專利名稱：高速制備微孔膜產(chǎn)品的方法
背景技術(shù)：
已知制備微孔膜產(chǎn)品的方法已有一段時(shí)間了。例如Liu的US3832267教導(dǎo)在拉伸或定向之前將含分散的無(wú)定形聚合物相的聚烯烴膜熔融壓花成型以提高氣體和濕蒸汽透過(guò)該膜的能力。根據(jù)Liu的US3832267，具有分散的無(wú)定形聚丙烯相的結(jié)晶聚丙烯膜在雙向拉伸之前首先經(jīng)壓花生產(chǎn)具有更大滲透性的定向無(wú)孔膜。利用該分散的無(wú)定形相提供微孔，從而提高其它無(wú)孔膜的滲透性以提高濕蒸汽滲透性(MVT)。該壓花膜優(yōu)選經(jīng)壓花，接著拉伸。
在1976年，Schwarz發(fā)表了一篇文章，該文章描述了用于生產(chǎn)微孔物質(zhì)的高分子共混物和組成(Eckhard C.A.Schwartz(Biax-Fiberfilm)，“新型原纖維膜結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)和用途”，Pap.Synth.Conf.(TAPPI),1976，第33-39頁(yè))。根據(jù)該文章，兩種或多種不相容聚合物的膜，其中一種聚合物形成連續(xù)相并且第二種聚合物形成不連續(xù)相，因拉伸各相分開(kāi)，從而在該聚合物基質(zhì)中產(chǎn)生空隙并增加了膜的孔隙率。也可以用例如粘土、二氧化鈦、碳酸鈣等的無(wú)機(jī)填料填充能夠結(jié)晶的聚合物的連續(xù)膜基質(zhì)，從而在拉伸的聚合物中提供微孔性。
許多其它專利和公告公開(kāi)了制備熱塑性微孔膜產(chǎn)品的現(xiàn)象。例如，EP141592公開(kāi)了使用聚烯烴，特別是含分散的聚苯乙烯相的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，當(dāng)將其拉伸時(shí)生產(chǎn)一種提高膜的濕蒸汽滲透性的空隙膜。該EP141592專利還公開(kāi)了以下步驟壓花具有厚薄區(qū)域的EVA膜，然后拉伸，從而首先提供具有空隙的膜，當(dāng)進(jìn)一步拉伸時(shí)，生產(chǎn)一種網(wǎng)狀產(chǎn)品。US4452845和US4596738也公開(kāi)了經(jīng)過(guò)拉伸的熱塑性膜，其中分散相可以是填充有碳酸鈣的聚乙烯，從而經(jīng)過(guò)拉伸提供微孔。隨后US4777073、US4814124和US4921653公開(kāi)了上述早期公告所述的相同方法，包括步驟首先壓花含有填料的聚烯烴膜，然后將該膜拉伸從而提供微孔產(chǎn)品。
根據(jù)US4705812和4705813，已由線性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的共混物與作為無(wú)機(jī)填料且平均粒徑為0.1-7微米的硫酸鋇生產(chǎn)微孔膜。還已知用例如Kraton的熱塑性橡膠改性LLDPE和LDPE的共混物。例如US4582871的其它專利公開(kāi)了使用熱塑性苯乙烯嵌段三聚物與例如苯乙烯的其它不相容聚合物生產(chǎn)微孔膜。在例如US4472328和US4921652的文獻(xiàn)中有其它常規(guī)教導(dǎo)。
關(guān)于未拉伸的非織造織物的擠壓層壓的相關(guān)專利包括US2714571、US3058868、US4522203、US4614679、4692368、4753840和US5035941。上面′868和′368專利公開(kāi)了拉伸經(jīng)過(guò)擠壓的聚合膜，然后在壓力輥隙(roller nip)中與未拉伸的非織造纖維織物層壓?！?03和′941專利涉及在壓力輥隙中將多重聚合膜與未拉伸的非織造織物共擠壓?！?40專利公開(kāi)了預(yù)制非織造聚合纖維材料之后與膜擠壓層壓，從而提高非織造纖維和膜之間的結(jié)合。更具體地說(shuō)，′840專利公開(kāi)了在非織造基層中形成致密和非致密區(qū)之后擠壓層壓的傳統(tǒng)壓花技術(shù)，從而借助致密纖維區(qū)提高非織造纖維織物和膜之間的結(jié)合?！?41專利也教導(dǎo)，擠壓層壓到單層聚合膜上的未拉伸非織造織物對(duì)由通常從纖維物質(zhì)平面垂直延伸的纖維產(chǎn)生的針孔敏感，因此該專利公開(kāi)了使用多重共擠壓膜層防止針孔問(wèn)題。而且，在US3622422、US4379197和US4725473中公開(kāi)了將松散非織造纖維與聚合膜結(jié)合的方法。
