DE69807734T2

DE69807734T2 - Texturierte, formbeständige, mikroporöse folie und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69807734T2
Application number: DE69807734T
Authority: DE
Inventors: James Dipoto; M. Hedden
Original assignee: Tredegar Film Products LLC
Current assignee: Tredegar Film Products LLC
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: PL339695A1; JP2002509496A; TR200001210T2; KR20010012469A; ES2185231T3; PL187956B1; EP1028842B1; HUP0002615A3; BR9813939A; DE69807734D1; AU1304999A; EP1028842A1; WO1999022930A1; CN1259078A; CA2299440A1; HUP0002615A2

Description

Hintergrund

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der mikroporösen Folien. Die Erfindung betrifft insbesondere texturierte, mikroporöse Folien, die bei höheren Temperaturen dimensionsstabil sind, und ein Verfahren zur Herstellung solcher Folien.
Die Mikroporosität einer Folie wird typischerweise als Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (moisture vapor transmission rate) oder MVTR angegeben. Diese wird auch üblicherweise als Atmungsaktivität der Folie bezeichnet. Ein Verfahren zur Bestimmung der MVTR einer Folie besteht darin, die Testverfahren zu verwenden, die in der ASTM E96-93 angegeben sind.
Leicht vorstellbare Anwendungen der vorliegenden Erfindung umfassen eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht in Produkten, wie Einweg-Absorbierartikeln, einschließlich Einweg-Kleidung für Sanitärzwecke, Monatseinlagen, Windeln, Inkontinenzartikel, oder für Einlagen für klinische Anwendungen, chirurgische Verbände, Betten und für andere Produkte, wie Futter von Schlafsäcken und dergleichen.
Absorbierende Artikel, wie Windeln, Monatsprodukte, chirurgische Abdeckungen und dergleichen, sind so aufgebaut, dass sie eine Flüssigkeit in einen absorbierenden Kern aufnehmen und in diesem festhalten. Der absorbierende Artikel enthält eine Deckschicht oder Abdeckschicht an der Außenseite dieser Artikel, die verhindert, dass die absorbierte Flüssigkeit ausläuft oder durch den absorbierenden Kern durchschlägt. Die flüssigkeitsdichte Abdeckschicht reduziert signifikant das eigene Austrocknen des absorbierenden Artikels durch eventuelle Verdampfung der in dem Kern gehaltenen Flüssigkeit. Die äußere, flüssigkeitsdichte Abdeckschicht kann dazu beitragen, dass der absorbierende Artikel heiß wird, klamm wird und letztendlich unbequem zu tragen ist. Es würde deshalb ein Vorteil sein, ein atmungsaktives Material als flüssigkeitsdichte Abdeckschicht zu haben, das den Austausch von Dämpfen ermöglicht, Flüssigkeit aber zurückhält.
Ein Typ einer atmungsaktiven Folie ist eine mikroporöse Folie, die eine Vielzahl von Mikroporen hat, die miteinander durch verschlungene Pfade verbunden sind, die sich von einer Außenfläche der Folie zu der anderen Außenfläche der Folie erstrecken. Dieser Typ einer mikroporösen Folie kann gebildet werden, indem eine Folie hergestellt und gestreckt wird, die mindestens einen Typ von Füllstoffmaterial enthält. Der Füllstoff kann aus der Folie entfernt werden, intakt in der Folie verbleiben oder unter Druck zerdrückt werden, um Poren in der Folie bereitzustellen. Die Füllstoffpartikel können auch während eines Reckverfahrens von den thermoplastischen Polymeren getrennt werden, um miteinander verbundene Mikroporen zu bilden.
Verschiedene Patentschriften, die das allgemeine Prinzip der Verwendung eines Füllstoffmaterials in einem Kunststoffmaterial zur Herstellung einer mikroporösen Folie zeigen, umfassen Aoyama et al. US-A-4,841,124 und US-A-4,921,653, Nishizawa et al. US-A-4,626,252, Sugimoto US-A-4,472,328, Schwarz US-A-4,833,172, US-A-4,116,892, US-A-4,289,832, US-A-4,153,571 und tJS-A-4,091,164. Weitere Patentschriften, die das Modifizieren von anorganischen Füllstoffen unter Verwendung zusätzlicher Bestandteile lehren, um eine mikroporöse Folie herzustellen, umfassen Hwang US-A-4,824,718, Toyoda et al. US-A-4,418,112, Takashi et al. US-A-4,319,950, Suzuki US-A-3,969,562, Ikeda et al. US-Reissue-Patent Nr. 28,608 (Reissue), Ikeda et al. US-A-3,738,904 und US-A-3,903,234, Elton et al. US-A-3,870,593 und US-A-3,844,865, Ita et al. US-A-4,705,812, Hogue US-A-4,350,656, Antoon, Jr. et al. US-A-5,008,296 und US-A-4,879,078, Okuyama et al. US-A-4,704,238 und US-A-4,585,604, Doi et al. US-A-4,335,193, US-A-4,331,622 und US-A-4,210,709, Kaneko et al. US-A-5,445,862, McCormick PCT- Anmeldung WO95/16562, Sheth US-A-4,929,303 und US-A-4,777,073, Sheth et al. US-A-5,055,338, Cancio et al. US-A-5,055,338, US-A-4,380,564 und US-A-4,298,647, Gurewitz US-A-5,364,695, Seiss et al. US-A-4,716,197, Sheth US-A-4,777,073 und Exxon PCT-Anmeldung WO98/04397.
Obwohl es wünschenswert wäre, große Mengen an Füllstoffmaterial in einer texturierten, mikroporösen Folie zu verwenden, kommt es zu verschiedenen Problemen, wenn man die derzeit bekannten, oben diskutierten Folienbildungstechniken verwendet.
Um die physikalischen Eigenschaften von thermoplastischen Folien zu verbessern, sind verschiedene Methoden verwendet worden, um die Folien zu recken und zu orientieren. Ein Verfahren umfasst das Führen der Folie durch Sätze von Walzen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden. Ein weiteres Verfahren umfasst das Führen der Folie durch ineinanderverzahnte Walzen, die die Folie recken. Verschiedene Patentschriften, die das allgemeine Prinzip der Verwendung von Verzahnungen zeigen, um eine Folie zu recken, umfassen: Schwarz US-A-4,116,892, US-A-4,144,008, US-A-4,153,751, US-A-4,251,585, US-A-4,223,059, US-A-4,285,100, US-A-4,289,832, US-A-4,368,565 und US-A-4,438,167. Obwohl mit einer Verzahnung orientierende Verfahren in der Vergangenheit verwendet worden sind, um Folien zu recken, hat niemand, bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, eine Folie erfolgreich uniaxial und biaxial gereckt, die eine große Menge an Füllstoff enthält, um eine verbesserte texturierte, weiche, flexible und dimensionsstabile mikroporöse Folie bereitzustellen.
In der Vergangenheit waren die füllstoffhaltigen mikroporösen Folien nicht akzeptabel weich und flexibel und waren keine Kandidaten für die Anwendung in Einwegprodukten. In der Vergangenheit wurden mikroporöse Folien geprägt, um die Textur der Folie, deren Weichheit und Flexibilität zu verbessern: Mikroporöse Folien mit einem hohen Füllstoffgehalt sind jedoch schwierig zu prägen, ohne dass man die physikalischen Eigenschaften dieser Folie signifikant verschlechtert. Ein Schmelzprägen oder ein Prägen vor dem Orientieren führen dazu, dass die Folie vor dem Orientieren dünnere und dickere Bereiche hat. Die dünneren Bereiche entwickeln mit höherer Wahrscheinlichkeit Stippen und Risse beim Orientieren oder bei der späteren Verarbeitung. Außerdem führt ein Prägen mit Wiedererwärmung bei den mikroporösen Folien im Allgemeinen zu einer schlechteren Atmungsaktivität. Das Vorliegen von großen Mengen an Füllstoff in einer mikroporösen Folie erhöht die Wärmeleitfähigkeit der Folie. Die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit führt dazu, dass das Polymer, das die Füllstoffpartikel umschließt, während des Prägeschritts relaxiert. Die Relaxation des Polymers führt dazu, dass das Polymer in die Hohlräume der Folie fließt und die Porosität der Folie vermindert. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, hat dieses Phänomen dazu geführt, dass mikroporöse Folien eine signifikant verminderte Atmungsaktivität nach dem Prägen haben.
Das Vorliegen eines Füllstoffs in der Folienmischung führte zu zusätzlichen Beschränkungen des Folienbildungsverfahrens. Das Vorhandensein von großen Mengen an Füllstoff in einer Folie verändert die Wärmeleitfähigkeit der Folie. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, hat es die bei den Extrusions- und Folienbildungsverfahrens erzeugte Wärme praktisch unmöglich gemacht, eine texturierte, dimensionsstabile, mikroporöse Folie zu erhalten, ohne dass die Mikroporen in der Folie geschädigt wurden.
Wenn eine Mischung mit hohem Füllstoffgehalt weiterbehandelt oder in ein Endprodukt umgewandelt werden soll, verursachen die Wärmecharakteristika der füllstoffhaltigen Folie zusätzliche Bedenken. Weil sich der Füllstoff rasch aufwärmt, führt die nachfolgende Anwendung von Wärme, Heißklebstoff oder Klebemittel auf die Folie zu Schrumpf, Faltenbildung und/oder Löchern in der mikroporösen Folie.
Wenn vorbekannte Folien in Einwegprodukten, wie Windeln oder Monatsprodukten, verwendet werden, haben diese normalerweise einen Klebestreifen, der verwendet wird, um den Einwegartikel zu befestigen. Wegen des Vorhandenseins von Füllstoffpartikeln an der Oberfläche der im Allgemeinen flachen mikroporösen Folie bindet das Klebemittel regelmäßig an das Einwegprodukt, so dass es schwierig ist, den Klebestreifen von der Folie abzuziehen, oder die Folie von einem Artikel abzuziehen, mit dem sie verbunden ist. Eine solche hohe Abziehkraft führt oft zu einem Reißen der Folie oder des Artikels, an dem sie angebracht ist, was für den Verbraucher nicht akzeptabel ist. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, war es praktisch unmöglich, die Klebemittelabziehkräfte von mikroporösen Folien zu vermindern.
Es ist in der Technik bekannt, dass orientierte Folien bei erhöhten Temperaturen eine verringerte Dimensionsstabilität besitzen. Dieser Mangel an Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen wird durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit von mikroporösen Folien verschlimmert. Dies führt zu Problemen bei der Weiterverarbeitung und beim Transport. Zum Beispiel kann ein Lastkraftwagen 60ºC (140ºF) erreichen, was dazu führen kann, dass die Folie schrumpft. Dies ist nicht akzeptabel, weil der Schrumpf dazu führt, dass die Folienschichten auf der Rolle zusammenkleben, was ein Abrollen der Folie verhindert. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde, hatten mikroporöse Folien bei erhöhten Temperaturen eine schlechte Dimensionsstabilität.
Das Vorhandensein einer großen Menge an Füllstoff in einer Folie hat in der Vergangenheit die physikalischen Eigenschaften der Folie beschränkt, einschließlich die Fähigkeit einer solchen Folie, gereckt zu werden. Weil das Füllstoffmaterial unelastisch ist, lässt sich die füllstoffhaltige Folie nur beschränkt recken, bevor die Streckgrenze erreicht wird. Sobald die füllstoffhaltige Folie die Streckgrenze überschritten hat, erreicht die Folie schnell den Reißpunkt. Dieser enge Bereich zwischen der Streckgrenze und dem Reißpunkt verhindert, dass die Folie die Fähigkeit hat, in nachfolgenden Verarbeitungs- oder Umwandlungsschritten weiter gereckt zu werden. Jede beliebige weitere Dehnung oder Verarbeitung der Folie durch einen Endanwender bei der Verarbeitung der Folie zu einem absorbierenden Einwegprodukt hatte den Abbau der physikalischen Eigenschaften der Folie zur Folge. Solche vorbekannten Folien waren eher steif und hatten papierähnliche Eigenschaften. Diese vorbekannten Folien hatten nicht die weichen und flexiblen Charakteristika der erfindungsgemäßen Folie.
Obwohl in der Vergangenheit verschiedene Mischungen verwendet worden sind, um thermoplastische Folien herzustellen, hat niemand eine texturierte, dimensionsstabile, mikroporöse Folie hergestellt, die einen hohen Prozentgehalt an Füllstoffmaterial und in Polyolefingemisch aufweist, das Polyethylen hoher Dichte oder ein anderes wärmebeständiges Polymer und lineares Polyethylen niederer Dichte umfasst. Gegebenenfalls kann die Folienmischung Polyethylen geringer Dichte und Verarbeitungshilfsmittel einschließen.
Es war deshalb die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine texturierte, dimensionsstabile, mikroporöse Folie oder Schicht, die in Einwegartikeln brauchbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie bereitzustellen. Das zusätzliche erfindungsgemäße Merkmal der Dimensionsstabilität gibt einer solchen mikroporösen Folie eine noch größere Brauchbarkeit.
Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer dimensionsstabilen, mikroporösen Folie bereitzustellen, die bei der Verarbeitung weiter gereckt werden kann und noch den Anforderungen der Endanwendung der Folie genügt.

