WO2026008200A1 - Sebs basierte, elastische blasfolie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastische Folie (1) mit einer elastischen Folienschicht (3) auf der Basis von Styrol-Block-Copolymeren, wobei die elastische Folienschicht (3) bei einem durch Koextrusion gebildeten mehrschichtigen Aufbau zwischen teilelastischen Deckschichten (2) angeordnet ist. Die elastische Folienschicht (3) weist einen Anteil an Styrol-Block-Copolymeren von mehr als 50 Gew.-% ausgewählt aus den folgenden Stoffgruppen Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymere (SBS), Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) auf. Das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht (3) zum MFI der teilelastischen Deckschichten (2) ist größer als 0,70.

Description

SEBS basierte, elastische Blasfolie

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elastische Folie mit einer elastischen Folienschicht auf der Basis von Styrol-Block-Copolymeren, wobei die elastische Folienschicht bei einem durch Koextrusion gebildeten mehrschichtigen Aufbau zwischen teilelastischen Deckschichten angeordnet ist.

Elastische, dehnbare Materialien werden in Windeln verwendet, um eine optimale Passform und Auslaufsicherheit zu gewährleisten. Diese Materialien kommen in verschiedenen Formen zum Einsatz: zum einen als Windelbund, auch bekannt als "Waistband", sowie als elastisches Verschlusselement, genannt "Back Ear", bei Babywindeln. Zum anderen werden sie auch als Gürtel bei Windelhöschen verwendet.

Um den Tragekomfort zu verbessern, enthalten diese Elemente elastische Bestandteile, die sich dank ihrer Rückstellkraft an die individuelle Körperform anpassen. Um ein angenehmes Hautgefühl zu gewährleisten, werden diese elastischen Komponenten, die oft in Form von Folien vorliegen, mit textilen Materialien wie Vliesstoffen oder Nonwovens versehen.

Die EP 2 024 178 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines elastisch dehnbaren Laminats mit drei Lagen. Das Laminat umfasst eine elastische Folie und zwei Lagen aus nicht elastischem Vliesgewebe. Bei einer Variante kommt ein Kreppvlies zum Einsatz. Ein erstes elastisches Laminat wird mit einer nicht elastischen Vlieslage in einem gedehnten Zustand verbunden.

In der US 6,531 ,207 B1 ist ein dehnbarer, elastischer Streifen bzw. eine Lasche, der bzw. die als Befestigungsstreifen für den Verschluss von Kleidungsstücken mit eingeschränkter Lebensdauer und absorbierende Wegwerfartikeln wie Windeln und Inkontinenz-Einlagen, Übungshöschen, Windeleinlagen, sanitäre Hygieneartikel und ähnliche Produkte dient, beschrieben. Die Dehnbarkeit wird unter anderem über unterschiedlich dehnbare Bereiche einer gewebten Schicht erzielt.

Die US 2021/0052438 A1 offenbart ein elastisches Laminat, das eine elastische Filmschicht und eine Vliesschicht umfasst, wobei die Vliesschicht an einer ersten Oberfläche der elastischen Filmschicht befestigt ist. Das Laminat weist eine erste Dehnungszone und eine zweite Dehnungszone auf, die sich in den Dehnungseigenschaften unterscheiden.

In der DE 10 2018 130 054 A1 wird ein elastisches Windelelement mit einer elastischen Schicht und einer Außenschicht aus Nonwoven beschrieben. Das Windelelement weist Verbindungsbereiche der Außenschichten mit der elastischen Schicht auf. Die Verbindungsbereiche umfassen Flächen, bei denen ein formschlüssiger Verbund von Nonwoven-Material der Außenschichten und erstarrtem Material der elastischen Schicht vorliegt.

Die DE 10 2019 104 225 A1 offenbart ein dehnbares Windelelement mit einer elastischen Lage und einer Lage aus Nonwoven. Das elastische Element weist Verbindungsbereiche zwischen der elastischen Lage und der Lage aus Nonwoven auf. Die Lage aus Nonwoven liegt dabei im ungedehnten Zustand des Windelelements gewellt vor, um Bereiche als Reserve zur Ermöglichung einer Dehnung zu gewährleisten.

Die WO 2021/115642 A1 gibt ein dehnbares Windelelement mit einer elastischen Lage und einer Lage aus Nonwoven an. Das elastische Element weist Verbindungsbereiche zwischen der elastischen Lage und der Lage aus Nonwoven auf. Die Verbindungsbereiche weisen dabei eine Erstreckung in eine Vorzugsrichtung und in ihrer Erstreckung Unterbrechungen auf. Die EP 1 316 418 B1 offenbart eine monoaxial elastische Laminatfolie mit einer Kernlage aus einem thermoplastischen Elastomer und mindestens einer zusammen mit der Kernlage koextrudierten Skinlage, wobei die Skinlage aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem spröde verfestigten Molekülverband besteht, der sich unter Anwendung einer Dehnkraft nur wenig dehnen kann und bei Überschreiten einer vorgegebenen Reißkraft übergangslos reißen kann.