還已知使用咬合對(duì)輥拉伸非織造纖維織物以降低單位重量，該領(lǐng)域?qū)＠睦佑蠻S4153664和US4517714。′664專利公開(kāi)了使用一對(duì)咬合輥增量橫向(CD)或縱向(MD)將非織造纖維織物拉伸以伸長(zhǎng)且軟化非織造織物的方法?！?64專利還公開(kāi)了另一實(shí)施方式，其中在咬合伸長(zhǎng)之前將該非織造纖維織物層壓到熱塑性膜上。
還嘗試制備液體不能透過(guò)但水蒸汽能夠透過(guò)的透氣非織造復(fù)合阻透織物。US5409761為來(lái)自專利文獻(xiàn)的制備方法的例子。根據(jù)′761專利，非織造復(fù)合織物是將熱塑性微孔膜通過(guò)超聲結(jié)合到非織造纖維熱塑性物質(zhì)層上制備的。制備非織造且熱塑性材料的透氣層壓件的這些方法和其它方法勢(shì)必包括昂貴的加工技術(shù)和/或昂貴的原料。
盡管為了賦予空氣和濕蒸汽透過(guò)性和液體阻透性能而對(duì)制備透氣膜和層壓件的技術(shù)進(jìn)行了大量開(kāi)發(fā)，但是還需要進(jìn)一步提高。特別希望在高速專用機(jī)械上生產(chǎn)微孔膜產(chǎn)品和層壓件有所提高。最理想的是在沒(méi)有拉伸共振下生產(chǎn)沒(méi)有不需要的針孔的微孔膜產(chǎn)品。在過(guò)去，為了增加生產(chǎn)速度，導(dǎo)致膜破裂或膜產(chǎn)品的性能不一致。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明涉及一種高速制備熱塑性微孔膜的方法。該微孔膜能透過(guò)空氣和水蒸汽，但是為液體的屏障。根據(jù)本發(fā)明的方法還以高速生產(chǎn)出具有非織造基質(zhì)的微孔膜透氣層壓件。
本發(fā)明的高速方法包括熔融共混含有如下物質(zhì)的組合物(a)約35重量％-約45重量％的線性低密度聚乙烯，(b)約3重量％-約10重量％的低密度聚乙烯，(c)約40重量％-約55重量％的碳酸鈣填料顆粒，和(d)約2重量％-約6重量％的選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯組成的組的苯乙烯三嵌段共聚物及其共混物。
優(yōu)選通過(guò)一縫口模頭將該熔融共混組合物擠入帶氣刀的輥隙中，在沒(méi)有拉伸共振的情況下以至少約550fbm-約1200fpm的速度形成膜。在沒(méi)有拉伸共振的情況下達(dá)到至少約750fbm-約1200fpm或更大的速度。使用氣刀幫助消除拉伸共振為已知，例如參照US4626574。之后，沿大致均勻地通過(guò)該膜并遍及其厚度的線路高速地向該膜施加增量拉伸力，從而提供微孔膜。因此，本發(fā)明提供了一種高速制備微孔膜和具有均勻厚度的非織造基片的層壓件的方法。甚至在達(dá)到約750-1200fpm的線速度時(shí)，在該膜產(chǎn)品中仍可避免不規(guī)則厚度所致的拉伸共振的問(wèn)題。
在組分近似范圍內(nèi)該LLDPE和LDPE共混物當(dāng)用規(guī)定量碳酸鈣平衡時(shí)能夠生產(chǎn)沒(méi)有破裂和針孔的膜。特別地，為了提供足夠量的基質(zhì)以載荷碳酸鈣填料顆粒，從而能夠在沒(méi)有針孔和破裂情況下操作和拉伸該膜，該LLDPE的存在量為約35重量％-約45重量％。約3重量％-約10重量％的LDPE也對(duì)沒(méi)有針孔的膜的生產(chǎn)有利并能夠在沒(méi)有拉伸共振情況下高速生產(chǎn)。將該聚合基質(zhì)與約40重量％-約55重量％且平均粒徑優(yōu)選為約1微米的碳酸鈣顆粒平衡，從而達(dá)到在約1000gms/m2/day-4000gms/m2/day的范圍內(nèi)的足夠的MVT。而且，為了在高速生產(chǎn)中便于拉伸且不破裂，該熔融共混組合物需要約2重量％-約6重量％的三嵌段聚合物。在室溫或高溫下以至少約550fpm-約1200fpm或更高的速度沿大致均勻地通過(guò)該成型膜并遍及其厚度的路線向該膜流線地施加增量拉伸力，從而提供微孔膜。
