專利名稱：用于透濕氣性結(jié)構(gòu)體的具有改進(jìn)粘附性的熱塑性親水聚合物組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑性親水聚合物組合物，它用于制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體，例如由該組合物形成可透濕氣但不透液體的層(如膜)。本發(fā)明的組合物能找到各種應(yīng)用，其中透濕氣性是合乎需要的。
背景技術(shù)：
除了提供透濕氣性以外還提供阻液性的熱塑性膜在本領(lǐng)域中是已知的。特別好的是親水性連續(xù)膜，它使?jié)駳獠荒芡ㄟ^材料中的開孔或孔隙流出，但在膜的濕氣濃度較高一面上使大量濕氣由水分吸收通過膜而轉(zhuǎn)移，并使?jié)駳庠谀さ臐駳鉂舛容^低一面上釋放或蒸發(fā)。這種膜一般由包含熱塑性親水聚合物的熱塑性聚合物組合物或熱塑性親水組合物的共混物制成。具有上述特征的熱塑性親水聚合物組合物在本領(lǐng)域中也被稱為“整體組合物(monolithic composition)”，由它制成的可透濕氣但不透液體的層或膜被稱為“整體層(monolithic layer)”或“整體膜(monolithicfilm)”。
例如WO95/16746披露了由以下組分形成的混合物制成的膜a)嵌段共聚醚酯、嵌段共聚醚-酰胺(如PebaxTM)和/或聚氨酯，b)與a)不相容的熱塑性聚合物、和c)相容劑。該膜是不可透液體的，并且具有約700克/米2.天的透濕氣性。US5,447,783也披露了可透氣但抗水的多層膜結(jié)構(gòu)體，它至少有三層。外層是厚度為1.3～7.6微米和WVTR(水蒸汽透過率)為400～2500克/米2·24小時(shí)的疏水性共聚醚酯彈性體，內(nèi)層為厚度為7.6～152微米和WVTR至少為3500克/米2·24小時(shí)的親水性共聚醚酯彈性體。
US 5,445,875披露了防水、防血和防病毒的透氣層壓制件。該透氣層壓制件包括織造布/無紡布和厚度約lmil(25.4微米)的擠出膜(如HytrelTM)。
US 5,532,053披露了能層壓到無紡材料上的高透濕氣性醫(yī)用膜。該層壓膜包括由聚醚酯共聚物制成的第一層、由選自規(guī)定種類聚合物制成的第二層和第三層。該膜的MVTR(透濕氣率)大于750克/米2·24小時(shí)(ASTM F1249)，厚度小于1mil(25.4微米)，較好是在0.6mil～0.75mil(15～19微米)。
US 4,938,752披露了一種吸收制品，它具有透水性降低的共聚醚酯膜，該膜的水蒸汽透過率為500克/米2·24小時(shí)(用特別說明的試驗(yàn)測(cè)量)，厚度為5～35微米。未披露其承載基材。
US 4,493,870披露撓性層狀防水產(chǎn)品，它包含覆蓋有MVTR至少為1000克/米2·24小時(shí)(ASTM E96-66)、厚度為5-35微米的共聚醚酯膜的紡織材料。
GB 2024100披露了一種撓性多層防水制品，它包括可透濕氣但不透液體的微孔疏水性外層、和MVTR在1000克/米2·24小時(shí)以上的聚醚聚氨酯親水性內(nèi)層。
如上述先有技術(shù)文獻(xiàn)所述，已知的熱塑性親水聚合物組合物(“整體組合物”)用于制造可透濕氣但不透液體的層的優(yōu)選用途，是制造可透濕氣但不透液體的復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其中一層或多層熱塑性親水聚合物組合物連接在一個(gè)或多個(gè)不同基層(例如纖維層，如無紡布)上。
不同層之間的連接可用任何已知的粘合方式達(dá)到，例如用粘合劑、或用加熱加壓的方法(如熱粘合)。但是，這些方法并不是優(yōu)選的，因?yàn)?，例如用粘合劑粘合的方法是指在層狀結(jié)構(gòu)體上再添加一層，這種方法在成本、易制造性和所得結(jié)構(gòu)體的總透氣性上不合需要。而涉及加熱加壓的方法會(huì)損害由熱塑性親水聚合物組合物形成的層的完整性，有可能改變它的透濕氣性，甚至很有可能會(huì)因例如在層中形成間斷或者甚至孔眼而影響阻液性。
因此，將由上述熱塑性親水聚合物組合物形成的可透濕氣但不透液體的層直接粘合到合適基層(如無紡層)上，以形成例如復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)體是較好的。一般，通過利用熔融或半熔融或塑性狀態(tài)的熱塑性聚合物組合物的固有粘性來完成，例如，通過將熱塑性親水聚合物組合物形成的膜直接擠出到基層上，或通過熱熔涂布、即將通常處于低粘度熔融狀態(tài)的熱塑性親水聚合物組合物層涂布在基層上。尤其是用于熱熔涂布的合適方法例如參見專利申請(qǐng)WO 99/64077或W099/64505，其中披露了用于可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物，它粘度低，并且特別適合于熱熔涂布工藝。
但是，用于制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物(“整體組合物”)中，所含的親水聚合物一般具有極性，在塑性、半熔融、甚至完全熔融的狀態(tài)下對(duì)許多基層、特別是無極性基層(如大多數(shù)由合成的、無極性聚合物纖維制成的無紡布)的粘合性不好，而這些無極性基層在制造可透濕氣但不透液體的包含至少一層整體層或膜與至少一層合適的纖維基層相組合的復(fù)合結(jié)構(gòu)體中卻是優(yōu)選的。
加入合適的增粘樹脂一般在本領(lǐng)域公知用于為熱塑性聚合物組合物、特別是熱塑性親水聚合物組合物提供例如在熔融、半熔融或塑性狀態(tài)下的所需程度粘附性或粘性，例如，在直接形成熱塑性親水聚合物組合物的膜或?qū)硬⑵湔澈显诨鶎由现圃鞆?fù)合結(jié)構(gòu)體時(shí)，促使組合物直接粘合到基層(如纖維無紡基層)上。加入增粘樹脂還可以使熱塑性聚合物組合物在室溫下穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)具有永久粘附性。
向用于可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物加入已知增粘樹脂的一個(gè)問題在于，雖然加入增粘樹脂對(duì)于向組合物提供例如在熔融、半熔融或塑性狀態(tài)下的所需程度粘附性或粘性是有效的，但也會(huì)損害由該組合物本身形成的層或膜的透氣性。換句話說，向熱塑性親水聚合物組合物加入已知增粘樹脂會(huì)嚴(yán)重降低由該組合物形成的“整體”層或膜的沿其厚度輸送濕氣的能力。
因此，本發(fā)明的目的是提供用于可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物，通過加入合適的增粘樹脂或增粘樹脂共混物，使它不僅在例如熔融、半熔融或塑性狀態(tài)下具有所需程度的粘附性或粘性，而且在室溫條件的穩(wěn)定狀態(tài)下也有粘附性即永久粘性，同時(shí)所述熱塑性親水聚合物組合物還有較佳的透濕氣性特征。
已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過為所述的熱塑性親水聚合物組合物選擇具有較佳的高極性的增粘樹脂或增粘樹脂共混物，可達(dá)到該目的。極性由合適的極性參數(shù)來度量。
