DE60201291T2

DE60201291T2 - Mehrschichtfolie

Info

Publication number: DE60201291T2
Application number: DE2002601291
Authority: DE
Inventors: Wesley Raymond Kingsport Hale; Ted Calvin Kingsport Germroth
Original assignee: Eastman Chemical Co
Current assignee: Eastman Chemical Co
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: DE60201291D1; CA2384065C; ATE276879T1; JP2002347184A; EP1254766B1; JP4279507B2; US20030039851A1; EP1254766A1; CA2384065A1; US6703115B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft mehrlagige Folien, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie bevorzugt erhöhte Feuchtigkeitsdampf-Durchlässigkeitsraten ("moisture vapor transmission rates", MVTR) aufweisen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass das Recken von geeignet formulierten Folien, die aus Polyolefinen hergestellt sind, welche mit festen Teilchen (z. B. einem Mineral, wie Calciumcarbonat) gefüllt sind, unter geeigneten Bedingungen poröse Strukturen schafft, welche die Diffusion von Wasserdampf ermöglichen, während eine Flüssigkeitsbarriere bereitgestellt wird. Dies ist auf Märkten wie dem Hygiene-, industriellen und medizinischen Markt eine wünschenswerte Eigenschaft. In der Tat ist ein Hauptgesichtspunkt bei der Bequemlichkeit eines Kleidungsstücks dessen Fähigkeit, ein Gleichgewicht zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeverlust aufrechtzuerhalten. Der Verlust von Wärme durch Kleidung kann durch direkten trockenen Wärmeverlust oder durch Feuchtigkeitsverdunstung stattfinden. Mit Bezug auf die Letztgenannte steht die Feuchtigkeitsdampf-Durchlässigkeitsrate des Materials, das bei der Herstellung des Kleidungsstücks verwendet wird, im Allgemeinen mit der Atmungsfähigkeit des Materials in Beziehung. Die Atmungsfähigkeit ist die Fähigkeit, Feuchtigkeit/Wasserdampf durch eine Folie oder ein Kleidungsstück zu diffundieren. Zusätzlich zu dieser Eigenschaft gibt es viele Anwendungen, welche erfordern, dass das bei der Herstellung des Kleidungsstücks verwendete Material für eine Flüssigkeit undurchlässig ist. Derartige Anwendungen umfassen unter anderem Windelrückseitenfolien, Hygienebinden, medizinische Schutzkleidungsstücke, chirurgische Schnitt-Abdeckungstücher, transdermale Pflaster, Wundversorgungsbandagen und -verbände, Verbände an intravenösen Stellen, Stomaverbände, Folien mit atmungsfähigem Aufbau, wie Haushaltseinwickelfolie. Im Allgemeinen stellen poröse Folien keine ausreichende Barriere gegen Bakterien und/oder Viren oder gegen Wind bereit.
Folien, die für Wasserdampf durchlässig sind und porös sind, jedoch für eine Flüssigkeit undurchlässig sein sollen, sind in den U.S. Patenten Nr. 4,626,252 und 5,073,316 beschrieben. Wie offenbart, wird eine poröse Folie erhalten, indem man ein Polyolefinharz, einen anorganischen Füllstoff und einen Weichmacher mischt; aus der Mischung eine Folie bildet und die Folie unaxial oder biaxial reckt. Folien dieser Art sind auch im U.S. Patent Nr. 5,998,505 und in der Internationalen PCT-Anmeldung Veröffentlichung Nr. WO 98/05501 offenbart.
Beispiele für mehrlagige atmungsfähige Folien sind den in folgenden U.S. Patenten beschrieben.
Das U.S. Patent Nr. 6,114,024 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer gereckten, mehrlagigen atmungsfähigen Folie mit mindestens fünf Lagen, die eine Barriere für Bakterien darstellt. Die Außenlage besteht aus einem nicht-porösen, keinen Füllstoff enthaltenden atmungsfähigen Polymer, um eine Bakterienbarriere bereitzustellen und um die Verfahrenszeit zu verlängern, indem die Extruderdüse vor einem Aufbau des Füllstoffs, der in deren innerster Lage enthalten ist, zu schützen. Dieses Verfahren lehrt das Erfordernis für mikroporöse Verbindungslagen zwischen den äußeren nicht-porösen, keinen Füllstoff enthaltenden Lagen und der inneren Füllstoff-haltigen Lage.
Das U.S. Patent 5,164,258 beschreibt eine mehrlagige atmungsfähige Folie, die aus äußeren Lagen aus einem atmungsfähigen hydrophoben Material (mikroporös), einer hygroskopischen Kern-Barrierelage (monolithisch) und Klebstofflagen besteht, die zwischen der Kernlage und den zwei Außenlagen angeordnet sind. Dieses Patent lehrt die Verwendung von gefüllten ungereckten Polyolefinen als Strukturträger als Außenlagen für eine innere Sauerstoff-Barrierelage bei der Dampfsterilisierung. Bei der Dampfsterilisierung absorbiert die Innenlage große Mengen an Wasser, was ihre Barriere gegen Sauerstoff verringert. Die beschriebenen atmungsfähigen Außenlagen ermöglichen die Desorption von Wasser aus der Innenlage, wodurch die Verpackungs-Sauerstoffbarriere zurückgewonnen wird.
Das U.S. Patent Nr. 5,143,773 offenbart eine mehrlagige Folie, die aus einer wasser-absorbierenden zentralen Lage (monolithisch) mit einem "humoctant" (wasser-absorbierenden Material) besteht, auf dessen einer Seite eine wasserundurchlässige nicht-poröse nicht-atmungsfähige Schicht und auf dessen anderer Seite eine mikroporöse Schicht angeordnet ist. Diese mehrlagige Folie ist zur Verpackung von wasserempfindlichen Materialien nützlich, wenn die relative Feuchtigkeit innerhalb der Verpackung gesteuert werden muss.
Das U.S. Patent Nr. 4,828,556 offenbart eine mehrlagige atmungsfähige Folie, die aus einer monolithischen Polyvinylalkohol-Lage zwischen zwei mikroporösen nicht-gewebten Bahnlagen besteht.
Das U.S. Patent Nr. 4,863,788 offenbart eine mehrlagige Folie, die aus einer mikroporösen Membran besteht, welche auf einer Seite eine kontinuierliche Schutzfolienlage und auf der anderen Seite eine Schaumstoff-Klebstofflage und ein Stoffsubstrat aufweist.
Das U.S. Patent Nr. 4,758,239 offenbart eine mehrlagige atmungsfähige Folie, die aus einer wasserlöslichen Polymerlage besteht, welche auf einer Seite eine mikroporöse Folie aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, neue und verbesserte mehrlagige Folien bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, neue mehrlagige Folien bereitzustellen, die vorzugsweise dadurch gekennzeichnet sind, dass sie verbesserte Wasserdampf-Durchlässigkeitsraten (MVTR) aufweisen.
Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die obigen und noch weitere Ziele durch Bereitstellung einer mehrlagigen Folie in einer ersten Ausführungsform erreicht werden, welche umfasst:

(a) eine erste Lage, die etwa 70 bis 100 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere mit einem MVTR-Wert von mindestens 300 g-μm/m²-pro Stunde, wie gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D bestimmt, und 0 bis etwa 30 Gewichtsprozent Füllstoff aufweist, und
(b) eine zweite Lage, die etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere und etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent Füllstoff aufweist, wobei die zweite Lage in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D aufweist, der größer ist als der MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D des mindestens einen oder der mehreren thermoplastischer Polymere der zweiten Lage, wobei die zweite Lage eine Füllstoffmenge aufweist, die sich von der Füllstoffmenge in der ersten Lage unterscheidet, wenn das mindestens eine oder die mehreren thermoplastischen Polymere der ersten Lage und das mindestens eine oder die mehreren thermoplastischen Polymere der zweiten Lage dieselben sind, wobei die erste Lage an die zweite Lage angrenzt und wobei die mehrlagige Folie in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D aufweist, der größer ist als der MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D des mindestens einen oder der mehreren thermoplastischen Polymere der ersten Lage.

