CN114430687A - 基于苯乙烯嵌段共聚物的sap固定材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸收芯，该吸收芯包含至少部分地由固定材料固定的超吸收颗粒。该固定材料包含具有S嵌段和E嵌段并且具有通式(S‑E)nX的选择性氢化的嵌段共聚物或其混合物，其中该S嵌段是聚苯乙烯嵌段并且该E嵌段是聚二烯嵌段，并且其中n的值为2。

Description

基于苯乙烯嵌段共聚物的SAP固定材料

技术领域

本发明涉及包含至少部分地由固定材料固定的超吸收颗粒的吸收芯，所述固定材料包含作为主要或唯一组分的选择性氢化的嵌段共聚物。固定材料可以呈缠结超吸收颗粒的纤维网络的形式。纤维网络还附接到其上沉积超吸收颗粒的基材上。吸收芯用于个人卫生吸收制品，诸如尿布。

背景技术

用于接收和保留身体排泄物(诸如尿液或粪便)的一次性吸收制品在本领域中是众所周知的。这些的示例包括一次性尿布、训练裤和成人失禁制品。通常，一次性制品包括面向穿着者身体的液体可渗透的顶片、面向穿着者衣服的液体不可渗透的底片以及插置在液体可渗透的顶片与底片之间的吸收芯。

一次性吸收制品的重要部件是吸收芯。吸收芯包括可包封在芯包裹物中或夹置在芯包裹物中的吸收材料。吸收材料通常包括呈颗粒形式的超吸收聚合物(SAP)。SAP确保在其使用期间大量的体液例如尿液能够被吸收制品吸收并且被锁藏，由此提供低回渗效果和良好的皮肤干燥性。

SAP颗粒通常与纤维素木纤维混合。如本文所用，“透气毡”是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的形式。最近，已经提出了不含此类纤维素纤维并且通过所谓的SAP印刷技术制造的吸收芯，参见例如EP1,447,067A1(Busam等人)、EP1,621,165(Blessing等人)。在此方法中，至少一层超吸收聚合物不连续地沉积在诸如非织造织物的基材上。这种所谓的不含透气毡的技术通过减少或消除吸收芯中的这些纤维素纤维并改善SAP颗粒的放置，同时保持总体吸收性，从而使吸收芯更薄。

SAP颗粒应在干燥状态下，即在使用之前固定，并且至少在一定程度上在湿阶段中固定，同时产品在使用中并且已经吸收液体，例如尿。为了使SAP颗粒稳定并保持在这些不含透气毡的芯中，已经使用呈薄纤维粘合剂网络形式的固定材料，该网络缠结SAP颗粒并将它们锚固到基材。已知固定材料通常是热熔融粘合剂，其具有基础聚合物以及其他材料，诸如增粘剂、增塑剂、油和/或蜡。熔融的固定材料必须能够以微纤维的形式通过喷嘴喷涂。WO2016/149252A1(Stiehl等人)主张此类固定材料在21℃处的储能模量大于1.2×10⁶Pa。WO2017/132119(Turner)公开一种超吸收固定剂，其包含至少50重量％的一种或多种各自具有至少10kg/mol的峰分子量的聚合物。超吸收固定剂可包含选自由以下项组成的组的聚合物：丙烯、乙烯、丁烯的聚合物和共聚物，以及它们的组合；苯乙烯嵌段共聚物；聚烯烃；烯烃嵌段共聚物，以及它们的组合。

需要一种改进的SAP固定材料，其易于加工，提供所需的干固定作用和湿固定作用，是化学稳定的并且具有可接受的气味。

发明内容

本发明涉及一种吸收芯，所述吸收芯包含至少部分地由固定材料固定的超吸收颗粒。固定材料包含作为主要或唯一组分的具有S嵌段和E嵌段的选择性氢化的嵌段共聚物，其中S嵌段是聚苯乙烯嵌段并且E嵌段是聚二烯嵌段。具有通式(S-E)nX的S-E二嵌段单元是偶联的，其中n的值为1至2。在所附权利要求书和具体实施方式中进一步描述氢化嵌段共聚物。吸收芯有利地用于吸收制品诸如尿布中。

不希望受理论束缚，据信所要求保护的苯乙烯嵌段共聚物(“SBC”)有利地用作固定材料，尤其是以纤维网形式，因为SBC具有快速凝固机理(“有序-无序转变”)，不同于先前使用的具有较慢凝固机理(“微晶形成”)的聚烯烃(“PO”)。更快速地固化固定材料纤维网将更好地经受转化过程(在沉积后施加到网上的另外的力)，这将能够更好地固定SAP。与PO不同，SBC还示出在延伸时显著的应变硬化，这提供针对微裂纹形成的“自愈合”效果。据信这使得纤维网络能够在使用中更好地承受溶胀SAP的力，并且将具体地实现更好的湿固定。

本发明的SBC进一步氢化，以防止由于C＝C双键(在中间嵌段中)的存在引起的降解和气味形成。本发明的SBS可以用作基本上纯的固定材料，其中固定材料有利地包含按固定材料的重量计至少80％，另选地至少90重量％，以及另选地至少95重量％的选择性氢化的嵌段共聚物。固定材料有利地基本上不含增粘剂和/或聚烯烃(“PO”)。

固定材料有利地在施用温度下具有足够低的粘度(<8000mPa.s)以防止压力在软管和施用头部中积聚。高于210℃的温度是可能的，但由于热降解和气味形成而不是期望的。

具体实施方式

定义

如本文所用，“吸收制品”是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、训练裤、成人失禁内衣、妇女卫生制品等。如本文所用，术语“体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道分泌物和粪便。