本發(fā)明的方法還涉及在擠壓過(guò)程中將所述的能形成微孔的熱塑性膜層壓到非織造纖維織物上。在相同高的速度下進(jìn)行擠壓層壓，其中將非織造纖維織物與該能夠形成微孔的熱塑性擠出物一起加入輥隙中?？刂评w維織物和該擠出物之間的壓力，以便將該織物的一個(gè)表面與該膜結(jié)合并形成層壓件。然后沿大致均勻通過(guò)該層壓件并遍及其厚度的線路以一個(gè)方向?qū)⒃搶訅杭隽康乩欤再x予該膜微孔。可以將該層壓件在橫向和縱向的兩個(gè)方向都拉伸，以提供能夠透過(guò)濕蒸汽和氣體的透氣仿布液體屏障。
通過(guò)以下詳細(xì)描述，將進(jìn)一步理解本發(fā)明的其它好處、優(yōu)點(diǎn)和目的。
發(fā)明詳述本發(fā)明的第一目的是生產(chǎn)一種微孔膜和其在高速生產(chǎn)機(jī)械上與非織造纖維織物層壓的產(chǎn)品。本發(fā)明的另一目的是生產(chǎn)這種厚度規(guī)則、孔均勻以及沒(méi)有破裂的微孔膜產(chǎn)品的方法。A．該方法的原料如上所述，本發(fā)明通過(guò)以下優(yōu)選形式實(shí)現(xiàn)這些和其它目的首先熔融共混以下的組合物(a)約35重量％-約45重量％的線性低密度聚乙烯，(b)約3重量％-約10重量％的低密度聚乙烯，(c)約40重量％-約55重量％的碳酸鈣填料顆粒，和(d)約2重量％-約6重量％的選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯組成的組的苯乙烯三嵌段共聚物及其共混物，將所述熔融共混組合物擠入輥隙中在沒(méi)有拉伸共振下以至少約550fpm-約1200fpm的速度形成一膜，和沿大致均勻地通過(guò)所述膜并遍及其厚度的路線以所述速度向所述膜施加增量拉伸力，從而提供一微孔膜。
更特別地，在一優(yōu)選形式中，該熔融共混組合物基本上由約42重量％的LLDPE、約4重量％的LDPE、約44重量％的平均粒徑為約1微米的碳酸鈣填料顆粒和約3重量％的三嵌段聚合物，特別是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯組成。如果需要的話，可以通過(guò)加入約0-5重量％的高密度聚乙烯和0-4重量％的二氧化鈦來(lái)控制該微孔膜產(chǎn)品的剛度性能。典型地，添加例如約0.1-約0.2重量％的碳氟聚合物的加工助劑，例如1,1,2,3,3,3-六氟1-丙烯與1,1-二氟乙烯的共聚物。也可以將該三嵌段聚合物與油、烴、抗氧化劑和穩(wěn)定劑共混?？寡趸瘎┌偭繛?00-4000ppm的四(亞甲基(3,5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯))甲烷(商品名為Irganox1010)和三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(商品名為Irgafos168)。
根據(jù)本發(fā)明的原理既可以生產(chǎn)壓花膜也可以生產(chǎn)平膜。在形成壓花膜時(shí)，輥隙包括一金屬壓花輥和一橡膠輥。輥之間的壓力形成約0.5-約10密耳所需厚度的壓花膜。還已發(fā)現(xiàn)提供拋光鉻表面的輥形成平膜。無(wú)論該膜為壓花膜還是平膜，通過(guò)高速增量拉伸，生產(chǎn)的微孔膜產(chǎn)品具有約1000-4000gms/m2/day的可接受范圍的高的濕蒸汽透過(guò)速度(MVTR)。已發(fā)現(xiàn)平膜比壓花膜可以更均勻地經(jīng)過(guò)增量拉伸。可以在室溫或高溫下進(jìn)行該方法。如上所述，可以用非織造纖維織物獲得該微孔膜的層壓件。
所述非織造纖維織物可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、人造纖維、纖維素、尼龍的纖維，和這些纖維的共混物。對(duì)非織造纖維織物已提出過(guò)許多定義。該纖維通常為人造短纖維或連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)絲。所述非織造通常是指經(jīng)過(guò)紡粘、粗梳、熔噴等。該纖維或細(xì)絲可以是易于結(jié)合的雙組分。例如，可以使用例如具有聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的不同聚合物的鞘和核心的纖維；或者可以使用PE和PP纖維的混合物。作為本文中使用的“非織造纖維織物”，以其定義為相對(duì)平坦、柔性和多孔的普通平面結(jié)構(gòu)的一般概念使用，并由人造短纖維或連續(xù)的細(xì)長(zhǎng)絲組成。對(duì)非織造的詳細(xì)說(shuō)明，參見(jiàn)E.A.Vaughn的"Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler",Association oftheNonwoven Fabrics Industry，第3版(1992)。
