CN101175629A - 具有脆性不粘连表面的弹性膜 - Google Patents
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Abstract
公开了一种不粘连多层弹性膜,其包括粘结到第二弹性聚合物膜层上的第一脆性聚合物膜层。该多层膜被活化以使第一脆性聚合物层破裂,并使多层膜具有弹性。
Description
技术领域
本发明涉及不粘连(nonblocking)多层弹性膜,并且涉及制造不粘连多层弹性膜的方法。
背景技术
长期以来,弹性材料膨胀以配合在较大物体上方或周围并随后收缩以在该物体周围提供滑动配合的能力得到了肯定。这种性质已经得到了几百年的肯定,并且许多欧洲的早期开发是在寻找橡胶树以得到它们的乳胶。
近些年,合成高分子弹性材料已经补充或替代了天然橡胶。诸如聚氨酯橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡胶以及其它合成高分子弹性体等的化合物在已有技术中已公知。
弹性材料可呈现各种形状。弹性体可成形为细线、绳索、带、膜、织物以及其它多种形式。弹性材料的形状和结构由产品的指定最终用途而定。例如,常常在诸如运动服等的服装中使用弹性体以提供滑动配合。弹性体也可形成有回弹力且有效的隔离物,例如在用于保持体热的保暖服的袖口中。通常,在这些应用中,弹性体大多是细线或并入服装的织物中的细丝的形式。
一个有关一类服装的例子,对于例如尿布等的卫生用品来说配合和隔离特性都很重要。弹性材料可用在腰围区中、裤脚周围,以及扣件(用于尿布)中或侧面(用于内衣裤类型的服装)。在这些区域中的弹性材料改进了服装的总体配合,并且也使穿上和脱去服装更加容易。弹性材料也用作有回弹力的隔离物,改进服装的密闭能力,同时也让穿戴者感觉舒适且易于脱去。
在卫生用品中,弹性体可以是细线、织物或膜的形式。使用弹性细线会对拼接服装造成困难,因为在制造过程中必须将细线作为一个部件来应用。这些细线也可以是不牢固的并且趋于破裂,即使有多余的细线存在这也将导致失去弹性。在制造过程中,使用弹性织物更容易些,但是织物自身在原材料和制造织物本身的费用上都趋于昂贵。弹性膜在制造中比细线更容易使用,且比生产弹性织物花费更少。弹性膜也趋于比细线或织物强固,并且在使用中更不易失效。
然而,弹性膜的一个缺点在于,用来制造膜的聚合物固有地为粘性的或发粘的。当将弹性膜挤出并卷绕成一个卷时,膜将趋于粘住自身或“粘连”,由此使拆卷变得困难或不可能。随着膜的老化或存储于热环境下,粘连变得更加明显。
已经使用许多方式来解决弹性粘连问题。可以在膜中加入例如硅石或滑石等通常为粉末状有机材料的防粘连剂。也可以在形成膜时将抗粘连剂撒在挤出膜的外表面上。但是,必须加入大量的抗粘连剂以使粘连减少到可以接受的水平,并且这些高水平的抗粘连对膜的弹性性质是有害的。另外一种减少粘连的方式是使膜的表面变粗糙,例如通过膜压纹,这会减少滚压膜的面与面间的接触并引入有助于减少粘连的微小气穴。不幸地,这也趋于形成更薄更不牢固的膜的区域,接着当所述膜的区域受到拉伸时会撕破且断裂。另一种减少粘连的方式在于,将例如隔离衬垫等的实体隔离物加入到卷中的缠绕膜的层之间。随后,当展开膜的卷用于进一步加工时将隔离衬垫移去。通常,隔离衬垫是被丢弃的,尽管这对制造者来说会产生浪费和显著的额外费用。又一种减少弹性膜粘连的方式在于,通过将可伸展的或弹性较差的不粘连聚合物的非常薄的外层(也称作“表面”或“盖面”)共同挤压到弹性膜表面上。用于这些表面的合适的不粘连聚合物包括例如聚乙烯或聚丙烯等的聚烯烃。这种聚烯烃表面是可伸展但不具弹性的材料。总体上,这种聚烯烃表面对膜的弹性特性几乎不起作用,因为它们仅占膜的总的组成的小部分。但是,当弹性膜作为一个整体被第一次拉伸或“活化”时,这些聚烯烃表面将伸展且不可改变地发生变形。当释放施加在被活化的弹性膜上的拉力时,弹性活性区将会缩回为其通常的状态。当活性区缩回且形成微纹理的表面时,不具弹性的被拉伸的表面将会形成皱纹。
仍然需要有效地制造一种可以被卷绕和存储且不粘连的弹性膜。这种膜不应具有差的弹性特性,不应产生过度的浪费和制造成本,应在活化之后表现出令人满意的表面质地。
发明内容
在一个实施方案中,本发明提供了一种不粘连多层膜。所述不粘连多层膜包括:第一脆性聚合物膜层和第二弹性聚合物膜层,其中,第一聚合物层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上。不粘连多层膜能被活化以使第一脆性聚合物层破裂,并使多层膜具有弹性。
在另一个实施方案中,本发明提供了一种不粘连多层弹性膜。所述不粘连多层弹性膜包括:第一脆性聚合物膜层和第二弹性聚合物膜层,其中,第一聚合物层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上。多层膜能被活化以使第一脆性聚合物层破裂,并使多层膜具有弹性。
在另一个实施方案中,本发明提供了一种形成不粘连多层弹性膜的方法。所述方法包括:将第一脆性聚合物膜层粘结在第二弹性聚合物膜层上以形成多层膜。随后,多层膜被活化以使得第一脆性聚合物膜层破裂,并使多层膜具有弹性。