適于給定物質(zhì)的合適極性參數(shù)可在科學(xué)文獻(xiàn)中公知的許多參數(shù)中選擇，并可用已知方法測(cè)量。極性參數(shù)可以是例如該物質(zhì)在平衡狀態(tài)的吸水性、或希爾德布蘭德(Hildebrand)溶解度參數(shù)、或它與水的接觸角、或雙接觸角。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本文所述的方法測(cè)出的與水的平衡接觸角是度量本發(fā)明增粘樹脂的極性特別好的極性參數(shù)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物。該組合物包括熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物，所述的熱塑性親水聚合物選自聚氨酯、聚醚-酰胺嵌段共聚物、聚乙烯-丙烯酸和聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚環(huán)氧乙烷及其共聚物、乙烯-丙烯酸酯和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙交酯及其共聚物、聚酰胺、聚酯和共聚聚酯、聚酯嵌段共聚物、磺化聚酯、聚醚-酯嵌段共聚物、聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸及其衍生物、離子交聯(lián)聚合物、乙酸乙烯酯含量至少為28重量％的聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及其共聚物、聚乙烯醚及其共聚物、聚2-乙基-噁唑啉及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚物、熱塑性纖維素衍生物、聚己內(nèi)酯及其共聚物、聚乙交酯、聚乙醇酸及其共聚物、聚乳酸及其共聚物、聚脲，以及它們的混合物；和相容的親水增粘樹脂，它按照本文下述平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度；或者相容的親水增粘樹脂共混物，所述相容的親水增粘樹脂共混物包含至少50重量％的一種或多種增粘樹脂，這些樹脂按照本文下述的平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角都不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度。
發(fā)明的詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明，用于制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物至少包含熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物、和合適的相容親水增粘樹脂或合適的相容親水增粘樹脂的共混物，所述的增粘樹脂用于為所述的熱塑性親水聚合物組合物提供熔融、半熔融或塑性狀態(tài)和/或室溫下穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的粘附性或粘性。
下述說明中術(shù)語“粘附性”和“粘性”具有相同含義。
這里所述的術(shù)語“透氣”和“透氣性”與“可透濕氣”或“可透水蒸汽”以及“透濕氣性”或“透水蒸汽性”一致，涉及本發(fā)明背景技術(shù)中所定義的“整體組合物”和“整體層或整體膜”?！皾駳狻焙汀八羝币惨曌飨嗤?。
本發(fā)明組合物中含有的合適熱塑性親水聚合物包括聚氨酯、聚醚-酰胺嵌段共聚物、聚乙烯-丙烯酸和聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚環(huán)氧乙烷及其共聚物、乙烯-丙烯酸酯和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙交酯及其共聚物、聚酰胺、聚酯和共聚聚酯、聚酯嵌段共聚物、磺化聚酯、聚醚-酯嵌段共聚物、聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸及其衍生物、離子交聯(lián)聚合物、乙酸乙烯酯含量至少為28重量％的聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及其共聚物、聚乙烯醚及其共聚物、聚2-乙基-噁唑啉及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚物、熱塑性纖維素衍生物、聚己內(nèi)酯及其共聚物、聚乙交酯、聚乙醇酸及其共聚物、聚乳酸及其共聚物、聚脲，以及它們的混合物；
適用于本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的其它熱塑性親水聚合物作為主要組分、或者作為官能化試劑(functionalizer)，高極性組分含于其中，典型的例如馬來酸酐、一氧化碳、甲基丙烯酸縮水甘油酯、硫酸酐，所述的官能團(tuán)試劑可通過反應(yīng)、接枝或共聚加成于其中。
特別好的熱塑性親水聚合物是熱塑性聚醚-酰胺嵌段共聚物(如PebaxTM)、熱塑性聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚酯嵌段共聚物(如HytrelTM)、熱塑性聚氨酯、典型的非反應(yīng)性聚氨酯(如EstaneTM)，或它們的混合物。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中所含的親水增粘樹脂必須具有高極性，所述的高極性通過合適的極性參數(shù)來度量和表示。
或者當(dāng)本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中含有親水增粘樹脂的共混物時(shí)，所述的共混物必須包含至少50重量％的具有高極性的一種或多種增粘樹脂。最好共混物中每一種親水增粘樹脂都具有所述的高極性。
合適的極性參數(shù)可從用于給出物質(zhì)極性度量方式的文獻(xiàn)中已知的參數(shù)中選擇，如根據(jù)由合適試驗(yàn)方法測(cè)得的親水性或溶解度(一般在水中)。例如，本發(fā)明范圍中已知適于度量物質(zhì)極性的極性參數(shù)包括平衡時(shí)的吸水性、希爾德布蘭德溶解度參數(shù)、與水的接觸角、或雙接觸角，這些參數(shù)是物理化學(xué)中公知的，并能根據(jù)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)中敘述的已知方法測(cè)出。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別適于度量本發(fā)明增粘樹脂極性的極性參數(shù)是按照本文下述平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)方法測(cè)出的親水增粘樹脂與水的平衡接觸角。這種與水的平衡接觸角實(shí)際上根據(jù)物質(zhì)和水滴之間在共同界面的相互作用而給出了物質(zhì)親水性的度量。
根據(jù)本發(fā)明，親水增粘樹脂如果按照本文下述的平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度，就具有本發(fā)明的所需高極性。
或者，如果本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中含有相容的親水增粘樹脂共混物，則所述的共混物必須包含至少50重量％的一種或多種增粘樹脂，這些樹脂按照本文下述的平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角都不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度。
但較好的是這種共混物的每一種相容的親水增粘樹脂都應(yīng)具有以上述它與水的優(yōu)選平衡接觸角表示的所需高極性。
與本發(fā)明熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物相容的、具有所需高極性的合適的相容親水增粘樹脂或相容親水增粘樹脂共混物，可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過測(cè)量各自的極性參數(shù)值、即上述與水的平衡接觸角，并根據(jù)本文下述的試驗(yàn)方法，在可獲得的增粘樹脂中選擇。合適的樹脂例如有Hercules有限公司制造的增粘樹脂，編號(hào)為Res A-2690、Res A-2691、Res A-2682、Res A-2683、Res A-2698。
