用于拉伸膜織物的方法

用于拉伸膜織物的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于拉伸熱塑性聚合物材料的起始膜織物的方法，該起始膜織物包含至少一種低熔融性聚合物組分以及至少一種高熔融性聚合物組分，該方法包含至少下列步驟：使用至少一個加熱輥，加熱該起始膜織物成至少部分地熔融的狀態，其中該至少一種低熔融性聚合物組分以熔融液體狀態的形式存在，而該至少一種高熔融性聚合物組分不是以熔融液體狀態的形式存在；以及使該部分地熔融的膜織物通過冷卻的輥隙而冷卻下來，該膜在該至少一個加熱輥以及該冷卻的輥隙之間被拉伸。所產生的膜可與非織造布層壓在一起。
【專利說明】用于拉伸膜織物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于拉伸膜織物以供用于制造非常薄的膜的方法，以及用于制造非織造布-膜層壓片的方法，由這些方法產生的膜織物以及非織造布-膜層壓片，以及它們用于例如衛生領域等中的用途。
【背景技術】
[0002]在關于節約資源以及持續性的環境討論中，在膜方面，特別是用于衛生領域中有關一次性產品的膜方面，為了節省原料，用于生產比過去更薄的膜的重要性變得越來越重要。
[0003]從EP-A-O 768 168以及EP-A-1 716 830中可知道用于制造供衛生領域用的膜的方法。在其應用領域方面，這類衛生膜需符合許多要求。他們必須是不透液的且符合某些觸覺特性，諸如柔軟、易曲性、低沙沙聲性能以及紡織的手感。在衛生領域中，膜應具有柔軟、布樣的手感。特別是，當打算用于失禁的產品時，他們應當產生盡可能少的噪音，也就是說，膜應產生低沙沙聲的程度。結合低光澤性，此產生衛生領域中所需要的非常像紡織品的膜。額外的因素包括，近年來，尿布以及失禁產品中所含的吸收體變得越來越薄，可以特別用超吸收性聚合物制成。這類超吸收性聚合物使用的形式是粗糙微粒狀粉末，因此衛生膜必須夠強，以便如當受到穿戴者坐下或其它移動的負荷時，能確實防止個別的粒子穿破膜。必須避免因超吸收性聚合物而形成穿孔("小孔")以及包裝單元中完整的膜產物破裂。對于衛生膜的另外的要求在于，在制造如尿布以及衛生棉等的非常快速運轉的機器(轉換器)中加工膜織物時所需的最小拉伸強度。此最小拉伸強度依照在機械方向(md)或橫向方向(Cd)上拉伸5%、10%或25%而規定。目前，在機械方向上5%拉伸(5%模量)的拉伸強度應為至少2.5牛頓/英寸。除此之外，供衛生用途的膜應可提供至少10牛頓/英寸的縱向以及橫向撕裂強度。
[0004]膜以及非織造布的層壓片的用途也屬現有技術。這類層壓片的制造描述于W02006/024394中，其中將具有熱塑性聚合物材料的起始膜織物與起始非織造布織物結合在一起，加熱至高于該聚合物材料的微晶熔點(crystallite melting point)而低于該起始非織造布織物的熔點(其的熔點高于該聚合物材料的微晶熔點)，使所形成的層壓片通過冷卻的輥隙，然后在此過程中冷卻至低于該起始膜織物的微晶熔點的溫度。
[0005]在EP-A-O 768 168中，將具有熱塑性聚合物材料的起始膜織物加熱至該聚合物材料呈液體熔融狀態，然后使其通過冷卻的輥隙。EP-A-1 716 830有關一種對于包含熱塑性聚合物材料的起始膜織物進行的方法，包括加熱聚合物材料，然后通過冷卻的輥隙，該熱塑性聚合物材料包括聚乙烯基質，其中含有I至70重量份的聚丙烯(基于聚乙烯基質為100重量份)。在其中，將該起始膜織物加熱至該聚乙烯基質呈液體熔融狀態，但該聚丙烯沒有呈液體熔融狀態。其中所述的膜具有薄至15 μ m的厚度，其仍符合衛生膜的要求。
[0006]依照該現有技術，為了減低膜的厚度，已知可拉伸或拉長膜織物。因此，從DEl 108420的公開說明書中已知一種用于制造熱塑性膜的方法，根據該方法，在全部方向上對膜進行拉長，其中該拉長是在從微晶熔點或軟化點往下至低于該點60°C的溫度范圍內進行。早期公開說明書DEl 704 538有關一種單軸拉伸聚丙烯膜的方法，其中該拉伸以兩個或多個連續階段進行，同時維持特定的反應條件直到最后的延伸比為6:1。早期公開說明書DE2257089描述一種單軸拉伸熱塑性膜的方法,其中以規定的方式對膜施予軟化加熱,在拉伸工序期間，避免減少織物的寬度以及獲得均一的膜。DE600 08145 T2有關一種用于拉伸膜，例如熱塑性膜，的方法，其中使用具有驅動或非驅動夾持組件的裝置。通過特別的冷卻方法，在此情況下可使該夾持組件的間隔所產生的不一致最小化。