“吸收芯”意指设置在顶片和底片之间的用于吸收和容纳液体诸如由吸收制品接收的尿液的吸收结构。吸收芯包括通常包封在芯包裹物内或夹置在芯包裹物之间的吸收材料。芯包裹物可为折叠在吸收材料上的单一材料，或者可包括粘结在一起的独立顶层和底层。吸收芯可基本上不含纤维素。如本文所用，吸收芯不包括吸收制品的任何采集系统、顶片或底片。吸收芯可基本上由芯包裹物、超吸收聚合物颗粒和作为纤维网络的固定材料组成。

如本文所用，“包括”和“包含”是开放式术语，每个均指定其后所述例如一个组分的存在，但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组分的存在。

如本文所用，“基本上由…组成”将主题(诸如权利要求中所述的主题)的范围限制于指定的材料或步骤、以及不实质影响主题的基本特征和新型特征的材料或步骤。

如本文所用，“尿布”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着，以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用，术语“尿布”也包括下文所定义的“裤”。

如本文所用，“纤维网络”应被理解为包含聚合物组合物，由该聚合物组合物形成股线或网结构并且以至少部分地固定干燥状态和潮湿状态的SAP颗粒为目的而将该股线或网结构施加到超吸收聚合物(SAP)颗粒。纤维网络可以在超吸收聚合物颗粒上方、周围和/或之间形成，并且还可以连接到其上已经沉积超吸收颗粒的基材。

如本文所用，“非织造织物”是指由定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚力和/或粘附而粘结成的制造的片、纤维网或毛层，不包括纸张和通过织造、编织、簇成、缝编而组合束缚的纱或长丝或通过湿磨法而毡制的产品，无论是否另外缝过。这些纤维可具有天然来源或人造来源，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维的直径在小于0.001mm至大于0.2mm的范围内，并且它们具有几种不同的形式：短纤维(称作短纱或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱)。非织造织物可通过许多方法诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝法、静电纺纱法和梳理法来形成。非织造织物的基重通常用克/平方米(gsm)表示。

如本文所用，“裤”或“训练裤”是指为婴儿或成人穿着者设计的具有腰部开口和腿部开口的一次性衣服。通过将穿着者的腿部伸入腿部开口并将裤拉到围绕穿着者下体的适当位置可将裤穿到穿着者身上的适当位置。裤可通过任何合适的技术来预成形，包括但不限于使用可重复紧固的和/或不可重复紧固的粘结(例如，缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、扣件等)将制品的各部分接合在一起。裤可在沿该制品周边的任何位置预成形(例如，侧紧固、前腰区紧固)。尽管本文使用的是术语“裤”，但裤通常也称为“闭合尿布”、“预紧固尿布”、“套穿尿布”、“训练裤”、和“尿布裤”。

如本文所用，“基本上”意指大致相同或均匀，但允许或具有来自限定特性、定义等的微小波动。例如，本文所述的测量特性(诸如粘度、熔点等)的小的可测量或不可测量的波动可由人为误差或方法精度引起。其它波动是由制造过程中的固有变化、制剂的热历史等引起的。尽管如此，本发明的组合物将被认为基本上具有所报告的特性。

如本文所用，“超吸收颗粒”是指呈颗粒形式以致在干燥状态时可流动的超吸收聚合物材料。

“乙烯基含量”是指在丁二烯的情况下经由1,2-加成，或在异戊二烯的情况下经由1,2-加成和3,4-加成两者来聚合的共轭二烯的含量。

嵌段共聚物的“聚苯乙烯含量”或PSC是指通过将所有聚苯乙烯嵌段的分子量总和除以嵌段共聚物的总分子量来计算的嵌段共聚物中聚合苯乙烯的重量％。可以使用任何合适的方法诸如质子核磁共振(NMR)来确定PSC。

“分子量”是指使用具有已知数均分子量的聚苯乙烯校准标准物用GPC测量的所考虑聚合物的以g/mol为单位的峰分子量(Mp)。Mp是峰最大值处标准品的分子量。

有序-无序-转变温度(ODT)是指嵌段共聚物的微区结构开始消失的温度。ODT定义为高于零剪切粘度可通过动态流变学测量的温度。ODT温度可以使用动态力学分析(DMA)测量，其中在各种频率上进行温度扫描，其中ODT被识别为其中复态粘度在低频率下开始塌缩成独立于频率的单个值的温度。

“熔体指数”是根据ASTM D1238在190℃和2.16kg重量下的聚合物的熔体流动的量度，以10分钟内通过熔体流变仪孔口的聚合物的克数为单位表示。

ASTM D412是指确定热塑性弹性体和硫化热固性橡胶的拉伸特性的测试方法。可以使用哑铃状和直截面样本或切割环样本。对于测试，使用哑铃中心宽度为0.1英寸且窄平行侧中央部分的长度为0.5英寸的Mini D模头来切割样本并且使用50mm/min的拉伸速率。

