TWI623570B - 用於超薄透氣薄膜之表面處理塡料 - Google Patents

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Abstract

本發明關於具有1至10g/m2基重的透氣薄膜、用於製備透氣薄膜的方法、表面處理填料材料產物作為透氣薄膜內填料的用途、包含透氣薄膜的物件以及透氣薄膜在衛生應用、醫療應用、醫療保健應用、過濾材料、地工織物產物、農業應用、園藝應用、衣物、鞋具產物、行李產物、家用應用、工業應用、包裝應用、建造應用、或建構的用途。

Description

用於超薄透氣薄膜之表面處理填料
本發明關於具有1至10g/m2基重的透氣薄膜，用於製備透氣薄膜的方法，表面處理填料材料產物作為透氣薄膜內填料的用途，包含透氣薄膜的物件以及透氣薄膜在衛生應用、醫療應用、醫療保健應用、過濾材料、地工織物產物、農業應用、園藝應用、衣物、鞋具產物、行李產物、家用應用、工業應用、包裝應用、建造應用、或建構的用途。
日本早在1983已發展用於衛生產物的第一個透氣薄膜。USA在1990中期開始製造透氣薄膜，歐洲稍後亦開始製造，美歐快速地主宰市占率。目前，透氣薄膜具有二個主要應用領域：個人衛生產物例如嬰兒尿布、女性衛生墊(餐巾、內褲襯墊)或成人失禁產物、以及建造業例如屋頂下薄膜、房屋包裝或壁飾。然而，此等薄膜的特定滲透性質亦具有在其產業的用途，例如醫療及產業應用的拋棄式衣物。
透氣薄膜典型包括熱塑性聚合物與無機填料(例如碳酸鈣)的摻合物，且藉澆鑄或吹製並伴隨著薄膜拉伸使該摻合物形成薄膜。拉伸方法使聚合物從無機填料粒子表面脫層而產生微孔，通常稱為薄膜橫截面內的「空孔」，讓水蒸氣在最終使用期間得以通過。
使用無機礦物填料所面臨的問題為與礦物填料有關聯的揮 發物質存在。此類揮發物質可能在填料應用期間所達的溫度下釋出，且可能導致此類包括礦物填料的產物在加工期間最終包括礦物聚合物產物的性質下降。此外，此類相關聯揮發物質可能導致透氣薄膜的抗張與撕裂強度下降，且可能降解其可見內容，特別是其可見均勻度。揮發物質亦可能在混練步驟期間造成礦物填充聚合物融熔物過量發泡，在真空抽取造成不希望的產物累積，迫使產出率降低。
該揮發物質例如可能固有地與礦物填料(「固有揮發物質」)有關聯，特別地與水有關聯、及/或可能在礦物填料(「添加的揮發物質」)處理期間被導入，例如造成礦物填料更可分散於塑膠介質內。此外，揮發物質可藉由固有有機材料及/或添加的有機材料與礦物填料的反應而產生，而此種反應可特別地藉由導入及/或加工填充聚合材料期間所達的溫度下而誘導或增強，例如在擠製或混練方法期間。該揮發物質亦可藉由固有有機材料及/或添加的有機材料的降解、形成CO2、水以及可能的此等有機材料的低分子量部分而產生。此種降解可能藉由聚合材料包括經處理礦物填料的導入及/或加工期間所達的溫度下而特別地被誘導或增強，例如在擠製或混練方法期間。
一種增加揮發起始溫度且限制與礦物填料有關聯的揮發物質的量的明顯方式為避免或限制使用特定常用的填料處理添加劑。
然而，通常而言，在將礦物填料施用於塑膠應用的情況下，此種添加劑必須確保其他功能。例如，為了獲得整個薄膜內均勻分佈障壁以及蒸氣傳輸性質，必須使填料儘可能等分地分佈於整個薄膜。因此，通常而言，添加劑被導入以提供礦物填料具有疏水性塗層以及改良礦物填料 在薄膜前驅物材料內的分散性以及儘可能改良此薄膜前驅物材料加工性及/或最終應用產物的性質。不使用此種添加劑將將會損害所得薄膜性質而無法令人接受。
此技藝中，已多樣嘗試去改良礦物填料材料，特別包括碳酸鈣的礦物填料材料的適用性，諸如藉脂族羧酸以及脂族羧酸鹽處理此種礦物填料材料，在一些情況下亦被稱為脂族酸以及脂族酸鹽。例如，WO 00/20336關於超微細天然碳酸鈣，可視需要經一或多種脂族酸或其一或多種鹽或混合物處理，且係用作聚合物組合物的流變調整劑。
同理，US 4,407,986 A關於經分散劑表面處理的沉澱碳酸鈣，該分散劑可包括較高碳數脂族酸以及其金屬鹽，為了當使用結晶性聚丙烯揉捏(kneading)此碳酸鈣時限制潤滑劑添加劑的添加，以及避免形成限制聚丙烯的衝擊強度的碳酸鈣聚集體。
EP 0 998 522 A1關於用於透氣薄膜的表面處理碳酸鈣填料，其使用至少10個碳原子的脂族酸，其中處理方法前後所用的填料必須為幾乎不含濕氣的低於0.1重量%範圍。然而，為了完成且維持此種低濕氣含量，需要高度消耗能量及成本。如此一來，此種低濕氣含量並非用於以處理添加劑影響且控制固體礦物表面反應以在低能量成本下達成表面處理的填料材料產物優良性質的理想參數。
DeArmitt等人在2000年8月發表於Improved thermoplastic composites by optimised surface treatment of the mineral fillers,Institute for Surface Chemistry中敘述的濕式處理方法中，包括礦物填料材料的批式懸浮物在室溫下與分散劑接觸1小時。然而，此種濕式處理方法的缺點為濕式處理用 的乾燥產物以及後續乾燥為耗費能源且增加成本。
US 2002/0102404 A1敘述可分散碳酸鈣粒子，其表面上塗覆飽和及不飽和脂族羧酸及其鹽以及有機化合物例如鄰苯二甲酸酯(phthalic ester)之組合，其係用於黏著劑組合物以改良黏度安定性以及黏著性性質。然而，US 2002/0102404要求實施飽和及不飽和脂族羧酸/鹽之混合物。不飽和脂族羧酸/鹽的存在增加任何包括不飽和脂族羧酸/鹽的材料加工期間不希望的原地具有雙鍵副反應的風險。額外地，不飽和脂族羧酸/鹽存在於其所實施之材料內可能會造成褪色或發展出不要的氣味，特別是腐臭氣味。
US 4,520,073 A敘述具有改良疏水性塗層的礦物填料材料，其係使用蒸氣藉多孔礦物的壓力塗覆製備而作為塗層材料的載體。該塗層材料可在其他選項中選自長鏈脂族系脂族酸以及其鹽。
WO 01/32787 A1敘述微粒鹼土金屬碳酸鹽材料產物，其粒子上具有疏水性材料塗層，包括(a)第一組分，其包括鹼土金屬碳酸鹽以及至少一種給予脂族羧酸的反應產物以及(b)第二組分，其具有實質上高於第一組分的碳酸鹽釋出溫度且包括式CH3(CH2)mCOOR化合物，所形成的組合物。
WO 2008/077156 A2關於紡絲成網纖維，其包括至少一種聚合樹脂以及具有小於或等於約5微米的平均粒子尺寸及/或具有小於約15微米的頂切(top cut)的至少一種填料，其中至少一種填料係以相對於紡絲成網纖維總重量小於約40重量%存在。填料塗層被敘述為至少一種選自脂族酸以及其鹽及酯的有機材料，諸如硬脂酸、硬脂酸鹽、硬脂酸銨以及硬脂酸鈣。
WO 2005/075353揭示天然鹼土金屬碳酸鹽，其具有約0.5微 米或較小的d 50或小於約0.2重量%的濕氣吸收，以及藉研磨用於製備微粒碳酸鹽的方法。碳酸鹽可用於聚合物組合物。
WO 2009/094321揭示單絲纖維，其包括至少一種聚合樹脂以及至少一種塗覆填料，其中至少一種塗覆填料具有小於或等於約3微米的平均粒子尺寸及/或具有小於或等於約10微米的頂切，且其中至少一種塗覆填料係以相對於單絲纖維總重量小於或等於約50重量%的量存在。亦揭示一種用於製備單絲纖維的方法，其包括將研磨碳酸鈣添加到至少一種聚合樹脂以及擠製所得混合物。
WO 2011/028934關於纖維例如短纖維，其包括至少一種聚合樹脂以及至少一種塗覆填料，其中至少一種塗覆填料具有小於或等於約3微米的平均粒子尺寸，且其中至少一種塗覆填料係以相對於纖維總重量小於或等於約50重量%的量存在。亦揭示一種用於製備短纖維、纖維網、織物和地毯的方法，其包括將至少一種填料添加到至少一種聚合樹脂以及加工所得混合物。
WO 2012/052778揭示包括聚酯以及填料的可撕裂聚合物薄膜，用於製備該薄膜的聚合物組合物、其製備方法以及用途。
GB 2 336 366 A關於填充熱塑性組合物，且特別是填充低密度聚乙烯組合物，其藉擠製方法形成產物。其進一步敘述疏水劑較佳為有機羧酸或其部分或完全中和鹽，如果微粒礦物填料具有中性至鹼性表面反應例如碳酸鈣，其具有至少一種飽和或不飽和具有從8至28個碳原子的烴鏈。
EP 2 159 258 A1關於經處理的礦物填料產物，其包括至少一 種礦物填料、位於該礦物填料表面的處理層，其中處理層包括至少一種飽和C8至C24脂族羧酸、以及至少一種一或多個飽和C8至C24脂族羧酸的二價陽離子鹽及/或三價陽離子鹽，其中所有該脂族羧酸：所有該脂族酸的重量比例為從51：49至75：25；且該處理層係以該礦物填料的至少2.5mg/m2的量存在。
EP 1 980 588關於礦物填料處理方法的領域。用於製備經處理的礦物填料產物的方法包括以下步驟：(a)用至少一種C8至C24脂族系單羧酸的II族或III族鹽處理的至少一種乾燥礦物填料製備中間物礦物填料產物；接著(b)用至少一種C8至C24脂族單羧酸處理步驟(a)中間物礦物填料產物以製備經處理的礦物填料產物。經處理礦物填料產物，例如經處理的碳酸鈣可用於塑膠應用，例如以聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)為基礎之透氣或擠製塗層薄膜應用。
DE 958 830係關於一種使用表面活性物質處理天然碳酸鈣的方法，其特徵在於碳酸鈣係在天然或合成脂族酸、胺基-脂族酸、酸醯胺、脂族醇、蠟、以及樹脂存在下研磨。天然或合成表面-活性物質存在量可從0.1至40%且研磨可在至少80C的溫度下實現。
WO 2013/190274 A2關於經填充生物聚合物，特別是包含生物聚合物的組成物以及微粒礦物填料，其中微粒礦物填料包含微粒煅燒黏土。
WO 03/050167 A1關於具有小於1.0μm的d 50研磨微粒碳酸鈣材料作為經拉伸熱塑性聚烯烴薄膜的礦物填料的用途，其目的為增加該薄膜的濕氣透氣率。
WO 02/55596 A1關於使用聚二烷基矽氧烷以及脂族酸處理礦物填料的方法，所得疏水性填料以及其在用於製備薄膜、特別是透氣薄膜的聚合物的用途。
EP 2 390 285 A1關於用於製備表面經處理礦物填料產物方法，以及關於其在塑膠應用領域的較佳用途，以及特別在以聚丙烯(PP)-或聚乙烯(PE)為基礎之透氣或擠製塗層薄膜應用。
未公開歐洲專利申請號14 181 082.0關於透氣薄膜，其包含至少一種熱塑性聚合物以及表面處理填料材料產物，其中表面處理填料材料產物包含至少一種包含濕式研磨碳酸鈣的填料材料以及在至少一種包含濕式研磨碳酸鈣的填料材料表面上的處理層，其包含至少一種單取代琥珀酸酐及/或至少一種單取代琥珀酸及/或其鹽性反應產物。
然而，所述透氣薄膜具有的缺點為超薄透氣薄膜、亦即具有基重為1至10g/m2的薄膜幾乎不會在不破壞其機械性質諸如斷裂力、斷裂伸長率、彈性模數或水柱，以及薄膜表面性質下製備。
因此，提供超薄透氣薄膜，亦即具有1至10g/m2基重的薄膜，其相較於較高基重的薄膜具有維持或改良機械性質，以及此技藝人士仍然感興趣的優良表面性質。
據上所述，本發明目的為提供一種具有1至10g/m2基重的透氣薄膜。也會希望提供具有優良機械性質諸如斷裂力、斷裂伸長率、彈性模量或水柱的透氣薄膜。也會希望提供保留優良透氣性以及低薄膜缺陷含量的透氣薄膜。也會希望提供具有優良色彩性質以及優良加工特徵例如低模具累積性質的透氣薄膜。
本發明另一個目的為提供用於具有1至10g/m2基重的透氣薄膜的填料材料。也希望提供用於透氣薄膜的填料材料，其在透氣薄膜應用方面顯示優良分散性質以及混練功能。也希望提供具有耐高溫的填料材料，且因此容許透氣薄膜在製造期間有較高加工溫度。此外，也希望提供表現低濕氣吸收的填料材料，且因此減少或避免相關聯揮發物質特別是水所面臨的問題。也希望提供用於透氣薄膜的填料材料，其賦予優良機械性質諸如斷裂力、斷裂伸長率、彈性模量或水柱，並且改良薄膜表面性質。本發明的目的也為提供用於透氣薄膜的填料材料，該透氣薄膜填料材料容許使用連續方法加工成為母體混合物或化合物。
上述目的與其他目的藉由本文中申請專利範圍獨立項定義的請求標的而解決。
根據本發明一個態樣，提供具有1至10g/m2基重的透氣薄膜。該透氣薄膜包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，其中該表面處理的填料材料產物包括A)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，其具有- 從0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 從0.5至150m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及 B)在該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料之上的處理層，其包含i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合物，其中表面處理的填料材料產物包括處理層，其量以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
根據本發明又另一個態樣，提供包括本文所定義的具有1至10g/m2基重的透氣薄膜的物件，其中物件係選自由衛生產物、醫療產物、醫療保健產物、過濾產物、地工織物產物、農業產物、園藝產物、衣物、鞋具產物、行李產物、家用產物、工業產物、包裝產物、建造產物以及建構產物組成之群。
根據本發明又另一個態樣，提供包括本文所定義的具有1至10g/m2基重的透氣薄在衛生應用、醫療應用、醫療保健應用、過濾材料、地工織物產物、農業應用、園藝應用、衣物、鞋具產物、行李產物、家用應用、工業應用、包裝應用、建造應用或建構應用的用途。
本發明有利的具體實例定義於本文以及相對應的申請專利範圍附屬項中。
根據本發明一個具體實例，至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料為包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料。據上所述，明確相信或較佳使用本發明上述內容關聯的包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料。
根據另一個具體實例，至少一種熱塑性聚合物為聚烯烴，較佳係選自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯以及其混合物組成之群、且更佳係選自由高密度聚乙烯(HDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)、以及其混合物組成之群。
根據又一個具體實例，透氣薄膜包括表面處理的填料材料產物，其量以總重量計透氣薄膜係從1至85重量%、較佳從2至80重量%、更佳從5至75重量%、又更佳從10至65重量%、以及最佳從15重量%至60重量%。根據另一個具體實例，至少一種包括研磨(特別為濕式研磨)碳酸鈣的填料材料係天然研磨碳酸鈣(GCC)、沉澱碳酸鈣、改質碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、或其混合物、且較佳為天然研磨碳酸鈣(GCC)。
根據一個具體實例，至少一種包括研磨(特別為濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有a)從0.25μm至5μm、較佳從0.5μm至4μm的重量中值粒子尺寸d 50，及/或b)12.5μm、較佳10μm、更佳7.5μm以及最佳3 μm的頂切粒子尺寸d 98、及/或c)使得至少65重量%、較佳至少70重量%、又更佳至少75重量%以及最佳至少80重量%所有粒子具有粒子尺寸<1μm的精細度(fitness)。
根據另一個具體實例，該至少一種包括研磨(特別為濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.5至50m2/g、更佳從0.5至35m2/g、以及最佳從0.5至15m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。
根據又另一個具體實例，至少一種包括研磨(特別為濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有以至少一種包括研磨(特別為濕式研磨)碳酸鈣的填料材料總乾重量計從0.01至0.2重量%、較佳從0.02至0.15重量%、以及最佳從0.04至0.15重量%的殘留總濕氣含量。