ZUSMMENFASSUNG

Die vorliegende Erfindung liefert eine texturierte, mikroporöse Folie, die bei erhöhten Temperaturen dampfdurchlässig, flüssigkeitsundurchlässig und dimensionsstabil ist. Erstmalig wird hier ein Verfahren zur Herstellung einer texturierten, dimensionsstabilen, mikroporösen Folie offenbart.
Erfindungsgemäß liefert die Folienmischung ein Gleichgewicht der großen Mengen eines Füllstoffs mit einem Polyolefingemisch von linearem Polyethylen geringer Dichte und Polyethylen hoher Dichte oder einem anderem wärmebeständigem Polymer und in bestimmten Ausführungsformen Polyethylen geringer Dichte, um eine Folie mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften bereitzustellen. In einer Ausführungsform können hitzebeständige Polymere in das Gemisch eingeschlossen sein, um ein Gemisch zu bilden, das einen Hauptschmelzpunkt hat, wenn es durch Differentielle Thermoanalyse (DSC) untersucht wird, der gleich oder größer als 120ºC ist, es können jedoch auch Gemische mit einem Hauptschmelzpunkt von kleiner als 120ºC verwendet werden. Hitzebeständige Polymere können andere thermoplastische oder elastomere Polymere mit einem Schmelzpunkt von höher als 120ºC einschließen. Der Hauptschmelzpunkt ist als der Peak mit der größten Fläche oder dem größten endothermen Energiefluss definiert. Beispiele für hitzebeständige Polymere schließen Polypropylene, mit Kautschuk modifiziertes Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen mittlerer Dichte, Ethylen/Propylen- Copolymere und styrolhaltige Blockcopolymere ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
Einer der mit dem oben beschriebenen Folienbildungsverfahren erhaltenen Vorteile besteht darin, dass die Folie leicht orientiert werden kann, um die gewünschte einstellbare Permeabilität zu ergeben, ohne dass ein Stippen auftritt. Die verbesserten Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften der Folie sind auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen. Der erste Faktor besteht darin, dass die Folienmischung einen hohen Prozentgehalt an Füllstoffmaterial umfasst. Der zweite Faktor besteht in der Orientierung der Folie mit einer Verzahnung, bei der eine ausgeglichene Orientierung in der Folie erreicht wird. Der dritte Faktor besteht in der Entspannung der orientierten Folie, wobei die Temperatur und die Spannung in den Entspannungsmitteln die Mikroporen in der, Folie justiert oder verfestigt. Wahlweise besteht der vierte Faktor in dem erneuten Erwärmen und Prägen der spannungsfrei gemachten Folie, wobei die Prägetemperatur und die Spannung zwischen den Wiedererwärmungswalzen und Gravurwalzen der Folie eine Weichheit verleihen, ohne dass die gewünschten Wasserdampfdurchlässigkelaseigenschaften verschlechtert werden.
Ein weiterer Vorteil, der mit dem oben beschriebenen Folienbildungsverfahren erreicht wird, besteht in der Restdehnungseigenschaft der Folie. Die Restdehnung ermöglicht, dass die Folie bei der Umwandlung der Folie in ein Endanwendungsprodukt weiter gereckt werden kann. Die Restdehnungseigenschaft, d. h. die Differenz zwischen Reißdehnung der Folie und der Dehnung bei Streckgrenze der Folie hängt mit der Orientierung der Folie mit der Verzahnung in Maschinen- und Querrichtung und der Eingriffstiefe ab, die bei der Orientierung mit Verzahnung verwendet werden. Die Restdehnungseigenschaft hängt auch von der Folienmischung ab. Die Fähigkeit der Folie, orientiert zu werden, hängt von dem in der Folienmischung verwendeten Polymergemisch ab. Die Fähigkeit der Folie, orientiert zu werden, beeinflusst, wieviel die Folie gedehnt werden muss, um die gewünschten Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften zu haben. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Folienmischung besteht in der niedrigen Dehnung, die notwendig ist, um die gewünschten Wasserdampfdurchlässigkeitsraten zu erreichen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Folie eine gute Hitzebeständigkeit besitzt, obwohl sie einen hohen Füllstoffgehalt hat. Die Hitzebeständigkeit der Folie verhindert, dass die Folie beschädigt wird, wenn man die Folie weiter Hitze aussetzt. Insbesondere verhindert die Hitzebeständigkeit der Folie die Bildung von Löchern in der Folie, wenn ein Heißschmelzklebstoffmaterial während der Umwandlung der Folie in ein Endanwendungsprodukt aufgebracht wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Folie bei erhöhten Temperaturen dimensionsstabil ist und nicht leicht schrumpft. Eine solche Dimensionsstabilität hängt mit der Verzahnungsorientierung und der Folienmischung zusammen. Die weitere Dimensionsstabilität wird der Folie während des Entspannungsverfahrens verliehen, indem die Spannung zwischen den Walzen, die Temperatur der Entspannungswalzen und die Zeitdauer gesteuert werden, für die sich die Folie im Kontakt mit den Entspannungswalzen befindet. Die Dimensionsstabilität der Folie wird außerdem erhöht, indem die Prägevorheiztemperatur und die Spannung zwischen den Vorheizwalzen und den Prägewalzen der Prägemittel gesteuert werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Folie ist die Schlagzähigkeit der Folie. Die Schlagzähigkeit der Folie wird durch einen Ausgleich der Orientierung in Maschinen- und Quer- richtung verbessert.
Ein weiterer Vorteil ist die Herstellung einer Folie mit einer gewünschten Textur, was das Aussehen der Folie verbessert und die Klebemittelabziehkräfte mit der Folie vermindert. Das Prägen der Folie vermindert die Kontaktoberfläche zwischen einem Klebstoff und der mikroporösen Folie. Eine Verminderung der Abziehkraft stellt einen Vorteil dar, wenn die Folie in Einwegprodukten wie Windeln und Monatsprodukten verwendet wird. Die erfindungsgemäße mikroporöse Folie ermöglicht es, dass das Befestigungsband entfernt werden kann oder die Folie von dem Artikel entfernt werden kann, an dem sie angebracht ist, ohne dass die Folie reißt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Herstellung einer texturierten, dimensionsstabilen mikroporösen Folie.
Fig. 2 ist eine Kurve, die die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate für verschiedene Folien mit hohem Füllstoffgehalt zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung besteht in einer weichen, texturierten, dimensionsstabilen, mikroporösen Folie und einem Verfahren zur Herstellung der Folie. Die Folie wird unter Verwendung einer Kombination von Polyethylen hoher Dichte oder einem anderen hitzebeständigen Polymeren mit linearem Polyethylen geringer Dichte gebildet. Die Folie enthält auch einen Füllstoff, der die Mikroporen bildet, wenn die Folie Streckkräften unterworfen wird. In einer Ausführungsform wird die mikroporöse Folie entspannt, um der Folie eine größere Dimensionsstabilität zu verleihen, wenn die Folie erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist. In einer weiteren Ausführungsform wird die Folie geprägt.
