具有高强度接缝的分段膜

申请号 CN201180063056.6 申请日 2011-12-01 公开(公告)号 CN103282201B 公开(公告)日 2015-09-16
申请人 金伯利-克拉克环球有限公司; 发明人 伍荣泽; J·A·V·D·斯奎拉;
摘要 提供了具有至少第一和第二膜段的单元膜及其 层压 物,所述第一和第二膜段彼此邻近延伸并永久连接在一起。第一和第二膜段在界面处连接,其中第二段的尖端在膜的横向上与第一段在所述界面上重叠。膜在第二膜段的尖端具有厚度“T”,第二段在横向上与所述尖端距离为T的 位置 上具有厚度“t”。T/t的比值适合地大于约3。单元膜及其层压物很好地适合例如用作个人护理制品的外罩。
权利要求

1.一种分段膜,包括具有第一组合物的第一膜段和具有第二组合物的第二膜段,所述第一和第二膜段在界面处连接,其中所述第二膜段的尖端在所述膜的横向上与所述第一膜段在所述界面上重叠,其中所述第二膜段的尖端是第二膜段在横向上延伸最远进入第一膜段内的部分,其中,所述膜在所述第二膜段的尖端具有厚度“T”,所述第二膜段在横向上与所述第二膜段的尖端距离为T的位置上具有厚度“t”,其中T/t的比值大于3。
2.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述界面在所述第一和第二膜段之间,并且基本在所述分段膜的机器方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述T/t的比值为3到100。
4.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述T/t的比值为3到20。
5.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述分段膜具有基本均匀的厚度,并且进一步地,其中所述第一和第二膜段在机器方向上彼此邻近地连续延伸。
6.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述第一或第二膜段包括微孔膜。
7.根据权利要求6所述的分段膜,其中所述第一或第二膜段的组合物包括热塑性聚合物和填料,其中所述填料分布于整个第一或第二膜段中。
8.根据权利要求7所述的分段膜,其中,所述第一或第二膜段在邻近所述填料处具有微孔。
9.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述第一或第二膜段包括选自以下的弹性聚合物:聚烯弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、聚酯、聚酰胺、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯及其共混物。
10.根据权利要求1所述的分段膜,其中所述第一或第二膜段组合物包括非弹性聚烯烃聚合物。
11.一种个人护理制品,包括(ⅰ)透液性的顶片;(ii)包括权利要求1的分段膜的外罩;以及(iii)位于所述外罩与所述顶片之间的吸收芯。
12.一种多层层压材料,包括权利要求1所述的分段膜和固定地附着到所述分段膜的第一表面的片状材料。
13.根据权利要求12的多层层压材料,其中所述片状材料包括无纺纤 网。
14.根据权利要求12所述的多层层压材料,其中所述片状材料包括可延伸的织物,并且其中所述第一或第二膜段包括弹性体。
15.一种个人护理制品,包括(ⅰ)透液性顶片;(ii)包括权利要求12所述的多层层压材料的外罩;以及(iii)位于所述外罩与所述顶片之间的吸收芯。
16.一种形成分段膜的方法,所述方法包括:
向分段供料头中提供第一和第二聚合物组合物;
将所述第一和第二聚合物组合物转移到膜模头中;
共挤出包括第一聚合物组合物的第一膜段和第二聚合物组合物的第二膜段的分段膜,所述第一和第二膜段在界面处连接,其中所述第二膜段的尖端在所述膜的横向上与所述第一膜段在所述界面上重叠,其中所述第二膜段的尖端是第二膜段在横向上延伸最远进入第一膜段内的部分,其中所述膜在所述第二膜段的尖端具有厚度“T”,所述第二膜段在横向上与所述第二膜段的尖端距离为T的位置上具有厚度“t”,并且其中T/t的比值大于3。
17.根据权利要求16的方法,其中所述界面在所述第一和第二膜段之间并且基本在所述分段膜的机器方向上延伸。
18.根据权利要求16的方法,其中所述T/t的比值为3到100。
19.根据权利要求16的方法,其中所述第一和第二聚合物组合物在沿机器方向上离开所述膜模头之前,在所述膜模头中基本沿横向一起流动。
20.根据权利要求16的方法,其中所述第一和第二膜段在机器方向上彼此邻近地连续延伸。

说明书全文

具有高强度接缝的分段膜

[0001] 发明背景
[0002] 薄膜具有广泛的应用,包括用作个人护理产品(如尿布或失禁服装)、医疗服装、工业工作服等的外罩。此外,该类膜的层压材料已用于各种身体制品以及许多其他应用中。膜可以向制品提供所需的屏障性能,而层压在其上的其它材料可以提供所需的其它特性,如强度、耐磨性和/或良好的手感。
[0003] 分段膜可以用于向产品的不同区域提供不同的性能。例如,膜的同一区域不必同时具有高的透气性、良好的拉伸性能以及回复性能。在这种情况下,在外部边缘具有弹性段和在中心具有透气的屏障段的分段膜可用作个人护理吸收产品的外罩膜。
[0004] 但是,分段膜在段间的界面上是很脆弱的。脆弱的界面很容易被撕裂。而该脆弱性是由膜的不同段使用的不同材料之间缺少粘结性引起的。
[0005] 因此,需要一种在膜的段间的界面上具有改进的强度的改进分段膜。
[0006] 发明概述
[0007] 本发明的分段膜满足了上述需要并克服了本领域技术人员所遇到的问题,该分段膜包括具有第一组合物的第一膜段和具有第二组合物的第二膜段,所述第一和第二膜段在界面连接并在所述分段膜的机器方向上延伸。第二段的尖端(tip)在所述膜的横向上与第一段在界面重叠。膜在所述第二段的尖端具有厚度“T”,所述第二段在横向上与所述尖端距离为T的位置上具有厚度“t”。所述T/t的比值适合地大于约3。希望地,所述分段薄具有基本一致的厚度并且所述第一和第二段在所述膜的机器方向上彼此邻近地连续延伸。
[0008] 在另一个方面中,所述第一或第二膜段可以包括微孔膜。在一个实施方案中,所述第一或第二膜段的组合物包括热塑性聚合物和填料。所述热塑性聚合物可以是非弹性的聚烯聚合物。希望地,所述填料分布在整个所述第一膜段中。更希望地,所述第一或第二膜段中在邻近填料处具有微孔。
[0009] 在又一个方面中,所述第一或第二膜段可以包括弹性聚合物,所述弹性聚合物选自聚烯烃弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、聚酯、聚酰胺、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯及其共混物。
[0010] 在又一个方面中,本发明的分段膜可以层压或牢固地连接到片材,所述片材例如无纺纤网、织物等等。如本文所使用,术语“片材”是指一层材料,所述材料可以是纺织材料、编织材料、平纹麻织物、无纺纤网或其他类似材料。此外,本发明的所述膜以及膜层压物很好地适用于个人护理制品、防护服、防护罩和感染控制产品。作为一个实例,本发明中的个人护理制品可以包括(i)可渗透液体的顶片;(ii)包括本文所述的分段膜或膜层压物的外罩;以及(iii)位于外罩与顶片之间的吸收芯。所述第一和第二膜段可以选择性地被放置在制品内以提供所需的性能,如身体顺应性、区域蒸汽透过率和/或美观。
[0011] 在另一个实施方案中,形成分段膜的方法包括以下步骤:向分段供料头(feedblock)中提供第一和第二聚合物组合物;将第一和第二聚合物组合物传送到膜模头中;以及从膜模头中共挤出包括第一聚合物组合物的第一膜段和第二聚合物组合物的第二膜段的分段膜,所述第一和第二膜段在界面处连接,其中所述第二膜段的尖端在所述膜的横向上与所述第一膜段在所述界面上重叠,并且其中所述膜在所述第二膜段的尖端具有厚度“T”,所述第二膜段在横向上与所述尖端距离为T的位置上具有厚度“t”,并且其中所述T/t的比值大于约3。