Die US 2018/0264163 A1 und die WO 2018 169 656 A1 zeigen thermoplastische Mehrschichtfolien und Laminate und Gegenstände, die diese Folien umfassen, wobei die Folie mindestens eine innere Schicht und mindestens zwei äußere Schichten umfasst, wobei die innere Schicht eine Polymerzusammensetzung umfasst, die etwa 55 % bis etwa 95 % eines oder mehrerer nicht hydrierter Styrol-Blockcopolymere, Olefin-Blockcopolymere oder Kombinationen davon umfasst; und jede äußere Schicht mindestens 20 % Polypropylen umfasst und eine Dicke von etwa 5 % bis etwa 15 % der gesamten Foliendicke aufweist, und wobei die Folie ferner eine konstante Kraftausbreitung von etwa 20 % oder weniger aufweist.

Castfolien, auch bekannt als Gießfolien, werden durch einen Prozess hergestellt, der als Gießfolienextrusion bezeichnet wird. Dabei wird das Polymerharz in Form von Granulat oder Pellets in einer Extrusionsanlage geschmolzen und durch eine Düse oder Schlitzdüse gedrückt, um eine kontinuierliche Folie zu bilden. Bei der Gießfolienextrusion wird die geschmolzene Polymermasse direkt auf eine gekühlte Walze oder eine Gießform gegossen. Durch das Gießen auf eine gekühlte Oberfläche erfolgt eine schnelle Abkühlung der Schmelze, wodurch eine dünne Folie erzeugt werden kann. Dieser Vorgang ermöglicht eine präzise Kontrolle der Dicke und der Oberflächenbeschaffenheit der Folie.

Elastische Folien auf Basis von Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymeren (SIS) werden üblicherweise als Castfolien oder Blasextrusionsfolien hergestellt. Die EP 3 228 291 B1 offenbart eine elastische Folie mit einer elastischen Folienschicht auf der Basis von Styrol-Block-Copolymer. Die elastische Folienschicht ist ohne die Zugabe von Polystyrol aus einem ersten SIS und einem zweiten SIS gebildet ist, wobei das erste SIS einen Styrol-Anteil zwischen 10 Gew.-% und 25 Gew.-% sowie eine Härte von weniger als 45 Shore A und das zweite SIS einen Styrol-Anteil zwischen 26 Gew.-% und 40 Gew.-% sowie eine Härte von mehr als 45 Shore A aufweist, wobei das Verhältnis des ersten SIS zu dem zweiten SIS zwischen 6:1 und 2:3 liegt, und wobei die elastische Folienschicht bei einem durch Koextrusion gebildeten dreischichtigen Aufbau zwischen zwei teilelastischen Deckschichten angeordnet ist.

Elastische Folien auf Basis von Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymeren (SIS) bieten vorteilhafte Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Elastizität, Flexibilität und gute Rückstellfähigkeit. Dennoch können SIS-basierte Folien empfindlich auf Temperaturen reagieren und dabei eventuell Limonene freisetzen.

Einige Menschen können allergisch auf Limonene reagieren und eventuell Hautreizungen, Ausschläge oder sogar Atembeschwerden entwickeln. Eine langfristige Exposition gegenüber Limonene kann zu einer Sensibilisierung führen, was bedeutet, dass Menschen im Laufe der Zeit empfindlicher auf die Substanz reagieren können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische Folie mit einer elastischen Folienschicht bereitzustellen, die frei von Ausdünstungen, insbesondere ohne Freisetzung von Limonene, ausgebildet ist. Weiterhin soll die elastische Folie die besonderen Eigenschaften einer Blasfolien aufweisen können. Die elastische Folie soll sich günstig herstellen und in hervorragender Qualität bedrucken lassen. Die elastische Folie soll gesundheitlich unbedenklich und ökologisch nachhaltig sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elastische Folie mit mindestens einer elastischen Folienschicht gemäß dem Hauptanspruch gewährleistet. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Erfindungsgemäß weist die elastische Folienschicht einen Anteil an Styrol-Block- Copolymeren von mehr als 50 Gew.-% ausgewählt aus den folgenden Stoffgruppen Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymere (SBS), Styrol-Ethylen- Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) auf und das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten größer als 0,70 ist.

Bei einer Variante der Erfindung ist die elastische Folie dreischichtig mit einer elastischen Folienschicht und je einer umgebenden teilelastischen Deckschicht ausgeführt.

Bei einer alternativen Variante der Erfindung kann die elastische Folie, insbesondere die elastische Folienschicht und/oder die teilelastischen Deckschichten auch mehrere Schichten aufweisen.

Styrol-Butadien-Styrol (SBS) ist ein thermoplastisches Elastomer. Es besteht aus den Monomeren Styrol und Butadien und ist ein Block-Copolymer. Es zeigt Eigenschaften von einem Kunststoff und einem Gummi.

Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) ist ein thermoplastisches Elastomer. Es wird durch Hydrierung von Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymer (SBS) hergestellt, wodurch die Wärmestabilität und Beständigkeit verbessert werden. Insgesamt trägt SEBS dazu bei, die Leistung und den Komfort von elastischen Folien zu verbessern, indem es elastische, dichte und flexible Komponenten bereitstellt. Erstaunlicherweise wurde festgestellt, dass eine elastische Folie mit einer elastischen Folienschicht auf Basis von den Stoffgruppen Styrol-Butadien-Styrol- Block-Copolymere (SBS) oder Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) mittels einer Blasfolienextrusion hergestellt werden konnten. Bisher konnten SBS und SEBS nur mithilfe von Zusätzen wie Weichmacher und Verarbeitungshilfen biasextrudiert werden. Jedoch führten diese Zusätze selbst zu Ausdünstungen, die für den Einsatz elastischer Folien nicht frei von Bedenken waren.

Überraschenderweise konnte nun eine elastische Folie als Blasfolie auf Basis von Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) hergestellt werden, die völlig frei von Zusatzstoffen ausgebildet ist, die nicht als völlig unbedenklich charakterisiert werden können.

Dieser erstaunliche und unerwartete Erfolg konnte insbesondere durch ein besonderes Verhältnis der MFIs der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten erzielt werden.

Der Melt Flow Index (MFI) ist eine Messgröße, die die Fließfähigkeit von thermoplastischen Kunststoffen unter standardisierten Bedingungen angibt. Konkret wird der MFI als die Masse des Kunststoffmaterials in Gramm gemessen, das unter einer bestimmten Temperatur und Belastung innerhalb einer festgelegten Zeit durch eine standardisierte Düse fließt. Die Einheit wird in g/10 min angegeben. Der MFI ist ein wichtiges Maß für die Verarbeitbarkeit von Kunststoffen in verschiedenen Anwendungen, da er Aufschluss über die Fließeigenschaften des Materials gibt. Je höher der MFI-Wert ist, desto besser fließt der Kunststoff und umgekehrt. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten größer als 0,70.

Beispielsweise ist das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten kleiner als 1 ,80 ist.

Bei einer Variante der Erfindung ist das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten größer als 0,95 und kleiner als 1 ,55 ist.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten größer als 1 ,00 und kleiner als 1 ,40 ist.

Bei einer alternativen Variante der Erfindung ist das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht zum MFI der teilelastischen Deckschichten größer als 1 ,1 und kleiner als 1 ,25 ist.

Beispielsweise weist die elastische Folienschicht einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 von mehr als 5 g/10 min und von weniger als 9 g/10 min auf. Nur durch die spezielle Auswahl und die Gestaltung der Mischung der Polymere der elastischen Folienschicht kann eine Extrusion realisiert werden.

Überraschenderweise konnte zum ersten Mal eine Blasfolie ohne bedenkliche Zusätze auf Basis von SEBS hergestellt werden und dabei die hervorragenden Eigenschaften einer Blasfolien für eine elastische Folie erzielt werden.

Bei einer Variante der Erfindung ist die elastische Folienschicht aus einem ersten Styrol-Block-Copolymer und einem zweiten Styrol-Block-Copolymer gebildet. Dieses Merkmal unterstützt sowohl die Blasextrusionsfähigkeit als auch die vorteilhaften Eigenschaften der elastischen Folie.

Beispielsweise weist die elastische Folienschicht ein erstes Styrol-Block- Copolymer von mehr als 35 Gew.-% auf.

Bei einer Variante der Erfindung weist die elastische Folienschicht ein zweites Styrol-Block-Copolymer von mehr als 15 Gew.-% auf.

Beispielsweise weist das erste Styrol-Block-Copolymer einen niedrigeren Styrol- Anteil und eine geringere Härte auf als das zweite Styrol-Block-Copolymer.

Bei einer Ausführungsvariante ist das erste Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol ausgeführt, wobei das Styrol-Ethylen-Butylen- Styrol einen Styrol-Anteil von weniger als 16 Gew.-% sowie eine Härte von weniger als 60 Shore A aufweist.

Beispielsweise ist das erste Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen- Butylen-Styrol-Block-Copolymer ausgeführt, wobei das Styrol-Ethylen-Butylen- Styrol-Block-Copolymer einen Styrol-Anteil zwischen 2 bis 16 Gew.-% sowie eine Härte von weniger als 50 Shore A aufweist.

Das erste Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer weist einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) von mehr als 7 g/10 min und weniger als 11 g/10 min auf, wodurch die Blasextrusion vorteilhaft begünstigt wird.

Das erste Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer weist beispielsweise einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) von mehr als 8 g/10 min und weniger als 10 g/10 min auf. Bei einer Variante der Erfindung ist das zweite Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer ausgeführt, wobei das Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer einen Styrol-Anteil zwischen 2 bis 20 Gew.-% sowie eine Härte von weniger als 72 Shore A aufweist.

Beispielsweise ist das zweite Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen- Butylen-Styrol ausgeführt, wobei das Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol einen Styrol- Anteil von mehr als 16 Gew.-% sowie eine Härte von mehr als 60 Shore A aufweist.

Das zweite Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer weist einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) von mehr als 4 g/10 min und weniger als 8 g/10 min auf, wodurch die Blasextrusion der elastischen Folie gerade in Kombination mit dem ersten Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer vorteilhaft begünstigt wird.