在又一个实施方案中,本发明提供了一种形成不粘连多层弹性膜的方法。所述方法包括:提供一种包括粘结到第二弹性聚合物膜层的第一表面上的第一脆性聚合物膜层的不粘连多层膜层。随后,不粘连多层膜被活化以使脆性聚合物膜层破裂,并使不粘连多层膜具有弹性。
考虑到以下本发明的详细描述,本发明的另外的实施例将变得清楚。
附图说明
考虑到附图,将能更充分地理解本发明,其中:
图1-a-1-d示出了用于发明的多层弹性膜的多种可能结构;
图2是典型的铸造挤出过程的示意图;
图3是典型的挤出涂布过程的示意图;
图4是典型的胶粘剂层压过程的示意图;
图5示出了本发明的未活化膜的显微照片;
图6-a和6-b示出了本发明的活化膜的显微照片;
图7-a和7-b示出了将未活化膜和活化膜与可伸展的聚烯烃表面比较的显微照片;以及
图8-a和8-b示出了将未活化膜和活化膜与含抗粘连剂比较的显微照片。
具体实施方式
发明人披露了将脆性不粘连聚合物用作粘结到弹性膜层的表面上的层,代替可伸展的聚合物表面,能够显著地减少或消除弹性膜遭受的粘连。使用一个或多个脆性聚合物膜层消除了对可伸展的聚烯烃表面的需求并且不会在膜的表面上形成微纹理。出乎意料地,这些多层膜可以容易地通过公知的方式活化,这使脆性聚合物膜层断裂并且使多层膜具有弹性。同样出乎意料地,可将一个或多个脆性聚合物膜层用作弹性膜上的层,而不明显降低不粘连多层弹性膜的弹性特性。同样出乎意料地,脆性聚合物膜层无论其未断裂或已断裂都能改进不粘连多层弹性膜的抗扯强度。可将不粘连多层弹性膜在其被活化之前或之后卷绕成一个卷,并存储在正常的室温下更长的周期而无明显的粘连。
为了本公开的目的,定义下列术语:
“膜”是指片状形式的材料,其中,该材料在x(长度)和y(宽度)方向上的尺寸基本上大于其在z(厚度)方向上的尺寸。膜在z方向上的厚度在大约1μm至大约1mm的范围内。
“层压制品(laminate)”作为名词是指层叠和粘结片状材料的分层结构,使得各层基本上同延伸到最窄的片材的宽度。各层可包括片状的膜、织物或其它材料,或者它们的组合。例如,层压结构可包括在其宽度上粘结在一起的膜层和织物层,这样,在正常的使用下两层保持粘结为单片。也可将薄片制品称为复合物或涂层材料。“层压”作为动词是指形成上述分层结构所进行的加工过程。
“共挤出”是指制造多层聚合物膜的加工过程。当通过共挤出加工制造多层聚合物膜时,包括膜层的每个聚合物或聚合物混合物都被单独地熔化。熔化的聚合物可在挤出模的内部分层,并且熔化的聚合物膜层基本上同时从模中挤出。在共挤出的聚合物膜中,单个的膜层粘结在一起但基本上保持不混合且作为膜内不同的层。这与混合的多组分膜是不同的,其中,聚合物组分混合以形成挤出成单层的聚合物的基本上均匀的混合物或非均匀混合物。
“挤出层压”或“挤出涂层”是指加工过程,通过所述加工过程,将熔化的聚合物膜挤出在固体衬底上,以在衬底上涂布聚合物膜并将衬底和膜粘结在一起。
“可拉伸的”和“可恢复的”是用来描述材料的弹性特性的描述性术语。“可拉伸的”是指材料可通过拉力延长到明显大于其初始尺寸的指定尺寸且未断裂。例如,可将10cm长的材料在拉力作用下延长至大约13cm长而未断裂描述为可拉伸的。“可恢复的”是指材料可通过拉力延长到明显大于其初始尺寸的给定尺寸而未断裂,并且当释放拉力时将缩回其初始尺寸或与初始尺寸足够接近的指定尺寸。例如,可将10cm长的材料在拉力作用下延长至13cm长而未断裂且能缩回大约10cm长或足够接近10cm的指定长度描述为可恢复的。
“弹性的”或“弹性体”是指在施加拉力的方向上,可至少拉伸到大约为其初始尺寸的150%并能随后恢复至不大于其初始尺寸的120%的聚合物材料。例如,10cm长的弹性膜在拉力作用下应至少拉伸到大约15cm且随后当移去拉力时缩回至不大于大约12cm。弹性材料即是可拉伸的又是可恢复的。
“可伸展的”是指聚合物材料至少可伸展至其初始尺寸的大约130%而未断裂,但其或者不明显恢复或者恢复至大于其初始尺寸的大约120%,因而不具有上述定义的弹性。例如,10cm长的可伸展的膜在拉力作用下应至少拉伸至大约13cm,随后或者保持大约13cm长,或者当移去拉力时恢复至大于大约12cm的长度。可伸展的材料是可拉伸的,但不是可恢复的。
“脆性的”是指聚合物材料高度抗拉伸且在拉伸至大于其初始尺寸的110%时会断裂或破裂。例如,10cm长的脆性膜在拉力作用下不能拉伸至大于约11cm而未破裂。当移去拉力时,脆性膜不会恢复或仅最低程度地恢复。脆性材料即不是可拉伸的,也不是可恢复的。
“粘连”是指在卷绕、折叠或以别的方式将膜布置成紧密地面对面接触时,由于一个或多个膜组分固有的粘性或胶粘而引起膜粘住自身的现象。粘连可通过ASTM D3354“Blocking Load of PlasticFilm by the Parallel Plate Method”量化。
“不粘连”是指当将材料布置成与自身紧密接触时材料不粘连。
“表层”或“多个表层”是指在另一个聚合物膜的中心核的一侧或两侧上的聚合物膜的薄外层。例如,在ABA膜结构的情况下,A层是表层。
