用于超薄透气薄膜的表面处理的填料制造技术

本发明专利技术涉及一种具有1至10g/m2基础重量的透气薄膜，一种产生所述透气薄膜的方法，表面处理的填充材料产品作为所述透气薄膜中的填料的用途，一种包含所述透气薄膜的制品，以及所述透气薄膜在卫生应用、医疗应用、医疗保健应用、过滤材料、土工织物产品、农业应用、园艺应用、服装、鞋类产品、行李产品、家庭应用、工业应用、包装应用、建筑应用或建造中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超薄透气薄膜的表面处理的填料本专利技术涉及一种具有1至10g/m2基础重量的透气薄膜，一种产生所述透气薄膜的方法，表面处理的填充材料产品作为所述透气薄膜中的填料的用途，一种包含所述透气薄膜的制品，以及所述透气薄膜在卫生应用、医疗应用、医疗保健应用、过滤材料、土工织物产品、农业应用、园艺应用、服装、鞋类产品、行李产品、家庭应用、工业应用、包装应用、建筑应用或建造中的用途。用于卫生产品的第一批透气薄膜早在1983年就在日本发展。透气薄膜的生产在20世纪90年代中期始于美国且后来在欧洲，在欧洲它们迅速占据较大市场占有率。目前，透气薄膜具有两个主要应用领域：个人卫生产品，如婴儿尿布、女性卫生护垫(餐巾、内裤衬垫)或成人失禁产品；以及建造业，如屋顶膜、房屋包覆物或墙面覆盖物。然而，这些薄膜的比渗透率性质也可用于其他行业，如医疗和工业应用中的一次性衣服。透气薄膜通常包含热塑性聚合物和无机填料如碳酸钙的共混物，并且通过经由流延或吹塑由所述共混物形成薄膜、随后拉伸所述薄膜而产生。拉伸过程使聚合物与无机填料颗粒的表面分层，其在所述薄膜的横截面中产生通常被称为“空隙”的微孔，这允许水蒸气在最终使用期间通过。使用无机矿物填料遇到的问题是存在与矿物填料相关的挥发物。此类挥发物可在施加填料期间达到的温度下放出并且可导致在加工此类含矿物填料的产品期间最终含矿物的聚合物产品的质量降低。此外，此类相关挥发物可导致透气薄膜的拉伸强度和撕裂强度降低，并且可降低其可见方面，特别是其可见均匀性。挥发物也可在配混步骤中产生矿物填充的聚合物熔体的过度起泡，从而在真空萃取时产生不希望的产物积聚且因此迫使降低的输出速率。所述挥发物可例如与矿物填料固有地相关(“固有挥发物”)，并且尤其是相关的水，和/或可在处理矿物填料期间引入(“添加的挥发物”)，例如以使矿物填料在塑料介质内更加分散。此外，挥发物可通过固有有机材料和/或添加的有机材料与矿物填料的反应而产生，而此类反应尤其可通过在引入和/或加工填充的聚合物材料的过程中(例如在挤出或配混过程中)达到的温度来诱导或增强。所述挥发物也可通过固有有机材料和/或添加的有机材料的降解、从而形成CO2、水以及这些有机材料的可能低分子量级分来产生。这种降解尤其可通过在引入和/或加工包含处理的矿物填料的聚合物材料过程中(如在挤出或配混过程中)达到的温度来诱导或增强。用于提高挥发起始温度和限制与矿物填料相关的挥发物的量的一种明显方式是避免或限制使用某些常见的填料处理添加剂。然而，如在塑料应用中施加矿物填料的情况下，通常需要此类添加剂来确保其他功能。例如，为了在整个薄膜中获得均匀的分布阻挡和蒸气透过性，需要使填料尽可能均匀地分布在整个薄膜中。因此，通常引入添加剂来为矿物填料提供疏水涂层并改进矿物填料在薄膜前体材料中的可分散性以及可能改进这种膜前体材料的可加工性和/或最终应用产品的性质。消除此类添加剂将不可接受地损害所得到的薄膜质量。在本领域中，已经进行了一些尝试来改进矿物填料材料、并且特别是包含碳酸钙的矿物填料材料的适用性，例如通过用脂肪族羧酸和脂肪族羧酸盐处理此类矿物填料材料，所述脂肪族羧酸和脂肪族羧酸盐在一些情况下也可称为脂肪酸和脂肪酸盐。例如，WO00/20336涉及一种超细天然碳酸钙，其可任选地用一种或几种脂肪酸或其一种或几种盐或混合物处理并用作聚合物组合物的流变学调节剂。同样地，US4,407,986A涉及一种沉淀碳酸钙，所述沉淀碳酸钙用可包含高级脂族酸及其金属盐的分散剂进行表面处理以便在将这种碳酸钙与结晶聚丙烯捏合时限制润滑剂添加剂的添加并避免限制聚丙烯的冲击强度的碳酸钙聚集体的形成。EP0998522A1涉及一种用于透气薄膜的使用至少10个碳原子的脂肪酸的表面处理的碳酸钙填料，其中在处理过程之前和之后所述填料必须基本上不含在低于0.1wt.-％范围内的水分。然而，为了实现和维持这种低含水量，需要高能量消耗和成本。因此，这种低含水量不是用于影响和控制固体矿物表面与处理添加剂的反应的理想参数，从而以低能量成本获得高质量的表面处理的填充材料产品。