Das zweite Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer weist beispielsweise einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) von mehr als 5 g/10 min und weniger als 7 g/10 min auf.

Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung liegt das Verhältnis zwischen dem ersten Styrol-Block-Copolymer und dem zweiten Styrol-Block-Copolymer in der elastischen Schicht zwischen 3:1 und 1 :1.

Die Kombination aus erstem Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer und zweitem Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer in der elastischen Folie führt zu bemerkenswerten Produktmerkmalen. Die weicheren und flexibleren Eigenschaften des ersten Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer erhöhen den Tragekomfort, während die höhere Festigkeit und Elastizität des zweiten Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymer eine bessere Passform und Auslaufsicherheit gewährleisten kann. Bei einer Variante der Erfindung weist die elastische Folienschicht einen Anteil an PE-POP auf, wobei der Anteil an PE-POP zwischen 10 und 25 Gew.-% beträgt.

Beispielsweise weist das PE-POP eine Dichte von mehr als 0,85 g/cm³ und von weniger als 0,89 g/cm³ auf.

Zum Beispiel weist das PE-POP einen MFI bei 200 °C und bei 5 kg gemäß ASTM D1238 von mehr als 3 g/10 min und von weniger als 7,0 g/10 min auf.

Die Messung der Dicke der elastischen Folienschicht wurde nach DIN 53370 ermittelt und als Mittelwert angegeben. Bei einer Variante der Erfindung weist die elastische Folienschicht eine Dicke von mehr als 10 pm, vorzugsweise mehr als 20 pm, insbesondere mehr als 30 pm und/oder weniger als 60 pm, vorzugsweise weniger als 50 pm, insbesondere weniger als 40 pm auf. Dadurch ist die elastischen Folie besonders dünn sowie materialsparend und gleichzeitig mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften ausgebildet.

Weiterhin weist die elastische Kernschicht beispielsweise zusätzlich einen Anteil an Polystyrol auf, wobei der Anteil an Polystyrol zwischen 3 Gew.-% und 12 Gew.-% liegt.

Beispielsweise weist das Polystyrol eine Dichte von mehr als 1 ,02 g/cm³ und von weniger als 1 ,06 g/cm³ auf.

Zum Beispiel weist das Polystyrol einen MFI bei 200 °C und bei 5 kg gemäß ISO 1133 von mehr als 8 g/10 min und von weniger als 16 g/10 min auf.

Vorteilhafterweise enthält die elastische Folienschicht keinen Anteil an Styrol- Isopren-Styrol-Block-Copolymeren. Dadurch kann die Freisetzung von Limonenen wirksam und sicher vermieden werden. Der Begriff teilelastisch in Bezug auf die teilelastischen Deckschichten bezieht sich auf eine Schicht, deren Kraft bei Belastung und bei Entlastung sowie dem Verhältnis der Kräfte bei Belastung und Entlastung in einem Hysteresetest zwischen dem elastischen und nichtelastischen Verhalten von Folienschicht liegt. Bei einer elastischen Folie ist die Kraft bei Belastung und Entlastung identisch bzw. nahezu identisch. Bei einer nichtelastischen Folie beträgt das Verhältnis der Kräfte von Belastung zu Entlastung mehr als drei.

Beispielsweise weisen die teilelastischen Deckschichten einen Anteil an Polyethylen (PE), vorzugsweise LLDPE, auf, wobei der Anteil an PE zwischen 50 und 85 Gew.-% beträgt.

Beispielsweise weist das LLDPE eine Dichte von mehr als 0,91 g/cm³ und von weniger als 0,94 g/cm³ auf.

Zum Beispiel weist das LLDPE einen MFI bei 200 °C und bei 5 kg gemäß ASTM D1238 von mehr als 6,0 g/10 min und von weniger als 10,0 g/10 min auf.

Bei einer Variante der Erfindung weisen die teilelastischen Deckschichten einen Anteil an PE-POP auf, wobei der Anteil an PE-POP zwischen 1 und 20 Gew.-% beträgt.

Beispielsweise weist das PE-POP eine Dichte von mehr als 0,85 g/cm³ und von weniger als 0,89 g/cm³ auf.

Zum Beispiel weist das PE-POP einen MFI bei 200 °C und bei 5 kg gemäß ASTM D1238 von mehr als 3,0 g/10 min und von weniger als 7,0 g/10 min auf.

Polyolefine Plastomere (POP) sind eine relativ neue Klasse von Polymeren.

Polyolefine Plastomere (POP) sind Copolymere von Ethylen und Okten. Polyolefine Plastomere sind die Brücke zwischen herkömmlichen Elastomeren und Thermoplasten.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die teilelastischen Deckschichten jeweils nur eine geringe Dicke zwischen beispielsweise 1 ,5 pm und 6 pm, insbesondere 2 pm und 4 pm aufweisen.

Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung weisen die teilelastischen Deckschichten einen Anteil an Kreide auf, wobei der Anteil an Kreide zwischen 4 und 30 Gew.-% beträgt.

