空气和水蒸气可通透的可生物降解薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种通过高速方法制备的可生物降解的薄膜，所述薄膜对于水蒸气和空气是通透性的，并且对于液体起阻挡层的作用。所述薄膜根据ＡＳＴＭ　　Ｅ９６Ｅ具有约１０００－４５００克／平方米／天的高的湿气通透率（ＭＶＴＲ），并且在９０ｐｓｉ气压下空气透气率约为３０－２０００ｃｃ／ｍｉｎ／ｃｍ↑［２］。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空气和水蒸气可通透的可生物降解的塑料薄膜及其制备方法。
技术介绍
塑料薄膜的制备方法可以回溯许多年。例如，三十年前，授权于Trounstine等人的US3,484,835(1968)，该专利涉及具有所希望加工性能并制备有用制品如尿布的压花塑料薄膜。自从那时起，在该领域已发表了许多专利。US4,376,147(1983)公开了压花的横向(CD)和纵向(MD)薄膜。US5,202,173(1993)和5,296,184(1994)公开了一种超-软的热塑性薄膜，该薄膜通过递增拉伸压花薄膜而制得，并且形成了取得透气性的孔。所述薄膜可以包括填料。聚己酸内酯(PCL)的聚合物薄膜和淀粉聚合物或者聚乙烯醇(PVOH)在递增拉伸时也将产生可透气的产品，如US5,200,247和5,407,979中所述。近年来，US5,865,926发表了一种具有空气和水蒸气通透性以及液体屏障性能的、无纺纤维网幅和热塑性薄膜的布状微孔性层压材料的制备方法。微孔膜产品的制造方法的公知已有些时日。例如，Liu的US3,832,267公开了含分散的非晶态聚合物相的聚烯烃在拉伸或取向之前的熔融-压花，以便改善薄膜的气体和水蒸气通透性。根据Liu的267号专利，在双轴向拉拔(拉伸)之前，首先对具有分散的非晶态聚丙烯相的晶状聚丙烯的薄膜进行压花，以便生产出具有更大透气性的取向无孔薄膜。分散的无定形相用来提供微孔，以便提高无孔薄膜的透气性，从而改善湿气通透性(MVT)。1976年，Schwarz发表了一篇文章，描述了用来生产微孔性基质的共混聚合物和组合物(Eckhard C.A.Schwartz(Biax-Fiberfilm)，“New Fibrillated Film Structures，Manufacture and Uses”，Pap.Synth.Conf.(TAPPI)，1976，第33-39页)。根据这篇文章，两种或多种不相容聚合物的薄膜，其中，一种聚合物形成连续相而第二聚合物形成不连续相，在拉伸时薄膜中将发生相分离，由此使聚合物基体中产生空隙并增加薄膜的孔隙性。可结晶聚合物的连续薄膜基体中还可填充无机填料如粘土，二氧化钛，碳酸钙等等，以便在拉伸聚合物基质时提供微孔性。许多其他的专利和出版物公开了制造微孔性热塑薄膜产品的现象。例如，EP141592公开了使用聚烯烃，特别是使用含分散的聚苯乙烯相的乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)来制备微孔性薄膜，当拉伸时将产生改善薄膜水蒸气通透性的空隙薄膜。该EP’592专利还公开了对具有厚的和薄的区域的EVA薄膜进行压花，然后进行拉伸的连续步骤，以便首先提供具有空隙的薄膜，当进一步进行拉伸时它将产生网-状产品。US4,452,845和4,596,738还公开了拉伸的热塑性薄膜，其中，分散相可以是填充碳酸钙的聚乙烯，以便在拉伸时提供微孔。US3,137,746；4,777,073；4,814,124；和4,921,653公开了与上述出版物描述的相同的方法，包括首先对含填料的聚烯烃薄膜进行压花，然后对薄膜进行拉伸以提供微孔性的产品。包括WO98/23673在内的其它已公开的专利申请涉及具有改善的湿气通透率并且通过将共聚多酯树脂和无机填料混合而制得的热塑性共聚多酯薄膜。可生物降解的和/或可堆肥的产品有助于环境资源的保护和防止产生额外的浪费。制造厂家和用户都意识到填埋及其他处置场地的空间是有限的，并积极地寻找优于无生物降解能力的和/或不可堆肥的产品的可生物降解的和/或可堆肥的产品。在一次性的、高度使用的产品如婴儿尿布，妇女卫生产品，医院被单等等中，对生物降解性和/或可堆肥性的需要是特别重要的。