在一優(yōu)選形式下，該微孔層壓件使用具有約0.25-10密耳之間的厚度的膜，并且根據(jù)用途，該膜厚度會(huì)改變，最優(yōu)選地，在一次性用途中該厚度為約0.25-2密耳。該層壓薄片的非織造纖維織物通常具有約5-75gms/yd2，優(yōu)選約20-40gms/yd2的重量?？梢詸M向(CD)增量地拉伸該復(fù)合物或?qū)訅杭纬梢籆D拉伸的復(fù)合物。而且，CD拉伸之后，可以縱向(MD)拉伸形成在CD和MD方向都拉伸的復(fù)合物。如上所述，可以將該微孔膜或?qū)訅杭糜谛枰獫裾羝涂諝馔高^(guò)性能以及液體屏障性能的許多不同用途，如嬰兒尿布、嬰兒訓(xùn)練褲、月經(jīng)墊和衣服等。B．用于微孔膜和層壓件的拉伸機(jī)可以使用許多不同拉伸機(jī)和技術(shù)拉伸非織造纖維織物的膜或?qū)訅杭约翱尚纬晌⒖椎哪??？梢允褂萌缦滤龅睦鞕C(jī)和技術(shù)拉伸人造短纖維的非織造粗梳纖維織物或非織造紡粘型纖維織物的層壓件1．斜紋咬合拉伸機(jī)該斜紋咬合拉伸機(jī)由一對(duì)在平行軸上的左手和右手斜齒輪樣元件組成。這些軸安裝在兩個(gè)機(jī)械側(cè)板之間，下面軸位于固定軸承中，上面軸位于可垂直滑動(dòng)的元件中。該可滑動(dòng)元件可以通過(guò)調(diào)整螺釘操縱的楔形元件在垂直方向調(diào)整。將該楔形物旋出或旋入將使該垂直滑動(dòng)的元件分別向下或向上移動(dòng)，從而將上面咬合對(duì)輥和下面咬合對(duì)輥的齒輪狀齒進(jìn)一步嚙合或脫離?？刹僮靼惭b在側(cè)面框架上的測(cè)微計(jì)，從而顯示咬合對(duì)輥齒的嚙合深度。
使用汽缸將該可滑動(dòng)的元件相對(duì)調(diào)整楔形物牢固地保持在其下面嚙合位置，以抵抗正拉伸的物質(zhì)產(chǎn)生的向上力。為了使物質(zhì)穿過(guò)該咬合設(shè)備或啟動(dòng)時(shí)與將打開(kāi)所有機(jī)器輥隙點(diǎn)的安全電路相連，還可以縮回這些汽缸以將上下咬合對(duì)輥松開(kāi)。
典型地使用一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該靜止咬合對(duì)輥。如果為了機(jī)械穿過(guò)或安全性該上面咬合對(duì)輥應(yīng)可分開(kāi)的話，優(yōu)選在上下咬合對(duì)輥之間使用一抗后沖齒輪裝置，以確保在再嚙合時(shí)一個(gè)咬合對(duì)輥的齒總是落在另一個(gè)咬合對(duì)輥的齒之間，并避免了咬合齒附加物之間潛在破壞性的物理接觸。如果咬合對(duì)輥保持恒定嚙合，那么典型地不需要驅(qū)動(dòng)上面咬合對(duì)輥?？梢酝ㄟ^(guò)物料被拉伸時(shí)驅(qū)動(dòng)的咬合對(duì)輥來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。
這些咬合對(duì)輥緊密地安裝有細(xì)小齒距的斜齒輪。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，這些輥的直徑為5.935"，螺旋角為45°，標(biāo)準(zhǔn)齒距0.100"，徑節(jié)30，壓力角14.5°，并且基本上為長(zhǎng)的附加截頭型齒輪。這樣得到一窄且深的齒形，這使得咬合嚙合高達(dá)約0.090"，在齒邊上約0.005"用于物料厚度的間隔。不將這些齒設(shè)計(jì)成傳送轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且在正常咬合拉伸操作中金屬與金屬不接觸。
