透气且多微孔的热塑性薄膜制造技术

本发明专利技术涉及透气且多微孔的热塑性薄膜。透气的热塑性膜、层压物、和制造膜的方法，该膜具有小于或等于15gsm的基重和至少大约500克水每24‑小时每平方米的水蒸气传输速率，其中所述膜具有大约小于10的MD断裂负载和CD断裂负载的比，以及至少大约5克的机器方向切口埃尔门多夫抗扯强度或者至少大约15克的机器方向切口梯形抗扯强度中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
透气且多微孔的热塑性薄膜本申请为国际申请号为PCT/US2015/030463、国际申请日为2015年05月13日、专利技术名称为“透气且多微孔的热塑性薄膜”的PCT申请于2016年11月11日进入中国国家阶段后申请号为201580027028.7的中国国家阶段专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2014年5月13日提交的美国临时专利申请号61/992,438、于2014年9月22日提交的美国临时专利申请号62/053,385、以及于2014年12月16日提交的美国临时专利申请号62/092,351的优先权。
热塑性膜广泛用于个人护理产品，例如，作为尿布或其它一次性个人卫生用品的外层。由于各种原因，包括成本、舒适度、节约资源和最小化浪费，有需要尽可能使膜越薄越好，同时维持所述膜的其它必要性能。热塑性膜需要的特点包括液体不可透性、蒸汽可透性(例如透气的)、可粘合至个人护理产品的其它层、以及有足够的物理强度可被处理成成品。当将热塑性膜用于包装(例如，用作消费品的外包装)时，强度是重要的考量。具有足够强度和基重的透气膜作为需要释放生产过程中产生的气味的产品的包装会尤其实用。热塑性膜可通过将熔化的聚合组合物挤出到激冷辊(chillroller)上而形成，该过程中熔化的聚合组合物瞬间冷却以形成固态膜。膜的处理包括多个步骤，包括加热、冷却、以及拉伸来产生最终的膜产品，该膜产品的厚度比原始厚度小72倍或更小。在机器方向(MD)上拉伸形成高度定向型的薄型膜，这被称为机器方向定向(MDO)。MDO可以是实用的，然而也可影响尤其是更薄的膜的质量，例如降低横向方向(CD)的抗张强度、冲击强度、抗扯强度、和耐慢穿刺性(slowpunctureresistance)。
技术介绍
现有用于制造薄型热塑性膜的方法包括在美国专利7,442,332(Cancioetal)中描述的方法。在这个过程中，网的拉伸的大部分(超过一半)发生在所述挤出机模和第一轧点之间(比如在“熔化幕”内)。在这种浇铸过程中，两个缺陷是被称为“牵伸共振”的现象和膜内孔的形成，其中“牵伸共振”造成不均匀的膜厚度。这些问题随着生产速度增加而增加，且可进一步地限制可被应用的聚合组合物的种类。克服这些问题需要减慢生产，这最终导致成本提高。因此，对于具有有限的MDO和需要的性质(比如没有孔、良好的透气性、良好的抗张强度和抗扯强度性质)、并且可被经济且高效地在高速生产线上生产的热塑性薄膜存在需求。
技术实现思路
通过提供具有低基重、大体上没有孔、且具有基重高得多的膜的物理属性特征的透气热塑性膜，本专利技术满足了上述的要求。本专利技术的膜表现出优秀的抗张强度、抗扯强度、和透气性。然而，抗张强度与膜的厚度成正比，一般更厚的膜表现出更高的抗扯强度，通过本专利技术的过程制成的膜表现出比针对具有相似厚度的相当的膜所预计的更高的抗扯强度。换言之，所述膜显示出抗扯强度与厚度的改进比例。本专利技术的热塑性膜，其本身被视作独特的、通过新颖的流程制成，其中所述膜在某一温度下在MD上被拉伸，其中所述温度足够高来防止有害的MD定向，但低于热塑性聚合物的熔点。与描述在美国专利7,442,332中所述过程相反，这个过程发生在激冷辊的下游。本专利技术的方法允许所述挤出过程以常规生产速度发生，且不需要附加设备来减少牵伸共振。作为额外的优势，膜的质量(比如不透明度)可通过另外的下游MD拉伸控制，这会减少或消除了添加不透明剂的需求。下面描述本专利技术的一些非限制性实施例。在一个实施例中，透气的热塑性膜被提供，其具有少于或等于大约15gsm的基重以及至少大约500克水/24小时/平方米的水蒸气传输速率(WVTR)，且其中所述膜的MD断裂负载与CD断裂负载的比小于大约10，并且该膜具有至少大约5克的机器方向切口埃尔门多夫(Elmendorf)抗扯强度或者至少大约15克的机器方向切口梯形抗扯强度中的至少一个。