多层、弹性制品制造技术

本发明专利技术涉及一种包括至少２层，低结晶度层和高结晶度层的制品。一层或两层能够伸长以便能够形成预拉伸的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001]本专利技术涉及包括低结晶度层和高结晶度层的聚合物制品如层状材料、薄膜、织物和纤维。
技术介绍
[0002]已知的共挤压方法包括熔化至少两个单独的聚合物组合物并且同时挤出并立即结合它们。可以使用例如冷硬轧辊冷却该挤出物直到该聚合物固化并且可以机械缠绕在辊上。可以在机器方向和/或横向方向使该挤出物定向到控制的程度。可以在低于共挤出物熔点的温度进行该拉伸。以这种方法，可以通过组合具有期望性质的不同聚合物组合物来生产制品。[0003]共挤压薄膜通常是由聚合物组合物制成的，由于结晶相的形成，该共挤压薄膜刚一冷却便产生相当大的机械强度。此外在该组合物刚定向时上述聚合物组合物就能够产生增加的强度以及更好的结晶区排列。[0004]在许多应用中希望薄膜和层状材料具有弹性。上述应用的实例是个人护理产品如尿布背衬片材、尿布腰带和尿布耳；医疗应用，如手术服和袋；和衣物应用，如一次性衣物。在最终结构的使用中，弹性制品可以提供所希望的特性，如有助于获得衣物的柔顺性至优质形状。在尿布腰带中，例如，高弹性回复可以保证在整个尿布使用期间良好的适应性。[0005]加工弹性单层薄膜的难题是由在辊上薄膜的粘性所产生的，它引起“粘连”，即薄膜粘着到其本身。这限制了制品产生之后的储藏。弹性聚合物还可能具有差的美观性，包括，例如，差的表面外观和似橡胶或发粘的手感或触觉。[0006]已经开始若干方法以缓和这些问题。USP 6,649,548公开了无纺织物与薄膜的层状材料以赋予较好的手感。USP 4,629,643和-->5,814,413以及PCT出版物WO 99/47339和WO 01/05574公开了各种用来压花或构造该薄膜表面以增加表面面积和改善手感的机械和处理技术。USP 4,714,735和4,820,590公开了包括弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、和加工油的薄膜，它是通过在高温下定向该薄膜并使该薄膜退火以在应力下凝固来制备的。随后加热该薄膜，使该薄膜收缩并形成弹性的薄膜。[0007]在一个具体实施方案中，这些参考文献还公开了在该弹性薄膜的两侧面上具有乙烯聚合物或共聚物层以减少粘性的薄膜。通过热定形该薄膜，可以使它在伸长条件下稳定。当进行比热定形温度高的加热时，取消热定形，该薄膜回到它的原始长度并且保持弹性。由于涉及两个加热步骤，因此增加了成本和复杂性。USP 4,880,682公开了包括弹性体芯层和热塑性表层的多层薄膜。该弹性体是乙烯/丙烯(EP)橡胶、乙烯/丙烯/二烯单体橡胶(EPDM)、和丁基橡胶，在层状结构中EVA作为表层。在浇铸后，将这些薄膜定向以产生具有微波浪形表面的薄膜，该表面提供低光泽度的薄膜。[0008]在USP 5,354,597和5,376,430中公开了具有至少一个附着层的微构造的弹性层状薄膜。USP 4,476,180描述了基于苯乙烯类嵌段共聚物的弹性体与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物以减少粘性而不会过度降低机械性能。[0009]WO 2004/063270描述了包括低结晶度层和高结晶度层的制品，当伸长时它能够产生塑性变形。该结晶度层包括低结晶度的聚合物和任选附加的聚合物。该高结晶度层包括具有高于低结晶度聚合物熔点的、至少为25℃的熔点的高结晶度聚合物。该低结晶度聚合物和高结晶度聚合物可以具有相容的结晶度。
技术实现思路