根據本發明一個具體實例，在至少一種包含研磨碳酸鈣的填料材料表面上的處理層包含至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，較佳者，該至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸係選自由羧酸組成之群，該羧酸係由戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸以及其混合物組成。
根據另一個具體實例，在23℃(±2℃)溫度下，表面處理的填料材料產物具有從0.1至1mg/g、較佳從0.2至0.9mg/g、以及最佳從0.2至0.8mg/g的濕氣吸收。
根據一個具體實例，表面處理的填料材料產物具有 250℃、較佳260℃、以及最佳270℃的揮發起始溫度。
根據一個具體實例，薄膜具有從5從10g/m2、較佳從6從10g/m2、更佳從7從9g/m2以及最佳約8g/m2的基重。
根據另一個具體實例，本發明方法步驟a)提供的組合物為藉混合或混練該組分獲得的母體混合物或化合物。至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，及若存在的其他視需要的添加劑，可藉使用適合混合機、諸如Henschel混合機、超級混合機、滾筒型(tumbler type)混合機或類似者加以混合。
混練步驟可使用合適擠製機進行，較佳藉雙螺桿擠製機(同向式或逆轉式)或藉任何其他合適連續混練設備、諸如連續共揑合機(Buss)、連續混合機(Farrel Pomini)、環擠製機(Extricom)或類似者進行。來自擠製的連續聚合物團可藉使用水中造粒、偏心造粒以及水造粒的(熱切)模具面(die face)造粒進行，或藉使用水中以及習用絞合造粒的(冷切)絞合(strand)造粒進行造粒，而將擠製聚合物團形成丸粒。
視需要的，混練步驟亦可以不連續或批式方法使用內部(批式)混合機、諸如Banburry混合機(HF Mixing Group)或Brabender混合機(Brabender)或類似者進行。
應理解基於本發明的目的，以下用語具有下述意義：
本發明要旨中，用語「包括研磨碳酸鈣的填料」意謂藉包括至少一個研磨步驟的方法製備的包括碳酸鈣的填料。「包括研磨碳酸鈣的填料」可為「濕式研磨」或「乾式研磨」，其中本發明含義中「包括濕式研磨碳酸鈣的填料」為藉包括至少一個在具有介於20與80重量%之間固體 含量的水性懸浮物中研磨步驟的方法製備的包括研磨碳酸鈣的填料，且「包括乾式研磨碳酸鈣的填料」為藉包括至少一個在具有大於80且達100重量%固體含量的水性懸浮物中研磨步驟的方法製備的包括研磨碳酸鈣的填料。
本發明含義中的用語「透氣薄膜」指的是讓氣體以及水蒸氣通過的聚合物薄膜，例如由於有微孔。透氣薄膜「透氣性」可藉其水蒸氣傳輸率(WVTR)量測，以g/(m2．day)特定。例如，如果聚合物薄膜具有WVTR至少1000g/(m2．day)，可被視為「透氣」。WVTR可根據ASTM E398使用Lyssy L80-5000量測裝置測定。
本發明含義中的用語「超薄」透氣薄膜指的是具有從1至10g/m2、、較佳從5至10g/m2、更佳從6至10g/m2、又更佳從7至9g/m2以及最佳約8g/m2基重的聚合物薄膜。
本發明含義中，「薄膜」為具有相較於其長度與寬度為小的中值厚度的材料片或層。例如，「薄膜」用語可意指具有中值厚度小於200μm、但大於1μm的材料片或層。
如本文所用者，「水壓頭(hydrohead)」為量測透氣薄膜的耐液體滲透，此意謂其障壁品質。透氣薄膜的障壁品質係藉使用液靜壓力試驗加以量測，量測在低液靜壓力下薄膜樣品的耐水滲透。所採用程序相當於AATCC試驗方法127-2013，WSP 80.6以及ISO 811。將薄膜樣品(試驗面積=10cm2)固定而於試驗頭儲存器形成覆蓋。使此薄膜樣品經受標準化水壓，以固定速率增加直到薄膜外表面出現洩漏，或因為薄膜缺陷造成水冒出(壓力率梯度=100mbar/min)。當液靜頭高度到達薄膜樣品三個分離區域 的第一訊號洩漏處或當發生水冒出時量測水壓。頭高度結果以公分或毫巴水壓被記載於樣本上。較高值顯示較高的耐水滲透。使用TEXTEST FX-3000、液靜頭試驗機(Textest AG,Switzerland)進行液靜壓力量測。
基於本發明的目的，「包括碳酸鈣的填料材料」用語意指包括以包括碳酸鈣的填料材料總乾重量計至少80重量%碳酸鈣的材料。
本發明含義中，「天然研磨碳酸鈣」(GCC)為碳酸鈣從天然來源例如石灰石、大理石、白雲石或白堊獲得且經由諸如研磨、篩選及/或細分之濕式處理(例如借助於旋風分離器或分類器)加工之碳酸鈣。
本發明含義中，「改質碳酸鈣」(MCC)的特徵可為具有內部結構改質或表面反應產物的天然研磨或沉澱碳酸鈣，亦即「表面反應碳酸鈣」。「表面反應碳酸鈣」為表面上包括碳酸鈣的材料以及不可溶、較佳至少部分結晶性酸陰離子鈣鹽。較佳者，不可溶鈣鹽從至少一部分碳酸鈣表面伸延。形成該陽離子的該至少部分結晶性鈣鹽的鈣離子大部分起源於起始碳酸鈣材料。MCCs敘述於例如US 2012/0031576 A1、WO 2009/074492 A1、EP 2 264 109 A1、EP 2 070 991 A1或EP 2 264 108 A1。
本發明含義中，「表面處理的填料材料產物」用語意指包括碳酸鈣的填料材料，其與表面處理劑接觸，例如獲得在包括碳酸鈣的填料材料至少一部分表面上的塗層。
包括「乾式」碳酸鈣的填料材料用語，應理解是具有相對於填料材料重量小於0.3重量%水的填料材料。水%(等於「殘留總濕氣含量」)係根據Coulometric Karl Fischer量測方法加以測定，其中填料材料被加熱至220℃，且以蒸氣形式釋出且分離的水含量係使用氮氣流(100ml/min)於 Coulometric Karl Fischer單元測定。
本發明含義中，「濕氣吸收感受性」用語意指吸附至礦物填料表面的濕氣量，且可在+23℃(±2℃)溫度下分別曝露於10%以及85%相對濕度的大氣下2.5小時後以毫克濕氣/克乾燥經處理礦物填料產物測定。
「聚合物組合物」用語意指包括至少一種添加劑(例如至少一種填料)以及至少一種聚合物材料的複合物材料，可用於製造聚合物產物。
「聚合物母體混合物」(=或「母體混合物」)用語關於具有相對高填料含量、較佳至少或等於60重量%(以組合物總重量計)的組合物。「聚合物母體混合物」可在加工期間加至未填充或低填充聚合物，以達到較高填料含量。然而，如先前定義的「聚合物組合物」(=或「組合物」)具有相對低填料含量、較佳低於60重量%(以組合物總重量計)，且通常亦被稱為「聚合物化合物」(=或「化合物」)，亦可直接用於製造聚合物產物。
據上所述，本文中所用「聚合物組合物」用語(=組合物)包括「聚合物母體混合物」以及「聚合物化合物」二者。
為本發明之目的，「揮發起始溫度」係定義為根據後文所述熱重分析所檢測開始釋出揮發物(包含以常用礦物填料製備步驟被導入之揮發物，該步驟包含研磨(含或不含研磨助劑)、精選(含或不含浮選助劑或其他試劑，以及未明確列示如上之其他預處理試劑))的溫度，如在熱重(TGA)曲線所觀察者，該曲線係以殘留樣品之重量(y軸)對溫度(x軸)涵數作圖，此曲線之製備及解釋係見於後文。
TGA分析方法提供具優良準確性之重量損失及揮發起始溫 度之資訊，其係為常識；其例如敘述於「儀器分析原則(Principles of Instrumental analysis)」，第5版，Skoog，Holler，Nieman，1998(1992初版)，第31章，第798至800頁，以及許多其他常見之參考書中。在本發明中，熱重分析(TGA)係使用Mettler Toledo TGA 851，以500+/-50毫克樣品為基礎，以及在70毫升/分之氣流下以20℃/分之速率於25至280℃或25至400℃之溫度進行掃描。熟悉此技藝人士能夠如下所述地藉由TGA之分析測定「揮發起始溫度」：得到TGA曲線之第一衍生物以及確認其上介於150及280℃或25至400℃之反曲點。具有相對於水平線大於45°之切線斜率值之反曲點中，確認其中具有高於200℃之最低相關聯溫度者。與第一衍生物曲線之最低反曲點溫度相關聯之溫度值係為「揮發起始溫度」。填料易接近表面積上的表面處理劑總重量可藉介於105℃至400℃之間熱重力分析以重量損失測定。
為本發明之目的，與礦物填料相關聯且在25至280℃或25至400℃溫度範圍釋出之「總揮發物」之特徵係為根據溫度範圍之礦物填料樣品的重量%損失，如同在熱重(TGA)曲線所讀者。於TGA曲線上釋出之「總揮發物」係使用Star®SW 9.01軟體加以測定。使用此軟體，首先使曲線相對於原樣品重量正規化以獲得相對於原樣品之重量損失%值。之後，選擇25至280℃或25至400℃溫度範圍，以及選擇步驟水平(德文為「Stufe horizontal」)選項以得到在選擇溫度範圍之重量損失%。
本發明含義中，礦物填料的「比表面積」(m2/g)用語，係使用為此技藝人士所習知之以氮氣為吸附氣體的BET方法(ISO 9277：1995)加以測定。然後，礦物填料的總面積(m2)係得自於將比表面積乘上處理前之 礦物填料之重量(g)。
本案全文中，填料材料的「粒子尺寸」係由其粒子尺寸分佈來描述。dx值表示與粒子之x重量%具有小於dx之直徑相關的直徑。此意謂d20值為粒子尺寸中所有粒子之20重量%小於該粒子尺寸者，且d98值為粒子尺寸中所有粒子之98重量%小於該粒子尺寸者。此d98值亦被命名為「頂切」。因此d50值為重量中值粒子尺寸，亦即，所有粒子之50重量%係小於此粒子尺寸。除非另外指明，否則基於本發明之目的，粒子尺寸表示為重量中值粒子尺寸d50。為量測重量中值粒子尺寸d50值或頂切粒子尺寸d98值，可使用Micromeritics公司(USA)之Sedigraph5100或5120裝置。方法與儀器係為此技藝人士所習知且常被用於測定填料與顏料的粒徑。量測係在0.1重量% Na4P2O7水溶液中進行。樣本藉使用高速攪拌器與超音波加以分散。
基於本發明的目的，液體組合物的「固體含量」為在所有溶劑或水蒸發後殘留的材料量測量。
本發明含義中，「懸浮物」或「漿料」包括不可溶固體及水，以及視需要進一步添加劑、且通常包含大量固體，且因此黏性更高且可能比形成的液體具有更高密度。
本發明要點中，「處理層」意指層，較佳為至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料表面上的表面處理劑單層。「處理層」包括作為表面處理劑的i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合 物。
本發明敘述及申請專利範圍所用「包含」用語，並不排除其他具有主要或次要功能重要性的非特定元件。為了本發明目的，用語「由…組成」被視為"包含"用語的較佳具體實例。如果後文基團被定義為包括至少某數目的具體實例，此亦應理解為揭示較佳僅由此等具體實例組成的基團。
當使用「包含」或「具有」用語，此等用語意謂相當於以上定義的「包括」。
當使用非定冠詞或定冠詞用於意指單一名詞，例如「a」、「an」或「the」，除非另外陳明，此包含複數個該名詞。
如「可獲得(obtainable)」或「可限定(definable)」與「獲得(obtained)」或「限定(defined)」之用語可互換使用。此例如意謂，除非上下文另外明確規定，否則用語「獲得」不意欲指示例如具體實例必須藉由例如用語「獲得」之後的步驟順序獲得，不過用語「獲得」或「限定」始終包括該種有限理解作為較佳具體實例。
本發明的透氣薄膜具有1至10g/m2的基重且包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物。表面處理的填料材料產物包括(A)至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料，其具有從0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50、15μm的頂切粒子尺寸d 98、從0.5至150m2/g的比表面積(BET)，係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及以至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)的碳酸鈣填料材料總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及(B)至少一種包括研磨(特別是濕式研磨) 的碳酸鈣填料材料表面上的處理層，其包括i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合物。表面處理填料材料產物包括處理層，其量以至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)的碳酸鈣填料材料總乾重量計為從0.1至3重量%。
以下詳細內容以及較佳具體實例，會更詳細敘述本發明產物。應理解的是，此等技術詳細內容以及具體實例亦適用於用於製備該透氣薄膜的本發明方法以及透氣薄膜與表面處理的填料材料產物的本發明用途。
熱塑性聚合物
本發明具有1至10g/m2的基重的透氣薄膜包括至少一種熱塑性聚合物。應理解，只要聚合物適合用於製備透氣薄膜，至少一種熱塑性聚合物不受限於特定材料。此技藝人士將根據所要透氣薄膜品質例如耐溫或彈性回復選擇熱塑性聚合物。
要理解的是，「至少一種」熱塑性聚合物用語意謂著熱塑性聚合物包含、較佳由一或多種熱塑性聚合物組成。
據上所述，應留意的是，至少一種熱塑性聚合物可為一種熱塑性聚合物。可替代的是，至少一種熱塑性聚合物可為二或多種熱塑性聚合物的混合物。例如，至少一種熱塑性聚合物可二或三種熱塑性聚合物的混合物，如二種熱塑性聚合物的混合物。
本發明一個具體實例，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由二種熱塑性聚合物組成。
可替代的，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由一種熱塑性聚合物組成。
根據一個具體實例，至少一種熱塑性聚合物係聚烯烴。可使用的聚烯烴聚合物較佳係選自由聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯以及其混合物組成之群。
根據一個具體實例，至少一種熱塑性聚合物為聚乙烯，較佳選自由高密度聚乙烯(HDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)、以及其混合物組成之群。
具有從0.936g/m3至約0.965g/m3範圍的密度的聚乙烯典型稱為「高密度聚乙烯(HDPE)」。
具有從0.910g/m3至約0.940g/m3範圍的密度的聚乙烯典型稱為「低密度聚乙烯(LDPE)」。
用語「直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)」指的是實質上直鏈聚合物(聚乙烯)，其具有顯著數目短分支，通常藉由乙烯與較長鏈烯烴的共聚合反應而製備。沒有長鏈分支的直鏈低密度聚乙烯在結構上與低密度聚乙烯(LDPE)不同。LLDPE的直鏈來自於不同的LLDPE製備方法。一般而言，LLDPE係在較低溫度以及壓力下藉共聚合乙烯以及較高alpha-烯烴例如1-丁烯、1-己烯、或1-辛烯而製備。LLDPE一般具有從0.911g/m3至0.940範圍、以及較佳從0.912g/m3至0.928g/m3範圍的密度供透氣薄膜應用。
「非常低密度直鏈低密度聚乙烯(VLDPE)」為實質上直鏈聚合物，其具有高含量短鏈分支，通常係藉乙烯與短鏈alpha-烯烴例如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯共聚合而製備。VLDPE一般具有從0.900至0.914g/cm3範圍的密度。
「超低密度直鏈低密度聚乙烯(ULDPE)」為實質上直鏈聚合物，其具有高含量短鏈分支，通常係藉乙烯與短鏈alpha-烯烴例如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯共聚合而製備。ULDPE一般具有從0.860至0.899g/cm3範圍的密度。
根據一個具體實例，熱塑性聚合物包括直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)，LLDPE較佳具有從0.912g/m3至0.928g/m3範圍的密度。發明人發現，具有在該範圍的密度的LLDPE聚合物可顯示非常優良障壁以及加工品質，特別是與根據本發明表面處理的填料材料產物的組合。如果熱塑性聚合物包含直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)，該至少一種熱塑性聚合物包含以熱塑性聚合物總量計80至98重量%的LLDPE、更佳86至94重量%的LLDPE、以及最佳約90重量%的LLDPE。