Bei einer Variante der Erfindung besteht die Kreide aus einem CaCOs und weist beispielsweise eine organische Beschichtung auf.

Beispielsweise weist die Kreide eine mittlere Partikelgröße von mehr als 0,5 pm und weniger als 3 pm auf.

Bei einer Variante der Erfindung weist die Kreide eine mittlere Partikelgröße von mehr als 1 ,0 pm und weniger als 2 pm auf.

Beispielsweise weist die Kreide eine Dichte von mehr als 2,0 g/cm³ und weniger als 3,2 g/cm³ auf.

Beispielsweise weisen die teilelastischen Deckschichten einen Anteil an Styrol auf, wobei der Anteil an Styrol zwischen 5 und 25 Gew.-% beträgt.

Beispielsweise weist das Polystyrol eine Dichte von mehr als 0,95 g/cm³ und von weniger als 1 ,1 g/cm³ auf.

Zum Beispiel weist das Polystyrol einen MFI bei 200 °C und bei 5 kg gemäß ISO 1133 von mehr als 8 g/10 min und von weniger als 16 g/10 min auf. Bei der Coextrusion können die teilelastischen Deckschichten auch eine Begrenzung und Stabilisierung des weichen Styrol-Block-Copolymers bewirken.

Die Messung der Dicke der elastischen Folie wurde nach DIN 53370 ermittelt und als Mittelwert angegeben. Beispielsweise weist die elastische Folie eine Dicke von mehr als 20 pm, vorzugsweise mehr als 30 pm, insbesondere mehr als 35 pm und/oder weniger als 70 pm, vorzugsweise weniger als 60 pm, insbesondere weniger als 50 pm auf.

Neben einer leichten Dehnbarkeit soll das elastische Laminat jedoch auch ausreichende Haltekräfte aufweisen. Dies kann dadurch sichergestellt werden, dass die elastische Folie sowie ein damit gebildetes elastisches Laminat weitgehend elastische Eigenschaften aufweisen und die bei der Dehnung aufgewandte Energie bei einer Kontraktion wieder zu einem großen Teil zurückgewonnen werden kann.

Die elastische Folie weist die erwünschten mechanischen Merkmale insbesondere durch die Ausgestaltung als Blasfolie auf.

Im Zusammenhang mit der Prüfung des elastischen Verhaltens der elastischen Folie beziehen sich die Begriffe "erste Belastung" und "zweite Belastung" auf verschiedene Phasen des Prüfungsprozesses während eines Zugversuchs.

Wenn auf eine elastische Folie zum ersten Mal eine Zugkraft ausgeübt wird, unterliegt sie einer Verformung als Reaktion auf die aufgebrachte Kraft. Die initiale Reaktion des Materials auf diese Kraft wird als „erste Belastung“ bezeichnet. Während dieser Phase verhält sich das Material typischerweise linear elastisch, was bedeutet, dass die Verformung proportional zur aufgebrachten Kraft gemäß dem Hookschen Gesetz erfolgt. In diesem linearen elastischen Bereich kehrt das Material nach Entfernen der Kraft zu seiner ursprünglichen Form zurück und zeigt reversible Verformung. Die Prüfgeschwindigkeit für die Zuguntersuchung der elastische Folie beträgt 254 mm/min, was bedeutet, dass die Probe mit einer Geschwindigkeit von 254 Millimetern pro Minute belastet wird.

Wenn die aufgebrachte Kraft einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, kann das Material in einen Bereich nichtlinearer Verhaltensweisen eintreten, in dem die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung vom Hookschen Gesetz abweicht. In diesem Bereich kann das Material anfangen, plastische Verformungen oder andere Formen teilelastischen Verhaltens zu zeigen. Die Kraft, die erforderlich ist, um diese nichtlineare Reaktion hervorzurufen, wird oft als Streckgrenze bezeichnet. Über diesen Punkt hinaus kann das Material plastisch deformiert bleiben, bis es letztendlich reißt. Das elastische Verhalten, dass die elastische Folie nach einer plastischen Verformung zeigt, kann als zweite Belastung bezeichnet werden.

In einem Hysteresetest in CD wurde ein Prüfstück von 25 mm in MD und 100 mm in CD der elastischen Folie 1 geschnitten. Das so vorbereitete Folienstück wurde in CD mit einem Spannfutterabstand von 25 mm und einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min auf einen Spannfutterabstand von 50 mm (100 %) bzw. 100 mm (200 %) gedehnt und auf einen Spannfutterabstand auf 25 mm wieder entlastet. Die Methode wird auch in der EP 4 122 675 A1 beschrieben.

Bei einer Variante der Erfindung weist die elastische Folie nach Aktivierung eine Kraft in CD von mehr als 1 ,25 N und von weniger als 2,0 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 100 % bei erster Belastung auf.

Beispielsweise weist die elastische Folie nach Aktivierung eine Kraft in CD von mehr als 2,05 N und von weniger als 2,75 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 200 % bei erster Belastung auf. Bei einer Variante der Erfindung weist die elastische Folie nach Aktivierung eine Rückstellkraft in CD von mehr als 0,4 N und von weniger als 0,7 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 50 % bei Entlastung nach erster Belastung und zweiter Belastung auf.

