opcionalmente, ser esticado mecanicamente na direção da máquina e/ou na direção transversal para aumentar a extensibilidade. Em uma realização, o composto pode percorrer dois ou mais cilindros que têm ranhuras nas direções CD e/ou MD. As disposições de tal cilindro tipo bigorna/satélite ranhurado estão descritas na publicação do pedido US2004/0110442 de Rhim e outros e US2006/0151914 de Gerndt e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Em uma realização, o composto pode percorrer dois ou mais cilindros que possuem ranhuras nas direções CD e/ou MD. Os cilindros ranhurados podem ser feitos de aço ou outro material rígido (como, por exemplo, borracha dura) . Se desejado, pode ser aplicado calor através de qualquer método adequado conhecido na área, tais como: ar quente, aquecedores infravermelhos, cilindros de pressão aquecidos, ou acondicionamento parcial do composto ao redor de um ou mais cilindros aquecidos ou recipientes de vapor, etc. Também pode ser aplicado calor aos próprios cilindros ranhurados. Deve ser entendido que a outra disposição do cilindro ranhurado deverá ser igualmente adequada, como, por exemplo, dois cilindros ranhurados posicionados imediatamente adjacentes um ao outro. Além dos cilindros ranhurados, outras técnicas também podem ser utilizadas para esticar mecanicamente o composto em uma ou mais direções. Por exemplo, o composto pode passar por uma râmula que estica o composto. Tais râmulas são bem conhecidas na área e descritas, por exemplo, na publicação do pedido US2004/0121687 de Morman e outros. O composto também pode ser reduzido.As técnicas de redução adequadas são descritas nas patentes US5.336.545, US5.226.992, US4.981.747 e US4.965.122 de Morman, bem como na publicação do pedido US2004/0121687 de Morman e outros, sendo que todas estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos.
material elástico da presente invenção pode ter uma ampla variedade de aplicações, mas é particularmente útil como um componente de um artigo absorvente. Embora não seja necessário, um material elástico precursor pode ser incorporado ao artigo absorvente e, posteriormente, reticulado. Desta forma, o material não é altamente elástico antes da reticulação e, portanto, é mais estável dimensionalmente do que os materiais altamente elásticos.
Isto diminui a necessidade de manter o material em uma condição mecanicamente esticada durante a fixação a outros componentes do artigo absorvente e, portanto, oferece maior liberdade no local e no modo em que os componentes são fixados. Naturalmente, o material elástico precursor também podem ser reticulado antes da incorporação ao artigo absorvente, conforme descrito acima e ilustrado na figura 1.
O artigo absorvente geralmente inclui uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, cobertura externa), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, forro lateral, camada para derrames, etc.), e um núcleo absorvente, e vários outros componentes opcionais. Como é bem conhecido na área, uma variedade de componentes do artigo absorvente pode apresentar características elásticas, como, por exemplo, a cintura, bainhas, abas, painéis laterais, coberturas externas, etc. 0 material elástico reticulado da presente invenção pode ser utilizado em qualquer desses componentes. Referindo-se a figura 2, por exemplo, uma realização de uma fralda descartável 250 é mostrada, a qual geralmente define uma seção de cintura frontal 255, uma seção de cintura traseira 260, e uma seção intermediária 265 que interliga as seções de cintura frontal e traseira.As seções de cintura frontal 255 e traseira 260 incluem as partes gerais da fralda, que são construídas para se estender substancialmente sobre as regiões abdominais frontal e traseira do usuário, respectivamente, durante o uso. A seção intermediária 265 da fralda inclui a parte geral da fralda que foi construída para se estender pela área de bifurcação entre as pernas do usuário. Portanto, a seção intermediária 265 é uma área onde os repetidos derrames de líquidos geralmente ocorrem na fralda.
