JP6883025B2 - 多層フィルム及び該多層フィルムから作製される物品 - Google Patents
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Description
コア層は、ポリエチレン組成物を含む。本明細書で使用するとき、「ポリエチレン組成物」は、50重量%超のポリエチレンポリマーを含有する組成物を指す。「ポリエチレン」は、エチレンのホモポリマー、またはエチレンと、そのポリマー単位の大部分がエチレンに由来する1つ以上のコモノマーとのコポリマーを指す。いくつかの実施形態において、ポリエチレン組成物は、ポリエチレン組成物の55重量%超、60重量%超、65重量%超、70重量%超、75重量%超、80重量%超、85重量%超、90重量%超、95重量%超、99重量%超、99.5重量%超、または100重量%のポリエチレンポリマーを含む。
各スキン層は独立して、ポリプロピレン組成物を含む。本明細書で使用するとき、「ポリプロピレン組成物」は、ポリプロピレン組成物の総重量に基づいて、50重量%超のプロピレン系ポリマーを含有する組成物を指す。いくつかの実施形態において、各スキン層は独立して、ポリプロピレン組成物の少なくとも30重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも40重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも50重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも55重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも60重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも65重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも75重量%、ポリプロピレン組成物の少なくとも80重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%、少なくとも99重量%、または100重量%を含み得る。
本明細書に記載される多層フィルムは、同時押し出し成形フィルムであり得る。いくつかの実施形態において、多層フィルムは、同時押し出し成形フィルムであり、それにより、スキン層のうちの少なくとも1つがコア層に同時押し出される。他の実施形態において、多層フィルムは、同時押し出し成形フィルムであり、それにより、スキン層の1つ(すなわち、第1のスキン層)がコア層に同時に押し出し成形され、他方のスキン層(すなわち、第2のスキン層)がコア層に同時に押し出し成形され、コア層が2つのスキン層の間に位置付けられるように、2つの同時押し出し成形フィルムがともに積層される。さらなる実施形態において、多層フィルムは、同時押し出し成形フィルムであり、それにより、スキン層がコア層に同時押し出し成形される。
超音波接合した積層体も、本明細書に記載される。超音波接合された積層体は、本明細書に前述されるような多層フィルム、及び多層フィルムに少なくとも部分的に超音波接合される不織布基材を備える。本明細書で使用するとき、「不織布基材」は、不織布ウェブ、不織布、及び規則的または繰り返し様式ではないが、個々の繊維またはスレッドが間に挿入されている任意の不織布構造を含む。本明細書に記載される不織布基材は、例えば、エアレイング処理、メルトブロウイング処理、スパンボンディング処理、及びボンデッドカーデッドウェブ処理を含むカーディング処理などの、様々な処理により形成され得る。本明細書で使用するとき、「超音波接合」は、超音波溶接を含む。
本明細書に記載されるフィルムまたは超音波接合された積層体は、様々な用途で使用することができる。いくつかの実施形態において、フィルムまたは積層体は、おむつ、トレーニングパンツ、及び成人用失禁用衛生物品などの衛生用途において、または他の類似する吸収性衣類の用途において使用することができる。他の実施形態において、フィルムまたは積層体は、医療用ドレープ、ガウン、及び外科用スーツなどの医療用用途において、または他の類似する布地(織布または不織布)の用途において使用することができる。フィルムまたは積層体は、非通気性であり得る。
別途指示がない限り、以下の試験方法が使用される。全ての試験方法は、この開示の出願日現在のものである。
密度は、ASTM D−792に従って測定され得る。
メルトインデックス(I2)は、ASTM D−1238、手順B(条件、190℃/2.16kg)に従って測定され得る。メルトインデックス(I10)は、ASTM D−1238、手順B(条件、190℃/10.0kg)に従って測定され得る。
プロピレン系ポリマーのメルトフローレートまたはMFRは、230℃、2.16kgで、ASTM D1238に従って測定される。