根據一個具體實例，至少一種熱塑性聚合物包含以熱塑性聚合物總量計2至20重量%的LDPE、更佳6至14重量%的LDPE、以及最佳約10重量%的LDPE。
舉例而言，至少一種熱塑性聚合物以熱塑性聚合物總量計包含、較佳由80至98重量%的LLDPE、更佳86至94重量%的LLDPE、以及最佳約90重量%的LLDPE組成，以及以熱塑性聚合物總量計2至20重量%的LDPE、更佳6至14重量%的LDPE、以及最佳約10重量%的LDPE。要 理解的是，LLDPE以及LDPE的總量以熱塑性聚合物總量計較佳為100重量%。
替代具體實例中，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由特定重量比的LLDPE以及LDPE組成。舉例而言，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由從40：10至45：5、以及最佳約45：5的重量比[LLDPE：LDPE]的LLDPE以及LDPE組成，其中LLDPE的密度係從0.912g/cm3至0.928g/cm3以及LDPE的密度係從0.910g/cm3至約0.940g/cm3。
根據另一個具體實例，熱塑性聚合物包含聚丙烯(PP)、較佳為具有從0.890g/cm3至0.910g/cm3範圍密度的PP。如果熱塑性聚合物包含聚丙烯(PP)，至少一種熱塑性聚合物包含以熱塑性聚合物總重量計10至30重量%PP、更佳15至25重量%PP、以及最佳約20重量%PP。
額外的或可替代的，熱塑性聚合物包含聚乙烯(PE)、較佳為具有從0.912g/cm3至0.928g/cm3範圍密度的PE。舉例而言，PE為雙模態直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)。如果熱塑性聚合物包含聚乙烯(PE)，至少一種熱塑性聚合物包含以熱塑性聚合物總重量計70至90重量%PE、更佳75至85重量%PE、以及最佳約80重量%PE。
舉例而言，至少一種熱塑性聚合物以熱塑性聚合物總重量計包含、較佳由10至30重量%PP、更佳15至25重量%PP、以及最佳約20重量%PP組成、以及以熱塑性聚合物總重量計70至90重量%PE、更佳75至85重量%PE、以及最佳約80重量%PE。要理解的是，PP以及PE的總量以熱塑性聚合物總量計較佳為100重量%。
可替代的，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由具有從 0.890g/cm3至0.910g/cm3範圍密度的聚丙烯(PP)組成。
另一個具體實例中，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由特定重量比的聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)組成。舉例而言，至少一種熱塑性聚合物包含、較佳由從40：10至45：5、以及最佳約40：10重量比[PE：PP]的聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)組成，其中聚乙烯(PE)的密度係從0.912g/cm3至0.928g/cm3以及聚丙烯(PP)的密度係從0.890g/cm3至0.910g/cm3。
根據本發明一個具體實例，根據ISO 1133(190℃,2.16kg)，至少一種熱塑性聚合物熔融流率(MFR)經測定較佳為從0.01至20、以及更佳從0.1至10g/10min。
透氣薄膜可包括至少一種熱塑性聚合物，其量以透氣薄膜總重量計為至少15重量%、較佳至少20重量%、更佳至少30重量%、以及最佳至少40重量%，例如約50重量%。根據一個具體實例，透氣薄膜包括量以透氣薄膜總重量計從15至70重量%、較佳從20至70重量%、更佳從30至65重量%、以及最佳從40至60重量%的至少一種熱塑性聚合物。
表面處理填料材料產物
本發明透氣薄膜亦包括表面處理的填料材料產物，其中表面處理的填料材料產物包括至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料，其具有定義於根據申請專利範圍第1項的多項重要特徵，且將會在下文中更詳細敘述。
本發明含義中，至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料指的是選自天然研磨碳酸鈣(GCC)、沉澱碳酸鈣(PCC)、改質碳酸鈣(MCC)、表面處理碳酸鈣、或其混合物的填料材料。根據較佳具體實例，至少一種包括研 磨碳酸鈣的填料材料係天然研磨碳酸鈣(GCC)、更佳者，包括研磨碳酸鈣的填料為濕式研磨天然研磨碳酸鈣。
GCC理解為自諸如石灰石或白堊之沉積岩或自變質大理石岩開採且經諸如研磨、篩選及/或濕式細分(例如藉由旋風器或分級器)之處理加工的天然存在形式之碳酸鈣。本發明一具體實例中，GCC係選自包含以下之群：大理石、白堊、白雲石、石灰石及其混合。
在本發明之含義中，「沉澱碳酸鈣」(PCC)為合成材料，其通常藉由二氧化碳與石灰在水性環境中反應之後沉澱或藉由鈣及碳酸根離子源在水中沉澱或藉由鈣及碳酸根離子(例如CaCl2及Na2CO3)自溶液沉澱出來獲得。產生PCC之其他可能方式為石灰鹼法，或索耳未法(Solvay方法)，其中PCC為氨製造之副產物。沉澱碳酸鈣以三種主要結晶形式存在：方解石、文石及六方方解石，且此等結晶形式各自存在許多不同多晶型物(晶體慣態)。方解石具有三方結構，其典型晶體慣態為諸如偏三角面體(S-PCC)、菱面體(R-PCC)、六方稜柱形、軸面、膠狀(C-PCC)、立方體及稜柱形(P-PCC)。文石為斜方晶結構，其典型晶體慣態為雙晶六方稜柱形晶體，以及不同類別之細長稜柱形、彎曲葉片狀、陡錐狀、鏨子狀晶體，分枝樹狀及珊瑚或蠕蟲樣形式。六方方解石屬於六方晶體系統。所獲得之PCC漿液可以機械方式脫水及乾燥。
經改質碳酸鈣可提供具有內部結構改變之GCC或PCC或表面反應之GCC或PCC。表面反應碳酸鈣可藉由提供呈水性懸浮液形式之GCC或PCC且將酸添加至該懸浮液來製備。適合酸為例如硫酸、鹽酸、磷酸、檸檬酸、草酸或其混合物。在下一步驟中，用氣態二氧化碳處理碳酸 鈣。若將諸如硫酸或鹽酸之強酸用於酸處理步驟，則二氧化碳將自動當場形成。或者或另外，二氧化碳可自外部來源供應。表面反應碳酸鈣例如描述於US 2012/0031576 A1、WO 2009/074492 A1、EP 2 264 109 A1、EP 2 070 991 A1或EP 2 264 108 A1中。
一較佳具體實例，至少一種包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料為大理石、更佳為濕式研磨大理石。
應理解，研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣在至少一種包括碳酸鈣的填料材料中的量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係至少80重量%、諸如至少95重量%、較佳介於97與100重量%之間、更佳介於98.5與99.95重量%之間。
至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料較佳為微粒材料形式，且可具有傳統上用於即將製備產物類型所涉材料的粒子尺寸分佈。一般而言，本發明一項特定要件為至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.1至7μm範圍重量中值粒子尺寸d 50值。例如，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.25μm至5μm，較佳從0.5μm至4μm以及最佳從的0.6μm至1μm重量中值粒子尺寸d 50。
本發明進一步要件為至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有15μm的頂切(d 98)。例如，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有(d 98)12.5μm、較佳10μm、更佳7.5μm以及最佳3μm的頂切。
要理解的是，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的 填料材料的重量中值粒子尺寸d 50值對頂切(d 98)滿足特定比。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.1至0.4、較佳從0.1至0.3以及最佳從0.15至0.25的重量中值粒子尺寸d 50值對頂切(d 98)[d 50/d 98]比。
額外的或可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有使得至少65重量%、較佳至少70重量%、又更佳至少75重量%以及最佳至少80重量%所有粒子具有<1μm粒子尺寸的精細度。
一個具體實例中，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有使得至少10重量%、較佳從10至70重量%、又更佳從10至60重量%以及最佳從10至50重量%所有粒子具有<0.5μm粒子尺寸的精細度。舉例而言，從10至15重量%所有粒子具有of<0.5μm的粒子尺寸。可替代的，從30至45重量%所有粒子具有<0.5μm的粒子尺寸。
如果至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料包含高含量的微細粒子，會特定地有利。較佳者，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有使得至少80重量%所有粒子具有<1μm的粒子尺寸以及從30至45重量%所有粒子具有<0.5μm粒子尺寸的精細度。
一個具體實例中，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有i)從0.25μm至5μm、較佳從0.5μm至4μm以及最佳從0.6μm至1μm的重量中值粒子尺寸d 50，以及ii)12.5μm、較佳10μm、更佳7.5μm以及最佳3μm的頂切(d 98)， 以及iii)使得至少65重量%、較佳至少70重量%、又更佳至少75重量%以及最佳至少80重量%所有粒子具有<1μm粒子尺寸的精細度。
舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有i)從0.6μm至1μm的重量中值粒子尺寸d 50，以及ii)3μm的頂切(d 98)，以及iii)使得至少80重量%所有粒子具有<1μm粒子尺寸的精細度。
要進一步理解，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.5與150m2/g的BET比表面積，係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。例如，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料具有從0.5至50m2/g、更佳從0.5至35m2/g以及最佳從0.5至15m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。
本發明一個具體實例，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料較佳為具有從0.1μm至7μm、較佳從0.25μm至5μm、更佳從0.5μm至4μm以及最佳從0.6μm至1μm中值粒子尺寸直徑d 50值的大理石。在此情況下，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料展現從0.5至150m2/g、較佳從0.5至50m2/g、更佳從0.5至35m2/g以及最佳從0.5至15m2/g的BET比表面積，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。
一個較佳具體實例，包括研磨碳酸鈣的填料係包括濕式研磨碳酸鈣的填料。然而，亦可使用包括乾式研磨碳酸鈣的填料。
濕式研磨步驟可在使得發生自體研磨及/或藉水平球磨機條件下、及/或為此技藝人士習知的其他此種方法進行。如此獲得的經處理包括研磨碳酸鈣的填料材料可經習知方法洗滌以及脫水，例如藉絮凝、過濾或乾燥前強迫蒸發。乾燥的後續步驟可在單一步驟例如噴乾實現，或以至少二步驟諸如藉對包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料施用第一加熱步驟以減少相關聯濕氣含量以至少一種包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計至不大於約0.5重量%含量。填料的殘留總濕氣含量可藉Karl Fischer Coulometric滴定方法量測，在195℃烘箱吸附濕氣以及連續通過連續KF Coulometer(Mettler Toledo Coulometric KF Titrator C30，合併Mettler烘箱DO 0337)使用100ml/min的乾燥N2達10min。殘留總濕氣含量可以校正曲線測定，以及亦可考量沒有樣品的10min氣流。殘留總濕氣含量可進一步藉對至少一種包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料施用第二加熱步驟而減少。如果該乾燥係藉一道以上乾燥步驟進行，第一步驟可在熱空氣流中加熱而實現，而第二及進一步乾燥步驟係較佳在包括表面處理劑的相應容器中藉間接加熱而實現。亦常見者為至少一種包括濕式研磨碳酸鈣的填料材料進行精選步驟(例如浮選、漂白或磁性分離步驟)以除去雜質。
另一個具體實例，至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料為在水平球磨機經研磨的材料，以及接著藉使用習知噴乾方法乾燥。
根據本發明，至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料具有以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計1重量%的殘留濕氣含量。視至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料而定，至少一種包括研磨碳酸鈣的 填料材料具有以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計從0.01至1重量%、較佳從0.01至0.2重量%、更佳從0.02至0.15重量%以及最佳從0.04至0.15重量%的殘留總濕氣含量。
舉例而言，如果研磨(特別是濕式研磨)以及噴乾的大理石作為至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的殘留總濕氣含量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計較佳為從0.01至0.1重量%、更佳從0.02至0.08重量%以及最佳從0.04至0.07重量%。如果PCC作為至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的殘留總濕氣含量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計較佳為從0.01至0.2重量%、更佳從0.05至0.17重量%以及最佳從0.05至0.10重量%。
根據本發明，表面處理的填料材料產物進一步包括在至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料表面上處理層。
該處理層包含i)一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii)至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii)至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv)至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v)根據i)至iv)的材料的混合物。