A fralda 250 inclui, sem limitação, uma cobertura exterior, ou camada inferior (backsheet) 270, um forro lateral permeável ou camada superior (topsheet) 275 posicionada de frente para a camada inferior (backsheet) 27 0, e um núcleo absorvente ou uma estrutura de retenção de líquidos 280, como, por exemplo, uma almofada absorvente, que está localizada entre a camada inferior 270 e a camada superior 275. A camada inferior 270 define um comprimento ou direção longitudinal 286, e uma largura, ou direção lateral 285 que, na realização ilustrada, coincide com o comprimento e a largura da fralda 250. A estrutura de retenção de líquidos 280 geralmente tem um comprimento e uma largura que são menos do que o comprimento e a largura da camada inferior 270, respectivamente. Portanto, as partes marginais da fralda 250, como, por exemplo, as seções marginais da camada inferior 270 podem se estender além das bordas terminais da estrutura de retenção de líquidos 280. Nas realizações ilustradas, por exemplo, a camada inferior 270 se estende externamente além das bordas marginais terminais da estrutura de retenção de líquidos 280 para formar margens laterais e margens finais da fralda 250. A camada superior 275 é geralmente coextensiva à camada inferior 270, mas pode, opcionalmente, cobrir uma área que é maior ou menor do que a área da camada inferior 270, conforme desejado.
Para fornecer o melhor ajuste e ajudar a reduzir a perda de exsudatos do corpo a partir da fralda 250, as margens laterais e finais da fralda podem ser elasticizadas com componentes elásticos adequados, conforme explicado abaixo. Por exemplo, conforme ilustrado de forma representativa na figura 2, a fralda 250 pode incluir uma bainha de perna com barreira 290 construída para tensionar operacionalmente as margens laterais da fralda 250 e se ajustar firmemente em torno das pernas do usuário para reduzir os vazamentos e proporcionar maior conforto e melhor aparência.A cintura 295 é utilizada para proporcionar um ajuste elástico confortavelmente firme ao redor da cintura do usuário. O material elástico reticulado da presente invenção é adequado para uso como bainha de perna com barreira 290 e/ou cintura 295. Um exemplo de tais materiais são as camadas compostas que incluem ou se aderem à camada inferior, de modo que as forças elásticas comprimíveis sejam conferidas à camada inferior 270.
Como é sabido, os meios de fixação, tais como fecho de velcro, podem ser utilizados para prender a fralda 250 em um usuário. Como alternativa, outros meios de fixação, tais como botões, alfinetes, fechos de pressão, fitas adesivas, adesivos, laços, ou similares, podem ser utilizados. Na realização ilustrada, a fralda 250 inclui um par de painéis laterais 300 (ou abas) aos quais os fechos 302, indicados como a parte do gancho de um fecho de velcro, são unidos. Geralmente, os painéis laterais 300 são presos às bordas laterais da fralda em uma das seções de cintura 255 260 e daí se estendem lateralmente para fora. Os painéis laterais 300 podem conter o material elástico da presente invenção. Exemplos de artigos absorventes, que incluem painéis laterais e lingüetas de fixação seletivamente configuradas, estão descritos no pedido de patente PCT WO95/16425 de Roessler, patente US5.399.219 de Roessler e outros, patente US5.540.796 de Fries e patente US5.595.618 de Fries, sendo que cada uma está incorporada em sua totalidade por referência para todos os efeitos.
A fralda 250 também pode incluir uma camada de controle de derrames 305, localizada entre a camada superior 275 e a estrutura de retenção de líquidos 280, para rapidamente receber os exsudatos líquidos e distribuí-los para a estrutura de retenção 280 dentro da fralda 250. A fralda 250 pode ainda incluir uma camada de ventilação (não ilustrada), também chamado de espaçador, ou camada de espaçador, localizada entre a estrutura de retenção de líquidos 280 e a camada inferior 270 para isolar a camada inferior 270 da estrutura de retenção de líquidos 280 a fim de reduzir a umidade da roupa na superfície exterior de uma cobertura externa respirável, ou camada inferior 270.
Exemplos de camadas de controle de derrames 305 estão descritos na patente US5.486.166 de Bishop e US5.490.846 de
Ellis.
Conforme ilustrado de forma representativa na figura 2, a fralda descartável 250 também pode incluir um par de abas de contenção 310 que estão configuradas para proporcionar uma barreira ao fluxo lateral de exsudatos corporais.As abas de contenção 310 podem se localizar ao longo das bordas laterais lateralmente opostas da fralda e adjacentes as bordas laterais da estrutura de retenção de líquidos 280. Cada aba de contenção 310 normalmente define uma borda solta que está configurada para manter uma posição vertical, perpendicular, pelo menos, na seção intermediária
265 da fralda 250 para formar uma usuário. As abas de
310 podem se estender longitudinalmente ao longo de todo o comprimento da estrutura de retenção de líquidos
280 ou de forma parcial ao longo do comprimento da estrutura de retenção de líquidos.