クロマトグラフシステムは、内部IR5検出器を備え付けたPolymerChar GPC−IR(Valencia,Spain)の高温GPCクロマトグラフから構成されていた。オートサンプラーオーブン区域を摂氏160°に設定し、カラム区域を摂氏150°に設定した。使用したカラムは、3Agilent「Mixed B」の30cmの10ミクロン線状混合ベッドカラム及び10umの予備カラムであった。使用したクロマトグラフ溶媒は、1,2,4トリクロロベンゼンであり、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有した。溶媒源を窒素スパージした。使用した注入体積は、200マイクロリットルであり、フローレートは、1.0ミリリットル/分であった。
Mポリエチレン=A×(Mポリスチレン)B (等式1)
式中、Mは、分子量であり、Aは、0.4315の値を有し、Bは、1.0と等しい。
溶融強度は、Goettfert Rheotens71.97(Goettfert Inc.、Rock Hill,SC)を使用して190℃で測定され得、溶融物は、30mmの長さ及び2.0mmの直径の平面エントランス角(180度)を備え付けたGoettfert Rheotester2000キャピラリーレオメーターで供給され得る。ペレット(20〜30グラムのペレット)を、バレル(長さ=300mm、直径=12mm)中に供給して圧縮し、10分間溶融させた後に、所定のダイ直径で38.2s−1の壁せん断速度に対応する0.265mm/sの一定のピストン速度で押し出し成形した。押し出し成形物は、ダイ排出口の100mm下に位置するRheotenの車輪を通過し、2.4mm/s2の加速度で車輪により下方に引き出される。車輪上に用いられた力(incN)を、車輪の速度の関数として記録する(inmm/s)。溶融強度を、ストランドが破断する前のプラトー力(cN)として記録する。
2%歪み時のセカント係数及び破断応力を含む引張特性を、ASTM D882に従って長さ方向及び幅方向で決定する。
スペンサーダーツ衝撃強度試験を、ASTM D3420、手順Bに従って決定する。
穿刺を、ASTM D5748に従って引張試験機上で測定するが、正方形の試験体をシートから6インチ×6インチのサイズに切断すること、試験体を直径4インチの円形試験体ホルダーに挟持し、挟持したフィルムの中央に穿刺プローブを10インチ/分のクロスヘッド速度で押し付けること、プローブが0.25インチの支持ロッド上の直径0.5インチの研磨した鋼球であること、試験治具への損傷を防止するために7.7インチの最大移動長があること、ゲージ長がないこと、すなわち、試験の前にプローブができる限り近くにあるが試験体には接触していないこと、を除く。試験体の中央において1回の厚さ測定を行う。平均穿刺値を決定するために、合計で5つの試験体を試験する。
雑音試験機装置は、音を取り込むために使用するマイクロホンMK 221及びNeutrix Cortex InstrumentsによるNC 10 Audio Acoustic Analyzerを含む、音響隔離ボックスを含む。マイクロホンは、20Hz〜20,000Hzの周波数(Hz)を有する信号を感知する。マイクロホンを音響ボックスの中央において、フィルム表面の10cm水平方向に合わせ、ボックス上部の25cm垂直方向に合わせる。音響隔離ボックスは、鉛で作製され、53cm×53cm×53cmの寸法を有する。フィルムを10cm×10cmの試験体サイズに切断する。試験体を、静止している第1のホルダー、及びフィルムの撓曲運動を提供するように移動可能である第2のホルダーである、2つのホルダーに固定する。各試験体により生成される雑音示度から減算する暗騒音示度を得るために、装置を真空中で動作させる。1/3オクターブでデータを収集する。フィルム1つあたり4つの異なる試験体を測定する。
「柔軟度」または「ハンド」の品質は、繊維原料の表面摩擦、可撓性、及び圧縮性による抵抗の組み合わせであると考えられる。ハンドル−O−メーター試験機(Thwing−Albert Instrument Co.,(West Berlin,N.J.)により製造される)は、材料の試験体を平行な縁部のスロットに押し込むときにブレードが受ける抵抗を検出するために、線形可変差動変圧器(LVDT)を使用して上記の因子を測定する。試料を8インチ×8インチの正方形の試験体に切断する。ハンドル−O−メーターのスロット幅を20mmに設定する。計器の製造業者の試験マニュアルの必要に応じて、試験体1つあたり4つの位置の各々で測定を行い、4つの測定値を合計して、単一の試験体の合計ハンドをグラム−力で求める。次いで、平均したハンドを試験体の重量及び体積に正規化する。より低い抵抗値を有する試料は、より良好な柔軟度を有すると考えられる。
発明実施例は以下の樹脂を使用した:低密度ポリエチレン(LDPE)は、0.918g/ccの密度及び8.0g/10分のメルトインデックスを有する、オートクレーブ反応器内で作製された高圧力低密度ポリエチレンであり(LDPE722、The Dow Chemical Company,USAから入手可能である)、0.900g/ccの密度及び22g/10分の溶融フローレートを有するアイソタクチックポリプロピレンホモポリマー(ポリプロピレン6231、LyondellBasell Industries,USAから入手可能である)、0.863g/ccの密度及び8g/10分の溶融フローレートを有するプロピレン系エラストマーまたはプラストマー(VERSIFY(商標)3401、The Dow Chemical Company,USAから入手可能である)、ならびに0.947g/ccの密度及び6.0g/10分のメルトインデックスを有する高密度ポリエチレン(AGILITY(商標)6047G、The Dow Chemical Company,USAから入手可能である)。高密度ポリエチレンは、さらに、以下の表1及び2を特徴とした。