吸收芯和吸收制品

本发明的吸收芯可以是在背景技术中讨论的类型，如“不含透气毡的芯”，即其中吸收材料(基本上)不含纤维素纤维。吸收材料具体地可由SAP颗粒组成。除了固定材料的纤维网络之外，SAP颗粒可通过设置在芯包裹物的顶层和/或底层之间的粘合剂固定，通常如本领域已知的那样进行槽式涂布。本发明的吸收芯可用于任何类型的吸收制品，诸如尿布和裤。制品通常包括位于其面向穿着者的侧上的液体可透过的顶片、位于面向衣服的侧上的液体不可透过的底片，其中吸收芯设置在顶片和底片之间。吸收制品可包括采集层或系统。当然可使用吸收制品的各种其他常用部件，诸如内部和外部弹性化阻隔腿箍、润湿指示剂、弹性背部或前部等待带等。可与本发明的固定材料一起使用的吸收芯和吸收制品以及制造它们的详细方法例如在上述背景技术部分指示的参考文献的更详细地公开。吸收芯可不含纤维素纤维。关于如何制造此类吸收芯的描述还参见2018年7月26日提交的US16/520386(代理人案号15312MQ-US)。吸收芯还可包括不含吸收材料的区域，芯包裹物的顶层和底层通过该区域粘结，使得在吸收层溶胀时形成三维通道，如例如WO2012/170778A1(Rosati等人)或WO2015/31243(Roe等人)中所公开。

本发明的吸收制品通常在包括多个此类吸收制品的包装件中进行调节和商业化。

超吸收颗粒固定材料

固定材料是以至少部分地固定至少干燥状态和优选地潮湿状态的超吸收聚合物材料为目的而施加到超吸收聚合物颗粒的组合物。固定材料通常是在足够高的温度下加热的热熔体，直到其变成足以喷涂到超吸收颗粒上的流体。随着喷涂的固定材料冷却，其快速形成具有微纤维或纳米纤维的固体纤维化网络，该微纤维或纳米纤维与超吸收聚合物的颗粒交织或缠绕。在背景技术部分中指示的参考文献诸如EP1,447,067A1(Busam等人)中公开用于制造吸收芯和喷涂固定材料的示例性方法。如其中所公开，可首先将SAP颗粒层设置(例如，SAP印刷技术)在基材诸如非织造层上，任选地在基材和SAP层之间具有辅助粘合剂，并且固定材料均匀地喷涂在其上以形成固定纤维网络。然后可将第二基材施加到固定层上以形成芯包裹物。如引用的参考文献中所公开，吸收芯可包括两个此类固定的超吸收颗粒层。

所要求保护的固定组合物是具有通式(S-E)nX的具有S嵌段和E嵌段的选择性氢化的嵌段共聚物或其混合物，并且n的值为2，其中20重量％至35重量％的嵌段共聚物是具有通式(S-E)的二嵌段单元，并且X是偶联剂残基。

合适的偶联剂可选自由以下项组成的组：苯甲酸甲酯、四氯化硅、烷氧基硅烷、聚环氧化物、多异氰酸酯、聚亚胺、聚醛、聚酮、聚酐、聚酯、多卤化物、二酯、甲氧基硅烷、二乙烯基苯、1,3,5-苯三酰三氯、缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷、氧基二丙基双(三甲氧基硅烷)以及它们的混合物。

嵌段共聚物可以是线性顺序或偶联的。

在氢化之前，嵌段共聚物的S嵌段可以是具有4,700至5,100的任何分子量的聚苯乙烯嵌段。

在氢化之前，E嵌段是选自由聚丁二烯、聚异戊二烯以及它们的混合物组成的组的聚二烯嵌段。在一个实施方案中，E嵌段是单个聚二烯嵌段。这些聚二烯嵌段的分子量可以在18,000至26,000范围内。

嵌段共聚物的氢化：嵌段共聚物是氢化嵌段共聚物。对共轭聚二烯嵌段中的双键具有选择性，使聚苯乙烯嵌段中的芳香族不饱和度基本上完整的任何氢化方法可用于制备氢化嵌段共聚物。

该方法可采用包含金属(例如镍或钴)和合适的还原剂(诸如烷基铝)的催化剂或催化剂前体。基于钛的系统也是有用的。氢化可以在溶剂中在20℃至100℃的温度处，并且在100psig(689kPa)至5,000psig(34,473kPa)的氢气分压下完成。通常使用基于总溶液按重量计在10ppm至500ppm铁族金属范围内的催化剂浓度，并且在氢化条件下接触60分钟至240分钟。在完成氢化之后，催化剂和催化剂残余物将与聚合物分离。

对于E嵌段中的大量乙烯基，可使用本领域已知的控制剂来控制与嵌段共聚物相关的微结构，诸如在二烯聚合期间控制二乙醚和二乙氧基丙烷。

氢化可以在这样的条件下进行，使得至少90％的共轭二烯双键还原，并且至多10％的芳烃双键还原。

制备嵌段共聚物，使得它们在氢化之前在E嵌段中具有75％至80％的乙烯基。

嵌段共聚物的苯乙烯含量为按嵌段共聚物的重量计29重量％至34重量％。偶联效率在75％-80％的范围内。

在一些实施方案中，在氢化之后，S嵌段中的0％至10％的苯乙烯双键已被氢化。

添加剂

固定材料有利地基本上不含增粘剂，并且按聚合物填料组合物的重量计可占小于5％、另选地小于3％、另选地小于2％、另选地小于1％、另选地小于0.5％，并且另选地不含增粘剂。示例性增粘剂可包括脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、胶松香、胶松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯-酚醛树脂、芳族改性的氢化聚环戊二烯树脂、氢化脂族树脂、氢化脂族芳族树脂、氢化萜烯和改性的萜烯、以及氢化松香酯。聚合物填料组合物可不含增粘剂。

最小化或避免使用增粘剂具有显著的优点，因为这可以降低聚合物填料组合物的成本，并消除附加成分以及可与提供附加成分相关联的潜在问题。此外，增粘剂可以在一次性制品中赋予不期望的气味，并且还可充当低分子量增塑剂的载体(例如，用于基于SBC的粘合剂中的加工油)，它可能会弱化用于吸收制品和纺织制品中的聚乙烯背板材料。