“中心层”或“多个中心层”是指聚合物膜的不是表层的内层或多个内层。例如,在ABA膜结构中,B层是中心层。在ABCBA膜结构中,B和C层都是中心层。
“活化”或“使活化”是指使弹性膜或材料易于拉伸的加工过程。最通常地,活化是对弹性膜的实体加工、改进或变形。第一次拉伸膜是一种活化膜的方式。已经历活化的弹性材料被称为“已活化的”。活化的一个常见的例子是使气球充气。第一次气球膨胀(或“已活化”),气球的材料被拉伸。如果难于对气球充气,那么向气球充气的人常常会用手来拉伸未膨胀的气球以使充气容易些。如果允许膨胀的气球放气并随后再次充气,就更易于对“已活化的”气球充气。
“膜的强度”或“机械强度”是膜的张力特性,通过ASTM D-822“Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting”来测量。除非另外指出,“膜的强度”或“机械强度”具体是指断裂处的拉伸和断裂时候的延伸%。
“抗扯强度”是膜的一种特性,它确定了通过抗扯强度将膜从切入膜中的槽口或孔口开始撕破是容易或困难。用在第一聚合物膜层中的脆性聚合物或膜的“表面”层以及本发明的方法可包括任何常用的可形成为在已有技术中公知的膜的可挤出的脆性聚合物,例如,聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、其它丙烯酸酯聚合物、聚酯、聚碳酸酯等。不希望受理论的限制,发明人相信需要具有高结晶度的聚合物显示所需的脆性。尤其优选的一个脆性聚合物是高度结晶聚苯乙烯。例如,适当的聚苯乙烯树脂可从Midland、Michigan的The Dow Chemical Company或Calgary、Alberta的NOVA ChemicalsCorporation处得到。
脆性聚合物膜的另一层可用作用于本发明的膜和方法的第二表层。如果在发明的膜的中心处有两个脆性聚合物膜表层一个弹性聚合物膜层,表层可包括相同的组分(例如,ABA膜)或包括脆性聚合物的不同的组分(例如,ABC膜)。对于不粘连多层弹性膜,其包括单个表层或两个表层,不粘连多层弹性膜的每个表层应占多层膜的总重量的大约0.5%至20%,因而中心层应占多层膜的总重量的大约60%至99%。
用在本发明的膜和方法的第二聚合物膜层中的弹性聚合物可包括任何可挤出的弹性聚合物。这种弹性聚合物的例子包括乙烯基亚芳基和共轭二烯单体的嵌段共聚物、天然橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、弹性聚烯烃以及聚烯烃混和物、弹性聚酰胺等。弹性膜也可包括前述类型的两个或多个弹性聚合物的共混物。优选的弹性聚合物是乙烯基亚芳香基和共轭二烯单体的嵌段共聚物,例如,AB、ABA、ABC或ABCA嵌段共聚物,其中,A部分包括亚芳基例如聚苯乙烯,B和C部分包括例如丁二烯、异戊二烯或乙烯丁二烯等的二烯。适当的嵌段共聚物树脂可容易地从Houston和Texas的KRATON Polymers或Planquemine和Louisiana的Dexco Polymers LP处得到。
本发明的不粘连多层弹性膜可包括其它组分以帮助在膜的加工过程中改变膜的特性或改变膜的外形。这些附加的组分可以是相同的,或者对存在的每一层来说是不同的。例如,诸如聚苯乙烯均聚物或高强度聚苯乙烯等的聚合物可在膜的中心层与弹性聚合物混和,以使膜硬化并改进强度特性。减少粘度的聚合物和可塑剂可作为操作助剂加入。也可加入其它的例如颜料、染料、抗氧化剂、抗静电剂、抗滑移剂(slip agent)、起泡剂、热和/或光稳定剂,以及无机和/或有机填料等的添加剂。每种添加剂可存在于一个、多于一个或所有的多层膜的层中。
图1-a-1-d示出了本发明的不粘连多层弹性膜的几种可能的实施方案。在图1-a-1-d的每个中,10代表A层,该层可为脆性聚合物膜层;20代表B层,该层可为弹性聚合物膜层;30代表C层,该层如果是表层则为脆性聚合物膜层,或者该层如果是表层或中心层则为弹性聚合物膜层。因此,图1-a代表AB膜结构,图1-b代表ABA膜结构,图1-c代表ABC膜结构,图1-d代表ABCBA膜结构。膜层的附加实施方案和组合在本发明的范围内将为本领域技术人员理解。
任何膜形成工艺均可制成发明的不粘连多层弹性膜。在一个具体实施方案中,将共挤出例如铸造共挤出或吹塑薄膜共挤出工艺用于形成不粘连多层弹性膜。通过铸造或吹塑加工共挤出多层膜已经是公知的。
图2为用于典型的铸造共挤出膜工艺的示意图。此例中的膜可为AB、ABA、ABC、ABCBA或其它这种包括两个或多个不同聚合成分的多层膜。在传统的螺杆挤压机10中将一个弹性聚合物成分熔化。挤压机12用于熔化另一个聚合物成分。尤其是如果需要三个或多个聚合物成分时,可增加另外的挤压机14。接着,将熔化的聚合物成分从挤压机移向送料套管(block)16,该送料套管使各个成分相互配合以便共挤出形成多层膜。随后,熔化的聚合物从挤型模18中挤压成薄片(web)20。将熔化的聚合物薄片20投到冷却辊30上,在该冷却辊30处所述薄片快速地冷却以形成膜22。冷却辊30可为光滑的辊子以用来制成光滑的膜,或者也可以是压花辊子用来在膜的表面上压出图案。可选择的支承辊32可帮助冷却辊30形成膜22。接着,膜22可穿过可选择的诸如无载托辊34和36等装置,以便于将膜从铸造挤出部分移向卷绕机40,膜在卷绕机处卷绕并存储以等待进一步的加工。