在一个具体实施方案中，本专利技术涉及一种包括至少两层即第一或低结晶度层和第二或高结晶度层的制品，其中第一或低结晶度层往往包括低结晶度聚合物，而第二或高结晶度层往往包括高结晶度聚合物。通过差示扫描量热法(DSC)测定，该高结晶度聚合物可以具有几乎等于、大于或小于低结晶度聚合物的熔点、或在该低结晶度聚合物熔-->点25℃范围内的熔点)。该制品能够在低于最小熔化组分熔点的温度下在至少一个方向上伸长至其原始长度或宽度的至少约50％、优选至少约100％和更优选至少约150％的伸长率，从而形成预拉伸的、和任选随后松弛的制品。优选，当伸长时该高结晶度层能够发生塑性变形。[0011]在另一个具体实施方案中，本专利技术提供一种预拉伸的、多层薄膜或层状材料，它包括：A.至少一个芯层或非表层，包括(i)相对立的第一和第二平面，和(ii)低结晶度的弹性聚合物；和B.至少一个第一和任选的第二外层或表层，各自包括(i))相对立的第一和第二平面，和(ii))高结晶度聚合物，第一外层的第二平面或底平面与芯层的第一平面或顶平面紧密接触，而第二外层的第一平面或顶平面与芯层的底平面或第二平面紧密接触。一个表层的高结晶度聚合物可以相同于或不同于另一个表层的高结晶聚合物。优选至少一个芯层聚合物是乙烯/α-烯烃多嵌段共聚体组分，在于2005年3月17日提交的并于2005年9月29日以WO/2005/090427公开的同时待审的PCT申请No.PCT/US2005/008917中进一步限定和论述了该乙烯/α-烯烃多嵌段共聚体组分，并且至少一个表层聚合物通常是聚烯烃。通常，第一和第二外层的表层聚合物往往是相同的。[0012]在制备时，能够拉伸或活化本专利技术的制品，通常以其原始尺寸(例如长度或宽度)的至少约50％、优选至少约100％和更优选至少约150％、更优选至少300％、更优选至少400％到接近500％到1500％的最大值的伸长率。任选随后使该拉伸的制品放松至极低的张力以便在缠绕于辊上之前使其基本上弹性回复。[0013]在另一个具体实施方案中，本专利技术涉及一种生产预拉伸的多层薄膜的方法，该多层薄膜包括至少两层，第一或低结晶度层和第二或高结晶度层，其中该第一或低结晶度层包括低结晶度聚合物，而第二或高结晶度层包括高结晶度聚合物。该方法包括步骤：(1))形成该薄膜、和(2))在至少一个方向上使该薄膜伸长到它原始长度或宽度的至少约150％、优选至少约200％。优选地，在低于高结晶度聚合物熔点的温度、更优选在低于低结晶度聚合物的熔点的温度下伸长该薄膜。该伸长步骤产生具有大于0％、通常为至少10％、更通常为至少-->25％、和更通常为至少50％的浊度值的薄膜。[0014]在另一个具体实施方案中，本专利技术提供一种在第一和第二具体实施方案中描述的、纤维形式(优选双组分纤维)的制品。优选，该高结晶度聚合物包括至少一部分该纤维的表面，特别是在具有壳/芯、并排、盈月、三叶形、海岛形、或扁平结构的纤维中，尽管存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少两个层的制品，该制品包括（ａ）低结晶度层和（ｂ）高结晶度层，其中所述制品能够在伸长时经受塑性变形和其中所述制品包括至少一种乙烯／α－烯烃共聚体，其中该乙烯／α－烯烃共聚体包括一个或多个下列标准：　（ａ）具有约１．７到约３．５的Ｍｗ／Ｍｎ，至少一个单位为摄氏温度的熔点Ｔｍ和单位为克／立方厘米的密度ｄ，其中Ｔｍ和ｄ的数值符合关系：　Ｔｍ＞－２００２．９＋４５３８．５（ｄ）－２４２２．２（ｄ）↑［２］；或　（ｂ）具有约１．７到约３．５的Ｍｗ／Ｍｎ，并且特征在于单位为Ｊ／ｇ的熔化热ΔＨ和单位为摄氏温度的Δ数值ΔＴ，其中ΔＴ定义为在最高ＤＳＣ峰值和最高ＣＲＹＳＴＡＦ峰值之间的温度差值，其中ΔＴ和ΔＨ的数值具有下列关系：　对于ΔＨ大于０且至多１３０Ｊ／ｇ，ΔＴ＞－０．１２９９（ΔＨ）＋６２．