Beispielsweise weist die elastische Folie nach Aktivierung eine Kraft in CD von mehr als 1 ,3 N und von weniger als 1 ,8 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 100 % bei zweiter Belastung auf.

Eine elastische Folie mit diesen besonders vorteilhaften mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Dehnung und Rückstellkraft wird durch die besondere Auswahl der zwei Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere und die Ausgestaltung als Blasfolie mit mindestens einer elastischen Folienschicht umgeben von zwei dünnen teilelastischen Deckschichten erzielt.

Gemäß der Erfindung wird die elastischen Folie mit einem Verfahren zur Herstellung durch Blasextrusion einer elastischen Folienschicht aus mindestens einem ersten Styrol-Block-Copolymer und einem zweiten Styrol-Block- Copolymer gebildet mit zwei teilelastischen Deckschichten als Koextrusion.

Erstaunlicherweise konnte durch die geschickte Auswahl und der vorteilhaften Gestaltung der Zusammensetzung der Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block- Copolymere auf eine Compoundierung vor der Extrusion verzichtet werden.

Dabei berühren sich die elastische Folienschicht und die zwei teilelastischen Deckschichten nach der Koextrusion vollflächig.

Beispielsweise wird die elastischen Folie direkt nach der Extrusion in CD aktiviert. Dem Fachmann sind verschiedene Formen der Aktivierung bekannt, die hier als Verfahren zum Einsatz kommen können, einzeln oder auch in Kombination. Zunächst kann die so gebildete elastische Folie mit zwei teilelastischen Deckschichten aufgerollt, transportiert und wieder abgerollt werden, ohne aufgrund der Klebrigkeit der elastischen Folienschicht auf der Basis von Styrol- Block-Copolymeren im aufgerollten Zustand zu verblocken.

Hinzukommt, dass die Deckschichten die elastische Folienschicht sowohl bei dem Koextrusionsprozess als auch bei der nachfolgenden Verarbeitung stabilisieren können. Bei einer nachfolgenden Verarbeitung kann die elastische Folie beispielsweise ohne eine übermäßige Dehnung auf- und abgerollt werden, solange die Deckschichten in ihrer Struktur nicht beschädigt werden.

Bei einer Variante der Erfindung wird die elastische Folie mit mindestens einer Lage aus Nonwoven formschlüssig und/oder stoffschlüssig zu einem Laminat verbunden. Durch ein besonderes Verfahren bei der Herstellung des Laminates aus elastischer Folie und mindestens einer gewellten Lage aus Nonwoven, können Bereiche mit unterschiedlichen Reservebereichen gebildet werden.

Die Verbindungsbereiche der elastischen Folie und mindestens einer gewellten Lage aus Nonwoven können mithilfe unterschiedlicher Verfahren erzeugt werden. Bei einer Variante der Erfindung wird eine, bereits erstarrte, elastische Folie von einer Folienrollen abgerollt und eine Lage aus Nonwoven mit definierten Wellen zugefahren, wobei die elastische Folie und die Lage durch Verbindungsbereiche miteinander verbunden werden und die Verbindungsbereiche durch Ultraschallverschweißen erzeugt werden. Bei diesem Verfahren erfährt das gewellte Nonwoven-Material eine thermische Belastung von außen.

Bei einer anderen Variante werden die Verbindungsbereiche erzeugt, indem in die schmelzflüssige elastische Lage Teile der Lage aus Nonwoven eingedrückt werden. Alternativ zur schmelzflüssigen Extrusion kann eine bereits feste elastische Lage von einer Folienrollen abgerollte und über Heizwalzen zur Erzeugung einer Verbindung mit dem Nonwoven erwärmt werden.

Bei einer Variante der Erfindung besteht die Lage aus Nonwoven aus Polypropylen. Die Ausdrücke „Nonwoven“ bzw. „Vlies“ beziehen sich auf Polypropylen, welches aus kontinuierlichen Filamenten und/oder diskontinuierlichen Fasern ohne Weben oder Stricken mittels Verfahren wie Spunbonding, Kardieren oder Meltblowing hergestellt werden kann. Der Vliesstoff kann eine oder mehrere Lagen Vlies umfassen, wobei jede Lage kontinuierliche Filamente oder diskontinuierliche Fasern enthalten kann.

Bei einer Option der Erfindung weist das Laminat eine weitere Lage aus Nonwoven auf, so dass die elastische Folie von beiden Seiten von einer Lage aus Nonwoven bedeckt ausgebildet ist.

Dabei ist beispielsweise die elastische Folie zwischen den beiden Lagen aus Nonwoven angeordnet. Aufgrund der welligen Gestaltung ist mindestens eine Lage aus Nonwoven deutlich länger als die elastische Folie. Durch eine zweite Lage aus Nonwoven wird die Haptik verbessert.