Das Gleichgewicht zwischen dem Polyethylen hoher Dichte (oder dem anderen hitzebeständigen Polymer) und linearen Polyethylen geringer Dichte, neben dem Füllstoff, liefert eine Folie mit gewünschten Wasserdampfdurchlässigkeitsrateneigenschaften, neben einer gewünschten Schlagzähigkeit, Dimensionstabilität (Beständigkeit gegen Schrumpfen) und Dehnungseigenschaften. Die Erhöhung der Menge von Polyethylen hoher Dichte erhöht die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate und die Hitzebeständigkeit der Folie, wegen der höheren Kristallinität. Jedoch beeinflussen Mengen von über etwa 20% Polyethylen hoher Dichte die Modul-, Steifigkeits- und Geräuschcharakteristika der Folie, was zu einem verminderten Ansprechen der Endverbraucher führt. Das Material mit linearem Polyethylen hoher Dichte ermöglicht es, dass die Folie die weichen Berührungsqualitäten besitzt, die in Einwegprodukten benötigt werden. Das lineare Polyethylen geringer Dichte ermöglicht auch, dass die Folie leicht reckbar ist, wegen der Dehnbarkeit dieser Komponente. Das Vorliegen von linearem Polyethylen geringer Dichte in der Folienmischung erhöht auch die Dehnungseigenschaften der Folie.
Die erfindungsgemäße Folie wird unter Verwendung einer Polyethylenfolienformulierung hergestellt, die etwa 45 bis etwa 65%, vorzugsweise etwa 50 bis etwa 55% Füllstoffmaterial, etwa 25 bis etwa 55% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 20% Polyethylen hoher Dichte oder andere hitzebeständige Polymere, etwa 0 bis etwa 5% Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 3% Verarbeitungshilfsmittel und etwa 0 bis etwa 10% Pigmentiermittel umfasst, wie Weißungsmittel oder andere Färbemittel. Vorzugsweise umfasst die thermoplastische Folienmischung etwa 50 bis etwa 56% Füllstoff Calciumcarbonat, etwa 30% bis etwa 40% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 5 bis etwa 10% Polyethylen hoher Dichte oder anderes hitzebeständiges Polymer, etwa 2% Verarbeitungs¬ hilfsmittel, das Fluorkohlenwasserstoff Viton® in einem Polyethylen geringer Dichte umfasst, und etwa 2% Weißfarbenkonzentrat, das. Titandioxid in Polyethylen geringer Dichte umfasst.
Die erfindungsgemäße Folie besitzt eine sehr gute Hitzebeständigkeit. Die erfindungsgemäßen Polyolefingemische kombinieren ein Material mit höherem Schmelzpunkt (wie Polyethylen hoher Dichte mit einem Schmelzpunkt von etwa 130ºC) mit einem Material mit einer etwas niedrigeren Schmelztemperatur (wie lineares Polyethylen geringer Dichte mit einem Schmelzpunkt von etwa 122ºC). Die Hitzebeständigkeit der Folie ist überraschend, weil die Folie eine, große Menge an Füllstoff aufweist. In der Vergangenheit haben verschiedene Heißschmelzklebstoffe zu Faltenbildung, Schrumpf oder Löchern geführt, wenn sie auf eine mikroporöse Folie aufgebracht wurden. Wenn jedoch die erfindungsgemäße Mischung mit einem hohen Füllstoffgehalt entspannt wird, gibt es keine Beschädigung der Folie, wie Faltenbildung, Schrumpf oder Löcher an den Klebepunkten.
Die Atmungsaktivität oder MVTR der Folie wird durch die Menge und die Teilchengröße des Füllstoffs und durch die Beziehung zwischen den in der Folie verwendeten Harztypen beeinflusst. Der Prozentgehalt an Füllstoff, der in der Folie vorliegen kann, hängt teilweise von der Größe der Füllstoffpartikel ab. Füllstoffpartikel mit einem speziellen, vorbestimmten Größenbereich weisen bestimmte Bereiche für Umfang (oder Oberfläche) und Volumen auf. Sowohl der Umfang als auch das Volumen der Füllstoffpartikel beeinflussen die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate einer Folie. Der Umfang und das Volumen der Füllstoffpartikel führen dazu, dass Löcher und Kanäle einer bestimmten Größe in der Folie gebildet werden. Füllstoffpartikel mit einer Größe von etwa 12,5 um oder größer führen dazu, dass, wenn sie mit den oben spezifizierten Harzen verwendet werden, die resultierende Folie Stippen hat, durch die Flüssigkeiten auslaufen können. Es ist gefunden worden, dass Füllstoffpartikel mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 0,5 bis 5 um und einer bevorzugten mittleren Größe von etwa 1 bis etwa 3 um besonders gut funktionieren, um eine Folie mit der gewünschten Atmungsaktivität herzustellen.
Verschiedene anorganische Füllstoffmaterialien können verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Calciumcarbonat, Talk, Ton, Kaolin, Siliciumdioxid, Kieselerde, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Magnesiumsulfat, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Glimmer, Glaspulver und dergleichen. Diese Füllstoffe können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Ein besonders geeignetes Füllstoffmaterial ist Calciumcarbonat. Das Calciumcarbonat kann mindestens teilweise mit Stearinsäure oder anderen Stearatverbindungen beschichtet sein, die es ermöglichen, dass das Calciumcarbonat eine gleichmäßigere Verteilung in der Harzzusammensetzung hat.
Die Atmungsaktivität einer Folie mit etwa 38 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Gewicht der Folie, ist relativ gering, während eine Folie mit etwa 53 bis 55% Füllstoff eine hohe MVTR hat. Obwohl der Folie zusätzlicher Füllstoff zugegeben werden kann, mehr als etwa 53 bis etwa 55%, gibt es keinen wesentlichen Anstieg der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate. Füllstoffmengen von größer als etwa 60% führen dazu, dass die Folie eher spröde und papierähnlicher wird, statt weich und flexibel.
Die erfindungsgemäße texturierte, dimensionsstabile Folie weist auch verbesserte Atmungsaktivitätseigenschaften auf, wegen der Orientierung der Folie durch Verzahnungsrecken (intermesh gear, IMG) der Folie. Wenn die Folie nur in Maschinenrichtung gereckt wird, beträgt die bevorzugte Streckung etwa 5 bis 100% und am meisten bevorzugt etwa 15 bis 100%. Es ist gefunden worden, dass eine um mindestens 15% gereckte Folie eine MVTR von etwa 1.000 bis etwa 1.500 g/m²/Tag (Gramm pro Quadratmeter pro Tag) ergibt.