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine mehrlagige Folie bereitgestellt, welche umfasst:

(a) eine erste Lage, umfassend
(i) etwa 70 bis 100 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer linearer oder verzweigter oder kettenverlängerter statistischer aliphatisch-aromatischer Copolyester mit einem MVTR-Wert von mindestens 300 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag, wie gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D bestimmt, umfassend Struktureinheiten aus:
worin R¹ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen und der Molprozentsatz von R¹ etwa 80 bis 100 beträgt; R³ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen (z. B. 1,4-Cyclohexandimethanol); (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R³ 0 bis etwa 20 beträgt; R² ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R² etwa 35 bis etwa 95 beträgt; R⁴ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₆-C₁₀)-Aryl; (C₆-C₁₀)-Aryl, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R⁴ etwa 5 bis etwa 65 beträgt;
(ii) 0 bis etwa 30 Gewichtsprozent Füllstoff; und
(b) eine zweite Lage, die in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D von mindestens etwa 500 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag aufweist und umfasst
(i) etwa 20 bis etwa 65 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Polyolefin und dem linearen oder verzweigten oder kettenverlängerten statistischen aliphatisch-aromatischen Copolyester der ersten Lage besteht, und
(ii) etwa 35 bis etwa 80 Gewichtsprozent Füllstoff;

Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf Erzeugnisse gerichtet, welche die neuen Folien der vorliegenden Erfindung enthalten. Derartige Gegenstände umfassen Kleidungsstücke, Windeln, Hygienebinden, medizinische Schutzkleidungsstücke, chirurgische Schnittabdeckungen, transdermale Pflaster, Wundbandagen und -verbände, Verbände an intravenösen Stellen und Stomaverbände, Haushaltseinwickelfolie und andere, welche die neuen Folien der vorliegenden Erfindung enthalten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die obigen und noch weitere Ziele erreicht werden, indem in einer ersten Ausführungsform eine mehrlagige Folie bereitgestellt wird, welche umfasst:

(a) eine erste Lage, die etwa 70 bis 100 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere, die einen MVTR-Wert von mindestens 300 g-μm/m²-Stunde, wie gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D bestimmt, und 0 bis etwa 30 Gewichtsprozent Füllstoff aufweist, und
(b) eine zweite Lage, die etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere und etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent Füllstoff aufweist, und wobei die zweite Lage in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D aufweist, der größer ist als der MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D des mindestens einen oder der mehreren thermoplastischen Polymere der zweiten Lage,

Vorzugsweise weist die mehrlagige Folie in gereckter Form einen MVTR-Wert auf, der größer ist als etwa 500 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde. Die üblichere Einheit der Messung der MVTR ist "g-Mil/m²-Tag". Die Umwandlung von g-μm/m²-Stunde in g-Mil/m²-Tag ist etwa eins zu eins: demgemäß sind alle MVTR-Werte hierin als die eine oder die andere Messeinheit gezeigt.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf Erzeugnisse gerichtet, welche die neuen Folien der vorliegenden Erfindung enthalten. Derartige Gegenstände umfassen Kleidungsstücke, Windeln, Hygienebinden, medizinische Schutzkleidungsstücke, chirurgische Schnittabdeckungen, transdermale Pflaster, Wundbandagen und -verbände, Verbände an intravenösen Stellen und Stomaverbände, Haushaltseinwickelfolie und andere, welche die neuen Folien der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bei der Herstellung der mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung kann in der ersten Lage irgendein thermoplastisches Polymer mit einem MVTR-Wert von mindestens 300 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag, vorzugsweise von etwa 300 bis etwa 3.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag, wie gemäß ASTM E-96D bestimmt, verwendet werden. Beispiele sind thermoplastische Polymere aus den folgenden Gruppen, die einen MVTR-Wert von mindestens 300 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag aufweisen. Die Gruppen umfassen lineare oder verzweigte oder kettenverlängerte aliphatisch-aromatische Polyester, Polymilchsäure-(PLA-) Polymere und -Copolymere, Polyurethane, Polyhydroxybutyrat und Polyhydroxybutyrat und andere Polyhydroxybutyrat-Copolymere mit Comonomeren wie Valeriansäure und gamma-Hydroxyalkanoaten, Polyesteramide (wie die BAK^TM-Polymere, die von Bayer hergestellt werden), Polyvinylalkohol, Celluloseester, Polycaproyllacton-(PCL)-Polymere und -Copolymere, HYTREL^TM-Copolymere aus z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure mit verschiedenen Diolen (z. B. Butandiol) und Polytetramethylenglycol oder Polypropylenglycol, die von DuPont hergestellt werden, PEBAX^TM-Polyetheramide mit Polyethylenglycol, die von Ato-Chem hergestellt werden, SYMPATEX^TM-Polyethylenglycol-modifiziertes Polybutylenterephthalat, das von Akzo hergestellt wird, und verschiedene Polyetherurethane oder deren Mischungen.
Die aliphatisch-aromatischen Copolyester der vorliegenden Erfindung (hierin als AAPE bezeichnet) schließen diejenigen ein, die in den U.S. Patenten Nr. 5,661,193; 5,599,858; 5,580,911 und 5,446,079 beschrieben sind. Die gesamten Offenbarungen jedes Patents werden hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Spezieller sind die AAPEs im Wesentlichen lineare statistische Copolyester oder verzweigte und/oder kettenverlängerte Copolyester derselben mit Struktureinheiten aus:
worin
R¹ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen und der Molprozentsatz von R¹ etwa 80 bis 100 beträgt;
R³ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen (z. B. 1,4-Cyclohexandimethanol); (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R³ 0 bis etwa 20 beträgt;
R² ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R² etwa 35 bis etwa 95 beträgt;
R⁴ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₆-C₁₀)-Aryl; (C₆-C₁₀)-Aryl, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R⁴ etwa 5 bis etwa 65 beträgt.
Bevorzugte AAPEs sind diejenigen, in denen R¹ aus (C₂-C₈)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 90 bis 100 Molprozent vorliegt; R³ in einer Menge von 0 bis etwa 10 Molprozent vorliegt; R² aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen bestehen, und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 95 Molprozent vorliegt; und R⁴ aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₆-C₁₀)-Aryl bestehen, und in einer Menge von etwa 5 bis etwa 65 Molprozent vorliegt. Bevorzugtere AAPEs sind diejenigen, in denen R¹ aus (C₂-C₄)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 95 bis 100 Molprozent vorliegt; R³ zu etwa 0 bis etwa 5 Molprozent vorliegt; R² aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₆)-Alkylen oder C₂-Oxyalkylen bestehen, und zu etwa 35 bis etwa 65 Molprozent vorliegt; R⁴ ein 1,4-disubstituiertes C₆-Aryl ist und zu etwa 35 bis etwa 65 Molprozent vorliegt.
Wie hierin verwendet, bezeichnen die Ausdrücke "Alkyl" und "Alkylen" entweder gerade oder verzweigtkettige Einheiten wie -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂- und -CH₂CH(X)-CH₂-. Der Ausdruck "Oxyalkylen" bezeichnet Alkylenketten, die 1 bis 4 Ethersauerstoffgruppen enthalten. Der Ausdruck "Cycloalkylen" bezeichnet eine Alkylgruppe, die eine Cycloalkyl-Einheit enthält.
Weitere bevorzugte Verbindungen für diese AAPE sind diejenigen, die aus den folgenden Diolen und Disäuren (oder Polyester-bildenden Derivaten derselben) in den folgenden Molprozentsätzen, bezogen auf 100 Molprozent einer Disäure-Komponente und 100 Molprozent einer Diol-Komponente, hergestellt sind:

(1) Glutarsäure (etwa 30 bis etwa 75%); Terephthalsäure (etwa 25 bis etwa 70 Prozent); 1,4-Butandiol (etwa 90 bis 100%); und modifizierendes Diol (0 bis etwa 10%).
(2) Bernsteinsäure (etwa 30 bis etwa 95%), Terephthalsäure (etwa 5 bis etwa 70%); 1,4-Butandiol (etwa 90 bis 100%); und modifizierendes Diol (0 bis etwa 10%).
(3) Adipinsäure (etwa 30 bis etwa 75%); Terephthalsäure (etwa 25 bis etwa 70%); 1,4-Butandiol (etwa 90 bis 100%); und modifizierendes Diol (0 bis etwa 10%).