根據本發明一個具體實例，該表面處理填料材料產物包含在至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面上 的處理層，其中該處理層包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
本發明含義中，「磷酸單酯」用語指的是鄰-磷酸分子經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的一種醇分子單酯化。
本發明含義中，「磷酸二酯」用語指的是鄰-磷酸分子經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同、不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的二種醇分子二酯化。
本發明含義中，「一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯的磷酸酯摻合物的鹽性反應產物」用語指的是藉由使包含碳酸鈣的填料材料與一或多種磷酸單酯以及一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸接觸所得產物。該鹽性反應產物係在所施用一或多種磷酸單酯以及一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸與位於填料材料表面的反應性分子之間所形成，較佳者，該至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料。
磷酸烷基酯為業界所習知，特別是作為界面活性劑、潤滑劑以及抗靜電劑(Die Tenside；Kosswig und Stache,Carl Hanser Verlag München,1993)。
由不同方法合成磷酸烷基酯以及以磷酸烷基酯表面處理礦物為此技術人士所習知，例如來自Pesticide Formulations and Appli陽離子Systems：第15冊；Collins HM,Hall FR,Hopkinson M,STP1268；Published：US 3,897,519 A,US 4,921,990 A,US 4,350,645 A,US 6,710,199 B2,US 4,126,650 A,US 5,554,781 A,EP 1092000 B1以及WO 2008/023076 A1.
應理解的是，「一或多種」磷酸單酯用語意謂一或多種磷酸單酯可存在於磷酸酯摻合物。
據上所述，應留意一或多種磷酸單酯可為一種磷酸單酯。可替代的，一或多種磷酸單酯可為二或多種磷酸單酯的混合物。例如，一或多種磷酸單酯可為二或三種磷酸單酯的混合物，如二種磷酸單酯。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的飽和以及直鏈以及脂族醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，可替代的，一或多種磷酸單酯由經選自醇取代基具有碳原子 總數從從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的飽和以及直鏈以及脂族醇的一種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸單酯係選自包含己基磷酸單酯、庚基磷酸單酯、辛基磷酸單酯、2-乙基己基磷酸單酯、壬基磷酸單酯、癸基磷酸單酯、十一烷基磷酸單酯、十二烷基磷酸單酯、十四烷基磷酸單酯、十六烷基磷酸單酯、庚基癸基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、2-辛基-1-癸基磷酸單酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯以及其混合物之群。
舉例而言，一或多種磷酸單酯係選自包含2-乙基己基磷酸單酯、十六烷基磷酸單酯、庚基癸基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、2-辛基-1-癸基磷酸單酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯以及其混合物。本發明一個具體實例，一或多種磷酸單酯為2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯之群。
應理解的是，「一或多種」磷酸二酯用語意謂一或多種磷酸二酯可存在於表面處理材料產物及/或磷酸酯摻合物的處理層。
據上所述，應留意一或多種磷酸二酯可為一種磷酸二酯。可替代的，一或多種磷酸二酯可為二或多種磷酸二酯的混合物。例如，一或多種磷酸二酯可為二或三種磷酸二酯的混合物，如二種磷酸二酯。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸二酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的二種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，一或多種磷酸二酯由選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的二種脂族醇醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
要理解的是，用於酯化磷酸的二種醇可獨立地選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的相同或不同、不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇。換言之，一或多種磷酸二酯可包含衍生自相同醇的二個取代基或磷酸二酯分子可包含衍生自不同醇的二種取代基。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸二酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的相同或不同的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的二種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，一或多種磷酸二酯由選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的二種脂族醇醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸二酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的二種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。可替代的，一或多種磷酸二酯由選自醇取代基具有碳原子總數從從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同的飽和以及分支鏈以及脂族醇的二種脂族醇醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例，一或多種磷酸二酯係選自包含己基磷酸二酯、庚基磷酸二酯、辛基磷酸二酯、2-乙基己基磷酸二酯、壬基磷酸二酯、癸基磷酸二酯、十一烷基磷酸二酯、十二烷基磷酸二酯、十四烷基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基癸基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物之組群。
舉例而言，一或多種磷酸二酯係選自包含2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基癸基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物之組群。本發明一個具體實例，一或多種磷酸二酯係2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
本發明一個具體實例，一或多種磷酸單酯係選自包含2-乙基己基磷酸單酯、十六烷基磷酸單酯、庚基癸基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、2-辛基-1-癸基磷酸單酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯以及其混合物之組群，以及一或多種磷酸二酯係選自包含2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基癸基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物之群。
舉例而言，包含碳酸鈣的填料材料至少部分表面包含一種磷酸單酯及其鹽性反應產物以及一種磷酸二酯及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。在此情況下，一種磷酸單酯係選自包含2-乙基己基磷酸單酯、十六烷基磷酸單酯、庚基壬基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、2-辛基-1-癸基磷酸單酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯之群，該一種磷酸二酯係選自包含2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯之組群。
如果至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含一種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，要理解的是，一種磷酸單酯以及一種磷酸二酯的醇取代基較佳相同。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含2-乙基己基磷酸單酯以及 其鹽性反應產物以及2-乙基己基磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含2-辛基-1-癸基磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及2-辛基-1-癸基磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含十六烷基磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及十六烷基磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含十八烷基磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及十八烷基磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
本發明一個具體實例，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含二或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及二或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。在此種情況下，該二或多種磷酸單酯係選自包含2-乙基己基磷酸單酯、十六烷基磷酸單酯、庚基壬基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、2-辛基-1-癸基磷酸單酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸單酯之群，該二或多種磷酸二酯係選自包含2-乙基己基磷酸二酯、十六烷基磷酸二酯、庚基壬基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯、2-辛基-1-癸基磷酸二酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯之群。
本發明一個具體實例，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含二種磷酸單酯以及其鹽性反應產物 以及二種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含十六烷基磷酸單酯、十八烷基磷酸單酯、十六烷基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
根據本發明一個具體實例，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面上的磷酸酯摻合物包含呈特定莫耳比之一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物對一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物。特別的是，處理層及/或磷酸酯摻合物中一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物對一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的莫耳比可為從1：1至1：100。
本發明含義中，「一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物對一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的莫耳比」用語指的是磷酸單酯分子的分子量總數及其鹽性反應產物內的磷酸單酯分子的分子量總數比磷酸二酯分子的分子量總數及其鹽性反應產物內的磷酸二酯分子的分子量總數。
根據一個具體實例，磷酸酯摻合物內一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的莫耳比係從1：1至1：100、較佳從1：1.1至1：80、更佳從1：1.1至1：60、又更佳從1：1.1至1：40、甚又更佳從1：1.1至1：20、以及最佳從1：1.1至1：10。
額外的或可替代的，處理層的磷酸酯摻合物包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物，其量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產 物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的莫耳總量計係從1至50莫耳%。舉例而言，處理層的磷酸酯摻合物包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物，其量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的莫耳總量計係從10至45莫耳%。
根據本發明一個具體實例，I)一或多種磷酸單酯，其係由選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20、以及最佳從C8至C18的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的一種醇分子單酯化的鄰-磷酸分子組成，及/或II)一或多種磷酸二酯，其係由選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20、以及最佳從C8至C18的相同或不同的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的二種醇分子二酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例，處理層的磷酸酯摻合物進一步包含一或多種磷酸三酯及/或磷酸以及其鹽性反應產物。
本發明含義中，「磷酸三酯」用語指的是鄰-磷酸分子經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20及最佳從C8至C18的相同或不同、不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的三種醇分子三酯化。