Der Grad der Überlappung der Zähne oder des Ineinandergrei¬ fens der Verzahnung, als "Eingriffstiefe" bekannt, kann variiert werden, um das Ausmaß des Orientierens oder Reckens der Folie zu variieren. Eine Erhöhung der Eingrifftiefe der ineinandergreifenden Zähne erhöht die Atmungsaktivität der Folie. Der Abstand zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Zähne, der als "Zwischenraum" bekannt ist, kann auch variiert werden, um das Ausmaß des Orientierens oder Reckens der Folie zu variieren. Bei der Ausführung ist gefunden worden, dass ein Abstand von etwa 7,62 · 10&supmin;&sup4; bis etwa 5,08 · 10&supmin;&sup4; m (30 bis etwa 200 mil) zwischen den Zähnen ("Zwischenraum") und etwa 1,27 · 10&supmin;&sup4; bis etwa 7,62 · 10&supmin;&sup4; m (5 bis etwa 200 mil) Eingrifftiefe (depth of engagement, DOE) bei den IMG-Walzen verwendet werden können, um eine Folie mit einer MVTR von etwa 500 bis etwa 5.000 g/m²/Tag herzustellen. Ein bevorzugter Zwischenraumbereich von etwa 1,27 · 10&supmin;³ bis etwa 2,54 · 10&supmin;³ m (50 bis etwa 100 mil) und eine bevorzugte Eingrifftiefe von etwa 5,08 · 10&supmin;&sup4; bis etwa 1,9 · 10&supmin;³ m (20 bis etwa 75 mil) liefern eine Folie mit einer MTVR von etwa 1.500 bis etwa 3.000 g/m²/Tag.
Die Folienmischung in Kombination mit dem Orientierungsschritt der vorliegenden Erfindung ermöglichen, dass die Folie eine ausreichende Restdehnung hat, so dass die Folie weiter gerecht werden kann. Dieses weitere Recken der Folie wird oft vom Kunden bei der Umwandlung der Folie in ein Einwegprodukt durchgeführt. Eine wichtige Eigenschaft, die das zusätzliche Recken ermöglicht, ist die Restdehnung oder die Differenz zwischen der Dehnung bei Streckgrenze und der Reißdehnung der Folie. Die Dehnung wird durch einen Zugbewertungsmesser bestimmt, wie er in der ASTM D882 beschrieben ist. Die Differenz zwischen der prozentualen Dehnung bei Streckgrenze und der prozentualen Reißdehnung stellt einen "Dehnungsbereich" zur Verfügung, der bei anderen Folien nicht gefunden wird. Die erfindungsgemäße Folie weist eine Restdehnung von etwa 75% in Maschinenrichtung und mehr als etwa 300% in Querrichtung auf, bestimmt aus der Differenz zwischen der prozentualen Reißdehnung und der prozentualen Dehnung bei Streckgrenze. Es ist gefunden worden, dass eine Folie mit einer Restdehnung von größer als etwa 150% in Maschinenrichtung (machine direction, MD) und mehr als etwa 500% in Querrichtung (transverse direction, TD) besonders gut funktioniert. Dies erhöht die Schlagzähigkeit der Folie.
Die Kombination von Folienmischung und Orientierung mit einer Verzahnung beeinflusst ebenfalls die Schlagzähigkeit der Folie. Die Schlagzähigkeit kann bestimmt werden, indem ein Stift auf die Folie fallengelassen wird, wie in ASTM D1709-80 spezifiziert ist. Wenn die Folie nur in einer Richtung gerecht wird, ist die Schlagzähigkeit geringer. Je größer außerdem die Streckung der Folie ist, desto niedriger ist die Schlagzähigkeit. In der Ausführungsform einer Gießfolie ist es jedoch gewünscht, die Folie in Querrichtung mehr als in Maschinenrichtung zu recken, wegen des Mangels an Orientierung in TD-Richtung in Gießfolien. Es ist auch gewünscht, die Orientierung in Maschinenrichtung, der die Folie bei der Herstellung ausgesetzt wird, mit mindestens einem Teil der Orientierung in Querrichtung in Gleichgewicht zu bringen. Bei der Ausführungsform einer Blasfolie kann die inhärente Orientierung in Querrichtung so sein, dass eine IMG-Orientierung in Querrichtung unnötig ist. Bei der erfindungsgemäßen Mischung stellt ein hoher Prozentgehalt an Füllstoff, zusammen mit einem hochorientierbaren Gemisch von Polymeren in der Folie, eine Atmungsaktivität zur Verfügung und ermöglicht ein geringeres Recken.
Die erfindungsgemäße Folie besitzt eine verbesserte Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen im Vergleich mit vorbekannten Folien. Die orientierte Folie wird entspannt, um der Folie eine Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen und eine Hitzebeständigkeit zu verleihen. Das Entspannen ermöglicht eine geringfügige molekulare Relaxation der unter Spannung stehenden Polymerketten der Polyolefine in der Folienmischung. Der Entspannungsschritt führt der Folie bei kontrollierter Spannung Wärme zu, um die Spannung abzubauen, die aus den Herstellungs- und Orientierungsschritten resultiert. Wegen der Relaxation, die in dem Entspannungsschritt stattfindet, gibt es weniger als etwa 15% Schrumpf der Folie, nachdem sie 30 Minuten lang Luft mit 76,67ºC (170ºF) ausgesetzt wurde. Wenn die entspannte Folie weiteren Verarbeitungsschritten unterworfen wird, schrumpft die Folie nicht, wenn sie Temperaturen ausgesetzt wird, die bei oder unter der Entspannungstemperatur liegen. Die spannungsfrei gemachte Folie kann einem weiteren Erhitzen widerstehen, beispielsweise wenn die Folie Umwandlungsverfahren und/oder einer Transportumgebung ausgesetzt wird. Die Folie kann einfach in weiteren Umwandlungsschritten verwendet werden, beispielsweise wenn der Heißklebstoff verwendet wird, um die mikroporöse Folie auf anderen Komponenten eines Schichtaufbaus festzuhalten.
Während des Entspannungsschritts ist es wichtig, die Spannung zwischen den Entspannungswalzen zu steuern. Es ist unerwünscht, einen positiven Zug zwischen den Entspannungswalzen zu haben. Der positive Zug reckt die Folie und vermindert die Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen unerwünscht. Es ist normalerweise gewünscht, einen negativen Zug zu haben, während der Folie durch die Entspannungswalzen geleitet wird, so dass sich die erste Walze schneller als die zweite Walze dreht. Wenn sich die erste Walze schneller als die zweite Walze dreht, verringert sich die Foliengeschwindigkeit ein wenig und die Folie kann relaxieren. Die relativen Geschwindigkeiten der Walzen bestimmen die Relaxation der Folie. Die Geschwindigkeit der zweiten Entspannungswalze beträgt vorzugsweise etwa 0,90 bis etwa 1,00, bezogen auf die Geschwindigkeit der ersten Entspannungswalze. Eine zu hohe Relaxation führt jedoch dazu, dass sich Mikroporen in der Folie schließen. Wenn z. B. die Geschwindigkeit der zweiten Walze etwa 0,85 bis etwa 0,89 mal die Geschwindigkeit der ersten Entspannungswalze ist, dann neigen die Mikroporen der Folie dazu, sich zu schließen, und die Atmungsaktivität der Folie ist vermindert. Während des Entspannungsschritts findet, wegen der Relaxation der Folie, ein geringfügiger Zuwachs der Dicke der Folie statt.
Wie vorstehend erklärt, wird die Dimensionsstabilität der Folie nur auf die Temperatur erhöht, bei der die Folie entspannt wurde. Entsprechend ist es notwendig, die Entspannungstemperaturen mit dem Erweichungspunkt der Folienmischung und den erwarteten Endanwendungstemperaturen für die Folie in ein Gleichgewicht zu bringen.