所選的具有高極性的優(yōu)選親水增粘樹脂或親水增粘樹脂的共混物通常以下述方式包含在本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中，即，當(dāng)這種親水增粘樹脂以30重量％的加入量加入純熱塑性親水聚合物中，以形成兩組分熱塑性親水聚合物組合物時(shí)，由親水增粘樹脂和親水聚合物構(gòu)成的熱塑性親水聚合物組合物所形成50微米厚連續(xù)膜的水蒸汽透過率(WVTR)，是由不含增粘樹脂的純親水聚合物形成的50微米厚連續(xù)膜的WVTR的至少40％，較好的是至少50％，更好的是至少60％，其中WVTR值按照修改的ASTM E-96“直立杯(upright cup)”法測(cè)得。30重量％對(duì)應(yīng)于增粘樹脂在本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中的通常平均加入量。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物包含親水增粘樹脂的共混物為好，更好的是該共混物中選用的每一種樹脂的極性參數(shù)都滿足上述條件，其中該共混物包含至少一種在室溫下為液體的親水增粘樹脂，因?yàn)檫@有利于熱塑性親水聚合物組合物的加工性。但該共混物中并不是所有增粘樹脂都在室溫下為液體較好。
本文所述的“室溫下為液體的增粘樹脂”是指，軟化點(diǎn)低于25℃的增粘樹脂，其中所述的軟化點(diǎn)按照環(huán)球法ASTM E 28-67評(píng)價(jià)。相反地室溫下為固體的增粘樹脂是軟化點(diǎn)高于25℃的樹脂。此處25℃的溫度視為與“室溫”相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中所含的上述熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物，可以在成膜或成層工藝(例如使用大功率螺桿擠出機(jī)的擠出工藝)中已知的典型工藝操作條件下的熔融狀態(tài)時(shí)一般具有高粘度。例如，它們?cè)诟哂贒SC(差示掃描量熱法)熔點(diǎn)的20℃溫度和1弧度/秒的頻率下具有高于5000泊的粘度，熔點(diǎn)定為對(duì)應(yīng)于DSC峰值或在呈現(xiàn)出多于一個(gè)峰的聚合物混合物的情況下對(duì)應(yīng)于最高DSC峰值的溫度。
因此，本發(fā)明包含熱塑性親水聚合物和相容的親水增粘樹脂的熱塑性親水聚合物組合物，在工藝條件下的熔融狀態(tài)時(shí)仍是高粘度的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并如我們的專利申請(qǐng)WO 99/64077或WO99/64505所述的那樣，本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的粘度可通過在熱塑性親水聚合物組合物中加入合適的增塑劑、或增塑劑混合物來隨意地適當(dāng)調(diào)節(jié)，所述的增塑劑也與熱塑性親水聚合物和親水增粘樹脂相容，并能降低熱塑性親水聚合物組合物在工藝條件下的熔融狀態(tài)時(shí)粘度。
因此，本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的粘度可通過根據(jù)組合物的加工方式適當(dāng)選擇增塑劑來調(diào)節(jié)。例如本領(lǐng)域中已知膜擠出技術(shù)對(duì)工藝條件下具有較高粘度的組合物是適用的。或者如上述專利申請(qǐng)WO 99/64077和WO 99/64505所述，適當(dāng)?shù)臒崛弁坎脊に噷?duì)加工組合物是較好的。這說明熱塑性親水聚合物組合物在工藝條件下的粘度必須調(diào)節(jié)到合適的較低水平。
在這種情況下，這種本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的熱塑性親水聚合物組合物還包含合適的增塑劑或增塑劑混合物，使它們具有較佳的下述復(fù)數(shù)粘度(η*)在1弧度/秒的頻率和210℃以下的溫度時(shí)滿足50泊＜η*＜4000泊，較好的是100泊＜η*＜2000泊，更好的是100泊＜η*＜1000泊；并在1000弧度/秒的頻率和210℃以下的工藝溫度(T)時(shí)滿足η*＜2000泊，較好是η*＜1000泊，更好是η*＜500泊，其中η*表示熱塑性親水聚合物組合物的復(fù)數(shù)粘度。溫度T以200℃以下為好，180℃以下更好，200℃～50℃最好。
根據(jù)本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施方式，具有上述復(fù)數(shù)粘度的熱塑性親水聚合物組合物可以使膜或?qū)油ㄟ^本領(lǐng)域中已知用于將低粘度熱熔組合物在基層上涂布成具有所需厚度的層的通常涂布條件和裝置涂布在基層上，而又保持了優(yōu)選的熱塑性親水聚合物在制成可透濕氣但不透液體的親水性連續(xù)層或膜時(shí)的良好特征。
具有這樣的粘度的熱塑性親水聚合物組合物也可以形成非常薄的膜或?qū)印?br> 本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施方式中的熱塑性親水聚合物組合物所含的合適的相容增塑劑包括檸檬酸酯、酒石酸酯、丙三醇及其酯、蔗糖酯、己二酸酯、癸二酸酯、山梨糖醇、環(huán)氧化植物油、聚合植物油、多元醇、鄰苯二甲酸酯、液態(tài)聚酯、甘醇酸酯、對(duì)甲苯磺酰胺及其衍生物、乙二醇和聚乙二醇及它們的衍生物、山梨糖醇酐酯、磷酸酯、一元脂族羧酸(C8-C22)及其衍生物，以及它們的混合物。
根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式，特別優(yōu)選的增塑劑是親水性增塑劑，如我們的申請(qǐng)WO 99/64505中所述的酸類、酯類、酰胺類、醇類、多元醇類或它們的混合物。所述的特別優(yōu)選的親水性增塑劑具有特別高的極性，并提供了另一優(yōu)點(diǎn)，即由包含所述增塑劑或增塑劑混合物的本發(fā)明優(yōu)選熱塑性親水聚合物組合物形成的層或膜與由包含相同組分但不含增塑劑的熱塑性親水聚合物組合物形成的相應(yīng)膜或?qū)酉啾?，這些增塑劑不削弱，甚至可能增強(qiáng)透濕氣性。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，特別優(yōu)選的親水性增塑劑或親水性增塑劑混合物當(dāng)然也能將熱塑性組合物的粘度調(diào)節(jié)到較佳值，以使所述的熱塑性組合物能通過在基層上涂布成具有所需厚度的層或膜而加工。
本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施方式中的合適而優(yōu)選的親水性增塑劑包括酸類、酯類、酰胺類、醇類、多元醇類或它們的混合物，其中特別優(yōu)選的親水性增塑劑是檸檬酸酯、酒石酸酯、丙三醇及其酯、山梨糖醇、甘醇酸酯、以及它們的混合物。
選自我們提交于2000年10月2日題為“用于可透濕氣的結(jié)構(gòu)體的改性熱塑性親水聚合物組合物(Improved thermoplastic hydrophilic polymericcomposition for moisture vapour permeable structures)”的待審歐洲申請(qǐng)EP00121585.4的增塑劑，也可用于本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物中。所述的增塑劑可選自磷酸酯；苯甲酸、鄰苯二甲酸和偏苯三酸的酯；多元羧酸的羥基酸的酯；磺酰胺類及其衍生物，如磺酰胺-甲醛樹脂；砜類；多元醇的酯；丙交酯類；乙交酯類；內(nèi)酯類；內(nèi)酰胺類。
合適的極性參數(shù)(如上述參數(shù)之一)也可用來選擇本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物其它組分。尤其是可按照對(duì)相容的親水增粘樹脂已解釋過的相同原理，根據(jù)合適極性參數(shù)來為本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物選擇優(yōu)選熱塑性親水聚合物和任選的優(yōu)選的相容親水增塑劑。可用相同的極性參數(shù)來選擇本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的不同組分，或者也可用不同的極性參數(shù)來選擇不同組分，這由本領(lǐng)域的技術(shù)人員決定。