【發明內容】

[0007]由此，本發明的目的是，生產出比根據例如EP-A-1 716 830的方法所獲得的更薄的膜，以便節省原料，且其可進一步加工成衛生產品。
[0008]依照本發明，發現含有低熔融性組分以及高熔融性組分的熱塑性聚合物材料的膜，假如它們經由加熱而轉換成部分地熔融的狀態，以致低熔融性組分而不是高熔融性組分以液體熔融狀態存在，隨后在冷卻的輥隙中進行冷卻，可驚人地大幅地被拉伸。在此方面，該拉伸在用于加熱的加熱輥以及該冷卻的輥隙之間引起。用此方法可能獲得厚度顯著減少的膜。由此使得能夠在穩定的制備條件下，制造出厚度分別薄至5 μ m或4g/m2的超薄的膜，或甚至更薄的膜，以及產生經濟上具有吸引力的原料節省。令人驚訝地，加熱膜織物至部分地液體熔融的狀態能夠產生如此大幅的拉伸。
[0009]因此，本發明涉及一種用于拉伸熱塑性聚合物材料的起始材料膜織物的方法，其包含至少一種低熔融性聚合物組分以及至少一種高熔融性聚合物組分，該方法包含至少下列步驟:使用至少一個加熱輥，加熱該起始膜織物成至少部分地熔融的狀態，其中該至少一種低熔融性聚合物組分以熔融液體狀態的形式存在，而該至少一種高熔融性聚合物組分不是以熔融液體狀態的形式存在，以及使該部分地熔融的膜織物通過冷卻的輥隙而冷卻下來，該膜織物在該至少一個加熱輥以及該冷卻的輥隙之間被拉伸。
[0010]在本發明的優選實施方案中，形成該冷卻的輥隙的冷卻輥的驅動速率比該至少一個加熱輥的要快。
[0011]在本發明的另外優選的實施方案中，在該冷卻的輥隙的上游提供兩個輥，并以不同的速率驅動，導致該膜織物在該第一以及該第二輥之間被拉伸，以及其中兩個輥中的至少第一個被設計成加熱輥。在此實施方案的進一步優選的發展中，如除了該第一輥外，該第二輥還可以設定為加熱輥，此外，非織造布織物可與該膜織物結合通過此第二加熱輥，然后結合通過該冷卻的輥隙，如此獲得非織造布-膜層壓片。
[0012]此外，本發明涉及一種非織造布-膜層壓片，該層壓片通過將依照本發明獲得的膜粘著結合至非織造布而產生。
[0013]此外，本發明涉及經由所述的方法產生的膜織物以及層壓片，以及其特別是于衛生或醫療領域的用途。本發明的優選實施方案將在下列說明書、附圖、實施例以及附帶的權利要求中得到進一步說明。
[0014]根據本發明的方法能夠制造商業上以及技術上可使用的極薄的膜。例如，可在穩定的方法中制造具有厚度小于ΙΟμπι,如8μηι或6μηι或5μηι或甚至更薄,例如2 μ m的膜。此膜可例如聯機(in-line)進一步加工成層壓片，用于作為尿布的所謂具有紡織手感的背片(back sheets)(紡織品背片)。依照本發明的方法產生的膜織物的另外的優點在于，由于使用高熔融性聚合物組分，如聚丙烯，因此具有改善的熱穩定性。例如，在使用膜織物作為衛生領域中的背片方面，使得如嬰兒尿布或失禁制品的內部充填可以在溫度140至160°C范圍內通過熱熔融粘著系統實施，而該薄的膜背片不會因此而部分熔融。
【具體實施方式】
[0015]在本發明的范圍中，所述的熔點、熔融范圍以及微晶熔點依照DSC(示差掃描熱量分析儀)測得。
[0016]依照本發明，該起始膜織物含有或包含至少一種低熔融性聚合物組分以及至少一種高熔融性聚合物組分。換句話說，該起始膜織物含有一種或多種低熔融性聚合物組分以及一種或多種高熔融性聚合物組分。相同的意思適用于本發明下文中使用的術語"低熔融性聚合物組分"以及"高熔融性聚合物組分"，也即，這些也包括一種或多種低熔融性或相應的高熔融性聚合物組分。優選地，該起始膜織物含有一種，或優選地兩種低熔融性聚合物組分。優選地，其含有一種，更優選地兩種高熔融性聚合物組分。在本發明的其它實施方案中，其優選地含有三種低熔融性聚合物組分和/或三種高熔融性聚合物組分。該起始膜織物的聚合物材料是被視為低熔融性聚合物組分還是高熔融性聚合物組分，是根據本發明的與拉伸溫度相關的聚合物材料各自的微晶熔點、熔點或熔融范圍而定的。在特定拉伸溫度下，液體熔融聚合物材料被定義為低熔融性聚合物組分，而非液體熔融聚合物材料被定義為高熔融性聚合物組分。
