聚合物多層膜及其制備方法
【專利說明】聚合物多層膜及其制備方法
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2013年3月12提交的美國臨時專利申請61/777517的權(quán)益，其公開 內(nèi)容全文以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 穿孔膜通常在個人衛(wèi)生領(lǐng)域中用于提供允許流體被從鄰近于皮膚的區(qū)域去除并 進(jìn)入到吸收區(qū)域中的流體轉(zhuǎn)移膜。其它常見的應(yīng)用是在食品包裝工業(yè)，且最近更多在聲吸 收中。用于這些應(yīng)用的穿孔膜通常小于100微米（0. 004英寸）厚（更典型地小于50微米 (0. 002英寸）厚），并且由例如烯烴、聚丙烯或聚乙烯制成。
[0004] 典型的制備穿孔膜的處理方法包括：將膜真空拉制成穿孔板或輥，使用加壓流體 以形成并刺穿膜，用冷針或熱針進(jìn)行針刺，或用激光以熔化膜中的孔。然而，這些工藝趨于 具有處理限制，諸如孔尺寸、孔密度和/或膜的膜厚度。
[0005] 由于力可用于使膜變形并將膜刺穿，所以穿孔膜的真空或加壓流體形成趨于受限 于相對薄的膜（即，膜小于100微米厚）。另外，用于該類型的成形工藝的材料趨于限于烯 烴基聚合物。這種類型的工藝的另一個特性是在膜中產(chǎn)生突出部，膜在該突出部處被拉伸 直到產(chǎn)生穿孔為止。對于其中突出部可充當(dāng)定向流控制特征結(jié)構(gòu)的流體控制情況，該突出 部可以是優(yōu)點。然而，在其中需要低壓降的應(yīng)用中，該突出部也可以是缺點。突出部產(chǎn)生細(xì) 長孔，從而增加表面積并增加流體曳力。
[0006] 針刺工藝也大范圍地用于相對薄的膜，但是有時可見的膜厚度最高至約254微米 (0. 010英寸）。該工藝的限制趨于包括每單位面積的穿孔直徑孔，和膜中的突出部。
[0007] 激光穿孔工藝可以提供相對小的孔（S卩，小于50微米），可以對寬泛的厚度范圍 進(jìn)行穿孔，可以產(chǎn)生與膜表面呈平面的穿孔（即，沒有例如與針刺工藝相關(guān)聯(lián)的突出部）。 激光穿孔工藝的限制包括適用于該工藝的材料的類型以及處理速度和成本。激光穿孔工藝 趨于最適用于處理由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚碳酸酯 (PC)或其它較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度材料制得的膜。例如，當(dāng)對烯烴基材料穿孔時，激光往往不 是很有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] -方面，本公開描述了聚合物多層膜，其具有大致相對的第一主表面和第二主表 面、在第一主表面和第二主表面之間延伸的開口陣列、以及大于125微米的厚度（在一些實 施例中，大于150微米、200微米、250微米、500微米、750微米、1000微米、1500微米、2000 微米，或甚至至少2500微米；在一些實施例中，在125微米至1500微米、或甚至125微米 至2500微米的范圍內(nèi)），其中存在至少30個開口 /cm2(在一些實施例中，至少100個開口 /cm2、200 個開口 /cm2、250 個開口 /cm2、300 個開口 /cm2、400 個開口 /cm2、500 個開口 /cm2、 600 個開口 /cm2、700 個開口 /cm2、750 個開口 /cm2、800 個開口 /mm2、900 個開口 /cm2、1000 個開口 /cm2、2000個開口 /cm2、3000個開口 /mm2,或甚至至少4000個開口 /cm2;在一些實 施例中，在30個開口 /cm2至200個開口/cm2、200個開口 /cm2至500個開口 /cm2、或甚至 500個開口 /cm2至4000個開口 /cm2的范圍內(nèi)），并且其中開口各自具有從第一主表面和第 二主表面穿過開口的一系列區(qū)域，這些區(qū)域在最小區(qū)域至最大區(qū)域的范圍內(nèi)，并且其中最 小區(qū)域不在主表面中的至少一個處。
[0009] 在另一方面，本公開描述了制備本文所述聚合物多層膜的方法，所述方法包括：