比較実施例1は、0.900g/ccの密度及び22g/10分の溶融フローレートを有するアイソタクチックポリプロピレンホモポリマーである(ポリプロピレン6231、LyondellBasell Industries,USAから入手可能である)。
本発明のフィルム及び比較フィルムは、超音波接合を使用して、14gsmの坪量を有するスパンボンドポリプロピレン不織布に点接合される。領域の約9%が接合される。ライン速度は、200m/分であり、溶接力は、700〜1150Nであり、周波数は、90%であった。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関して、長さ方向(MD)及び幅方向(CD)で2%セカント係数(psi)を測定した。結果は、表3に示される。図1を参照すると、発明実施例の2%セカント係数は、大量のポリプロピレンを含む比較実施例1及び2の2%セカント係数未満である。比較実施例3及び4と比較すると、発明実施例の2%セカント係数は、発明実施例において2%セカント係数に対して著しい有害効果がないことを示す類似する値を有する。さらに、発明実施例の2%セカント係数は、16,000psiの所望されるレベルを超える値を有する好適なレベルを達成した。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関して、長さ方向(MD)及び幅方向(CD)で破断応力または破断荷重(psi)を測定した。結果は、表3に示される。図2を参照すると、発明実施例は、比較実施例と比較すると増加したフィルム強度を示し得るより高い破断応力を有する。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関してスペンサーダーツ衝撃強度(g)を測定した。結果は、表3に示される。図3を参照すると、発明実施例は、比較実施例と比較すると増加した二軸フィルム強度を示し得るより高いダーツ衝撃強度を有する。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関して耐穿刺性(ft・lbf/in3)を測定した。結果は、表3に示される。図4を参照すると、発明実施例は、同じく、比較実施例と比較すると増加した二軸フィルム強度を示し得るより高い耐穿刺性を有する。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関して、20Hz〜20,000Hzの周波帯での雑音(dB)を測定した。20Hz〜20,000Hzの全周波帯にわたる結果は、表3に示される。図5を参照すると、発明実施例及び比較実施例に関して、ヒトの耳が雑音に最も敏感になる周波帯に対応する1,000〜5,000Hzの周波帯の雑音が示される。描写されるように、発明実施例は、比較フィルムより低い雑音値を有する。
発明実施例及び比較実施例のフィルムに関して柔軟度(g)を測定した。結果は、表3に示される。図6を参照すると、発明実施例は、ポリプロピレンを使用する比較実施例1及び2より良好な柔軟度結果を示し得るより低い柔軟度値を有する。また、発明実施例は、比較フィルム3及び4と比較して示されるように好適なレベルの柔軟度を達成する。発明実施例において柔軟度に対する著しい有害効果はない。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
多層フィルムであって、
コア層と、2つのスキン層と、を備え、
前記コア層が、前記2つのスキン層の間に位置付けられ、
前記コア層が、0.930〜0.965g/ccの密度及び0.7〜10.0g/10分のメルトインデックスを有する高密度ポリエチレンを含むポリエチレン組成物を含み、
各スキン層が独立して、前記ポリプロピレン組成物の総重量に基づいて、50重量%超のプロピレン系ポリマーと、5重量%〜30重量%の低密度ポリエチレンと、を含むポリプロピレン組成物を含む、多層フィルム。
項2.
前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、プロピレン系エラストマーもしくはプラストマー、またはそれらの組み合わせである、項1に記載のフィルム。
項3.
前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンホモポリマーであり、前記ポリプロピレンホモポリマーが、アイソタクチック、アタクチック、またはシンジオタクチックである、項1に記載のフィルム。
項4.
前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンコポリマーであり、前記ポリプロピレンコポリマーが、ランダムもしくはブロックプロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーまたはプロピレンインパクトコポリマーである、項1に記載のフィルム。
項5.