Die Oberflächentemperatur der Entspannungswalzen sollte nicht höher liegen als die Erweichungstemperatur der Folie, bei der sie beginnt, an den Entspannungswalzen festzukleben. Außerdem ist die Entspannungstemperatur vorzugsweise höher als die Temperaturen, die die Folie entweder in weiteren Umwandlungsschritten (Heißklebstoffanwendung zum Sichern der Folie auf Teilen eines Einwegprodukts) erfährt, oder in Situationen, die die Folie oder das Einwegprodukt erfährt (hohe Temperaturen bei Transport oder Lagerung). In den meisten Ausführungsformen wird die Folie bei etwa 82,2ºC bis 93,3ºC (180ºF bis 200ºF) entspannt. Die Folie ist lange genug mit den Entspannungswalzen in Kontakt, um es zu ermöglichen, dass die Folie ausreichend erhitzt wird. Es ist wichtig, die Folie auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen, bevor die Folie zwischen den Walzen relaxiert. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Verweilzeit auf jeder Entspannungswalze weniger als etwa 1 Sekunde.
Das Entspannen verringert die Spannungen in der Folie, entspannt die Folie, verhindert einen Schrumpf der Folie und verhindert, dass sich die Mikroporen der Folie schließen. Die spannungsfrei gemachte Folie kann erneut erwärmt werden und geprägt werden, ohne dass irgendein Verlust der gewünschten Wasserdampfdurchlässigkeitsrate, Dimensionsstabilität oder Dehnungseigenschaften eintritt. Wenn eine Folie unter Verwendung eines Orientierungsverfahrens mit einer Verzahnung orientiert wird und ohne einen Entspannungsschritt geprägt wird, schließen sich die Mikroporen und die Atmungsaktivität der Folie wird beeinträchtigt.
In bestimmten Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Folie geprägt werden. Der Prägeschritt ergibt eine gewünschte Textur der orientierten und spannungsfrei gemachten mikroporösen Folie. Die durch den Prägeschritt verliehene Textur verbessert das Aussehen und verleiht der Folie ändere physikalische Vorteile. Ein besonders brauchbarer Vorteil besteht darin, dass das Prägen der Folie die Kontaktoberfläche zwischen einem beliebigen Haftklebemittel und der mikroporösen Folie so verringert wird, dass eine geringere Abziehkraft notwendig ist, um den Haftklebestreifen von der Folie zu entfernen oder die Folie von einem Artikel abzuziehen, mit dem sie verbunden ist.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems, das verwendet wird, um eine dimensionsstabile, mikroporöse Folie mit weicher Textur herzustellen. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird eine Folienmischung mit hohem Füllstoffgehalt durch eine Düse 10 als geblasener Schlauch 12 extrudiert. Es soll jedoch klar sein, dass in anderen Ausführungsformen ein Gießextrusionsverfahren verwendet werden kann, um eine Folie herzustellen. Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Blas- und/oder Gießfolien können erfindungsgemäß eingesetzt werden. Der Einfachheit der Darstellung halber ist nur das Blasfolienverfahren in Fig. 1 gezeigt. Der Schlauch 12 wird zusammenfallen gelassen, indem er durch einen Satz von Spaltwalzen 14 geleitet wird. Der Schlauch 12 wird durch einen Schlitzapparat 30 geleitet, der den Schlauch 12 in zwei separate Folienschichten 16 und 18 aufschlitzt. Die zwei Schichten 16 und 18 werden biaxial orientiert, indem sie durch einen ersten Satz von Walzen mit Verzahnung 20 geleitet werden, die die Folie in Querrichtung recken. Die beiden Schichten 16 und 18 werden dann durch einen zweiten Satz 24 von Walzen mit Verzahnung geleitet, welche die zwei Schichten in Maschinenrichtung recken. In anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schichten uniaxial orientiert werden können, indem der Schlauch durch entweder die Verzahnung in Maschinenrichtung oder die Verzahnung in Querrichtung geleitet wird.
In der gezeigten Ausführungsform werden die zwei Folienschichten 16 und 18 getrennt, nachdem sie orientiert worden sind. Die Folie 18 wird durch einen Satz von Entspannungswalzen 40 geleitet, die bei einer Temperatur von etwa 82,2ºC bis etwa 93,3ºC (180ºF bis etwa 200ºF) sind. Die spannungsfrei gemachte Folie wird entlang Heizungsmittel 50 geleitet, das die spannungsfrei gemachte Folie 18 erneut auf eine Temperatur von etwa 82,2ºC bis etwa 93,3ºC (180ºF bis etwa 200ºF) erwärmt. Die erneut erwärmte, spannungsfrei gemachte Folie 18 kann durch einen Satz von Prägewalzen 60 geleitet werden, die der spannungsfrei gemachten Folie 18 ein Prägemuster verleihen, das der Folie 18 Weichheit und Textur gibt. Es liegt auch im beanspruchten Bereich der vorliegenden Erfindung, dass die Folie 18 von den Entspannungswalzen 40 geleitet werden kann und durch die Prägewalzen geleitet werden kann, ohne weiterer Wärme ausgesetzt worden zu sein. Es ist erwünscht, dass die Folie bei einer Temperatur unter den Schmelztemperaturen, jedoch über den Erweichungstemperaturen der Folienmischung vorliegt, wenn die Folie geprägt wird.
In der gezeigten Ausführungsform wird die geprägte Folie 18 durch Koronabehandlungsmittel 70 geleitet, die die Oberfläche der Folie 18 einer hohen Spannung aussetzen. Es ist jedoch klar, dass es möglich ist, dass die Folie 18 nicht koronabehandelt wird. Die Folie 18 wird durch Wickler 80 geleitet und zu einer Rolle 84 aufgerollt. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird die Folie 16 auch durch Entspannungsmittel 40, Wiedererwärmungsmittel 50, Prägemittel 60, Koronabehandlungsmittel 70 geleitet und auf eine Rolle 82 aufgerollt, in einer Art und Weise, die der oben für Folie 18 Beschriebenen entspricht.
Es liegt auch im beanspruchten Bereich der vorliegenden Erfindung, dass die Folienschichten 16 und 18 getrennt orientiert werden. In der Ausführungsform, die in Fig. 1 unterbrochen gezeigt ist, wird der Schlauch 12 durch den Schlitzapparat 30 geleitet, der den Schlauch in zwei getrennte Folienschichten 116 und 18 aufschlitzt. Die Folie 116 wird biaxial orientiert, indem sie durch einen ersten Satz von Walzen mit Verzahnung 120 geleitet wird, die die Folie in Querrichtung recken. Die Folie 116 wird dann durch einen zweiten Satz 124 von Walzen mit Verzahnung geleitet, die die Folie 116 in Maschinenrichtung recken. Die Folie 116 wird dann durch die Entspannungswalzen 140, die Erwärmungsmittel 150 und die Prägewalzen 180 geleitet, wie oben beschrieben ist.
Die Erfindung wird außerdem in den nachfolgenden Beispielen beschrieben, obwohl klar sein soll, dass diese Beispiele nur der Verdeutlichung dienen und nicht beabsichtigt ist, dass sie den Bereich der Erfindung beschränken.