[0010] 將至少兩個（在一些實施例中，至少三個、四個、五個或更多個）聚合物層擠出到 輥隙中以提供聚合物多層膜，其中輥隙包括具有結(jié)構(gòu)化表面的第一輥，所述結(jié)構(gòu)化表面提 供穿過聚合物多層膜的第一主表面的壓痕；以及
[0011] 將具有壓痕的第一主表面經(jīng)過冷卻輥，同時將熱源施加到聚合物多層膜的大致相 對的第二主表面，其中施加來自熱源的熱導(dǎo)致形成開口以提供聚合物多層膜。在一些實施 例中，該方法還包括將具有開口的聚合物多層膜的至少第一層和第二層分開。
[0012] 在另一方面，本公開描述了一種制備聚合物多層膜的方法，所述方法包括：
[0013] 將至少兩個（在一些實施例中，至少三個、四個、五個或更多個）聚合物層擠出到 輥隙中以提供聚合物多層膜，其中輥隙包括具有結(jié)構(gòu)化表面的第一輥，所述結(jié)構(gòu)化表面提 供穿過聚合物多層膜的第一主表面的壓痕；
[0014] 將聚合物多層膜的至少第一層和第二層分開，其中第一膜層具有大致相對于第一 主表面的第二主表面；以及
[0015] 將具有壓痕的第一膜層的第一主表面經(jīng)過冷卻輥，同時將熱源施加到第一膜層的 大致相對的第二主表面，其中施加來自熱源的熱導(dǎo)致形成開口，以提供具有大致相對的第 一主表面和第二主表面以及在第一主表面和第二主表面之間延伸的開口陣列的聚合物膜。
[0016] 本文所述聚合物多層膜的實施例可用于例如過濾和聲吸收。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本文所述示例性聚合物多層膜的示意圖。
[0018] 圖2、圖2A和圖2B是用于制備本文所述示例性聚合物多層膜的示例性方法的示意 圖。
[0019] 圖3、圖3A和圖3B是用于制備本文所述示例性聚合物多層膜的另一個示例性方法 的示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 參考圖1，本文所述示例性聚合物多層膜110具有大致相對的第一主表面111和 第二主表面112,在第一主表面111和第二主表面112之間延伸的開口 113的陣列，以及厚 度116。開口 113各自具有從第一主表面111和第二主表面112穿過開口 113的一系列區(qū) 域117A、117B、117C，這些區(qū)域在最小區(qū)域至最大區(qū)域的范圍內(nèi)，其中最小區(qū)域不在主表面 111、112中的至少一個處。
[0021] 用于制備聚合物多層膜的示例性聚合物材料包括聚丙烯和聚乙烯。
[0022] 本文所述聚合物多層膜可以例如通過本文所述方法來制備。例如，參考圖2、圖2A 和圖2B，示例性方法的示意圖被示出。至少第一聚合物層231和第二聚合物層232被擠出 到輥隙233中，從而提供聚合物多層膜208。輥隙233包括具有結(jié)構(gòu)化表面235的第一輥 234,所述結(jié)構(gòu)化表面235提供穿過聚合物多層膜208的第一主表面224的壓痕221，并且輥 238提供聚合物多層膜209。具有壓痕221的聚合物多層膜209的第一主表面224經(jīng)過冷 卻輥236,同時將熱源237施加到聚合物多層膜210的大致相對的第二主表面225。施加來 自熱源237的熱導(dǎo)致在聚合物多層膜210中形成開口 223。任選地，所述方法包括將具有開 口 223的聚合物多層膜210的至少第一層231和第二層232分開。
[0023] 在圖3、圖3A和圖3B中示出另一種示例性方法。至少第一聚合物層331和第二聚 合物層332被擠出到輥隙333中，從而提供聚合物多層膜309。輥隙333包括具有結(jié)構(gòu)化 表面335的第一輥334和338,所述結(jié)構(gòu)化表面335提供穿過聚合物多層膜309的第一主 表面324的壓痕321。將聚合物多層膜309的至少第一層331和第二層332分開。第一膜 層331的第一主表面324具有在冷卻輥336上的壓痕321，同時將熱源337施加到第一膜層 331的大致相對的第二主表面325。施加來自熱源337的熱導(dǎo)致在聚合物膜331A中形成開 口 323,所述聚合物膜331A具有大致相對的第一主表面324和第二主表面325。
[0024] 任選地，包括本文所述制品的聚合物材料中的任一種可以包括添加劑，諸如無機 填料、顏料、增滑