要理解的是，「一或多種」磷酸三酯用語意謂一或多種磷酸三酯可存在於至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面上。
據上所述，應留意一或多種磷酸三酯可為一種磷酸三酯。可替代的，一或多種磷酸三酯可為二或多種磷酸三酯混合物。例如，一或多種磷酸三酯可為二或三種磷酸三酯混合物，如二種磷酸三酯。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸三酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的相同或不同的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的三種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。例如，一或多種磷酸三酯由選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇的三種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
要理解的是，用於酯化磷酸的三種醇可獨立地選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的不飽和或飽和、分支鏈或直鏈、脂族醇或芳香醇。換言之，一或多種磷酸三酯可包含衍生自相同醇的三個取代基或磷酸三酯分子可包含衍生自不同醇的三種取代基。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸三酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30的相同或不同的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的三種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。舉例而言，一或多種磷酸三酯由選自醇取代基具有碳原子總數從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的相同或不同的飽和以及直鏈或分支鏈以及脂族醇的三種醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸三酯由經選自醇取代基具有碳原子總數從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的飽和以及直鏈以及脂族醇的三種醇酯化的鄰-磷酸分子 組成。可替代的，一或多種磷酸三酯由選自醇取代基具有碳原子總數從從C6至C30、較佳從C8至C22、更佳從C8至C20以及最佳從C8至C18的飽和以及直鏈以及脂族醇的三種脂族醇醇酯化的鄰-磷酸分子組成。
本發明一個具體實例中，一或多種磷酸三酯係選自包含己基磷酸二酯、庚基磷酸三酯、辛基磷酸三酯、2-乙基己基磷酸三酯、壬基磷酸三酯、癸基磷酸三酯、十一烷基磷酸三酯、十二烷基磷酸三酯、十四烷基磷酸三酯、十六烷基磷酸三酯、庚基壬基磷酸三酯、十八烷基磷酸三酯、2-辛基-1-癸基磷酸三酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸三酯以及其混合物之組群。
舉例而言，一或多種磷酸三酯係選自包含2-乙基己基磷酸三酯、十六烷基磷酸三酯、庚基壬基磷酸三酯、十八烷基磷酸三酯、2-辛基-1-癸基磷酸三酯、2-辛基-1-十二烷基磷酸三酯以及其混合物之群。
本發明一個具體實例，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及視需要的磷酸以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及視需要的磷酸以及其鹽性反應產 物的磷酸酯摻合物。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及磷酸以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
如果至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含包括一或多種磷酸三酯的磷酸酯摻合物，較佳者，磷酸酯摻合物包含一或多種磷酸三酯的量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物總莫耳數計為10莫耳%。舉例而言，磷酸酯摻合物包含一或多種磷酸三酯，其量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物總莫耳數計為8莫耳%、較佳6莫耳%、以及更佳4莫耳%、如從0.1至4莫耳%。
額外的或可替代的，如果至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的至少部分表面包含包括磷酸以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，較佳者，該磷酸酯摻合物包含磷酸以及其鹽性反應產物的量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物總莫耳數為10莫耳%。舉例而言，該磷酸酯摻合物包含磷酸以及其鹽性反應產物的量以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物總莫耳數為8莫耳%、較佳6莫耳%、以及更佳4莫耳%、如從0.1至4莫耳 %。
如果磷酸酯摻合物進一步包含磷酸以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯，較佳者，磷酸酯摻合物中磷酸以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸三酯的莫耳比以一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及一或多種磷酸三酯以及磷酸以及其鹽性反應產物總莫耳數計為10莫耳%：40莫耳%：40莫耳%：10莫耳%。
本發明含義中，「磷酸以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物比一或多種磷酸三酯的莫耳比」用語指的是磷酸分子量總數以及其鹽性反應產物中磷酸分子的分子量總數比磷酸單酯分子的分子量總數以及其鹽性反應產物中磷酸單酯分子的分子量總數比磷酸二酯分子的分子量總數以及其鹽性反應產物中磷酸二酯分子的分子量總數比磷酸三酯分子的分子量總數。
要理解的是，磷酸酯摻合物可包含使至少一種填料材料，較佳為至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料，與一或多種磷酸單酯以及一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸接觸所得鹽性反應產物。在此種情況下，磷酸酯摻合物較佳包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鈣鹽、鎂鹽及/或鋁鹽以及一或多種磷酸二酯的鈣鹽、鎂鹽及/或鋁鹽以及視需要的一或多種磷酸的鈣鹽、鎂鹽及/或鋁鹽。較佳者，磷酸酯摻合物包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鈣鹽及/或鎂鹽以及一或多種磷酸二酯的鈣鹽及/或鎂鹽以及視需要的一或多種磷酸的鈣鹽及/或鎂鹽。
本發明一個具體實例，在製備至少一種填料材料，較佳至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料之前，一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸可至少部分被一或多種單價及/或二價及/或三價陽離子的氫氧化物及/或一或多種單價及/或二價及/或三價陽離子的弱酸鹽中和。該一或多種二價及/或三價陽離子的氫氧化物可選自Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3以及其混合物。
額外的或可替代的，如果一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸被單價陽離子的一或多種氫氧化物及/或一或多種弱酸鹽至少部分中和，單價陽離子的量以一或多種磷酸單酯以及一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸中的酸性基團總莫耳數計較佳10莫耳%，進行中和的單價陽離子的一或多種氫氧化物及/或一或多種弱酸鹽可選自LiOH、NaOH、KOH、Na2CO3、Li2CO3、K2CO3以及其混合物。
本發明一個具體實例中，用於部分中和一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸的二價陽離子係衍生自此等陽離子的弱酸鹽，較佳衍生自碳酸鹽及/或硼酸鹽，諸如碳酸鈣。
本發明含義中，「弱酸」用語指的是布朗斯特-勞立酸(Bronsted-Lowry acid)，亦即特徵為pKa>2、較佳從4至7的H3O+離子供體。
據上所述，處理層的磷酸酯摻合物可進一步包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鈣鹽及/或鎂鹽以及一或多種磷酸二酯的鈣鹽及/或鎂鹽以及視需要的一或多種磷酸的鈣鹽及/或鎂鹽。額外的或可替代的，處理層的磷酸酯摻合物進一步包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鋁鹽以及一或多種磷酸二酯的鋁鹽以及視需要的一或多種磷酸的鋁 鹽。額外的或可替代的，處理層的磷酸酯摻合物進一步包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鋰鹽以及一或多種磷酸二酯的鋰鹽以及視需要的一或多種磷酸的鋰鹽。額外的或可替代的，處理層的磷酸酯摻合物進一步包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鈉鹽以及一或多種磷酸二酯的鈉鹽以及視需要的一或多種磷酸的鈉鹽。額外的或可替代的，處理層的磷酸酯摻合物進一步包含鹽性反應產物，諸如一或多種磷酸單酯的鉀鹽以及一或多種磷酸二酯的鉀鹽以及視需要的一或多種磷酸的鉀鹽。
如果一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸被單價陽離子的一或多種氫氧化物及/或一或多種弱酸鹽至少部分中和，處理層及/或磷酸酯摻合物較佳包含單價陽離子的量以一或多種磷酸單酯以及一或多種磷酸二酯以及視需要的磷酸中酸性基團總莫耳數計為10莫耳%。
本發明一個具體實例中，處理層的磷酸酯摻合物可進一步包含不相應於本發明的一或多種磷酸單酯、一或多種磷酸二酯以及視需要的一或多種磷酸三酯及/或磷酸的額外表面處理劑。
一個具體實例中，一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯比其鹽性反應產物的莫耳比為從99.9：0.1至0.1：99.9，較佳從70：30至90：10。
本發明含義中，「一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯比其鹽性反應產物的莫耳比」用語指的是磷酸單酯分子分子量總數及/或磷酸二酯分子分子量總數比其鹽性反應產物中磷酸單酯分子分子量總數及/或其鹽性反應產物中磷酸二酯分子總數。
根據本發明另一個具體實例，表面處理的填料材料產物包含在至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層，其中該處理層包含至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物或至少一種聚二烷基矽氧烷。
用於製備經至少一種磷酸酯摻合物處的表面處理填料材料產物的方法，以及適合用於塗覆的化合物被敘述於例如EP 2 770 017 A1，其以引用方式併入本文。
替代具體實例中，處理層包含具有總碳原子數從C4至C24的脂族羧酸及/或其反應產物。
本發明含義中，脂族直鏈或分支羧酸的「鹽性反應產物」用語指的是使至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料與至少一種脂族直鏈或分支羧酸接觸所得產物。該反應產物係在至少部分施用的至少一種脂族直鏈或分支羧酸以及位於至少一種填料材料表面的反應性分子之間形成，較佳者，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料。
本發明含義中，脂族羧酸可選自一或多種直鏈、分支鏈、飽和、不飽和及/或脂環族羧酸。較佳者，脂族羧酸為單羧酸，亦即脂族羧酸的特徵為存在單一羧基。該羧基係位於碳骨架末端。
在本發明的一個具體實例中，脂族直鏈或分支羧酸係選自飽和未分支羧酸，換言之，脂族羧酸較佳選自由以下組成之羧酸基團：戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆著酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十 一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸以及其混合物。
在本發明之另一具體實例中，脂族直鏈或分支羧酸係選自由以下組成之群：辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十烷酸及其混合物。較佳地，脂族直鏈或分支羧酸係選自由以下組成之群：辛酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸及其混合物。
舉例而言，脂族直鏈或分支羧酸為辛酸或硬脂酸。較佳者，脂族直鏈或分支羧酸為硬脂酸。
一個具體實例中，至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸比其鹽性反應產物的莫耳比為從99.9：0.1至0.1：99.9、較佳從70：30至90：10。
本發明含義中，「至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸比其鹽性反應產物的莫耳比」用語指的是飽和脂族直鏈或分支羧酸的分子量總數比鹽性反應產物中飽和脂族直鏈或分支羧酸的分子量總數。
根據本發明另一個具體實例，表面處理的填料材料包含在至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層，其中該處理層包含至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物。
在此方面，至少一種脂族醛代表表面處理劑且可選自任何直鏈、分支或脂環、經取代或未經取代、飽和或不飽和脂族醛。較佳選擇該醛使得碳原子數大於或等於6以及更佳大於或等於8。此外，該醛一般具有碳原子數低於或等於14、較佳低於或等於12以及更佳低於或等於10的碳原子數。一個較佳具體實例，脂族醛碳原子數在6及14之間、較佳在6及12之間以及更佳在6及10之間。
另一個較佳具體實例，較佳選擇至少一種脂族醛使得碳原子 數在6及12之間、更佳在6及9之間、以及最佳為8或9。
