包含多孔聚烯烃膜的吸收性制品制造技术

本发明专利技术提供了包含聚烯烃膜的吸收性制品。所述聚烯烃膜由包含连续相的热塑性组合物形成，所述连续相包括聚烯烃基质聚合物和纳米包含物添加剂。纳米包含物添加剂作为离散的纳米级相区域分散在连续相内。当拉伸时，所述纳米级相区域能够以独特的方式与基质相互作用以产生纳米孔的网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含多孔聚烯烃膜的吸收性制品相关申请本专利技术要求申请号为61/833,980的美国临时申请(于2013年6月12日提交)和申请号为61/907,572的美国临时申请(于2013年11月22日提交)的优先权，将其引入本文作为参考。专利技术背景吸收性制品，如尿布或女性护理制品，通常由设置在液体可渗透的顶片和通常液体不可渗透的底片之间的吸收性元件构成，所述顶片限定朝向身体设置的“朝向身体的”表面，所述底片限定远离身体设置的“朝向服装的”表面。聚烯烃膜通常用于吸收性制品的组件和/或层的构造中。例如，许多吸收性制品的底片包含微孔聚乙烯膜。然而，近年来，石油资源已变得更加昂贵，并且制造商和消费者也已变得更加意识到对于具有更小的碳足迹的吸收性制品的可持续性需求，这意味着在整个产品寿命周期过程中降低的碳排放。虽然已尝试将各种添加剂添加到聚烯烃膜以降低石油衍生的烯烃聚合物的含量，但这通常导致一些机械性能(例如，延展性或抗拉强度等)相应降低，这是很不希望的。因此，目前存在对可以具有降低的石油基聚合物的消耗，但仍然可以显示良好的性能的吸收性制品的膜的需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方案，公开了包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件的吸收性制品。所述吸收性制品包括由热塑性组合物形成的膜，所述热塑性组合物包含含有聚烯烃基质聚合物的连续相和以离散区域的形式分散在连续相内的纳米包含物添加剂。在组合物中限定了多孔网络，其包括多个平均横截面尺寸为约800纳米或更小的纳米孔。本专利技术的其它特征和方面在下文更加详细地讨论。附图的简要说明针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳方式，在说明书的剩余部分更具体地阐述，并参照附图，其中：图1是用于形成本专利技术的膜的方法的一个实施方案的示意图；图2是本专利技术的吸收性制品的一个实施方案的透视图；图3是在14,243X的放大倍率下拍摄的实施例4的膜的表面的SEM显微照片；和图4是在5,382X的放大倍率下拍摄的实施例4的膜(在机器方向平面上切割)的SEM显微照片。代表性实施方案的详细描述现在将详细参照本专利技术的各种实施方案，其一个或多个实例在下文阐述。每个实例以解释本专利技术而不是限制本专利技术的方式提供。事实上，对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分说明或描述的特征，可以用于另一个实施方案以产生又一个实施方案。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求及其等同方案的范围内的这样的修改和变化。一般来说，本专利技术涉及能够吸收水或其它流体的吸收性制品。一些吸收性制品的实例包括但不限于，个人护理吸收性制品，如尿布、训练裤、吸收性内裤、成人失禁制品、女性卫生产品(例如，卫生巾)、泳衣、婴儿揩巾、手套揩巾等；医疗吸收性制品，如服装、开窗术材料、垫料、绷带、吸收性帘和医用揩巾；食品服务揩巾；服装制品等等。不论预期应用如何，吸收性制品通常包含位于底片和顶片之间的吸收性元件(例如，芯层、浪涌层、传递延迟层等)。值得注意地，吸收性元件、底片和/或顶片以及吸收性制品的一个或多个其它组件(例如耳片、防护翼、侧片等)包含由热塑性组合物形成的膜。所述热塑性组合物包括含聚烯烃基质聚合物的连续相，还包括与所述聚烯烃基质聚合物至少部分地不相容的纳米包含物添加剂，使得所述纳米包含物添加剂成为分散在连续相中的离散的纳米级相区域。在拉伸过程中，当所述组合物经受变形和拉伸应变时，本专利技术人已发现的是，这些纳米级相区域能够以独特的方式相互作用以产生孔的网络。即，认为由于材料的不相容性引起的应力集中，拉伸应变可以在离散相区域附近产生加强的局部剪切区和/或应力强度区(例如，正应力)。这些剪切和/或应力强度区域导致在邻近区域的聚烯烃基质中的一些初始剥离。一旦初始孔形成，位于区域之间的基质可以塑性变形以产生局部变窄(或颈缩)并且应变硬化的内部拉伸区域。该过程使得通过在拉伸方向上增长的组合物的主体形成孔，从而当分子取向导致增强机械强度的应变硬化时，导致多孔网络的形成。通过以上记载的技术，在聚烯烃膜中可以形成独特的多孔网络，使得在给定的单位体积的材料中，被孔占据的平均百分体积可以为每cm3材料约15％至约80％，在一些实施方案中为每立方厘米材料约20％至约70％，并且在一些实施方案中为每立方厘米材料约30％至约60％。通过这样的孔体积，所述组合物可以具有相对低的密度，例如约0.90克每立方厘米(“g/cm3”)或更小，在一些实施方案中为约0.85g/cm3或更小，在一些实施方案中为约0.80g/cm3或更小，在一些实施方案中为约0.10g/cm3至约0.75g/cm3，并且在一些实施方案中为约0.20g/cm3至约0.70g/cm3。在多孔网络中的大部分孔还是“纳米级”尺寸(“纳米孔”)，如具有约800纳米或更小，在一些实施方案中为约5至约700纳米，并且在一些实施方案中为约10至约500纳米的平均横截面尺寸的那些。术语“横截面尺寸”通常是指孔的特性尺寸(例如宽度或直径)，所述特性尺寸与孔的主轴(例如长度)基本正交，并且通常还与拉伸过程中所施加的应力的方向基本正交。所述纳米孔还可以具有为约100至约5000纳米，在一些实施方案中为约50至约2000纳米，并且在一些实施方案中为约100至约1000纳米的平均轴向尺寸。所述“轴向尺寸”为主轴(例如长度)方向的尺寸，所述主轴方向通常是拉伸的方向。这样的纳米孔例如可以占聚烯烃膜中总孔体积的约15vol.％或更多，在一些实施方案中为约20vol.％或更多，在一些实施方案中为约30vol.％至约100vol.％，以及在一些实施方案中为约40vol.％至约90vol.％。除了降低的密度，纳米多孔结构还可以向产生的聚烯烃膜提供多种另外的不同益处。例如，这样的结构可以帮助限制流体通过膜的流动，并且一般是流体(例如，液态水)不可渗透的，从而允许膜隔离表面不被水渗透。在这方面，如根据ATTCC127-2008所测定的，聚烯烃膜可以具有约50厘米(“cm”)或更高，在一些实施方案中为约100cm或更高，在一些实施方案中为约150cm或更高，和在一些实施方案中约200cm至约1000cm的相对高的静水压值。还可以实现其它有益性能。例如，产生的聚烯烃膜可以一般是水蒸气可渗透的。膜对水蒸气的渗透性可以通过其相对高的水蒸气传递速率(“WVTR”)来表征，所述水蒸气传递速率是测量的是水蒸气渗透通过膜的速率，以克每平方米每24小时(g/m2·24hr)为单位。例如，如根据ASTME96/96M-12，程序B或INDA测试程序IST-70.4(01)所测定的，聚烯烃膜可以显示约300g/m2·24小时或更高，在一些实施方案中为约500g/m2·24小时或更高，在一些实施方案中为约1,000g/m2·24小时或更高，以及在一些实施方案中为约3,000至约15,000g/m2·24小时的WVTR。现在将更详细地描述本专利技术的各种实施方案。I.热塑性组合物A.聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收性制品，其包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件，其中所述吸收性制品包括由包含连续相的热塑性组合物形成的膜，所述连续相包含聚烯烃基质聚合物和以离散区域的形式分散在所述连续相内的纳米包含物添加剂，其中在所述组合物中限定多孔网络，其包括多个平均横截面尺寸为约800纳米或更小的纳米孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.12 US 61/833980;2013.11.22 US 61/9075721.一种吸收性制品，其包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件，其中所述吸收性制品包括由热塑性组合物形成的膜，所述热塑性组合物包含含有聚烯烃基质聚合物的连续相、以离散区域的形式分散在所述连续相内的纳米包含物添加剂以及以离散区域的形式分散在所述连续相内的微米包含物添加剂，其中在所述组合物中限定多孔网络，其包括多个平均横截面尺寸为800纳米或更小的纳米孔；
其中所述微米包含物添加剂为苯乙烯共聚物、含氟聚合物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或聚酯；
其中基于所述热塑性组合物的重量，所述微米包含物添加剂的存在量为1wt.％至20wt.％，并且基于所述热塑性组合物的重量，所述纳米包含物添加剂的存在量为0.01wt.％至15wt.％；
其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在高于熔融温度至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有每10分钟0.1至100克的熔体流动速率。