優(yōu)選的是，本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物中包含以熱塑性親水聚合物組合物重量計(jì)為10～99％、較好是20～70％、更好是30～50％的熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物，以熱塑性親水組合物重量計(jì)為1～90％、較好是10～70％、更好是20～50％的合適的相容親水增粘樹脂或相容親水增粘樹脂共混物。
更優(yōu)選的是，本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物還包含以熱塑性親水聚合物組合物重量計(jì)為0～95％、較好是10～70％、更好是20～50％的合適相容增塑劑或合適相容增塑劑共混物。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物還可包含另外的可選組分，以進(jìn)一步改進(jìn)組合物的加工性，以及機(jī)械特性和其它特性，防止因光和氧氣而老化的性質(zhì)、由這種熱塑性親水聚合物組合物形成的膜或?qū)拥耐庥^等。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物可用任何已知工藝制造，一般包括以下步驟至少提供熱塑性親水聚合物或聚合物的混合物、合適的相容親水增粘樹脂或相容親水增粘樹脂共混物、和可選的上述其它組分，如增塑劑或增塑劑混合物；例如用已知的合適混合機(jī)對(duì)這些組分加熱和配混，形成用于下一工藝步驟的熔融狀態(tài)熱塑性親水聚合物組合物。
或者，可形成溶劑或乳液體系來加工本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物，將此作為由所述組合物制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體和包括該結(jié)構(gòu)體的物品時(shí)的中間或最終步驟。
根據(jù)本發(fā)明，通過例如將所述的熱塑性親水聚合物組合物置于基層上，可由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成可透濕氣但不透液體的層。由本發(fā)明熱塑性組合物形成的膜或?qū)拥臐駳馔高^率以至少400克/米2·24小時(shí)為好，更好的是至少500克/米2·24小時(shí)，還要好的是至少600克/米2·24小時(shí)，最好的是至少1000克/米2·24小時(shí)，所述層或膜的厚度至少為40微米，所述的濕氣透過率按照修改的ASTM E-96“直立杯”法測(cè)得。更優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明，上述膜或?qū)泳哂猩鲜龅膬?yōu)選WVTR水平，其中熱塑性親水聚合物組合物包含至少30重量％的親水增粘樹脂或親水增粘樹脂共混物。
根據(jù)本發(fā)明，膜或?qū)涌捎善袼龅臒崴苄杂H水聚合物組合物形成，其厚度約為0.5微米到200微米以上，所述的膜或?qū)涌梢灾苯邮褂?，也可以與不同基層結(jié)合，例如用于包括非織造纖維基層的層狀結(jié)構(gòu)體。
更概括地說，由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成的結(jié)構(gòu)體的厚度可以是常數(shù)，也可以在該結(jié)構(gòu)體中變化。雖然不限于任何具體厚度范圍，但根據(jù)用途可以有優(yōu)選范圍。例如，對(duì)于一次性物品中包括的結(jié)構(gòu)體的優(yōu)選范圍可以在400微米到0.5微米以下根據(jù)需要變化，更優(yōu)選的是在某些情況下實(shí)質(zhì)上小于0.5微米。相反地，出于某些原因，建筑或者甚至包裝用途要求該結(jié)構(gòu)體的厚度在200～2000微米或甚至更厚的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，由熱塑性親水聚合物組合物制造層或膜的方法一般包括以下步驟提供所述的組合物，加熱使之可流動(dòng)，像上述那樣根據(jù)組合物在工藝條件下可達(dá)到的粘度，使用例如膜擠出工藝或熱熔涂布工藝，使所述的組合物以熔融、半熔融或塑性狀態(tài)在基層上形成具有所需厚度的層或膜。雖然原則上基層可以是簡單的成形基層，熱塑性親水聚合物組合物形成于該基層上而成為具有所需厚度的膜或?qū)?，之后從所述基層上分離并使用，但在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成的可透濕氣但不透水的復(fù)合結(jié)構(gòu)體可包括熱塑性親水聚合物組合物和所述熱塑性親水聚合物組合物置于其上的合適基層，其中的基層也是優(yōu)選的可透濕氣的。通過加入相容的親水增粘樹脂或相容的親水增粘樹脂共混物向本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物賦予較佳粘附性或粘性，實(shí)際上使熔融、半熔融或塑性狀態(tài)的膜或?qū)訉?duì)基層，例如纖維基層(如包含疏水性合成纖維的非織造層)有更強(qiáng)的粘合性，同時(shí)又使膜或?qū)颖３指咄笟庑裕虼藢?duì)整個(gè)層狀結(jié)構(gòu)體是優(yōu)選的。
這還為所得復(fù)合結(jié)構(gòu)體提供了更佳的完整性，因此更能抵抗例如使用中的分層，并使其具有非常薄的熱塑性親水聚合物組合物層，其中例如與不含本發(fā)明親水增粘樹脂或親水增粘樹脂共混物的類似組合物形成的相同厚度的層作比較，所述的組合物的改進(jìn)粘合性和所述的所得復(fù)合結(jié)構(gòu)體的更佳抵抗性的結(jié)合對(duì)由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成的層的水蒸汽透過能力影響非常有限或完全無害。與不含本發(fā)明親水增粘樹脂或親水增粘樹脂共混物的類似組合物形成的相同厚度的層相比，本發(fā)明特別優(yōu)選的親水增粘樹脂還可增加本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成的層的水蒸汽透過率。
其它已知方法也可用來由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體，不限于膜和層，并制造包括所述結(jié)構(gòu)體的制品。
一類這種方法通常稱為“模塑”，此類方法中材料通常通過使用陽模或陰?；蛘邇烧叩慕Y(jié)合而成形。根據(jù)技術(shù)，某些加工溫度和壓力(或真空)條件對(duì)于制造給定的結(jié)構(gòu)體或制品是優(yōu)選的。這種已知的模塑方法包括，但不限于蘸塑、吹塑、注塑、壓塑、熱成形、真空熱成形、擠塑、滾塑、搪塑等。
其它用于加工本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的已知方法包括以下步驟薄膜和片材流延；吹膜技術(shù)；另外的拉幅加工步驟；另外的壓延步驟；另外的驟冷步驟；另外的熱處理步驟等。規(guī)定的制造條件或類型或者制造步驟的次序可根據(jù)所選的制造技術(shù)、環(huán)境條件、材料形式等而變化。例如，在以下條件下可能需要加入以下步驟(i)在所選的熱塑性親水聚合物組合物的原料形式是基于溶劑的形式時(shí)除去溶劑的步驟；(ii)在所選的熱塑性親水聚合物組合物的原料形式是基于乳液的形式時(shí)除去水的步驟；或(iii)在所選的熱塑性親水聚合物組合物的原料形式是熱熔體形式時(shí)除去熱量的步驟。
薄膜或片材可用兩層或多層，其中至少有一層包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的層制成。這可通過各種已知方法完成，包括，但不限于共擠出法、擠出涂布法等。