脂族醛可選自由以下組成的脂族醛：己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-2-己烯醛、(E)-3-己烯醛、(Z)-3-己烯醛、(E)-4-己烯醛、(Z)-4-己烯醛、5-己烯醛、庚醛、(E)-2-庚烯醛、(Z)-2-庚烯醛、(E)-3-庚烯醛、(Z)-3-庚烯醛、(E)-4-庚烯醛、(Z)-4-庚烯醛、(E)-5-庚烯醛、(Z)-5-庚烯醛、6-庚烯醛、辛醛、(E)-2-辛烯醛、(Z)-2-辛烯醛、(E)-3-辛烯醛、(Z)-3-辛烯醛、(E)-4-辛烯醛、(Z)-4-辛烯醛、(E)-5-辛烯醛、(Z)-5-辛烯醛、(E)-6-辛烯醛、(Z)-6-辛烯醛、7-辛烯醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(E)-3-壬烯醛、(Z)-3-壬烯醛、(E)-4-壬烯醛、(Z)-4-壬烯醛、(E)-5-壬烯醛、(Z)-5-壬烯醛、(E)-6-壬烯醛、(Z)-6-壬烯醛、(E)-6-壬烯醛、(Z)-6-壬烯醛、(E)-7-壬烯醛、(Z)-7-壬烯醛、8-壬烯醛、癸醛、(E)-2-癸烯醛、(Z)-2-癸烯醛、(E)-3-癸烯醛、(Z)-3-癸烯醛、(E)-4-癸烯醛、(Z)-4-癸烯醛、(E)-5-癸烯醛、(Z)-5-癸烯醛、(E)-6-癸烯醛、(Z)-6-癸烯醛、(E)-7-癸烯醛、(Z)-7-癸烯醛、(E)-8-癸烯醛、(Z)-8-癸烯醛、9-癸烯醛、十一醛、(E)-2-十一烯醛、(Z)-2-十一烯醛、(E)-3-十一烯醛、(Z)-3-十一烯醛、(E)-4-十一烯醛、(Z)-4-十一烯醛、(E)-5-十一烯醛、(Z)-5-十一烯醛、(E)-6-十一烯醛、(Z)-6-十一烯醛、(E)-7-十一烯醛、(Z)-7-十一烯醛、(E)-8-十一烯醛、(Z)-8-十一烯醛、(E)-9-十一烯醛、(Z)-9-十一烯醛、10-十一烯醛、十二醛、(E)-2-十二烯醛、(Z)-2-十二烯醛、(E)-3-十二烯醛、(Z)-3-十二烯醛、(E)-4-十二烯醛、(Z)-4-十二烯醛、(E)-5-十二烯醛、(Z)-5-十二烯醛、(E)-6-十二烯醛、(Z)-6-十二烯醛、(E)-7-十二烯醛、(Z)-7-十二烯醛、(E)-8-十二烯醛、(Z)-8-十二烯醛、(E)-9-十二烯醛、(Z)-9-十二烯醛、(E)-10-十二烯醛、(Z)-10-十二烯醛、11-十二烯醛、十三醛、(E)-2-十三烯醛、(Z)-2-十三烯醛、(E)-3-十三烯醛、 (Z)-3-十三烯醛、(E)-4-十三烯醛、(Z)-4-十三烯醛、(E)-5-十三烯醛、(Z)-5-十三烯醛、(E)-6-十三烯醛、(Z)-6-十三烯醛、(E)-7-十三烯醛、(Z)-7-十三烯醛、(E)-8-十三烯醛、(Z)-8-十三烯醛、(E)-9-十三烯醛、(Z)-9-十三烯醛、(E)-10-十三烯醛、(Z)-10-十三烯醛、(E)-11-十三烯醛、(Z)-11-十三烯醛、12-十三烯醛、十七醛、(E)-2-十七烯醛、(Z)-2-十七烯醛、(E)-3-十七烯醛、(Z)-3-十七烯醛、(E)-4-十七烯醛、(Z)-4-十七烯醛、(E)-5-十七烯醛、(Z)-5-十七烯醛、(E)-6-十七烯醛、(Z)-6-十七烯醛、(E)-7-十七烯醛、(Z)-7-十七烯醛、(E)-8-十七烯醛、(Z)-8-十七烯醛、(E)-9-十七烯醛、(Z)-9-十七烯醛、(E)-10-十七烯醛、(Z)-10-十七烯醛、(E)-11-十七烯醛、(Z)-11-十七烯醛、(E)-12-十七烯醛、(Z)-12-十七烯醛、13-十七烯醛、以及其混合物。較佳具體實例，脂族醛係選自由以下組成之群：己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-2-己烯醛、(E)-3-己烯醛、(Z)-3-己烯醛、(E)-4-己烯醛、(Z)-4-己烯醛、5-己烯醛、庚醛、(E)-2-庚烯醛、(Z)-2-庚烯醛、(E)-3-庚烯醛、(Z)-3-庚烯醛、(E)-4-庚烯醛、(Z)-4-庚烯醛、(E)-5-庚烯醛、(Z)-5-庚烯醛、6-庚烯醛、辛醛、(E)-2-辛烯醛、(Z)-2-辛烯醛、(E)-3-辛烯醛、(Z)-3-辛烯醛、(E)-4-辛烯醛、(Z)-4-辛烯醛、(E)-5-辛烯醛、(Z)-5-辛烯醛、(E)-6-辛烯醛、(Z)-6-辛烯醛、7-辛烯醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(E)-3-壬烯醛、(Z)-3-壬烯醛、(E)-4-壬烯醛、(Z)-4-壬烯醛、(E)-5-壬烯醛、(Z)-5-壬烯醛、(E)-6-壬烯醛、(Z)-6-壬烯醛、(E)-7-壬烯醛、(Z)-7-壬烯醛、8-壬烯醛以及其混合物。
另一個較佳具體實例中，至少一種脂族醛係飽和脂族醛。在此情況下，脂族醛係選自由以下組成之群：己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、十二醛、十三醛、十七醛以及其混合物。較佳者，呈飽和脂 族醛形式的至少一種脂族醛係選自由以下組成之群：己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、十二醛以及其混合物。舉例而言，呈飽和脂族醛形式的至少一種脂族醛係選自辛醛、壬醛以及其混合物。
如果本發明使用二種脂族醛，例如二種飽和脂族醛例如辛醛以及壬醛的混合物，辛醛以及壬醛的重量比為70：30至30：70以及更佳60：40至40：60。本發明一個特較佳具體實例，辛醛以及壬醛的重量比約為1：1。
本發明含義中，至少一種脂族醛的「鹽性反應產物」用語指的是使至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料與至少一種脂族醛接觸所得產物。該反應產物係在至少部分施用的至少一種脂族醛以及位於至少一種填料材料表面的反應性分子之間形成，較佳者，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料。
一個具體實例中，至少一種脂族醛比其鹽性反應產物的莫耳比為從99.9：0.1至0.1：99.9、較佳從70：30至90：10。
本發明含義中，「至少一種脂族醛比其鹽性反應產物的莫耳比」用語指的是脂族醛分子量總數比鹽性反應產物中脂族醛分子量總數。
用於製備經至少一種脂族醛處理的表面處理填料材料產物的方法，以及適合用於塗覆的化合物敘述於例如EP 2 390 285 A1，其以引用方式併入本文。
根據本發明另一個具體實例，表面處理的填料材料包含在至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層，其中該處理層包含至少一種聚二烷基矽氧烷。
較佳的聚二烷基矽氧烷係敘述於諸如US 2004/0097616 A1。最佳者為聚二烷基矽氧烷，選自由聚二甲基矽氧烷、較佳為二甲基矽氧烷(dimethicone)、聚二乙基矽氧烷以及聚甲基苯基矽氧烷及/或其混合物組成之群。
舉例而言，至少一種聚二烷基矽氧烷較佳為聚二甲基矽氧烷(PDMS)。
至少一種聚二烷基矽氧烷較佳存在量使得至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的該聚二烷基矽氧烷的量係小於1 000ppm、更佳小於800ppm以及最佳小於600ppm。舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面的聚二烷基矽氧烷的總量係從100至1 000ppm、更佳從200至800ppm以及最佳從300至600ppm，例如從400至600ppm。
一個具體實例中，在至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含上述材料的混合物。
舉例而言，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物以及視需要的至少一種聚二烷基矽氧烷或視需要的至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物以及至少一種聚二烷基矽氧 烷以及視需要的至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物或視需要的至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物以及至少一種聚二烷基矽氧烷以及視需要的一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物或視需要的至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物以及至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物以及視需要的至少一種聚二烷基矽氧烷或視需要的一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物或視需要的至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
可替代的，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物以及至少一種聚二烷基矽氧烷以及視需要的至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物或視需要的一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物或視需要的至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物。
較佳者，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物或至少一種飽和脂族直鏈或分 支羧酸以及其鹽性反應產物或至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物以及至少一種聚二烷基矽氧烷的磷酸酯摻合物。更佳者，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料至少部分表面上的處理層包含、最佳由至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物以及至少一種聚二烷基矽氧烷組成。
因此，後處理層可存在於處理層上，該後處理層較佳包含至少一種聚二烷基矽氧烷。
一個較佳具體實例中，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料的表面處理係以二步驟進行，該第一步驟包含藉一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸或至少一種脂族醛的磷酸酯摻合物的處理用於形成處理層，以及該第二步驟包含藉至少一種聚二烷基矽氧烷的處理用於形成後處理層。
另一個具體實例中，表面處理係藉由同時使用一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸或至少一種脂族醛以及至少一種聚二烷基矽氧烷的磷酸酯摻合物處理至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料而進行用於形成處理層。
此外，可先使用聚二烷基矽氧烷、隨後使用一或多種磷酸單酯及/或一或多種磷酸二酯或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸或至少一種脂族醛的磷酸酯摻合物處理至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料，以進行表面處理。
根據一個具體實例，磷酸酯、一或多種磷酸單酯、一或多種磷酸二酯或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸或至少一種脂族醛的摻合物 的鹽性反應產物為其一或多種鈣鹽及/或鎂鹽。
因此，要理解的是，至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料產物包含、以及較佳由至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料以及處理層組成，該處理層包含i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i至iv材料的混合物。
處理層係在該至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料表面上形成。
本發明的一項要件為，表面處理填料材料產物包含的處理層之量以至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料總乾重量計為從0.1至3重量%。
根據一個具體實例，表面處理填料材料產物包含處理層的量以至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料總乾重量計為從0.1至2.8重量%、更佳量從0.1至2.5重量%、又更佳量從0.3至2.5重量%以及最佳量從0.5至2.5重量%。
處理層較佳特徵為表面處理填料材料產物表面上的一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物、及/或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物、及/或至 少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物、及/或至少一種聚二烷基矽氧烷、及/或該材料混合物的磷酸酯摻合物的總重量為從0.05至1重量%/m2、更佳從0.1至0.5重量%/m2以及最佳從0.15至0.25重量%/m2的至少一種包含研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料。
本發明一個具體實例，處理層特徵為表面處理填料材料產物表面上的一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物、及/或至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物、及/或至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物、及/或至少一種聚二烷基矽氧烷、及/或該材料混合物的磷酸酯摻合物的總重量為從0.1至5mg/m2、更佳從0.25至4.5mg/m2以及最佳從1.0至4.0mg/m2的至少一種包含碳酸鈣的材料。
特別的，應理解表面處理的填料材料產物特徵為揮發起始溫度250℃。例如，本發明方法獲得的表面處理的填料材料產物特徵為揮發起始溫度260℃或270℃。
額外的或可替代的，表面處理的填料材料產物特徵為總揮發物質在25與350℃之間小於0.25%、以及較佳小於0.23重量%，諸如從0.04至0.21重量%、較佳從0.08至0.15重量%、更佳從0.1至0.12重量%。
此外，表面處理的填料材料產物特徵為低濕氣吸收感受性。較佳者，表面處理的填料材料產物的濕氣吸收感受性使得在約+23℃(±2℃)溫度下其總表面濕氣含量小於1mg/包括乾燥碳酸鈣的填料材料(g)。例如，表面處理的填料材料產物在+23℃(±2℃)溫度後具有濕氣吸收感受性從0.1至1mg/g、更佳從0.2至0.9mg/g以及最佳從0.2至0.8mg/包括乾燥碳酸鈣 的材料(g)。
額外的或可替代的，表面處理的填料材料產物使用沉澱沉澱方法在+23℃(±2℃)量測具有低於8：2體積比例水：乙醇的親水性。例如，表面處理的填料材料產物以沉澱方法在+23℃(±2℃)量測具有低於7：3體積比例水：乙醇的親水性。
根據一個具體實例，透氣薄膜包括表面處理的填料材料產物，其量以透氣薄膜總重量計為從1至85重量%、較佳從2至80重量%、更佳從5至75重量%、又更佳從10至65重量%、以及最佳從15重量%至60重量%
根據本發明一項內容，以上所述表面處理的填料材料產物係作為透氣薄膜的填料。
透氣薄膜
根據本發明，提供透氣薄膜，其包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，其中表面處理的填料材料產物包括A)至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣的填料材料，其具有- 從0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 從0.5至150m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及B)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料表面上的處理層，其包含 i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iii的材料混合物，其中表面處理的填料材料產物包括處理層，其量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
要理解的是，透氣薄膜特別特徵為低基重。因此，透氣薄膜具有從1至10g/m2的基重。一個具體實例中，透氣薄膜具有從5至10g/m2、較佳從6至10g/m2、以及最佳約8g/m2的基重。
