稳定且可透气的增韧薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及在与取向方向垂直的方向具有优秀的韧性的单轴取向微孔透气性薄膜。这种薄膜包括颗粒填料和非弹性材料，该非弹性材料包含乙烯和至少一种Ｃ＃－［４］－Ｃ＃－［８］－α－烯烃单体的共聚物，在本行业中这种共聚物被描述为“超韧性的”、“下一代材料”等，并且是由“新的”或“改进的”催化剂体系或由茂金属或类似的单点催化剂制备的。还公开了制造方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用乙烯和至少一种C4-C8-α-烯烃的共聚物的透气性热塑性薄膜。此外，本专利技术涉及制造这种薄膜的方法。
技术介绍
本专利技术旨在透气性热塑性薄膜。这类材料特别在有限使用和一次性物品领域具有广泛的用途。传统上，在有限使用或一次性物品领域薄膜被用来提供阻挡性能。有限使用或一次性使用意味着产品和/或组份在被抛弃之前只能使用少数几次或可能只有一次。这类产品的实例包括，但不限于，外科和卫生保健的相关产品如手术挡帘和层合物，一次性工装如连裤工作服和实验服以及个人护理吸收产品如尿布、训练裤、失禁衣服、卫生巾、绷带、抹布等。在个人护理吸收产品如婴儿尿布和成人失禁产品中，薄膜被用作外套以防止身体废物污染衣服、被褥及其它所用周围环境物品。在包括医院层合物的防护服装领域，薄膜用以防止微生物在着装人与病人之间交叉传播。虽然这些薄膜可以是有效的阻挡物，但它们从美学观点来看是不合意的，因为它们的表面是光滑的并且令人觉得滑或粘。它们在视觉上也太平且太“塑料感”，由此使其在服装应用及其它与人皮肤接触的应用领域中不太令人满意。如果这些物品从触觉和视觉观点上都更像布料则是更优选的。例如，具有传统布料内衣手感和外观的婴儿尿布被视作高级产品且可在某些情况下克服认为出于美学的原因它们需要用外衣包裹的倾向。像衣服似的成人失禁产品可改善失禁病人的自我形象。此外，更像衣服的隔离层合物将帮助医院环境令病人感觉不那么陌生和具有威胁性，并增加着装人的舒适感。也优选存在可使外罩材料具有更富弹性适应性和可回复性的薄膜以提供更好的贴身和舒适性。利用薄膜的层压可产生不渗透液体且外观和质地在一定程度上类似布料的材料。一次性尿布的外套仅是一个实例。在这方面，可参考共同转让的于1989年4月4日公布的美国专利4,818,600和于1988年2月16日公布的美国专利4,725,473。手术服和手术挡帘为其它的实例。这方面可见共同转让的于1983年4月5日公布的美国专利4,379,102。在这类层压中薄膜的主要用途是提供阻挡性能。也要求这些层合物是透气性的以便它们具有传输潮气的能力。通过减少潮气浓度及由此减少衣物下皮肤的水合作用，由这些透气性或微孔薄膜的层合物制造的衣服穿起来更舒适。但是，透气性薄膜的孔径大小不能太大，特别是在化学蒸汽渗透给着装人带来污染威胁的防护服装应用领域。传统的获得微孔薄膜的方法一直是拉伸含有填料的热塑性薄膜。微孔是在拉伸期间由填料颗粒形成的。在这些拉伸过程之前通常将薄膜加热以制成更具塑性或延展性的薄膜。这种拉伸和拉长也使薄膜内的分子结构取向，这提高了它的强度和耐久性。由拉伸产生的分子取向是改进耐久性所要求的。薄膜可沿纵向或横向被拉伸。沿横向拉伸薄膜是特别困难的，因为必须将力施用在薄膜的边缘以引起在其横向伸长。通常使用拉幅机。相反，沿纵向拉伸薄膜是相对容易的。只要当薄膜处于加热或塑化状态时加大两辊之间的拉伸或速度比。但是，只在纵向或横向进行单轴取向的薄膜存在耐久性问题。单轴取向只在拉伸方向引起分子取向。这导致薄膜易于顺着该方向被撕裂或开裂。例如，纵向取向的薄膜倾向于沿纵向开裂或撕裂。而且，(纵向拉伸)薄膜的拉伸特性在纵向显著提高，但横向的拉伸强度与纵向的相比就非常差。因此，例如，如果在薄膜的CD(横向)强度下降的同时，CD断裂伸长也下降，薄膜在使用时可以很容易地开裂，那么由它制造的制品，如尿布可能会漏，这显然是不希望的结果。这些单轴拉伸或取向薄膜的耐久性问题是为人熟知的。通常使用两种方法来消除由这些高度各向异性强度特性引起的产品耐久性问题。第一种方法为沿纵向和横向两个方向上拉伸-取向薄膜。经双轴拉伸的薄膜具有更均衡的强度性能。