雖然有時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)體或制品僅包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物是較好的，但結(jié)構(gòu)體或制品也可以是該組合物與一種或多種其它材料的復(fù)合體。復(fù)合體例如可包含兩種或多種組分的本發(fā)明特定熱塑性親水聚合物組合物或不同的本發(fā)明特定的熱塑性親水聚合物組合物。
或者，復(fù)合體可包含至少一種組分的本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物與一種或多種其它材料。這種材料包括，但不限于纖維、纖維層(fibrous batts)、無紡布、織造布、紙張、金屬箔、微孔或多孔膜、薄膜(如聚合物膜)、無機(jī)結(jié)構(gòu)體(如壓制石膏片)、開孔或有孔膜及紙張、宏觀發(fā)泡膜(macroscopicallyexpanded films)、布、基本為剛性的纖維基材料(如木屑)等。
所述的其它組分可以是非吸收性的、吸收性的、包含液體的物質(zhì)等。
本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物也可用已知的方法制成泡沫體，包括閉孔泡沫，例如形成多孔泡沫結(jié)構(gòu)體。
另一有用技術(shù)是噴涂法。本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物適于熱噴技術(shù)而加熱時(shí)粘度低到足以進(jìn)行噴涂或噴濺。這種熱塑性親水聚合物組合物噴涂法可通過模塑(陽?；蜿幠?來進(jìn)行，以制成制品的表面或壁。然后，制品和模具彼此分離?；蛘?，噴涂法可使用不同原料形式的聚合物組合物，如基于溶劑或基于乳液的形式。
對(duì)于包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物、并使用噴涂法形成的復(fù)合制品，其它材料本身會(huì)提供足夠的立體結(jié)構(gòu)體，以使這些其它材料起模具的作用，在它充分涂覆復(fù)合體后，制品是完整的，避免了前述的制品從模具分離的情況。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供了可透濕氣但不透液體的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)體，其中本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成的層對(duì)復(fù)合材料總體性能的貢獻(xiàn)僅在于提供可透氣的阻液性，因此該層能盡可能地薄是有利的。其余的性能物理標(biāo)準(zhǔn)可優(yōu)選地由所提供的基層來提供，因此基層還可優(yōu)選地起承載層的作用。
基層或承載層可以是任何有用的層，優(yōu)選還是可透濕氣的，它的濕氣透過率以至少100克/米2·24小時(shí)為好，至少300克/米2·24小時(shí)更好，至少500克/米2·24小時(shí)最好。
此處用作承載層的合適基層包括兩維平面微孔或大孔膜；宏觀發(fā)泡膜；成形的有孔膜；無紡或織造層。根據(jù)本發(fā)明，所述層中的孔可以是任何構(gòu)造，但優(yōu)選是球形或橢圓形，并且還可以是可變尺寸的。這些孔優(yōu)選在層的整個(gè)表面均勻分布，但層表面只有某個(gè)區(qū)域有孔也是可以想像的。
合適的二維多孔平面層可由本領(lǐng)域中已知的任何材料制成，但優(yōu)選由市售的聚合物材料制成。合適的材料例如有本領(lǐng)域中公知用于所謂透氣服裝的GoretexTM或SympatexTM型材料。其它合適材料包括美國明尼蘇達(dá)圣保羅Minnesota Mining and Manufacturing Company(明尼蘇達(dá)礦業(yè)和制造公司)的XMP-1001、和Exxon Chemical Company(Exxon化學(xué)公司)供應(yīng)的ExxaireXBF-101W。這里所用的術(shù)語“二維平面層”是指厚度小于1毫米、優(yōu)選小于0.5毫米的層，其孔沿長度具有均勻的平均直徑并且不從層表面上凸起。用于本發(fā)明的有孔材料可用本領(lǐng)域中已知的任何方法制成，如EPO 293 482(引入?yún)⒖加诖?所述的方法。
合適的有孔成形膜包括有離散的孔從層表面的水平面伸出從而形成凸起的膜。凸起的孔口位于其末端。所述的凸起優(yōu)選是類似于US 3,929,135中所述的漏斗形。位于平面內(nèi)的孔和位于凸起末端的孔口本身可以是圓形，也可以是非圓形的，條件是或凸起末端處孔口橫截面尺寸或面積小于位于層表面內(nèi)的孔的橫截面尺寸或面積。所述有孔預(yù)成形膜優(yōu)選是單向性的，這樣它們具有至少基本上，即非全部的一個(gè)方向液體輸送。
這里所用的合適宏觀發(fā)泡膜包括例如US 4,637,819和US 4,591,523中所述的膜。
這里所用的優(yōu)選承載層包括織造和非織造，更好的是疏水性纖維層，如疏水性無紡布。
大多數(shù)用于制造包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的復(fù)合層狀透氣結(jié)構(gòu)體的上述基層都由只有一點(diǎn)極性或極性非常差的聚合物制成，因此特別利用本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的增強(qiáng)的粘性和高透氣性。
本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施方式的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)體是特別有利的，因?yàn)樗鼈兡芴峁崴苄越M合物可在承載基層上形成具有所需厚度的層的復(fù)合體。例如，像上述那樣適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝條件下的熱塑性親水聚合物組合物的粘度，便于使用本領(lǐng)域中已知用于低粘度熱熔體直接涂布的通常涂布條件和裝置，來形成基層上的具有所需厚度的熱塑性親水聚合物組合物。或者，可在本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物在工藝條件下具有較高粘度的情況下，使用諸如膜擠出法的其它已知方法。
通過將熱塑性組合物涂布在起承載層作用的基層上來形成復(fù)合層壓材料的可行方法述于PCT申請(qǐng)WO 96/25902。
已經(jīng)描述了本發(fā)明用于制造可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體的熱塑性親水聚合物組合物，它通常在熔融、半熔融或塑性狀態(tài)時(shí)具有所需的粘附性或粘性。這在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中是需要的，以由直接在合適基層(例如極性很低的基層，如優(yōu)選的包含疏水性纖維的無紡布)上形成層或膜的熱塑性親水聚合物組合物形成例如更穩(wěn)定的可透濕氣但不透液體的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其中所述對(duì)基材的粘附性的增強(qiáng)不會(huì)損害所得層或膜的濕氣透過性。
根據(jù)所需的用途，本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物也可經(jīng)配制，以調(diào)節(jié)所述熱塑性組合物、進(jìn)而是可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體(如層和由其形成的復(fù)合體)在室溫下的殘余粘度水平。從而，通常在使用條件下于例如可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體中所包含的所述熱塑性親水聚合物組合物層與所述層在使用時(shí)、特別是所述層壓合到一個(gè)表面上時(shí)接觸到的這個(gè)表面之間所產(chǎn)生的摩擦力就可得以調(diào)節(jié)，而且通常達(dá)到該層實(shí)質(zhì)上不粘在該表面上。