[0012] 在又一个实施方案中,形成分段膜的方法包括以下步骤:向分段供料头中提供第一和第二聚合物组合物,所述分段供料头用于向膜模头提供所述第一和第二聚合物组合物;以及从所述膜模头中共挤出包括第一聚合物组合物的第一膜段和第二聚合物组合物的第二膜段的分段膜,其中所述第一和第二聚合物组合物在沿机器方向上离开所述膜模头之前,在所述膜模头中基本沿横向一起流动,此外,其中第一和第二膜段在所述机器方向上彼此邻近地连续延伸。
[0013] 本发明的其他特征和方面将在下面更详细地描述。
[0014] 附图的简要说明
[0015] 针对本领域普通技术人员,本发明的完整的且能实施的公开内容,包括其最佳模式,在说明书的其余部分参照附图更具体地描述,其中:
[0016] 图1是本发明的多段膜的顶视平面图;
[0017] 图1A是取自图1中多段膜上1A-1A处的剖面图;
[0018] 图2是一个示例性的分段膜的横截面的SEM照片;
[0019] 图3是另一个示例性的分段膜的横截面的SEM照片。
[0020] 在本说明书和附图中重复使用标记符号意在表示本发明的相同或者类似的特征或元件。
[0021] 代表性实施方案的详细描述
[0022] 现在将详细参照本发明的多个实施方案,所述实施方案的一个或多个实施例如下所述。每个实施例以解释而不是限定本发明的方式提供。事实上,对本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的前提下,可以对本发明做出各种修改或变化。例如,作为一个实施方案的一部分阐述或描述的特征可以用于另一个实施方案从而产生又一个实施方案。因此,本发明旨在涵盖这样的修改或变化。
[0023] 参照图1和图1A,具有机器方向(MD)和横向(CD),还具有第一表面18和与第一表面平行或基本平行的第二表面20的单元分段膜32显示具有连接于至少第二段14的至少第一段12,其中第一段与第二段在界面或接缝16处连接。第一段12、第二段14、和接缝16一般地在机器方向上连续延伸。在界面16处,第二段14在横向上与所述第一段12重叠,即第一段在横向上延伸超过所述第二段。第二段14延伸超过第一段12或与第一段12重叠,到达第二段的尖端22。第二段14的尖端22是第二段在横向上延伸最远进入第一段12内的部分。
[0024] 第二段与第一段的重叠程度可以通过将第二段14的尖端22处的膜32的厚度“T”与在横向上距离尖端为“T”处的第二段的厚度“t”进行比较来评估。希望地,T/t的比值较大,表明第一段12和第二段14在界面16上重叠更多。在一些实施方案中,T/t的比值适合地大于约3,更适合地的大于约5,甚至更适合地大于约7。在其他实施方案中,T/t的比值适合地为约3到约50,更适合地为约5到约50,甚至更适合地为约7到约50。在另一个实施方案中,T/t的比值为约3到约30,更适合地为约6到约30,甚至更适合地为约10到约30。
[0025] 希望地,第一段12占分段膜32面积的至少约10%,更希望地,占分段膜32面积的约20%到约80%。尽管更厚的分段膜是可能的,但是所述单元分段膜希望地具有小于50微米的最大厚度,以及更希望地具有约10微米到约35微米的最大膜厚度。可以选择第一和第二段12和14以包括具有不同性能的不同的膜,例如不同的透气性和/或弹性。如本文所使用,术语“弹性”一般是指材料在受到偏置作用时能在至少一个方向上延伸或伸长,而在偏置力除去时立即基本回复到它的原始尺寸。
[0026] 如本文所述的分段膜可以具有显示不同透气性和/或弹性水平的不同膜段,可以通过多种方法形成。分段膜可以通过将各邻接段共挤出来形成,例如,用Nissel等人在第4,553,510号美国专利中公开的方法与设备,将其全部内容引入本文作为参考。用于形成并排式(side-by-side)共挤出膜的膜模头可以购自Chippewa Falls的Extrusion Dies Industries,LLC,Orange,Tx的Wis.and Cloeren Inc.。可以将各膜段所需的组分分别混合,加热,然后共挤出形成单元分段膜的各并排式的段。这种膜可以通过本领域内已知的多种成膜方法中的任何一种方法制备,例如,用流延或吹塑膜设备制备。希望地,在第一和第二组合物进入膜模头之前将其送入到分段供料头。分段供料头允许第一和第二组合物在进入膜模头之前接触。认为第一和第二组合物之间的较早接触可以导致第一和第二段在段之间的界面处的重叠延伸。在一个实施方案中,适用于由一种或多种聚合物组合物制备分层膜的供料头相对于模体旋转了90度以提供分段膜而不是分层膜。适合的供料头,例如微供料头或模化供料头可获自Cedar Grove,New Jersey的Randcastle Extrusion Systems,Inc.。然后按照需要处理所述挤出的分段膜。
[0027] 在一个方面中,单元分段膜能在至少一个方向上被拉伸,从而减小膜尺寸或厚度。如下文更详细地讨论,一种特别理想的膜或膜段是一种微孔拉伸填充膜。这种微孔填充膜段可以包含至少一种热塑性聚合物和填料。关于微孔拉伸填充膜,拉伸除了能减小膜厚之外,还可以使膜具有孔隙率并形成使膜能透气的微孔网络。如本文所使用,术语“聚合物”一般包括但不限于,均聚物,共聚物如嵌段、接枝、无规和交替共聚物,三元共聚物等以及它们的共混物或改性物。此外,除非另有特别限制,术语“聚合物”包括所有可能的分子立体构型。这些构型包括但不限于,全同立构、间同立构和无规对称。如本文所使用,术语“共混物”是指两种或多种聚合物的混合物,而“合金”是指共混物中的一个子类,其中的组分不相混溶但已经过增容处理。如本文所使用,术语“填料”是指可以添加到聚合物中并且对挤出的膜不产生化学干扰或不利影响但可以分布到整个膜中的颗粒或其它形式的材料。所述填料颗粒任选的采用脂肪酸包被例如硬脂酸、山嵛酸,和/或促进颗粒(大量)自由流动和易于分散到聚合物中的其他材料。可采用本领域技术人员熟知的各种方法进行拉伸。可在MD和CD中的一个或两个方向上拉伸或定向膜。如本文所使用,“机器方向”或MD是指膜或织物被制备的方向。“交叉机器方向”或CD是指与膜或织物的宽度相关的方向,即一般地垂直于MD的方向。例如,机器方向的定向设备可以购自经销商如Providence,R.I的Marshall and Williams Company,双轴定向设备可以购自Siegsdorf,Germany的Bruckner GMBH。作为另一个实例,膜可以用有槽辊或图案辊进行拉伸,例如在Schwarz的第4,153,751号美国专利、Rasmussen的第5,028,289号美国专利和Jameson等人的第6,368,444号美国专利中描述的那些;将上述参考文献的全部内容引入本文作为参考。当采用一个或多个弹性段时,在分段膜处于拉伸或张紧状态时对其进行退火或热定形可能是有利的,从而固定弹性段并降低因弹性段的回缩力引起膜皱褶的可能性。此外,当使用分别预成形然后连接在一起的膜时,可以在各段永久地结合在一起而形成单元分段膜之前或之后处理膜,例如将膜拉薄等。
[0028] 存在多种适用于本发明的聚合物。分段膜的段可以由适于成膜的任何热塑性聚合物制备,而且希望地包含容易通过拉伸而降低膜尺寸或厚度的热塑性聚合物。仅以举例的方式,单独使用或与其它聚合物组合使用的适用于本发明的成膜聚合物,包括聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯-丙烯酸(EAA)、乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯-丙烯酸正丁酯(EnBA)、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚丁烯(PB)、聚醚酯、聚醚酰胺和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