在另一个实施方案中,使用挤出涂层工艺以形成不粘连多层弹性膜。这种挤出涂层工艺是公知的。图3示出了典型的挤出涂层工艺。聚合物膜层15穿过膜形成模18熔化挤出,并且下降到图示的金属辊30和橡胶辊32之间的辊隙中。可使金属辊变冷以快速冷却熔化的聚合物膜。如果需要在得到的膜上具有图案,也可在金属辊30上雕刻压纹图案。不粘连多层膜13的其它聚合物膜层从辊11展开并且也引入金属辊和橡胶辊之间的辊隙中。请注意,挤压出的膜层15可为本发明的脆性聚合物膜层或弹性聚合物膜层;相反地,其它聚合物膜层13可为本发明的另一个聚合物膜层。挤压出的膜层15和其他膜层13在辊隙中压在一起以将各层粘结起来。此时,不粘连多层膜22可卷绕为一个卷或继续进一步的加工。
图4中示出了另一个关于形成发明的不粘连多层弹性膜的方法的实施方案,即粘合剂层压。一个聚合物膜层15从膜形成模18处熔化挤压出并下降到图示的金属辊30和橡胶辊32之间的辊隙中。可使金属辊30变冷以快速冷却熔化的聚合物膜。如果需要在得到的膜上具有图案,也可在金属辊上雕刻压纹图案。在挤压出的膜层冷却且固化之后,该膜层转到粘合剂粘合站,在该处,通过例如喷雾单元35等的方式将粘合剂喷洒在膜上。可选择地,该喷雾单元35可将粘合剂喷洒在进入的聚合物膜层13上。将来自辊11处的不粘连多层膜13的其它聚合物膜层引入辊隙37中,从而在该辊隙中将挤压出的膜层15和其它的膜层13挤压并结合在一起。请注意,挤压出的膜层15可为本发明的脆性聚合物膜层或弹性聚合物膜层;相反地,其它的聚合物膜层13将为本发明的其它的聚合物膜层。此时,不粘连多层膜22可卷绕成一个卷或者继续进一步的加工。
其它公知的粘结方法可用于粘结发明的不粘连多层膜的聚合物膜层。这种方法包括热粘合、超声波焊接、轧辊粘合、点粘合和激光焊接。这些粘合方法的组合也在本发明的范围之内。
为了使发明的不粘连多层膜具有弹性,需要对膜进行活化。在不粘连多层膜上的脆性聚合物膜层必须是破碎的、破裂的或断裂的,使得表层变得不连续而在中心层的弹性体能够在表层的断裂部分下拉伸。发明的膜可通过许多方式来活化。例如,可以对膜进行拉伸、折叠、划痕、起皱、压花和利用图案辊压延,或者用这样的方式进行变形从而使得表层破碎。拉伸膜的优选方式是通过公知的拉伸技术,例如机器方向拉伸(MDO)、拉幅或增量拉伸。如美国专利4144008中所描述的,活化膜的一个尤其优选的方法是通过在咬合对辊之间增量地拉伸膜。增量拉伸具有下述的优点,即,优选地,表面可仅在横向(CD)上是破碎的,以使膜仅在CD方向上可拉伸,或者仅在机器方向(MD)上是破碎的,以使膜仅在MD方向上可拉伸。膜也可在CD和MD上被活化,以使材料在两个方向上都可拉伸。
出人意料地,我们发现如果在弹性聚合物膜层上的脆性聚合物膜层在正常储存温度下卷绕且存储一段时间,脆性聚合物膜层将阻止不粘连多层弹性膜粘连。无论不粘连多层弹性膜在活化或是未活化状态下存储上述情况均存在。应当理解的是,可增加另外的加工步骤,例如,给不粘连多层弹性膜打孔、给膜印图案、撕裂膜、将另外的层层压在膜上,以及其它的这样的加工,并且它们也是在本发明的范围之内的。
通过公知的层压方式可将发明的膜层压到衬底层上。衬底层可以是任何可伸展的片状材料,例如另外的聚合物膜、织物或纸。在一个不受限制的实施方案中,衬底层可为无纺织薄片。适当的无纺织薄片的例子包括:纺粘的、粗梳的、熔喷的和水刺无纺织品。这些织品可包括聚烯烃纤维,例如,聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、弹性体、人造纤维、纤维素,它们的共聚物、或它们的共混物、或它们的混合物。纸产品,例如薄纸或薄纸状产品被认为是落入本发明范围之内的无纺纤维织品或无纺材料,其中,薄纸状产品包括纤维素基或形成为衬垫的纤维素纤维。无纺织品也可包括具有相同结构的纤维或包括例如皮/芯型、并列型、海中岛型以及其它公知的双组分结构。参见无纺纤维工业协会3d版(1992)E.A.Vaughn的“Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler”可以得到无纺织物的具体描述。通常,这种无纺纤维织品的重量大约在5克每平方米(gsm)到75(gsm)的范围内。出于本发明的目的,无纺织物可以是很轻的,具有的基本重量的大约为5至20gam或者其它任何当卷层压到期望的弹性膜上时足以防止卷粘连的基本重量。但是,可能需要具有的基本重量大约在20至75gsm范围内的较重的无纺织物,以使得到的层压制品或最终使用的产品获得某些特性,例如,很好的面料质地。
同样,例如机织织物、针织织物、平纹棉麻织物或网眼布等的其它类型的衬底层均在本发明的范围之内。这些材料可确定地用作防止弹性膜层卷起粘连的保护层。但是,由于费用、实用性或易于加工,在发明过程中,通常优选无纺织物用于层压制品。