2.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均横截面尺寸为5至700纳米。


3.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均横截面尺寸为10至500纳米。


4.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为100至5000纳米。


5.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为50至2000纳米。


6.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为100至1000纳米。


7.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有每10分钟0.5至80克的熔体流动速率。


8.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有每10分钟1至40克的熔体流动速率。


9.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有每10分钟5至20克的熔体流动速率。


10.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物是丙烯均聚物、丙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/α-烯烃共聚物或其组合。


11.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物是包含按重量计至少90％的丙烯的全同立构的聚丙烯均聚物或共聚物。


12.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述连续相占所述热塑性组合物的60wt.％至99wt.％。


13.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂在室温下为液体或半固体。


14.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂为具有非极性组分的聚合物。


15.权利要求14所述的吸收性制品，其中所述聚合物为微晶聚烯烃蜡。


16.权利要求14所述的吸收性制品，其中所述聚合物还包含极性组分。


17.权利要求16所述的吸收性制品，其中所述聚合物为官能化的聚烯烃。


18.权利要求17所述的吸收性制品，其中所述官能化的聚烯烃为聚环氧化物。


19.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在高于熔融温度至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有每10分钟0.5至50克的熔体流动速率。


20.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTMD1238在2160克的负载下以及在高于熔融温度至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有每10分钟5至15克的熔体流动速率。


21.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比率为0.2至8。


22.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比率为0.5至6。


23.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比率为1至5。


24.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂为纳米级区域的形式，其中所述纳米级区域的平均横截面尺寸为1纳米至1000纳米。


25.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中基于所述连续相的重量，所述纳米包含物添加剂占所述组合物的0.1wt.％至10wt.％。


26.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂为聚酯。


27.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂是聚乳酸。

【专利技术属性】
技术研发人员：V·A·托波尔卡雷夫，R·J·麦克尼尼，A·J·卡里洛，M·M·姆莱茨瓦，A·J·迈耶，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US