[0029] 用于形成一个或多个膜段的适合的聚合物包括但不限于聚烯烃。存在多种聚烯烃聚合物,而且认为具体的聚烯烃聚合物的组合物和/或其制备方法对本发明是不关键的,因此认为能成膜的传统和非传统聚烯烃都适用于本发明。如本文所使用,“传统”聚烯烃是指用传统催化剂如Ziegler-Natta催化剂制备的聚烯烃。适用的聚乙烯和聚丙烯聚合物的商品很多,例如,线性低密度聚乙烯来自Midland,Mich的Dow Chemical Company,商品名为AFFINITY,传统的聚丙烯可来自Houston,Tex的ExxonMobil Chemical Company。此外,由“金属茂”、“限定几何”或“单位点”催化剂制备的弹性与非弹性聚烯烃也适用于本发明。这类催化剂和聚合物的实例在下列文献中有所描述:Obijeski等人的第5,472,775号美国专利;Erderly等人的第5,451,450号美国专利;Lai等人的第5,278,272号美国专利;Lai等人的第5,272,236号美国专利;Kaminsky等人的第5,204,429号美国专利;Etherton等人的第5,539,124号美国专利;和Krishnamurti等人的第5,554,775号美国专利;将其全部内容引入本位作为参考。上述Obijeski和Lai的专利教导了示例性的聚烯烃弹性体,此外,示例性的低密度聚乙烯弹性体可购自The Dow Chemical Company,商品名为AFFINITY,可购自ExxonMobil Chemical Company,商品名为EXACT,以及可购自Dupont Dow Elastomers,L.L.C,商品名为ENGAGE。此外,示例性的丙烯-乙烯共聚物塑性体和弹性体可以购自The Dow Chemical Company,商品名为VERSIFY,以及ExxonMobil Chemical Company,商品名为VISTAMAXX。
[0030] 此外,认为立体嵌段聚合物也很适用于实施本发明。术语“立体嵌段聚合物”是指具有可控区域立构规整度或立体序列(stereosequencing)从而达到所需的聚合物结晶度的聚合物材料。通过在聚合过程中控制立构规整度,有可能实现无规-全同立体嵌段。形成聚烯烃立体嵌段聚合物的方法在本领域内是已知的,而且在下列文献中有所描述:G.Coates和R.Waymouth,“Oscillating Stereocontrol:A Strategy for the Synthesis of Thermoplastic Elastomeric Polypropylene”,267Science217-219(1995年1月);K Wagener,“Oscillating Catalysts:A New Twist for P1astics”267Science191(1995年
1月)。在Waymouth等人的第5,594,080号美国专利,Waymouth的第5,208,304号美国专利和第0475306A1号欧洲专利申请公开中也描述了立体嵌段聚合物及它们的生产方法。如上所述,通过控制烯烃的结晶度,有可能提供呈现独特拉伸模量和/或伸长性能的聚合物。
此外,聚烯烃共聚物,特别是丙烯-乙烯共聚物,也适用于本发明。仅作为一个实例,示例性的丙烯-乙烯共聚物可以包含多步反应产物,其中无定形的乙烯-丙烯无规共聚物以分子形式分散在以半结晶的高丙烯单体/低乙烯单体为主的连续基体中。这样的聚合物的实例在Ogale的第5,300,365号美国专利、Ogale的第5,212,246号美国专利和Giacobbe的第5,331,047号美国专利中有所描述。这类聚合物可从Lyondellbasell购得,商品名为CATALLOY聚合物。
[0031] 其它示例性的市售弹性体材料包括但不限于下列聚合物:弹性体聚氨酯,例如Lubrizol Advanced Materials,Inc.的商品名为ESTANE的那些;弹性体聚醚酯,如E.I.DuPont De Nemours&Company的商品名为HYTREL的那些,以及Sittard,Holland的DSM的商品名为ARNITEL的那些(先前来自Arnhem,Holland的Akzo Plastics);以及购自Arkema,Inc.的商品名为PEBAX的弹性体聚醚酰胺。作为另外的实例,适合的热塑性弹性体也包括由通式为A-B-A’的嵌段共聚物制备的那些,其中A和A’分别是含有苯乙烯部分如聚(乙烯基芳烃)的热塑性聚合物端嵌段,其中B是弹性体聚合物中间嵌段如共轭二烯或低级烯烃聚合物。另外,示例性的嵌段共聚物包括A-B-A-B四嵌段聚合物,所述四嵌段聚合物具有基本上氢化为聚(乙烯-丙烯)单体单元的异戊二烯单体单元,例如,苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)弹性体嵌段共聚物。苯乙烯-烯烃嵌段共聚物的实例包括苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯),以及苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯。这些嵌段共聚物可具有线性、放射型或星型分子构型。作为具体实例,示例性的弹性体可以包括Kraton Polymers LLC的商品名为KRATON的(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物以及聚烯烃/KRATON共混物,如在第4,663,220号、第4,323,534号、第4,834,738号、第5,093,422号、第5,304,599号以及第5,332,613号美国专利中所述的那些,将上述参考文献的全部内容引入本文作为参考。其他合适的共聚物包括来自Houston,Texas的Dexco Polymers的商品名为 的S-I-S和S-B-S弹性体共聚物。
[0032] 还可向所述膜中加入其他添加剂,如熔体稳定剂、交联催化剂、辐射前(pro-rad)添加剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗化剂、热老化稳定剂、增白剂、抗粘结剂、粘合剂增粘剂粘度改性剂等。适合的增粘树脂的实例可以包括,例如氢化烃树脂。TM
REGALREZ 烃树脂即是此类氢化烃树脂的一个实例,并且可获自Eastman Chemical。其他TM
增粘剂可获自ExxonMobil,商品名为ESCOREZ 。还可以采用粘度改性剂,例如聚乙烯蜡(如TM
来自Eastman Chemical的EPOLENE C-10)。典型的熔体稳定剂为磷酸酯稳定剂(如来自Terrytown,New York的Ciba Specialty Chemicals的IRGAFOS和来自Dover,Ohio的Dover Chemical Corp.的DOVERPHOS)。示例性的热和光稳定剂为受阻胺稳定剂(如来自Ciba Specialty Chemicals的CHIMASSORB)。此外,在膜的制备中,受阻酚通常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括可获自Ciba Specialty Chemicals的商品名为 的那些,例如 1076、1010或E201。此外,可以向所述膜中加入粘合剂以促进所述膜与其它材料(如无纺纤网)粘合。典型的,此类添加剂(如增粘剂、抗氧化剂、稳定剂等)各自以所述膜的约0.001wt.%到约25wt.%的量存在,在一些实施方案中为约0.005wt.%到约
20wt.%,并且在一些实施方案中为约0.01wt.%到约15wt.%.