Das modifizierende Diol ist bevorzugt aus 1,4-Cyclohexandimethanol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol und Neopentylglycol ausgewählt. Die bevorzugtesten AAPEs sind lineare, verzweigte oder kettenverlängerte Copolyester, die etwa 50 bis etwa 60 Moprozent Adipinsäure, etwa 40 bis etwa 50 Molprozent Terephthalsäure und mindestens 95 Molprozent 1,4-Butandiol umfassen. Noch bevorzugter liegt die Adipinsäure zu etwa 55 bis etwa 60 Molprozent vor, liegt die Terephthalsäure zu etwa 40 bis etwa 45 Molprozent vor und liegt 1,4-Butandiol zu mindestens 95 Molprozent vor. Derartige Verbindungen sind im Handel von Eastman Chemical Company, Kingsport, TN erhältlich.
Spezielle Beispiele für bevorzugte AAPE umfassen ein Poly(tetramethylenglutarat-co-terephthalat), das (a) 50% Glutarsäure/50% Terephtalsäure/100% 1,4-Butandiol, (b) 60% Glutarsäure/40% Terephthalsäure/100% 1,4-Butandiol oder (c) 40% Glutarsäure/60% Terephthalsäure/100% 1,4-Butandiol enthält; ein Poly(tetramethylensuccinat-co-terephthalat), das (a) 85% Bernsteinsäure/15% Terephthalsäure/100% 1,4-Butandiol oder (b) 70% Bernsteinsäure/30% Terephthalsäure/100% 1,4-Butandiol enthält; ein Poly(ethylensuccinat-co-terephthalat), das 70% Bernsteinsäure/30% Terephthalsäure/100% Ethylenglycol enthält; und ein Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), das 85% Adipinsäure/15% Terephthalsäure/100% 1,4-Butandiol enthält.
Wünschenswerterweise weist der AAPE etwa 10 bis etwa 1000 Struktureinheiten und bevorzugt etwa 25 bis etwa 600 Struktureinheiten auf. Vorzugsweise weist der AAPE eine innere Viskosität von etwa 0,4 bis etwa 2,0 dl/g, bevorzugter etwa 0,7 bis etwa 1,4 auf, wie bei einer Temperatur von 25°C bei einer 0,5 g-Probe in 100 ml einer Lösung von Phenol/Tetrachlorethan in einem Gewichtsverhältnis von 60/40 gemessen.
Der AAPE der vorliegenden Erfindung kann auch ein Verzweigungsmittel enthalten. Die Gewichtsprozentsatz-Bereiche des Verzweigungsmittels liegen bei etwa 0,01 bis etwa 10 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamt-Gewichtsprozente des AAPE.
Das Verzweigungsmittel weist bevorzugt ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 50 bis etwa 5000, bevorzugter etwa 92 bis etwa 3000 und eine Funktionalität von etwa 3 bis etwa 6 auf. Das Verzweigungsmittel kann ein Polyol mit 3 bis 6 Hydroxylgruppen, eine Polycarbonsäure mit 3 oder 4 Carboxylgruppen oder eine Hydroxysäure mit insgesamt 3 bis 6 Hydroxyl- und Carboxylgruppen sein.
Repräsentative Polyole mit niedrigem Molekulargewicht, die als Verzweigungsmittel wirken, umfassen Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,4-Butantriol, Pentaerythrit, 1,2,6-Hexantriol, Sorbit, 1,1,4,4-Tetrakis(hydroxymethyl)cyclohexan, Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurat und Dipentaerythrit. Spezielle Verzweigungsmittel-Beispiele für Polyole mit höherem Molekulargewicht (MG 400–3000) sind Triole, die von der Kondensation von Alkylenoxiden mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenoxid und Propylenoxid, mit Polyol-Initiatoren abstammen.
Repräsentative Polycarbonsäuren, die als Verzweigungsmittel verwendet werden können, umfassen Hemimellithsäure, Trimellithsäure, Trimesinsäure, Pyromellithsäure, Benzoltetracarbonsäure, Benzophenontetracarbonsäure, 1,1,2,2-Ethantetracarbonsäure, 1,1,2-Ethantricarbonsäure, 1,3,5-Pentantricarbonsäure und 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure. Obwohl die Säuren als solche verwendet werden können, werden sie vorzugsweise in Form ihrer Niederalkylester oder ihrer cyclischen Anhydride in den Fällen, in denen cyclische Anhydride gebildet werden können, verwendet.
Repräsentative Hydroxysäuren als Verzweigungsmittel umfassen Äpfelsäure, Citronensäure, Weinsäure, 3-Hydroxyglutarsäure, Mucinsäure, Trihydroxyglutarsäure und 4-(beta-Hydroxyethyl)phthalsäure. Derartige Hydroxysäuren enthalten eine Kombination von 3 oder mehr Hydroxyl- und Carboxylgruppen.
Besonders bevorzugte Verzweigungsmittel schließen Trimellithsäure, Trimesinsäure, Pentaerythrit, Trimethylolpropan und 1,2,4-Butantriol ein.
Ein Beispiel für den verzweigten AAPE der vorliegenden Erfindung ist Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), das 100% Molprozent 1,4-Butandiol, 43 Molprozent Terephthalsäure und 57 Molprozent Adipinsäure enthält und mit 0,5 Gewichtsprozent Pentaerythrit verzweigt ist. Dieser Copolyester wird erzeugt, wenn Dimethyladipat, Dimethylterephthalat, Pentaerythrit und 1,4-Butandiol 1 Stunde bei 190°C, 2 Stunden bei 220°C, 1 Stunde bei 210°C, dann 1,4 Stunden unter Vakuum bei 250°C in Anwesenheit von 100 ppm Ti, das anfänglich als Ti(OPr)₄ vorliegt, erwärmt werden. Der Copolyester wird typisch nach der Bildung zur Verwendung beim Extrusionsschäumen pelletiert.
Ein weiterer verzweigter AAPE der vorliegenden Erfindung ist Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), das 100 Molprozent 1,4-Butandiol, 43 Molprozent Terephthalsäure und 57 Molprozent Adipinsäure enthält und mit 0,3 Gewichtsprozent Pyromellithsäuredianhydrid verzweigt ist. Dieser Copolyester wird über eine reaktive Extrusion von linearem Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat) mit Pyromellithsäuredianhydrid unter Verwendung eines Extruders erzeugt.
Der AAPE der vorliegenden Erfindung kann auch ein Kettenverlängerungsmittel enthalten. Beispielhafte Kettenverlängerungsmittel sind Divinylether, wie im U.S. Patent Nr. 5,817,721 offenbart, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Bevorzugte Divinylether sind 1,4-Butandioldivinylether, 1,5-Hexandioldivinylether und 1,4-Cyclohexandimethanoldivinylether. Die Gewichtsprozentsatz-Bereiche des Kettenverlängerungsmittels liegen bei 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,3 bis 2,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamt-Gewichtsprozente des AAPE.
Die Herstellung von Polyestern und Copolyestern ist in der Technik wohlbekannt (U.S.-Patent Nr. 2,012,267, hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen). Derartige Reaktionen werden gewöhnlich bei Temperaturen von 150°C bis 300°C in Anwesenheit von Polykondensationskatalysatoren, wie Titantetrachlorid, Mangandiacetat, Antimonoxid, Dibutylzinndiacetat, Zinkchlorid oder deren Kombinationen, durchgeführt. Die Katalysatoren werden typisch in Mengen zwischen 10 und 100 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktanten, verwendet. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein repräsentativer aliphatischer Polyester das Polykondensationsprodukt von Dimethylglutarat und 1,6-Hexandiol. Dieser Polyester, Poly(hexamethylenglutarat), wird erzeugt, wenn Dimethylglutarat und 1,6-Hexandiol 4 Stunden bei etwa 210°C und dann 1,5 Stunden unter Vakuum bei 260°C in Anwesenheit von 100 ppm Ti erwärmt werden. Ein repräsentativer aliphatischer-aromatischer Copolyester ist Poly(tetramethylenglutarat-co-terephthalat), das 30 Molprozent Terephthalat enthält. Dieser Polyester wird erzeugt, wenn Dimethylglutarat, Dimethylterephthalat und 1,4-Butandiol 1 Stunde bei 200°C, dann 0,9 Stunden unter Vakuum bei 245°C in Anwesenheit von 100 ppm Ti, das anfänglich als Ti(OPr)₄ vorliegt, erwärmt werden.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine mehrlagige Folie bereitgestellt, welche umfasst:

(a) eine erste Lage, umfassend
(i) etwa 70 bis 100 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer linearer oder verzweigter oder kettenverlängerter statistischer aliphatisch-aromatischer Copolyester mit einem MVTR-Wert von mindestens 300 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag, wie gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D bestimmt, umfassend Struktureinheiten aus:
worin R¹ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen und der Molprozentsatz von R¹ etwa 80 bis 100 beträgt; R³ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₈)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen (z. B. 1,4-Cyclohexandimethanol); (C₅-C₁₂)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R³ 0 bis etwa 20 beträgt; R² ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen; (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R² etwa 35 bis etwa 95 beträgt; R⁴ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Elementen der Gruppen bestehend aus (C₆-C₁₀)-Aryl; (C₆-C₁₀)-Aryl, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz von R⁴ etwa 5 bis etwa 65 beträgt;
(ii) 0 bis etwa 30 Gewichtsprozent Füllstoff; und
(b) eine zweite Lage, die in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D von mindestens etwa 500 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag aufweist, und umfasst
(i) etwa 20 bis etwa 65 Gewichtsprozent mindestens eines oder mehrerer thermoplastischer Polymere, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Polyolefin und dem linearen oder verzweigten oder kettenverlängerten statistischen aliphatisch-aromatischen Copolyester der ersten Lage besteht, und
(ii) etwa 35 bis etwa 80 Gewichtsprozent Füllstoff;