[0017]眾所周知，即使可以規定聚合物的結晶區具有微晶熔點，但聚合物沒有清晰定義的熔點，只有熔融范圍。此微晶熔點總是高于非結晶組分的熔點或熔融范圍。液體熔融狀態被定義為剪切模量接近零的狀態。在此情形下，假使聚合物具有結晶區，則后者的存在無法被測得。該剪切模量可根據，例如，IS06721-1&2測得。在本發明中，該起始膜織物被加熱至該低熔融性聚合物組分的剪切模量為零，而該高熔融性聚合物組分的剪切模量不為零的溫度。在此階段，無法測得任何有關該低熔融性聚合物組分的結晶區，且該低熔融性聚合物組分以其液體熔融狀態存在。另一方面，仍可測得有關該高熔融性聚合物組分的結晶區，且該聚合物組分在液體熔融狀態的下面。總之，該起始膜織物的整個聚合物材料的剪切模量因此不為零，且該高熔融性聚合物組分的結晶區仍可測得。據此，現在存在部分地熔融的膜織物。
[0018]原則上，所有的具有合適熔點的熱塑性聚合物均可被用來作為起始膜織物的兩種聚合物的組分。在此方面，許多商業產品屬于可在市面購得的。優選地，可使用各種聚烯烴，特別是聚乙烯、聚丙烯、乙烯與丙烯的共聚物、乙烯與丙烯以及其它共聚單體的共聚物或其的混合物。此外，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸酯(EA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、聚酯類(PET)、聚酰胺類(PA)如尼龍、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)或熱塑性烯烴彈性體是適合的。
[0019]分別基于低熔融性以及高熔融性聚合物組分100重量％，低熔融性聚合物組分的總量優選地為90至30重量％，特別地80至40重量％，最優選地70至50重量％，而高熔融性聚合物組分的總量優選地為10至70重量％，特別地20至60重量％，最優選地30至50重量％。選擇性地，基于低熔融性以及高熔融性組分100重量％，低熔融性聚合物組分的總量為85至15重量％，而高熔融性聚合物組分的總量為15至85重量％。這些定量數據適用于例如該低熔融性聚合物組分為一種或多種聚乙烯的情況，以及該高熔融性聚合物組分為一種或多種聚丙烯的情況。
[0020]在特別優選的實施方案中，該起始膜織物含有至少一種聚乙烯作為該低熔融性聚合物組分以及至少一種聚丙烯作為該高熔融性聚合物組分。
[0021]優選地，該低熔融性聚合物組分含有乙烯聚合物或由乙烯聚合物組成，其中乙烯均聚物以及以乙烯為主要單體的乙烯共聚物，以及乙烯均聚物與乙烯共聚物的混合物(共混物)均可適用。適合的乙烯均聚物是LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(線性低密度聚乙烯)、MDPE(中等密度聚乙烯)以及HDPE(高密度聚乙烯)。用于乙烯共聚物的優選的共聚單體為除了乙烯之外的烯烴，但丙烯除外，如丁烯、己烯或辛烯。較佳地，在乙烯共聚物的情況下，該共聚單體含量低于20重量％，特別地低于15重量％。在優選的實施方案中，該低熔融性聚合物組分全部由乙烯均聚物構成，如含量各為10至90重量％的LDPE以及LLDPE與O至50重量％的MDPE的混合物。特別優選的實例是由60重量％的LDPE以及40重量％的LLDPE,或80重量％的LDPE以及20重量％的LLDPE構成的聚乙烯。
[0022]除了乙烯均聚物和/或乙烯共聚物之外，該低熔融性聚合物組分還可含有其它熱塑性聚合物。對于這類熱塑性聚合物沒有限制，只要整個低熔融性聚合物組分以液體熔融狀態存在的溫度不會太接近高熔融性聚合物組分會呈液體熔融狀態的溫度即可。該低熔融性聚合物組分也可以含有聚丙烯，其的熔點或熔融范圍不高于乙烯均聚物或乙烯共聚物的熔點或熔融范圍，或雖然高于它們，但仍低于使用的拉伸溫度。如眾所周知的，存在高度結晶的等規立構、低結晶間規立構以及非晶形無規立構聚丙烯，它們分別具有不同的熔融、熔融范圍或微晶熔點。當使用熔點或熔融范圍比等規立構低很多的，以及在一些情況下甚至低于間規立構聚丙烯的非晶形無規立構聚丙烯時，在特定的情形下，這可以(取決于拉伸溫度)被指定為低熔融性聚合物組分。
[0023]優選地，該高熔融性聚合物組分含有至少一種聚丙烯，其的熔點、熔融范圍或微晶熔點實質上高于該低熔融性聚合物組分。尤其適合的聚丙烯是等規立構聚丙烯。也可能使用間規立構聚丙烯，但條件是其熔點、熔融范圍或微晶熔點實質上高于該低熔融性聚合物組分。適合的聚丙烯可在市場上購得，例如從吹塑和/或鑄膜的制造商購得。