2．橫向咬合拉伸機(jī)除了咬合對(duì)輥的設(shè)計(jì)和下面所述的其它次要區(qū)域不同外，該CD咬合拉伸設(shè)備與斜紋咬合拉伸機(jī)相同。由于該CD咬合元件具有大的嚙合深度，因此該設(shè)備合并產(chǎn)生兩個(gè)咬合對(duì)輥的軸的裝置以在上面軸升高或降低時(shí)保持兩個(gè)咬合對(duì)輥平行是很重要的。這必需保證一個(gè)咬合對(duì)輥的齒總是落入另一個(gè)咬合對(duì)輥的齒之間，并且避免咬合齒之間潛在破壞的物理接觸。通過(guò)一齒軌和齒輪裝置保證這種平行運(yùn)動(dòng)，其中一靜止齒軌以與垂直滑動(dòng)的元件并排地與每個(gè)側(cè)架接觸。一軸穿過(guò)該側(cè)架并在每個(gè)垂直滑動(dòng)的元件的齒輪中運(yùn)轉(zhuǎn)。一軸位于該軸的各端并與齒軌嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生所希望的平行運(yùn)動(dòng)。
除了在具有相對(duì)高的摩擦系數(shù)的物質(zhì)的咬合拉伸時(shí)之外，對(duì)CD咬合拉伸機(jī)的驅(qū)動(dòng)必須運(yùn)轉(zhuǎn)上下咬合對(duì)輥。然而，由于少量縱向不重合或驅(qū)動(dòng)滑移不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，因此該驅(qū)動(dòng)不需抗后沖。通過(guò)對(duì)CD咬合元件的描述，該理由將變得顯而易見(jiàn)。
該CD咬合元件是由固體物質(zhì)以機(jī)器制造，但最好描述為兩個(gè)不同直徑圓盤(pán)的交替堆積。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，咬合圓盤(pán)的直徑為6"，厚0.031"，并在其邊緣具有充滿半徑。分開(kāi)咬合盤(pán)的間隔盤(pán)的直徑為5.5"，厚0.069"。這種結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輥在所有邊上能夠咬合達(dá)0.231"，留0.019"空間給物料。就斜紋咬合拉伸機(jī)而言，該CD咬合元件結(jié)構(gòu)將有0.100"齒距。
3．縱向咬合拉伸機(jī)除了該咬合對(duì)輥的設(shè)計(jì)之外，該MD咬合拉伸裝置與斜紋咬合拉伸機(jī)相同。該MD咬合對(duì)輥緊密地安裝有細(xì)小齒距的正齒輪。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，這些輥的直徑為5.933"，齒距0.100"，徑節(jié)30，壓力角14.5°，并且基本上為長(zhǎng)的附加截頭型齒輪。在這些輥上有齒輪頭偏移0.010"的第二通道，從而提供一具有更大間隔的窄齒。當(dāng)嚙合約0.090"時(shí)，該結(jié)構(gòu)將有約0.010"用于物料厚度的間隔。
4．增量拉伸技術(shù)可以使用上述的斜紋、CD或MD咬合拉伸機(jī)生產(chǎn)增量拉伸的非織造纖維織物的膜或?qū)訅杭约澳苄纬晌⒖椎哪ぃ瑥亩纬杀景l(fā)明的微孔膜產(chǎn)品。例如，可以在人造短纖維或紡粘絲的非織造纖維織物和能形成微孔的熱塑性膜的擠壓層壓件上使用拉伸操作。本發(fā)明獨(dú)特方面之一是可以增量拉伸紡粘絲的非織造纖維織物的層壓件，從而賦予看上去象布的該層壓件以非常柔軟的纖維精加工。使用例如帶有一穿過(guò)拉伸機(jī)的通道且具有約0.060英寸-0.120英寸的輥嚙合深度的該CD和/或MD咬合拉伸機(jī)以約550fpm-1200fpm或更快的速度增量地拉伸非織造纖維織物和能形成微孔的膜的層壓件。這樣增量或咬合拉伸的結(jié)果產(chǎn)生具有優(yōu)良透氣性和液體屏障性能的層壓件，還賦予優(yōu)良的粘合強(qiáng)度和柔軟的布樣質(zhì)地。
以下實(shí)施例描述了制備本發(fā)明的微孔膜和層壓件的方法。根據(jù)這些實(shí)施例和更詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行改變，并且是顯而易見(jiàn)的。
附圖簡(jiǎn)述參照附圖進(jìn)一步理解本發(fā)明，其中

圖1為制備本發(fā)明的微孔層壓件的管線擠壓層壓和增量拉伸設(shè)備簡(jiǎn)圖。
圖2為以圖解形式沿圖1中線2-2描述咬合對(duì)輥的橫截面圖。