[0033] 如上所述,分段膜的第一段可以包括透气膜。如本文所使用,术语“透气的”或“透2
气性”是指织物的一定面积的水蒸汽透过率(WVTR),以每天每平方米水的克数(g/m/24小时)度量。WVTR结果以克/平方米/天报告。此外,如本文所使用,术语“透气的”是指
2
WVTR至少为800g/m/24小时的织物。适用于本发明的透气膜很多,包括微孔和整体(即无孔)膜。包括第一段或多段的透气膜可以是弹性或非弹性的,并且希望地具有至少约800g/
2 2
m/天的WVTR,更希望地具有超过约1500g/m/天的WVTR,又更希望地具有超过约3500g/
2 2
m/天的WVTR,甚至更希望地具有超过约5000g/m/天或更高的WVTR。在一个方面中,第一段可以是非弹性的或者其弹性小于第二段,而在打孔之前透气性高于第二段。当整体或非微孔透气膜包含本身具有良好水蒸汽透过率的聚合物(即允许水蒸汽容易地扩散通过膜的聚合物)如聚氨酯、聚醚酯、聚醚酰胺、EMA、EEA、EV等时,它们能表现出良好的透气性。
适合用作分段膜中一个或多个段的透气微孔膜的实例包括但不限于,下列参考文献中所述的那些:McCormack的第5,695,868号美国专利、McCormack等人的第6,075,179号美国专利、McCormack等人于1996年10月1日提交的第08/722,726号美国专利申请、McCormack等人于1997年6月25日提交的第08/882,712号美国专利申请、McCormack等人的第
6,111,163号美国专利、Haffner等人的第6,045,900号美国专利、Gwaltney等人于1997年4月25日提交的第08/843,147号美国专利申请、Shawver等人于1998年7月24日提交的第09/122,326号美国专利申请、Sheth的第4,777,073号美国专利,以及Kinzer的第
4,867,881号美国专利;将上述参考文献的全部内容引入本文作为参考。
[0034] 第二段可以是不透气的或透气的膜段。此外,第二段可以是弹性或非弹性膜。在一个实施方案中,第二段是弹性膜并且可以包含一种或多种弹性聚合物。第二段可以包括与上述与第一段相关的那些类似的膜。但是,第一段的组合物和/或结构不同于第二段,并且第一与第二段的具体组合物和/或结构将根据彼此进行选择,以实现单元分段膜所需的功能特性和/或美学特性。各段的具体膜组合物和/或结构要根据各种考虑因素进行选择,所述考虑因素如最终用途、成本、耐久性、强度、贮存和产品寿命等。
[0035] 在本发明的一个方面中,分段膜可以包括具有不同的区域透气性的膜。例如,第一段可以包括沿膜长度方向被第二段分隔开的透气膜。第二段可以包括在打孔前透气或不透气的膜。为了实现具有不同的区域透气性的单元膜,可以选择打孔后其WVTR比第二段高或者低的第一段。相邻段的WVTR可以随着所选膜的组合物和/或结构而变化,从而产生相邻段具有不同的透气性水平的膜。在这方面,通过对各段选择不同的膜组合物,第一段和第二段可以具有不同的WVTR。例如,第一段可以比第二段含有更高重量百分数的填料。因此,至少在打孔前拉伸填充膜时,就会产生含有第一透气段和第二透气段的分段膜,其中第一段的WVTR比第二段的WVTR高。另外和/或供选择地,第一段和第二段可以包含不同类型的填料。因此,各段的WVTR可以根据分段膜所需的应用而变化。透气性高或低的段可以策略性地位于单元分段膜中,以实现在所选位置的所需的透气性。
[0036] 在另一个方面中,可能希望在各段中均包括不透明的膜。从美观的度来看,这是某些制品如尿布所需要的,目的是掩盖污染的吸收芯。不透明的填料可以按需要包括在一段或多段中,从而产生均匀不透明的分段膜。但是,在各段中填料的重量百分比和/或类型可以变化,以选择性地实现完全不同的透气水平,同时又具有基本均匀的不透明性。作为一个具体的实例,第一段可以是具有CaCO3填料颗粒的高度透气的微孔LLDPE膜,而第二段可以是具有TiO2填料颗粒的透气性与孔隙率较低的LLDPE膜。
[0037] 作为另外的实例,为了实现不同的WVTR水平,第一段和第二段可包含不同的聚合物。在这方面,利用不同的聚合物组合物,各段可以是微孔或非微孔膜和/或填充或未填充膜。在一个方面中,第一段可以包括填充聚合物膜,第二段可包括其中所包含的聚合物与第一段所包含的聚合物不同的填充聚合物膜,其中当单元分段膜受到拉伸时,会使第一段具有比第二段的WVTR更高的透气性水平。例如,第一段可包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)填充膜,第二段可包括弹性体聚乙烯填充膜。所获得的拉薄的透气性膜的第一段的WVTR会高于第二段。填料的量和/或类型同样可以与聚合物组合物一起改变,以在各段中达到所需的WVTR、不透明性和/或弹性。
[0038] 在另一个方面中,也可以根据本发明实现具有提高的身体顺应性的单元膜。分段膜可以包括第一与第二段,其中第一段或第二段之一是弹性段而另一段是透气段。例如,第一段可以包括非弹性透气段,而第二段可以包括弹性段。希望地,第一透气段占分段膜的面积的至少约25%,甚至更希望地,占分段膜的面积的约50%至约95%。弹性的第二段可以含有透气性或者不透气性的膜。作为一个具体的实例,第一段可包括微孔LLDPE填充膜,第二段可包括含弹性体聚烯烃如弹性体聚乙烯的非多孔膜。供选择地,第二段可以包括弹性的透气的非多孔膜,例如聚氨酯、聚醚酯或聚醚酰胺膜。此外,第一段可以包括微孔聚烯烃填充膜,第二段可以包括KRATON/聚烯烃聚合物共混物。
[0039] 弹性膜段可包括弹性体且希望地具有小于60%的滞后,更希望地具有小于约50%的滞后,以及又更希望地具有小于约40%的滞后。非弹性段可包括那些包括具有大于约60%的滞后的非弹性体聚合物的段。在又一个方面中,弹性膜段可包括热塑性弹性体的膜,所述热塑性弹性体的回缩/伸长百分比大于25,希望地回缩/伸长百分比大于约35,更希望地回缩/伸长百分比为至少约50。在这方面,非弹性膜段可包括回缩/伸长百分率低于约25的热塑性聚合物的膜。在又一个方面,弹性段希望地包括热塑弹性体膜,所述热塑弹性体膜在受到偏置力作用时可延伸到拉伸或偏置长度至少为其松弛未偏置(unbiased)长度的约160%,而且在伸长力释放后将立即回复其伸长的至少55%。一个假设的实例是:材料的一(1)厘米样品,所述样品可以伸长到至少1.60cm,而且伸长力释放后将回复到不大于
