聚合物膜和用于制造聚合物膜的方法技术

多层膜包括至少一个微孔且透气的空穴化的芯层，和至少一个表层。所述空穴化的芯层包含聚烯烃和分散在所述聚烯烃中的无机填料。描述了用于形成聚合物膜的方法以及由其制备的制品。

Polymer film and method for manufacturing polymer film

The multilayer film comprises at least one microporous and breathable hollow core layer and at least one surface layer. The hole core layer comprises polyolefin and inorganic filler dispersed in the polyolefin. A method for forming a polymer film and articles made therefrom are described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物膜和用于制造聚合物膜的方法优先权主张本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年11月5日提交的美国临时申请序列号62/251,415的优先权，所述美国临时申请明确通过引用结合在此。背景本披露涉及聚合物材料，并且具体地涉及聚合物膜。更具体地说，本披露涉及由聚合物材料和填料形成的具有微孔芯层的多层聚合物膜。
技术实现思路
根据本披露，多层不透气膜是使用制造方法制成。所述制造方法包括挤出组合物以形成熔融网状物，浇铸所述熔融网状物以形成淬火的膜，并拉伸所述淬火的膜以形成微孔透气膜的步骤。在说明性实施例中，两种或更多种可挤出材料被共挤出以形成熔融网状物。所述淬火的膜是通过使用真空箱和/或吹入空气(例如，气刀和/或空气夹层)将所述熔融网状物抵靠冷却辊的表面浇铸而由熔融网状物形成。在说明性实例中，根据本披露的多层膜包括至少一个空穴化的芯层和至少一个非空穴化的表层。所述至少一个空穴化的芯层是微孔的和透气的。所述至少一个非空穴化的表层是无微孔的和不透气的。在说明性实施例中，根据本披露的替代性多层不透气膜包括第一非空穴化的表层和第二非空穴化的表层、设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间的至少一个空穴化的芯层、以及设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间的至少一个极性聚合物层。所述至少一个极性聚合物层包含吸湿聚合物。在说明性实施例中，根据本披露的部分透气多层膜包括至少一个空穴化的芯层和其中具有一个或多个不连续性的至少一个表层。所述多层膜包括至少一个微孔透气区域和至少一个无微孔不透气区域。在说明性实施例中，个人卫生产品包含根据本披露的至少一个内部多层膜和至少一个外部非织造层。所述内部多层膜的非空穴化的表层的至少一部分粘合至所述外部非织造层的至少一部分。在考虑了对如目前所理解的、执行本披露的最佳模式进行举例说明的说明性实施例之后，本披露的多个额外特征对本领域的技术人员来说将变得清楚。附图说明详细描述具体地参考附图，在附图中：图1是包括两个层的多层膜的代表性实施例的图解视图；图2是用于机器方向(MD)拉伸聚合物膜的示例性方法的图解视图；图3是用于横向(CD)拉伸聚合物膜的示例性方法的图解视图；图4是用于互相啮合齿轮(IMG)拉伸聚合物膜的示例性方法的图解视图；图5是用于使用真空箱将熔融网状物抵靠冷却辊浇铸的示例性方法的图解视图；图6是用于使用气刀将熔融网状物抵靠冷却辊浇铸的示例性方法的图解视图；图7是包括三个层的多层不透气膜的代表性实施例的图解视图；图8是粘合到非织造材料上的多层不透气膜的代表性实施例的图解视图；图9是包括五个层的多层不透气膜的代表性实施例的图解视图；并且图10是包括两个层的多层部分透气膜的代表性实施例的图解视图。具体实施方式例如，在图1中示出了根据本披露的多层膜2的第一实施例。多层膜2包括空穴化的芯层3和非空穴化的表层13。空穴化的芯层3包括热塑性聚合物4和分散在所述热塑性聚合物4中的固体填料6。在一些实施例中，空穴化的芯层3包括两种或更多种热塑性聚合物4的组合和/或两种或更多种固体填料6的组合。非空穴化的表层13含有热塑性聚合物(例如，可以与空穴化的芯层3中的热塑性聚合物4相同或不同)。在一些实施例中，非空穴化的表层13包括两种或更多种热塑性聚合物4的组合。如图1中所示，空穴化的芯层3包括形成于热塑性聚合物树脂4中的微孔8的互连网络。平均来说，微孔8的尺寸小于典型水滴的尺寸，但尺寸大于水蒸汽分子。因此，微孔8允许水蒸汽通过，但最大限度减少或阻断液态水通过。