Vorzugsweise weist die mehrlagige Folie in gereckter Form einen MVTR-Wert von mehr als etwa 500 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag auf. Auch weist die zweite Lage in gereckter Form bevorzugt einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D von mindestens etwa 500 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag auf.
Bei der Herstellung der mehrlagigen Folien der Erfindung kann, wenn ein Polyolefin in der zweiten Lage verwendet wird, jedes Polyolefin verwendet werden, das, wenn es mit der geeigneten Art und Menge an Füllstoff, wie hierin beschrieben, gefüllt ist und gereckt ist, einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D von mindestens etwa 500 bis etwa 10.000 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag aufweist.
Die Polyolefine, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden wie folgt beschrieben. Bei den Polyolefinen kann es sich um Homopolymere von Ethylen, Propylen, Copolymere derselben oder deren Kombinationen handeln. Geeignete Polyolefine umfassen Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, lineares Polyethlyen niedriger Dichte oder deren Mischungen. Polyolefin-Copolymere werden mit Propylen oder Ethylen und mindestens einem oder mehreren anderen Olefin(en) hergestellt. Bevorzugt sind die Olefine alpha-Olefine. Typische Dichtebereiche dieser linearen Polyethylene mit niedriger Dichte liegen im Bereich von 0,90 bis 0,94 g/cm³. Ein typischer Schmelzindex liegt im Bereich von 0,1 bis 10 g/10 min (gemessen gemäß ASTM D 1238-70). Die Olefine können etwa 2 bis etwa 16 Kohlenstoffatome enthalten. Das Copolymer von Ethylen oder Propylen und mindestens einem anderen Olefin umfasst einen Ethylen- oder Propylen-Gehalt von mindestens etwa 50 Gewichtsprozent der beteiligten Gesamt-Monomere. Beispielhafte Olefine, die hierin verwendet werden können, sind Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 4-Methylpent-1-en, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Hexadecen und dergleichen. Ebenfalls hierin verwendbar sind Polyene wie 1,3-Hexadien, 1,4-Hexadien, Cyclopentadien, Dicyclopentadien, 4-Vinylcyclohex-1-en, 1,5-Cyclooctadien, 5-Vinyliden-2-norbornen und 5-Vinyl-2-norbornen.
Das Ethylen-Homopolymer oder das Copolymer der vorliegenden Zusammensetzung kann auf irgendeine dem Fachmann bekannte Weise hergestellt werden.
Der Füllstoff, der bei der Herstellung der Zusammensetzungen dieser Erfindung in der ersten oder zweiten Ausführungsform nützlich ist, umfasst jedes Füllstoffmaterial, das eine Zusammensetzung zum Ergebnis hat, bei der eine gereckte Folie, die daraus erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine erhöhte MVTR im Vergleich zu einer Folie aufweist, die aus der Zusammensetzung in Abwesenheit von Füllstoff hergestellt wird. Die verwendete Füllstoffmenge ist irgendeine Menge, die wirksam oder ausreichend ist, um eine Zusammensetzung bereitzustellen, aus der Folien mit der erhöhten MVTR erzeugt werden können. Der Füllstoff liegt in der Polymer-Füllstoff-Zusammensetzung in einer Menge von 0 bis etwa 80 Gewichtsprozent, bevorzugt etwa 20 bis etwa 80 Gewichtsprozent vor, bezogen auf die Gesamt-Zusammensetzung. Wenn jedoch ein Polyolefin bei der Herstellung der Zusammensetzung verwendet wird, liegt der Füllstoff in einer Menge von etwa 35 bis etwa 80 Gewichtsprozent vor, bezogen auf die Gesamt-Zusammensetzung.
Beispielhafte Füllstoffe, die zur Verwendung hierin geeignet sind, sind anorganische Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, Talk, Ton, Kaolin, Siliciumdioxid, Diatomeenerde, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Glimmer, Glaspulver, Zeolith, Siliciumdioxid-Ton, Holzmehl, Cellulose und dergleichen. Bevorzugt zur Verwendung hierin ist ein Calciumcarbonat, das gegebenenfalls mit einer Fettsäure beschichtet sein kann. Ein typisches Calciumcarbonat ist dasjenige, das von English China Clay unter der eingetragenen Marke SUPERCOAT-Calciumcarbonat geliefert wird, von dem mitgeteilt wird, dass es zu 97,6 Gewichtsprozent aus Calciumcarbonat (vor der Oberflächenbehandlung) mit einer mittleren Teilchengröße von 1 Mikrometer (obere Größenklasse 10 Mikrometer) und einer Oberfläche von 7,2 m³/g (bestimmt mittels BET) besteht.
Für viele Zwecke kann es wünschenswert sein, den Polymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung andere herkömmliche Additive einzuverleiben. Beispielsweise können Antioxidantien, Wärme- und Lichtstabilisatoren, Farbstoffe, antistatische Mittel, Schmiermittel, Konservierungsmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Gleitmittel, Antiblocking-Mittel, Pigmente, Flammverzögerer, Treibmittel und dergleichen zugesetzt werden. Mehr als ein Additiv kann verwendet werden. Das Additiv kann in irgendeiner gewünschten Menge vorliegen. Demgemäß hängt die verwendete Additivmenge von dem speziellen verwendeten Polymer und Füllstoff und der Anwendung oder Verwendung ab, für die die Zusammensetzung oder die Folie bestimmt ist. Zusammensetzungen, die derartige andere Additive enthalten, liegen im Bereich dieser Erfindung. Es liegt im Vermögen des gewöhnlichen Fachmanns, der im Besitz der vorliegenden Offenbarung ist, das oder die geeignete(n) Additiv(e) und deren Mengen abhängig von den Verarbeitungsbedingungen und der Endverwendung der Zusammensetzung auszuwählen.
Die Polymer-Füllstoff-Zusammensetzungen und einlagigen oder mehrlagigen Folien können unter Verwendung irgendeines in der Technik bekannten Mittels hergestellt werden. Beispielsweise können Füllstoff-haltige Zusammensetzungen in einer Apparatur wie einem Drehmoment-Rheometer, einem Einzelschneckenextruder oder einem Doppelschneckenextruder hergestellt werden. Die Bildung von Folien kann durch Schmelzextrusion, wie beispielsweise im U.S. Patent Nr. 4,880,592 beschrieben, oder durch Pressformen, wie zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 4,427,614 beschrieben, oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren erzielt werden.
Die Zusammensetzungen können anhand jedes in der Technik bekannten Verfahrens zu einlagigen oder mehrlagigen Folien verarbeitet werden. Beispielsweise können einlagige oder mehrlagige Folien/Filme durch wohlbekannte Gießfilm-, Blasfilm- und Extrusionsbeschichtungstechniken hergestellt werden, wobei die letztgenannten die Extrusion auf ein Substrat einschließen. Bevorzugte Substrate schließen gewebte und nicht-gewebte Stoffe ein. Einlagige oder mehrlagige Folien, die durch Schmelzgießen oder -blasen erzeugt werden, können unter Verwendung eines Klebstoffs an ein Substrat wärmegebunden oder -geschweißt werden. Der gewöhnliche Fachmann, der im Besitz der vorliegenden Offenbarung ist, kann derartige mehrlagigen Folien und Gegenstände, die derartige Folien enthalten, ohne übermäßige Experimente herstellen.
Die mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung können mittels irgendeines in der Technik bekannten Verfahrens hergestellt werden. Beispielsweise werden die mehrlagigen Strukturen dieser Erfindung ohne weiteres durch herkömmliche Coextrusionsverfahren, durch ein herkömmliches In-line- oder selbstständiges Laminierungsverfahren oder durch ein herkömmliches Extrusionsbeschichtungsverfahren hergestellt, die alle in der Technik wohlbekannt sind. Im Allgemeinen werden in einem Coextrusionsverfahren die Polymere in den geschmolzenen Zustand überführt und aus einem herkömmlichen Extruder durch eine flache Foliendüse coextrudiert, wobei die Schmelzströme in einem Coextrusions-Einspeisungsblock oder einer Multisammelleitungs-Düse vor dem Austritt aus der Düse vereinigt werden. Nach Verlassen der Düse wird die mehrlagige Folienstruktur abgeschreckt und für eine anschließende Handhabung entfernt.