[0024]該高熔融性聚合物組分可包括丙烯均聚物以及以丙烯為主要單體的丙烯共聚物。如果是丙烯共聚物時，其中共聚單體(即非丙烯)的成分，應考慮低熔融性或高熔融性聚合物組分的部分，取決于其它組分以及拉伸溫度。適合用于丙烯共聚物的共聚單體是除丙烯之外的烯烴，優選地乙烯。在丙烯-乙烯共聚物的情況下，乙烯含量優選地為2至30重量％，特別優選地2至20重量％，以及更特別地2至15重量％，在實踐中，乙烯含量為3至20重量％時獲得非常好的結果。這些數值也適合于其它烯烴。
[0025]在下文中，列出一些聚乙烯以及聚丙烯的熔融范圍:
[0026]LDPE:110-114 °C ;
[0027]LLDPE:115-130 ;
[0028]HDPE:125-135°C ；
[0029]丙烯-均聚物:150_165°C；[0030]丙烯-乙烯-共聚物:120-162?，對于非常低的乙烯含量，甚至更高的溫度也是可以的；
[0031]雙峰丙烯-乙烯(均)共聚物:110-165 °C。
[0032]使用所謂的雙峰聚丙烯也是可以的。在此情況下，這些是兩種不同的聚丙烯，各具有不同的共聚物組成，結合于一原料中。這種雙峰聚丙烯具有兩個微晶熔點，于此情況下，通常該兩種聚丙烯的大致含量也可由DSC分析決定。作為實例，雙峰聚丙烯可以被描述為具有微晶熔點在125°C以及143°C，兩種不同聚丙烯的含量為25/75。依照本發明在拉伸溫度130°C時，具有25%的微晶熔點在125°C的聚丙烯必須指定為低熔融性聚合物組分，而具有75%的微晶熔點在143°C的聚丙烯必須被指定為高熔融性聚合物組分。
[0033]依照本發明的方法，該起始膜織物被加熱至該低熔融性聚合物組分的液體熔融狀態或高于該低熔融性聚合物組分的液體熔融狀態，而低于該高熔融性聚合物組分的液體熔融狀態。至該液體熔融狀態意指，低熔融性聚合物組分呈液體熔融狀態。然而，僅加熱至該高熔融性聚合物組分不是呈液體熔融狀態的程度。
[0034]在具體的實施方案中，使用具有下列組成的起始膜織物:基于低熔融性以及高熔融性聚合物組分100重量％，25至35重量％的乙烯-辛烯共聚物，其中具有5至15重量％的辛烯含量；20至30重量％的丙烯-乙烯共聚物，其中具有3至12重量％的乙烯，剩下的為 LDPE。
[0035]就像可在低熔融性聚合物組分中找到特定熔融聚丙烯一樣，也可以在高熔融性聚合物組分中找到特定的非熔融聚乙烯，后者將被指定為高熔融性聚合物組分。此由下列實例說明。適合于起始膜 織物的配方包含30重量％的LDPE(熔點112°C )、30重量％的LLDPE(熔點124°C )、20重量％的HDPE(熔點130°C )以及20重量％的聚丙烯(熔點1600C )。假如該膜織物在126°C的溫度下拉伸，則依照本發明，該LDPE以及LLDPE呈液體熔融狀態，與此同時，不僅是聚丙烯，且HDPE也不呈液體熔融狀態。
[0036]為了使該方法能長時間的，在穩定的狀態下得到適用，該低-以及高-熔融性聚合物組分的(微晶)熔點彼此之間應適度地不要太接近。優選地，該低熔融性聚合物組分的微晶熔點(或者在多個低熔融性聚合物組分存在的情況下，具有最高微晶熔點者的微晶熔點)，應至少低于該高熔融性聚合物組分的微晶熔點或液體熔融狀態(或者在多個高熔融性聚合物組分存在的情況下，具有最低微晶熔點者的微晶熔點)至少約5°C，優選地至少約IO0C以及特別地至少約20°C。
[0037]依照本發明的方法也能夠制造透氣性或可呼吸的膜。在此情況下，該膜含有額外的填料，可在拉伸工序期間于其上形成孔。適合的填料是該領域專業人員熟知的。碳酸鈣或白堊是最優選的，因為其合理的價格以及考慮到其持續性。假如需要具有比白堊的粒徑更均一的填料，則也可以使用具有均一粒徑或粒徑分布的合成填料。為了獲得具有透氣性的膜，基于該起始膜織物(100重量％，包括填料)的總配方，應當使用至少40重量％的填料，特別是至少50重量％的填料。填料上限的決定因素是不再形成孔而是形成洞或膜裂開。適合的膜配方以及填料可由本領域的從業人員根據常規基礎決定。基于起始膜織物100重量％，含有40至75重量％，特別是50至75重量％的填料的配方特別適合。在此情況下必須小心，低熔融性組分含量的選擇不要高到無法得到透氣性或再次喪失，因為孔不會產生和/或再次閉合。此外，也可以使用低于對于膜的透氣性所需的量的填料。在考慮持續性時，此類膜可能會引起興趣。基于起始膜織物100重量％，適合的配方為I至75重量％，特別地10至75重量的填料。
