冷拉伸膜制造技术

本发明专利技术涉及一种从软聚合物组分和硬聚合物组分的共混物形成的冷拉伸透气膜。软聚合物组分（ＳＰＣ）是主要烯烃单体和少量烯烃单体的共聚物。主要烯烃单体是乙烯或丙烯并形成ＳＰＣ的大部分。在冷拉伸之后优选的膜显示至少为１００ｇ－密耳／ｍ↑［２］－天的水汽透过率（ＷＶＴＲ）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从合成聚合物的共混物生产透气膜的方法。
技术介绍
在其中要求透气性的应用中，已经通常使用多层膜以提供半渗透或选择性渗透性能。关于透气的，指的是膜会允许水汽和氧气透过，但不允许微生物或大块固体或液体透过。这样的性能可用于各种用途，包括新鲜产品和鲜花包装、一次性个人衣服、家用包装、和用于各种分离工艺的隔膜。透气膜特别用于衣服制品的制造，其中重要的是保护穿用者免受环境曝露的影响，或防止人体废物逸出，同时允许穿用者得到的舒适感比被不透气材料所允许的更大。这样的产品包括，但不限于，外科和卫生护理有关的产品、一次性工作装、和个人护理吸收产品。外科和卫生护理有关的产品包括外科消毒盖布和手术服等。一次性工作装包括连裤工作服和实验室外套等。个人护理吸收产品包括尿布、运动裤、失禁服、卫生巾、绷带等。这样的透气膜的主要功能是提供液体屏障性能和/或阻止微生物的通过，但允许水分、空气、其它气体或其结合物的透过。通过降低水蒸汽浓缩和因此降低衣服制品下的皮肤水合，从透气和/或微孔膜形成的衣服穿用更舒服。然而，透气膜中的孔尺寸不能太大，特别是在保护性衣服和个人护理用途中，如工业或医疗服装、尿布等，其中液体渗透表示污染危险。此外，包含太大孔的膜可允许液体和/或病毒的通过，从而降低了保护性衣服的有效性。用于获得商品市场用透气微孔膜的通常方式已经是伸长典型地包含无机填料的热塑性膜。当伸长或拉伸膜时，通过在填料粒子和包含填料的聚合物基体之间的界面处的分离，产生微空隙。在这些拉伸工艺之前，通常将膜加热，以使在伸长期间膜的可展性最大化。此拉伸或伸长也将膜内的分子结构取向，这样相对于在伸长方向施加的力，增加它的强度和耐用性。伸长可以在机器方向(MD)、横向(机器交叉)方向(TD)、或双轴方向(MD和TD两者)。单轴或其它不平衡伸长典型地导致不平衡的性能(如当向单轴伸长方向施加横向力时，膜倾向于更容易分裂)。不管选择的拉伸工艺，在加工填充的聚合物中存在固有的困难。首先，填料如碳酸钙在聚合物中的均匀分散要求单独的混炼步骤和显著的机械功。第二，有时在混炼期间要求的较高熔融温度可引起聚合物的变色和有时甚至聚合物的降解。第三，要求另外的设备以保证有效的真空脱除，以除去在混炼步骤期间从填料中释放出的水。真空排气口可能堵塞和这种情况导致水处于混炼的产品中和毁坏铸塑膜。第四，当填料粒子尺寸降低，特别是小于2微米时，由于越来越难以加工填充的聚合物，可能发生模头淌料和冒烟。因此，必须筛分碳酸钙以除去小于2-3微米的粒子。更小的粒子提高混炼聚合物的粘度太高，使得通常出现设备的机械故障。最后，由于CaCO3比聚合物基体更密集，碳酸钙填充的透气膜可具有砂砾般的感觉和倾向于感觉更重。因此，非常需要一种生产透气膜的方法，该方法可避免与硬填料物质如碳酸钙有关的困难。产生或增强透气性的其它方法包括膜的机械刺穿(参见U.S.专利No.4,747,895)或从共混聚合物形成的膜的共连续相抽出(参见U.S.专利No.4,804,472)。第三种方法使用结晶聚合物或无定形聚合物和结晶聚合物的混合物，它们产生规则的排-层结构，当在控制的条件下制备和伸长时，该结构在聚合物导致均匀的孔(参见U.S.专利Nos.3,843,761、3,801,404、4,138,459和4,620,956)。也已经使用通过单层膜层压或共挤出生产的多层膜以产生透气材料，该材料不能透过液体而且具有持久的织物状外观和纹理。在一次性尿布上的外覆盖物仅仅是一个例子。在此方面，可以参见U.S.专利Nos.4,818,600和4,725,473。外科手术服和消毒盖布是其它的例子。参见，U.S.专利No.4,379,102。U.S.专利No.5,914,184公开了包括粘合到连续膜上的微孔填充膜的透气性多层膜层压材料。在一个或两个表面上，支撑层如纤维网可以粘合到膜层压材料上。多层膜的层压也要求另外的加工步骤和因此遇到更多的潜在加工困难。