DeArmitt等人,Improvedthermoplasticcompositesbyoptimisedsurfacetreatmentofthemineralfillers,InstituteforSurfaceChemistry,2000年8月描述了一种湿处理方法，其中使包含矿物填充材料的批料悬浮液与分散剂在室温下接触一小时。然而，这种湿处理方法具有以下缺点：用于处理的干产品的润湿和随后干燥是耗费能量和成本的。US2002/0102404A1描述了在其表面上涂覆有饱和和不饱和脂肪羧酸和其盐的组合以及有机化合物如邻苯二甲酸酯的可分散的碳酸钙颗粒，所述碳酸钙颗粒用于粘合剂组合物中以改进粘度稳定性和粘附性质。然而，US2002/0102404要求实施饱和和不饱和脂肪族羧酸/盐的混合物。不饱和脂肪族羧酸/盐的存在增加了在加工任何包含不饱和脂肪族羧酸/盐的材料过程中与双键发生不希望的原位副反应的风险。此外，不饱和脂肪族羧酸/盐的存在可导致实施其的材料中的变色或不希望的气味出现并且特别是腐臭气味。US4,520,073A描述了具有改进的疏水涂层的矿物填充材料，所述疏水涂层通过使用蒸汽作为涂覆材料的载体对多孔矿物进行压力涂覆而制备。除其他选择外，所述涂覆材料可选自长链脂肪族脂肪酸及其盐。WO01/32787A1描述了一种微粒碱土金属碳酸盐材料产品，所述产品在其颗粒上具有疏水材料的涂层，所述疏水材料包含由以下形成的组合物：(a)第一组分，其包含碱土金属碳酸盐与至少一种给定脂肪族羧酸的反应产物；以及(b)第二组分，所述第二组分具有比包含式CH3(CH2)mCOOR化合物的第一组分显著更高的碳酸盐释放温度。WO2008/077156A2涉及包含至少一种聚合树脂和至少一种填料的纺丝成网纤维，所述至少一种填料具有小于或等于约5微米的平均粒度和/或具有小于约15微米的顶切，其中所述至少一种填料以相对于纺丝成网纤维的总重量小于约40重量％的量存在。所述填料的涂层被描述为选自脂肪酸及其盐和酯(硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸铵和硬脂酸钙)的至少一种有机材料。WO2005/075353公开了一种天然碱土金属碳酸盐，所述天然碱土金属碳酸盐具有约0.5微米或更小的d50和小于约0.2wt.-％的吸湿率；以及一种通过研磨制备微粒碳酸酯的方法。碳酸酯可用于聚合物组合物中。WO2009/094321公开了单丝纤维，所述单丝纤维包含至少一种聚合树脂和至少一种涂覆的填料，其中所述至少一种涂覆的填料具有小于或等于约3微米的平均粒度和/或具有小于或等于约10微米的顶切，并且其中所述至少一种涂覆的填料以相对于单丝纤维的总重量小于或等于约50wt.-％的量存在。其中还公开了用于生产单丝纤维的方法，所述方法包括将研磨碳酸钙添加到至少一种聚合树脂中并挤出所得混合物。WO2011/028934涉及纤维，如短纤维，所述纤维包含至少一种聚合树脂和至少一种涂覆的填料，其中所述至少一种涂覆的填料具有小于或等于约3微米的平均粒度，并且其中所述至少一种涂覆的填料以相对于纤维的总重量小于或等于约50wt.-％的量存在。其中还公开了用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有1至10g/m2基础重量的透气薄膜，所述透气薄膜包含至少一种热塑性聚合物和表面处理的填充材料产品，其中所述表面处理的填充材料产品包含A)至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料，所述填充材料具有‑在0.1μm至7μm范围内的重量中值粒度d50，‑≤15μm的顶切粒度d98，‑0.5至150m2/g的比表面积(BET)，如使用氮气和根据ISO 9277的BET方法所测量，以及‑基于所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的总干重，≤1wt.‑％的残余总含水量，以及B)在所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的表面上的处理层，所述处理层包含i.一种或多种磷酸单酯与其盐反应产物和/或一种或多种磷酸二酯与其盐反应产物的磷酸酯共混物，和/或ii.至少一种饱和脂肪族直链或支链羧酸和其盐反应产物，和/或iii.至少一种脂肪族醛和/或其盐反应产物，和/或iv.至少一种聚二烷基硅氧烷，和/或v.根据i.至iv.的所述材料的混合物，其中所述表面处理的填充材料产品包含基于所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的总干重，0.1至3wt.‑％的量的所述处理层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 EP 15197670.1;2015.12.09 US 62/264,8931.