Die hierin beschriebenen einlagigen oder mehrlagigen Folien können durch jedes bekannte Verfahren gereckt werden. Das Recken einer Folie ist hierin als die Dehnung des Materials über die Fließgrenze des Materials hinaus definiert, um die Verformung des Materials dauerhaft zu machen. Bei diesem Vorgehen müssen die Folien bei einer Temperatur mindestens unterhalb des Vicat-Erweichungspunkts +20°C gereckt werden, wobei diese Temperatur durch das genaue verwendete Reckverfahren und durch die Geschwindigkeit, mit der die Folie gereckt wird, festgelegt wird (Vicat wird gemäß ASTM D1525 bestimmt). Ein typisches Recken findet bei oder unterhalb des Vicat-Erweichungspunktes statt.
Wie nachstehend in den Beispielen gezeigt, wurde eine gegossene mehrlagige Folie aus den Füllstoff-haltigen Zusammensetzungen und ungefülltem Polyester erzeugt. Es wurden Strukturen vom ABA- oder AB-Typ hergestellt, in denen die (A)-Lagen Füllstoff-haltige Polyester- und/oder Polyolefin-Zusammensetzungen waren und die (B)-Lage ungefüllter oder gefüllter Polyester war. Die mehrlagigen Folien wurden mittels des folgenden Coextrusionsverfahrens hergestellt. Der Hauptextruder war ein herkömmlicher Extruder mit einem Durchmesser von 5,08 cm, einem Verhältnis L : D (Länge : Durchmesser) von 30 : 1, der mit einer intern gekühlten Barriereschnecke mit einem Kompressionsverhältnis von 3 : 1 und einem verdrillten Maddock-Mischungsabschnitt ausgestattet war. Die verwendeten Satelliten-Exruder waren 2,54 cm und 3,17 cm, 24 : 1 L : D, die mit Allzweck-Schnecken mit Kompressionsverhältnissen von 3 : 1 ausgestattet waren. Ein Präzisions-Komponenten-Einspeisungsblock (für eine 10/80/10-Verteilung ausgelegt) wurde verwendet, um die Schmelze zu einer herkömmlichen 26,2 cm Kleiderbügeldüse zu fördern. Eine Zweirollen-Gießfilm-Abwärtsstapel-Konfiguration wurde für das Abschrecken der Schmelze verwendet. Zusätzlich wurde einlagige Folie aus dem Füllstoff-haltigen Polyester hergestellt, indem man die Füllstoff-haltige Polyester-Zusammensetzung in die Einspeisungstrichter eines 3,81 cm, 24 : 1 Killian-Einzelschnecken-Extruders einführte, welcher mit einer 30,48 cm breiten Foliendüse und einer gekühlten Gießrolle ausgestattet war. Die verwendeten Extrusionsbedingungen zur Herstellung der Folien waren wie folgt:
Die hierin beschriebenen einlagigen oder mehrlagigen Folien können durch jedes bekannte Verfahren gereckt werden. Das Recken einer Folie ist hierin als die Dehnung eines Materials über die Fließgrenze des Materials hinaus definiert, um die Verformung des Materials dauerhaft zu machen. Wenn man dies vornimmt, müssen die Folien bei einer Temperatur mindestens unterhalb des Vicat-Erweichungspunkts +20°C gereckt werden, wobei diese Temperatur durch das genaue verwendete Reckverfahren und die Geschwindigkeit festgelegt wird, mit welcher der Film gereckt wird (Vicat wird gemäß ASTM D1525 bestimmt). Das Recken findet bei oder unterhalb des Vicat-Erweichungspunktes statt.
Derartige bekannte Verfahren des Reckens sind ein Rollen-zu-Rollen-, Spannrahmen-, Ring-Rollen- oder kämmendes, TM-Long- und Hand-Recken. Die mehrlagigen und einlagigen Folien der vorliegenden Erfindung wurden über ein Hand-Recken bei Raumtemperatur gereckt und wurden demgemäß mit einer Dicke von etwa 75 bis etwa 125 μm hergestellt.
Ein Rollen-zu-Rollen-Recken wird im Allgemeinen durchgeführt, indem man eine Folie über eine Reihe von Rollen leitet, wobei benachbarte Stromabwärts-Rollen sich bei höheren Geschwindigkeiten als Stromaufwärts-Rollen drehen. Das einfachste Beispiel ist eine Folie, die über zwei Rollen geleitet wird, wobei sich die zweite schneller dreht als die erste, was zum Ergebnis hat, dass die Folie in dem Bereich zwischen den zwei Rollen gereckt wird. Ein Spannrahmen-Recken beinhaltet das Einspannen eines Films und das anschließende Bewegen der Einspannklammern voneinander weg, wodurch die Folie dazwischen gereckt wird. Derartige Verfahren können die Vorerwärmung der Folie vor dem Recken und die Wärmeverfestigung nach dem Recken beinhalten.
Ein Ring-Rollen-Recken oder kämmendes Recken wird durchgeführt, indem man die Folie zwischen zwei parallele Rollen mit einer Oberfläche von kämmenden Zahnrad-artigen Zähnen hindurch leitet, wobei das Ausmaß der Reckung, mit welcher die Folie beaufschlagt wird, durch den Grad des Zahnrad-Eingriffs, das heißt, wie nahe die Rollen zusammengebracht werden, gesteuert wird. Das Recken in Maschinenrichtung wird unter Verwendung von Rollen bewerkstelligt, bei denen die Zahnrad-artigen Zähne die Querrichtung der oberen und unteren Rolle analog zu einem mit breiten Zähnen versehenen oder Teilungsstirnrädergetriebe überspannen. Ein Recken in Querrichtung wird bewerkstelligt, indem man die Oberfläche der Rollen mit kämmenden Scheiben bedeckt. Das Leiten einer Folie durch eine Reckvorrichtung in Maschinenrichtung erzeugt gleichförmig gereckte Fasergefüge, welche die Querrichtung des Films überspannen. Das Leiten eines Films durch die Reckvorrichtung in Querrichtung erzeugt gleichförmige gereckte Fasergefüge, welche die Maschinenrichtung der Folie überspannen. Das Leiten der Folie durch diese beiden Vorrichtungen erzeugt einen Film, der ein kreuzweise schraffiertes oder kariertes Muster trägt.
Eine TM Long-Folienreckvorrichtung (nach dem Hersteller benannt) reckt Proben von gepresstem, geblasenem oder extrudiertem Film uniaxial oder biaxial. Der Betrieb der Folienreckvorrichtung beruht auf der Bewegung von zwei Zugstangen in rechten Winkeln zueinander auf hydraulisch angetriebenen Stäben. Gegenüber jedem sich bewegenden Zugstab gibt es einen feststehenden Zugstab. Diese Paare von gegenüberliegenden sich bewegenden und feststehenden Zugstäben, an denen die vier Kanten der Folienprobe angebracht sind, bilden die zwei Achsen in rechten Winkeln zueinander, entlang denen die Probe in irgendeinem Reckverhältnis bis zum Vier- oder Siebenfachen der ursprünglichen Größe, abhängig von der verwendeten Maschine, gereckt wird. Die Proben werden in die Einspannklammern der Maschine gegeben und vor dem Recken erwärmt, falls gewünscht. Die Ausgaben aus der Vorrichtung sind Spannungs-gegen-Dehnungs-Daten (falls gewünscht) bei der Temperatur des Experiments und die gereckte Folie.
Ein Hand-Recken wird durchgeführt, indem man ein Stück Folie mit den Händen ergreift und dann die Hände auseinander bewegt, wodurch man die Folie sich zwischen ihnen recken lässt. Die Folie wird so gereckt, dass ein Stück weißgemachte Folie erzeugt wird, das mindestens drei Inch lang ist. Folien können von Hand in einer Richtung (uniaxial) gereckt werden und dann wiederum in der Querrichtung ergriffen werden, um wieder mit einer Dehnung von 0,5 bis 500% zu recken und eine biaxiale Orientierung zu schaffen.
Bei den Beispielen 1–8 wurden Proben uniaxial durch das Hand-Verfahren gereckt, und dann wurden biaxial gereckte Proben hergestellt, indem man die uniaxial gereckte Folie in Querrichtung ergriff und mit 10 bis 30 Prozent Dehnung reckte.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf Erzeugnisse gerichtet, die die neuen mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung enthalten. Derartige Gegenstände umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Kleidungsstücke, Windeln, Hygienebinden, medizinische Schutzkleidungsstücke, chirurgische Schnittabdeckungen, transdermale Pflaster, Wundbandagen und -verbände, Verbände an intravenösen Stellen und Stomaverbände, Haushaltseinwickelfolie und andere. Die Gegenstände können unter Verwendung jeder geeigneten Technik erzeugt werden.
Die Erfindung wird leichter mit Bezug auf die folgenden Beispiele verstanden. Es gibt natürlich viele andere Formen dieser Erfindung, die dem Fachmann ersichtlich werden, wenn die Erfindung vollständig offenbart worden ist, und man wird demgemäß anerkennen, dass diese Beispiele lediglich für den Zweck der Erläuterung angegeben sind und nicht als Beschränkung des Bereichs dieser Erfindung auf irgendeine Weise angesehen werden sollten.