根據一個具體實例，透氣薄膜厚度為4至10μm、較佳6至10μm。
透氣薄膜提供在高機械性質下的低基重是有利的。
舉例而言，基重為8g/m2的透氣薄膜在縱向具有根據ISO 527-3量測從4至40N範圍、更佳從4至35N範圍以及最佳從4至35N範圍的斷裂力。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚乙烯，如LLDPE，基重為8g/m2的透氣薄膜較佳具有根據ISO 527-3量測，從4至15N範圍、以及更佳從4至12N範圍的縱向斷裂力。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚丙烯，基重為8g/m2的透 氣薄膜較佳具有根據ISO 527-3量測，從10至30N範圍、更佳從14至25N範圍以及最佳從20至23N範圍的縱向斷裂力。
額外的或可替代的，基重為8g/m2的透氣薄膜具有根據ISO 527-3量測，從300至2 500N/mm2範圍、以及最佳從500至2 400N/mm2範圍的彈性模數。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚乙烯，如LLDPE，基重為8g/m2的透氣薄膜較佳具有根據ISO 527-3量測，從300至1 000N/mm2範圍、以及最佳從500至800N/mm2範圍的彈性模數。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚丙烯，基重為8g/m2的透氣薄膜較佳具有根據ISO 527-3量測，從1 000至2 500N/mm2範圍、更佳從1 100至2 400N/mm2範圍以及最佳從2 000至2 300N/mm2範圍的彈性模數。
額外的或可替代的，基重為8g/m2的透氣薄膜具有根據實施例部分概述的方法量測，從50至700mbar範圍、以及最佳從75至600mbar範圍的水柱。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚乙烯，如LLDPE，基重為8g/m2的透氣薄膜較佳具有根據實施例部分概述的方法量測，從75至500mbar範圍、以及最佳從150至300mbar範圍的水柱。
如果至少一種熱塑性聚合物包含聚丙烯，基重為8g/m2的透氣薄膜較佳具有根據實施例部分概述的方法量測，從100至700mbar範圍、更佳從300至600mbar範圍以及最佳從400至500mbar範圍的水柱。
此外，要理解的是，透氣薄膜具有優良表面品質以及降低皮膚刺激的潛力。
透氣薄膜的透氣性可藉其水蒸氣傳輸率量測。根據一個具體實例，透氣薄膜具有從500至10000g/(m2．day)、較佳從750至8000g/(m2．day)、以及更佳從1000至7000g/(m2．day)的水蒸氣傳輸率(WVTR)，其係根據ASTM 398使用Lyssy L80-5000量測裝置進行量測。
根據一個具體實例，透氣薄膜具有從100至500mbar、較佳從200至400mbar、以及更佳從250至350mbar的液靜壓力(液靜壓力)，根據以上所述方法使用FX 3000 Hydrotester進行量測。
根據一個具體實例，透氣薄膜進一步包括選自由以組成之群的添加劑：UV-吸收劑、光安定劑、加工安定劑、抗氧化劑、熱安定劑、成核劑、金屬去活化劑、衝擊改質劑、可塑劑、潤滑劑、流變改質劑、加工助劑、顏料、染料、光學增亮劑、抗微生物劑、抗靜電劑、滑劑、抗結塊劑、偶合劑、分散劑、相容劑、氧清除劑、酸清除劑、標示劑、抗霧劑、表面改質劑、阻燃劑、發泡劑、制煙劑、補強劑、例如玻璃纖維、碳纖維及/或玻璃泡、或前述添加物的混合物。
較佳者，添加物係選自以長鏈羧酸例如硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅，以及乳酸鈣，或可為水滑石的鹽為基礎之酸清除劑類別，選自以酚系抗氧化劑、苯并呋喃、羥基胺、硝酮、硫增效劑以及亞磷酸酯/亞膦酸酯的安定劑類別，選自以位阻胺(HALS)為基礎之光安定劑類別，選自金屬去活化劑類別，選自分散劑、偶合劑或相容劑類別，或任何前述添加物的混合物。
合適的酚系抗氧化劑為，例如：十八基-3-(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、季戊四醇-肆[3-(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、 參(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯基)異氰尿酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯甲基)苯、三乙二醇-雙[3-(3-三級-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、N,N'-己烷-1,6-二基-雙[3-(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯基)丙醯胺。
合適的亞磷酸酯/亞膦酸酯為例如：參-(2,4-二-三級-丁基-苯基)亞磷酸酯、3,9-雙(2,4-二-三級-丁基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二-磷螺[5.5]十一烯、肆(2,4-二-三級-丁基苯基)[1,1-聯苯]-4,4'-二基雙亞膦酸酯。
合適的位阻胺為，例如：1,1-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-n-丁基-3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯甲基丙二酸酯、1-(2-羥基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶以及琥珀酸的縮合產物，N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亞甲基二胺以及4-三級-辛胺基-2,6-二氯-1,3,5-三的直鏈或環式縮合產物、參(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三醋酸酯，肆(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、1,1'-(1,2-乙烷二基)-雙(3,3,5,5-四甲基哌酮)、4-苯甲醯基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂醯基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶、N、N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亞甲基二胺以及4-嗎啉基-2,6-二氯-1,3,5-三的直鏈或環式縮合產物、7,7,9,9-四甲基-2-環十一基-1-氧雜-3,8-二氮雜-4-氧雜螺[4.5]癸烯以及環氧氯丙烷的反應產物。
合適的分散劑例如為聚丙烯酸酯，例如具有長側鏈的共聚物，以及聚丙烯酸酯嵌段共聚物；烷基醯胺，例如N,N’-1,2-乙烷二基雙十八烷醯胺；山梨糖酯，例如單硬脂基山梨糖酯；酞酸酯以及鋯酸酯；反應性共聚物，例如聚丙烯-丙烯酸共聚物；聚丙烯-順丁烯二酸酐共聚物；聚乙 烯-環氧丙基甲基丙烯酸酯共聚物；聚苯乙烯-順丁烯二酸酐-聚矽氧烷交替共聚物，例如二甲基矽烷二醇-環氧乙烷共聚物；聚苯基矽氧烷(siloxan)共聚物；兩性共聚物，例如聚乙烯-聚乙烯氧化物嵌段共聚物；以及樹枝聚合物，例如包含羥基的樹枝聚合物。
合適的金屬去活化劑可為，例如N,N’-雙(3,5-二-三級-丁基-4-羥基苯基丙醯基)肼。根據另一個具體實例，金屬去活化劑可選自一或多種以下之結構：
根據較佳具體實例，透氣薄膜包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，表面處理的填料材料產物包括A)至少一種研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣，較佳為天然研磨碳酸鈣，其具有 - 從0.25μm至5μm、較佳從0.7至4μm的重量中值粒子尺寸d 50，- 10μm、較佳7.5μm的頂切粒子尺寸d 98，- 從0.5至35m2/g、較佳從0.5至15m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計從0.01至0.2重量%、較佳從0.02至0.15重量%的殘留總濕氣含量，以及B)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料表面上的處理層，其包括i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv的材料混合物，其中表面處理的填料材料產物包括處理層，其量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至1重量%、較佳從0.2至0.08重量%。
本發明透氣薄膜可藉任何為此技藝習知的方法製備。根據一個具體實例，製備透氣薄膜的方法包括以下步驟：a)提供包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物的組合物，以及b)從步驟a)的組合物形成薄膜，以及 c)將步驟b)獲得的薄膜拉伸成至少一個方向，其中表面處理的填料材料產物包括A)至少一種包括研磨(特別是濕式研磨)碳酸鈣填料的材料，其具有- 從0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 從0.5至150m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及B)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料表面上的處理層，其包括i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv的材料混合物，其中表面處理的填料材料產物包括處理層，其量以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
方法步驟a)提供的至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物的組合物可藉由混合或混練該組分加以製備。至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，以及，若存在其他視需要的添加 劑，可藉由使用適合混合機諸如Henschel混合機、超級混合機、滾筒型混合機或類似者進行混合。混練步驟可使用適合擠製機、較佳藉雙螺桿擠製機(同向式或逆轉式)或藉任何其他適合連續混練設備、諸如連續共揑合機(Buss)、連續混合機(Farrel Pomini)、環擠製機(Extricom)或類似者完成。來自擠製的連續聚合物團可藉使用水中造粒、偏心造粒以及水環造粒的(熱切)模具面(die face)造粒進行，或藉使用水中以及習用絞合造粒的(冷切)絞合(strand)造粒進行造粒，而將擠製聚合物團形成丸粒。
視需要，混練步驟亦可使用內部(批次)混合機、諸如Banburry混合機(HF Mixing Group)或Brabender混合機(Brabender)或類似者以不連續或批次方法進行。
根據視需要的具體實例，方法步驟a)提供的組合物進一步包括一或多種以上所述的添加劑。
根據一個具體實例，方法步驟a)提供的組合物為母體混合物。根據較佳具體實例，母體混合物包括表面處理的填料材料產物，其量以母體混合物總重量計係從50至85重量%、較佳從60至85重量%以及更佳從70至80重量%母體混合物可為丸粒、珠粒、或顆粒形式。
根據本發明一個具體實例，步驟a)提供的組合物為母體混合物或化合物，係得自於混合及/或揉捏至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物以形成混合物，以及連續地在加水之下粒化造粒獲得的混合物。連續意謂至少8小時、較佳至少24小時以及更佳大於170小時而無中斷。
本發明發明人驚訝地發現，使用本發明表面處理的填料材料 產物可避免製備母體混合物或化合物期間水浴的發泡問題，可能導致製程中斷而造成產出率降低。因此，本發明表面處理的填料材料產物容許連續製備母體混合物以及化合物，且從而增加母體混合物以及化合物的製備用於透氣薄膜的效率。
特別是當與人體皮膚接觸時表面塗層浸出的風險，於使用本發明表面塗層得以減少。因此，藉使用本發明表面處理的填料材料產物，可以製備具有減少皮膚刺激可能性的透氣薄膜。
進行濾壓(filter pressure)試驗以測定分散性質。濾壓試驗係使用商業販售Collin Pressure Filter Test Teach-Line FT-E20T-IS進行。進行的試驗方法符合European Standard EN 13900-5，每一個相應聚合物組合物(每200g最終樣品有16g有效碳酸鈣、稀釋劑：LLDPE ExxonMobil LL1001 VX)使用14μm type 30濾器(GKD Gebr。Kufferath AG、Düren、Germany)，其中未使用融熔泵，擠製機速度保持在100rpm，且其中融熔物溫度為225至230℃(溫度設定：190℃/210℃/230℃/230℃/230℃)。
本發明發明人發現，使用本發明表面處理的填料材料產物於透氣薄膜可得到非常微細且均質的填充透氣薄膜材料。不被任何理論所限制，咸信根據本發明表面處理的填料材料產物的特定性質可使其特別適合用於透氣薄膜，該透氣薄膜必須使填料儘可能均等地分佈於整個薄膜，以獲得遍佈薄膜的均勻分佈障壁以及蒸氣傳輸性質。
母體混合物可直接使用於方法步驟b)或可在方法步驟b)之前與一或多種熱塑性聚合物混合。母體混合物亦可與一或多種以上所述添加劑混合。根據較佳具體實例，母體混合物係直接用於方法步驟b)。
方法步驟b)可藉由任何用於製備聚合物薄膜的習知技術加以實現。實例適合薄膜擠製技術為吹製薄膜擠製或澆鑄薄膜擠製。
方法步驟c)中，方法步驟b)獲得的薄膜經拉伸到至少一個方向。拉伸步驟期間，聚合物可從表面處理的填料材料產物表面脫層，藉此在透氣薄膜內形成孔洞。拉伸步驟c)可藉任何此技藝習知方式實現。
藉習知技術例如輥筒(roll)法、交指(interdigitizing)方法或拉幅機(tenter)方法在從室溫至熱塑性聚合物軟化點的溫度下在至少單軸方向拉伸薄膜。
根據一個具體實例，步驟b)獲得的薄膜在方法步驟c)藉機器方向定向(MDO)拉伸。如此技藝人士所知悉，MDO方法係由一系列階段例如預熱、定向、退火以及冷卻組成。典型地，薄膜進入MDO，且被預熱至所需要定向溫度。定向階段中，薄膜被夾於慢與快旋轉滾輪之間。視所要薄膜性質而定，薄膜可在定向後經驟冷或退火。最終階段，可將薄膜冷卻至接近室溫。
拉伸可藉一個步驟或數個步驟實現。根據一個具體實例，方法步驟c)係實現1至10次。
拉伸倍率決定高拉伸下的薄膜破損以及獲得薄膜的透氣性與水蒸氣傳輸，因此希望能夠避免過度高拉伸倍率以及過度低拉伸倍率。根據一個具體實例，步驟b)獲得的薄膜在方法步驟c)在至少一個方向被拉伸至拉伸倍率1.2至6倍、更佳1.2至4倍。
根據一個具體實例，本發明方法的步驟c)中，步驟b)獲得的薄膜在二個方向經拉伸。如果實現雙軸拉伸，例如可能在機器方向或與其 垂直方向施予第一方向的拉伸，然後在第一方向的垂直角度施予第二方向的拉伸。可替代的，雙軸拉伸可同時在機器方向以及垂直方向實現。
根據一個具體實例，方法步驟c)係在約30至160℃、較佳從40至130℃、更佳從45至80℃、以及最佳從50至70℃的溫度實現。
拉伸後，若有必要可以實現熱固定處理，以穩定透氣薄膜結構。熱固定處理可為，例如從聚合物軟化點溫度至低於約聚合物熔點的溫度範圍達0.1至100秒的熱固定處理。
本發明發明人發現，本發明透氣薄膜保留優良透氣性以及低薄膜缺陷程度。此外，透氣薄膜可提供優良色彩性質以及優良加工特徵例如低模具累積性質以及在擠製期間僅觀察到低壓力增加。本發明發明人亦發現，透氣薄膜可具有減少皮膚刺激可能性，例如如果透氣薄膜與皮膚(特別是含水或濕潤皮膚)接觸時。因此，本發明透氣薄膜可特別適合衛生產物例如嬰兒尿布、成人失禁產物、或傷口敷料。
根據本發明的透氣薄膜可用於許多不同應用。根據一個具體實例，透氣薄膜係用於衛生應用、醫療應用、保健應用、過濾材料、地工織物產物、農業應用、園藝應用、衣物、鞋類產物、行李產物、家用應用、工業應用、包裝應用、建造應用、或建構。