[0038]為了獲得低熔融性聚合物組分的液體熔融狀態而不是高熔融性聚合物組分的液體熔融狀態，在溫度方面，特別選定的差異不會受到任何的限制，但要符合前述的條件。選定的溫度差異，是根據實踐方面而考慮的方法實施(如在拉伸期間)的安全性或出于經濟考慮而作出的有利的決定。例如，假如低熔融性聚合物組分在某溫度下熔化，則溫度進一步增加并不會產生更好的結果。此外，熱消耗會增加以及可能會太靠近高熔融性聚合物組分的熔融范圍，會導致此生產方法難于實施。優選地，本發明的方法因此以將起始膜織物加熱至低于高熔融性聚合物組分的微晶熔點5至20°C，優選地5至15°C或10至20°C，特別地10至15°C或15至20°C的方式進行。選擇性地，加熱在高于低熔融性聚合物組分的微晶熔點或液體熔融狀態的I至20°C，優選地2至10°C的溫度范圍內的溫度下進行。加熱溫度必須達到低熔融性聚合物組分的微晶熔點。
[0039]用于進行本發明的方法的起始膜織物可用任何已知生產工藝生產。例如，該起始膜織物可以通過在擠壓機中，在明顯高于所有組分的熔融流動溫度(如，高于200°C )下一起熔化該聚合物組分，然后利用狹縫模頭方法或吹塑方法制造。在狹縫模頭(slit die)方法的情況下，透過寬狹縫模頭擠出膜。優選的是吹塑方法。
[0040]起始膜織物可由一層或多層構成，其也可為單-和/或共擠出的，對于使用的層數沒有限制。這些層可具有相同或不同的配方，在此種情況下，低或高熔融性組分的指定，是在不同的情況下依照相對于拉伸溫度的微晶熔點而決定的。
[0041 ] 依照本發明的方法，所使用的起始膜織物可經過染色，如用二氧化鈦染成白色。此夕卜，該起始膜織物可含有慣用的添加物以及加工助劑。特別是，除了已經提過的填料之外，此情況涉及顏料或其它著色劑、抗粘著劑、潤滑劑、塑化劑、加工助劑、抗靜電劑、微生物抑制劑(抗生素)、抗氧化劑、熱穩定劑、對UV光的穩定劑或其它特性改性的制劑。典型地，此類物質，如填料，是在依照本發明拉伸該起始膜織物之前，如，聚合物熔融物的制造期間或擠出成膜之前，已經添加至聚合物熔融物中。
[0042]對于不含填料的膜，該起始膜織物的厚度特別地在小于30μπι，優選地小于20 μ m，最優選地小于15 μ m的范圍內。從10至20 μ m，更優選地10至15 μ m的范圍是優選的。更優選地，該范圍在10至30 μ m,相當于基重9至29g/m2,依密度而定。在透氣性起始膜(有填料的膜)方面，優選的基重在低于50g/m2，特別是低于40g/m2，特別優選地低于30g/m2,更優選地低于20g/m2的范圍內。
[0043]根據本發明，該起始膜織物的加熱用至少一個加熱輥進行。較優選地，使用一個或多個加熱輥進行加熱，這些加熱輥可以作為接觸輥通過諸如蒸氣、水、油之類的熱載體加熱到指定的溫度。在優選的實施方案中，使用單一加熱或接觸輥。然而，也可以使用兩個或多個加熱輥，在此情況下需要確保低熔融性聚合物組分的液體熔融狀態是在該冷卻的輥隙的上游得到。為了確保該起始膜織物確實達到該加熱輥的溫度，或在高生產速率下，(在此該加熱圓筒的表面溫度高于該膜的溫度)，確實獲得低熔融性聚合物組分的液體熔融狀態，必須確保該起始膜織物停留在該加熱輥表面上適當時間。這可以通過適當的加熱圓筒的包合路徑(wrapping path)以及包合角度(wrap angle) α (見附圖)而達到，該加熱棍的直徑和/或該膜織物的速度作為該膜厚度的函數。此外，可使用其它加熱方法，諸如用紅外線散熱器的輻射熱。由于其部分地液體熔融的狀態，該膜織物更強力地粘著于該輥上，其導致分開的點在加熱棍的旋轉方向上位移，意指分離角度(detachment angle) β擴大(見附圖)。為了使該膜織物與該加熱輥分開，且預防該膜織物裂開，適當地使用具有抗粘著的涂覆表面的加熱輥，這種輥具有降低的對部分液體熔融狀態的膜織物的粘著性。為此目的，可使用例如PTFE(聚四氟乙烯)涂覆的加熱輥。
[0044]根據本發明，該膜在至少一個加熱輥以及冷卻的輥隙之間被拉伸。在本發明中，術語“拉伸〃與〃拉長〃或〃延伸〃具有相同的意思。術語〃拉伸比〃同樣地與〃延伸比〃或"拉長比"具有相同的意思。拉伸，延伸或拉長膜，意指在指定方向上拉長該膜，其導致膜厚度減小。根據本發明，膜是在機械或縱向方向(md)上被拉伸，例如，通過改變加熱輥和冷卻棍的速度被拉伸。例如，拉伸比1: 1.5,意味著膜的厚度從15 μ m減少至ΙΟμπι。本發明的至關重要之處是，該膜織物在拉伸過程期間呈部分地熔融的狀態。
[0045]拉伸比取決于膜配方以及選定的工藝參數，較優選地至少1:1.2，更優選地至少1:1.5，特別是至少1:2，甚至更優選地至少1:2.5，特別地至少1:3，或至少1:4。