通过公知的层压方式可将发明的膜层压到衬底层上。这些层压方式包括:挤出层压、粘合剂层压、热粘合、超声波焊接、轧辊粘合、点粘接、激光粘接以及其它这样的方式。这些粘接方法的合并也在本发明的范围之内。
如上所述,发明的不粘连多层弹性膜也可层压到两个或多个这种衬底层上。
在加工过程中任意点处,发明的不粘连多层弹性膜可层压到一个或多个衬底层上。具体而言,膜可在其被活化之前或之后层压到衬底层上。对于大多数的非弹性衬底层来说,也期望在活化之前执行层压,接着活化层压制品。替代地,可使不粘连多层弹性膜活化,可将衬底层层压到活化的不粘连多层弹性膜上,接着,使层压制品二次活化以使层压制品的所有层易于拉伸。如果将活化的膜层压到非弹性衬底上并且不期望对后层压制品活化,则可对非弹性衬底进行颈缩、弄皱、缩卷、折叠、聚集或另外的加工以允许层压制品的膜部件在不撕破或损坏第二衬底的情况下拉伸。
通过以下实施例说明本发明的多个方面。这些实施例在任何情况下都不用于限制本发明。
实施例1
通过铸造挤出工艺形成弹性膜。膜包括多层ABA结构,其中,A层在表面上,B层在中心。A层包括结晶的聚苯乙烯(NOVA 3900 fromNOVA Chemiacals)。B层包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物(VectorTM7400 from DexcoTMPolymers LP)。将A层和B层共挤出成膜,其中,每个A层的厚度大约为20μm,B层的厚度大约为80μm。将这个膜卷绕而不需进一步的加工。图5示出了实施例1的膜的SEM显微照片的平面视图。在这个显微照片中,可以看到A(脆性聚合物膜)层10。
实施例2
在CD和MD方向上通过增量拉伸活化实施例1的弹性膜。美国专利No.5865926中给出了利用CD和MD增量拉伸方法的说明。被活化的膜可容易地在CD和MD方向上被手动地拉伸。图6-a和6-b示出了实施例2的增量拉伸膜的SEM显微照片。从这些图中可以清楚地看到弹性膜层20上的聚苯乙烯表面10的表面裂缝12。这与在图5中看到的光滑表面形成了鲜明的对比。实际上,在图6-a和6-b的膜中的表面裂缝具有锐边界,并且可以在裂缝12之间的缝隙中看到弹性体20的中心层。
对比实施例1
通过铸造挤出工艺形成弹性膜。膜包括多层ABA结构,其中,A层在表面上,B层在中心。A层包括大约80%的LLDPE(Attane 4202from the Dow Chemical Company)和大约20%的LDPE(Dow LDPE 640from the Dow Chemical Company)。B层包括大约58%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物(VectorTM4111 from DexcoPolymers Lp),19%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物(VectorTM8508 from DexcoTM Polymers LP),19%的LDPE(AffinityEG 8200 from Dow Chemical Company),以及4%的白色母炼胶浓缩物(Ampacet 7188763 from Ampacet Corporation)。A层和B层共挤出成膜,其中,A层的厚度大约为4μm,B层的厚度大约为65μm。将这个膜卷绕而不需在成形之后进一步加工。
在CD方向上通过拉伸膜来活化对比实施例1的一部分膜。然后,被活化的膜可容易地在CD方向上被手动地拉伸。图7-a和7-b示出了对比实施例1的未活化和活化膜的SEM显微照片。在这种情况下,未活化膜表层10具有光滑表面,但活化膜表层10清楚地显示出了可伸展的聚乙烯表面的皱纹和显微组织14。尽管有纹理,所述表层在膜的表面上仍然是连续的。这个膜的外表与实施例2的活化膜有显著的不同,其中,从图6-a和6-b中可以清楚地看到弹性膜上的聚苯乙烯表面的表面裂缝。请注意,在两个膜中都能看到白色母炼胶着色剂颗粒。
对比实施例2
通过铸造挤出工艺形成弹性膜。膜包括多层ABA结构,其中,A层在表面上,B层在中心。A层包括大约60%的SIS嵌段共聚物(VectorTM4211A from DexcoTM Polymers Lp),以及大约40%的抗粘连母炼胶(AB MB 6017-PS from Polytechs SAS,在聚苯乙烯载体树脂中包含大约20%的合成二氧化硅抗粘连剂),其中,抗粘连母炼胶导致每个A层中最终的抗粘连浓度大约为8%。B层包括大约46%的SIS嵌段共聚物(VectorTM4211A from DexcoTM Polymers Lp),21%的SBS嵌段共聚物(VectorTM7400 from DexcoTM Polymers Lp),30%的抗粘连母炼胶(AB MB 6017-PS from Polytechs SAS,在聚苯乙烯载体树脂中包含大约20%的合成二氧化硅抗粘连剂),以及3%的白色母炼胶浓缩物(Schulman 8500 from Schulman Corporation),其中,抗粘连母炼胶导致每个B层中最终的抗粘连浓度大约为6%。A层和B层共挤出成膜,其中,每个A层的厚度大约为4μm,B层的厚度大约为65μm。将这个膜卷绕而不需要进一步加工。