1.27cm的长度。许多热塑性弹性体膜表现出较大的伸长和回复性能,许多高弹性材料可以被拉伸到它们松弛未偏置长度的160%,而且在伸长力释放后,会立即回复约75%以上的伸长。
[0040] 在本发明的又一个方面,单个膜段本身可以包括单层或多层膜。例如,分段膜可以包括第一段,所述第一段包括多层膜,和第二段,所述第二段包括单层膜。第一段可以包括一个或多个外层以及一个或多个中心层或中间层。在其它实施方案中,多层膜段可包括,例如下列文献中所述的那些:McCormack等人的第6,075,179号美国专利、Haffner等人的第6,045,900号美国专利以及McCormack等人于1997年6月25日提交的第08/882,712号美国专利申请,将上述参考文献的内容引入本文作为参考。此外,第一段与第二段都可包括多层膜。例如,第一段可以包括外层和芯层,第二段可以包括外层和芯层。第一段与第二段的外层可以包括相同的,类似的或者不同的组合物。当一段或多段是弹性的时,希望的是在弹性片段上延伸的外层包括延伸层。在这方面,当那些本身为非弹性的层在总厚度中只占较小的百分数时,这些非弹性层仍可使用,因为它们不妨碍弹性芯层提供的伸长与回复。但是,希望地,在弹性片段上延伸的外层具有很好延展性层。例如,第一段的芯层可包括非弹性透气微孔LLDPE填充膜,第二段的芯层可包含弹性聚烯烃,以及第一段与第二段的外层可以包含LLDPE和EMA的共混物。
[0041] 在本发明的又一个方面,分段膜可以包括位于透气段之间的一个或多个离散的弹性段。在一个实施方案中,透气段包括具有高透气性水平的基本无弹性的段。例如,分段膜可以包括第一段以及位于第一段之间离散的第二段。离散的弹性段可以是透气性的或非透气性的。希望地,第一透气段占分段膜的面积的至少约25%,甚至更希望地,占分段膜的面积的约50%至约95%。另外,离散的弹性段的宽度(膜的CD方向上的尺寸)为至少0.1cm,希望地宽度至少为约1cm或更宽。分离第二弹性段的透气段的宽度可以根据分段膜所需的性能而变化;使用更大的弹性段和/或更密集的分组段(grouped segment)将提高单元分段膜的总体拉伸和回复性能。第一透气段和第二弹性段可以包括单层或者多层膜。例如,第一透气段可以包括多层膜,所述多层膜包括外层和中央芯层的,以及第二弹性段可以包括单层膜。在一个具体的实施方案中,第一透气段可以包括非弹性多层膜,如McCormack等人的第6,309,736号美国专利申请中所描述的那些,第二弹性段可以包括弹性聚乙烯。作为又一个实例,第一透气段与第二弹性段都可以包括多层膜,其中第一段包括外层和中间层,第二段包括外层和中间层。希望地,第一透气段与第二弹性段的外层可以包括类似或者相同的聚合物组合物,如EMA、EEA、EVA或其聚烯烃共混物。
[0042] 如上所述,多种聚合物适用于本发明。相邻段应当是相容的,也就是说它们显示足够的粘结力而形成一个连续的连结膜。在这方面,使用聚合物共混物能提高相邻段之间的粘结力。例如,聚乙烯与聚丙烯本身是不相容的,而聚乙烯/聚丙烯共混物可以与聚乙烯和/或聚丙烯段相容。在一个具体的实施方案中,第一段可包含LLDPE与聚丙烯的耐冲击共聚物(如Kobylivker等人的第6,072,005号美国专利申请所教导的,将其全部内容引入本文作为参考),相邻的第二段可包含弹性聚丙烯。此外,相容性也同样可以通过在段内加入一种或者多种粘合或者粘性树脂来实现。示例性的粘合或粘性树脂在McCormack的第5,695,868号美国专利中有所描述。另外,可以使用增容段和连结段(tie segment),以利用更广范围的聚合物。因此,利用增容段使得可能使用不相容聚合物的离散段实现连续的粘结分段膜。例如,分段膜可包括第一段和第二段,其中将增容段放置在第一与第二段之间。
作为一个具体的实例,第一段可包括透气的非弹性段,所述透气的非弹性段包括微孔LLDPE膜,第二段可包括弹性聚丙烯。增容段可以放置在第一段和第二段之间,并且增容段可以包括,例如乙烯-丙烯共聚物。在又一个方面,相容段本身可以包括粘合或者粘性树脂,例如无定形聚α-烯烃,例如来自Rextac LLC的REXTAC以及来自Marl,Germany的Huels AG的VESTOPLAST。增容段的组合物可以根据所需的膜性能和相邻段包含的具体聚合物而变化。
[0043] 为了在分段膜上同时形成孔和凸起,一般地可以通过使分段膜通过由至少一个具有图案的辊限定的辊隙来实现成孔(aperturing)/压纹(embossing),所述具有图案的辊如Ng等人的第12/649427号美国专利申请中所描述。
[0044] 分段膜可通过以不同的旋转速度旋转的辊进行“预拉伸”(在压送(nipping)之前),以使片材在机器方向上被拉伸到所需的拉伸比。该单向拉伸膜也可以在交叉机器方向上定向以形成“双向拉伸”膜。在“预拉伸”操作中的方向温度曲线图一般低于膜中一种或多种聚合物的熔点,但是足够高以使所述组合物能够被拉出或拉伸。例如,膜可以在约15℃到约50℃的温度下拉伸,在其他实施方案中,在约25℃到约40℃的温度下,以及在其他实施方案中在约30℃到约40℃的温度下。当按照上述方式进行“预拉伸”时,层压过程中的拉伸度可以升高、保持或稍微降低(缩回)到需要的拉力程度。
[0045] 制备用于膜的第一和第二段的原料并将其加入到用于各段的挤出装置的加料斗中。将所述材料分散混合到熔体中,并采用已知技术复合,例如批量和/或连续复合技术,所述技术采用例如Banbury混炼机、Farrel连续混炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。
[0046] 任何已知技术可用于由所述复合材料制备分段膜,包括吹塑、流延、平模挤出等。例如,所述挤出的膜可以吹进压送辊中以形成单层前体分段膜。所述辊可以保持在当所述前体分段膜形成时足以使其固化和淬火的温度下,例如约20-60°C。