图1中的虚线10和12示出了水蒸汽透过空穴化的芯层3的两种代表性途径。含有至少一个空穴化的芯层3(例如，含有热塑性聚合物4和分散于所述热塑性聚合物4中的固体填料6)和至少一个非空穴化的表层13(例如，含有热塑性聚合物4)的前体膜可以通过浇铸膜方法或吹塑膜方法产生。然后，由此产生的膜可以通过一个或多个拉伸过程拉伸。所述拉伸过程将聚合物材料移动(例如，牵拉)远离分散于其中的固体填料的表面，从而形成微孔8。在一个实例中，拉伸可以通过类似于图2中的简化图解形式所示的方法通过机器方向(MD)取向来实现。例如，图2中所示的膜14可以沿箭头方向15在至少两对辊之间通过。在这个实例中，第一辊16和第一辊隙20以比第二辊18和第二辊隙22的速度(V2)更慢的速度(V1)运行。V2/V1的比率决定了膜14被拉伸的程度。因为在辊表面上可能存在足够的阻力以防止滑动，所以所述方法可以可替代地在辊隙打开的情况下运行。因此，在图2中所示的方法中，第一辊隙20和第二辊隙22是任选的。在另一个实例中，拉伸可以通过类似于图3中的简化图解形式所示的方法通过横向(CD)拉伸来实现。例如，图3中所示膜24可以在箭头28方向上移动，同时在双向箭头30方向上向拉幅机框两侧拉伸。拉幅机框包括多个被配置用于沿着侧边缘抓紧膜24的附接结构26。在另一个实例中，拉伸可以通过类似于图4中的简化图解形式所示的方法通过互相啮合齿轮(IMG)拉伸来实现。例如，膜32可以在箭头33方向上在如图4中所示一对槽形或齿形辊之间移动。在一个实例中，第一齿状辊34可以顺时针方向旋转，而第二齿状辊36可以逆时针方向旋转。在辊34和36的一个或多个齿接触膜32的每个点上，可施加局部应力，拉伸膜32，并在其中引入类似于图1中所示的微孔8的互连微孔。通过使用IMG拉伸，可以在机器方向(MD)、横向(CD)、与MD呈斜角或它们的任何组合拉伸膜32。含有至少一个空穴化的芯层3(例如，含有热塑性聚合物4和分散于所述热塑性聚合物4中的固体填料6)和至少一个非空穴化的表层13(例如，含有热塑性聚合物4)的前体膜可以被拉伸以形成根据本披露的多层膜2。所述前体膜可以通过将热塑性聚合物4(或热塑性聚合物4的组合)、固体填料6(或固体填料6的组合)和任何任选组分混合在一起直至共混、加热所述混合物并且然后将所述加热的混合物与至少一种额外可挤出材料共挤出以形成熔融网状物来制备。所述至少一种额外可挤出材料可以含有热塑性聚合物4(或热塑性聚合物4的组合)。可以使用合适的成膜方法来形成在形成多层膜的途中的前体膜。例如，前体膜可以使用吹塑膜、共挤出或单层挤出技术和/或类似方式通过浇铸或挤出来制造。在一个实例中，可将所述前体膜卷绕到卷取辊上，供后续根据本披露拉伸。在另一个实例中，前体膜可以使用如图2-4中一个或多个中所示的膜拉伸装置在线制造。除了含有一种或多种热塑性聚合物和一种或多种固体填料之外，前体膜还可以含有其他任选的组分以改善膜的特性或膜的加工。代表性的任选组分包括但不限于抗氧化剂(例如，加入以防止聚合物降解和/或降低膜随时间变色的趋势)和加工助剂(例如，加入以促进前体膜的挤出)。在一个实例中，前体膜中的一种或多种抗氧化剂的量是按膜的重量计小于约1％，并且一种或多种加工助剂的量是按膜的重量计小于约5％。附加的任选的添加剂包括但不限于增白剂(例如，二氧化钛)，其可加入以增加膜的不透明度。在一个实例中，一种或多种增白剂的量是按膜的重量计小于约10％。另外的任选的组分包括但不限于防结块剂(例如，硅藻土)和增滑剂(例如芥酸酰胺亦称芥子酰胺)，其可以加入以使膜卷适当地展开并有助于二次加工(例如，尿布制造)。在一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造多层膜的方法，所述多层膜包括至少一个空穴化的芯层和至少一个非空穴化的表层，所述方法包括以下步骤挤出两种或更多种可挤出材料以形成熔融网状物，其中所述两种或更多种可挤出材料中的至少一种包含第一聚烯烃和无机填料，并且所述两种或更多种可挤出材料中的至少另一种包含第二聚烯烃，使用气刀、空气夹层、真空箱或其组合将所述熔融网状物抵靠冷却辊的表面浇铸以形成淬火的膜，并且拉伸所述淬火的膜以形成所述多层膜，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃是相同的或不同的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 US 62/251,4151.一种用于制造多层膜的方法，所述多层膜包括至少一个空穴化的芯层和至少一个非空穴化的表层，所述方法包括以下步骤挤出两种或更多种可挤出材料以形成熔融网状物，其中所述两种或更多种可挤出材料中的至少一种包含第一聚烯烃和无机填料，并且所述两种或更多种可挤出材料中的至少另一种包含第二聚烯烃，使用气刀、空气夹层、真空箱或其组合将所述熔融网状物抵靠冷却辊的表面浇铸以形成淬火的膜，并且拉伸所述淬火的膜以形成所述多层膜，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃是相同的或不同的。