在CD方向上通过拉伸膜来活化对比实施例2的一部分膜。然后,被活化的膜可容易地在CD方向上被手动地拉伸。被活化的膜可容易地在CD和MD方向上被手动地拉伸。图8-a和8-b示出了对比实施例2的未活化和活化膜的SEM显微照片。表层10中示出的裂缝16在挤出过程中出现。除可这个裂缝以外,尽管未活化的和活化的膜具有光滑的表面,却没有实施例2的裂缝或对比示例1的显微组织的迹象。同样,在两个显微照片中都可以看到抗粘连剂的颗粒。
在这里给出的具体说明和实施方案本质上仅为示例性的,且并不用来限制由权利要求书限定的本发明。通过参考本说明书,另外的实施方案和实施例对任何一位普通的本领域的技术人员来说都变得是显而易见的,并且在所要求的发明的范围之内。
Claims (73)
1.一种不粘连多层膜,包括第一脆性聚合物膜层和第二弹性聚合物膜层,其中,第一聚合物层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上,并且其中,多层膜是能被活化的,使得第一脆性聚合物膜层破裂,并使多层膜具有弹性。
2.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过共挤出而粘结在一起。
3.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过挤出涂层而粘结在一起。
4.如权利要求3所述的不粘连多层膜,其中,第一聚合物膜层挤出涂布在第二聚合物膜层上。
5.如权利要求3所述的不粘连多层膜,其中,第二聚合物膜层挤出涂布在第一聚合物膜层上。
6.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过从以下组中选出的方法而粘结在一起:粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
7.如权利要求1所述的不粘连多层膜,还包括活化多层膜以使第一聚合物膜层破裂,并使多层膜具有弹性。
8.如权利要求7所述的不粘连多层膜,其中,多层膜通过拉伸活化。
9.如权利要求8所述的不粘连多层膜,其中,多层膜通过从以下组中选出的方法进行拉伸:增量拉伸、机器方向定位、拉幅,以及它们的组合。
10.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第一聚合物膜层包括从以下组中选出的脆性聚合物:聚苯乙烯、丙稀酸盐聚合物、聚酯、聚碳酸酯,以及它们的组合。
11.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第二聚合物膜层包括从以下组中选出的弹性聚合物:乙烯基亚芳基和共轭二烯单体的嵌段共聚物、天然橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、弹性聚烯烃、弹性聚酰胺,以及它们的共混物。
12.如权利要求10所述的不粘连多层膜,其中,第二聚合物膜层包括弹性聚合物和高冲击强度聚苯乙烯的共混物。
13.如权利要求1所述的不粘连多层膜,其中,第二聚合物膜层包括多层弹性膜层。
14.如权利要求1所述的不粘连多层膜,还包括将第三聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第二表面上的多层膜上,其中,第三聚合物膜层包括脆性聚合物。
15.如权利要求14所述的不粘连多层膜,其中,第三聚合物膜层和多层膜通过以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
16.如权利要求1所述的不粘连多层膜,还包括将多层膜粘结到第三衬底层上。
17.如权利要求16所述的不粘连多层膜,其中,第三衬底层包括聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
18.如权利要求16所述的不粘连多层膜,其中,第三衬底层和多层膜通过从以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
19.如权利要求16所述的不粘连多层膜,还包括将多层膜粘结到多个衬底层上,其中,多个衬底层包括一个或多个从以下组中选出的衬底:聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
20.如权利要求1所述的不粘连多层膜,还包括给不粘连多层膜开孔。
21.一种不粘连多层弹性膜,包括第一脆性聚合物膜层和第二弹性聚合物膜层,其中,第一聚合物层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上,并且其中,多层膜被活化以使第一脆性聚合物膜层破裂,并使多层膜具有弹性。
22.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过共挤出而粘结到一起。