[0047] 在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以进行本领域已知的各种其他可能的处理和/或完成步骤,例如将其通过膜定向单元或机器方向定向仪(orienter)(“MDO”)、打孔、压印、切开、处理、印刷图案等。例如,分段膜可任选地在交叉机器和/或机器方向上进行机械拉伸以增强延展性。在一个实施方案中,分段膜可以在CD和/或MD方向上通过两个或多个有槽的辊。所述有槽的辊可由或其他硬质材料(如硬质橡胶)构成。该有槽的卫星/支承辊的排列描述于Rhim等人的第2004/0110442号美国专利申请公开以及Gerndt等人的第2006/0151914号美国专利申请公开中,出于所有目的将其全部内容引入本文作为参考。
[0048] 任选地,分段膜可以层压到一个或者多个其它的膜和/或织物。例如,本文所述的分段膜可以被粘结到无纺纤网。如本文所使用,“无纺”织物或纤网是指具有单个纤维或线的结构的纤网,所述纤维或线是夹层的,但不像编制或者纺织织物那样以可确定的方式夹层。无纺织物已通过多种工艺形成,例如,熔喷工艺,纺粘工艺,水刺,气流成网和粘合梳理成网工艺。如本文所使用,术语“纺粘”是指分子取向的聚合物材料的小直径纤维。纺粘纤维一般是通过下述方法形成的:将熔融的热塑性材料从喷丝头的多个细的通常是圆形的毛细管中挤出形成丝,然后通过例如下列文献所述的方法迅速减小挤出的丝的直径:Appel等人的第4,340,563号美国专利、Dorschner等人的第3,692,618号美国专利、Matsuki等人的第3,802,817号美国专利、Kinney的第3,338,992号和第3,341,394号美国专利、Hartman的第3,502,763号美国专利、Dobo等人的第3,542,615号美国专利、Pike等人的第5,382,400号美国专利、Marmon等人的于1996年11月26日提交的共同转让的第08/756,426号美国专利申请和Pike等人的于1995年11月30日提交的第08/565,261号美国专利申请且现在为第5,759,926号美国专利。如本文所使用,术语“熔喷(meltblown)”或“熔喷(meltblowing)”是指一般由以下述方法形成的聚合物材料的细纤维:将熔融的热塑性材料通过多个细的,通常是圆形的模具毛细管中挤出成为线或丝,进入会聚的高速的通常是热的气体(如空气)流中,所述气流使熔融的热塑性材料的丝变细,以减小其直径。
然后,熔喷纤维可以通过高速气流带出并沉积在收集表面,以形成无规分散的熔喷纤维的纤网。这种工艺公开于,例如Butin等人的第3,849,241号美国专利、Lau的第4,526,733号美国专利、Haynes等人的第5,652,048号美国专利和Fitts等人的第5,366,793号美国专利中。熔喷纤维可以是连续的或不连续的,平均直径一般小于10微米,并且平均直径通常在约0.5-约7微米之间。无纺织物也可以是多层无纺层压材料,所述层压材料包括至少一层无纺纤网和/或多个无纺层,例如纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层压材料。多层无纺层压材料的实例公开于Brock等人的第4,041,203号美国专利、Perkins等人的第5,178,931号美国专利和Timmons等人的第5,188,885号美国专利中。
[0049] 可以选择附着到分段膜的的任何其它层的特定组合物,以实现所需性能,例如美观性、强度、耐久性、手感等。例如,分段膜可以被层压到针织布、无纺布泡沫、平纹棉麻织物、多层无纺层压材料等等。如本文所使用,术语“平纹棉麻织物”是指用作背衬材料的轻质织物。平纹棉麻织物通常用作涂层或层压产品的基底织物。通过本领域技术人员已知的方法,例如,通过热粘结、超声粘结、粘合剂粘结等,可以将分段膜和其它织物层压在一起。热点粘结是层压各层的示例性的手段。如本文所使用,“点粘结”是指在多个离散的粘结点上粘结一层或多层织物。例如,热点粘结一般涉及使待粘结的一层或多层通过加热辊,例如,雕刻图案辊和光滑的轧光辊之间。以某种方式在雕刻辊上形成图案,以使整个织物不会粘结在其整个表面上,而支承辊通常是平的。因此,为了功能以及美观的原因,已发展了各种用于雕刻辊的图案。在Hansen等人的第3,855,046号美国专利中描述了热点粘结的一个实例。许多其它的粘结图案是众所周知的,如Uitenbroek等人的第356,688号美国外观设计专利和Levy等人的第5,620,779号美国专利中所述。
[0050] 当分段膜中的一段或多段包括弹性段时,任何层压到其上的其它层希望地包括可延伸的材料或织物。在这种方面,所述其它一层或多层可以包括,例如,可延伸的无纺材料(例如,起皱的无纺织物或包括高度卷曲纤维的无纺织物)、网状织物、稀松织物、弹性复合材料和/或其它诸如此类的材料。希望地,织物包括一层或多层热塑性纤维,所述热塑性纤维是弹性的、本身可延伸的或经过处理而变成可延伸和/或弹性的,并且还具有像布料一样的手感与悬垂感。合适的可延伸和/或弹性材料的实例描述于Morman等人的第4,965,122号美国专利、Morman等人的第5,114,781号美国专利、Morman等人的第5,336,545号美国专利、Vander Wielen等人的第4,720,415号美国专利、Kieffer等人的第4,789,699号美国专利、Taylor等人的第5,332,613号美国专利、Collier等人的第5,288,791号美国专利、Wisneski等人的第4,663,220号美国专利Shawver等人的第5,540,976号美国专利、Djiaw等人的第0,712,892A1号欧洲申请、Shawver等人的第5,952,252号美国专利、Levy等人的第5,714,107号美国专利,和Griesbach等人的第
6,054,002号美国专利,将上述参考文献的内容引入本文作为参考。所述热塑性聚合物的组合物可根据需要进行选择,以实现具有所需物理性能如弹性、手感、拉伸强度、成本等等的材料。另外,无纺外层可以通过例如压花、水刺、机械软化、印刷、抗静电处理进行处理,或用其它方法处理以实现所需的美学和/或功能特性。
