含β-成核剂的结构化膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半结晶聚烯烃和β-成核剂的结构化膜。所述结构化膜具有背衬和附接到所述背衬的直立柱。所述膜的至少一部分通常包含β-球晶。在一些实施例中，所述背衬是微孔的而所述直立柱具有更低的孔隙度。本发明专利技术还公开了一种制备结构化膜的方法。所述方法包括在存在工具的情况下挤出聚烯烃和β-成核剂的熔体，以提供在背衬上具有直立柱的所述结构化膜，以及将所述结构化膜的至少一部分冷却至足以形成β-球晶的温度。在一些实施例中，所述方法还包括拉伸含β-球晶的所述结构化膜，从而在所述背衬中得到微孔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
半结晶聚烯烃可具有不止一种晶体结构。例如，已知等规聚丙烯结晶为至少三种不同晶型:α (单斜晶体)、β (假六方晶体)和Y (三斜晶体)晶型。在熔融结晶材料中，主要晶型为α或单斜晶体晶型。除非某些异质晶核存在或已在温度梯度下或在存在剪切力的情况下发生结晶化，否则β晶型通常仅以很小百分比的含量出现。异质晶核通常被称为β_成核剂，其充当可结晶聚合物熔体中的异物。当聚合物冷却至其结晶温度以下时，松散的螺旋状聚合物链围绕β -成核剂取向，以形成β -相区。聚丙烯的β晶型为亚稳态晶型，这可通过热处理和/或施加应力转化成更稳定的α晶型。已知在某些条件下拉伸聚丙烯的β _晶型时，可形成不同量的微孔。参见例如Chu et al.，“Microvoid formation processduring the plastic deformation of β -form polypropylene”, Polymer, Vol.35，N0.16，pp.3442-3448，1994 (Chu等人，“ β晶型聚丙烯的塑性变形过程中的微孔形成过程”，《聚合物》，第 35卷，第 16期，第 3442-3448页，1994年)和Chu et al.,“Crystal transformationand micropore formation during uniaxial drawing of β -form polypropylene film”，Polymer, Vol.36，N0.13，pp.2523-2530，1995 (Chu 等人，“ β 晶型聚丙烯膜的单轴拉延过程中的晶体转化和微孔形成”，《聚合物》，第36卷，第13期，第2523-2530页，1995年)。在其他技术中，具有一个或多个结构化表面的制品可用于多种应用(如，磨盘、汽车零件组装和一次性吸收制品)中。这些制品可以提供为具有(例如)增加的表面积、机械紧固结构或光学性质的膜。机械紧固件也称为钩环紧固件，通常包括多个密集间隔的直立凸起，这些凸起具有可用作挂钩构件的套环接合头，并且套环构件通常包括多个织造、非织造或针织套环。在许多应用中机械紧固件可用于提供可松脱的附接。例如，机械紧固件广泛用于可穿戴的一次性吸收制品中以围绕人的身体扣紧此类制品。在典型的构造中，附接到尿布或失禁衣服的后腰部的紧固拉袢上的钩带或补片(如)可以紧固到环材料在前腰区上的着陆区，或者钩带或补片可以紧固到尿布或失禁衣服在前腰区中的底片(如非织造底片)。机械紧固件也可用于一次性制品，例如卫生巾。卫生巾通常包括旨在与穿着者的内衣相邻设置的底片。底片可以包括用来将卫生巾牢固地附接到内衣的挂钩紧固元件，该内衣与挂钩紧固元件机械地接合。
技术实现思路
本专利技术提供了包含β_成核剂的半结晶聚烯烃的结构化膜以及制备该结构化膜的方法。结构化膜包含附接到背衬的直立柱并且可用作例如机械紧固构件。当膜由熔体形成时，膜可以在例如直立柱和背衬中包含β_球晶。当在至少一个方向上拉伸膜时，例如，在膜背衬中形成微孔。直立柱通常不受拉伸影响，或者受影响程度比膜背衬小得多，因此通常具有比膜背衬更低的孔隙度。所得的拉伸膜通常具有独特的视觉外观和触感以及可用的光学性质和机械性能。令人意外的是，膜的这些性能可以比由相同材料制成但不具有直立柱的比较平的膜低得多的拉伸比获得。在一个方面，本专利技术提供了包含半结晶聚烯烃和β_成核剂的结构化膜。结构化膜具有背衬和附接到背衬的直立柱。结构化膜可以是例如机械紧固件。膜的至少一部分通常包含β_球晶。在一些实施例中，背衬是微孔的而直立柱具有比背衬低的孔隙度。在另一个方面，本专利技术提供了半结晶聚烯烃的结构化膜，该膜具有背衬和附接到背衬的直立柱。半结晶聚烯烃的β_球晶存在于至少直立柱中。在一些实施例中，背衬是微孔的而直立柱具有比背衬低的孔隙度。在另一个方面，本专利技术提供了 一种制备结构化膜的方法。在一些实施例中，该方法包括挤出聚烯烃和β_成核剂的熔体，以提供膜背衬，将熔体的至少一部分冷却至足以形成β_球晶的温度，以及在膜背衬上形成直立柱，以提供结构化膜。在一些实施例中，该方法包括在存在工具的情况下挤出聚烯烃和β_成核剂的熔体，以提供在背衬上具有直立柱的结构化膜，以及将结构化膜的至少一部分冷却至足以形成β_球晶的温度。