23.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过挤出涂层而粘结到一起。
24.如权利要求23所述的不粘连弹性多层膜,其中,第一聚合物膜层挤出涂布在第二聚合物膜层上。
25.如权利要求23所述的不粘连弹性多层膜,其中,第二聚合物膜层挤出涂布在第一聚合物膜层上。
26.如权利要求23所述的不粘连弹性多层膜,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过从以下组中选出的方法粘结:粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
27.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,多层膜通过拉伸活化。
28.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,多层膜通过从以下组中选出的方法拉伸:增量拉伸、机器方向定位、拉幅,以及它们的组合。
29.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,第一聚合物膜层包括从以下组中选出的脆性聚合物:聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚酯、聚碳酸酯,以及它们的组合。
30.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,第二聚合物膜层包括从以下组中选出的弹性聚合物:乙烯基亚芳基和共轭二烯单体的嵌段共聚物、天然橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、弹性聚烯烃、弹性聚酰胺,以及它们的共混物。
31.如权利要求30所述的不粘连弹性多层膜,其中,第二聚合物膜层包括弹性聚合物和高冲击强度聚苯乙烯的共混物。
32.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,其中,第二聚合物膜层包括多层弹性膜。
33.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,还包括将第三聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第二表面上的多层膜上,其中,第三聚合物膜层包括脆性聚合物。
34.如权利要求33所述的不粘连弹性多层膜,其中,第三聚合物膜层和多层膜通过以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
35.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,还包括将多层膜粘结到第三衬底层上。
36.如权利要求35所述的不粘连弹性多层膜,其中,第三衬底层包括聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
37.如权利要求35所述的不粘连弹性多层膜,其中,第三衬底层和多层膜通过从以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
38.如权利要求35所述的不粘连弹性多层膜,还包括将多层膜粘结到多个衬底层上,其中,多个衬底层包括一个或多个从以下组中选出的衬底:聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
39.如权利要求21所述的不粘连弹性多层膜,还包括给不粘连多层膜开孔。
40.一种形成不粘连多层弹性膜的方法,包括:
a)将第一聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上以形成多层膜,其中,第一聚合物膜层包括脆性聚合物,第二聚合物膜层包括弹性聚合物;以及
b)活化多层膜以使第一聚合物膜层破裂,并使多层膜具有弹性。
41.如权利要求40所述的方法,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过共挤出而粘结到一起。
42.如权利要求40所述的方法,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过挤出涂层而粘结到一起。
43.如权利要求42所述的方法,其中,第一聚合物膜层挤出涂布在第二聚合物膜层上。
44.如权利要求42所述的方法,其中,第二聚合物膜层挤出涂布在第一聚合物膜层上。
45.如权利要求40所述的方法,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过从以下组中选出的方法粘结:粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
46.如权利要求40所述的方法,其中,多层膜通过拉伸活化。
47.如权利要求46所述的方法,其中,多层膜通过从以下组中选出的方法拉伸:增量拉伸、机器方向定位、拉幅,以及它们的组合。