[0051] 本发明的分段膜及其层压材料可应用于许多应用中,例如,个人护理制品、传染控制产品、防护服、防护罩、服装等等。如本文所使用,术语“个人护理产品”是指个人卫生导向的物品,如尿布、训练裤、吸收性内裤、成人失禁服、女性卫生产品等。如本文所使用,术语“传染控制产品”是指医疗导向的物品,如手术袍和挂帘、头罩如圆帽(bouffant cap)、手术帽和头套、工业工作服、类如鞋套、靴套和拖鞋、伤口敷料、绷带、灭菌包、实验服、连体工作服、围裙等等。如本文所使用,术语“防护服”是指工业相关的衣服或服装,如连体工作服、围裙、工作服、连体工作服等等。如本文所使用,术语“防护罩”是指汽车、船、飞机等交通工具的外罩,通常留在室外的物品与设备(如烤架和草坪家具)、院子或者花园设备的外罩,地板罩和帐篷等等。如本文所使用,术语“服装”是指任何类型的非医疗或非工业导向的可穿着的服装。它包括连体工作服、内衣、裤子、衬衣、短外套、手套、袜子等等。
[0052] 另外,本领域的技术人员可以理解,本发明的分段膜可以更有利地应用于许多其它采用透气性屏障织物的应用中。如本文所使用,术语“屏障”是指相对地不渗透液体且具有至少约50毫巴(mbar)的静水压(hydrohead)的膜、层压材料或其它织物。如本文所使用的静水压是指织物的液体屏障性能的一种量度,以毫巴(mbar)计。但是,应该指出的是,在屏障织物的许多应用中,可能希望它们的静水压值大于约80毫巴、150毫巴或甚至200毫巴。在一个实施方案中,分段膜的凸起段可以具有比有孔段更高的静水压值。有利地,凸起段可能被用于产品中需要有良好屏障性能的区域,而有孔段可以用于产品中需要更多透气性的区域。
[0053] 作为一个具体的实例,本发明的分段膜可以很容易地转化和加入尿布或者失禁服装的透气屏障层中。虽然由微孔膜和/或其层压材料提供的透气性在许多制品中是有利的,但是在有些情况下可能并不希望高的透气性。例如,在个人护理制品如尿布或失禁服装中,透气屏障层和吸收芯一般同时起作用,以保留排进服装内的体液。但是当流体保留在吸收芯中时,很高水平的水蒸汽开始透过透气屏障。透过外罩的水蒸汽水平升高会在衣服的外部形成冷凝物。冷凝物仅仅是水,但感觉像是泄漏。此外,冷凝物会使服装的外部产生潮湿的不舒服的感觉,对于处理制品的人来说这是令人不愉快的。如果透气屏障在这些区域中的WVTR较低,那么在其余区域提供良好的透气性的同时还会使服装具有优良的穿戴者舒适性,而且还能降低外罩潮湿的可能性。在这方面,如下文更详细的讨论,具有相对高和低透气性的段可以策略性地放置在吸收性制品中,以协助降低和/或消除外罩的潮湿。在又一个方面中,本发明提供在CD方向上有拉伸与回复性的膜,从而提供了膜和/或加入了所述膜的具有优良人体顺应性的制品。此外,能实现优良的人体顺应性而不显著丧失透气性能或丧失屏障性能。
[0054] 个人护理制品一般地包括朝向穿戴者的透液性的顶片和不透液性的底片或外罩。在顶片与外罩之间放置吸收芯。通常将顶片与外罩密封起来以包住吸收芯。本发明的分段膜与膜层压材料特别适于用作个人护理制品的外罩。仅通过举例的方式,在下列文献中描述了示例性的个人护理制品:Enloe等人的第5,415,644号美国专利、Meyer等人的第4,798,603号美国专利、Menard等人的第5,810,797号美国专利、Herren等人的第4,641,381号美国专利;Boland等人的第4,701,175号美国专利、Van Gompel等人的第4,938,797号美国专利;将上述参考文献的全部内容引入本文作为参考。此外,虽然以下详述是针对一次性尿布进行的,但本领域技术人员将会理解,本发明的概念也适用于其它类型的吸收性制品,特别是其它个人护理产品。此外,虽然本发明是针对几种特定的配置阐明的,但应理解,本领域技术人员也可以对以下讨论的具体配置进行组合或更改而不偏离本发明的精神与范围。
[0055] 例如,尿布或者失禁服装的挡片(baffle)可以包括连续分段膜,所述连续分段膜包括第一段和第二段,并且所述第一段和第二段具有如本文所述的界面。挡片可以从分段膜转化而来,其中尿布的“朵”对应于第二区域,制品的中心部分对应于一个或多个第一段。第一段希望地包括透气膜,如弹性或非弹性的整体或单层或多层微孔膜。第二段希望地包括具有优良伸长与回复性能的弹性段,例如包括弹性聚氨酯或KRATON/聚烯烃共混物的膜段。在又一个实施方案中,可对分段膜进行转化,以使段沿制品的宽度延伸,而不是沿制品的长度延伸。当段沿着制品的宽度延伸时,第一区域可以包括制品的中心部分对应的透气性膜,第二区域可以包括制品的“腰部”所对应的弹性段。
[0056] 分段膜和/或它们的层压膜也可以转化为手术袍、防护工作服等。在这方面,医疗服装常常要求对穿戴者提供高度的保护,例如,防止血液和/或血源性病原体透过。通过包括分段的连续膜,可以在所需区域实现良好的拉伸性和身体顺应性而不丧失所需的屏障性能。例如,手术袍或工作服可以包括透气性屏障,第一段具有优良的WVTR屏障性能,第二段可以包括弹性有孔段并且在不需要屏障的位置向服装提供其它改善的拉伸性、身体顺应性以及透气性。
[0057] 虽然在本文中引入了各种专利和其它参考材料作为参考,但是在引入的材料与所写的说明书之间有不一致的情况下,以所写的说明书为准。此外,虽然本发明已就其具体实施方案详细描述,但是,对本领域技术人员显而易见的是,在不违背本发明的精神和范围的前提下可以进行各种改变、修改和其它的变化。实施例
[0058] 为了证明本发明,制备了具有三段的实施例的膜。样品膜是由配置用于制备分段膜的Randcastle膜模头生产的。膜模头具有一个主要中心进料口,并且使用在模头端板的侧边端口(side edge port)。侧边端口位于模唇上游1.5英寸的位置,分段膜在所述模唇处离开膜模头。配置用于制备分段膜的供料头连接到中心进料口,所述供料头具有用于两种聚合物的进入端口。。供料头位于模唇上游10.5英寸的位置,其中分段膜在所述模唇处离开膜模头。第一聚合物组合物用于产生膜的中心段。第一挤出机(双螺杆Leistritz,27mm)用于熔融第一聚合物组合物,并把它们输送到供料头上的一个进料口。第二聚合物组合物用于边缘段。第二挤出机(单螺杆1.25"挤压机)用于熔融第二聚合物组合物。离开第二挤出机后,使用“Y”型模块和设置成相同温度的两个8'的加热的聚合物软管将第二聚合物组合物分成两流。第一流被送到膜模头的一个侧边端口,第二流被送入进料块上的第二进料口。所产生的膜具有第一聚合物组合物的中心段,具有第二聚合物组合物的两个边缘段。