可生物降解的和/或可堆肥的热塑性薄膜在现有技术中是已知的。上述US5,407,979公开了由三个组分组成的可生物降解的热塑性薄膜链烷醇聚合物，变性淀粉，和乙烯共聚物。这些组分可进行挤出并且薄膜可进行拉伸以形成透气薄膜。US5,200,247公开了包含烷酰基聚合物/聚乙烯醇(PVA)混合物的可生物降解的热塑性薄膜。US5,196,247公开了可堆肥的聚合物复合片材及其制备或堆肥方法。完全可生物降解的和/或可堆肥的软布状复合材料公开于US5,851,937中。为了提供一种软布状的质感，该复合材料是通过逐渐地拉伸一层或多层完全可生物降解的和/或可堆肥的无纺织物和塑料薄膜而制得。但生产液体阻挡层的透气薄膜和层压材料仍然存在着许多缺点。在保持生物降解性，空气透气性和湿气通透性的同时，难以获得足够强度的液体阻挡膜。专利技术概述本专利技术涉及一种空气和水蒸气都可吸入的可生物降解的薄膜，该薄膜还是液体的阻挡层。这些薄膜具有大于约1000克/平方米/每天的湿气通透率(MVTRs)，和100F、95％的相对湿度(RH)(根据ASTME96E)，以及在90气压下大于约30cc/cm2/min的透气性。在上述专利申请号09/080,063和09/480,374中，公开了具有高MVTRs的、逐渐地拉伸的薄膜。这些申请涉及逐渐地拉伸的压花的和未压花的薄膜的改善，所述薄膜的MVTRs优选在约1200-4500克/平方米/每天。另外还公开了这些薄膜与无纺基质的透气层压材料。本专利技术涉及可生物降解的薄膜和层压材料进一步的改进，所述材料对于空气和水蒸气都是可渗透的。在本专利技术的广泛形式中，可生物降解的薄膜包含可生物降解的热塑性聚合物和机械造孔剂如碳酸钙、二氧化硅和沸石的无机填料的混合物。在薄膜或层压材料中的造孔剂在拉伸时、优选在递增的拉伸时将被激活，以形成微孔膜或纤维网幅和薄膜的层压材料。混有可以成膜的淀粉聚合物或聚乙烯醇(PVA)的可生物降解的聚合物如聚己酸内酯(PCL)是合适的。其他可生物降解的聚合物包括聚交酯(PLA)，聚酯和共聚多酯。可生物降解的薄膜和层压材料可用于尿布衬底，卫生纸和卫生垫，以及其它医学、包装和衣服应用。可生物降解的薄膜由于其透气性，水蒸气通透性和不透水性，因此尤其适于这些及其他类似的应用。本专利技术可生物降解的薄膜的益处和性质及其制备方法将参考下面详细说明而进一步理解。专利技术详细说明本专利技术的主要目的在于生产空气和水蒸气可通透的可生物降解的薄膜，该薄膜的透气性在90psi气压下至少约30cc/cm2/min，MVTR大于约1000克/平方米/每天，以及100F、95％相对湿度(RH)(根据ASTME96E)。本专利技术的另一目的在于生产逐渐拉伸的可生物降解的热塑性薄膜，该薄膜具有如下通透特性规则的厚度，均匀的孔隙性和无破裂。A.可生物降解的薄膜和层压材料该可生物降解的薄膜组合物可以通过将可生物降解的热塑性聚合物与合适的添加剂和成孔填料进行配制而获得，以提供挤出物或薄膜。该薄膜可以与无纺织物进行层压。碳酸钙，硫酸钡，二氧化硅，和沸石颗粒是最普通的填料。如上所述，当在环境温度或室温下拉伸含有不同聚合物相的可生物降解的薄膜时，薄膜将产生微孔，从而提供透气性和水蒸气传输性，这已为公知。这些方法描述于US5,200,247，和5,407,979中。相反，本专利技术涉及通过无机填料的加入，使可生物降解的薄膜具备高的透气性和高的MVTRs，以及液体阻挡性。如上所述，这些和其它的目的将通过本专利技术优选的方式得以实现首先熔融掺混(a)约40-75％重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气和湿气可通透的可生物降解的热塑性薄膜，包含：含无机填料颗粒分散相的可生物降解的热塑性聚合物，所述薄膜的拉伸区域具有液体不能渗透的厚度，以便在薄膜中提供微孔性，根据ＡＳＴＭＥ９６Ｅ，该薄膜的湿气通透率ＭＶＴＲ大于约１０００ 克／平方米／天，并且在９０ｐｓｉ气压下的空气透气性大于约３０ｃｃ／ｃｍ↑［２］／ｍｉｎ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴派川，托马斯R赖尔，
申请(专利权)人：克洛佩塑料产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]