像下面更具體的描述所述的那樣，本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的可能用途可以是以層和復(fù)合體用于保護(hù)套，例如床墊套或枕頭套的床上用品保護(hù)套，或用于軟墊座椅和沙發(fā)的保護(hù)套等家具保護(hù)套，概括地說是用于在要被保護(hù)的物品上定位并與之接觸的保護(hù)性套子。例如在層狀結(jié)構(gòu)體中包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的層和與該層接觸的一個(gè)表面之間增強(qiáng)的摩擦力，使可透濕氣但不透液體的層對(duì)該表面有更好穩(wěn)定性，避免或至少減少了該層和該表面之間在使用中會(huì)產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，則就是特別好的。例如，如果本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物以層的形式包含在構(gòu)成可透濕氣但不透液體的床墊套或枕頭套的層狀結(jié)構(gòu)體中，并且鋪有該層并與其接觸的表面就是床墊套或枕頭套表面，則床墊與床墊套之間、或枕頭與枕頭套之間在使用中會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，例如因使用者睡覺時(shí)的動(dòng)作而移動(dòng)。由于所述通過調(diào)節(jié)本發(fā)明熱塑性聚合親水組合物的殘余粘性而提供的增強(qiáng)的摩擦力，從而減少了床墊或枕頭套在使用中移位的風(fēng)險(xiǎn)。
更概括地說，所述的由增強(qiáng)的摩擦力提供的更佳穩(wěn)定性，又使得包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體可使用更輕和更便宜的材料，這對(duì)一次性結(jié)構(gòu)體是有利的。由于可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體中包含的所述材料在使用時(shí)只需抵抗較小應(yīng)力(lesser stress)，因此它們可以是更薄的，從而除了具有阻液性以外，還提供了較好的透濕氣性，而且還更輕。使用后丟棄這種結(jié)構(gòu)還產(chǎn)生更少的廢物。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物殘余粘性的調(diào)節(jié)，在不同于保護(hù)套的所述熱塑性組合物另一用途中也找到有利的用處，其描述如下。
本發(fā)明的熱塑性親水聚合物組合物還可經(jīng)配制，以具有壓敏粘合性，即，熱塑性親水聚合物組合物在任何溫度下都保持粘性。換句話說，通過配制組合物，以增強(qiáng)室溫下的殘余粘性水平，包含在例如層狀結(jié)構(gòu)中的熱塑性組合物層和與所述層接觸的表面之間的摩擦力就能增加到所述組合物、進(jìn)而是層實(shí)質(zhì)上粘在該表面上的程度。根據(jù)本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的預(yù)定用途，可發(fā)現(xiàn)許多本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可容易發(fā)現(xiàn)的用途。在所有那些需要連續(xù)的可透濕氣但不透液體的粘合層的用途中，如一次性吸收制品中的結(jié)構(gòu)粘合層、或用于保證所述一次性吸收制品粘合在衣服或身體上的粘合層、透氣性粘合帶等，所述的熱塑性組合物也特別有用。
本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物和可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體，如層和由其形成的復(fù)合體，發(fā)現(xiàn)可用于需要阻液性和透濕氣性的許多用途中。特別是本發(fā)明可有效地用于吸收制品，如尿布、衛(wèi)生巾、褲墊、失禁產(chǎn)品和護(hù)胸吸汗墊，如腋墊、腕墊和頭部吸汗墊、領(lǐng)襯、鞋襯、帽帶；保護(hù)床套，如床墊套和枕頭套，防護(hù)衣等。
包含本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的其它制品還包括手部覆蓋物，如手套、指套、露指手套、連指手套；腳部或腿部覆蓋物，如短襪、長統(tǒng)襪、女用褲襪、鞋、拖鞋；頭部覆蓋物，如帽子、便帽；預(yù)防制品，如避孕套、內(nèi)置于陰道腔內(nèi)的阻精液套；面部覆蓋物，如面罩、鼻罩、耳罩或耳套；身體支承物，如男性器官“運(yùn)動(dòng)”支承體、胸罩；用作內(nèi)衣、保護(hù)套的成形服裝品，或者作為與保護(hù)墊結(jié)合的一部分或整體。其它例子的制品和用途包括，但不限于用于人或其它生物的柔軟或懸垂性服裝品，非限制性的例子如襯衫、襯褲、內(nèi)衣、圍兜、工作服、外套、圍巾、包巾、長統(tǒng)襪、護(hù)腿、裙子、女服等；其它用于各種工作和職業(yè)，包括醫(yī)療職業(yè)、農(nóng)業(yè)工作、機(jī)械裝配和修理、緊急公用事業(yè)、軍事、運(yùn)動(dòng)、清潔工作等的柔軟或懸垂性服裝品。
另一類用途的例子包括諸如食品的包裝，非限制性的例子是生鮮食品和烘制食品(面包、面包卷、蛋糕)的包裝。
另一類用途的例子是用于農(nóng)業(yè)和園藝，非限制性例子是用于部分或完全封住各種或規(guī)定種植物的各個(gè)制品(容器、立體“包”)。
還有一類用途的例子是家具保護(hù)套，如用于有軟墊椅子和沙發(fā)等的保護(hù)套，或者是用于屋頂、帳篷等的保護(hù)性防水但透氣的材料。
包括本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物的制品通?？梢允菗闲砸部梢允莿傂缘摹?br> 所有這種制品一般都可以丟棄。由本發(fā)明熱塑性組合物形成的可透濕氣但不透液體的結(jié)構(gòu)體(如層和復(fù)合體)的總濕氣透過率，以至少300克/米2·24小時(shí)為好，更好的是至少500克/米2·24小時(shí)。
通過使本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物在合適基層上成形而形成的可透濕氣但不透液體的復(fù)合結(jié)構(gòu)體，不僅可具體用作一次性吸收制品(尤其是衛(wèi)生巾和褲墊)，還可用作尿布、失禁產(chǎn)品和護(hù)胸的背片。這種制品一般包含技術(shù)人員所知的如透液面片、吸收芯和背片的組成部分，并還可任選地包含諸如緊扣件、護(hù)翼等的其它部分。
為了使最終的熱塑性組合物具有某種程度的透濕性，還可將根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的親水增粘樹脂加入本身并不透濕氣的熱塑性聚合物(如聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴、或苯乙烯類嵌段共聚物，這些聚合物基本上都是既不透濕氣又不透液體的疏水性聚合物)中。
實(shí)施例1本發(fā)明試樣和兩個(gè)比較試樣的水蒸汽透過率(WVTR)用修改的ASTM E-96“直立杯”法測(cè)得，示于下表Ia。
試樣都是用公知方法、根據(jù)下表1配混成三種不同種熱塑性聚合組合物并分別熔融擠出成厚度為40微米連續(xù)膜而獲得的。
用于組合物的原料有作為熱塑性親水聚合物的購自Atofina(法國)的聚醚-酰胺嵌段共聚物，以商品名Pebax 2533銷售；作為相容增塑劑的購自Aldrich公司的檸檬酸三乙酯；購自Hercules有限公司的增粘樹脂，以商品名Foral 85-E銷售；本發(fā)明的增粘樹脂由Hercules有限公司制造，以編號(hào)Res A-2691得到；作為抗氧化劑的購自Ciba-Geigy的Irganox 1010。
用于三種試樣的組合物的組分和百分比如下表I所示。