[0059] 采用各种第一和第二聚合物组合物生成5种膜,如表1所示。在表1中,"Kraton"是68wt.%苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(由Kraton Polymers提供TM的 MD6937),20wt.%增粘剂(由Eastman Chemical提供的REGALREZ 1126)
TM
和12wt.%聚乙烯蜡(Eastman Chemical提供的EPOLENE C-10)。"PE"是70wt.%聚乙烯TM
(由The Dow Chemical Company提供的DOWLEX 2047G)和30wt.%CaCO3浓缩物(25wt.%TM
聚乙烯(DOWLEX 2047G)和75wt.%CaCO3)。"PP-PE"是70wt.%聚丙烯(由ExxonMobil TM
Chemical Company提供的PP3155)和30wt.%CaCO3浓缩物(25wt.%聚乙烯(DOWLEX 2047G)和75wt.%CaCO3)。"PP"是100wt.%聚丙烯(PP3155)。
[0060] 处理条件:
[0061] 双螺旋挤出机处理条件:l区:178C,2区:187C,3区:187C,4区:180C,5区:181C,6区:187C,7区:197C,8区:200C,凸缘:200C,软管:41OF,螺杆速度:300rpm,熔体压力:
800psi。
[0062] 单螺杆Killion挤出机艺条件:1区:350F,2区:390F,3区:420F,凸缘和熔体:420F,熔体泵:25rpm,熔体压力:500psi,"Y"模块420F,来自"Y"模块的软管420F。
[0063] 模头、供料头和端板温度设置:420F。
[0064] 卷绕速度:20fpm。
[0065] 对制备的样品进行拉伸测试。在Sintech Corp.的恒定速率拉伸测试仪2/S进行拉伸实验,其具有基于计算机的数据采集系统和控制系统或具有合适负载元件的等同物以使峰值负载落入负载元件(Cary,N.C.的Sintech Corp)的满刻度负载的10%-90%之间。这些测试是在环境条件下进行的。为了测试单个接缝的强度,所述样品尺寸为在交叉机器方向上3英寸×在机器方向上6英寸,所述接缝一般地在所述样品中间。所述夹具的尺寸为3英寸宽。在测试开始时,夹具分隔距离(测量长度)是4英寸。为了在一次测试中测试两个边缘接缝的强度,样品的尺寸和测量长度被延长以使两个边缘接缝在所述夹具的夹头之间。样品以12英寸/分钟的速度被拉伸至断裂。峰值负载、峰值负载时的伸长百分比(测量长度的百分比),以及断裂时的能量(从原点到断裂点的负载-伸长曲线下的面积)被记录下来。
[0066] 一般地,发现通过供料头引入边缘聚合物产生的接缝要比通过边缘端口引入边缘聚合物所产生的接缝更强(高峰值负载和能量)。对于实施例1中的膜,中心段的聚合物组合物与边缘段的聚合物组合物相似,认为这产生了具有相似强度的膜的接缝。但是,值得注意的是,当同时对两个接缝进行测试的时候,通过边缘端口加入边缘聚合物组合物所产生的边缘接缝是失败的接缝。
[0067] 表1
[0068]
[0069] 值得注意的是,如上述实施例3和4,膜边缘端口接缝在膜的生产过程中破裂,所以不可能进行拉伸测试。
[0070] 实施例5中接缝的SEM照片示于图2和图3中。图2是边缘端口接缝的SEM照片。图3是供料头接缝的SEM照片。在每张照片中,第二(边缘)段14延伸通过或者与第一(中心)段12重叠,到达第二段的尖端22。SEM图片显示,供料头接缝比边缘端口接缝延伸更远,通过计算两张照片中的T/t进一步证实。图2所示的边缘端口接缝的T/t值为2.6(50/19)。而图3所示的供料头接缝的T/t值为25(75/3)。
[0071] 由分段膜的横截面的SEM图片测量厚度“T”和“t”,所述图片显示接缝尖端在膜的两段之间。如图2和3所示的SEM照片制备如下。样品可以被切割成纵向条,并在切割的末端进行标记。然后将条置于液氮中,并允许至少平衡2分钟。当样品仍浸没在液氮中时,在不锈钢背板上用新的单刃剃刀将样品等分成两段。在切割之前允许刀片冷却约5-10秒。
[0072] 然后,将样品固定在一个25毫米的SEM载物台(样品槽(specimen stub))上的小块之间以使切割表面是水平的。随后将样品暴露在四氧化钌蒸气中一个小时。允许样品脱气过夜,然后不经过其它的处理和包被直接在扫描电子显微镜中评价。钌染色剂与环状不饱和基团反应,使具有苯乙烯官能团的化合物被强烈的染色。当有机材料被重金属染色后,反向散射系数增加引起反向信号增强,产生更明亮的图像细节。由于二级电子图像具有反向散射组分,在这些图像中通常也可以看出染色的增亮效果。
[0073] Hitachi S-4500场发射扫描电子显微镜或者等同的设备可以用于在电压下(800-1200伏)同时使用微通道板(反向散射)和放大100-1000倍的二级电子探测器来评价横截面的表面。使用与显微镜连接的Quartz PCI图像获取系统或者等同物来获取数字图像。Quartz PCI软件或者等同物可以被用来进行厚度或者其它测量。
[0074] 虽然已就其具体实施方案详细描述了本发明,但是应该理解的是,本领域的技术人员在获得前述内容的理解后,可以容易想到这些实施方案的改变、变化和等同物。因此,本发明的范围应该评价为所附权利要求及其任意等同物的范围。如本文所使用,术语“包括”是包容性或开放性的,并且不排除其他没有列举的元件、组成成分,或方法步骤。此外,应当注意本文的任意给定范围旨在包括其任何以及包括的所有较小范围。例如,范围45-90应当包括50-90,45-80,46-89等。
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