[0046]在本發明的一個優選實施方案中，拉伸的形成是由于形成冷卻的輥隙的冷卻輥的驅動速度比加熱輥高而引起。在本發明的另一優選實施方案中，在該冷卻的輥隙的上游提供兩個或多個輥，其中至少兩個以不同速度驅動，如此該膜織物在這兩個輥之間被延伸，且在此情況下，該兩個或多個輥中至少第一個輥被指定為加熱輥。在適當情況下，第二個，甚至更多的輥同樣地也可以被指定為加熱輥。特別是，假如提供多個輥，該輥中的一個也可以被指定為冷卻輥。冷卻輥引起該膜織物的一側冷卻，因此導致該膜的慢慢冷卻。相反地，依照本發明由兩個冷卻輥提供的冷卻的輥隙從膜織物的兩側提供冷卻，從而導致快速的冷卻。假如使用一個冷卻輥，在該冷卻的輥隙的上游處再次加熱該膜織物至呈部分地熔融的狀態是必要的，這可用適當的加熱輥來進行。諸如加熱輥-加熱輥-冷卻的輥隙或加熱輥-冷卻輥-加熱輥-冷卻的輥隙的排列是可以的。
[0047]額外地處理該膜織物，以便橫向拉長也是可行的。此雙軸拉長可，例如，經由市售可得的拉伸或延伸機達成，如由Briickner公司銷售的機器。在此情況下需小心，在拉伸工序期間，維持依照本發明的部分地液體熔融的狀態。
[0048]依照本發明用于制造非織造布-膜層壓片的方法中，在該冷卻的輥隙的上游處提供至少兩個加熱輥，并以不同的速度驅動，如此該膜織物在兩個輥之間被拉伸。此外，非織造布織物向這兩個加熱輥之中的第二個移動，于此情況下，該膜織物或該非織造布織物可與該加熱輥接觸。也可投入多種非織造布。可采用如W02006/024394中所述的熱層壓方法。與以上針對拉伸該膜所述的相似，熱層壓也可在至少兩個加熱輥之間提供冷卻輥，特別是，假如存在更多的加熱輥。在熱層壓時，將起始膜織物與起始非織造布織物(其的熔點高于該起始膜織物的聚合物材料的微晶熔點)結合一起加熱至溫度高于該起始膜織物的聚合物材料的微晶熔點，而低于該起始非織造布織物的熔點。在此情況下，該起始膜織物的聚合物材料可被指定為該低熔融性聚合物組分，以及隨該起始非織造布織物的形態以及化學組成而定，可以額外地指定該高熔融性聚合物組分的全部或部分。該起始膜織物的聚合物材料的化學組成的選擇應當與該非織造布織物的化學組成相配，即兩者的熔點以及原料應彼此配合。就如在W02006/024394所述的，要層壓的織物在至少一種配方組分方面應具有相似的形態，如此可獲得適當的粘著結合。在目前的情況下，這意味著將起始非織造布織物供料至其上的加熱輥使起始膜織物加熱，使得引起結合的聚合物組分處于液體熔融狀態。拉伸以及熱層壓期間，該加熱輥的溫度因此按照該起始膜織物以及該起始非織造布織物的組成而不同，特別是將該非織造布織物供料至其上的加熱輥可以具有較高的溫度。這可以下列實例說明。假如所使用的起始非織造布織物是以聚丙烯為主，且具有熔點范圍從160至165°C，則該起始膜織物的聚合物材料應當采用聚丙烯作為粘著組分，不管此聚丙烯是屬于該起始膜織物的低或高熔融性聚合物組分，其在拉伸期間呈液體熔融狀態。在此情況下，假如僅有一種呈液體熔融狀態的聚乙烯，則正常情況下無法確保適當的粘著。假如于起始膜配方中施予35重量％的LDPE (熔點112°C )、20重量％的LLDPE- 丁烯(熔點121°C )、10重量％的聚丙烯(熔點162°C ) >30重量％的無規聚丙烯共聚物(熔點140°C )以及5重量％的TiO2-白色濃縮物、顏料以及添加物，該組分與在表I底部的實施例中所列出的相同，這意味著在熱層壓工序期間，該LDPE、該LLDPE-丁烯以及無規聚丙烯共聚物(熔點140°C )呈液體熔融狀態，而該聚丙烯(熔點162°C)不是。也就是說，供給非織造布織物的加熱輥必須保證該起始膜織物適當加熱例如至142°C或143°C。在此溫度下，可在沒有任何引發非織造布熔融風險的情況下，適當地粘著在聚丙烯非織造布上。另一方面，拉伸是在較低的溫度下，例如124°C下進行，如此該LDPE以及該LLDPE-丁烯呈液體熔融狀態，但聚丙烯(熔點1620C )以及該無規聚丙烯共聚物(熔點140°C )不是。
[0049]該起始非織造布織物是依照就本身而論為已知的方法，例如W02006/024394所描述的，以熱塑性聚合物，如PE、PP、聚酯(PET)、人造纖維、纖維素、聚酰胺(PA)或其混合物的纖維為基料制成。特別優選的是如可紡織的非織造布，或以PP、PE或PET基料的短纖維，以及由PP與PE的混合物或PET與PP或PE的混合物構成的非織造布。也可以使用二或多層非織造布。