BEISPIEL 1

Die Beziehung zwischen der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate und verschiedenen. Mischungen der Folie in der vorliegenden Erfindung wurde bestimmt. Das Gleichgewicht zwischen der Komponente aus Polyethylen hoher Dichte und der Komponente aus linearem Polyethylen geringer Dichte in der Folie beeinflusst die Wasserdampfdurchlässigkeit der mikroporösen Folien, die hergestellt werden, indem Walzen mit Verzahnung verwendet werden, um die Folie in Maschinenrichtung zu recken. Die folgende Mischung wurde in diesem Beispiel verwendet: 50 Gew.-% Calciumcarbonat, X Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, 46-X Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, 2 Gew.-% Weißungsmittelkonzentrat in Polyethylen geringer Dichte und 2 Gew.-% Fluorkohlenwasserstoff-Verarbeitungshilfsmittel in Polyethylen geringer Dichte. Alle Folien wurden in einer Dicke von 3,81 · 10&supmin;&sup5; m (1,5 mil) hergestellt und wurden in Maschinenrichtung unter Verwendung von ineinandergreifenden Zähnen mit einer Eingriffstiefe von 1,27 · 10&supmin;³ m (50 mil) orientiert. Die Ergebnisse für die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate für diese Mischungen sind nachfolgend in Tabelle 1 gezeigt. Die MVTR-Testergebnisse in Tabelle 1 wurden unter Verwendung von ASTM E96-93 bei 38ºC und 75% relative Feuchtigkeit unter Verwendung eines Probenbehälters mit etwa 1,29 · 10&supmin;³ m (2 in²) offener Fläche bestimmt.

TABELLE 1

Mikroporöse LLDPE/HDPE-Gemische

% HDPE (g/m²/Tag) MVTR
0 1279
6 1584
10 1768
12 2152

BEISPIEL 2

Folienproben von verschiedenen Mischungen wurden getestet, um die "Klebstoffdurchbrenn"-Leistung zu bestimmen. "Klebstoffdurchbrennen" bedeutet, dass die Folie Löcher oder Schmelzen in dem Bereich entwickeln, mit dem der Klebstoff bei der weiteren Verarbeitung in Kontakt kommt. Klebstoffdurchbrennen ist eine nicht akzeptable Eigenschaft in Folien, die für Einweg-Artikel verwendet werden. Klebstoffbrennergebnisse der Klebstoffbrenntests werden auf einer Skala von 0 bis 3 angegeben, wobei 0 kein Durchbrennen und 3 massives Durchbrennen ist. Sie werden durch die Beobachtungen des Experimentators bestimmt, der den Test durchführte. Die in Tabelle 2 gezeigten Daten zeigen die Ergebnisse für das Klebstoffdurchbrennen. TABELLE 2

BEISPIEL 3

Die Beziehung zwischen dem Füllstoffgehalt in der Folienmischung und der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate wurde bestimmt. Fig. 2 zeigt die Ergebnisse für die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von in Maschinenrichtung orientierten Folien, die X Gew.-% Füllstoff Calciumcarbonat, 86-X Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, 10 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, 2 Gew.-% Weißungsmittelkonzentrat in Polyethylen geringer Dichte und 2 Gew.-% Fluorkohlenwasserstoff-Verarbeitungshilfsmittel in Polyethylen geringer Dichte umfassen. Diese Mischung wurde verwendet, um eine 3,81 · 10&supmin;&sup5; m (1,5 mil) dicke Folie herzustellen, die unter Verwendung von Walzen mit Verzahnung und 1,27 · 10&supmin;³ m (50 mil) Eingrifftiefe in Maschinenrichtung orientiert wurde. Es gibt eine signifikante Erhöhung der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate, wenn der prozentuale Füllstoffgehalt 50% erreicht. In bevorzugten Ausführungsformen liegt der Füllstoffgehalt im Bereich von etwa 45 bis 60%. Der am meisten bevorzugte Füllstoffgehalt beträgt etwa 50 bis 54%. Die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate erhöht sich nicht weiter exponentiell, wenn der Prozentgehalt an Calciumcarbonat über 54 bis 55% erhöht wird.