Quando as abas de contenção 310 são mais curtas no comprimento do que a estrutura de retenção de líquidos 280, as abas de contenção
310 podem ser posicionadas seletivamente em qualquer lugar ao longo das bordas laterais da fralda 250 na seção intermediária
265.Tais abas de contenção 310 são geralmente bem conhecidas por aqueles especialistas na área. Por exemplo, as construções e descritas na patente US4.704.116 de Enloe.
A fralda 250 pode ser de várias formatos adequados. Por exemplo, a fralda pode ter um formato retangular, formato em T ou quase um formato de ampulheta. Na realização mostrada, a fralda 250 tem um formato em I.
Outros componentes adequados que podem ser incorporados aos artigos absorvente da presente invenção incluem abas na cintura e similares que são geralmente conhecidos por aqueles especialistas na área. Exemplos de realizações de fralda adequados para uso em conexão com os materiais elásticos da presente invenção, que podem incluir outros componentes adequados para uso em fraldas estão descritos nas patentes US4.798.603 de Meyer e outros, US5.176.668 de Bernardin, US5.176.672 de Bruemmer e outros; US5.192.606 de Proxmire, e outros, e US5.509.915 de Hanson e outros, que estão incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. As várias áreas e/ou componentes da fralda 250 podem ser montados, utilizando qualquer mecanismo de fixação conhecido, tais como adesivos, ligações ultrasônicas, térmicas, etc. Os adesivos adequados podem incluir, por exemplo, colas quentes (hot-melt), adesivos sensíveis à pressão, e assim por diante. Quando utilizado, o adesivo pode ser aplicado como uma camada uniforme, uma camada padronizada, um padrão de pulverização, ou qualquer uma das linhas, espirais ou pontos separados. Na realização ilustrada, por exemplo, a camada superior 275 e a camada inferior 270 podem ser montadas uma na outra e à estrutura de retenção de líquidos 280 com linhas de adesivos, como, por exemplo, hot melt (cola quente), adesivos sensíveis à pressão. Igualmente, os outros componentes da fralda, tais como a bainha de perna com barreira 2 90, cintura 2 95, elementos de fixação 302 e a camada de derrames 3 05 podem ser montadas no artigo, utilizando os mecanismos de fixação acima identificados.
Apesar de várias realizações de uma fralda terem sido descritas acima, deve-se entender que outras realizações de fraldas e artigos absorventes também estão incluídas no escopo da presente invenção. Além disso, a presente invenção não se restringe de modo algum a fraldas.
Na verdade, qualquer outro artigo absorvente pode ser formado em conformidade com a presente invenção, incluindo, mas não limitado a, artigos absorventes de cuidado pessoal, tais como fraldas, calças de treinamento, roupas íntimas absorventes, artigos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes íntimos), trajes de banho, lenços umedecidos para bebês, e assim por diante; absorventes hospitalares, tais como vestuário, materiais de fenestração, resguardos, protetores de cama, ataduras, campos cirúrgicos absorventes e toalhas umedecidas médicohospítalares; panos umedecidos, artigos de vestuário,etc. Vários exemplos de tais artigos absorventes estão descritos nas patentes
US5.649.916 de Dipalma e outros, US6.110.158 de
Kielpikowski,
US6.663.611 de incorporadas na sua totalidade por referência para todos os efeitos. Ainda outros artigos adequados do pedido
US2004/0060112 de
Fell e outros, bem como nas patentes
US4.886.512 de
Damico e outros,
US5.558.659 de Sherrod e outros,
US6.888.044 de Fell e outros e US6.511.465 de
Freiburger e outros, sendo que todas todos incorporadas na sua totalidade por referência para os efeitos.
Naturalmente, o material elástico é versátil e também pode ser incorporado em uma ampla variedade de outros tipos de artigos.
Por exemplo, o material elástico pode ser incorporado a uma peça de vestuário médico, tais como:
batas, bonés, cortinas, luvas, mascaras, etc.; uniformes de trabalho industrial, tais como:
jalecos de laboratório, macacões, etc.; e assim por diante.
A presente invenção pode ser melhor entendida consultando o exemplo ilustrativo a seguir.