固定材料可任选地包含抗氧化剂或稳定剂。本领域普通技术人员已知的任何抗氧化剂可用于粘合组合物中。合适的抗氧化剂的非限制性示例包括基于胺的抗氧化剂，诸如烷基二苯基胺、苯基-萘胺、烷基或芳烷基取代的苯基-萘胺、烷基化对亚苯基二胺、四甲基-二氨基二苯基胺等；以及受阻酚化合物，诸如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3',5'-二叔丁基-4-羟基苄基)苯；四[(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷(例如，IRGANOXTM 1010，得自Ciba Geigy,New York)；十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸酯(例如，IRGANOXTM 1076，可从Ciba Geigy商购获得)以及它们的组合。当使用时，抗氧化剂和/或稳定剂在聚合物填料组合物中的量可为按固定材料的重量计的小于1％、另选地约0.05％至约0.75％、以及另选地约0.1％至约0.5％。

固定材料可任选地包含可防止或减少组合物由于辐射而引起的降解的UV稳定剂。本领域普通技术人员已知的任何UV稳定剂可用于固定材料中。合适的UV稳定剂的非限制性示例包括二苯甲酮、苯并三唑、芳基酯、草酰苯胺、丙烯酸酯、甲脒炭黑、受阻胺、镍淬灭剂、受阻胺、酚抗氧化剂、金属盐、锌化合物、以及它们的组合。当使用时，UV稳定剂在固定材料中的量可为按固定材料的重量计的小于1％、另选地约0.05％至约0.75％、以及另选地约0.1％至约0.5％。

固定材料可任选地包含增白剂、着色剂和/或颜料。本领域普通技术人员已知的任何着色剂或颜料可用于固定材料中。合适的增白剂、着色剂和/或颜料的非限制性示例包括荧光材料和颜料，诸如三嗪-二苯乙烯、香豆素、咪唑、二唑、二氧化钛和炭黑、酞菁颜料以及其他有机颜料，诸如IRGAZINB、CROMOPHTALB、MONASTRALB、CINQUASIAB、IRGALITEB、ORASOLB，它们中的全部均购自Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,N.Y.。当使用时，增白剂、着色剂和/颜料在固定材料中的量可为按聚合物填料组合物的重量计的小于10％、另选地约0.01％至约5％、以及另选地约0.1％至约2％。

固定材料可任选地包含芳香剂诸如香料或其他增味剂。此类芳香剂可以由衬垫保留或包含在剥离剂诸如微胶囊中，该剥离剂可以例如在从粘合剂组合物中去除剥离衬垫或在粘合剂组合物上压缩后释放芳香剂。当使用时，芳香剂在固定材料中的量可为按固定材料的重量计的小于3％、另选地小于2％、另选地小于1％、另选地约0.05％至约0.75％、以及另选地约0.1％至约0.5％。

氢化嵌段共聚物的特性：

固定材料及其主要或唯一组分氢化嵌段共聚物可有利地具有任何或所有以下特性，其在原材料形成为纤维网络之前在原材料上测量。

氢化嵌段共聚物在25℃处的溶液粘度可以在15厘泊至30厘泊(cP)范围内。“溶液粘度”是指使用乌氏毛细管粘度计测量的氢化嵌段共聚物在甲苯中的25重量％溶液的特性粘度。

氢化嵌段共聚物可具有低有序-无序温度(ODT)。ODT可以是150℃至190℃。如根据ASTM D412在压缩模塑膜上测量，氢化嵌段共聚物可具有4MPa-6MPa的拉伸强度。氢化嵌段共聚物可具有300％-500％的断裂伸长率。

固定材料可进一步有利地具有任何或所有以下特性，据信所述特性对于固定的SAP的干燥和/或湿润完整性是期望的。如通过下文所描述的粘度流变测试方法所测量的熔体粘度可具有以下值：

-在170℃处的熔体粘度范围介于100mPa.s至25,000mPa.s，有利地低于10,000mPa.s；

-在210℃处的熔体粘度范围介于约5,000mPa.s至约8,000mPa.s，特别是5,500mPa.s至7,500mPa.s，或约5,900mPa.s至约7,200mPa.s。

根据下文描述的振荡流变测试方法和拉伸测试方法测量以下固定材料特性。

-在23℃处的储能模量[MPa] <4MPa

-在100℃处的储能模量[Pa] >100,000Pa

-在23℃处的真实断裂应变 >2.0或>2.1

如通过本文公开的逐级应力-松弛测试方法测量，固定材料有利地具有大于1550s，优选地大于1620s，更优选地大于1680s的平均断裂时间。例如，根据下文描述的逐级应力-松弛测试方法测试根据权利要求1所述的选择性氢化的嵌段共聚物(由科腾公司(Kraton Inc.)提供的LR0081-24)，并且对于第一平行测定测量断裂时间为1717s并且对于第二平行测定测量断裂时间为1787s。

如根据本文所述的湿动员值测试方法所测量，吸收芯可有利地具有如通过湿动员值测试所测量的小于50％，优选地小于40％，优选地小于30％，并且优选地为约0％至约28％的湿动员。