圖3為顯示實(shí)施例1-5的線速度的圖。
圖4為顯示壓花和平面微孔膜的濕蒸汽透過(guò)性能的圖。
圖5為顯示能夠通過(guò)加熱前體膜調(diào)整濕蒸汽透過(guò)率的圖。
實(shí)施例1-5擠壓具有下表1中所記載組成的LLDPE和LDPE的共混物以形成膜，然后將這些膜增量地拉伸以提供微孔膜。
表1
*其它組分包括2.5重量％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段聚合物，Shell Kraton 2122X，它是＜50重量％的SBS+＜30重量％的礦物油、＜15重量％的EVA共聚物、＜10重量％的聚苯乙烯、＜10重量％的烴類樹(shù)脂、＜1重量％的抗氧化劑/穩(wěn)定劑和＜1重量％的水合非晶形二氧化硅。
使用圖1所示的擠壓裝置將配方1-5逐一擠壓成膜。如圖所示，該裝置可以用于帶或不帶層壓的膜擠壓。在膜擠壓情況下，通過(guò)縫口模頭2將實(shí)施例1-5的配方加入擠壓機(jī)1中，在橡膠輥5和帶氣刀3的金屬輥4的輥隙中形成擠出料6。當(dāng)進(jìn)行擠壓層壓時(shí)，有一來(lái)自輥13的外來(lái)纖維織物9也加入橡膠輥5和金屬輥4的輥隙中。在實(shí)施例1-5中，生產(chǎn)該熱塑性膜用于以下的增量拉伸，從而形成微孔膜。如表1所示，在約550fpm-1200fpm的速度下，制備從輥7離開(kāi)的厚度為約2密耳的聚乙烯膜6。氣刀3長(zhǎng)約120"，并有一約0.035"-0.060"的孔口。通過(guò)該孔口并對(duì)著擠出料6以約5cfm/inch-25cfm/inch吹空氣。控制輥隙和氣刀處的壓力，以便在實(shí)施例2-5中制得的膜沒(méi)有針孔且沒(méi)有拉伸共振。當(dāng)組合物中包括1.5重量％的LDPE時(shí)，以550fpm的線速度將遭遇拉伸共振。但是，當(dāng)制劑中包括3.7重量％的LDPE和44.1-44.9重量％的LLDPE時(shí)，能夠在大于550fpm到高至1200fpm的高速下實(shí)現(xiàn)膜生產(chǎn)且沒(méi)有拉伸共振。以約450°F的模頭溫度將從進(jìn)料區(qū)到擠壓機(jī)A和B的螺桿頭部的熔融溫度保持在約400-430°F，從而將前體膜擠壓至約2密耳(45gms/m2)。
圖3為顯示實(shí)施例1-5的線速度的圖。僅含1.5重量％LDPE的實(shí)施例1導(dǎo)致膜厚度控制差且與氣刀3產(chǎn)生拉伸共振。但是，當(dāng)LDPE增加到約3.7重量％時(shí)，甚至當(dāng)線速度增加到約1200fpm時(shí)也能獲得優(yōu)良的織物穩(wěn)定性且沒(méi)有拉伸共振。這圖示在圖3中。
圖4為顯示了在不同溫度和拉伸輥嚙合條件下實(shí)施例2-5的前體膜經(jīng)過(guò)增量拉伸的壓花和平膜的濕蒸汽透過(guò)性能圖。如圖1所示，在CD和MD增量拉伸輥(10和11，以及10′和11′)之前當(dāng)室溫下的外來(lái)膜12通過(guò)溫度控制輥20和21時(shí)，可以控制嚙合溫度和深度。如圖4所示，很明顯，平膜的MVTR超過(guò)壓花膜的MVTR。簡(jiǎn)言之，壓花膜獲得級(jí)別為約1200-2400gms/m2/day的MVTR，然而平膜獲得級(jí)別為約1900-3200gms/m2/day的MVTR。還如圖5所示，出人意料地，通過(guò)拉伸過(guò)程中的織物溫度還可以控制微孔膜的MVTR。圖5顯示了當(dāng)在CD拉伸之前加熱到不同溫度的膜能夠?qū)е虏煌琈VTR。圖5中報(bào)道的數(shù)據(jù)是針對(duì)0.065"的CD輥嚙合深度和0.040"的MD輥嚙合深度，其中輥21的溫度保持在室溫。用具有約165-300行/英寸的CD和MD線矩形雕刻的金屬壓花輥制備壓花膜。該圖案公開(kāi)在例如US4376147中，將其加入本文作為參考。該微小圖案賦予了該膜的糙面精整，但是肉眼看不見(jiàn)。