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多层膜包括第一非空穴化的表层和第二非空穴化的表层，并且其中所述至少一个空穴化的芯层设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃独立地选自下组，所述组由聚乙烯、聚丙烯、及其组合组成。4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一聚烯烃包括聚丙烯。5.如权利要求1所述的方法，其中所述第二聚烯烃包括聚丙烯。6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃中的每一种包括聚丙烯。7.如权利要求1所述的方法，其中所述无机填料的平均粒度在约0.1微米与约15微米之间。8.如权利要求1所述的方法，其中所述无机填料选自下组，所述组由以下各项组成：碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、氧化镁、氧化钙、氧化铝、云母、滑石、二氧化硅、粘土、玻璃球、二氧化钛、氢氧化铝、沸石及其组合。9.如权利要求1所述的方法，其中所述无机填料包括碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、碱土金属硫酸盐或其组合。10.如权利要求1所述的方法，其中所述无机填料包括碳酸钙。11.如权利要求1所述的方法，其中将所述熔融网状物通过所述真空箱在负压下抵靠所述冷却辊的表面浇铸。12.如权利要求1所述的方法，其中将所述熔融网状物通过所述气刀在正压下抵靠所述冷却辊的表面浇铸。13.如权利要求1所述的方法，其中所述拉伸包括机器方向(MD)拉伸、横向(CD)拉伸、互相啮合齿轮(IMG)拉伸、冷拉或其组合。14.如权利要求1所述的方法，其中所述拉伸包括横向互相啮合齿轮(CD-IMG)拉伸和机器方向(MD)拉伸。15.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述多层膜退火。16.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述多层膜退火，其中所述退火是在约75华氏度与约225华氏度之间的温度下进行。17.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将所述至少一个非空穴化的表层的至少一部分附接至非织造材料。18.如权利要求1所述的方法，其中所述多层膜包括第一非空穴化的表层和第二非空穴化的表层，并且其中所述方法进一步包括将所述第一非空穴化的表层或所述第二非空穴化的表层的至少一部分附接至非织造材料。19.如权利要求18所述的方法，其中所述非织造材料和所述第一非空穴化的表层或所述第二非空穴化的表层的附接至所述非织造材料的所述部分包含聚丙烯。20.一种用于制造多层不透气膜的方法，所述多层不透气膜包括第一非空穴化的表层、第二非空穴化的表层和设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间的至少一个空穴化的芯层，所述方法包括以下步骤挤出两种或更多种可挤出材料以形成熔融网状物，其中至少第一可挤出材料包含第一聚烯烃和无机填料并且被配置为形成所述至少一个空穴化的芯层，并且其中至少第二可挤出材料包含第二聚烯烃并且被配置为形成所述第一非空穴化的表层和所述第二非空穴化的表层中的每一个，使用气刀、空气夹层、真空箱或其组合将所述熔融网状物抵靠冷却辊的表面浇铸以形成淬火的膜，并且拉伸所述淬火的膜以形成所述多层膜，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃是相同的或不同的。21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃独立地选自下组，所述组由聚乙烯、聚丙烯、及其组合组成。22.如权利要求20所述的方法，其中所述第一聚烯烃包括聚丙烯。23.如权利要求20所述的方法，其中所述第二聚烯烃包括聚丙烯。24.如权利要求20所述的方法，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃中的每一种包括聚丙烯。25.如权利要求20所述的方法，其中所述无机填料的平均粒度在约0.1微米与约15微米之间。26.