测试方法

所有官方测试方法(ISO、DIN等)均使用在申请的申请日期可用的最新测试版本进行。

粘度流变测试方法

使用粘度流变测试方法测量聚合物组合物在210℃和10[1/s]剪切速率下的剪切粘度。

使用能够在210℃处以等于或超过+/-0.5℃的精度控制样品温度(诸如使用强制对流烘箱；TA Instruments,New Castle,DE,USA或等同物))的受控应变旋转流变仪(诸如ARES G2，TA Instruments,New Castle,DE,USA或等同物)。该流变仪以锥板构型操作，其中25mm 0.1弧度钢锥作为上部工具，并且40mm钢板作为下部工具。锥体截短距离如针对使用的特定锥工具所指定的那样定义(通常对于25mm 0.1弧度钢锥而言为大约50μm)。控制锥体截短距离，使之精确到0.1μm。

将该流变仪加热到190℃并且将聚合物组合物引入该流变仪中。一旦该聚合物已在190℃的温度处平衡，就将流变仪工具间隙设定为比锥体截短距离大50μm并且修剪多余突出样品。然后将该间隙设定为锥体截短距离。为了调理该样品，在190℃处施加0.1 1/s恒定预剪切达180s。

为进行该测量，将流变仪温度设定为210℃，并且当样品已达到温度时，将其调理180s。施加10 1/s的稳态剪切速率。使用15秒的采样周期来测量粘度。计算粘度并且监测每个周期的平均值。当连续三个粘度周期彼此的偏差在+/-5％以内，则这三个值的平均值(算术平均值)被报告为101/s和210℃处的稳态粘度并且该值以毫帕-秒(mPa.s)报告为“在210℃处10(1/s)下的剪切粘度”，精确至1(mPa.s)。

湿动员值测试方法

设备：

·带刻度的量筒

·秒表(±0.1秒)

·剪刀

·灯箱

·钢笔

·测试溶液：23+/-2℃处的0.90％盐水溶液

·可追溯至NIST、DIN、JIS或另一类似国家标准的金属尺

·内部具有平坦表面并具有待测量的芯袋长度(n)的最小长度和最大长度n+50mm、宽度w±50mm、高度30mm至100mm或等效值的PVC/金属盘

·精确至±0.0.1g的余量

·装订夹宽度1”(25mm)

·润湿固定作用冲击测试仪设备(WAIIT-3)，设计包装号：PA-00112.59506-R03，制造信息：德国汉高公司(Henkel GmbH Germany)

WAIIT测试仪是纯机械装置。滑动板(A)在其由放置在该设备侧面上的两个杠杆机械释放之后沿滑轨(B)落下。切割(横向)预加载的尿布并且将其以开口侧朝下的方式附接到滑动板上。操作员用其双手提起滑动板。在释放滑动板之后，其撞击下方的砧座并且该冲击力损坏吸收芯结构。根据吸收芯结构质量，AGM颗粒将从衬垫中掉出。该冲击前后的重量差描述吸收芯的质量。

设施：

标准实验室条件，温度：23℃±2℃，相对湿度：<55％

样品制备：

1.打开产品，使顶片侧朝上。

2.展开尿布并且大约每隔2.5cm切割箍弹性部件以减轻基础结构张力，使得产品容易平放。

3.对于套穿产品，打开侧接缝并且移除腰带。

4.移除顶片以及顶片与芯袋之间的潜在其他层或材料以便最低限度地干扰芯袋非织造织物和其内包含的吸收材料。注意：如果已如实施例中那样直接制备芯袋并且不需要芯袋与尿布分开，则不需要步骤1至4。

5.使用灯箱识别芯的纵向范围，并且标记沿纵向轴线的芯的纵向中点。

测试规程

WAIIT校准：

1.确保滑动板处于下部位置。打开WAIIT测试仪的前门并且将测力仪吊钩连接到该WAIIT的上样品夹具。确保在连接弹簧秤之前夹具是闭合的。

2.用双手在弹簧秤上将滑动板朝向上部位置连续地且尽可能缓慢地上提。在实施期间记录平均值(m₁)，精确至0.02kg。

3.将滑动板尽可能缓慢地向下导向至下部位置，并且在实施期间记录读取的平均值(m₂)，精确至0.02kg。

4.计算并记录m₁-m₂的Δ，精确至0.02kg。如果该Δ为0.6kg±0.3kg，则继续测量。否则，需要调节滑动板。确保滑动板处于下部位置，并且检查滑动路径是否有任何污染或损坏。通过晃动滑动板来检查滑动板相对于滑动路径的位置是否已正确地调节好。为便于滑动，需要一些间隙。如果不存在间隙，则重新调节系统。

WAIIT测试设置：

·下落高度为16cm。

·尿布负载(l_D)为芯容量(cc)的73％；l_D＝0.73×cc。

·芯容量(cc)如下计算：cc＝m_SAP×SAP_GV，其中m_SAP为存在于尿布中的超吸收聚合物(SAP)的质量，并且SAP_GV为超吸收聚合物的自由溶胀容量。超吸收聚合物的自由溶胀容量用WO 2006/062258中所述的方法确定，该专利据此以引用方式并入。存在于尿布中的超吸收聚合物的质量为存在于十个产品中的平均质量。

测试实施：

1.对其进行称重并报告重量，精确至0.1g。

2.用带刻度的量筒测量出适当体积的盐水(0.9％的NaCl溶于去离子水中)。

3.将盘平放在实验台上。将芯袋(顶片侧向下)平放进填充塑料或金属盘中。等待5±1min以允许所有盐水都被吸收。在该时间段之后，在芯的侧面处的盘中可能存在尚未与芯接触的液体。如果是这种情况，则拿起盘并使其在不同的方向上保持倾斜以允许任何游离液体均被吸收。