根據本發明進一步內容，提供包括根據本發明透氣薄膜的物件，其中物件係選自包含以下之群：衛生產物、醫療產物、保健產物、過濾產物、地工織物產物、農業產物、園藝產物、衣物、鞋類、行李產物、家用產物、工業產物、包裝產物、建造產物以及建構產物。
衛生產物較佳選自包含以下之群：吸收性衛生產物，諸如 嬰兒紙尿褲或尿布、女性衛生、成人失禁產物、脫毛膠帶、繃帶及傷口敷料、拋棄式浴巾及毛巾、拋棄式拖鞋及鞋類、面薄膜或外層膠、客戶面罩、褲腿翻邊、集液層/分佈層、纜芯繞包層、後罩板、耳型伸展、著陸區、防塵層及緊固系統；及紙巾，諸如濕紙巾、皮膚護理紙巾、嬰兒紙巾、卸裝棉(facial wipe)、清潔巾(cleansing wipe)、手及身體紙巾、濕毛巾、個人衛生紙巾、女性衛生巾、抗菌紙巾及含藥紙巾。
醫療及保健產物較佳選自包含以下之群：可滅菌之醫療產物；醫療包裝；帽子，如拋棄式手術帽；防護衣、手術服、手術口罩及面罩、手術消毒服、手術覆蓋物、手術單、線帶、包裝、海綿、敷料、紙巾、床用織物、污染控制服、檢查服、實驗袍、隔離服、經皮藥物傳遞、護罩、墊料、程序包裝、熱裝罐、造瘺袋襯裡、固定帶、培育箱墊、消毒線帶(CSR線帶)、傷口護理、冷/熱裝罐、藥物傳遞系統(如貼片)。
衣物、鞋類及行李產物較佳選自包含以下之群：裡襯，如外套、衣領、貼邊、腰帶、翻領等的正面；拋棄式內衣；鞋組件，如鞋帶孔加強件、運動鞋及涼鞋加強件及鞋墊襯裡等；包組件、黏合劑、組成物及(洗滌)洗燙標。
包裝產物較佳選自包含以下之群：裡襯，如乾燥劑包裝、吸附劑包裝、禮品盒、檔案盒、非編織袋、書皮、郵寄信封、快遞信封、急件袋及其類似物。
建造與建構產物較佳選自包含以下之群：家用毯子、瀝青塗層、路基及鐵路路基、高爾夫及網球場、牆面塗料襯裡、吸音牆覆蓋物、屋頂材料及瓦片底襯、土壤穩定劑及道路底襯、地基穩定劑、侵蝕控 制、運河建設、排水系統、土工薄膜保護、霜凍保護、農業覆蓋物、池塘及渠道水障壁及用於排水瓦管之砂滲漏障壁。
本發明的範圍與利益在基於以下實施例將更能理解，實施例意欲例示本發明特定具體實例且非限制性。
實施例
1 量測方法以及材料
下文敘述實施例實施的量測方法以及材料。
粒子尺寸
未經處理的包括研磨碳酸鈣的填料材料的粒子分佈係使用來自Micromeritics公司(USA)的Sedigraph 5120加以量測。方法與儀器係為此技藝人士所習知且常被用於測定填料與顏料的粒徑。量測係在0.1重量%Na4P2O7水溶液中進行。樣本藉使用高速攪拌器與超音波加以分散。
比表面積(BET)
比表面積係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。
灰分含量
母體混合物的灰分含量[%]藉焚燒焚燒坩堝內樣品而測定，焚燒坩堝被置於570℃焚燒爐內達2小時。灰分含量係以殘留無機殘留物總量量測。
斷裂力
根據ISO 527-3進行斷裂力測定。薄膜樣品寬度為15mm且試測長度為5cm。
最大斷裂伸長率
根據ISO 527-3進行斷裂伸長率測定。薄膜樣品寬度為15mm且試測長度為5cm。
拉伸E-模數(彈力模數)
拉伸E-模數測定係根據ISO 527-3進行。薄膜樣品寬度為15mm且試測長度為5cm。E-模數對應於拉伸試驗曲線在0.02%和2%伸長點之間的傾斜度。
薄膜的目視評估
將薄膜樣本置於光學顯微鏡下。碳酸鈣黏聚物在下方照明呈黑色且在上方照明呈白色。
水蒸氣傳輸率(WVTR)
透氣薄膜的WVTR值係使用量測Lyssy L80-5000(PBI-Dansensor A/S,Denmark)量測裝置根據ASTM E398。
液靜壓力試驗(水柱)
根據相當於AATCC試驗方法127-2013，WSP 80.6以及ISO 811的程序實現液靜壓力試驗。將薄膜樣品(試驗面積=10cm2)固定而於試驗頭儲存器形成覆蓋。使此薄膜樣品經受標準化水壓，以固定速率增加直到薄膜外表面出現洩漏，或因為薄膜缺陷造成水冒出(壓力率梯度=100mbar/min)。當液靜頭高度抵達薄膜樣品三個分離區域的第一訊號洩漏處或當發生水冒出時量測水壓。頭高度結果以公分或毫巴水壓被記載於樣本上。較高值顯示較高的耐水滲透。使用TEXTEST FX-3000、液靜頭試驗機(Textest AG,Switzerland)進行液靜壓力量測。
2 材料
CC1(本發明)：天然研磨碳酸鈣，由Omya International AG,Switzerland商業販售(d 50：0.8μm；d 98：3μm，粒子含量<0.5μm=35%)，經以天然研磨碳酸鈣總重量計2.2重量%硬脂酸(由Sigma-Aldrich,Croda商業販售)表面處理。BET：8.5m2/g。
CC2(本發明)：天然研磨碳酸鈣，由Omya International AG,Switzerland商業販售(d 50：1.7μm；d 98：6μm，粒子含量<0.5μm=12%)，經以天然研磨碳酸鈣總重量計1.0重量%硬脂酸(由Sigma-Aldrich,Croda商業販售)表面處理。BET：3.4m2/g。
P1：LLDPE Dowlex 2035G(根據技術資料，MFR：6g/10min(190℃,2.16kg)，密度：0.919g/cm3)，由The Dow Chemical Company,USA商業販售。
P2：LDPE Dow SC 7641(根據技術資料，MFR：2g/10min(190℃,2.16kg)，密度：0.923g/cm3)，由The Dow Chemical Company,USA商業販售。
P3：聚乙烯Elite 5230G(根據技術資料，MFR：4g/10min(190℃,2.16kg)，密度：0.916g/cm3)、由The Dow Chemical Company,USA商業販售。
P4：聚丙烯均聚物Braskem Polypropylene H358-02(根據技術資料，MFR：2.1g/10min(230℃,2.16kg)，密度：0.900g/cm3)，由Braskem Europe GmbH商業販售。
3 實施例
實施例1-化合物(CO)的製備
使用實驗室規模Buss揑合機(來自Buss AG,Switzerland的PR46)分別連續製備包含50重量%CC1或CC2的化合物。獲得的化合物在具有介於20與25℃之間的起始溫度的水浴中使用造粒簧載(spring load)造粒機model SLC(Gala,USA)進行造粒。製備的化合物的組合物以及填料含量編輯於以下表1。藉灰分含量測定精確的填料含量。
表1顯示的結果證實製備的化合物具有優良品質。
實施例2-透氣薄膜的製備
使用實施例1的化合物，藉具有整合MDO-II單元(Dr.Collin GmbH,Germany)的先導-擠製澆鑄-薄膜生產線製備透氣薄膜，擠製機溫度設定為195℃-210℃-230℃-230℃，且擠製機的旋轉速度分別約為35rpm以及20rpm。改變且最適化拉伸單元的滾輪速度，直到達成「優良」的拉伸薄膜。
獲得的透氣薄膜薄膜品質經目視檢視，且測試薄膜的水蒸氣傳輸率(WVTR)以及其液靜壓力。結果顯示於以下表2。
表2的結果證實本發明透氣薄膜具有優良品質以及透氣性。
樣本3、6、9以及12的SEM影像顯示於圖1至4。
所得透氣薄膜的機械性質諸如縱向及橫向的斷裂力、E-模數以及斷裂伸長率概述於表3及表4。
表3：製備的透氣薄膜的組成及機械性質。 取縱向(CD)的薄膜樣本。
表4：製備透氣薄膜的組成及機械性質。 取縱向(CD)的薄膜樣本。
圖1顯示樣本3的SEM影像。
圖2顯示樣本6的SEM影像。
圖3顯示樣本9的SEM影像。
圖4顯示樣本12的SEM影像。

Claims (18)

  1. 一種具有1至10g/m2基重的透氣薄膜，該透氣薄膜包含至少一種熱塑性聚合物以及表面處理填料材料產物，其中該表面處理填料材料產物包含A)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，其具有- 0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 使得至少65重量%所有粒子具有粒子尺寸<1μm的精細度(fineness)，- 0.5至150m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及B)在該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料之上的處理層，其包含i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，其中該至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物係選自由羧酸組成之群，該羧酸係由戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷 酸以及其混合物組成，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合物，其中該表面處理填料材料產物包括該處理層，其量以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
  2. 根據申請專利範第1項的透氣薄膜，其中該至少一種包含研磨碳酸鈣的填料材料為包含濕式研磨碳酸鈣的填料材料。
  3. 根據申請專利範第1或2項的透氣薄膜，其中該至少一種熱塑性聚合物為聚烯烴。
  4. 根據申請專利範第3項的透氣薄膜，其中該聚烯烴係選自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯以及其混合物組成之群。
  5. 根據申請專利範第3項的透氣薄膜，其中該聚烯烴係選自由高密度聚乙烯(HDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)、以及其混合物組成之群。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該透氣薄膜包括表面處理填料材料產物，其量以透氣薄膜總重量計係從1至85重量%。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料係天然研磨碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、改質碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、或其混合物。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該至少一種包含研磨 碳酸鈣的填料材料具有a)0.25μm至5μm的重量中值粒子尺寸d 50，及/或b)12.5μm的頂切粒子尺寸d 98，及/或c)使得至少70重量%所有粒子具有粒子尺寸<1μm的精細度(fineness)。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料具有0.5至50m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測。
  10. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料具有以至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計0.01至0.2重量%的殘留總濕氣含量。
  11. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中在23℃(±2℃)溫度下，該表面處理填料材料產物具有0.1至1mg/g的濕氣吸收。
  12. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中該表面處理填料材料產物具有250℃的揮發起始溫度。
  13. 根據申請專利範圍第1或2項的透氣薄膜，其中薄膜具有5至10g/m2的基重。
  14. 一種用於製備具有從1至10g/m2基重的透氣薄膜的方法，該方法包含以下步驟：a)提供組合物，其包括至少一種熱塑性聚合物以及表面處理的填料材料產物，以及b)從步驟a)的組合物形成薄膜，以及 c)將步驟b)獲得的薄膜拉伸成至少一個方向，其中該表面處理填料材料產物包括A)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，其具有- 0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 使得至少65重量%所有粒子具有粒子尺寸<1μm的精細度(fineness)，- 0.5至150m2/g的比表面積(BET)，係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及B)在該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料之上的處理層，其包含i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，其中該至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物係選自由羧酸組成之群，該羧酸係由戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸以及其混合物組成，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或 iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合物，其中表面處理的填料材料產物包括該處理層，其量以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
  15. 根據申請專利範第14項的方法，其中步驟a)提供的組合物為母體混合物或化合物，係得自於混合及/或揉捏至少一種熱塑性聚合物以及表面處理填料材料產物以形成混合物，以及連續地在加水之下使獲得的混合物造粒。
  16. 一種表面處理填料材料產物作為具有1至10g/m2基重的透氣薄膜的填料的用途，其中該表面處理填料材料產物包含A)至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料，其具有- 0.1μm至7μm範圍的重量中值粒子尺寸d 50，- 15μm的頂切粒子尺寸d 98，- 使得至少65重量%所有粒子具有粒子尺寸<1μm的精細度(fineness)，- 0.5至150m2/g的比表面積(BET)，其係根據ISO 9277使用氮氣及BET方法量測，以及- 以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料的總乾重量計1重量%的殘留總濕氣含量，以及B)在該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料之上的處理層，其包含i.一或多種磷酸單酯以及其鹽性反應產物及/或一或多種磷酸二酯以及其鹽性反應產物的磷酸酯摻合物，及/或 ii.至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物，其中該至少一種飽和脂族直鏈或分支羧酸以及其鹽性反應產物係選自由羧酸組成之群，該羧酸係由戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸以及其混合物組成，及/或iii.至少一種脂族醛及/或其鹽性反應產物，及/或iv.至少一種聚二烷基矽氧烷，及/或v.根據i.至iv.的材料的混合物，其中表面處理的填料材料產物包括該處理層，其量以該至少一種包括研磨碳酸鈣的填料材料總乾重量計係從0.1至3重量%。
  17. 一種包括根據申請專利範圍第1項或第2項的具有1至10g/m2基重的透氣薄膜的物件，其中物件係選自由衛生產物、醫療產物、醫療保健產物、過濾產物、地工織物產物、農業產物、園藝產物、衣物、鞋具產物、行李產物、家用產物、工業產物、包裝產物、建造產物以及建構產物組成之群。
  18. 一種根據申請專利範圍第1項或第2項的具有1至10g/m2基重的透氣薄膜的用途，係用於衛生應用、醫療應用、醫療保健應用、過濾材料、地工織物產物、農業應用、園藝應用、衣物、鞋具產物、行李產物、家用應用、工業應用、包裝應用、建造應用或建構應用。
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