Die zweite Lage aus Nonwoven kann entweder auch aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff oder einem kardierten Vliesstoff oder einem Spinnvliesstoff bestehen. Dabei kann die zweite Lage aus Nonwoven entweder auch gewellt ausgebildet sein oder ein flaches Profil aufweisen. Dadurch erhält das Laminat eine Art Kisseneffekt, dessen Haptik mithilfe des Wellenprofils der Lage aus Nonwoven verstärkt werden kann.

Bei einer Variante der Erfindung umfasst das Laminat aus elastischer Folie und Nonwoven eine Lage aus Nonwoven aus einem kardierten Vliesstoff. Der eingesetzte kardierte Vliesstoff besteht vorzugsweise aus Polypropylenfasern und/oder aus Mischungen verschiedener Fasertypen, wie zum Beispiel aus Polypropylen/Viskose, Polypropylen/Polyamid, Polypropylen/Polyester usw. Der kardierte Vliesstoff kann auch aus Polypropylen und/oder Polyethylen Copolymer bestehen. Vorzugsweise beträgt das spezifische Flächengewicht des kardierten Vliesstoffs 10 bis 40 g/m², insbesondere zwischen 15 bis 25 g/m². Der kardierte Vliesstoff kann beispielsweise mittels eines Kalanders und/oder mittels Lufteinwirkung und/oder Wasserstrahl verfestigt sein.

Optional umfasst das Laminat eine Lage aus Nonwoven aus einem Spinnvlies. Spinnvliese können bekannterweise in sehr niedrigen Grammaturen erzeugt werden. Das eingesetzte Spinnvlies besteht vorzugsweise aus Polypropylenfasern und ist insbesondere thermisch verfestigt. Alternativ und/oder ergänzend kann die Lage aus Nonwoven auch schmelzgeblasene Vliese umfassen. Diese Lage aus Nonwoven weist idealerweise ein spezifisches Flächengewicht von mehr als 4 g/m², vorzugsweise mehr als 5 g/m², insbesondere mehr als 6 g/m² und/oder weniger als 50 g/m², vorzugsweise weniger als 40 g/m², insbesondere weniger als 30 g/m² auf.

Gerade wenn die elastische Folie nicht-elastische Deckschichten aufweist, kann bei dem zuvor beschriebenen Verfahren eine Vordehnung vor dem Verbinden mit mindestens einer Lage aus Nonwoven zweckmäßig sein, um die elastische Folie durch eine Überdehnung der Deckschichten zu aktivieren.

Gemäß der Erfindung wird eine elastische Folie als elastisches Element verwendet, wobei die elastische Folie als Blasfolie auf Basis von Styrol-Ethylen- Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) ausgebildet ist. Die elastische Folie ist frei von Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymeren und setzt dementsprechend keine Limonene frei. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen elastischen Folie.

Fig. 2 das Kraft-Dehnungsverhalten in einem Hysteresetest der elastischen Folie.

In Fig. 1 ist die elastische Folie 1 mit einer elastischen Folienschicht 3 auf der Basis von Styrol-Block-Copolymeren dargestellt, wobei die elastische Folienschicht 3 bei einem durch Koextrusion gebildeten mehrschichtigen Aufbau zwischen teilelastischen Deckschichten 2 angeordnet ist.

Die Messung der Dicke der elastischen Folie 1 wurde nach DIN 53370 ermittelt und beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel 40 pm. Die Dicke der teilelastischen Deckschichten 2 beträgt jeweils 3 pm, wobei die elastische Folienschicht 3 eine Dicke von 34 pm aufweist.

In einem Hysteresetest in CD wurde ein aktiviertes Folienstück von 25 mm in MD und 100 mm in CD der elastischen Folie 1 geschnitten. Das so vorbereitete Folienstück wurde in CD mit einem Spannfutterabstand von 25 mm und einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min auf einen Spannfutterabstand von 50 mm (100 %) bzw. 100 mm (200 %) gedehnt und auf einen Spannfutterabstand auf 25 mm wieder entlastet. Das Kraft-Dehnungsverhalten der Messung des Folienstücks vor und nach Aktivierung der elastischen Folie ist in Fig. 2 dargestellt. Die elastische Folie 1 nach Aktivierung weist eine Kraft in CD von 2,4 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 200 % bei erster Belastung 4 auf.

Die besonderen mechanischen Eigenschaften der elastische Folie 1 zeigen sich im Besonderen durch eine Rückstellkraft in CD von 0,45 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 50 % bei Entlastung 6 nach erster Belastung und zweiter Belastung.

Des Weiteren weist die elastische Folie 1 nach Aktivierung eine Elastizität in CD von 1 ,3 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 100 % bei zweiter Belastung 5 auf.

Die elastische Folie 1 vor Aktivierung weist eine Kraft in CD von 3,0 N bei einer Prüfgeschwindigkeit von 254 mm/min und einer Dehnung von 50 % bei erster Belastung 7 auf.

Die elastische Folie 1 mit diesen besonders vorteilhaften mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Elastizität und Rückstellkraft wird durch die besondere Auswahl der Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere und die Ausgestaltung als Blasfolie erzielt. Im Folgenden wird die Erfindung der elastischen Folie anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.