48.如权利要求40所述的方法,其中,第一聚合物膜层包括从以下组中选出的脆性聚合物,包括:聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚酯、聚碳酸酯,以及它们的组合。
49.如权利要求40所述的方法,其中,第二聚合物膜层包括从以下组中选出的弹性聚合物:乙烯基亚芳基和共轭二烯单体的嵌段共聚物、天然橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、弹性聚烯烃、弹性聚酰胺,以及它们的共混物。
50.如权利要求49所述的方法,其中,第二聚合物膜层包括弹性聚合物和高冲击强度聚苯乙烯的共混物。
51.如权利要求40所述的方法,其中,第二聚合物膜层包括多层弹性膜。
52.如权利要求40所述的方法,还包括将第三聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第二表面上的多层膜上,其中,第三聚合物膜层包括脆性聚合物。
53.如权利要求52所述的方法,其中,第三聚合物膜层和多层膜通过以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
54.如权利要求40所述的方法,还包括将多层膜粘结到第三衬底层上。
55.如权利要求54所述的方法,其中,第三衬底层包括聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
56.如权利要求54所述的方法,其中,第三衬底层和多层膜通过从以下组中选出的方法粘结,包括:混合挤压、挤压涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
57.如权利要求54所述的方法,还包括将多层膜粘结到多个衬底层上,其中,多个衬底层包括一个或多个从以下组中选出的衬底:聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
58.如权利要求40所述的方法,还包括给不粘连多层膜开孔。
59.一种形成不粘连多层弹性膜的方法,包括:
a)提供包括第一聚合物膜层和第二聚合物膜层的不粘连多层膜层,将第一聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第一表面上,其中,第一聚合物膜层包括脆性聚合物,第二聚合物膜层包括弹性聚合物;以及
b)活化不粘连多层膜以使脆性聚合物膜层破裂,并使不粘连多层膜具有弹性。
60.如权利要求59所述的方法,其中,第一聚合物膜层和第二聚合物膜层通过从以下组中选出的方法粘结:粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
61.如权利要求59所述的方法,其中,多层膜通过拉伸活化。
62.如权利要求61所述的方法,其中,多层膜通过从以下组中选出的方法拉伸,包括:增量拉伸、机器方向定位、拉幅,以及它们的组合。
63.如权利要求59所述的方法,其中,第一聚合物膜层包括从以下组中选出的脆性聚合物,包括:聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚酯、聚碳酸酯,以及它们的组合。
64.如权利要求59所述的方法,其中,第二聚合物膜层包括从以下组中选出的弹性聚合物:乙烯基亚芳基和共轭二烯单体的嵌段共聚物、天然橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、弹性聚烯烃、弹性聚酰胺,以及它们的共混物。
65.如权利要求64所述的方法,其中,第二聚合物膜层包括弹性聚合物和高冲击强度聚苯乙烯的共混物。
66.如权利要求59所述的方法,其中,第二聚合物膜包括多层弹性膜。
67.如权利要求59所述的方法,还包括将第三聚合物膜层粘结到第二聚合物膜层的第二表面上的多层膜上,其中,第三聚合物膜层包括脆性聚合物。
68.如权利要求67所述的方法,其中,第三聚合物膜层和多层膜通过以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
69.如权利要求59所述的方法,还包括将多层膜粘结到第三衬底层上。
70.如权利要求69所述的方法,其中,第三衬底层包括聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
71.如权利要求69所述的方法,其中,第三衬底层和多层膜通过从以下组中选出的方法粘结:共挤出、挤出涂层、粘合剂粘接、热粘合、超声波焊接、轧辊粘接、点粘接,以及它们的组合。
72.如权利要求69所述的方法,还包括将多层膜粘结到多个衬底层上,其中,多个衬底层包括一个或多个从以下组中选出的衬底:聚合物膜层、无纺织物、纸质产品、机织织物、针织织物、平纹棉麻织物、网状物,或它们的组合。
73.如权利要求59所述的方法,还包括给不粘连多层弹性膜开孔。
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