前記ポリエチレン組成物が、約0.915〜0.935g/ccの密度及び約0.2〜15g/10分のメルトインデックスを有する低密度ポリエチレンをさらに含み、前記ポリエチレン組成物が、約0.930〜0.960g/ccの全密度及び約1.0〜8.0g/10分のメルトインデックスを有する、項1に記載のフィルム。
項6.
前記ポリエチレン組成物が、前記ポリエチレン組成物の30重量%未満の前記低密度ポリエチレンを含む、項5に記載のフィルム。
項7.
前記コア層が、全フィルム厚さの約50%〜約85%を構成する、項1に記載のフィルム。
項8.
前記2つのスキン層が、等しい厚さを有する、項1に記載のフィルム。
項9.
前記フィルムが、以下の特性、
140g超のスペンサーダーツ衝撃強度、
長さ方向で約20,000psi超及び幅方向で20,000psi超の2%セカント係数、
幅方向で約1,800psi超及び長さ方向で約1,700psi超の破断応力、または
約13ft・lbf/in3超の耐穿刺性のうちの少なくとも1つを示す、項1に記載のフィルム。
項10.
前記フィルムが、以下の特性、
長さ方向で約16,000psi超の2%セカント係数を有する100%ポリエチレンフィルムと比較したときの15%未満の柔軟度値差異、または
1,000Hz〜5,000Hzの周波帯で0.5dB未満の雑音値のうちの少なくとも1つを示す、項1に記載のフィルム。
項11.
前記フィルムが、約8〜30gsmの坪量を有する、項1に記載のフィルム。
項12.
超音波接合された積層体であって、
項1〜11のいずれか一項に記載の多層フィルムと、
前記多層フィルムに少なくとも部分的に超音波接合されて、積層体を形成する不織布基材と、を備える、超音波接合された積層体。
Claims (11)
- 多層フィルムであって、
コア層と、2つのスキン層と、を備え、
前記コア層が、前記2つのスキン層の間に位置付けられ、
前記コア層が、0.930〜0.965g/ccの密度及び0.7〜10.0g/10分のメルトインデックスを有する高密度ポリエチレン並びに0.915〜0.935g/ccの密度及び0.2〜15g/10分のメルトインデックスを有する低密度ポリエチレンを含むポリエチレン組成物を含み、当該ポリエチレン組成物は0.930〜0.960g/ccの全密度及び1.0〜8.0g/10分の全メルトインデックスを有し、
各スキン層が独立して、ポリプロピレン組成物の総重量に基づいて、50重量%超のプロピレン系ポリマーと、5重量%〜30重量%の低密度ポリエチレンと、を含むポリプロピレン組成物を含む、多層フィルム。 - 前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、プロピレン系エラストマーもしくはプラストマー、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のフィルム。
- 前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンホモポリマーであり、前記ポリプロピレンホモポリマーが、アイソタクチック、アタクチック、またはシンジオタクチックである、請求項1に記載のフィルム。
- 前記プロピレン系ポリマーが、ポリプロピレンコポリマーであり、前記ポリプロピレンコポリマーが、ランダムもしくはブロックプロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーまたはプロピレンインパクトコポリマーである、請求項1に記載のフィルム。
- 前記ポリエチレン組成物が、前記ポリエチレン組成物の30重量%未満の前記低密度ポリエチレンを含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記コア層が、全フィルム厚さの50%〜85%を構成する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記2つのスキン層が、等しい厚さを有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、以下の特性、
140g超のスペンサーダーツ衝撃強度、
長さ方向で20,000psi超及び幅方向で20,000psi超の2%セカント係数、
幅方向で1,800psi超及び長さ方向で1,700psi超の破断応力、または
13ft・lbf/in3超の耐穿刺性のうちの少なくとも1つを示す、請求項1に記載のフィルム。 - 前記フィルムが、以下の特性、
長さ方向で16,000psi超の2%セカント係数を有する100%ポリエチレンフィルムと比較したときの15%未満の柔軟度値差異、または
1,000Hz〜5,000Hzの周波帯で0.5dB未満の雑音値のうちの少なくとも1つを示す、請求項1に記載のフィルム。 - 前記フィルムが、8〜30gsmの坪量を有する、請求項1に記載のフィルム。
- 超音波接合された積層体であって、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層フィルムと、
前記多層フィルムに少なくとも部分的に超音波接合されて、積層体を形成する不織布基材と、を備える、超音波接合された積層体。
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