與水的平衡接觸角根據(jù)下述平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)方法測(cè)得，對(duì)于先有技術(shù)樹脂F(xiàn)oral 85-E是88.3度，對(duì)于本發(fā)明的樹脂ResA-2691是81度。
表I-熱塑性組合物的所有百分率都為重量百分率。
表Ia如表Ia所示，由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物形成的膜(試樣1)的水蒸汽透過率值比由包含先有技術(shù)增粘樹脂的組合物形成的相似膜(試樣2)的值大6倍以上。由僅包含親水聚合物和試樣1及2的增塑劑、并且它們之比為50/50的組合物形成的膜(試樣3)的水蒸汽透過率也示于表Ia。
試樣1和2的WVTR值與試樣3的相應(yīng)值的比較顯示，熱塑性親水聚合物組合物中存在先有技術(shù)增粘樹脂，其水蒸汽透過率與由不含增粘樹脂的相應(yīng)組合物制得的膜相比顯著降低(試樣2和3)。
相反地，包含本發(fā)明增粘樹脂的試樣1的水蒸汽透過率保持在不含增粘樹脂(試樣3)的相應(yīng)組合物的66％以上。
實(shí)施例2實(shí)施例2將由包含相同熱塑性親水聚合物、一定量增粘樹脂(即試樣5中的本發(fā)明增粘樹脂和試樣6中的先有技術(shù)的增粘樹脂)的組合物制成的兩個(gè)試樣，與由僅包含熱塑性親水聚合物的組合物制成的試樣(試樣4)的WVTR作比較。各組合物都包含一定量的抗氧化化合物(Irganox 1010)。
試樣像實(shí)施例1中已述的那樣通過分別配混成各熱塑性聚合組合物并分別熔融擠出成50微米相同厚度的連續(xù)膜而獲得的。
下表II顯示了試樣4、5和6所用的熱塑性親水聚合物組合物的具體組分及各百分?jǐn)?shù)，以及由此制成的膜各自的WVTR值。各組分及其銷售地已述于上述實(shí)施例1。
表II-熱塑性組合物的所有百分率都為重量百分率。
表II顯示，由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物制成的膜(試樣5)的WVTR幾乎保持在僅由純親水聚合物制成的相同厚度膜(試樣4)的54％，而由先有技術(shù)組合物制成的膜(試樣6)的WVTR僅保持在由純聚合物制成的膜的35％左右。
實(shí)施例3實(shí)施例3為本發(fā)明可透濕氣但不透液體的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)體。
將購自Atofina(法國)的商品名為Pebax 2533 SN的聚醚-酰胺嵌段共聚物與購自Aldrich公司的檸檬酸三丁酯(增塑劑)、購自Hercules有限公司編號(hào)為Res A-2691和Res A-2690的兩種親水性增粘樹脂共混物、以及購自Ciba-Geigy Irganox 1010(抗氧化劑)配混。
以重量百分率表示的最終的配方有以下組成44％Pebax 2533 SN25％檸檬酸三丁酯15％Res A-269115％Res A-26901％ Irganox 1010用熱熔涂布工藝將熱塑性組合物直接在纖維基層上涂布成基本重量為20克/米2的連續(xù)膜。纖維基層是購自Corovin-BBA無紡布集團(tuán)(德國)、商品名為MD 3000的基本重量為25克/米2(承載層)SMS(紡粘-熔噴-紡粘結(jié)構(gòu))疏水性100％聚丙烯無紡布?？赏笣駳獾煌敢后w的復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)的總厚度為230微米，WVTR為846克/米2·24小時(shí)。
試驗(yàn)方法根據(jù)本發(fā)明，復(fù)數(shù)粘度η*用購自Rheometrics Co.(流變儀公司)的流變儀RDA-II測(cè)量。濕氣透過性按照修改的ASTM E-96“直立杯(upright Cup)”法，以25℃和55％相對(duì)濕度下的水蒸汽透過率(WVTR)測(cè)量。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E-96“直立杯”法的修改僅在于將杯子中試樣和水面之間的空氣間隙高度從標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中所述的19毫米±2.5毫米改為3毫米±0.5毫米。
平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)下面所描述的試驗(yàn)方法用于測(cè)量本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物中所含的增粘樹脂與水的平衡接觸角。從先有技術(shù)中可知，接觸角是固體被液體潤濕或不被潤濕的度量。平衡接觸角是在物質(zhì)表面上以平衡狀態(tài)靜置的液滴上測(cè)量的，其中物質(zhì)表面是水平的。測(cè)量的是水滴基線與水滴邊界切線之間的角度。
裝置保持在25℃和55％相對(duì)濕度的氣候控制實(shí)驗(yàn)室。
裝有視頻測(cè)量系統(tǒng)DSA 1和DSA-軟件1.5版的液滴形狀分析系統(tǒng)DSA 10。
裝有G1060 1毫升注射器和G1061針頭(長度30毫米、直徑0.5毫米)的定量加料器G1023。
顯微鏡載玻片10毫米×30毫米。
調(diào)溫箱。
系統(tǒng)DSA 10和附件DSA 1及DSA-軟件、G1023、G1060、G1061都由KrüssGmbH，D 22453 Hamburg銷售。
下述試樣的制備和接觸角的測(cè)量都在氣候控制實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
試樣的制備用于測(cè)量與水的平衡接觸角的樹脂試樣的制備包括以下步驟1.制備樹脂在適當(dāng)有機(jī)溶劑中的10重量％溶液。將其高度稀釋成粘度非常低的溶液。所選的適當(dāng)溶劑必須能將本發(fā)明所用的增粘樹脂溶解，且還能快速蒸發(fā)。因此，適當(dāng)溶劑在大氣壓下的沸點(diǎn)必須不大于100℃，不大于80℃更好。所選的四氫呋喃是特別適合本發(fā)明試驗(yàn)方法的溶劑；
2.將潔凈的顯微鏡載玻片(預(yù)先用甲醇徹底清潔并干燥)完全浸漬在溶液中；3.從溶液中緩慢取出載玻片，并使其直立約10秒，以在兩面都得到均勻涂層；溶劑幾乎立即蒸發(fā)，在載玻片表面留下具有均勻厚度和光滑表面的非常薄的連續(xù)樹脂層；在目測(cè)檢查中不具備這些特征的試樣必須丟掉。
4.讓試樣在空氣中干燥約10分鐘，不要接觸其表面；5.將試樣在調(diào)溫箱中于40℃和85％相對(duì)濕度條件下放置至少12小時(shí)；6.從調(diào)溫箱中取出試樣，使其在氣候控制實(shí)驗(yàn)室中冷卻約20分鐘，直到它達(dá)到25℃的室溫；7.測(cè)量平衡接觸角；接觸角的測(cè)量與實(shí)際上在載玻片的哪一面上進(jìn)行并沒關(guān)系，只要所選的載玻片一面的樹脂涂層像步驟(3)所述的那樣是均勻的并具有光滑表面即可。
接觸角的測(cè)量接觸角的測(cè)量用裝有視頻測(cè)量系統(tǒng)DSA1及DSA-軟件的液滴形狀分析系統(tǒng)DSA10、裝有61060注射器和G1060針頭的定量加料器G1023進(jìn)行。
液體是用于HPLC(高效液相色譜法)的蒸餾水。
平衡接觸角的測(cè)量按照提供了包括上述各附件的DSA10系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)使用說明進(jìn)行。
測(cè)量在空氣和室內(nèi)條件下進(jìn)行，即25℃和55％相對(duì)濕度。試樣按照使用說明在DSA10系統(tǒng)的試樣臺(tái)上。
試樣要被測(cè)量的表面應(yīng)是水平的。
用帶有G1061針頭的注射器G1060在試樣表面滴上水滴。水滴體積必須由注射劑的微米劑量螺絲適當(dāng)控制，以使水滴的直徑范圍在1-2毫米之間。在該范圍內(nèi)接觸角是與液滴尺寸無關(guān)的。
平衡接觸角的測(cè)量由裝有視頻測(cè)量系統(tǒng)DSA1和DSA-軟件的液滴形狀分析系統(tǒng)DSA10自動(dòng)進(jìn)行。視頻測(cè)量系統(tǒng)記錄了液滴在試樣表面上的連續(xù)影片，測(cè)量實(shí)際上是在液滴在試樣表面上立著不動(dòng)的第一幀畫面上進(jìn)行的，從而獲得了平衡接觸角。