８１；　对于ΔＨ大于１３０Ｊ／ｇ，ΔＴ≥４８℃，　其中使用至少５％的累积聚合物测定ＣＲＹＳＴＡＦ峰值，并且如果小于５％的聚合物具有可识别的ＣＲＹＳＴＡＦ峰值，则ＣＲＹＳＴＡＦ温度是３０℃；或　（ｃ）特征在于，在３００％应变和１循环下用乙烯／α－烯烃共聚体的挤压模制薄膜测量的单位为％的弹性回复Ｒｅ，并且具有单位为克／立方厘米的密度ｄ，其中当乙烯／α－烯烃共聚体基本上没有交联相时，Ｒｅ和ｄ的数值满足下列关系：　Ｒｅ＞１４８１－１６２９（ｄ）；或　（ｄ）具有当使用ＴＲＥＦ分级时在４０℃和１３０℃之间洗提的分子级分，特征在于该级分具有比在相同温度之间洗提的类似的无规乙烯共聚体级分高至少５％的摩尔共聚单体含量，其中所述类似的无规乙烯共聚体具有相同的共聚单体和具有在乙烯／α－烯烃共聚体１０％范围内的熔化指数、密度，和摩尔共聚单体含量（以全部聚合物计）；　（ｅ）在２５℃下具有贮能模量Ｇ′（２５℃）和在１００℃下具有贮能模量Ｇ′（１００℃），其中Ｇ′（２５℃）与Ｇ′（１００℃）的比值在约１∶１到约９∶１的范围之内，　（ｆ）平均粘连指数大于０并且至多大约１．０，并且分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ大于约１．３；或　（ｇ）当使用ＴＲＥＦ分级时至少一种在４０℃和１３０℃之间洗提的分子级分，其特征在于该级分具有至少０．５并且至多约１的粘连指数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-10-26 60/730,705;US 2005-12-27 60/754,087;1、一种具有至少两个层的制品，该制品包括(a)低结晶度层和
(b)高结晶度层，其中所述制品能够在伸长时经受塑性变形和其中所
述制品包括至少一种乙烯/α-烯烃共聚体，其中该乙烯/α-烯烃共聚体包
括一个或多个下列标准：
(a)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，至少一个单位为摄氏温度的
熔点Tm和单位为克/立方厘米的密度d，其中Tm和d的数值符合关系：
Tm＞-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2；或
(b)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，并且特征在于单位为J/g的
熔化热ΔH和单位为摄氏温度的Δ数值ΔT，其中ΔT定义为在最高DSC
峰值和最高CRYSTAF峰值之间的温度差值，其中ΔT和ΔH的数值具
有下列关系：
对于ΔH大于0且至多130J/g，ΔT＞-0.1299(ΔH)+62.81；
对于ΔH大于130J/g，ΔT≥48℃，
其中使用至少5％的累积聚合物测定CRYSTAF峰值，并且如果小
于5％的聚合物具有可识别的CRYSTAF峰值，则CRYSTAF温度是30
℃；或
(c)特征在于，在300％应变和1循环下用乙烯/α-烯烃共聚体的
挤压模制薄膜测量的单位为％的弹性回复Re，并且具有单位为克/立方
厘米的密度d，其中当乙烯/α-烯烃共聚体基本上没有交联相时，Re和
d的数值满足下列关系：
Re＞1481-1629(d)；或
(d)具有当使用TREF分级时在40℃和130℃之间洗提的分子级
分，特征在于该级分具有比在相同温度之间洗提的类似的无规乙烯共
聚体级分高至少5％的摩尔共聚单体含量，其中所述类似的无规乙烯共
聚体具有相同的共聚单体和具有在乙烯/α-烯烃共聚体10％范围内的熔
化指数、密度，和摩尔共聚单体含量(以全部聚合物计)；
(e)在25℃下具有贮能模量G′(25℃)和在100℃下具有贮能模
量G′(100℃)，其中G′(25℃)与G′(100℃)的比值在约1∶1到约
9∶1的范围之内，