4.再等待5分钟(+/-30秒)以允许所有盐水都被吸收。可能有一些液滴保留在盘中。仅使用所定义的PVC/金属盘以保证均质液体分配和较少的留存液体。

5.对其进行称重并报告重量，精确至0.1g。检查润湿芯袋重量是否越限(被定义为“干燥芯袋重量+尿布负载±4ml”)。例如，12g干燥芯袋重量+150ml负载＝162g润湿芯袋重量。如果天平上的实际湿重介于158g和166g之间，则衬垫可用于晃动。否则丢弃衬垫并且重复所有步骤。

6.以与横向轴线平行并穿过芯的纵向中点的方式切割被加载的芯袋以便将芯袋分成大约两个“半部”–一个对应于吸收制品的前部，另一个对应于吸收制品的后部。

7.对切割的润湿芯袋的后部进行称重并记录重量，精确至0.1g。

8.拿起切割的润湿芯袋的后部并且以端密封件侧向上的方式夹持到WAIIT中(芯的开口端向下取向)。从而，切割的润湿芯袋的后部围绕滑动板的顶边缘折叠并且用两个装订夹(宽度＝25mm)固定到滑动板上。以一定方式夹持芯袋，使得夹具在垂直方向上的1cm长度内与芯的含AGM区域重叠。将衬垫按压到滑动板上以建立连接。注意：确保足够的尿布材料围绕滑动板的顶边缘折叠，使得夹具不会接触滑动板材料。这对于在冲击期间让样品适当固定是必要的。允许其夹持吸收芯。

9.用双手将滑动板上提至上部位置，直到该板被接合。

10.同时使用侧面上的两个杠杆关闭安全前门并且释放滑片。

11.将测试的样品从WAIIT中取出并且将其放置在天平上(m₂)。记录重量，精确至0.1g。

12.使用切割的润湿芯袋的前部重复步骤5至13。

报告：

1.记录干燥芯袋重量，精确至0.1g。

2.记录测试之前(m_1前部和m_1后部)和(m_2前部和m_2后部)之后的湿重，均精确至0.1g。

3.计算并报告平均重量损失(Δm)，精确至0.1g：Δm＝(m_1前部+m_1后部)–(m_2前部+m_2后部)

4.按百分比计算并报告重量损失，精确至1％，(Δm_rel)：(Δm_rel)＝(((m_1前部+m_1后部)–(m_2前部+m_2后部))×100％)/(m_1前部+m_1后部)

总共执行十次重复。对于每次重复而言，计算并记录百分比重量损失。按百分比计算并报告十次重复的百分比重量损失的算术平均值，精确至整数值的百分比，以此作为湿动员值。

拉伸测试方法

拉伸测试方法用于确定真实断裂应变参数。用装配有带有反向旋转辊的专用夹具的旋转流变仪分析由聚合物组合物形成的薄膜样本，并且测量和记录与所施加的拉伸应变相关联的应力。

仪器设置

旋转流变仪(ARES G2，TA Instruments,New Castle,DE,USA，或等同物)装配有夹具，该夹具具有专门设计用于询问膜的拉伸变形的反向旋转的圆柱形辊。合适的夹具的示例是拉伸粘度夹具或EVF(EVF，TA Instruments，或等同物)。流变仪还配备有强制对流烘箱FCO(FCO，TA Instruments，或等同物)和冷却系统(ACS 2，TA Instruments，或等同物)，能够将温度控制在至少–50℃至250℃，在0.5℃的公差内。

样本制备

将大约10g的聚合物组合物放入聚四氟乙烷(PTFE)碗中，并且引入真空烘箱中。在环境压力下于170℃处放置15分钟之后，将压力降至10毫巴，并且随后将聚合物组合物在170℃和10毫巴下保持45分钟，以去除聚合物组合物中的气泡。将聚合物组合物从真空烘箱中取出，并冷却至环境实验室条件(23℃±2℃)保持90分钟±30分钟，此时将聚合物组合物从PTFE碗中取出并置于2张硅化纸之间。在热压机中使用厚度为0.50mm的金属垫片作为间隔件，当在90℃和10巴(仪器设置)下用热压机对聚合物膜压制60秒时，获得0.50mm的膜厚度。如果90℃不足以熔融聚合物组合物，则使用更高的温度(但是足以熔融组合物的最低温度)。在测试之前，将膜在23℃±2℃的实验室中保存至少120小时。使用样品切割器从膜冲切用于测量的单独样本，得到20.0mm×10.0mm×0.50mm的样本尺寸。将使用剪刀纵向地切割该样本以实现5±0.5mm的最终宽度。将使用精度为0.01mm的数显卡尺(电子卡尺PRO-MAXFowler)确定精确的宽度和厚度并且将其输入到流变仪软件中。因为由于在加工和制备期间引入的流动引起的各向异性或晶粒方向性可能对拉伸特性具有影响，因此应当切割样本，以便在已知该方向时样本的纵向方向平行于晶粒方向。

测量

在流变仪的强制对流烘箱中，将EVF的圆筒加热至80℃，保持90s±30s。然后将聚合物组合物的小液滴(0.03±0.01g)施加到每个圆筒。所使用的聚合物组合物应表现出高硬度(23℃处G’大于10MPa)以不干扰测量。将聚合物组合物的样本快速压制到EVF圆筒上的熔化的聚合物组合物中，以将其固定到圆筒表面。将样本垂直于圆筒的旋转轴线放置。

然后将安装在EVF上的样本放置在流变仪的强制对流烘箱中进行热调节，并且在23℃±1℃处保持恒温300s±10s。经过这段时间之后，对样本进行机械调节。为了对样本进行机械调节，将扭矩换能器调零，并且将样品以0.001s^–1的预拉伸速率放置0.30s，并且然后松弛60s。(在该方法中，所有应变均以Hencky应变(也称为“真实应变”或“对数应变”)表示。)