BEISPIELE
In den folgenden Beispielen wurden die nachstehend angeführten Testverfahren bei der Bewertung der Eigenschaften der Polymer-Komponente und der physikalischen Eigenschaften der erzeugten mehrlagigen Folien verwendet.
(a) Die Feuchtigkeitsdampf-Durchlässigkeitsrate (MVTR) wird gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D gemessen. Die Apparatur für dieses Experiment besteht aus einem Testgefäß, einer Thermotron-Umgebungs-Testkammer und einer Waage. Das Testgefäß ist nicht-korrodierend und ist für flüssiges Wasser und Wasserdampf undurchlässig. Das Mundstück des Gefäßes begrenzt den Testbereich, so dass das Bedeckungsmaterial maskiert wird, um diese potentielle Fehlerquelle zu beseitigen. Der Wasserpegel wird auf 1,91 cm unterhalb des Mundstücks aufgefüllt, um einen Wasserkontakt mit der Probe zu vermeiden, und bedeckt den Boden des Gefäßes während des gesamten Experiments. Die Thermotron-Testkammer Modell SM5.5.S steuert die Temperatur und relative Feuchtigkeit. Die Temperatur bei dieser Arbeit wurde bei 32°C (90°F) gewählt, welches die Standard-Testbedingung ist, die als ASTM E-96D bezeichnet wird. Die relative Feuchtigkeit wird bei 50 ± 2% gehalten. Luft wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 200 m/s (Meter pro Sekunde) über die Fläche der Folie zirkuliert. Die Mettler P1200-Waage erfasst Gewichtsänderungen von weniger als 1% (0,01 g) der Gewichtsänderung während der Zeitspanne des stationären Zustands. Die Proben werden an dem Testgefäß befestigt und gewogen. Die Proben werden dann zwei Stunden in die Testkammer gegeben und dann wieder gewogen. Die Proben werden über insgesamt 24 Stunden zurück in den Ofen gegeben, und die Gewichte werden noch zweimal im Verlauf des 24-stündigen Zeitraums gemessen. Die MVTR von allen Proben wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet: MVTR = (g*L)/(A)(T)worin
g = Gewichtsänderung während des Tests (Gramm)
A = Testfläche (m²)
T = Zeit = Stunden (Tag)
L = Filmdicke in μm (mil).
Die Gewichtsverlust-Daten werden graphisch dargestellt, und die Steigung der Geraden ist die Rate der Wasserdampf-Durchlässigkeit durch die Folie. Die Steigung der Geraden wird dann durch die Fläche der getesteten Probe dividiert und mit der Filmdicke multipliziert, um eine normierte MVTR zu erhalten.
Beispiele 1–2
In den Beispielen 1 und 2 wurden mehrlagige Strukturen mit drei Lagen hergestellt, wobei die Außenlagen ein gefülltes Polyethylen umfasste und die Innenlage entweder aus ungefülltem AAPE (Beispiel 1) oder AAPE bestand, das 20 Gewichtsprozent (Gew.-%) Füllstoff enthielt (Beispiel 2).
Bei der Herstellung der gefüllten Polyethylen-Lage wurden die Polyethylen-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 205°C und bei einer Mischgeschwindigkeit von 800 U/min betrieben. Die Polyethylen-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingeführt, dass eine Polyethylen-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielt. Zusätzlich wurden der Polyethylen-Füllstoff-Zusammensetzung während des Mischens 100 ppm Dynamar FX 9613-Verarbeitungshilfsmittel (geliefert von Dyneon, Oakdale, MN) und 150 ppm Irganox B215-Antioxidans (geliefert von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown, NY) zugesetzt. Der Füllstoff, der verwendet wurde, um die Polyethylen-Zusammensetzungen herzustellen, war Filmlink^TM 400-Calciumcarbonat. Das Polyethylen der Beispiele 1 und 2 war ein Ethylen-1-Hexen-Copolymer mit einer Dichte von 0,915 g/cm³ und einem Schmelzindex von 3 g/10 min.
Die AAPE-Komponente war Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), ein Copolyester von Butandiol mit Adipinsäure und Terephthalsäure, in dem das Verhältnis Adipin- zu Terephthalsäure 57/43 beträgt. Bei der Herstellung der AAPE-Zusammensetzungen, die 20 Gew.-% Füllstoff enthielten, in den Beispielen hierin wurden die AAPE-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 175°C und einer Mischgeschwindigkeit von 600 U/min betrieben. Die AAPE-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingespeist, dass eine AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 70 Gew.-% Füllstoff enthielt. Diese AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung wurde dann Pellet für Pellet mit ungefülltem AAPE gemischt, um den Füllstoffgehalt auf 20 Gew.-% zu verringern. Der verwendete Füllstoff war Filmlink^TM 500-Calciumcarbonat. Jede der Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 wurden zu mehrlagigen Folien coextrudiert, wie hierin gezeigt. Die AAPE-Komponenten wurden vor der Coextrusion über Nacht getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Jede der Folien der Beispiele 1 und 2 wurde dann mittels des Hand-Reckverfahrens biaxial bei Raumtemperatur gereckt, wie hierin gezeigt. Die gereckten Folien der Beispiele 1 und 2 wurden dann bewertet, um die in Tabelle 1 angeführten Eigenschaften zu bestimmen. In Tabelle 1 ist auch die MVTR einer gereckten Monolage der gleichen Polyethylen-Füllstoff-Komponente gezeigt, die durch das Hand-Reckverfahren unaxial bei Raumtemperatur gereckt wurde. Der für diese Beispiele verwendete AAPE wies eine mitgeteilte MVTR von 534 g-μm/m²-Stunde oder g-Mil/m²-Tag auf, wie hierin gezeigt.
Aus den Beispielen 1 und 2 wird beobachtet, dass die mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet sind, dass sie erhöhte MVTR-Werte im Vergleich zu dem MVTR-Wert der Kontrollfolie aufweisen, welche ungefüllten AAPE umfasst. Die beobachteten MVTR-Werte der mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung sind eine Anzeige für Folien, die Atmungsfähigkeits-Eigenschaften besitzen. Zusätzlich wird erwartet, dass die mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung eine Barriere gegen Viren, Bakterien und/oder Wind darstellen.
Beispiele 3–8
In den Beispielen 3–6 wurden mehrlagige Folien mit drei Lagen hergestellt, wobei die äußeren Lagen zu 50 Gew.-% gefüllten AAPE umfassten und die innere Lage entweder ungefüllter AAPE (wie in den Beispielen 3, 4 und 7) oder AAPE war, der 20 Gew.-% Füllstoff enthielt (wie in den Beispielen 5 und 6). Beispiel 7 ist eine zweilagige Folie, die eine erste Lage aus zu 50 Gew.-% gefülltem AAPE und eine zweite Lage aus ungefülltem AAPE umfasste. Beispiel 8 ist eine einlagige Folie, die zu 50 Gew.-% gefüllten AAPE umfasste. Die AAPE-Komponente war Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), ein Copolyester von Butandiol mit Adipinsäure und Terephthalsäure, in dem das Verhältnis Adipin- zu Terephthalsäure 57/43 beträgt. Bei der Herstellung der AAPE-Zusammensetzungen der Beispiele hierin, die 50 und 20 Gew.-% Füllstoff enthielten, wurden die AAPE-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 175°C und einer Mischgeschwindigkeit von 600 U/min betrieben. Die AAPE-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingespeist, dass eine AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 70 Gew.-% Füllstoff enthielt. Diese AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung wurde dann Pellet für Pellet mit ungefülltem AAPE gemischt, um den Füllstoffgehalt auf 50 oder 20 Gew.-% zu verringern. Der verwendete Füllstoff war Filmlink^TM 500-Calciumcarbonat. Jede der Zusammensetzungen der Beispiele 3–7 wurde zu einer mehrlagigen Folie coextrudiert, wie hierin gezeigt. Beispiel 8 wurde zu einer einlagigen Folie extrudiert, wie hierin gezeigt. Die Komponenten wurden vor der Coextrusion über Nacht getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Jede der Folien der Beispiele 3–8 wurde dann mittels des Hand-Reckverfahrens biaxial bei Raumtemperatur gereckt, wie hierin gezeigt. Die gereckten Folien der Beispiele 3–8 wurden dann bewertet, um die Eigenschaften zu bestimmen, die in Tabelle 2 angeführt sind. Die MVTR einer einlagigen Folie aus der gleichen ungefüllten AAPE-Komponente ist in Tabelle 1 gezeigt.