鑒于上面的詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在使用本發(fā)明的原理時(shí)根據(jù)原料和條件進(jìn)行相應(yīng)的改變是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1．一種高速制備熱塑性微孔膜的方法，包括熔融共混包括以下物質(zhì)的組合物(a)約35重量％-約45重量％的線性低密度聚乙烯，(b)約3重量％-約10重量％的低密度聚乙烯，(c)約40重量％-約55重量％的碳酸鈣填料顆粒，和(d)約2重量％-約6重量％的選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯組成的組的苯乙烯三嵌段共聚物及其共混物，將所述熔融共混組合物擠入帶氣刀的輥隙中，在沒(méi)有拉伸共振的情況下以至少約550fpm-約1200fpm的速度形成膜，和沿大致均勻地通過(guò)所述膜并遍及其厚度的線路以所述速度向所述膜施加增量拉伸力，從而提供微孔膜。
2．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述熔融共混組合物基本上由約42重量％的線性低密度聚乙烯、約4重量％的低密度聚乙烯、約44重量％的碳酸鈣填料顆粒和約3重量％的三嵌段聚合物組成。
3．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述熔融共混組合物還包括約0-5重量％的高密度聚乙烯、約0-4重量％的二氧化鈦和約0.1重量％-約0.2重量％的加工助劑。
4．權(quán)利要求3的高速方法，其中所述熔融共混組合物包括約4重量％的高密度聚乙烯、約3重量％的二氧化鈦和約0.1重量％的碳氟聚合物加工助劑。
5．權(quán)利要求4的高速方法，其中所述碳氟聚合物加工助劑為1,1,2,3,3,3-六氟1-丙烯與1,1-二氟乙烯的共聚物。
6．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述三嵌段聚合物與油、烴、抗氧化劑和穩(wěn)定劑預(yù)混合。
7．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述輥隙包括一雕刻有165-300行/英寸的CD和MD線的金屬壓花輥和一橡膠輥，并控制所述輥間的壓力形成壓花膜。
8．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述輥具有一拋光鉻表面以形成平膜。
9．權(quán)利要求1的高速方法，包括將非織造纖維織物加入所述輥隙并在該輥隙處控制織物和膜間的壓力，從而將織物和膜的表面結(jié)合形成層壓的微孔薄片。
10．權(quán)利要求9的高速方法，其中所述纖維織物包括聚烯烴纖維。
11．權(quán)利要求10的高速方法，其中所述纖維選自由聚丙烯、聚乙烯、聚酯、纖維素、人造纖維、尼龍，和兩種或兩種以上這些纖維的共混物和共擠壓物組成的組。
12．權(quán)利要求11的高速方法，其中所述的纖維織物具有約5-約70gms/yd2的重量并且所述的微孔膜具有約0.25-約10密耳的厚度。
13．權(quán)利要求12的高速方法，其中所述織物是由人造短纖維或細(xì)長(zhǎng)絲形成。
14．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述的增量拉伸步驟是在室溫下進(jìn)行的。
15．權(quán)利要求1的高速方法，其中所述增量拉伸步驟是在高溫下進(jìn)行的。
16．一種高速制備熱塑性微孔膜的方法，包括熔融共混包括以下物質(zhì)的組合物(a)約35重量％-約45重量％的線性低密度聚乙烯，b)約3重量％-約10重量％的低密度聚乙烯，(c)約40重量％-約55重量％的碳酸鈣填料顆粒，和(d)約2重量％-約6重量％的選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯組成的組的苯乙烯三嵌段共聚物及其共混物，用縫口模頭將所述熔融共混組合物擠入帶氣刀的輥隙中，在沒(méi)有拉伸共振下以至少約750fpm-約1200fpm的速度形成一厚度為約0.5-10密耳的膜，將所述膜冷卻到室溫，和沿大致均勻地通過(guò)所述膜并遍及其厚度的路線以所述速度向所述冷卻膜施加增量拉伸力，從而提供一微孔膜。
17．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述膜沿縱向前進(jìn)并沿與前進(jìn)膜的縱向交叉的方向施加增量拉伸力，通過(guò)在前進(jìn)膜的縱向施加拉伸力提供微孔膜。