[0050]根據本發明，使該膜織物在加熱后通過冷卻的輥隙。制造非織造布-膜層壓片時，使該膜織物以及該非織造布織物加熱后一起通過該冷卻的輥隙，并彼此結合。形成該冷卻的輥隙的輥的冷卻方式采用快速以及突然冷卻。適當地冷卻至低于該低熔融性聚合物組分的微晶熔點的溫度，較優選地至低于該熔點至少5°C，特別地低于該熔點至少10°C。較優選冷卻范圍是低于該低熔融性聚合物組分的微晶熔點5至10°C，更佳地10至30°C。用水冷卻輥可在，例如，5至20°C的溫度范圍內發生，如使用具有溫度約10°C的水。由于可能的熱流失，在此情況下該最后的加熱輥以及該冷卻的輥隙之間的間隔應不宜太寬，在此情況下，最小的間隔由該輥的尺寸界定。在最簡單的情況下，該冷卻的輥隙，例如，是兩個平滑輥的情況下的平滑輥隙。然而在衛生膜的情況下，該輥隙較優選地由具有一個紋理輥與一個平滑輥的一對輥所形成，由此提供該膜織物紋理表面。在衛生領域中，較優選的紋理是微紋理，如平頭角錐體。較優選地，該冷卻的棍隙由在反壓下(counter-pressure)操作的鋼棍以及橡膠輥構成，該鋼輥提供紋理表面。
[0051]根據本發明，可將形成該冷卻的輥隙的輥的速度選定在速度快于該熱輥，假如使用多個加熱輥，則快于最后的加熱輥，如此該膜在輥之間被拉伸。選擇性地或額外地，如上所述，也可以在該冷卻的輥隙的上游的兩個輥之間拉伸該膜。例如，為了防止拉伸工序過程中收縮，在特別弓I起關注的實施方案中，該加熱輥與該冷卻的輥隙之間的間隔被保持在盡可能窄的情況下。然后在兩個加熱輥之間進行拉伸工序，其中的間隔關系可任意地縮小。隨后使該拉伸的膜從第二加熱輥通過而進入該冷卻的輥隙，沒有任何進一步的拉伸或僅進一步少量的拉伸。
[0052]依膜參數以及其它工藝條件而定，該膜織物的速度在50至900m/min的范圍內。該(這些)加熱棍的速度較優選地50至600m/min,特別地100至400m/min。形成該冷卻的棍隙的輥的速度優選地75至900m/min，特別地150至600m/min。該(這些)加熱輥以及該冷卻輥的速度，依照該膜配方以及選定的工藝參數，以可獲得想要的拉伸比的情況作選擇。
[0053]依照本發明的方法能夠使制造的膜具有非常薄的厚度，如10、8、6或甚至僅5μπι。優選的，無填料的膜具有2至13 μ m的厚度范圍，或具有基重(basis weight)為I至15g/m2。具有填料的膜優選地具有相同的基重值。
[0054]依照本發明獲得的膜雖然是非常薄以及軟的(觸覺上有吸力的)，卻仍具有極佳的機械特性，此外仍具有非常高的穿孔抗性(即，對如尿布中的超吸收顆粒的抗性)以及高熱穩定性(即對熱熔融粘著的抗性)。能夠制造這樣薄的膜是非常令人驚訝的。
[0055]依照本發明獲得的膜可用已知的方法進行進一步的處理，在此種情況下，特別優選地是非織造布-膜層壓片的制造。在制造此層壓片時，后者可通過粘著劑粘著結合，較優選地聯機(in-line)。除此之外，非織造布-膜層壓片也可由本領域專業人員熟知的熱結合方式制成，在這種情況下，利用高溫使依照本發明獲得的膜和/或非織造布的材料熔化，然后在兩個加熱輥(最常的情況是上面有浮雕圖案的輥(有浮雕圖案的鋼輥)以及作為反向輥的平滑鋼輥)間的特定點加壓，從而使該膜與非織造布結合在一起。此外，以上所述的非織造布-膜層壓片也可經由熱層壓的方式制成。在非常薄的膜方面，如4g/m2，熱層壓是特別優選的方法。由此制造的非織造布-膜層壓片可進一步用已知方法處理，在這種情況下，在機械或橫向方向上或同時兩個方向上進行拉伸同樣地是可行的。
[0056]附圖顯示進行如按照本發明的方法的較優選的實施方案，其中該拉伸利用形成該冷卻的輥隙的輥的速度快于該加熱輥而達到。起始膜織物2從輥I通過轉向輥3以及4，然后加壓輥5至加熱輥6上。加熱輥6可以是，例如，抗粘著性的涂覆鋼輥，可以通過供熱加熱至所需的表面溫度。該膜織物然后在加熱輥6上運行，從而依照本發明被加熱。包合角度α是:由起始膜織物2與加熱輥6接觸的第一點，與從加熱輥6的旋轉方向觀察的該膜織物與該加熱輥發生分開的點之間形成的角度。該膜織物從加熱輥6，在分開的點A處，以分離角度β運行進入由輥7以及8形成的冷卻的輥隙。輥8較佳地設計為紋理輥，由此提供該膜織物紋理表面。輥對7/8較佳地是水冷的，如用具有溫度約10°C的水冷卻的。形成該冷卻的輥隙的輥7以及8以比加熱輥6的織物速度快的速度驅動，如此獲得所需程度的拉伸。在此情況下，加熱輥以及冷卻的輥隙之間的拉伸比引起分離角度β變小。該膜在輥對7/8的下游移去。