在另一个实施例中，层压物被提供，其包括第一层，其中第一层依次包括透气热塑性膜，该膜具有少于或等于15gsm的基重以及至少大约500克水/24小时/平方米的水蒸气传输速率，且其中所述膜的MD断裂负载与CD断裂负载的比小于大约10，并且该膜具有至少大约5克的机器方向切口埃尔门多夫抗扯强度或者至少大约15克的机器方向切口梯形抗扯强度中的至少一个，所述第一层具有表面；以及附接至所述膜的所述表面的基底。在另一个实施例中，制造热塑性膜产品的方法被提供，其包括将含有热塑性聚合物的熔化网从挤出机挤出到第一激冷辊上，所述第一激冷辊以圆周速度V1并在温度T1下操作，该温度在所述热塑性聚合物的熔点以下且冷却所述网来形成膜，并且其中所述挤出机和激冷辊之间的空间形成第一缝隙；将所述膜推进至所述第一激冷辊下游的拉伸辊，该拉伸辊以大于V1的圆周速度V2并在温度T2下操作，并且进一步在机器方向上拉伸所述膜，来产生具有大体上均匀厚度和有限机器方向定向的膜，其中所述膜的MD断裂负载与CD断裂负载的比例小于大约10，并且该膜具有至少大约5克的机器方向切口埃尔门多夫抗扯强度或者至少大约15克的机器方向切口梯形抗扯强度中的至少一个。在上述方法提供的另一个实施例中，其中所述的热塑性膜具有至少2.0牛/厘米的MD断裂负载以及至少0.7牛/厘米的CD断裂负载。在上述方法提供的另一个实施例中，其中所述热塑性膜产品的厚度从大约5gsm到大约20gsm。在上述方法提供的另一个实施例中，其中所述熔化网被浇铸、吹制、压光、单独挤出、共挤出、冷浇铸、压印(nipembossed)、或其组合。在上述方法提供的另一个实施例中，进一步包括至少一个附加的激冷辊，其在温度T下并以圆周速度V操作。在上述方法提供的另一个实施例中，进一步包括在横向方向上拉伸所述膜来产生透气热塑性膜产品的步骤，其中该热塑性膜产品具有至少大约500克水/24小时/平方米的水蒸气传输速率。在上述方法提供的另一个实施例中，其中膜用交叉辊在横向上递增地拉伸。在上述方法提供的另一个实施例中，其中膜被推进穿过第一机器方向定向工段，该工段包括至少一个加热辊和至少一个拉伸辊，该加热辊具有温度T3。在上述方法提供的另一个实施例中，其中其中膜被推进穿过至少第二机器方向定向工段，该工段包括至少一个加热辊和至少一个拉伸辊。在上述方法提供的另一个实施例中，其中第二机器方向定向工段位于横向交叉辊工段的下游。在上述方法提供的另一个实施例中，其中所述第二机器方向定向工段位于横向交叉辊工段的上游。在上述方法提供的另一个实施例中，其中T1是从大约80摄氏度到大约160摄氏度。在上述方法提供的另一个实施例中，其中T2是从大约60摄氏度到大约100摄氏度。在上述方法提供的另一个实施例中，其中T3是从大约80摄氏度到大约150摄氏度。在上述方法提供的另一个实施例中，其中T与T1相同。在上述方法提供的另一个实施例中，其中T与T1不同。在上述方法提供的另一个实施例中，其中V与V1相同。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性膜，所述膜包括聚乙烯、聚丙烯和填料，其中所述膜在适合于产生这样的膜的温度在激冷辊和拉伸辊之间在机器方向上进行拉伸：该膜具有有限的机器方向定向，从大约1到大约5的MD断裂负载与CD断裂负载比，15gsm或更少的基重和大于约50％的根据ASTM D-1746测量的透明度。/n

【技术特征摘要】
20140513 US 61/992,438;20140922 US 62/053,385;20141.一种热塑性膜，所述膜包括聚乙烯、聚丙烯和填料，其中所述膜在适合于产生这样的膜的温度在激冷辊和拉伸辊之间在机器方向上进行拉伸：该膜具有有限的机器方向定向，从大约1到大约5的MD断裂负载与CD断裂负载比，15gsm或更少的基重和大于约50％的根据ASTMD-1746测量的透明度。


2.根据权利要求1所述的膜，其中所述膜进一步在横向方向上进行拉伸以导致这样的膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·V·坎斯欧，F·埃申巴赫，J·福特，
申请(专利权)人：克洛佩塑料产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US