在FCO烘箱中于23℃±0.5℃处进行测量。测量的应变率拉伸为0.01s–1，并且最大拉伸度下的应变为4.0。在测量之后，检查样本是否破裂。如果破裂，则记录断裂的位置。如果破裂大约在EVF的两个圆筒之间，则认为收集的数据是可接受的。否则，如果聚合物膜断裂位于旋转圆筒处或附近，则将结果丢弃，并在重复样本上再次进行测量。

分析

对于拉伸应力计算，假设体积恒定。根据流变仪记录的原始扭矩对角位移数据，计算拉伸应力(以兆帕或MPa为单位)对Hencky应变数据。数据以半对数方式绘制，其中横坐标为Hencky应变(线性标度)，而纵坐标为拉伸应力(对数标度)。在0.5和1的Hencky应变之间设定具有R²值为0.9或更大的正斜率的线性拟合。当样本破裂和/或所报告的扭矩值低于100μNm时，将Hencky应变作为真实断裂应变参数报告为无量纲值，精确至0.1(或在该情况下，其在测量期间未破裂，直至4.0的应变)。

振荡流变测试方法

振荡流变测试方法用于测量聚合物组合物的储能模量和损耗因子。受控应变旋转流变仪(诸如Discovery HR-3，TA Instruments,New Castle,DE,USA，或等同物)能够以等于或超过0.5℃的精度在至少-10℃至150℃的范围内控制样品温度(使用Peltier冷却器和电阻加热器组合)。流变仪以平行板构型和20mm不锈钢平行板工具操作。

该方法最初使用1000μm的平行板间隙。为了补偿工具的热膨胀，将间隙设置为1000μm，并且进行实际板间隙(如使用合适的标准测试流体测量的)作为在-10℃至150℃范围内的温度的函数的映射。然后，在测定储能模量参数和损耗因子参数的整个过程中使用此映射。

将流变仪加热至150℃，将聚合物组合物引入流变仪中，将间隙设定为1050μm，修剪多余的突出样品，然后将间隙设定为1000μm。(将流变仪的轴向力控制设定为0N并且在实验期间保持在力的±0.1N内，由此除了上述对工具的补偿之外，还通过调节间隙来补偿样品本身的热膨胀/收缩，以便避免过度填充或填充不足。)然后使流变仪冷却至130℃，这时以2℃/min的恒定冷却速率将温度从130℃降至-10℃，开始测量。施加的应变幅度为0.1％，并且振荡频率为1Hz(即，每秒一个周期)。记录所得的振荡应力。

在此步骤之后，将样品温度设定为23℃(温度以10℃/min的速率升至该设定值)，并使样品在23℃处静置4.0小时。在此阶段结束时，将温度设定为-10℃(以10℃/min的速率将温度降至该设定点)，样品在-10℃处平衡300秒，并且进行第二次振荡流变测量(0.1％应变，振荡频率为1Hz)，同时以2℃/min的恒定升高速率将温度上升至130℃。

从第一次减少温度扫描开始，在100℃处计算并记录储能模量G’，并且将这些值以帕(Pa)报告为“100℃处的储能模量”，精确至1Pa。从第一次减小温度扫描开始，在100℃处计算并记录损耗因子(也称为损耗角正切值)，并且将该无量纲值报告为“100℃处的损耗因子”，精确至百分之一。

还可在不同温度(诸如25℃)下计算并记录储能模量G’。

逐级应力-松弛测试方法

逐级应力-松弛测试方法用于测量与样品材料组合物的多个伸长相关的应力。在逐级应力-松弛测试方法中，用受控应变拉伸测试仪分析样品材料组合物的限定尺寸的样本，该测试仪用于施加一系列伸长率并在一系列伸长率下保持。针对三个类似样本中的每个样本记录断裂时间，并报告平均断裂时间。在整个方法中，实验室温度保持在23℃±2℃。

样本制备

将15g±1g的样品材料组合物置于具有平底(直径60mm±2mm)的圆形聚四氟乙烷(PTFE)碗中，并引入到保持在比样品材料组合物的熔融温度(即，在定义为温度1的温度下)高30℃±10℃的真空烘箱中。在温度1下处于环境压力15分钟之后，然后将真空烘箱的压力降低到10毫巴，然后将样品材料组合物在温度1和10毫巴下保持45分钟。然后将样品材料组合物从真空烘箱中取出，并且使其朝向环境实验室温度冷却90分钟±30分钟，此时将粘合剂组合物从PTFE碗中取出，从而得到大约5mm至10mm厚的样品组合物材料盘。

使用热压机使盘压平至大约2mm的厚度。将压机的压板保持在比样品材料组合物的熔点低10℃±5℃下，使得样品材料组合物呈半固体状态。将该盘放置在2张有机硅防粘纸(诸如产品编号114918、Mondi Group、Hilm、Austria或等同物)之间，并将纸/盘/纸堆放置在压机中。将厚度为2mm±0.1mm的金属垫片放置在纸/盘/纸堆附近，并且用足够的压力致动压机以使压板与2mm垫片接触，并且将压机保持在该位置60s。然后将薄膜从压机中取出，并在实验室温度下老化至少120小时，然后进一步切割成单个样本。