[0057]本發明由于能夠制造具有極薄厚度的膜，所以能夠節省原料，從而有助于資源的節約以及持續性。結果，其有助于環境保護，特別地適用于大量地使用膜作為一次性產品的組件的衛生領域。
[0058]依照本發明獲得的膜以及非織造物-膜層壓片可用于衛生或醫療領域，如作為衣物保護膜或通常是作為不透液屏障層，特別是作為尿布、衛生棉、床墊保護罩或相似產品的背片。
[0059]本發明將通過下列實施例進一步地闡釋。
[0060]實施例[0061]依照吹塑方法制造具有表1的配方的起始材料膜織物，含有具有低熔點(140°C )的聚丙烯的膜被共擠出作為外層。
[0062]表1
【權利要求】
1.一種用于拉伸熱塑性聚合物材料的起始膜織物的方法，該起始膜織物包含至少一種低熔融性聚合物組分以及至少一種高熔融性聚合物組分，該方法包含至少下列步驟: 使用至少一個加熱輥，加熱該起始膜織物成至少部分地熔融的狀態，其中該至少一種低熔融性聚合物組分以熔融液體狀態的形式存在，而該至少一種高熔融性聚合物組分不是以熔融液體狀態的形式存在，以及 使該部分地熔融的膜織物通過冷卻的輥隙而冷卻下來， 該膜織物在該至少一個加熱輥以及該冷卻的輥隙之間被拉伸。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于低熔融性以及高熔融性聚合物組分100重量％，使用包含15至85重量％的低熔融性聚合物組分以及85至15重量％的高熔融性聚合物組分的起始膜織物。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用包含至少一種聚乙烯作為低熔融性聚合物組分以及至少一種聚丙烯作為高熔融性聚合物組分的起始膜織物。
4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，加熱該起始膜織物至低于該至少一種高熔融性聚合物組分的微晶熔點5至20°C。
5.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，以至少1:1.2，較佳地至少1:1.5，特別地至少1:2的拉伸比，拉伸該膜織物。
6.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，形成該冷卻的輥隙的輥以比該至少一個加熱輥快的速度驅動。
7.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，在該冷卻的輥隙的上游存在兩個輥，它們以不同速度驅動，如此該膜織物在該第一以及該第二輥之間被拉伸，以及其中該兩個輥中的至少該第一個設計為加熱輥。
8.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，該膜織物在該冷卻的輥隙中進行冷卻至低于該至少一種低熔融性聚合物組分的微晶熔點至少10至30°C。
9.根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，使用含有I至75重量％，特別地50至75重量％的填料，特別是白堊，的起始膜織物。
10.一種膜織物，其可由根據前述權利要求任一項所述的方法獲得。
11.根據權利要求10所述的膜織物，其具有厚度在2至13μ m的范圍內，或具有基重I至 15g/m2。
12.一種用于制造非織造布-膜層壓片的方法，其特征在于，進行根據權利要求1至8任一項所述的方法，其中在該冷卻的輥隙的上游存在至少兩個加熱輥，它們以不同速度操作，如此該膜織物在該第一以及該第二加熱輥之間被拉伸，以及其中，額外地，使非織造布織物與該膜織物一起通過該第二加熱輥以及通過該冷卻的輥隙。
13.一種用于制造非織造布-膜層壓片的方法，其特征在于，進行根據權利要求1至9任一項所述的方法，以及所產生的膜粘著結合至非織造布。
14.一種非織造布-膜層壓片，其可由根據權利要求12或13所述的方法獲得。
15.一種根據權利要求10或11所述的膜織物或根據權利要求14所述的非織造布-膜層壓片用于衛生或醫療領域，特別是用于尿布、床墊保護罩或衛生棉的背片的用途。
【文檔編號】B29C55/06GK103764371SQ201280042620
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月30日 優先權日:2011年9月2日
【發明者】L·博爾曼, G·施萊納 申請人:Rkw歐洲股份公司