18．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述組合物基本上由約42重量％的線性低密度聚乙烯、約4重量％的低密度聚乙烯、約44重量％的碳酸鈣填料顆粒、約3重量％的三嵌段聚合物、約0-5重量％的高密度聚乙烯、約0-4重量％的二氧化鈦和約0.1-約0.2重量％的加工助劑組成。
19．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述熔融共混組合物包括約4重量％的高密度聚乙烯、約3重量％的二氧化鈦和約0.1重量％的碳氟聚合物加工助劑。
20．權(quán)利要求19的高速方法，其中所述碳氟聚合物加工助劑為1,1,2,3,3,3-六氟1-丙烯與1,1-二氟乙烯的共聚物。
21．權(quán)利要求20的高速方法，其中所述三嵌段聚合物與油、烴、抗氧化劑和穩(wěn)定劑預(yù)混合。
22．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述輥隙包括一雕刻有約165-300行/英寸的CD和MD線的金屬壓花輥和一橡膠輥，并控制所述輥間的壓力以形成壓花膜。
23．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述輥具有一拋光鉻表面以形成平膜。
24．權(quán)利要求16的高速方法，包括將非織造纖維織物加入所述輥隙并在該輥隙處控制織物和膜間的壓力，從而將織物和膜的表面結(jié)合形成層壓的微孔薄片。
25．權(quán)利要求24的高速方法，其中所述纖維織物是由選自聚丙烯、聚乙烯、聚酯、纖維素、人造纖維、尼龍，和兩種或兩種以上這些纖維的共混物和共擠壓物的纖維形成的。
26．權(quán)利要求25的高速方法，其中所述纖維織物具有約5-約70gms/yd2的重量并且所述微孔膜具有約0.25-約10密耳的厚度。
27．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述增量拉伸步驟是在室溫下進(jìn)行的。
28．權(quán)利要求16的高速方法，其中所述增量拉伸步驟是在高溫下進(jìn)行的。
29．權(quán)利要求16的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
30．權(quán)利要求17的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
31．權(quán)利要求18的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
32．權(quán)利要求19的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
33．權(quán)利要求25的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
34．權(quán)利要求26的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
35．權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
36．權(quán)利要求2的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
37．權(quán)利要求3的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
全文摘要
通過(guò)高速方法制備濕蒸汽能夠透過(guò)且對(duì)液體起屏障作用的微孔膜產(chǎn)品。以約500fpm－1200fpm的速度制備這種微孔產(chǎn)品。將含有下述物質(zhì)的熱塑性聚合物熔融共混:約35重量%－約45重量%的線性低密度聚乙烯、約3重量%－約10重量%的低密度聚乙烯、約40重量%－約55重量%的碳酸鈣填料顆粒和約2重量%－約6重量%的苯乙烯的三嵌段共聚物。
文檔編號(hào)C08K3/26GK1300305SQ99805984
公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期1999年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月15日
發(fā)明者吳百湶, 萊奧波爾多·V·坎喬, 吉里什·K·夏爾馬 申請(qǐng)人:克洛佩塑料產(chǎn)品公司