Metcalfe的美国专利4,559,938公开了一种粘合性绷带和组分。该专利技术的柔性膜适用于粘合性医用绷带并包含聚合物，其特征在于该共混物包含连续的聚丁二烯相和在连续相内形成分离颗粒的不相容性聚合物。该膜含有空隙。Joesten等的美国专利5,134,173公开了一种不透明的膜及其生产方法。这些不透明的聚合物膜包括一种热塑性聚合物基体材料，例如聚丙烯。含有形成空隙的固体颗粒，例如聚苯乙烯。形成空隙的固体颗粒是分离相，并且与基体材料不相容。典型地，如在上述参考文献中，通过加入填料和随后伸长膜而使膜变成透气的，和通过将膜层压到具有在第一层中缺乏的性能的其它膜层上而改进耐用性。使用填料以生产透气膜和通过与其它聚合物层进行层压而改进透气膜的韧性两者都是耗时而昂贵的额外步骤。因此需要提供透气性和耐用性两者的膜，而不需要填料和多层层压之一或两者。专利技术概述本专利技术涉及一种从软聚合物组分和硬聚合物组分的共混物形成的冷拉伸膜。软聚合物组分(SPC)是主要烯烃单体和少量烯烃单体的共聚物。主要烯烃单体是乙烯或丙烯并形成SPC的大部分。少量烯烃单体形成SPC的剩余部分和能够进行插入聚合的线性、支化、或含环C2-C30烯烃，且不同于主要烯烃单体。在一个实施方案中，SPC的熔点大于25℃和在环境温度下的弯曲模量小于100Mpa，在环境温度下硬聚合物组分(HPC)的弯曲模量大于200MPa。在另一个实施方案中，SPC的熔点大于25℃和在环境温度下的割线模量小于350MPa，在环境温度下硬聚合物组分(HPC)的割线模量大于400MPa。SPC和HPC可以作为共连续相共混，但优选HPC是在SPC连续相中的分散相。在低于最高的转变温度的温度下冷拉伸从SPC和HPC的共混物形成的初始膜，该最高转变温度是HPC的熔融温度或玻璃化转变温度。优选，拉伸温度也高于第一结晶熔化可以检测到的温度，和低于在SPC中最后结晶熔化可以检测到的最高温度。冷拉伸是单轴的或双轴的，采用足够的牵伸以生产厚度小于冷拉伸之前厚度的透气膜。在一个实施方案中，在冷拉伸之后膜的拉伸模量优选小于或等于375MPa。在另一个实施方案中，在冷拉伸之后膜的拉伸模量优选小于或等于160MPa。在冷拉伸之后，相对于任何单独的共混物组分，优选的膜显示更大的水汽透过率(WVTR)，优选大于100g-密耳/m2-天。优选实施方案的详细描述本专利技术涉及一种从SPC和HPC的共混物形成的冷拉伸透气膜，两者如上所述。软聚合物组分在一个实施方案中，SPC是包含主要烯烃单体和少量烯烃单体的单一共聚物。主要烯烃单体是乙烯或丙烯，和由于它是共聚物的主要组分，优选至少为SPC的80摩尔％，故称为“主要”。少量烯烃单体是能够进行插入聚合的线性、支化、或含环C2-C30烯烃，及其结合物，且不同于主要烯烃单体。SPC是半结晶的，它的熔点大于25℃，优选大于35℃，甚至更优选大于50℃。在一个实施方案中，根据本专利技术的优选半结晶SPC的弯曲模量小于100MPa，更优选小于90MPa，甚至更优选小于80MPa。在另一个实施方案中，根据本专利技术的优选半结晶SPC的割线模量小于350MPa。在一个优选的实施方案中，主要烯烃单体是乙烯。在此实施实施方案中，其中SPC是聚乙烯共聚物，优选的少量烯烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷拉伸膜，包括如下物质的共混物：ａ）主要烯烃单体和少量烯烃单体的半结晶共聚物组分，该共聚物组分的熔点大于２５℃和由ＡＳＴＭＤ－７９０测得弯曲模量小于１００ＭＰａ，其中该主要烯烃单体是丙烯，该少量烯烃单体是选自乙烯和能够进行插 入聚合的Ｃ↓［４］－Ｃ↓［２０］α－烯烃的一种或多种，及其结合物，和ｂ）聚乙烯均聚物或共聚物组分，该组分的密度为０．９３ｇ／ｃｃ或更大和由ＡＳＴＭＤ－７９０测得弯曲模量大于２００ＭＰａ，其中该半结晶共聚物在该膜中以连续相 存在和由ＡＳＴＭＤ－１７０８测得该膜的拉伸模量小于１６０ＭＰａ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SW斯里尼瓦斯，P布兰特，FH钱邦，JP斯托克斯，
申请(专利权)人：埃克森化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]