使用钢尺模具或等效切割工具从老化膜上切下用于测试的单独样本。工具设计成冲切ISO 3167的第3部分的形状的样本，但具有以下尺寸修改：总长l₃为50.0mm，窄的平行侧部分的长度l₁为25.0mm，半径r为6.4mm，宽的平行侧部分之间的距离l₂为34.0mm，端部宽度b₂为7.0mm，窄的部分的宽度b₁为3.3mm，并且厚度h是在压制之后膜的厚度，大约2mm。从老化的膜切割三个类似的样本以进行逐级应变松弛分析。因为由于在加工和制备期间引入的流动引起的各向异性或晶粒方向性可能对拉伸特性具有影响，因此应当切割样本，以便在已知该方向时样本的纵向方向平行于晶粒方向。

逐级应变测量

使用与上述权利要求串联的具有100-N负荷传感器的受控应变拉伸测试仪(诸如Z005，ZwickRoell GmbH&Co.KG,Ulm,Germany，或等同物)。将夹具定位成产生35mm±1mm的隔距，并记录精确的隔距。样本以平行于测量轴的长轴安装并在夹具中垂直对称定位。将样本安装在上部夹具中，然后闭合下部夹具。选择用于上部夹具和下部夹具的夹持力，使得测试件在测试期间不会滑动或遭受损坏。负荷传感器力读数设置为零。

然后使用拉伸测试仪立即连续地将以下应变条件施加到样本：(1)十字头分离以1000mm/min增加到初始隔距的150％，(2)十字头位置以初始隔距的150％保持20min，(3)十字头分离以1000mm/min增加到初始隔距的300％，(4)十字头位置以初始隔距的150％保持20min，(5)十字头分离以1000mm/min增加到初始隔距的450％，(6)十字头位置以初始隔距的450％保持20min。在100Hz下记录整个测量中的力数据，作为从该序列中第一步开始以来经过的总时间的函数。(为了方便起见，如果观察到样本在测量中的任何点处都已完全断裂，则可在完成整个应变方案之前停止测量，只要已经记录了多达并包括断裂点的所有数据点。)在三个类似样本中的每个样本上进行该应变测量。

分析

对于每个样本，将断裂时间(定义为在启动第一应变步骤之后测量的力下降到低于0.2N的第一点)记录为精确至1s。如果样本在整个测量期间没有断裂，则断裂时间定义为测量的最终时间点(刚好在1小时内)。计算三个样本重复的断裂时间的算术平均值，并报告为精确至1s，作为所测量样品材料组合物的平均断裂时间。

杂项

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或换句话讲有所限制，否则将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或申请，全文均以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (15)

1.一种吸收芯，所述吸收芯包含至少部分地由固定材料固定的超吸收颗粒，其中所述固定材料包含具有S嵌段和E嵌段并且具有通式(S-E)nX的选择性氢化的嵌段共聚物或其混合物，其中

·n的值为2；

·X是偶联剂残基；

·所述S嵌段的分子量为4700g/mol至5100g/mol；

·所述选择性氢化的嵌段共聚物在25℃处在所述嵌段共聚物在甲苯中的浓度为25重量％时所具有的溶液粘度为15厘泊-30厘泊(cP)；

·所述嵌段共聚物中的聚苯乙烯含量为29重量％-34重量％；

·所述嵌段共聚物中20重量％-35重量％的二嵌段单元具有通式S-E；

并且

其中在氢化之前：

·所述S嵌段是聚苯乙烯嵌段；

·所述E嵌段是选自由聚丁二烯、聚异戊二烯以及它们的混合物组成的组的聚二烯嵌段，并且分子量为10,000g/mol-12,000g/mol；

·所述聚二烯嵌段的总乙烯基含量为75％-80％；并且

其中在氢化之后：

·将所述嵌段共聚物中0％-10％的苯乙烯双键还原，并且

·将所述嵌段共聚物中至少90％的共轭二烯双键还原。

2.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述嵌段共聚物具有150℃-190℃的有序-无序温度(ODT)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述嵌段共聚物具有300％-500％的断裂伸长率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述嵌段共聚物具有4MPa-6MPa的拉伸强度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述固定材料包含至少80重量％的所述选择性氢化的嵌段共聚物。

6.根据前述权利要求所述的吸收芯，其中所述固定材料包含至少90重量％，特别是至少95重量％的所述选择性氢化的嵌段共聚物。

7.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述固定材料不含增粘剂或包含小于5重量％的增粘剂。

8.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中如本文所述的粘度流变测试方法所测量，所述固定材料具有在210℃处范围为约5000mPa.s至约8000m.Pas，优选地5500mPa.s至7500mPa.s，甚至更优选地约5900mPa.s至约7200mPa.s的剪切粘度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中如根据本文所述的湿动员值测试方法所测量，通过所述湿动员值测试测量的湿动员小于50％，优选地小于40％，优选地小于30％，并且优选地为约0％至约28％。

10.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中如根据本文所述的拉伸流变方法所测量，所述固定材料在23℃处的真实断裂应变高于约>2.0，优选地高于约2.1。

11.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述吸收芯包括基材，诸如非织造织物，所述超吸收颗粒沉积在所述基材上，并且所述固定材料在所述超吸收颗粒上方、周围和/或之间形成纤维网络。

12.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中所述超吸收颗粒不与纤维素纤维混合。

13.根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯，其中如通过本文所公开的逐级应力-松弛测试方法所测量，所述固定材料具有大于1550s，优选地大于1620s，更优选地大于1680s的平均断裂时间。

14.一种吸收制品，诸如尿布，包括液体可透过的顶片、液体不可透过的底片以及在所述顶片和所述底片之间的根据前述权利要求中任一项所述的吸收芯。

15.一种包装件，所述包装件包括多个根据权利要求14所述的吸收制品。