Aus den Daten in den Beispielen 3–7 wird beobachtet, dass die mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet sind, dass sie erhöhte MVTR-Werte im Vergleich zum MVTR-Wert einer Folie aufweisen, die aus einer Monolage aus ungefülltem AAPE gebildet ist. Wie in den Beispielen 1 und 2 weisen die mehrlagigen Folien der Beispiele 3–7 MVTR-Werte auf, die eine Anzeige für Folien mit guten Atmungsfähigkeits-Eigenschaften sind. Zusätzlich wird erwartet, dass die mehrlagigen Folien der vorliegenden Erfindung eine Barriere für Viren, Bakterien und/oder Wind darstellen.
Die Beispiele 1–7 weisen MVTR-Werte auf, die mit den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten gefüllten und gereckten einlagigen Folien vergleichbar sind. Jedoch wird nicht erwartet, dass die gefüllten und gereckten einlagigen Folien eine Barriere für Viren, Bakterien und/oder Wind darstellen.
Beispiele 9–12
Wie nachstehend in den Beispielen 9–12 gezeigt, wurde die mehrlagige Folie aus dem Füllstoff-haltigen AAPE-Polyester und entweder ungefülltem Polycaprolacton-(PCL)-Polyester (Beispiele 9, 10) oder ungefülltem Polyesterether (Beispiel 11) oder ungefülltem Polyurethan (Beispiel 12) hergestellt. Strukturen vom ABA-Typ wurden hergestellt, in denen die (A)-Lagen füllstoff-haltiger AAPE-Polyester waren und die (B)-Lage entweder ungefüllter PCL-Polyester (Beispiele 9, 10) oder ungefüllter Polyesterether (Beispiel 11) oder ungefülltes Polyurethan (Beispiel 12) war.
Die mehrlagigen Folien wurden mittels des folgenden Coextrusionsverfahrens hergestellt. Um den Füllstoff-haltigen Polyester einzuspeisen, war der verwendete Hauptextruder ein herkömmlicher Killian-Extruder mit einem Durchmesser von 2,54 cm, einem Verhältnis L : D (Länge : Durchmesser) von 24 : 1, der mit einer Einspeisungsschnecke mit einem Kompressionsverhältnis von 3 : 1 und einem verdrillten Maddock-Mischabschnitt ausgestattet war. Ein zweiter identischer Extruder wurde verwendet, um die ungefüllten Materialien einzuspeisen. Ein Killian-Coextrusions-Einspeisungsblock wurde verwendet, um die Schmelze zu einer herkömmlichen 15,24 cm-Kleiderbügeldüse zu fördern. Eine Zweirollen-Gießfilm-Abwärtsstapel-Konfiguration wurde zum Abschrecken der Schmelze verwendet. Zusätzliche einlagige Folie wurde aus den ungefüllten Polymeren erzeugt, indem man die ungefüllten Polymere in die Einspeisungstrichter eines 24 : 1-Killian-Einzelschneckenextruders einspeiste, der mit einer Foliendüse und einer gekühlten Gießrolle ausgestattet war. Die verwendeten Extrusionsbedingungen zur Herstellung der Folien waren wie folgt:
In den Beispielen 9–10 wurden mehrlagige Folien mit drei Lagen hergestellt, wobei die Außenlagen zu 50 Gew.-% gefüllten AAPE umfassten und die Innenlage aus ungefülltem Polycaprolacton, PLC (CAPA 6500 von Solvay), bestand. Die AAPE-Komponente war Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), ein Copolyester von Butandiol mit Adipinsäure und Terephthalsäure, in dem das Verhältnis Adipin- zu Terephthalsäure 57 : 43 beträgt. Bei der Herstellung der AAPE-Zusammensetzungen der Beispiele hierin, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielten, wurden die AAPE-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 176°C und einer Mischgeschwindigkeit von 600 U/min betrieben. Die AAPE-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingespeist, dass eine AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 70 Gew.-% Füllstoff enthielt. Diese AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung wurde dann Pellet für Pellet mit ungefülltem AAPE gemischt, um den Füllstoffgehalt auf 50 oder 20 Gew.-% zu verringern. Der verwendete Füllstoff war Filmlink^TM 500-Calciumcarbonat. Jede der Zusammensetzungen der Beispiele 9–10 wurde zu einer mehrlagigen Folie coextrudiert, wie hierin gezeigt. Die Komponenten wurden vor der Coextrusion über Nacht getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Jede der Folien der Beispiele 9–10 wurden dann durch das Hand-Reckverfahren biaxial bei Raumtemperatur gereckt, wie hierin gezeigt. Die gereckten Folien der Beispiele 9–10 wurden dann bewertet, um die Eigenschaften zu bestimmen, die in Tabelle 3 angegeben sind. Die MVTR einer einlagigen Folie aus der gleichen ungefüllten AAPE-Komponente ist in Tabelle 1 gezeigt, und die gleiche ungefüllte PCL-Komponente mit einer Filmdicke von 169 μm ist in Tabelle 3 gezeigt.
In Beispiel 11 wurden mehrlagige Folien mit drei Lagen hergestellt, wobei die Außenlagen zu 50 Gew.-% gefüllten AAPE umfassten und die Innenlage aus ungefülltem Polyesterether (Hytrel von DuPont, einem Copolyester-Blockcopolymer von Poly(butylenterephthalat) und Poly(tetramethylenglycol)) bestand. Die AAPE-Komponente war Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), ein Copolyester von Butandiol mit Adipinsäure und Terephthalsäure, indem das Verhältnis Adipin- zu Terephthalsäure 57/43 beträgt. Bei der Herstellung der AAPE-Zusammensetzungen der Beispiele hierin, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielten, wurden die AAPE-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 175°C und einer Mischgeschwindigkeit von 600 U/min betrieben. Die AAPE-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingespeist, dass eine AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielt. Der verwendete Füllstoff war Omtacarb^TM 2 SS T-FL-Calciumcarbonat. Die Zusammensetzungen von Beispiel 11 wurden zu einer mehrlagigen Folie coextrudiert, wie hierin gezeigt. Die Komponenten wurden vor der Coextrusion über Nacht getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Folien des Beispiels 11 wurden dann mittels des Hand-Reckverfahrens biaxial bei Raumtemperatur gereckt, wie hierin gezeigt. Die gereckte Folie von Beispiel 11 wurde dann bewertet, um die in Tabelle 4 angeführten Eigenschaften zu bestimmen. Die MVTR einer einlagigen Folie mit der gleichen ungefüllten AAPE-Komponente ist in Tabelle 1 gezeigt, und die gleiche ungefüllte Polyesterether-Komponente mit einer Foliendicke von 75,5 μm ist in Tabelle 4 gezeigt.
In Beispiel 12 wurden mehrlagige Folien mit drei Lagen hergestellt, wobei die Außenlagen zu 50 Gew.-% gefülltes AAPE umfassten und die Innenlage aus ungefülltem Polyurethan (ESTANE 58149 von BF Goodrich) bestand. Die AAPE-Komponente war Poly(tetramethylenadipat-co-terephthalat), ein Copolyester von Butandiol mit Adipinsäure und Terephthalsäure, in dem das Verhältnis Adipin- zu Terephthalsäure 57/43 beträgt. Bei der Herstellung der AAPE-Zusammensetzungen der Beispiele hierin, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielten, wurden die AAPE-Komponente und der Füllstoff in einem kontinuierlichen Kobelco-Mischer Modell NEX-T60 kompoundiert. Der Mischer wurde bei 175°C und einer Mischgeschwindigkeit von 600 U/min betrieben. Die AAPE-Komponente und der Füllstoff wurden so in den Mischer eingespeist, dass eine AAPE-Füllstoff-Zusammensetzung erzeugt wurde, die 50 Gew.-% Füllstoff enthielt. Der verwendete Füllstoff war Omtacarb^TM 2 SS T-FL-Calciumcarbonat. Die Zusammensetzung von Beispiel 12 wurde zu einer mehrlagigen Folie coextrudiert, wie hierin gezeigt. Die Komponenten wurden vor der Coextrusion über Nacht getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Folie von Beispiel 12 wurde dann mittels des Hand-Reckverfahrens biaxial bei Raumtemperatur gereckt, wie hierin gezeigt. Die gereckte Folie von Beispiel 12 wurde dann bewertet, um die in Tabelle 5 angeführten Eigenschaften zu bestimmen. Die MVTR einer einlagigen Folie der gleichen ungefüllten AAPE-Komponente ist in Tabelle 1 gezeigt, und die gleiche ungefüllte Polyesterether-Komponente mit einer Foliendicke von 96,3 Mil ist in Tabelle 5 gezeigt.