BEISPIEL 4

Die Effekte des Entspannens auf die physikalischen Eigenschaften der mit einer Verzahnung orientierten mikroporösen Folie wurden bestimmt. Eine Entspannung der Folien vermindert die Tendenz der mikroporösen Folien, einen Schrumpf zu zeigen, ohne die Atmungsaktivität zu verringern. Tests wurden unter Verwendung einer Folie durchgeführt, die 50 Gew.-% Füllstoff, 34,06 Gew.-% LLDPE, 12 Gew.-% HDPE, 1 Gew.-% LDPE, 2 Gew.-% Titandioxid-Konzentrat und 0,04 Gew.-% Fluorpolymerkonzentrat- Verarbeitungshilfsmittel enthielt. Die Eingriffstiefen der Walzen mit Verzahnung iri Querrichtung und Maschinenrichtung wurden konstant auf 5,08 · 10&supmin;&sup4; bzw. 1,27 · 10&supmin;³ m (20 bzw. 50 mil) gehalten. Die Entspannungswalzen wurden bei einer konstanten Temperatur von 82,2ºC (180ºF) gehalten. Die Walzengeschwindigkeit wurde zu zwei Werten bestimmt, 13,11 und 35,05 m (43 und 115 Fuß) pro Minute.
Kontrollfolien wurden hergestellt, indem die Folien durch die Walzen mit Verzahnung ohne Entspannen geleitet wurden. Die spannungsfrei gemachten Folien wurden durch Entspannungswalzen mit einem negativen Zug geleitet, um die Bahnspannung zu minimieren und es zu ermöglichen, dass eine molekulare Relaxation stattfindet. Schrumpftests wurden bei 71,1ºC (160ºF) ohne Spannung für fünf (5) Minuten durchgeführt. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt, dass der prozentuale Schrumpf ungefähr ¹/&sub2; bis ¹/&sub4; desjenigen der nicht spannungsfrei gemachten Vergleichsfolie ist, ohne Verminderung der Atmungsaktivität. Die MVTR-Werte in Tabelle 3 wurden unter Verwendung von ASTM 96-93 erhalten, wie in Beispiel 1 modifiziert. TABELLE 3 Physikalische Eigenschaften von mikroporösen Folien

BEISPIEL 5

Die Wirkung der Orientierung mit Walzen mit Verzahnung auf einen Schlauch anstelle einzelner Folienschichten wurde bestimmt. Der Schlauch blockiert nach Orientierung mit Verzahnung und Entspannung nicht. Stattdessen trennt sich der Schlauch einfach in zwei getrennte Schichten. Das Orientieren mit Walzen mit Verzahnung und Entspannen eines geblasenen Schlauchs ergibt zwei äquivalente Folienschichten.

BEISPIEL 6

Die Wirkungen des Prägens auf eine spannungsfrei gemachte, MD-IMG-orientierte, mikroporöse Folie wurden bestimmt. Eine spannungsfrei gemachte, MD-IMG-orientierte, mikroporöse Folie wurde erneut erhitzt und unter Verwendung von drei Prägemustern geprägt.
Die 1,40 mil-Vorläuferfolie bestand aus der folgenden Zusammensetzung: 54 Gew.-% CaCO&sub3;, 33,96 Gew.-% LLDPE, 10 Gew.-% HDPE, 0,67 Gew.-% LDPE, 1,33 Gew.-% Titandioxid und 0,04 Gew.-% Fluorkohlenwasserstoff. Die Folien wurden extrudiert, gereckt und spannungsfrei gemacht. Die spannungsfrei gemachten, MD-IMG- orientierten, mikroporösen Folien wurden erneut erhitzt und bei einem Spaltdruck von 6607,5 kg/m (370 lb/in) geprägt. Die Temperatur der Vorprägewalze betrug 87,78ºC (190ºF), die Temperatur der Prägewalze betrug 51,61ºC (125 ºF) und die Temperatur der Kühlwalze betrug 35ºC (95ºF) für alle Proben. Die Vorschubgeschwindigkeit betrug 45 m/min (150 ft/min) für alle Proben.
Die drei Prägemuster, großes hexagonales Muster (Mac), großes Diamant- und kleines Diamantmuster wurden auf eine MD- IMG-orientierte, mikroporöse Folie ohne signifikante Änderung der MVTR- oder Wärmeschrumpfwerte geprägt, wie in Tabelle 4 nachfolgend gezeigt ist. Das Ausmaß der Textur kann mit den Differenzen in der Dicke bei geringer Last vor und nach dem Prägen korreliert werden. Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, erhöhte das Prägen die Textur, die nach IMG-Orientierung vorliegt. Die MVTR-Werte in Tabelle 4 wurden unter Verwendung von ASTM 96-93 erhalten, wie in Beispiel 1 modifiziert. TABELLE 4

BEISPIEL 7

Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt einen Vergleich der erfindungsgemäßen Folie mit anderen Folien, die derzeit als Deckungsschichten in Windeln verwendet werden. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von atmungsaktiven Folien zur Verwendung in Deckungsschichten in Windeln sind: Atmungsaktivität (MVTR), Restdehnung, Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen bei der Verarbeitung und beim Transport, Schlagzähigkeit in der Anwendung und Textur. Die MVTR-Werte in Tabelle 5 wurden unter Verwendung von ASTM 96-93 erhalten, wie in Beispiel 1 modifiziert.
Die folgenden Proben wurden getestet. Vergleichsprobe 1 ist die Folie HTS-5, die von Tredegar Industries verkauft wird, eine bereits verwendete Deckschichtfolie für Windeln. Vergleichsprobe 2 ist eine Folie CPC 2, die von Tredegar Industries als derzeit verwendete Deckungsschichtfolie für Windeln verkauft wird. Vergleichsprobe 3 Exxon® Exxaire ist eine kommerziell erhältliche, atmungsaktive Folie. Beispiel A ist eine IMG-orientierte, nicht spannungsfrei gemachte, atmungsaktive Folie. Beispiele B-1 und B-2 sind IMG-orientierte, spannungsfrei gemachte, atmungsaktive Folien. Beispiel C ist eine IMG-orientierte, spannungsfrei gemachte und geprägte atmungsaktive Folie. Beispiele A, B-1, B-2 und C umfassen: 55 Gew.-% CaCO&sub3;, 31 Gew.-% LLDPE, 10 Gew.-% HDPE, 2 Gew.-% Weißungsmittelkonzentrat und 2 Gew.-% Fluorkohlenwasserstoffkonzentrat Viton®. Die erfindungsgemäße Folie besitzt eine bevorzugte Restdehnung von etwa 200% in Maschinenrichtung und etwa 300% in Querrichtung, bestimmt aus der Differenz zwischen der prozentualen Reißdehnung und der prozentualen Dehnung bei Streckgrenze.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und beschrieben worden sind, erkennen die Fachleute, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Es ist beabsichtigt, in den angefügten Ansprächen all die Modifikationen abzudecken, die sich innerhalb des Bereichs dieser Erfindung befinden. Tabelle 5 Daten für physikalische Eigenschaften

Claims

1. Weiche, texturierte, mit einer Verzahnung orientierte, mikroporöse Folie, bei der ein Schrumpfen bei Temperaturen bis 60ºC (140ºF) vermieden wird, wobei die Folie 45 bis 65 Gew.-% Füllstoff, 25 bis 55 Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, 0 bis 5 Gew.-% Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 10 Gew.-% Pigmentiermittel und etwa 0 bis etwa 3 Gew.-% Verarbeitungshilfsmittel enthält.

2. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von mindestens etwa 500 g/m² pro Tag aufweist.

3. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie einen prozentualen Schrumpf von weniger als 15% aufweist, nachdem sie Luft mit 76,67ºC (170ºF) 30 Minuten lang ausgesetzt wurde.

4. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie eine bleibende Dehnung von mehr als 75% in Maschinenrichtung und von mehr als 300% in Querrichtung aufweist, bestimmt durch die Differenz zwischen der prozentualen Reißdehnung und der prozentualen Dehnung bei Streckgrenze.

5. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie eine bleibende Dehnung von mehr als 150% in Maschinenrichtung und von mehr als 400% in Querrichtung aufweist, bestimmt durch die Differenz zwischen der prozentualen Reißdehnung und der prozentualen Dehnung bei Streckgrenze.

6. Folie nach Anspruch 1, wobei der Füllstoff Calciumcarbonat umfasst.

7. Folie nach Anspruch 6, wobei der Calciumcarbonat-Füllstoff zumindest teilweise mit einer Stearinsäure oder einer anderen Stearatverbindung beschichtet ist.

8. Folie nach Anspruch 7, wobei die Mischung enthält: 50 bis 56 Gew.-% Calciumcarbonat-Füllstoff, 30 bis 35 Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 10 bis etwa 12 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, 0 bis 50 Gew.-% Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 2 Gew.-% Titandioxid und etwa 0 bis etwa 0,05 Gew.-% Fluorcarbon- Verarbeitungshilfsmittel.

9. Folie nach Anspruch 8, wobei die Mischung 53 bis 56 Gew.-% Calciumcarbonat enthält.

10. Folie nach Anspruch 9, wobei das Calciumcarbonat eine durchschnittliche Größe von 0,5 bis 5 Mikron hat.

11. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie 50 Gew.-% Calciumcarbonat-Füllstoff, 35 Gew.-% LLDPE, 12 Gew.-% HDPE, 1 Gew.-% LDPE, 2 Gew.-% Titandioxid und 0,4 Gew.-% Fluorcarbon-Verarbeitungshilfsmittel enthält.

12. Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie 56 Gew.-% Calciumcarbonat-Füllstoff, 30 Gew.-% LLDPE, 10 Gew.-% HDPE, 0,67% LDPE, 1,33 Gew.-% Titandioxid und 0,04 Gew.-% Fluorcarbon-Verarbeitungshilfsmittel enthält.

13. Verfahren zur Herstellung einer weichen, texturierten, mikroporösen Folie mit einer Mischung, die 45 bis 65 Gew.-% Füllstoff, 25 bis 55 Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte oder anderes hitzebeständiges Polymer, 0 bis 5 Gew.-% Polyethylen geringer Dichte, etwa 0 bis etwa 10 Gew.-% Pigmentiermittel und etwa 0 bis etwa 3 Gew.-% Fluorcarbon-Verarbeitungshilfsmittel enthält, wobei das Verfahren umfasst:

Extrudieren der Mischung als eine Folie,

Einführen der Folie in mindestens einen Satz von ineinander verzahnten Walzen, um die Folie zu orientieren, und

Leiten der orientierten Folie durch eine Entspannungseinrichtung, um die Folie spannungsfrei zu machen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, das außerdem das erneute Erwärmen der spannungsfrei gemachten Folie und das Prägen der erneut erwärmten Folie umfasst, indem die Folie durch einen Spalt zwischen Prägewalzen geleitet wird, um auf die Folie ein geprägtes Muster aufzubringen.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die geprägte Folie einer Korona-Entladungsbehandlung ausgesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie unter Verwendung eines Formextrusionsverfahrens extrudiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie unter Verwendung eines Blasfolienverfahrens extrudiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Folie als eine Blase extrudiert wird und das Verfahren das Zusammenfallen der Blase, um einen Doppelschicht-Schlauch zu bilden, und das gemeinsame Orientieren beider Schichten des Schlauchs umfasst.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Folie als eine Blase extrudiert wird und das Verfahren das Zusammenfallen der Blase, um einen Doppelschicht-Schlauch zu bilden, das Trennen des Schlauchs in eine erste Folienschicht und eine zweite Folienschicht und das getrennte Orientieren jeder Schicht umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Satz ineinanderverzahnter Walzen die Folie in Maschinenrichtung orientiert.

21. Verfahren nach Anspruch 20, außerdem mit einem zweiten Satz ineinanderverzahnter Walzen, die die Folie in der Querrichtung orientieren.

22. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Satz ineinanderverzahnter Walzen die Folie in Querrichtung orientiert.

23. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie um 5% bis 100% in Maschinenrichtung und/oder Querrichtung gereckt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie um 15% bis 60% in Maschinenrichtung und/oder in Querrichtung gereckt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Verzahnung, durch die die Folie orientiert wird, eine Vielzahl von ineinanderverzahnten Zähnen aufweist, die mit einem Abstand bzw. Zwischenraum von 7,62 · 10&supmin;&sup4; bis 5,08 · 10&supmin;³ m (30 bis 200 Mil) angeordnet sind, und die Vielzahl von Zähnen ineinandergreifen oder eine Eingriffstiefe von 1,27 · 10&supmin;&sup4; bis 7,62 · 10&supmin;&sup4; m (5 bis 200 Mil) haben.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Zwischenraum von 1,27 · 10&supmin;³ bis 2,54 · 10&supmin;³ m (50 bis 100 Mil) reicht und die Eingriffstiefe 5,08 · 10&supmin;&sup4; bis 1,9 · 10&supmin;³ m (20 bis 75 Mil) reicht.

27. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie eine Mischung hat, die etwa 50 Gew.-% Calciumcarbonat, etwa 35 Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, etwa 12 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, etwa 1 Gew.-% Polyethylen geringer Dichte, etwa 2 Gew.-% Titandioxid und etwa 0,04 Gew.-% Fluorcarbon-Verarbeitungshilfsmittel enthält, wobei das Verfahren umfasst:

erneutes Erwärmen der spannungsfrei gemachten Folie und

Prägen der erneut erwärmten Folie, indem die Folie durch einen Spalt zwischen Prägewalzen geleitet wird, um auf die Folie ein geprägtes Muster aufzubringen.

28. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Folie eine Mischung hat, die 56 Gew.-% Calciumcarbonat, 30 Gew.-% lineares Polyethylen geringer Dichte, 10 Gew.-% Polyethylen hoher Dichte, 0,67