(f)平均粘连指数大于0并且至多大约1.0，并且分子量分布
Mw/Mn大于约1.3；或
(g)当使用TREF分级时至少一种在40℃和130℃之间洗提的分
子级分，其特征在于该级分具有至少0.5并且至多约1的粘连指数。
2、根据权利要求1所述的制品，其中该低结晶度层包括低结晶度
聚合物和该高结晶度层包括高结晶度聚合物。
3、根据权利要求1所述的制品，其中该高结晶度层包括丙烯与一
个或多个共聚单体的均聚物或共聚物，该共聚单体选自乙烯和C4-C20
的α-烯烃。
4、根据权利要求1所述的制品，其中在该包括聚合物的制品的最
低熔点或低于该熔点的温度下，该制品的至少一层具有在至少一个方
向上将其伸长至所述制品原始尺寸的至少50％伸长率的能力。
5、根据权利要求1所述的制品，其中该制品的至少一层被伸长。
6、根据权利要求1所述的制品，其中该低结晶度聚合物和高结晶
度聚合物具有至少大约3重量％的结晶度差异。
7、根据权利要求1所述的制品，其中通过差示扫描量热法(DSC)
测量，该低结晶度聚合物的熔点大于该高结晶度聚合物的熔点。
8、根据权利要求1所述的制品，其中至少一个高结晶度层包括非
纺织的层。
9、根据权利要求1所述的制品，其中至少一个低结晶度层包括非
纺织的层。
10、根据权利要求1所述的制品，其中至少一个高结晶度层包括
薄膜层。
11、根据权利要求1所述的制品，其中至少一个高结晶度层包括
薄膜层并且至少一个低结晶度层包括薄膜层。
12、根据权利要求1所述的制品，其中至少一个高结晶度层包括
非纺织的层和至少一个低结晶度层包括薄膜层。
13、一种包括多层薄膜的制品，该制品包括(a)低结晶度薄膜、
包括低结晶度聚合物的非表层和(b)至少两个高结晶度薄膜层，其中
所述制品能够在伸长时经受塑性变形和其中所述低结晶度薄膜层包括
至少一种乙烯/α-烯烃共聚体，其中该乙烯/α-烯烃共聚体包括一个或多
个下列标准：
(a)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，至少一个单位为摄氏温度的
熔点Tm和单位为克/立方厘米的密度d，其中Tm和d的数值符合关系：
Tm＞-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2；或
(b)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，并且特征在于单位为J/g的
熔化热ΔH和单位为摄氏温度的Δ数值ΔT，其中ΔT定义为在最高DSC
峰值和最高CRYSTAF峰值之间的温度差值，其中ΔT和ΔH的数值具
有下列关系：
对于ΔH大于0且至多130J/g，ΔT＞-0.1299(ΔH)+62.81；
对于ΔH大于130J/g，ΔT≥48℃，
其中使用至少5％的累积聚合物测定CRYSTAF峰值，并且如果小
于5％的聚合物具有可识别的CRYSTAF峰值，则CRYSTAF温度是30
℃；或
(c)特征在于，在300％应变和1循环下，用乙烯/α-烯烃共聚体
的挤压模制薄膜测量的单位为％的弹性回复Re，并且具有单位为克/
立方厘米的密度d，其中当乙烯/α-烯烃共聚体基本上没有交联相时，
Re和d的数值满足下列关系：
Re＞1481-1629(d)；或
(d)当使用TREF分级时，具有在40℃和130℃之间洗提的分子
级分，特征在于该级分具有比在相同温度之间洗提的类似的无规乙烯
共聚体级分高至少5％的摩尔共聚单体含量，其中所述类似的无规乙烯
共聚体具有相同的共聚单体和具有在乙烯/α-烯烃共聚体10％范围内的
熔化指数、密度，和摩尔共聚单体含量(以全部聚合物计)；
(e)在25℃下具有贮能模量G′(25℃)和在100℃下具有贮能模
量G′(100℃)，其中G′(25℃)与G′(100℃)的比值在约1∶1到约