在一些实施例中，该方法还包括拉伸含β -球晶的结构化膜，从而在背衬中得到微孔。在这些实施例的一些中，拉伸是单轴的。一些实施例，进行拉伸以提供至多3:1的总拉伸比。在本专利申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并非仅指单一实体，而是包括一般类别，其具体实例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“至少一种(一个)”和“包括至少一种(一个)”指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。术语“结构化膜”是指不同于平坦或平滑表面的膜。术语“直立”指从热塑性背衬突出的柱，并包括垂直于背衬站立的柱以及与背衬成不同于90度的角度的柱。术语“第一”和“第二”在本专利技术中仅以其相对意义使用。应当理解，除非另外指明，那些术语仅为了在描述一个或多个实施例时的便利而使用。如本文所用，术语“套环接合”与机械紧固件元件(即挂钩元件)机械附接到套环材料的能力相关。一般来讲，具有套环接合头部的挂钩元件具有与柱的形状不同的顶盖形状。可通过使用标准的织造、非织造或针织材料来确定和限定挂钩元件的套环接合能力。相比于不具有套环接合顶盖的柱的区域，具有套环接合顶盖的柱的区域通常与套环材料结合提供更高剥离强度、更高动态剪切强度或更高动态摩擦中的至少一者。如本文所用，术语“纵向”(MD)表示可用于制备本文所公开的结构化膜的方法的一些实施例的半结晶聚烯烃的连续幅材的运行方向。当结构化膜的补片为从连续幅材切割的较小部分时，纵向通常对应于结构化膜的长度“L”。如本文所用，术语纵向和纵向方向通常能够互换使用。如本文所用的术语“横向”(CD)表示基本与纵向垂直的方向。当结构化膜的补片为从连续幅材切割的较小部分时，横向对应于结构化膜的宽度“W”。术语“微孔”是指具有多个最大尺寸(在一些情况下，直径)至多10微米的孔。根据ASTM F-316-80通过测量起泡点来测量孔径。本专利技术的上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术所公开的每个实施例或每种实施方式。以下描述更具体地例示了示例性实施例。因此，应当理解，附图和以下描述仅用于举例说明的目的，而不应被理解为是对本专利技术范围的不当限制。【附图说明】结合附图，参考以下对本专利技术的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本专利技术，其中:图1a是实例4的结构化膜的横截面的扫描电子显微图像，该结构化膜代表根据本专利技术的结构化膜的拉伸的实施例；图1b是比较例4的结构化膜的横截面的扫描电子显微图像，该结构化膜为不含β-成核剂的拉伸的结构化膜；图2a是根据本专利技术的示例性结构化膜的顶视图的光学显微图像，其中该膜未被拉伸；图2b是根据本专利技术的示例性结构化膜的顶视图的光学显微图像，其中该膜已被拉伸；图3a是实例4的顶视图的光学显微图像，实例4为根据本专利技术的示例性结构化膜，其中该膜已被拉伸；图3b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含半结晶聚烯烃和β‑成核剂的结构化膜，所述结构化膜包含背衬和附接到所述背衬的直立柱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 US 13/323,980;2011.12.13 US 13/324,1301.一种包含半结晶聚烯烃和β-成核剂的结构化膜，所述结构化膜包含背衬和附接到所述背衬的直立柱。2.一种半结晶聚烯烃的结构化膜，所述结构化膜包含背衬和附接到所述背衬的直立柱，其中至少所述直立柱包含所述半结晶聚烯烃的β_球晶。3.根据权利要求1或2所述的结构化膜，其中所述背衬是微孔的，并且其中所述直立柱比所述背衬具有更低的孔隙度，和/或其中所述背衬比所述直立柱具有更大的不透明度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构化膜，其中所述结构化膜具有以透射模式测得的至多40的灰度值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的结构化膜，其中所述半结晶聚烯烃基本上不含红外线辐射阻隔剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的结构化膜，其中所述半结晶聚烯烃包含丙烯均聚物、丙烯和其他烯烃的共聚物、或聚丙烯均聚物与不同聚烯烃的共混物中的至少一种。7.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼拉坎丹·钱德拉塞克兰，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US