對(duì)于各個(gè)試樣，在表面上的不同點(diǎn)進(jìn)行5～7次不同測(cè)量。去掉測(cè)得的最高值和最低值，取其余值的平均值，以保證研究中對(duì)各個(gè)試樣所確定的是具有代表性的平衡接觸角數(shù)值。
根據(jù)所述的試樣制備步驟，在載玻片上形成了非常薄的樹脂層，這不僅使室溫下為固體的樹脂能進(jìn)行有效和可靠的與水的平衡接觸角測(cè)量，而且在室溫下為液體的樹脂也能進(jìn)行該測(cè)量，其中在室溫下“固體”和“液體”是與先前描述中的定義相一致。在后一種情況下，實(shí)際上載玻片為非常薄的試樣樹脂層提供了有效的支承，而且避免了可能會(huì)由水的較高密度所產(chǎn)生的對(duì)樹脂的不利影響。換句話說，玻璃基層支承的非常薄的樹脂與水滴置于試樣表面上后自動(dòng)測(cè)量平衡接觸角所需非常短的時(shí)間(幾秒)相結(jié)合，防止了水平和平的樹脂表面本身在水滴重量下任何可能的變形，因此提供了正確的平衡接觸角測(cè)量。
權(quán)利要求
1.熱塑性親水聚合物組合物。該組合物包括熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物，所述的熱塑性親水聚合物或所述混合物中每種所述熱塑性親水聚合物選自聚氨酯、聚醚-酰胺嵌段共聚物、聚乙烯-丙烯酸和聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚環(huán)氧乙烷及其共聚物、乙烯-丙烯酸酯和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚丙交酯及其共聚物、聚酰胺、聚酯和共聚聚酯、聚酯嵌段共聚物、磺化聚酯、聚醚-酯嵌段共聚物、聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸及其衍生物、離子交聯(lián)聚合物、乙酸乙烯酯含量至少為28重量％的聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及其共聚物、聚乙烯醚及其共聚物、聚2-乙基-噁唑啉及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚物、熱塑性纖維素衍生物、聚己內(nèi)酯及其共聚物、聚乙交酯、聚乙醇酸及其共聚物、聚乳酸及其共聚物、聚脲，以及它們的混合物；和相容的親水增粘樹脂，它按照本文所述平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度；或者相容的親水增粘樹脂共混物，所述相容的親水增粘樹脂共混物包含至少50重量％的一種或多種增粘樹脂，這些樹脂按照本文所述的平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角都不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度。
2.如權(quán)利要求1所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述相容的親水增粘樹脂共混物中的每一種增粘樹脂按照本文所述的平衡接觸角測(cè)量試驗(yàn)測(cè)出的與水的平衡接觸角都不大于86度，較好的是不大于84度，更好的是不大于82度。
3.如前述任一條權(quán)利要求所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述的熱塑性親水聚合物或所述熱塑性親水聚合物的混合物包括熱塑性聚醚-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚醚-酯-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚酯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯，或它們的混合物。
4.如前述任一條權(quán)利要求所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述的熱塑性親水聚合物組合物還包含合適的相容增塑劑或合適的相容增塑劑的混合物，其中所述合適的相容增塑劑或所述合適的相容增塑劑混合物中的每一種增塑劑選自檸檬酸酯、酒石酸酯、丙三醇及其酯、蔗糖酯、己二酸酯、癸二酸酯、山梨糖醇、環(huán)氧化植物油、聚合植物油、多元醇、鄰苯二甲酸酯、液態(tài)聚酯、甘醇酸酯、對(duì)甲苯磺酰胺及其衍生物、乙二醇和聚乙二醇及它們的衍生物、山梨糖醇酐酯、磷酸酯、一元脂族羧酸(C8-C22)及其衍生物，以及它們的混合物。
5.如權(quán)利要求3所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述合適的相容增塑劑或所述合適的相容增塑劑混合物包括檸檬酸酯、酒石酸酯、丙三醇及其酯、山梨糖醇、甘醇酸酯，和它們的混合物。
6.如前述任一條權(quán)利要求所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述的熱塑性親水聚合物組合物包含以所述熱塑性親水聚合物組合物重量計(jì)為10～99％、較好是20～70％、更好是30～50％的所述熱塑性親水聚合物或熱塑性親水聚合物的混合物，以所述熱塑性親水聚合物組合物重量計(jì)為1～90％、較好是10～70％、更好是20～50％的所述相容親水增粘樹脂或相容親水增粘樹脂共混物，和以所述熱塑性親水聚合物組合物重量計(jì)為0～95％、較好是10～70％、更好是20～50％的所述合適的相容增塑劑或合適的相容增塑劑混合物。
7.如前述任一條權(quán)利要求所述的熱塑性親水聚合物組合物，其特征在于，所述的熱塑性親水聚合物組合物包含70重量％的所述熱塑性親水聚合物中的一種和30重量％的所述親水增粘樹脂中的一種，且所述熱塑性親水聚合物組合物在形成50微米厚的連續(xù)膜時(shí)，其水蒸汽透過率(WVTR)是由100重量％所述相同熱塑性親水聚合物形成的50微米相同厚度連續(xù)膜的水蒸汽透過率(WVTR)的至少40％，較好是至少50％，更好是至少60％，所述的水蒸汽透過率按照修改的ASTM E-96“直立杯”法測(cè)得。
8.可透濕氣的層，它由權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的熱塑性親水聚合物組合物形成，所述的層是不透液體的，其水蒸汽透過率(WVTR)至少為400克/米2·24小時(shí)，較好是至少500克/米2·24小時(shí)，更好是至少600克/米2·24小時(shí)，最好是至少1000克/米2·24小時(shí)，所述的層的厚度至少為40微米，所述的熱塑性親水聚合物組合物包含至少30重量％的所述親水增粘樹脂或親水增粘樹脂共混物，所述的水蒸汽透過率按照修改的ASTM E-96“直立杯”法測(cè)得。
9.可透濕氣但不透液體的層狀結(jié)構(gòu)體，它包含與基層粘合的權(quán)利要求8所述的層，所述的基層是可透濕氣的。
10.吸收制品，它包含權(quán)利要求8或9所述的可透濕氣但不透液體的層或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)體。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱塑性親水聚合物組合物，它用于制造不透液體但可透濕氣的結(jié)構(gòu)體，例如用該組合物形成層或膜。該熱塑性組合物包含優(yōu)選的熱塑性聚合物和合適的親水增粘樹脂，所述的親水增粘樹脂使該熱塑性親水組合物具有所需的粘附性或粘性，而不削弱由該熱塑性親水聚合物組合物制成的膜或?qū)拥耐笣駳庑?。由本發(fā)明熱塑性親水聚合物組合物制成的層可找到各種應(yīng)用，其中不透液體但可透濕氣的性質(zhì)是合乎需要的。
文檔編號(hào)B32B27/00GK1454232SQ01815378
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月10日
發(fā)明者I·科贊涅, E·魯索 申請(qǐng)人:寶潔公司