9∶1的范围之内，并且其中至少一个高结晶度层包括选自丙烯均聚物、
丙烯与一个或多个选自乙烯和C4-C20α-烯烃的共聚单体的共聚物、乙
烯均聚物、和乙烯与一个或多个选自乙烯和C3-C20α-烯烃的共聚单体
的共聚物的聚合物；
(f)平均粘连指数大于0并且至多大约1.0，并且分子量分布
Mw/Mn大于约1.3；或
(g)当使用TREF分级时，至少一种在40℃和130℃之间洗提的
分子级分，其特征在于该级分具有至少0.5并且至多约1的粘连指数。
14、一种包括多层叠层的制品，该制品包括(a)低结晶度薄膜或
包括低结晶度聚合物的非纺织的非表层和(b)至少两个高结晶度薄膜
或非纺织层，其中所述制品能够在伸长时经受塑性变形和其中所述低
结晶度薄膜层包括至少一种乙烯/α-烯烃共聚体，其中该乙烯/α-烯烃共
聚体包括一个或多个下列标准：
(a)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，至少一个单位为摄氏温度的
熔点Tm和单位为克/立方厘米的密度d，其中Tm和d的数值符合关系：
Tm＞-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2；或
(b)具有约1.7到约3.5的Mw/Mn，并且特征在于单位为J/g的
熔化热ΔH和单位为摄氏温度的Δ数值ΔT，其中ΔT定义为在最高DSC
峰值和最高CRYSTAF峰值之间的温度差值，其中ΔT和ΔH的数值具
有下列关系：
对于ΔH大于0且至多130J/g，ΔT＞-0.1299(ΔH)+62.81；
对于ΔH大于130J/g，ΔT≥48℃，
其中使用至少5％的累积聚合物测定CRYSTAF峰值，并且如果小
于5％的聚合物具有可识别的CRYSTAF峰值，则CRYSTAF温度是30
℃；或
(c)特征在于，在300％应变和1循环下，用乙烯/α-烯烃共聚体
的挤压模制薄膜测量的单位为％的弹性回复Re，并且具有单位为克/
立方厘米的密度d，其中当乙烯/α-烯烃共聚体基本上没有交联相时，
Re和d的数值满足下列关系：
Re＞1481-1629(d)；或
(d)当使用TREF分级时，具有在40℃和130℃之间洗提的分子
级分，特征在于该级分具有比在相同温度之间洗提的类似的无规乙烯
共聚体级分高至少5％的摩尔共聚单体含量，其中所述类似的无规乙烯
共聚体具有相同的共聚单体和具有在乙烯/α-烯烃共聚体10％范围内的
熔化指数、密度，和摩尔共聚单体含量(以全部聚合物计)；
(e)在25℃下具有贮能模量G′(25℃)和在100℃下具有贮能模
量G′(100℃)，其中G′(25℃)与G′(100℃)的比值在约1∶1到约
9∶1的范围之内，并且其中所述高结晶度层包括选自丙烯均聚物、丙烯
与一个或多个选自乙烯和C4-C20α-烯烃的共聚单体的共聚物、乙烯均
聚物、和乙烯与一个或多个选自乙烯和C3-C20α-烯烃的共聚单体的共
聚物的聚合物；
(f)平均粘连指数大于0并且至多大约1.0，并且分子量分布
Mw/Mn大于约1.3；或
(g)当使用TREF分级时，至少一种在40℃和130℃之间洗提的
分子级分，其特征在于该级分具有至少0.5并且至多约1的粘连指数。
15、根据权利要求14所述的制品，其中该高结晶度薄膜或非纺织
层包括选自均质支化聚合物、LLDPE、LDPE、HDPE、SLEP、hPP、
和PP塑料和PP弹性体、以及RCP的聚合物。
16、根据权利要求14所述的制品，其中所述低结晶度薄膜层是吹
塑薄膜并且其中所述乙烯/α-烯烃共聚体具有从大约0.5到大约5g/10分

【专利技术属性】
技术研发人员：RM帕特尔，张正陈，彭宏，SV卡兰德，BC蓬，张润华，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]