Claims

Mehrlagige Folie, umfassend: (a) eine erste Lage, die etwa 70 bis 100 Gew.-% mindestens eines thermoplastischen Polymers oder mehrerer thermoplastischer Polymere mit einem MVTR-Wert von mindestens 300 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag, wie gemäß dem ASTM-Testverfahren E-96D bestimmt, und 0 bis etwa 30 Gew.-% Füllstoff umfasst, und (b) eine zweite Lage, die etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% mindestens eines thermoplastischen Polymers oder mehrerer thermoplastischer Polymere und etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Füllstoff umfasst, wobei die zweite Lage in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D aufweist, der größer ist als der MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D des mindestens einen thermoplastischen Polymers oder der mehreren thermoplastischen Polymere der zweiten Lage; wobei die zweite Lage eine Füllstoffmenge umfasst, die sich von der Füllstoffmenge in der ersten Lage unterscheidet, wenn das mindestens eine oder die mehreren thermoplastische(n) Polymer(e) der ersten Lage und das mindestens eine oder die mehreren thermoplastische(n) Polymer(e) der zweiten Lage die gleichen sind, wobei die erste Lage an die zweite Lage angrenzt, und wobei die mehrlagige Folie in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D aufweist, der größer ist als der MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D des mindestens einen thermoplastischen Polymers oder der mehreren thermoplastischen Polymere der ersten Lage.
Mehrlagige Folie gemäß Anspruch 1, in der das mindestens eine oder die mehreren thermoplastische(n) Polymer(e) der ersten Lage und das mindestens eine oder die mehreren thermoplastische(n) Polymer(e) der zweiten Lage die gleichen sind.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 1, in der das mindestens eine oder die mehreren thermoplastische(n) Polymer(e) der ersten Lage einen MVTR-Wert im Bereich von mindestens 300 bis etwa 10000 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag aufweisen.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 1, in der das thermoplastische Polymer der ersten Lage aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymilchsäure-Polymeren und -Copolymeren, Polyurethanen, Polyhydroxybutyrat-Copolymeren mit Comonomeren aus Valeriansäure und gamma-Hydroxyalkanoaten, Polyesteramiden, Polyvinylalkohol, Celluloseestern, Polycaproyllacton-Polymeren und -copolymeren, Copolymeren von Terephthalsäure und Isophthalsäure mit Diolen und Polytetramethylenglycol oder Polypropylenglycol, Polyetheramiden mit Polyethylenglycol, mit Polyethylenglycol modifiziertem Polybutylenterephthalat, Polyetherurethanen und einem linearen oder verzweigten oder kettenverlängerten statistischen aliphatisch-aromatischen Copolyester, der Struktureinheiten aus
umfasst, worin R¹ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen und der Molprozentsatz an R¹ etwa 80 bis 100 beträgt; R³ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂ bis C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen; (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R³ 0 bis etwa 20 beträgt; R² ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -Oxyalkylen; (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -Oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R² etwa 35 bis etwa 95 beträgt; R⁴ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₆-C₁₀)-Aryl; (C₆-C₁₀)-Aryl, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆ bis C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R⁴ etwa 5 bis etwa 65 beträgt; oder Mischungen derselben besteht.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 1, in der das thermoplastische Polymer der ersten Lage ein linearer oder verzweigter oder kettenverlängerter statistischer aliphatisch-aromatischer Copolyester ist, der Struktureinheiten aus:
umfasst, worin R¹ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen und der Molprozentsatz an R¹ etwa 80 bis 100 beträgt; R³ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen; (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R³ 0 bis etwa 20 beträgt; R² ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -Oxyalkylen; (C₂-C₁₂)-Alkylen oder -Oxyalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)- Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R² etwa 35 bis etwa 95 beträgt; und R⁴ ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen bestehend aus (C₆-C₁₀)-Aryl; (C₆-C₁₀)-Aryl, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen; (C₅-C₁₀)-Cycloalkylen, das mit einem bis vier Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Halogen, (C₆-C₁₀)-Aryl und (C₁-C₄)-Alkoxy besteht; und der Molprozentsatz an R⁴ etwa 5 bis etwa 65 beträgt.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 5, in der R¹ aus (C₂-C₈)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 90 bis 100 Mol% vorliegt; R³ in einer Menge von 0 bis etwa 10 Mol% vorliegt; R² aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen bestehen, und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 95 Mol% vorliegt; und R⁴ aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₆-C₁₀)-Aryl bestehen, und in einer Menge von etwa 5 bis etwa 65 Mol% vorliegt.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 5, in der R¹ aus (C₂-C₄)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 95 bis 100 Mol% vorliegt; R³ in einer Menge von 0 bis etwa 5 Mol% vorliegt; R² aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₆)-Alkylen oder C₂-Oxyalkylen bestehen, und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 65 Mol% vorliegt; und R⁴ ein 1,4-disubstituiertes C₆-Aryl ist und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 65 Mol% vorliegt.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 5, in der der mindestens eine oder die mehreren lineare(n) oder verzweigte(n) oder kettenverlängerte(n) statistische(n) aliphatisch-aromatische(n) Copolyester auf 100 Mol% einer Säure-Komponente und 100 Mol% einer Diol-Komponente basieren und aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Copolyestern besteht, welche umfassen: (a) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 75 Mol% Glutarsäure und etwa 25 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols; (b) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 95 Mol% Bernsteinsäure und etwa 5 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols; und (c) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 75 Mol% Adipinsäure und etwa 25 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 8, in der das modifizierende Diol aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 1,4-Cyclohexandimethanol, Triethylenglycol, Palyethylenglycol und Neopentylglycol besteht.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 8, in der die Säure-Komponente etwa 50 bis etwa 60 Mol% Adipinsäure und etwa 40 bis etwa 50 Mol% Terephthalsäure umfasst und die Glycol-Komponente mindestens etwa 95 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol umfasst.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 10, in der die Säure-Komponente etwa 55 bis etwa 60 Mol% Adipinsäure und etwa 40 bis etwa 45 Mol% Terephthalsäure umfasst.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 1 in gereckter Form.
Gegenstand, umfassend die mehrlagige Folie nach Anspruch 1.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 1, in der der Füllstoff Calciumcarbonat ist.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 5, in der die zweite Lage in gereckter Form einen MVTR-Wert gemäß ASTM E-96D von mindestens etwa 500 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag aufweist und umfasst: (i) etwa 20 bis etwa 65 Gew.-% mindestens eines thermoplastischen Polymers oder mehrerer thermoplastischer Polymere, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Polyolefin und einem linearen oder verzweigten oder kettenverlängerten statistischen aliphatisch-aromatischen Copolyester besteht, und (ii) etwa 35 bis etwa 80 Gew.-% Füllstoff.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der der mindestens eine oder die mehreren lineare(n) oder verzweigte(n) oder kettenverlängerte(n) statistische(n) Copolyester der ersten Lage einen MVTR-Wert im Bereich von mindestens 300 bis etwa 3000 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag aufweisen.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der das thermoplastische Polymer der zweiten Lage ein linearer oder verzweigter oder kettenverlängerter statistischer aliphatisch-aromatischer Copolyester der ersten Lage ist, wie in Anspruch 5 angegeben.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der die zweite Lage in gereckter Form einen MVTR-Wert im Bereich von mindestens etwa 500 bis etwa 10000 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag aufweist.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der der Füllstoff Calciumcarbonat ist.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der R¹ aus (C₂-C₈)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 90 bis 100 Mol% vorliegt; R³ in einer Menge von 0 bis etwa 10 Mol% vorliegt; R² aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₈)-Alkylen oder -Oxyalkylen bestehen, und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 95 Mol% vorliegt; und R⁴ aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₆-C₁₀)-Aryl bestehen, und in einer Menge von etwa 5 bis etwa 65 Mol% vorliegt.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der R¹ aus (C₂-C₄)-Alkylen ausgewählt ist und in einer Menge von etwa 95 bis 100 Mol% vorliegt; R³ in einer Menge von 0 bis etwa 5 Mol% vorliegt; R² aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppen ausgewählt ist, die aus (C₂-C₆)-Alkylen oder C₂-Oxyalkylen bestehen, und in einer Menge von etwa 65 bis etwa 35 Mol% vorliegt; und R⁴ ein 1,4-disubstituiertes C₆-Aryl ist und in einer Menge von etwa 35 bis etwa 65 Mol% vorliegt.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15, in der der mindestens eine oder die mehreren lineare(n) oder verzweigte(n) oder kettenverlängerte(n) statistische(n) aliphatisch-aromatische(n) Copolyester auf 100 Mol% einer Säure-Komponente und 100 Mol% einer Diol-Komponente basieren und aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Copolyestern besteht, welche umfassen: (a) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 75 Mol% Glutarsäure und etwa 25 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols; (b) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 95 Mol% Bernsteinsäure und etwa 5 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols; und (c) eine Säure-Komponente aus etwa 30 bis etwa 75 Mol% Adipinsäure und etwa 25 bis etwa 70 Mol% Terephthalsäure und eine Diol-Komponente aus etwa 90 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol und 0 bis etwa 10 Mol% eines modifizierenden Diols.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 22, in der das modifizierende Diol aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 1,4-Cyclohexandimethanol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol und Neopentylglycol besteht.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 22, in der die Säure-Komponente etwa 50 bis etwa 60 Mol% Adipinsäure und etwa 40 bis etwa 50 Mol% Terephthalsäure umfasst und die Glycol-Komponente mindestens etwa 95 bis 100 Mol% 1,4-Butandiol umfasst.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 24, in der die Säure-Komponente etwa 55 bis etwa 60 Mol% Adipinsäure und etwa 40 bis etwa 45 Mol% Terephthalsäure umfasst.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 15 in gereckter Form.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 26, in der die mehrlagige Folie einen MVTR-Wert von mehr als etwa 500 bis etwa 10000 g-μm/m²-Stunde oder g-mil/m²-Tag aufweist.
Mehrlagige Folie nach Anspruch 17 in gereckter Form.
Gegenstand, umfassend die mehrlagige Folie nach Anspruch 12, 15, 17 oder 28.