Métodos de Teste
Testes Cíclicos
Os materiais podem ser testados usando um procedimento de ensaio cíclico para determinar a perda de carga e o ajuste percentual. Por exemplo, os ensaios cíclicos podem ser utilizados para o alongamento definido em 200%. Para este ensaio, o tamanho da amostra pode ser de 3 polegadas na direção transversal da máquina e de 6 polegadas na direção da máquina. O tamanho do grip (aperto) pode ser de 3 polegadas na largura. A separação do grip (aperto) pode ser de 4,5 polegadas. As amostras podem ser carregadas de tal forma que a direção da máquina da amostra esteja na direção vertical. Pode ser definida uma pré-carga de aproximadamente 10 a 15 gramas. O ensaio pode puxar a amostra para o alongamento de 200% a uma velocidade de 20 polegadas por minuto, e logo em seguida (sem pausa) retornar a zero, a uma velocidade de 20 polegadas por minuto. 0 ensaio informa o ajuste percentual e a histerese percentual. O ajuste percentual é a medida da quantia do material esticado a partir de comprimento original após o ensaio (a deformação imediata após o ensaio cíclico). O ajuste percentual é onde a curva de retração de um ciclo cruza o eixo de alongamento. A tensão remanescente após a remoção da tensão aplicada pode ser calculada como o ajuste percentual. O valor da histerese é a perda de energia durante o carregamento cíclico. Os ensaios podem ser realizados em uma taxa constante de MTS Corp do testador de extensão 2/S caixa mongoose Renew MTS (controlador) usando o software TESTWORKS
4.07b (MTS Corp, de Minneapolis, Minnesota). Os ensaios podem ser realizados em condições ambientais.
Relaxamento de Tensão
O relaxamento de tensão é definido como a força necessária para manter um dado alongamento constante durante um período de tempo e geralmente é indicativo da estabilidade dimensional de um material. Os ensaios podem ser realizados por prender uma amostra de teste (3 na largura) entre os mordentes de um testador de extensão MTS em um grip(aperto) de 3 para a distância de grip. A amostra e os acessórios de grip (aperto) podem ser colocados em uma câmara ambiental. A amostra, após a fixação, pode ser equilibrada a 100SF durante 3 minutos. A amostra pode então ser alongada a um alongamento final constante de 4,5 polegadas (alongamento de 50%) com uma velocidade de deslocamento de cabeça cruzada de 20 por minuto. A carga necessária para manter o alongamento de 50% em função do tempo pode ser controlada. A inclinação da curva de tensão e perda de carga percentual pode ser informada. A perda de carga percentual pode ser calculada subtraindo-se a carga de 12 horas a partir da carga inicial, dividindo-se pela carga inicial, e, em seguida, multiplicando a taxa por 100. A inclinação, que é constante durante o período de tempo, é determinada a partir de um esquema de log (carga) versus log (tempo), ou a partir da seguinte equação:
m = -Alog
Alogf na qual, m = a inclinação,
L(t) = carga no momento dado (t), L(O) = carga inicial em t = 0, e t = tempo.
Os ensaios podem ser realizados em uma taxa constante de MTS Corp do testador de extensão 2/S caixa mongoose Renew MTS (controlador) usando o software TESTWORKS 4.07b (MTS Corp, de Minneapolis, Minnesota).
O teste foi realizado a uma taxa de extensão constante do testador de 2/S, em um MTS Corp., com uma caixa de controle mongoose, usando o programa TESTWORKS 4.07b (MTS Corp, de Minneapolis, Minnesota).