Ausführuncisbeispiel 1

Die teilelastischen Deckschichten werden aus folgenden Einsatzstoffen gebildet:

Die elastische Folienschicht wird gebildet aus folgenden Stoffen: Ausführuncisbeispiel 2

Die teilelastischen Deckschichten werden im Ausführungsbeispiel 2 aus folgenden Einsatzstoffen gebildet:

Die elastische Folienschicht unterscheidet sich dagegen im Ausführungsbeispiel

2 von dem Ausführungsbeispiel 1 und wird aus folgenden Stoffen gebildet:

Claims

Patentansprüche

1 . Elastische Folie (1 ) mit einer elastischen Folienschicht (3) auf der Basis von Styrol-Block-Copolymeren, wobei die elastische Folienschicht (3) bei einem durch Koextrusion gebildeten mehrschichtigen Aufbau zwischen teilelastischen Deckschichten (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) einen Anteil an Styrol-Block- Copolymeren von mehr als 50 Gew.-% ausgewählt aus den folgenden Stoffgruppen Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymere (SBS), Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere (SEBS) aufweist und das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht (3) zum MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der teilelastischen Deckschichten (2) größer als 0,70 ist.

2. Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der elastischen Folienschicht (3) zum MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 der teilelastischen Deckschichten (2) kleiner als 1 ,80 ist.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) einen MFI (bei 200 °C und bei 5 kg) gemäß ASTM D1238 von mehr als 5 g/10 min und von weniger als 9 g/10 min aufweist.

4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folie (1) eine Kraft in CD von mehr als 1 ,25 N und von weniger als 2,0 N aufweist, bei einem Folienstreifen von 25 mm Breite in MD-Richtung, wobei der Folienstreifen zwischen den Greifern einer Prüfvorrichtung mit einem CD-Abstand von 25 mm befestigt ist, wobei der Folienstreifen in CD mit einer Geschwindigkeit von 254 mm/min bis zu einer Dehnung von 100 % bei erster Belastung gedehnt wird.

5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folie (1) eine Kraft in CD von mehr als 2,05 N und von weniger als 2,75 N, bei einem Folienstreifen von 25 mm Breite in MD- Richtung, wobei der Folienstreifen zwischen den Greifern einer Prüfvorrichtung mit einem CD-Abstand von 25 mm befestigt ist, wobei der Folienstreifen in CD mit einer Geschwindigkeit von 254 mm/min bis zu einer Dehnung von 200 % bei erster Belastung gedehnt wird.

6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folie (1 ) eine Rückstellkraft in CD von mehr als 0,4 N und von weniger als 0,7 N bei einem Folienstreifen von 25 mm Breite in MD- Richtung, wobei der Folienstreifen zwischen den Greifern einer Prüfvorrichtung mit einem CD-Abstand von 25 mm befestigt ist, wobei der Folienstreifen in CD mit einer Geschwindigkeit von 254 mm/min bei einer Dehnung von 50 % bei Entlastung aufweist.

7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) ein erstes Styrol-Block-Copolymer von mehr als 35 Gew.-% und ein zweites Styrol-Block-Copolymer von mehr als

15 Gew.-% aufweist.

8. Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Styrol- Block-Copolymer einen niedrigeren Styrol-Anteil und eine geringere Härte aufweist als das zweite Styrol-Block-Copolymer.

9. Folie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol ausgeführt ist, wobei das Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol einen Styrol-Anteil von weniger als

16 Gew.-% sowie eine Härte von weniger als 60 Shore A aufweist.

10. Folie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Styrol-Block-Copolymer als ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol ausgeführt ist, wobei das Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol einen Styrol-Anteil von mehr als 16 Gew.-% sowie eine Härte von mehr als 60 Shore A aufweist.

11. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Anteils des ersten Styrol-Block-Copolymers zu dem Anteil des zweiten Styrol-Block-Copolymers in der elastischen Folienschicht zwischen 3:1 und 1 :1 liegt.

12. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) zusätzlich einen Anteil an Polystyrol (PS) aufweist, wobei der Anteil an Polystyrol zwischen 3 Gew.-% und 12 Gew.- % liegt.

13. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) einen Anteil an PE-POP aufweist, wobei der Anteil an PE-POP zwischen 10 bis 25 Gew.-% beträgt.

14. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die teilelastischen Deckschichten (2) einen Anteil an PE-POP aufweisen, wobei der Anteil an PE-POP zwischen 1 und 20 Gew.-% beträgt.

15. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die teilelastischen Deckschichten (2) einen Anteil an Kreide aufweisen, wobei der Anteil an Kreide zwischen 4 und 30 Gew.-% beträgt.

16. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die teilelastischen Deckschichten (2) einen Anteil an Styrol aufweisen, wobei der Anteil an Styrol zwischen 5 und 25 Gew.-% beträgt.

17. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (3) keinen Anteil an Styrol-Isopren-Styrol- Block-Copolymeren enthält.

18. Verfahren zur Herstellung elastischen Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 mit mindestens folgenden Schritten:

- Blasextrusion einer elastischen Folienschicht (3) mit zwei teilelastischen Deckschichten (2),

- Aktivierung der elastischen Folie (1) in CD-Richtung.