如权利要求20所述的方法，其中所述无机填料选自下组，所述组由以下各项组成：碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、氧化镁、氧化钙、氧化铝、云母、滑石、二氧化硅、粘土、玻璃球、二氧化钛、氢氧化铝、沸石及其组合。27.如权利要求20所述的方法，其中所述无机填料包括碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、碱土金属硫酸盐或其组合。28.如权利要求20所述的方法，其中所述无机填料包括碳酸钙。29.如权利要求20所述的方法，其中将所述熔融网状物通过所述真空箱在负压下抵靠所述冷却辊的表面浇铸。30.如权利要求20所述的方法，其中将所述熔融网状物通过所述气刀在正压下抵靠所述冷却辊的表面浇铸。31.如权利要求20所述的方法，其中所述拉伸包括机器方向(MD)拉伸、横向(CD)拉伸、互相啮合齿轮(IMG)拉伸、冷拉或其组合。32.如权利要求20所述的方法，其中所述拉伸包括横向互相啮合齿轮(CD-IMG)拉伸和机器方向(MD)拉伸。33.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括使所述多层不透气膜退火。34.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括使所述多层不透气膜退火，其中所述退火是在约75华氏度与约225华氏度之间的温度下进行。35.如权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括将所述第一非空穴化的表层或所述第二非空穴化的表层的至少一部分附接至非织造材料。36.如权利要求35所述的方法，其中所述非织造材料和所述第一非空穴化的表层或所述第二非空穴化的表层的附接至所述非织造材料的至少所述部分包含聚丙烯。37.一种用于制造多层不透气膜的方法，所述多层不透气膜包括第一非空穴化的表层、第二非空穴化的表层、设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间的至少一个空穴化的芯层、以及设置在所述第一非空穴化的表层与所述第二非空穴化的表层之间的至少一个极性聚合物层，所述方法包括以下步骤挤出三种或更多种可挤出材料以形成熔融网状物，其中至少第一可挤出材料包含第一聚烯烃和无机填料并且被配置为形成所述至少一个空穴化的芯层，其中至少第二可挤出材料包含第二聚烯烃并且被配置为形成所述第一非空穴化的表层和所述第二非空穴化的表层中的每一个，并且其中至少第三可挤出材料包含吸湿聚合物并且被配置为形成所述至少一个极性聚合物层，使用气刀、空气夹层、真空箱或其组合将所述熔融网状物抵靠冷却辊的表面浇铸以形成淬火的膜，并且拉伸所述淬火的膜以形成所述多层膜，其中所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃是相同的或不同的。38.如权利要求37所述的方法，其中所述吸湿聚合物选自下组，所述组由以下各项组成：吸湿弹性体、聚酯、聚酰胺、聚醚酯共聚物、聚醚酰胺共聚物、聚氨酯、聚氨酯共聚物、聚(醚酰亚胺)酯共聚物、聚乙烯醇、离聚物、纤维素、硝基纤维素、及其组合。39.如权利要求37所述的方法，其中所述第三可挤出材料进一步包含粘合剂。40.如权利要求39所述的方法，其中所述粘合剂包括聚乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、酸改性的丙烯酸酯、酸酐改性的丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、酸/丙烯酸酯改性的乙烯乙酸乙烯酯、酸酐改性的乙烯乙酸乙烯酯、或其组合。41.如权利要求37所述的方法，其中所述第一可挤出材料进一步包含粘合剂。42.如权利要求37所述的方法，其中所述极性聚合物层包含尼龙、聚酯、乙烯乙烯醇、或其组合。43.如权利要求37所述的方法，其中所述极性聚合物层选自下组，所述组由以下各项组成：尼龙、聚酯、乙烯乙烯醇、尼龙的共聚物、聚酯的共聚物、乙烯乙烯醇的共聚物、及其组合。44.一种多层膜，所述多层膜包括至少一个空穴化的芯层，所述至少一个空穴化的芯层包含第一聚烯烃和分散在所述第一聚烯烃中的无机填料，以及至少一个非空穴化的表层，所述至少一个非空穴化的表层包含第二聚烯烃，其中所述多层膜具有小于约12gsm的基重并表现出选自下组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·A·米德尔斯沃思，布鲁克·D·基茨米勒，瓦迪姆·G·扎科夫，
申请(专利权)人：贝瑞全球有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US