EXEMPLO 1
Uma combinação de polímero foi formada inicialmente a partir de 90% de um copolímero em bloco B-S-B (Kraton Polymers, LLC) e 10 % de ESCOREZ® 5600 (Exxon Mobil Chemical Co.). O copolímero em bloco B-S-B tinha um conteúdo de estireno de 28% e um peso molecular de 96.000 gramas por mole. ESCOREZ® 5600 é uma resina de hidrocarbonetos. A combinação foi introduzida no funil de uma extrusora multimodo co-rotativa de dois 27GL/40D), equipada com comprimento:diâmetro (LD) aquecimento por resistência água, e tem 9 recipientes fusos Leistritz (Modelo Mic fusos de 27 mm em 40:1
A extrusora é do tipo com
elétrica, com refrigeração por
de seções de aquecimento e 2
seções auxiliares de aquecimento. A extrusora foi equipada com dois elementos misturadores tipo abacaxi, com base no princípio de combinação distributiva nas zonas centrais e extremas. A extrusora foi também diretamente equipada com molde de película, do tipo cabide de 10, que pode ser aquecido. Os parâmetros de extrusão são apresentados abaixo, na Tabela 1:
Tabela 1: Parâmetros de Extrusão
Amostra 1 2
Taxa de Alimentação (lb/hr) 8 8
Velocidade do Fuso (rpm) 300 300
Zona 1 (SC) 150 150
Zona 2 (2C) 150 150
Zona 3 (2C) 160 160
Zona 4 (2C) 160 160
Zona 5 (2C) 160 160
Zona 6 (2C) 160 160
Zona 7 (2C) 160 160
Zona 8 (2C) 160 160
Zona 9 (2C) 160 160
Zona 10 (2C) 160 160
Zona 11 (2C) 160 160
Torque (lbs) 28 30
Velocidade do Enrolador (pés/min) 8 13
Pressão do Molde (psi) 700 710
Depois de formadas, as amostras de película foram sujeitadas a radiação de um feixe de elétrons usando o equipamento Energy Sciences da linha piloto, que operava na 5 faixa de tensão entre 80 kv e 200 kV, a uma profundidade de 150 mícrons, com densidade de lg/cc e uma faixa de dosagem entre 1-9 Mrads, dependendo da velocidade. As amostras tinham dimensão aproximada de 10xll e foram colocadas sobre um película transportadora que se desenrola em uma 10 extremidade e se enrola na outra. As amostras expostas foram coletadas e expostas novamente uma segunda ou terceira vez, dependendo da dosagem exigida. Os materiais foras testados quanto ao desempenho elastomérico como descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo, na Tabela 2.
Tabela 2: Propriedades da Película
Amostra Dosagem do Feixe Radiação Total (Mrads) % de Histerese Relaxamento do Esforço
Inclinação Perda de Carga (%)
1 0 Não elásticos -1,6 80
2 10 70 -0,08 60
Como indicado, a película exibiu boas propriedades elásticas (por ex: perda de carga e histerese) 20 quando submetida à radiação do feixe de elétrons.
EXEMPLO 2
Uma combinação de polímero foi formada inicialmente a partir de 90% de um copolímero em bloco B-S-B (Kraton Polymers, LLC) e 10 % de ESCOREZ® 5600 (Exxon Mobil
Chemical Co.). O copolímero em bloco B-S-B tinha um conteúdo de estireno de 28% e um peso molecular de 96.000 gramas por mole. ESCOREZ® 5600 é uma resina de hidrocarbonetos. A combinação foi introduzida no funil de uma extrusora multimodo co-rotativa de dois fusos
Leistritz (Modelo Mic
27GL/40D), equipada com fusos de 27 mm em 40:1 comprimento:diâmetro.
extrusora é do tipo com aquecimento elétrica, com refrigeração por água, e tem 9 recipientes de de aquecimento.
A extrusora foi equipada com dois elementos misturadores tipo abacaxi, com base no princípio de centrais e extremas.
extrusora foi também diretamente equipada com molde de película, do tipo cabide de 10, que pode ser aquecido.
Os parâmetros
Tabela 3: Parâmetros de Extrusão
Amostra 3 4
Taxa de Alimentação (lb/hr) 8 8
Velocidade do Fuso (rpm) 300 300
Zona 1 (2C) 150 150
Zona 2 (2C) 150 150
Zona 3 (SC) 160 160
Zona 4 (2C) 160 160
Zona 5 (2C) 160 160
Zona 6 (2C) 160 160
Zona 7 (2C) 160 160
Zona 8 (2C) 160 160
Zona 9 (2C) 160 160
Zona 10 (2C) 160 160
Zona 11 (2C) 160 160
Torque (lbs) 30 30
Velocidade do Enrolador (pés/min) 8 13
Pressão do Molde (psi) 710 710
Depois de formadas, as amostras foram sujeitadas á radiação de um feixe de elétrons usando o equipamento Energy Sciences da linha piloto, que operava na faixa de tensão entre 80 kv e 2 00 kv, a uma profundidade de 150 mícrons, com densidade de lg/cc e uma faixa de dosagem entre 1-9 Mrads, dependendo da velocidade. As amostras tinham dimensão aproximada de 10 x 11 e foram colocadas sobre um película transportadora que se desenrola em uma extremidade e se enrola na outra. As amostras expostas foram coletadas e expostas novamente uma segunda ou terceira vez, dependendo da dosagem exigida. Os materiais foras testados quanto ao desempenho elastomérico como descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo, na Tabela 4.
Tabela 4: Propriedades da Película
Amostra Dosagem do Feixe Radiação Total (Mrads) % de Histerese Relaxamento do Esforço
Inclinação Perda de Carga (%)
3 15 60 -0,07 50
4 20 59 -0,06 45
Como indicado, a película exibiu boas propriedades elásticas (por do feixe de elétrons.
Embora tenha sido descrita em detalhes com referência a específicas, percebe-se que os especialistas na técnica, após obterem o entendimento do rapidamente conceber alterações, variações e equivalentes a estas realizações. Consequentemente, o escopo da presente invenção deve ser avaliado como definido nas suas reivindicações e a em suas equivalências.

Claims (2)

REIVINDICAÇÕES
1/2
FIG (Ο CM
1. Material elástico, caracterizado pelo fato de compreender uma rede reticulada, a rede reticulada contendo um copolímero em bloco linear com um bloco intermediário aromático monoalquenil posicionado entre os blocos terminais de dieno conjugado, em que o bloco intermediário aromático monoalquenil constitui de 15% em peso a 35% em peso do copolímero e tem um peso molecular médio numérico de 5.000 a 35.000 gramas por mol; e em que o material elástico está na forma de uma película, um tecido não-tecido ou filamentos.
2. Material elástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o copolímero tem um índice de fluidez do fundido de 1 a 500 gramas por 10 minutos e, de preferência, de 15 a 500 gramas por 10 minutos, medido em conformidade com a norma ASTM D1238-E Método de Teste a 190°C.
3. Material elástico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o bloco intermediário aromático monoalquenil inclui estireno ou derivado de estireno, e os blocos terminais de dieno conjugado incluem butadieno, isopreno, ou uma mistura destes.
4. Material elástico de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os blocos terminais de dieno conjugado tem um peso molecular médio numérico de 30.000 a 120.000 gramas por mol e o bloco intermediário aromático monoalquenil tem um peso molecular médio numérico de 7.500 a 30.000 gramas por mol.
5. Material elástico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o copolímero é um copolímero tribloco.
6. Material elástico de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o bloco intermediário aromático monoalquenil inclui estireno ou um derivado do mesmo, e os blocos terminais de dieno
Petição 870180052380, de 18/06/2018, pág. 14/17 conjugado incluem butadieno, isopreno, ou uma mistura dos mesmos.
7. Material elástico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o copolímero é hidrogenado.
8. Material elástico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o copolímero é formado por 10% em peso ou mais do material elástico, e de preferência, por 50% em peso ou mais do material elástico.
9. Material elástico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o material elástico inclui uma película.
10. Método para formar um material elástico como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o método compreender:
extrusão por fusão de um copolímero em bloco linear com um bloco intermediário aromático monoalquenil posicionado entre os blocos terminais de dieno conjugado, em que o bloco intermediário aromático monoalquenil é formado a partir de 15 % em peso a 35 % em peso do copolímero e tem um peso molecular médio numérico de 5.000 a 35.000 gramas por mol;
formando um material elástico precursor a partir do copolímero extrudado por fusão e depois disso, reticulando o copolímero em bloco linear; e em que o material elástico está na forma de uma película, um tecido não-tecido ou filamentos.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o material elástico precursor inclui uma película.
12. Método de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a reticulação é induzida pela radiação eletromagnética.
Petição 870180052380, de 18/06/2018, pág. 15/17
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a radiação eletromagnética tem um comprimento de onda de 100 nanômetros ou menos.
14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado 5 pelo fato de que a radiação eletromagnética é a radiação por feixe de elétrons.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que a dose de radiação eletromagnética é de 1 a 30 Megarads e, de preferência, de 5 a 15 Megarads.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações
10 10 a 15, caracterizado pelo fato de o bloco intermediário aromático monoalquenil inclui estireno ou um derivado do mesmo, e os blocos terminais de dieno conjugado incluem butadieno, isopreno, ou uma mistura dos mesmos.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações
15 10 a 16, caracterizado pelo fato de o copolimero é um copolimero tribloco em que o bloco intermediário aromático monoalquenil inclui estireno ou um derivado do mesmo, e os blocos terminais de dieno conjugado incluem butadieno, isopreno, ou uma mistura dos mesmos.
Petição 870180052380, de 18/06/2018, pág. 16/17
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