第二种方法为将一层纵向取向的薄膜与一层横向取向的薄膜合并入一个层合物中。另一个制造问题为“陈化”薄膜的强度。在工业制造过程中，“新鲜”的薄膜如新挤出的薄膜一般不能及时送往取向。经常将挤出的薄膜放置在一边或保存待以后取向，通常是在室温。在此储存期间，聚合物的形态可能发生改变，这一改变可能引起薄膜性能的改变。这种陈化薄膜的取向经常得到具有较低耐久特性的产品，较低耐久特性为例如较低的CD最大应变(或横向断裂伸长率)，这是决定例如由此薄膜制成的尿布外罩的耐久性的关键性能。因此需要一种弹性透气性薄膜以及提供同时具有类似布料的美学性和所要求的耐久性及舒适性的薄膜的方法。专利技术概述本专利技术涉及一种透气性热塑性薄膜，该薄膜包括包含乙烯和C4-C8-α-烯烃单体的共聚物的线型低密度聚乙烯树脂材料和至少占填充树脂40重量％的填料，其中该填料具有对成孔有作用的粒度。优选薄膜包括占填充树脂重量约40-约65％的填料。在一个应用中，其中要求的最小透水蒸气率为约1,500g/m2/24h，填料的存在量为约48重量％。本专利技术还涉及制备本专利技术的透气性薄膜的方法，该方法包括以下步骤提供包含线型低密度聚乙烯树脂材料的聚合物树脂；向该树脂中加入至少40重量％的填料以形成填充树脂，所述填料具有对成孔有作用的粒度；由所述填充树脂制造具有第一长度的薄膜；并拉伸该薄膜以形成微孔薄膜。本专利技术的方法适用于由各种方法形成的薄膜，即流延或吹胀薄膜。在本专利技术的一个实施方案中，将微孔薄膜拉伸到第二长度，即为第一长度的约160-约400％。在另一个实施方案中，将薄膜在拉伸后退火。本专利技术优选的薄膜具有约300-约4,500克每平方米每24小时的透水蒸气率(用Celgard2500作参照按ASTM标准试验E 96-80测定)。这类薄膜具有广泛的用途，包括但不限于，个人护理吸收制品方面的应用，包括尿布、训练裤、卫生巾、失禁用具、绷带等。同样这些薄膜也可作为整个制品或只作为其组成部分用于诸如手术挡帘和层合物以及各种衣物制品的物品中。已经如此详细地描述了本专利技术之后，应该理解为在不背离下列权利要求的精神和范围的情况下可对本专利技术作各种改进和改变。附图简述附图说明图1为形成根据本专利技术薄膜的过程的示意侧视图。图2为根据本专利技术的薄膜/非织造层合物的截面侧视图。图3为示例性个人护理吸收制品部分切除的俯视平面图，在此情况下该制品为尿布，它可利用根据本专利技术的薄膜。优选实施方案详述本专利技术涉及包括乙烯和C4-C8-α-烯烃单体的共聚物的透气性热塑性薄膜。一个特别有用的实例称为“超辛烯”(“super-octene”)。此处所用术语“超辛烯”包括通过乙烯和1-辛烯共聚单体聚合生成并命名为Dowlex NG牌(“NG树脂”)的那些线型低密度聚乙烯(LLDPE)材料，来自Dow Chemical Corporation of Midland，Michigan。“超辛烯”树脂是由除“茂金属”或Insite以外的改进催化剂体系制造的。在本专利技术中有用的适宜“超辛烯”树脂包括例如DowlexNG 3347A和DowlexNG 3310，两者均包含约7％(标称重量％)辛烯和93％乙烯。在不希望受下面理论的约束的前提下，假设改进的催化剂比常规催化剂能更精确地调节分子量/分子量分布以及在聚合物分子上共聚单体的分布和支化。例如，作为改进技术的结果，NG树脂具有更窄的分子量分布、更均匀的支化分布以及更少的高度支化的低密度和未支化的高密度成分。由超辛烯树脂制造的未填充薄膜的物理特性不能使该树脂和常规的LLDPE本文档来自技高网...

【技术保护点】
拉伸取向热塑性薄膜，其包括： 填充树脂，它包含乙烯和至少一种Ｃ↓［４］－Ｃ↓［８］－α－烯烃单体的至少一种共聚物和占所述填充树脂材料约４０－约６５重量％的至少一种对成孔有作用的填料； 其中所述薄膜具有约３００－约４，５００ｇ／ｍ↑［２］／２４ｈ的透水蒸气率； 其中所述薄膜具有大于约１００％的与取向方向成９０°的方向上的临界断裂伸长率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WB哈夫纳，AL麦科马克，VA托波尔卡雷夫，
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：US[美国]