一种具有1至10g/m2基础重量的透气薄膜，所述透气薄膜包含至少一种热塑性聚合物和表面处理的填充材料产品，其中所述表面处理的填充材料产品包含A)至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料，所述填充材料具有-在0.1μm至7μm范围内的重量中值粒度d50，-≤15μm的顶切粒度d98，-0.5至150m2/g的比表面积(BET)，如使用氮气和根据ISO9277的BET方法所测量，以及-基于所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的总干重，≤1wt.-％的残余总含水量，以及B)在所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的表面上的处理层，所述处理层包含i.一种或多种磷酸单酯与其盐反应产物和/或一种或多种磷酸二酯与其盐反应产物的磷酸酯共混物，和/或ii.至少一种饱和脂肪族直链或支链羧酸和其盐反应产物，和/或iii.至少一种脂肪族醛和/或其盐反应产物，和/或iv.至少一种聚二烷基硅氧烷，和/或v.根据i.至iv.的所述材料的混合物，其中所述表面处理的填充材料产品包含基于所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的总干重，0.1至3wt.-％的量的所述处理层。2.如权利要求1所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料是包含湿研磨碳酸钙的填充材料。3.如权利要求1或2所述的透气薄膜，其中所述至少一种热塑性聚合物是聚烯烃，所述聚烯烃优选选自由以下各项组成的组：聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯以及其混合物，并且更优选选自由以下各项组成的组：高密度聚乙烯(HDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)以及其混合物。4.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述透气薄膜包含基于所述透气薄膜的总重量，1至85wt.-％、优选2至80wt.-％、更优选5至75wt.-％、甚至更优选10至65wt.-％且最优选15wt.-％至60wt.-％的量的所述表面处理的填充材料产品。5.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料是天然研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、表面处理的碳酸钙或其混合物，并且优选天然研磨碳酸钙。6.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料具有a)0.25μm至5μm、优选0.5μm至4μm且最优选0.6μm至1μm的重量中值粒度d50，和/或b)≤12.5μm、优选≤10μm、更优选≤7.5μm且最优选≤3μm的顶切粒度d98，和/或c)使得至少65wt.-％、优选至少70wt.-％、甚至更优选至少75wt.-％且最优选至少80wt.-％的全部颗粒具有<1μm的粒度的细度。7.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料具有0.5至50m2/g、更优选0.5至35m2/g且最优选0.5至15m2/g的比表面积(BET)，如使用氮气和所述根据ISO9277的BET方法所测量。8.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料具有基于所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的总干重，0.01至0.2wt.-％、优选0.02至0.15wt.-％且最优选0.04至0.15wt.-％的残余总含水量。9.如前述权利要求中任一项所述的透气薄膜，其中所述至少一种包含研磨碳酸钙的填充材料的表面上的所述处理层包含至少一种饱和脂肪族直链或支链羧酸和其盐反应产物，优选地所述至少一种饱和脂肪族直链或支链羧酸是选自由包括以下各项的羧酸组成的组：戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布儒纳，T·福尔纳，M·克纳尔，M·廷克，M·昂格尔，
申请(专利权)人：OMYA国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH