含β-成核劑的結(jié)構(gòu)化膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種半結(jié)晶聚烯烴和β-成核劑的結(jié)構(gòu)化膜。所述結(jié)構(gòu)化膜具有背襯和附接到所述背襯的直立柱。所述膜的至少一部分通常包含β-球晶。在一些實(shí)施例中,所述背襯是微孔的而所述直立柱具有更低的孔隙度。本發(fā)明還公開(kāi)了一種制備結(jié)構(gòu)化膜的方法。所述方法包括在存在工具的情況下擠出聚烯烴和β-成核劑的熔體,以提供在背襯上具有直立柱的所述結(jié)構(gòu)化膜,以及將所述結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分冷卻至足以形成β-球晶的溫度。在一些實(shí)施例中,所述方法還包括拉伸含β-球晶的所述結(jié)構(gòu)化膜,從而在所述背襯中得到微孔。
【專利說(shuō)明】含β-成核劑的結(jié)構(gòu)化膜及其制備方法
【背景技術(shù)】
[0001]半結(jié)晶聚烯烴可具有不止一種晶體結(jié)構(gòu)。例如,已知等規(guī)聚丙烯結(jié)晶為至少三種不同晶型:α (單斜晶體)、β (假六方晶體)和Y (三斜晶體)晶型。在熔融結(jié)晶材料中,主要晶型為α或單斜晶體晶型。除非某些異質(zhì)晶核存在或已在溫度梯度下或在存在剪切力的情況下發(fā)生結(jié)晶化,否則β晶型通常僅以很小百分比的含量出現(xiàn)。異質(zhì)晶核通常被稱為β_成核劑,其充當(dāng)可結(jié)晶聚合物熔體中的異物。當(dāng)聚合物冷卻至其結(jié)晶溫度以下時(shí),松散的螺旋狀聚合物鏈圍繞β -成核劑取向,以形成β -相區(qū)。聚丙烯的β晶型為亞穩(wěn)態(tài)晶型,這可通過(guò)熱處理和/或施加應(yīng)力轉(zhuǎn)化成更穩(wěn)定的α晶型。已知在某些條件下拉伸聚丙烯的β _晶型時(shí),可形成不同量的微孔。參見(jiàn)例如Chu et al.,“Microvoid formation processduring the plastic deformation of β -form polypropylene”, Polymer, Vol.35,N0.16,pp.3442-3448,1994 (Chu等人,“ β晶型聚丙烯的塑性變形過(guò)程中的微孔形成過(guò)程”,《聚合物》,第 35卷,第 16期,第 3442-3448頁(yè),1994年)和Chu et al.,“Crystal transformationand micropore formation during uniaxial drawing of β -form polypropylene film”,Polymer, Vol.36,N0.13,pp.2523-2530,1995 (Chu 等人,“ β 晶型聚丙烯膜的單軸拉延過(guò)程中的晶體轉(zhuǎn)化和微孔形成”,《聚合物》,第36卷,第13期,第2523-2530頁(yè),1995年)。
[0002]在其他技術(shù)中,具有一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)化表面的制品可用于多種應(yīng)用(如,磨盤(pán)、汽車(chē)零件組裝和一次性吸收制品)中。這些制品可以提供為具有(例如)增加的表面積、機(jī)械緊固結(jié)構(gòu)或光學(xué)性質(zhì)的膜。
[0003]機(jī)械緊固件也稱為鉤環(huán)緊固件,通常包括多個(gè)密集間隔的直立凸起,這些凸起具有可用作掛鉤構(gòu)件的套環(huán)接合頭,并且套環(huán)構(gòu)件通常包括多個(gè)織造、非織造或針織套環(huán)。在許多應(yīng)用中機(jī)械緊固件可用于提供可松脫的附接。例如,機(jī)械緊固件廣泛用于可穿戴的一次性吸收制品中以圍繞人的身體扣緊此類制品。在典型的構(gòu)造中,附接到尿布或失禁衣服的后腰部的緊固拉袢上的鉤帶或補(bǔ)片(如)可以緊固到環(huán)材料在前腰區(qū)上的著陸區(qū),或者鉤帶或補(bǔ)片可以緊固到尿布或失禁衣服在前腰區(qū)中的底片(如非織造底片)。機(jī)械緊固件也可用于一次性制品,例如衛(wèi)生巾。衛(wèi)生巾通常包括旨在與穿著者的內(nèi)衣相鄰設(shè)置的底片。底片可以包括用來(lái)將衛(wèi)生巾牢固地附接到內(nèi)衣的掛鉤緊固元件,該內(nèi)衣與掛鉤緊固元件機(jī)械地接合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供了包含β_成核劑的半結(jié)晶聚烯烴的結(jié)構(gòu)化膜以及制備該結(jié)構(gòu)化膜的方法。結(jié)構(gòu)化膜包含附接到背襯的直立柱并且可用作例如機(jī)械緊固構(gòu)件。當(dāng)膜由熔體形成時(shí),膜可以在例如直立柱和背襯中包含β_球晶。當(dāng)在至少一個(gè)方向上拉伸膜時(shí),例如,在膜背襯中形成微孔。直立柱通常不受拉伸影響,或者受影響程度比膜背襯小得多,因此通常具有比膜背襯更低的孔隙度。所得的拉伸膜通常具有獨(dú)特的視覺(jué)外觀和觸感以及可用的光學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能。令人意外的是,膜的這些性能可以比由相同材料制成但不具有直立柱的比較平的膜低得多的拉伸比獲得。[0005]在一個(gè)方面,本發(fā)明提供了包含半結(jié)晶聚烯烴和β_成核劑的結(jié)構(gòu)化膜。結(jié)構(gòu)化膜具有背襯和附接到背襯的直立柱。結(jié)構(gòu)化膜可以是例如機(jī)械緊固件。膜的至少一部分通常包含β_球晶。在一些實(shí)施例中,背襯是微孔的而直立柱具有比背襯低的孔隙度。
[0006]在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供了半結(jié)晶聚烯烴的結(jié)構(gòu)化膜,該膜具有背襯和附接到背襯的直立柱。半結(jié)晶聚烯烴的β_球晶存在于至少直立柱中。在一些實(shí)施例中,背襯是微孔的而直立柱具有比背襯低的孔隙度。
[0007]在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供了 一種制備結(jié)構(gòu)化膜的方法。在一些實(shí)施例中,該方法包括擠出聚烯烴和β_成核劑的熔體,以提供膜背襯,將熔體的至少一部分冷卻至足以形成β_球晶的溫度,以及在膜背襯上形成直立柱,以提供結(jié)構(gòu)化膜。在一些實(shí)施例中,該方法包括在存在工具的情況下擠出聚烯烴和β_成核劑的熔體,以提供在背襯上具有直立柱的結(jié)構(gòu)化膜,以及將結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分冷卻至足以形成β_球晶的溫度。在一些實(shí)施例中,該方法還包括拉伸含β -球晶的結(jié)構(gòu)化膜,從而在背襯中得到微孔。在這些實(shí)施例的一些中,拉伸是單軸的。一些實(shí)施例,進(jìn)行拉伸以提供至多3:1的總拉伸比。
[0008]在本專利申請(qǐng)中,諸如“一個(gè)”、“一種”和“所述”之類的術(shù)語(yǔ)并非僅指單一實(shí)體,而是包括一般類別,其具體實(shí)例可用于舉例說(shuō)明。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”、“一種”和“所述”可以與術(shù)語(yǔ)“至少一種”互換使用。后接列表的短語(yǔ)“至少一種(一個(gè))”和“包括至少一種(一個(gè))”指列表中的任一項(xiàng)以及列表中兩項(xiàng)或更多項(xiàng)的任意組合。除非另外指明,否則所有數(shù)值范圍均包括它們的端點(diǎn)以及端點(diǎn)之間的非整數(shù)值。
[0009]術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)化膜”是指不同于平坦或平滑表面的膜。
[0010]術(shù)語(yǔ)“直立”指從熱塑性背襯突出的柱,并包括垂直于背襯站立的柱以及與背襯成不同于90度的角度的柱。
[0011]術(shù)語(yǔ)“第一”和“第二”在本發(fā)明中僅以其相對(duì)意義使用。應(yīng)當(dāng)理解,除非另外指明,那些術(shù)語(yǔ)僅為了在描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例時(shí)的便利而使用。
[0012]如本文所用,術(shù)語(yǔ)“套環(huán)接合”與機(jī)械緊固件元件(即掛鉤元件)機(jī)械附接到套環(huán)材料的能力相關(guān)。一般來(lái)講,具有套環(huán)接合頭部的掛鉤元件具有與柱的形狀不同的頂蓋形狀。可通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)的織造、非織造或針織材料來(lái)確定和限定掛鉤元件的套環(huán)接合能力。相比于不具有套環(huán)接合頂蓋的柱的區(qū)域,具有套環(huán)接合頂蓋的柱的區(qū)域通常與套環(huán)材料結(jié)合提供更高剝離強(qiáng)度、更高動(dòng)態(tài)剪切強(qiáng)度或更高動(dòng)態(tài)摩擦中的至少一者。
[0013]如本文所用,術(shù)語(yǔ)“縱向”(MD)表示可用于制備本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜的方法的一些實(shí)施例的半結(jié)晶聚烯烴的連續(xù)幅材的運(yùn)行方向。當(dāng)結(jié)構(gòu)化膜的補(bǔ)片為從連續(xù)幅材切割的較小部分時(shí),縱向通常對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)化膜的長(zhǎng)度“L”。如本文所用,術(shù)語(yǔ)縱向和縱向方向通常能夠互換使用。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“橫向”(CD)表示基本與縱向垂直的方向。當(dāng)結(jié)構(gòu)化膜的補(bǔ)片為從連續(xù)幅材切割的較小部分時(shí),橫向?qū)?yīng)于結(jié)構(gòu)化膜的寬度“W”。
[0014]術(shù)語(yǔ)“微孔”是指具有多個(gè)最大尺寸(在一些情況下,直徑)至多10微米的孔。根據(jù)ASTM F-316-80通過(guò)測(cè)量起泡點(diǎn)來(lái)測(cè)量孔徑。
[0015]本發(fā)明的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本發(fā)明所公開(kāi)的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方式。以下描述更具體地例示了示例性實(shí)施例。因此,應(yīng)當(dāng)理解,附圖和以下描述僅用于舉例說(shuō)明的目的,而不應(yīng)被理解為是對(duì)本發(fā)明范圍的不當(dāng)限制。【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]結(jié)合附圖,參考以下對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明,可更全面地理解本發(fā)明,其中:
[0017]圖1a是實(shí)例4的結(jié)構(gòu)化膜的橫截面的掃描電子顯微圖像,該結(jié)構(gòu)化膜代表根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的拉伸的實(shí)施例;
[0018]圖1b是比較例4的結(jié)構(gòu)化膜的橫截面的掃描電子顯微圖像,該結(jié)構(gòu)化膜為不含β-成核劑的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜;
[0019]圖2a是根據(jù)本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)化膜的頂視圖的光學(xué)顯微圖像,其中該膜未被拉伸;
[0020]圖2b是根據(jù)本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)化膜的頂視圖的光學(xué)顯微圖像,其中該膜已被拉伸;
[0021]圖3a是實(shí)例4的頂視圖的光學(xué)顯微圖像,實(shí)例4為根據(jù)本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)化膜,其中該膜已被拉伸;
[0022]圖3b是比較例4的頂視圖的光學(xué)顯微圖像,其為不含β -成核劑的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜;
[0023]圖4a是實(shí)例4在接受橫向撕裂蔓延評(píng)估后的頂視圖的示意圖;
[0024]圖4b是比較例4在接受橫向撕裂蔓延評(píng)估后的頂視圖的示意圖;
[0025]圖5a和5b分別是使用延遲成像系統(tǒng)評(píng)估雙折射率而得到的比較例I和2的光學(xué)顯微圖像;和
[0026]圖6a和6b分別是使用延遲成像系統(tǒng)評(píng)估雙折射率而得到的實(shí)例5和6的光學(xué)顯微圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0027]根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜包含半結(jié)晶聚烯烴。多種聚烯烴可為有用的。通常,半結(jié)晶聚烯烴包含聚丙烯。應(yīng)當(dāng)理解,包含聚丙烯的半結(jié)晶聚烯烴可以是聚丙烯均聚物或含有丙烯重復(fù)單元的共聚物。共聚物可以是丙烯和至少一種其他烯烴(如乙烯或具有4至12或4至8個(gè)碳原子的α -烯烴)的共聚物。乙烯、丙烯和/或丁烯的共聚物可為有用的。在一些實(shí)施例中,共聚物包含至多90重量%、80重量%、70重量%、60重量%或50重量%的聚丙烯。在一些實(shí)施例中,共聚物包含至多50重量%、40重量%、30重量%、20重量%或10重量%的聚乙烯或α-烯烴中的至少一種。半結(jié)晶聚烯烴還可以是包含聚丙烯的熱塑性聚合物的共混物的一部分。合適的熱塑性聚合物包括在常規(guī)加工條件下通??扇廴诩庸さ目山Y(jié)晶聚合物。即,聚合物在加熱時(shí)通常將軟化和/或熔化,以允許在常規(guī)設(shè)備(例如擠出機(jī))中加工,以形成片材。在受控的條件在冷卻可結(jié)晶聚合物的熔體時(shí),其自發(fā)地形成幾何規(guī)則和有序的化學(xué)結(jié)構(gòu)。合適的可結(jié)晶熱塑性聚合物的例子包括加成聚合物,例如聚烯烴??捎玫木巯N包括乙烯聚合物(如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯)、α -烯烴(如1- 丁烯、1-己烯或1-辛烯)、苯乙烯,以及此類烯烴的兩種或更多種的共聚物。半結(jié)晶聚烯烴可以包含此類聚合物的立體異構(gòu)體的混合物,如等規(guī)聚丙烯與無(wú)規(guī)聚丙烯或等規(guī)聚苯乙烯與無(wú)規(guī)聚苯乙烯的混合物。在一些實(shí)施例中,半結(jié)晶聚烯烴共混物含有至多90重量%、80重量%、70重量%、60重量%或50重量%的聚丙烯。在一些實(shí)施例中,共混物含有至多50重量%、40重量%、30重量%、20重量%或10重量%的聚乙烯或α-烯烴中的至少一種。
[0028]在一些實(shí)施例中,結(jié)構(gòu)化膜由包含半結(jié)晶聚烯烴并且熔體流動(dòng)速率在0.1至10分克/分鐘范圍內(nèi)如0.25至2.5分克/分鐘的聚合物組合物制成。
[0029]根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜包含β_成核劑。β_成核劑可以是任何無(wú)機(jī)或有機(jī)成核劑,該成核劑可在包含聚烯烴的熔融成型的片材中生成
球晶。可用的成核劑包括Y喹吖啶酮、醌茜磺酸鋁鹽、二氫喹啉并吖啶二酮(dihydroquinoacridin-dione)和喹卩丫 卩定四酮(quinacridin-tetrone)、三苯酌.雙三嗪(triphenenol ditriazine)、娃酸I丐、二羧酸(如辛二酸、庚二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸)、這些二羧酸的鈉鹽、這些二羧酸與周期表的第IIA族金屬(如鈣、鎂或鋇)的鹽、δ -喹吖啶酮、己二酸或辛二酸的二酰胺、不同類型的溶靛素和汽巴丁有機(jī)顏料、喹吖啶酮醌、N’,N’-二環(huán)己基-2,6-萘二甲酰胺(可例如以商品名“NJ-Star NU-100”得自新日本理化株式會(huì)社(New Japan Chemical C0.Ltd.))、蒽醌紅和雙偶氮黃顏料。擠出膜的特性取決于β成核劑的選擇和成核劑的濃度。在一些實(shí)施例中,成核劑選自Y-喹吖啶酮、辛二酸的鈣鹽、庚二酸的鈣鹽以及多元羧酸的鈣鹽和鋇鹽。在一些實(shí)施例中,β -成核劑為喹吖啶酮著色劑永固紅Ε3Β(Permanent Red E3B),也稱為Q-染料。在一些實(shí)施例中,通過(guò)將有機(jī)二羧酸(如庚二酸、壬二酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸)與第II族金屬(如鎂、鈣、鍶和鋇)的氧化物、氫氧化物或酸式鹽混合形成β_成核劑。所謂的雙組分引發(fā)劑包含與上列有機(jī)二羧酸中的任何一者混合的碳酸鈣和與庚二酸混合的硬脂酸鈣。在一些實(shí)施例中,β-成核劑為如美國(guó)專利N0.7,423,088( MSder等人)中所述的芳族三甲酰胺。
[0030]將β_成核劑摻入可用于制備本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜的半結(jié)晶聚烯烴的便利方法是通過(guò)使用濃縮液。濃縮液通常為高負(fù)荷的粒狀聚丙烯樹(shù)脂,其含有比最終結(jié)構(gòu)化膜中所需的更高濃度的成核劑。成核劑以0.01重量%至2.0重量% (100至20,OOOppm)范圍內(nèi)的濃度存在,在一些實(shí)施例中,以0.02%重量%至I重量% (200至10,OOOppm)范圍內(nèi)的濃度存在。典型的濃縮液與按結(jié)構(gòu)化膜的總聚烯烴含量的重量計(jì)在0.5重量%至50重量%范圍內(nèi)(在一些實(shí)施例中,在I重量%至10重量%范圍內(nèi))的非成核聚烯烴共混。最終結(jié)構(gòu)化膜中成核劑的濃度范圍可為0.0001重量%至I重量% (Ippm至10,OOOppm),在一些實(shí)施例中,可為0.0002重量%至0.1重量% (2ppm至IOOOppm)。濃縮液還可含有其他添加劑,例如穩(wěn)定劑、顏料和加工助劑。
[0031]本發(fā)明所用β_成核劑起到從熔融狀態(tài)誘發(fā)聚合物結(jié)晶并且促進(jìn)聚合物結(jié)晶位置的引發(fā)以加速聚合物結(jié)晶的重要作用。因而,成核劑在聚合物的結(jié)晶溫度下可以是固態(tài)。由于成核劑提高聚合物的結(jié)晶速度,因此所得聚合物粒子或球晶的粒度減小。
[0032]可例如使用X射線晶體學(xué)和差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定半結(jié)晶聚烯烴中β -球晶的含量。通過(guò)DSC,可測(cè)定根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜中α相和β相的熔點(diǎn)和熔化熱兩者。就半結(jié)晶聚丙烯而言,β相的熔點(diǎn)低于α相的熔點(diǎn)(如,低約10至15°C)。β相的熔化熱與總?cè)刍療嶂忍峁┝藰悠分笑耞球晶的百分比。在一些實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分中β_球晶的含量為以結(jié)構(gòu)化膜中α相和β相晶體的總量計(jì)至少10%、20%、25%、30%、40%或50%。β -球晶的這些含量可存在于例如直立柱中。另外,在拉伸背襯前,β-球晶的這些含量可存在于背襯中。
[0033]根據(jù)所需的應(yīng)用,另外的成分可包含于根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜中。例如,可包含表面活性劑、抗靜電劑、紫外線輻射吸收劑、抗氧化劑、有機(jī)或無(wú)機(jī)著色劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、香料和增塑劑。結(jié)構(gòu)化膜還可以包含α-成核劑。上述β_成核劑中的許多具有顏色??衫缫灾珴饪s液或著色母料的形式添加另外的著色劑。
[0034]在一些實(shí)施例中,含成核劑的半結(jié)晶聚烯烴可為熱塑性材料的多層或多組分熔融流的一部分。這可產(chǎn)生至少部分地由與主要形成背襯的熱塑性材料不同的熱塑性材料形成的直立柱。由多層熔融流制得的各種構(gòu)型的直立柱(例如)示于美國(guó)專利N0.6,106,922 (Cejka等人)中。在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜為多層膜或多組分膜的實(shí)施例中,可通過(guò)任何常規(guī)的方法形成結(jié)構(gòu)化膜??赏ㄟ^(guò)例如在美國(guó)專利Νο4, 839, 131 (Cloeren)中示出的多層供料頭形成多層熔融流。也可使用具有不同組分的域或區(qū)域的多組分的熔融流??捎玫亩嘟M分熔融流可使用添加共擠出模具或其他已知方法(如,美國(guó)專利N0.6,767,492 (Norquist等人)中示出的方法)形成。另一個(gè)可用的方法描述于美國(guó)專利N0.5,429,856 (Krueger等人)中。該專利描述了聚合物熔融流,該聚合物熔融流被分段成多個(gè)亞流并隨后被擠出到另一熔融流的中央,所述另一熔融流隨后形成膜。該共擠出方法產(chǎn)生了在另一聚合物的基體內(nèi)具有多股分段流的膜。
[0035]根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜還可以是并列型共擠出膜。并列型共擠出膜可通過(guò)多種可用的方法制得。例如,美國(guó)專利N0.4,435,141 (Weisner等人)描述了用于制備多組分膜的具有模具棒的模具,所述多組分膜在膜橫向上具有交替的分段。在模具的出口區(qū)域處的模具棒或多個(gè)模具棒,利用在模具棒的兩個(gè)外面上形成的通道使兩股聚合物流分段。在這些通道內(nèi)的兩組分段聚合物流在模具棒的尖端處匯聚,在該處兩個(gè)模具棒面匯合。分段聚合物流被布置為使得當(dāng)兩股分段聚合物流在棒尖端處匯聚時(shí),它們形成具有聚合物的交替并列型區(qū)的膜。還預(yù)見(jiàn)使用兩個(gè)并列型模具棒,其中相鄰模具棒的兩個(gè)面接合并形成將第三組分段聚合物流導(dǎo)向至兩個(gè)模具棒匯合的尖端的腔體。三股分段聚合物流匯聚并形成ABCABC三者并列型聚合物流。模具棒使單一聚合物流分段成沿著模具棒的任何給定面的一系列橫向分段流。如美國(guó)專利N0.6,669,887 (Hilston等人)中所述的在并列型共擠出膜的一個(gè)或兩個(gè)外面上也包括共擠出連續(xù)外表層的類似方法也可為有用的。
[0036]在一些實(shí)施例中,與需要多個(gè)模頭來(lái)實(shí)現(xiàn)并列型共擠出法的方法相比,有利之處在于,可使用具有分配盤(pán)的單歧管模頭來(lái)實(shí)施對(duì)流入并列型分道中的不同聚合物組合物流的管理。在這些實(shí)施例的一些中,模頭包括:第一模腔,其位于第一模頭部分中;第二模腔,其位于第二模頭部分中;分配盤(pán),其插入所述第一模腔的至少一部分(例如,大部分或全部)和所述第二模腔的至少一部分(例如,大部分或全部)之間。所述分配盤(pán)具有形成所述第一模腔的邊界的第一側(cè)面、形成所述第二模腔的邊界的第二側(cè)面、分配邊緣、多個(gè)第一擠出通道和多個(gè)第二擠出通道。所述第一擠出通道從所述第一模腔處的入口延伸至所述分配邊緣上的出口,且所述第二擠出通道從所述第二模腔處的入口延伸至所述分配邊緣上的出口。所述第一擠出通道的所述出口以及所述第二擠出通道的所述出口沿所述分配邊緣設(shè)置在交替位置中。第一擠出通道中的每個(gè)通道包括兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁以及連接所述兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的接合表面,并且第一擠出通道中的至少一些通道的接合表面通?;旧掀叫杏诜峙浔P(pán)的第一側(cè)面。有關(guān)模具和分配盤(pán)的其他細(xì)節(jié)可見(jiàn)于例如國(guó)際專利申請(qǐng)公布N0.W02011/097436 (Gorman 等人)。
[0037]在一些實(shí)施例中,結(jié)構(gòu)化膜是具有并列型第一和第二分道的共擠出膜,其中第一分道包含半結(jié)晶聚烯烴和β_成核劑,并且其中第二分道包含不同的聚合物組合物。在一些實(shí)施例中,結(jié)構(gòu)化膜是具有第一和第二層的多層膜,其中第一層包含半結(jié)晶聚烯烴和
成核劑,并且其中第二層包含不同的聚合物組合物。用于不同的聚合物組合物的合適的熱塑性材料包括:聚烯烴均聚物,例如聚乙烯和聚丙烯、乙烯、丙烯和/或丁烯的共聚物;包含乙烯的共聚物,例如乙烯乙酸乙烯基酯和乙烯丙烯酸;聚酯,例如聚(乙烯對(duì)苯二酸酯)、聚乙烯丁酸酯和聚萘二甲酸乙二醇酯;聚酰胺,例如聚(聚己二酰己二胺);聚氨酯;聚碳酸酯?’聚(乙烯醇);酮,例如聚醚醚酮;聚苯硫醚;以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中,不同的聚合物組合物(如第二分道或第二層中)包含α成核劑(如聚丙烯中)。
[0038]在一些實(shí)施例中,不同的聚合物組合物(如第二分道或第二層中)包含彈性材料。術(shù)語(yǔ)“彈性體”指可用于制作膜(厚度為0.002至0.5mm)且可從拉伸或變形狀態(tài)恢復(fù)的聚合物??梢杂糜诒疚乃_(kāi)的分段多組分聚合物膜的示例性彈性體聚合物組合物包含熱塑性彈性體,例如,ABA嵌段共聚物、聚氨酯彈性體、聚烯烴彈性體(例如,茂金屬聚烯烴彈性體)、聚酰胺彈性體、乙烯乙酸乙烯酯彈性體和聚酯彈性體。ABA嵌段共聚物彈性體通常為這樣的彈性體,其中A嵌段為聚苯乙烯系,并且B嵌段為共軛雙烯(例如,低級(jí)亞烷基雙烯)。A嵌段通常主要由取代的(例如,烷基化)或未取代的苯乙烯系部分(例如,聚苯乙烯、聚(α甲基苯乙烯)、或者聚(叔丁基苯乙烯))形成,其平均分子量為約4,000至50,000克/摩爾。B嵌段通常主要由可取代或未取代的共軛雙烯(例如,異戊二烯、1,3-丁二烯、或者乙烯-丁烯單體)形成,并且其平均分子量為約5,000至500,000克/摩爾。A和B嵌段可以采用,例如 ,線性、放射狀或者星狀構(gòu)型構(gòu)造。ABA嵌段共聚物可以包含多個(gè)A和/或B嵌段,所述嵌段可由相同或不同的單體制成。典型的嵌段共聚物為線性ABA嵌段共聚物,其中A嵌段可相同或不同,或者為具有三個(gè)以上嵌段且主要由A嵌段封端的嵌段共聚物。多嵌段共聚物可含有,例如,一定比例的AB雙嵌段共聚物,其趨于形成更為發(fā)粘的彈性體膜區(qū)段。其他彈性體可與嵌段共聚物彈性體共混,前提條件是,彈性體特性不會(huì)受到不利影響。多種類型的熱塑性彈性體均可進(jìn)行商購(gòu),其中包括BASF提供的商標(biāo)名稱為“STYR0FLEX”、殼牌化學(xué)公司(Shell Chemicals)提供的商標(biāo)名稱為“KRAT0N”、陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical)提供的商標(biāo)名稱為“PELLETHANE”或“ENGAGE”、DSM提供的商標(biāo)名稱為“ARNITEL”、DuPont提供的商標(biāo)名稱為“HYTREL”的熱塑性彈性體,以及其他熱塑性彈性體。也可使用包括美國(guó)專利N0.6,669,887 (Hilston等人)中所述的四嵌段苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯/乙烯-丙烯的熱塑性彈性體。
[0039]在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜中,背襯和直立柱通常是一體的(即,作為一體的單元同時(shí)形成)。背襯通常呈可具有基本上均勻的厚度的片材或幅材的形式,其中直立柱直接附接到背襯。在制備根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的方法中,擠出聚烯烴和β -成核劑的熔體,以提供膜背襯。該方法包括將熔體的至少一部分冷卻至足以形成β -球晶的溫度(如60°C至120°C或90°C至120°C范圍內(nèi)的溫度)以及在膜背襯上形成直立柱,以提供結(jié)構(gòu)化膜。在這些實(shí)施例的一些中,在冷卻熔體的至少一部分之后(如通過(guò)使膜暴露于工具并加熱)在膜背襯上形成直立柱。在其他實(shí)施例中,在存在工具的情況下擠出聚烯烴和β-成核劑的熔體,以提供在膜的至少一部分的背襯上具有直立柱的結(jié)構(gòu)化膜。然后將結(jié)構(gòu)化膜冷卻至足以形成β-球晶的溫度。
[0040]背襯上的直立柱可以(例如)通過(guò)利用模具和澆鑄模塑成型技術(shù)的常規(guī)的擠出法制成。在一些實(shí)施例中,將含β_成核劑的聚烯烴組合物送入連續(xù)移動(dòng)的模具表面上,所述模具表面存在具有直立柱的反相形狀的腔體。聚烯烴組合物可經(jīng)過(guò)由兩個(gè)輥形成的輥隙之間或者經(jīng)過(guò)介于模頭面與輥表面之間的輥隙之間,所述輥中的至少一個(gè)具有腔體(即所述輥中的至少一個(gè)為工具輥)。由輥隙提供的壓力迫使樹(shù)脂進(jìn)入腔體中。在一些實(shí)施例中,可以利用真空裝置來(lái)抽空腔,從而更容易地填充所述腔。輥隙具有通常足夠大的間隙使得在腔體上形成粘附的背襯。模具表面和腔體可任選地空氣冷卻或水冷卻至足以形成β_球晶的溫度(如,60°C至120°C或90°C至120°C范圍內(nèi)的溫度)。在這些實(shí)施例中,在存在形成直立柱的工具的情況下,將結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分冷卻至足以形成β_球晶的溫度。然后可例如通過(guò)剝除輥從模具表面剝除一體化形成的背襯和直立柱。
[0041]合適的工具輥可通過(guò)將具有直立柱的反相形狀的一系列孔形成到(如,通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制下的鉆孔、光蝕刻、利用流電印刷套管、激光鉆孔、電子束鉆孔、金屬?zèng)_孔、直接加工、或失蠟處理)金屬模具或套管的圓柱形面中來(lái)制備。其他合適的工具輥包括由一系列板形成的那些工具輥,所述板限定圍繞其周邊的多個(gè)柱成型腔體,如在(例如)美國(guó)專利N0.4,775,310 (Fischer)中所述的那些。例如,可通過(guò)鉆孔或光致抗蝕劑技術(shù)在板中形成腔體。另外其他合適的工具輥可以包括線材纏繞的輥,它們連同其制造方法在(例如)美國(guó)專利N0.6,190,594 (Gorman等人)中公開(kāi)??赏坎寄>?、套管、板或線的暴露表面,以賦予表面性質(zhì),如增加的耐磨性、受控的剝離特性和受控的表面粗糙度。涂層(如果存在)通常選擇為以使得聚烯烴組合物對(duì)工具輥的粘附力小于在從工具輥去除熱塑性背襯之時(shí)聚烯烴組合物的內(nèi)聚力。
[0042]用于形成具有直立柱的背襯的另一個(gè)示例性方法包括使用限定直立柱成型腔體的陣列的柔性模具帶,如在美國(guó)專利N0.7,214,334(Jens等人)中所述。模具帶圍繞第一和第二輥接受輥軋。熔融的聚烯烴組合物源可被布置用于將聚烯烴組合物遞送到模具帶。使裝置構(gòu)造為在壓力下迫使塑性樹(shù)脂進(jìn)入間隙中的所述帶的柱狀腔體中,以模制直立柱的陣列并同時(shí)形成背襯。
[0043]直立柱(可以由(例如)上述方法中的任何一種制成)可具有例如從附接到背襯的基座部分向遠(yuǎn)側(cè)末端逐漸變細(xì)的形狀?;糠挚删哂斜冗h(yuǎn)側(cè)末端更大的寬度尺寸,這可有利于在上述方法中從模具表面去除柱。
[0044]在一些實(shí)施例中,使根據(jù)上述方法中的任何一種形成的直立柱的遠(yuǎn)側(cè)末端變形,以形成具有套環(huán)接合懸垂部分的頂蓋。熱和壓力的組合可順序或同時(shí)用于使柱的遠(yuǎn)側(cè)末端變形以形成頂蓋。在一些實(shí)施例中,變形包括使遠(yuǎn)側(cè)末端與受熱的表面接觸。受熱表面可為諸如在6,708,378 (Parellada等人)或美國(guó)專利N0.5,868,987 (Kampfer等人)中公開(kāi)的平坦表面或紋理化表面。在一些實(shí)施例中,其中具有直立柱的背襯為不確定長(zhǎng)度的幅材,變形包括在第一方向上移動(dòng)該幅材穿過(guò)具有受熱表面構(gòu)件和相對(duì)表面構(gòu)件的輥隙,使得受熱表面構(gòu)件接觸遠(yuǎn)側(cè)末端。在這些實(shí)施例中,受熱表面可為(例如)封端棍。在一些實(shí)施例中,用于接觸遠(yuǎn)側(cè)末端的表面未受熱。在這些實(shí)施例中,使用壓力而不使用加熱來(lái)進(jìn)行變形。在一些實(shí)施例中,受熱表面可為與彎曲支承表面相對(duì)的受熱輥,從而形成具有可變輥隙長(zhǎng)度的可變輥隙,如(例如)在美國(guó)專利N0.6,368,097 (Miller等人)中所述。彎曲支承表面可在受熱輥的方向上彎曲,并且受熱輥可包括給料機(jī)構(gòu)以用于通過(guò)可變輥隙為背襯提供直立柱,以壓縮地接合在受熱輥和支承表面之間的幅材。
[0045]形成具有附接到背襯的直立柱的背襯的另一個(gè)合適的方法是異型材擠出,該方法在例如美國(guó)專利N0.4,894,060 (Nestegard)中有所描述。在該方法中,使含成核劑的聚烯烴組合物流動(dòng)流經(jīng)過(guò)圖案化的模唇(如通過(guò)電子放電加工切割),以形成具有順維脊的幅材。然后脊沿著脊延伸方向按間隔位置橫向切片,以形成具有由切割刀片形成的小間距的直立柱。應(yīng)當(dāng)理解,在切割之前,“直立柱”不包括此類脊。然而,圖案化的模唇可視為提供在背襯上具有直立柱的結(jié)構(gòu)化膜的工具。然后將直立柱之間的間距通過(guò)使用下述拉伸方法中的一種在脊的方向上拉伸膜而增大。脊本身也不會(huì)被視為“套環(huán)接合”,因?yàn)樗鼈冊(cè)谇懈詈屠熘安荒芙雍咸篆h(huán)。在一些實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明的方法不包括切割脊(如通過(guò)異型材擠出制得)。
[0046]除上述的連續(xù)方法之外,還可以想到包含具有直立柱的背襯的結(jié)構(gòu)化膜可使用批料工藝(如,單件注模)制備。背襯可具有任何合適的尺寸,但可使用至少I(mǎi)Ocm的長(zhǎng)度(L)和寬度(W)尺寸。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜中,可例如通過(guò)上述方法中的任一種制得的直立柱可具有多種橫截面形狀。例如,柱的橫截面形狀可為多邊形(如,正方形、矩形、六邊形或五邊形),可以是或不是規(guī)則多邊形,或柱的橫截面形狀可以是彎曲的(如,圓形或橢圓形)。
[0048]在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜中,背襯可具有多種厚度。例如,背襯的初始厚度(即在任何拉伸之前)可為至多約750、500、400、250或150微米,具體取決于所需應(yīng)用。在一些實(shí)施例中,背襯的初始厚度為至少約50、75或100微米,具體取決于所需應(yīng)用。在一些實(shí)施例中,背襯的初始厚度在50至約225微米、約75至約200微米或者約100至約150微米的范圍內(nèi)。背襯可具有基本上均勻的橫截面,或者背襯可具有除直立柱所提供之外的附加結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以例如通過(guò)形成上述輥中的至少一者賦予。
[0049]在一些實(shí)施例中,直立柱的最大高度(在背襯之上)為至多3毫米(mm)、1.5mm、Imm或0.5mm,并且在一些實(shí)施例中,最小高度為至少0.05mm、0.075mm、0.1mm或0.2mm。在一些實(shí)施例中,柱具有至少約2:1、3:1或4:1的縱橫比(即高度與寬度尺寸的比率)。在一些實(shí)施例中,縱橫比可為至多10:1。就具有頂蓋的柱而言,頂蓋的面積通常大于柱的橫截面面積。在頂蓋正下方測(cè)量的頂蓋的寬度尺寸與柱的比率通常為至少1.5:1或3:1,并且可為至多5:1或更大。加蓋的柱通常比加蓋之前的柱更短。在一些實(shí)施例中,加蓋的柱具有至少0.025mm、0.05mm或0.1mm、在一些實(shí)施例中至多2mm、1.5mm、Imm或0.5mm的高度(在背襯之上)。可加蓋或未加蓋的柱可具有最大寬度尺寸為至多I (在一些實(shí)施例中,至多0.75、0.5或0.45)mm的橫截面。在一些實(shí)施例中,柱具有寬度尺寸在10 μ m和250 μ m之間的橫截面。術(shù)語(yǔ)“寬度尺寸”應(yīng)理解為包括具有圓形橫截面的柱的直徑。當(dāng)柱具有不止一個(gè)寬度尺寸時(shí)(如,在矩形或橢圓形橫截面形狀的柱或如上所述逐漸變細(xì)的柱中),本文所述縱橫比為高度與最大寬度尺寸之比。
[0050]直立柱通常在背襯上間隔開(kāi)。術(shù)語(yǔ)“間隔開(kāi)”指形成為在它們之間具有距離的柱。當(dāng)背襯處于展平構(gòu)型時(shí),在拉伸背襯之前或之后,“間隔開(kāi)”的柱的基座(柱附接到背襯的位置)不會(huì)彼此接觸。在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜中,間隔開(kāi)的直立柱的初始密度(即,在膜的任何拉伸之前)為至少10/平方厘米(Cm2) (63/平方英寸(in2))。例如,柱的初始密度可為至少 100/cm2 (635/in2)、248/cm2 (1600/in2)、394/cm2 (2500/in2)或550/cm2 (3500/in2)。在一些實(shí)施例中,柱的初始密度可為至多1575/cm2 (10000/in2)、至多約 1182/cm2 (7500/in2)或至多約 787/cm2 (5000/in2)。例如,在 10/cm2 (63/in2)至 1575/cm2 (10000/in2)或 100/cm2 (635/in2)至 1182/cm2 (7500/in2)范圍內(nèi)的初始密度可為有用的。直立柱的間距不一定為均勻的。
[0051]在一些實(shí)施例中,制備根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的方法包括拉伸背襯,以提供在背襯中的微孔。不想受到理論的束縛,據(jù)信在至少一個(gè)方向上拉伸膜時(shí),例如,背襯中的半結(jié)晶聚丙烯從β_晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?晶體結(jié)構(gòu),并且在膜背襯中形成微孔。直立柱通常不受拉伸影響,或者受影響程度比膜背襯小得多,因此保持β_晶體結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜在其拉伸后的橫截面的掃描電鏡圖像示于圖1a中。圖1a顯示背襯IOa是多孔的而直立柱12a不是微孔的。
[0052]所得拉伸的膜可具有若干獨(dú)特的性能。例如,形成于背襯中的微孔與應(yīng)力致白一起可提供不透明的白色膜,而直立柱是透明的。通過(guò)結(jié)構(gòu)化膜中著色劑的存在可提高背襯與直立柱之間的視覺(jué)對(duì)比度。在膜形成之前,可以例如使用如上所述的著色母料向聚丙烯中添加著色劑。有色背襯在拉伸時(shí)還發(fā)生應(yīng)力致白和微孔形成,并且這些變化通常表現(xiàn)為背襯的顏色強(qiáng)度的明顯降低。結(jié)果,拉伸的背襯可具有柔和的顏色,而直立柱的顏色強(qiáng)度被保持。例如,如果使用濃度足夠低的著色母料,所得拉伸的膜可具有幾乎白色背襯的外觀,該背襯具有有色直立柱。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜在拉伸之前和拉伸之后的外觀變化分別示于圖2a和2b中。如圖2b所示的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜中背襯和直立柱之間的外觀差別提供了獨(dú)特的令人愉悅的美感。
[0053]在制備根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的方法的一些實(shí)施例中,拉伸含球晶的結(jié)構(gòu)化膜使得結(jié)構(gòu)化膜的不透明度增大至少10%。在一些實(shí)施例中,這種拉伸使得不透明度增大至少15%、20%、25%或30%。不透明度的增大可為例如至多90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%或50%。結(jié)構(gòu)化膜的初始不透明度受到例如膜厚度的影響。拉伸膜通常導(dǎo)致厚度減小,這通常將導(dǎo)致不透明度減小。然而,在本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜中,應(yīng)力致白和微孔形成導(dǎo)致不透明度增大。在這些實(shí)施例中,使用分光光度計(jì)測(cè)量不透明度,分別針對(duì)黑色背景和針對(duì)白色背景測(cè)量“L”值。不透明度以(針對(duì)黑色背景測(cè)得的L/針對(duì)白色背景測(cè)得的U X 100計(jì)算。“L”值是由國(guó)際照明委員會(huì)(International Commissionon Illumination)確立的CIELAB色空間標(biāo)度的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)中的一個(gè)。“L”為亮度值,在0(黑)至100(最高強(qiáng)度)范圍內(nèi)。以下例子提供了有關(guān)測(cè)試方法的其他細(xì)節(jié)。通過(guò)[(拉伸后的不透明度-拉伸前的不透明度)/拉伸前的不透明度]X 100計(jì)算由拉伸結(jié)構(gòu)化膜引起的不透明度的百分比變化。
[0054]在制備根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的方法的一些實(shí)施例中,拉伸含球晶的結(jié)構(gòu)化膜使得膜的灰度值減小至少20%。在一些實(shí)施例中,這種拉伸使得灰度值減小至少25%、30%、40%或50%。灰度值的減小可為例如至多90%、85%、80%、75%、70%、65%或60%。就這些實(shí)施例而言,使用以下實(shí)例部分中描述的方法以透射模式測(cè)量灰度值。拉伸膜通常導(dǎo)致厚度減小,這通常將導(dǎo)致以透射模式測(cè)得的灰度值增大。然而,在本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜中,應(yīng)力致白和微孔形成導(dǎo)致透射模式灰度值減小。通過(guò)[(拉伸后的灰度值-拉伸前的灰度值)/拉伸前的灰度值]X100計(jì)算由拉伸膜引起的灰度值的百分比變化。
[0055]在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的一些實(shí)施例中,微孔結(jié)構(gòu)化膜的灰度值為至多40(在一些實(shí)施例中,至多35、30、25、20或15)。就這些實(shí)施例而言,使用以下實(shí)例中描述的方法以透射模式測(cè)量灰度值。本文所公開(kāi)的微孔結(jié)構(gòu)化膜的灰度值與具有相似組成但摻入了常規(guī)量的紅外線阻隔劑如二氧化鈦的聚烯烴膜達(dá)到的灰度值相當(dāng)或比其更好。
[0056]結(jié)構(gòu)化膜的不透明度和灰度測(cè)量值與其透光能力有關(guān)。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“光”是指電磁輻射,無(wú)論對(duì)于人的肉眼是否可見(jiàn)。紫外光是波長(zhǎng)在約250納米(nm)至380nm范圍內(nèi)的光。可見(jiàn)光是波長(zhǎng)在380納米(nm)至700nm范圍內(nèi)的光。紅外光的波長(zhǎng)在約700nm至300微米范圍內(nèi)。在拉伸根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜之后,其減少對(duì)紫外光、可見(jiàn)光和紅外光的透射。拉伸的結(jié)構(gòu)化膜中的微孔往往散射紫外、可見(jiàn)和紅外范圍內(nèi)的光。
[0057]在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜的一些實(shí)施例中,微孔結(jié)構(gòu)化膜在250納米至2250納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光百分率在8%至60%的范圍內(nèi)。在拉伸之前,相同膜在相同波長(zhǎng)范圍內(nèi)可具有40%至約80%范圍內(nèi)的透光百分率。在一些實(shí)施例中,如以下例子所示,包含β_成核劑的示例性結(jié)構(gòu)化膜具有在拉伸時(shí)降低至少25%和至多60 %、70 %或75 %的透光百分率,具體取決于拉伸度、拉伸溫度和波長(zhǎng)范圍(如紫外、可見(jiàn)或紅外)。在一些實(shí)施例中,微孔結(jié)構(gòu)化膜在250納米至2250納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有約20%至約80%范圍內(nèi)的反射百分率。在拉伸之前,相同膜在相同波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有3%至約30%范圍內(nèi)的反射百分率。在一些實(shí)施例中,如以下例子所示,包含成核劑的示例性結(jié)構(gòu)化膜具有在拉伸后增大至少55%或80%和至多150%、200%或250%的反射百分率,具體取決于拉伸度、拉伸溫度和波長(zhǎng)范圍。即,在拉伸后反射百分率具有至少55%或80%和至多150%、200%或250%的百分比增長(zhǎng)。
[0058]拉伸的結(jié)構(gòu)化膜阻擋光透射(如通過(guò)散射)的能力允許它們?cè)跈z測(cè)系統(tǒng)中被檢測(cè),該檢測(cè)依賴于將光投射到基底上以及檢測(cè)從被照射基底區(qū)域接收到的光的量。例如,在復(fù)合制品的制造中,由于其阻擋紫外光、可見(jiàn)光和/或紅外光的能力,可對(duì)本文所公開(kāi)的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜或其結(jié)合到復(fù)合制品中的一部分的存在或位置進(jìn)行檢測(cè)。復(fù)合制品可以是例如一次性吸收制品,并且結(jié)構(gòu)化膜可以是待結(jié)合到一次性吸收制品中的機(jī)械緊固補(bǔ)片。評(píng)估機(jī)械緊固補(bǔ)片對(duì)紫外光、可見(jiàn)光或紅外光中至少一者的照射的響應(yīng)。隨后,在制造過(guò)程中可照射復(fù)合制品,并且可針對(duì)機(jī)械緊固補(bǔ)片的預(yù)定響應(yīng)對(duì)從被照射復(fù)合制品接收到的紫夕卜、可見(jiàn)或紅外輻射中的至少一者進(jìn)行檢測(cè)和分析??墒褂脠D像分析器測(cè)定機(jī)械緊固補(bǔ)片的位置,該圖像分析器可檢測(cè)灰度值的預(yù)定變化,例如與機(jī)械緊固補(bǔ)片和其他組件的位置相對(duì)應(yīng)的變化。本文所公開(kāi)的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜散射紅外光的能力使其即使在位于復(fù)合制品中的其他材料層之間時(shí)也可被檢測(cè)到。有關(guān)檢測(cè)復(fù)合制品中的微孔膜的方法的更多信息,參見(jiàn)2011年12月13日提交的共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/323, 980 (Chandrasekaran等人)O
[0059]雖然先前已描述使用依賴于紅外光檢測(cè)的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)組件的存在或位置,但組件包含可吸收或反射紅外光的紅外線阻隔劑。參見(jiàn)例如美國(guó)專利N0.6,927,857 (Koele等人)。令人意外的是,本文所公開(kāi)的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜可比由類似聚烯烴材料制成并載有紅外線阻隔劑的膜阻擋等量或更大量的紅外線輻射。在一些實(shí)施例中,本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜基本上不含紅外線阻隔劑(如吸收劑或反射劑)。在一些實(shí)施例中,本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜基本上不含紅外線吸收劑。“基本上不含”紅外線吸收劑的結(jié)構(gòu)化膜可以不具有紅外線吸收劑或可以具有小于I重量%、0.5重量%或0.01重量%或小于IOppm或IOppb的量的紅外線吸收劑。在一些實(shí)施例中,本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜基本上不含紅外線反射劑或散射劑?!盎旧喜缓奔t外線反射劑或散射劑的結(jié)構(gòu)化膜可以不具有紅外線反射劑或散射劑或可以具有小于2重量%、1.5重量%、I重量%或0.5重量%的量的紅外線反射劑或散射劑。在這些實(shí)施例的一些中,結(jié)構(gòu)化膜基本上不含選自二氧化鈦、硫酸鋇、氧化鎂、碳酸鈣、聚四氟乙烯微珠和聚烯烴微珠的紅外線反射劑或散射劑。
[0060]當(dāng)在本文所公開(kāi)的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的背襯中形成微孔時(shí),膜的密度降低。所得低密度的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜比厚度相當(dāng)?shù)芏雀叩哪っ饋?lái)更柔軟??墒褂贸R?guī)方法(例如在比重瓶中使用氦)測(cè)量膜的密度。在制備根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的方法的一些實(shí)施例中,拉伸含β-球晶的結(jié)構(gòu)化膜使得結(jié)構(gòu)化膜的密度降低至少3%。在一些實(shí)施例中,這種拉伸使得密度降低至少5%或7.5%0例如,拉伸使得密度降低3%至15%或5%至10%的范圍。通過(guò)[(拉伸前的密度-拉伸后的密度)/拉伸前的密度]XlOO計(jì)算由拉伸結(jié)構(gòu)化膜弓丨起的密度的百分比變化。可例如使用如以下例子中所述的葛爾萊式剛度試驗(yàn)機(jī)(Gurleystiffness)測(cè)量膜的柔軟性。
[0061]拉伸本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜可在幅材上雙軸或單軸上進(jìn)行。雙軸拉伸意指在背襯的平面內(nèi)在兩個(gè)不同方向上拉伸。通常,但并非始終如此,第一方向?yàn)榭v向“L”,并且第二方向?yàn)閷挾确较颉癢”。雙軸拉伸可以通過(guò)拉伸熱塑性背襯順序地執(zhí)行,例如首先在第一方向或第二方向之一的方向上拉伸,隨后在第一方向或第二方向中的另一個(gè)方向上拉伸。雙軸拉伸也可基本上同時(shí)在兩個(gè)方向上進(jìn)行。單軸拉伸是指在背襯的平面內(nèi)在僅一個(gè)方向上拉伸。通常,單軸拉伸在“L”或“W”方向之一上進(jìn)行,但其他拉伸方向也是可以的。
[0062]雖然已證實(shí)包含具有β_球晶的聚丙烯的非結(jié)構(gòu)化膜在拉伸時(shí)變成微孔的并且不透明度增大,但據(jù)報(bào)告實(shí)現(xiàn)所需的孔隙度或不透明度水平需要較高的拉伸t匕。在一些情況下,報(bào)告了超過(guò)5:1、10:1或甚至20:1的拉伸比。參見(jiàn)例如美國(guó)專利N0.6,815,048 (Davidson 等人)、美國(guó)專利申請(qǐng)公布 N0.2006/0177632 (Jacoby)和 1998 年9月23日公布的英國(guó)專利申請(qǐng)GB2323325。在一些情況下,優(yōu)選雙軸拉伸。令人意外的是,如本文所公開(kāi)的包含半結(jié)晶聚烯烴和β -成核劑的結(jié)構(gòu)化膜、包含背襯和附接到背襯的直立柱的結(jié)構(gòu)化膜可以相對(duì)較低的拉伸比拉伸,并且在一些情況下,僅在一個(gè)方向上拉伸,以實(shí)現(xiàn)高水平的孔隙度和不透明度。如以下例子中所示,根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜可以2:1的拉伸比單軸拉伸,以提供比使用相同材料通過(guò)相同方法制備但不具有直立柱的平膜具有更低密度和更高不透明度的膜。
[0063] 即使在不存在其他成穴劑如碳酸鈣或與半結(jié)晶聚烯烴相分離的稀釋劑的情況下,仍以較低拉伸比實(shí)現(xiàn)高水平的孔隙度和不透明度。因此,在一些實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜基本上不含在半結(jié)晶聚烯烴的熔融溫度以下相分離的稀釋齊?。此類稀釋劑包括烴蠟、凡士林、礦物油、溶劑油、酞酸二辛酯和石蠟。在一些實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜基本上不含成穴劑。當(dāng)提及稀釋劑或成穴劑時(shí),術(shù)語(yǔ)“基本上不含”意指結(jié)構(gòu)化膜中的任何稀釋劑或成穴劑可以結(jié)構(gòu)化膜的總重量計(jì),以至多5重量%、2.5重量%、1重量%、0.5重量%或0.1重量%的含量存在?!盎旧喜缓毕♂寗┗虺裳▌┌ā安缓毕♂寗┗虺裳▌?br>
[0064]在本文所公開(kāi)的方法的一些實(shí)施例中,拉伸使背襯的長(zhǎng)度(“L”)或?qū)挾?“W”)中的至少一者增加至少1.2倍(在一些實(shí)施例中,至少1.5、2或2.5倍)。在一些實(shí)施例中,拉伸使背襯的長(zhǎng)度(“L”)和寬度(“W”)兩者增加至少1.2倍(在一些實(shí)施例中,至少1.5倍、2倍或2.5倍)。在一些實(shí)施例中,拉伸使背襯的長(zhǎng)度(“L”)或?qū)挾?“W”)中的至少一者增加至多5倍(在一些實(shí)施例中,至多2.5倍)。在一些實(shí)施例中,拉伸使背襯的長(zhǎng)度(“L”)和寬度(“W”)兩者增加至多5倍(在一些實(shí)施例中,至多2.5倍)。令人意外的是已發(fā)現(xiàn),即使在不存在其他成穴劑如碳酸鈣的情況下,即使以至多2.5,2.25,2.2或甚至2的拉伸比單軸拉伸,也可提供高水平的孔隙度和不透明度。
[0065]與在不存在成核劑的情況下制備的半結(jié)晶聚烯烴膜相比,根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜具有獨(dú)特的雙折射特性。雙折射是指在不同方向上具有不同的有效折射率的材料特性。在本專利申請(qǐng)中,在顯微鏡(以商品名“DMRXE”得自德國(guó)韋茨拉爾的徠卡顯微系統(tǒng)公司(Leica Microsystems GmbH, Wetzlar, Germany))上用延遲成像系統(tǒng)(以商品名“LC-P0LSC0PE”得自德國(guó)達(dá)姆施塔特Lot-Oriel公司(Lot-Oriel GmbH &C0., Darmstadt, Germany))以及數(shù)字 CCD 彩色相機(jī)(以商品名 “RETIGA EXi FAST1394” 得自加拿大不列顛哥倫比亞省薩里市的Q成像公司(Qlmaging, Surrey, BC, Canada))評(píng)估雙折射率。該顯微鏡裝配有得自麻薩諸塞州霍普金頓市的劍橋研究和器械公司(CambridgeResearch & Instrumentation, Inc., Hopkinton, Mass.)的 546.5nm 干涉濾光片、以及l(fā)Ox/0.25物鏡。就本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜而言,如以下例子中所示,雖然在不含β成核劑的半結(jié)晶聚丙烯膜中通過(guò)拉伸并未顯著改變背襯的雙折射率,但在拉伸后背襯的雙折射率測(cè)量值增大。在本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜和不含β成核劑的半結(jié)晶聚丙烯膜兩者中通過(guò)拉伸均未顯著改變柱的雙折射率測(cè)量值。
[0066]在拉伸前,本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜的背襯和直立柱均表現(xiàn)出正雙折射和負(fù)雙折射區(qū)域兩者,如圖6a和6b (分別為下述實(shí)例5和6的圖像)中的斑點(diǎn)狀外觀(即明亮區(qū)域和黑暗區(qū)域)所證實(shí)的那樣。將圖6b與6a比較證實(shí),在拉伸后,膜背襯具有更少的斑點(diǎn)狀外觀。就對(duì)比的不含β成核劑的半結(jié)晶聚丙烯膜而言,在拉伸前,背襯和直立柱均主要表現(xiàn)出如圖5a(下述比較例I的圖像)所示的正雙折射的均勻圖案。未觀察到斑點(diǎn)狀圖案。在拉伸后,如圖5b(比較例2的圖像)所示,膜背襯具有拉伸誘導(dǎo)的雙折射,如膜背襯的更亮的外觀所證實(shí)的那樣。
[0067]一般來(lái)講,當(dāng)在低于熱塑性材料熔點(diǎn)的溫度下,特別是在低于膜的線條拉延溫度的溫度下,單軸拉伸或雙軸拉伸熱塑性膜時(shí),熱塑性膜可不均勻地拉伸,并且在已拉伸與未拉伸部分之間形成清晰邊界。此現(xiàn)象稱為頸縮或線條拉延。然而,當(dāng)熱塑性背襯被拉伸至足夠高的程度時(shí),基本上會(huì)均勻地拉伸整個(gè)熱塑性背襯。出現(xiàn)此情形的拉伸比稱為“自然拉伸比”或“自然拉延比”。高于自然拉伸比的拉伸被理解為提供明顯更均勻的性質(zhì)或特性,例如厚度、抗拉強(qiáng)度以及彈性模量。對(duì)于任何給定的熱塑性背襯和拉伸條件而言,自然拉伸比由多個(gè)因素確定,例如,形成熱塑性背襯的熱塑性樹(shù)脂的組成,例如由于工具輥上的淬火條件的所形成熱塑性背襯的形態(tài),以及溫度和拉伸速率。此外,對(duì)于雙軸拉伸的熱塑性背襯而言,在一個(gè)方向的自然拉伸比將受到在另一方向的拉伸條件(包括最終拉伸比)的影響。因此,可以說(shuō)假定在一個(gè)方向存在自然拉伸比,則在另一方向存在固定拉伸比,或者,作為另外一種選擇,可以說(shuō)存在導(dǎo)致自然拉伸比的一對(duì)拉伸比(在第一方向的一個(gè)拉伸比以及在第二方向的一個(gè)拉伸比)。術(shù)語(yǔ)“拉伸比”是指熱塑性背襯的給定部分在拉伸之后的線性尺寸與相同部分在拉伸之前的線性尺寸的比率。已有報(bào)告稱聚丙烯的最常見(jiàn)晶型(α晶型)的自然拉伸比為約6:1。
[0068]已發(fā)現(xiàn),以2:1至2.5:1范圍內(nèi)的低拉伸比拉伸主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜導(dǎo)致膜具有斑污狀外觀,而以這些低拉伸比拉伸包含β_球晶的類似結(jié)構(gòu)化膜導(dǎo)致膜具有均勻外觀。即使在直立柱是膜的唯一結(jié)構(gòu)元件時(shí),仍可實(shí)現(xiàn)膜的均勻外觀。換句話講,膜不需要如美國(guó)專利N0.6,582,642 (Buzzell等人)中所述的任何拉伸限制構(gòu)造。
[0069]已觀察到主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜與根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜之間的其他差異,如以下例子中詳細(xì)描述。例如,主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜在2:1的拉伸比下的頸縮在約15%至20%的范圍內(nèi)。相比之下,根據(jù)本發(fā)明的包含半結(jié)晶聚烯烴和β_成核劑的結(jié)構(gòu)化膜在2:1的拉伸比下的頸縮為約10%。另外,根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜在以2:1的拉伸比拉伸時(shí)的膜厚度減小比主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜的小。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜在拉伸后的背襯厚度可在例如5至200 μ m、10至100 μ m或30至70 μ m的范圍內(nèi)。
[0070]在根據(jù)本發(fā)明的方法中,拉伸結(jié)構(gòu)化膜可以多種方式進(jìn)行。當(dāng)結(jié)構(gòu)化膜為不確定長(zhǎng)度的幅材時(shí),例如,可通過(guò)在速度增加的輥上推進(jìn)結(jié)構(gòu)化膜來(lái)進(jìn)行在縱向的單軸拉伸。允許結(jié)構(gòu)化膜的單軸、順序雙軸和同時(shí)雙軸拉伸的靈活拉伸方法采用平膜拉幅機(jī)裝置。這種裝置采用以下方式沿著結(jié)構(gòu)化膜的相對(duì)邊緣使用多個(gè)夾片、夾鉗或其他膜邊緣抓握裝置來(lái)抓握熱塑性幅材:使得通過(guò)沿著發(fā)散軌條以變化的速度推進(jìn)抓握裝置而獲得在所需方向的單軸、順序雙軸或同時(shí)雙軸拉伸。在縱向增加夾片速度通常會(huì)導(dǎo)致縱向拉伸。例如發(fā)散軌條的裝置通常會(huì)導(dǎo)致橫向拉伸???例如)通過(guò)美國(guó)專利N0.7,897,078 (Petersen等人)和其中引用的參考文獻(xiàn)所公開(kāi)的方法和設(shè)備來(lái)完成單軸和雙軸拉伸。平膜拉幅機(jī)拉伸裝置可(例如)從德國(guó)西格斯多夫的布魯克納機(jī)械有限公司(Briickner MaschinenbauGmbH, Siegsdorf, Germany)商購(gòu)獲得。
[0071]拉伸結(jié)構(gòu)化膜通常在升高的溫度例如至多150°C下進(jìn)行。加熱結(jié)構(gòu)化膜可允許背襯對(duì)于拉伸更加靈活???例如)通過(guò)IR照射、熱空氣處理或通過(guò)在熱腔室中進(jìn)行拉伸來(lái)提供加熱。在一些實(shí)施例中,加熱僅施加于背襯的第二表面(即,與直立柱從中突出的第一表面相對(duì)的表面)以使可由加熱所引起的對(duì)直立柱的任何損壞降到最小。例如,在這些實(shí)施例中,僅加熱與背襯的第二表面接觸的輥。在一些實(shí)施例中,在50°C至130°C范圍內(nèi)的溫度下拉伸結(jié)構(gòu)化膜。如以下例子中所示,已發(fā)現(xiàn)本文所公開(kāi)的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的孔隙度和不透明度水平隨著拉伸溫度降低而增大。在一些實(shí)施例中,溫度范圍為50°C至110°C、50°C至90°C或50°C至80°C。在一些實(shí)施例中,在較低溫度下例如在25°C至50°C范圍內(nèi)拉伸可為可行的。令人意外的是已發(fā)現(xiàn),可在比包含前述成核劑的平膜更低的溫度下拉伸本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜。例如,含β_成核劑的半結(jié)晶聚烯烴的結(jié)構(gòu)化膜甚至可以在至多700C (如,在50°C至70°C或60°C至70°C的范圍內(nèi))的溫度下拉伸。
[0072]在拉伸之后,直立柱的密度小于直立柱的初始密度。在根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜的一些實(shí)施例中,直立柱在拉伸后的密度為至少2/平方厘米(cm2)(13/平方英寸(in2))。例如,柱在拉伸后的密度可為至少62/cm2 (400/in2)、124/cm2 (800/in2)、248/cm2 (1600/in2)或394/cm2 (2500/in2)。在一些實(shí)施例中,柱在拉伸后的密度可為至多約 1182/cm2 (7500/in2)或至多約 787/cm2 (5000/in2)。例如,拉伸后在 2/cm2 (13/in2)至 1182/cm2 (7500/in2)或 124/cm2 (800/in2)至 787/cm2 (5000/in2)范圍內(nèi)的密度可為有用的。另外,柱的間距不需要是均勻的。
[0073]主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜與根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜之間存在機(jī)械性能差異,如以下例子中詳細(xì)描述。不管是否拉伸,根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜比對(duì)應(yīng)的主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜具有更低的抗拉強(qiáng)度和更低的剛度。就拉伸的結(jié)構(gòu)化膜而言,根據(jù)本發(fā)明的膜的橫向抗撕強(qiáng)度高于拉伸的主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜的橫向抗撕強(qiáng)度。主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的結(jié)構(gòu)化膜與根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜的撕裂特性差異示于圖4a和4b中。在圖4a(根據(jù)本發(fā)明的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的示意圖)中,在膜的橫向上制成的刻痕40將在撕裂蔓延時(shí)在橫向上繼續(xù)。相比之下,在圖4b(主要具有聚丙烯的α晶型并且不含β成核劑的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的示意圖)中,在膜的橫向上制成的刻痕40將在撕裂蔓延時(shí)改變方向而導(dǎo)致縱向撕裂。根據(jù)本發(fā)明的拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的撕裂行為提供了優(yōu)于對(duì)比的結(jié)構(gòu)化膜的顯著制造優(yōu)勢(shì)。可在根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)拉伸的結(jié)構(gòu)化膜的制造中開(kāi)始的任何撕裂不會(huì)在縱向上快速蔓延,而對(duì)比的結(jié)構(gòu)化膜的撕裂會(huì)快速蔓延。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化膜(其包含含β_成核劑的聚烯烴(如聚丙烯)和含α-成核劑的聚烯烴(如聚丙烯),例如并列型共擠出膜)可具有獨(dú)特的外觀。在一些實(shí)施例中,第一分道包含半結(jié)晶聚烯烴和β_成核劑,并且第二分道包含半結(jié)晶聚烯烴和α-成核劑。并列型分道在拉伸后由于第一分道中形成微孔而第二分道中不存在微孔可具有不同的顏色。另外,在拉伸后,第一分道中背襯的高度可大于第二分道中背襯的高度。在這些應(yīng)用中,如果直立柱在拉伸后加蓋,可以優(yōu)先地加蓋第一分道中的柱而非第二分道中的柱。
[0075]就根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜的任何實(shí)施例而言,背襯可呈卷的形式,可從所述卷以適用于所需應(yīng)用的尺寸切割較小的補(bǔ)片(例如機(jī)械緊固件補(bǔ)片)。在本專利申請(qǐng)中,結(jié)構(gòu)化膜還可以是已切割為所需尺寸的補(bǔ)片,并且制備結(jié)構(gòu)化膜的方法可包括將膜切割為所需尺寸。在一些實(shí)施例中,背襯的第二表面(即,與直立柱從中突出的第一表面相對(duì)的表面)可涂覆有粘合劑(如,壓敏粘合劑)。在此類實(shí)施例中,當(dāng)背襯呈卷的形式時(shí),可將隔離襯片施加到暴露的粘合劑。
[0076]在制備本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜的方法的一些實(shí)施例中,方法包括將背襯的第二表面(即,與直立柱從中突出的第一表面相對(duì)的表面)接合到載體。例如,可以通過(guò)層合(如,擠出層合)、粘合劑(如,壓敏粘合劑)或其他粘合方法(如,超聲波粘合、壓縮粘合或表面粘合)將背襯接合到載體。此類接合方法可以根據(jù)需要在拉伸背襯之前或拉伸背襯之后進(jìn)行。背襯可以在具有直立柱的背襯的形成過(guò)程中接合到載體。所得制品可為緊固層合物,例如,接合到吸收制品的底片的緊固拉袢,其可用于接合吸收制品的前腰區(qū)和后腰區(qū)。
[0077]該載體在一些實(shí)施例中可以接合到背襯的第二表面,可以是連續(xù)的(即,無(wú)任何貫穿的孔)或不連續(xù)的(如,包含貫穿的穿孔或小孔)。載體可以包含多種合適的材料,包括織造幅材、非織造幅材(例如紡粘幅材、水刺幅材、氣流成網(wǎng)幅材、熔吹幅材以及粘合梳理成網(wǎng)幅材)、織物、塑性膜(例如單層或多層膜、共擠出膜、側(cè)向?qū)雍夏せ虬菽瓕拥哪?,以及它們的組合。在一些實(shí)施例中,載體為纖維材料(如織造材料、非織造材料或針織材料)。當(dāng)涉及載體或幅材時(shí),術(shù)語(yǔ)“非織造”指具有交錯(cuò)排列的、而非呈如同針織物那樣的可辨識(shí)方式的各個(gè)纖維或絲線的結(jié)構(gòu)。非織造織物或幅材可由多種方法形成,例如熔吹法、紡粘法、水刺法、和粘合梳理成網(wǎng)法。在一些實(shí)施例中,載體包含多個(gè)非織造材料層,其具有例如至少一層熔吹非織造物和至少一層紡粘非織造物,或任何其他合適的非織造材料的組合。例如,載體可以為紡粘-熔粘-紡粘、紡粘-紡粘或紡粘-紡粘-紡粘多層材料?;蛘撸d體可為包含非織造層和致密膜層的復(fù)合幅材。
[0078]提供可用的載體的纖維材料可以由天然纖維(如木材或棉纖維)、合成纖維(如熱塑性纖維)或者天然纖維和合成纖維的組合制成。用于形成熱塑性纖維的示例性材料包括聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物、丁烯共聚物以及這些聚合物的共聚物和混合物)、聚酯和聚酰胺。該纖維也可以是多組分纖維,例如,具有一種熱塑性材料的芯部和另一種熱塑性材料的外皮。
[0079]可用的載體可以具有期望用于特定應(yīng)用的任何合適的基重或厚度。對(duì)于纖維載體,基重的范圍可為如至少約20、30或40克/平方米,至約400、200或100克/平方米。載體的厚度可為至多約5mm、約2mm或約Imm,和/或其厚度可為至少約0.1、約0.2或約
0.5mmο
[0080]載體的一個(gè)或多個(gè)區(qū)可以包含一種或多種可彈性延展的材料,其在施加力時(shí)在至少一個(gè)方向上延伸,并且在移除力之后大致回復(fù)到其初始尺寸。術(shù)語(yǔ)“彈性的”是指呈現(xiàn)從拉伸或變形恢復(fù)的任何材料。同樣,不呈現(xiàn)具有從拉伸或變形恢復(fù)的“非彈性”材料也可用于載體。在載體是彈性的并且制備結(jié)構(gòu)化膜的方法包括拉伸的實(shí)施例中,將載體接合到背襯的第二表面通常在拉伸后進(jìn)行。
[0081]可在將本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)化膜接合到載體之后形成的緊固層合物可用于(例如)吸收制品中。示例性吸收制品具有至少前腰區(qū)、后腰區(qū)以及將前腰區(qū)和后腰區(qū)對(duì)分的縱向中心線,其中前腰區(qū)或后腰區(qū)中的至少一者包含根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜。緊固層合物可以為緊固拉袢的形式,該緊固拉袢粘合到前腰區(qū)或后腰區(qū)中的至少一個(gè),從吸收制品的左縱向邊緣或右縱向邊緣中的至少一個(gè)向外延伸。在其他實(shí)施例中,緊固層合物可以是吸收制品的一體的耳部。緊固層合物也可用于(例如)一次性制品,例如衛(wèi)生巾。衛(wèi)生巾通常包括旨在與穿著者的內(nèi)衣相鄰設(shè)置的底片。該底片可以是根據(jù)本發(fā)明和/或根據(jù)本發(fā)明制得的結(jié)構(gòu)化膜,用于將衛(wèi)生巾牢固地附接到內(nèi)衣,其與加蓋柱機(jī)械接合。
[0082]在其中載體是纖維網(wǎng)的一些實(shí)施例中,將熱塑性背襯的第二表面接合到載體包括在其移動(dòng)時(shí)使受熱的氣態(tài)流體(如,環(huán)境空氣、干燥空氣、氮?dú)?、惰性氣體或其他氣體混合物)噴射到纖維網(wǎng)的第一表面上;將受熱的流體在纖維幅材移動(dòng)時(shí)噴射到背襯的第二表面上,其中該第二表面與背襯的第一表面相對(duì);以及使纖維幅材的第一表面與背襯的第二表面接觸,以使得纖維幅材的第一表面熔融粘合(如表面粘合或利用蓬松保持粘合進(jìn)行粘合)到背襯的第二表面。將受熱的氣態(tài)流體噴射到纖維幅材的第一表面上以及將受熱的氣態(tài)流體噴射到背襯的第二表面上的步驟可以順序地或同時(shí)地進(jìn)行。術(shù)語(yǔ)“表面粘合的”在涉及纖維材料的粘合時(shí)指的是纖維的至少各部分的纖維表面的一部分熔融粘合到背襯的第二表面,使得基本上保持背襯的第二表面的初始(預(yù)先粘合)形狀,并且基本上保持背襯的第二表面的至少一些部分在表面粘合區(qū)域中處于暴露條件下。定量地,表面粘合纖維與嵌入纖維的不同之處可以在于,在纖維的粘合部分中,在背襯的第二表面上方,表面粘合纖維的表面區(qū)域的至少約65%是可見(jiàn)的。從不止一個(gè)角度進(jìn)行檢測(cè)對(duì)于呈現(xiàn)纖維的表面區(qū)域的整體可能是必須的。術(shù)語(yǔ)“蓬松保持粘合”在涉及纖維材料的粘合時(shí)指的是粘合的纖維材料包括的蓬松度為在粘合過(guò)程之前或沒(méi)有粘合過(guò)程的情況下材料所呈現(xiàn)的蓬松度的至少80%。如本文所用,纖維材料的蓬松度是幅材占據(jù)的總體積(包括纖維以及材料的沒(méi)有被纖維占據(jù)的空隙)與纖維材料單獨(dú)占據(jù)的體積的比。如果僅僅纖維幅材的一部分具有背襯粘合到其上的第二表面,那么通過(guò)將粘合區(qū)域中的纖維幅材的蓬松度與非粘合區(qū)域中的幅材的蓬松度進(jìn)行比較,就可以容易地確定保留的蓬松度。在一些情形下可能方便的是,將粘合的幅材的蓬松度與同一幅材的樣本在粘合之前的蓬松度進(jìn)行比較,例如在整個(gè)纖維幅材具有背襯粘合到其上的第二表面的情況下。
[0083]使用受熱的氣態(tài)流體使連續(xù)幅材接合到纖維載體幅材的方法和裝置可見(jiàn)于美國(guó)專利申請(qǐng)公布 N0.2011-0151171 (Biegler 等人)和 2011-0147475 (Biegler 等人)。
[0084]本發(fā)明的一些實(shí)施例
[0085]在第一實(shí)施例中,本發(fā)明提供了包含半結(jié)晶聚烯烴和β_成核劑的結(jié)構(gòu)化膜,該結(jié)構(gòu)化膜包含背襯和附接到該背襯的直立柱。
[0086]在第二實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜包含β -球晶。
[0087]在第三實(shí)施例中,本發(fā)明提供了包含背襯和附接到該背襯的直立柱的半結(jié)晶聚烯烴的結(jié)構(gòu)化膜,其中至少直立柱包含半結(jié)晶聚烯烴的β_球晶。
[0088]在第四實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第三實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中背襯為微孔的。
[0089]在第五實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中直立柱的密度在2/平方厘米至1182/平方厘米的范圍內(nèi)。
[0090]在第六實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第四或第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜在250納米至2250納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光百分率為至多65%。
[0091]在第七實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第六實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中半結(jié)晶聚烯烴基本上不含紅外線輻射阻隔劑。
[0092]在第八實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第七實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中直立柱比背襯具有更低的孔隙度和/或更低的不透明度。
[0093]在第九實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第八實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中半結(jié)晶聚烯烴包含聚丙烯。
[0094]在第十實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第九實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中半結(jié)晶聚烯烴包含丙烯均聚物、丙烯與其他烯烴的共聚物或聚丙烯均聚物與不同聚烯烴的共混物中的至少一種。
[0095]在第十一實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化表面,其中β -成核劑以結(jié)構(gòu) 化膜的重量計(jì),以1份/百萬(wàn)份至10,000份/百萬(wàn)份的范圍存在于結(jié)構(gòu)化膜中。
[0096]在第十二實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十一實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中成核劑選自Y喹吖啶酮、醌茜磺酸鋁鹽、二氫喹啉并吖啶二酮、喹吖啶四酮、三苯酚雙三嗪、碳酸鈣和有機(jī)酸的組合、硬脂酸鈣和庚二酸的組合、硅酸鈣、周期表的第IIA族金屬的二羧酸鹽、S -喹吖啶酮、己二酸或辛二酸的二酰胺、辛二酸或庚二酸的鈣鹽、溶靛素或汽巴丁有機(jī)顏料、喹吖啶酮醌、N’,N’ - 二環(huán)己基-2,6-萘二甲酰胺、蒽醌紅顏料以及雙偶氮黃顏料。
[0097]在第十三實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第三實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中直立柱的密度在10/平方厘米至1575/平方厘米的范圍內(nèi)。
[0098]在第十四實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十三實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,還包含著色劑。
[0099]在第十五實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十四實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜為機(jī)械緊固 件。
[0100]在第十六實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第十五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中直立柱具有位于背襯遠(yuǎn)側(cè)的頂蓋,其中頂蓋具有套環(huán)接合懸垂部分。
[0101]在第十七實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十六實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜為多層膜。
[0102]在第十八實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第十六實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜為具有并列型第一和第二分道的共擠出膜,其中第一分道包含半結(jié)晶聚烯烴和β -成核劑,并且其中第二分道包含不同的聚合物組合物。
[0103]在第十九實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第十八實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中第二分道包含α -成核劑。
[0104]在第二十實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第十八實(shí)施例的結(jié)構(gòu)化膜,其中第二分道包含彈性材料。
[0105]在第二十一實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第二十實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜具有在透射模式下測(cè)得的至多40的灰度值。
[0106]在第二十二實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第一至第二十一實(shí)施例中任一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)化膜,其中結(jié)構(gòu)化膜具有正雙折射和負(fù)雙折射區(qū)域。
[0107]在第二十三實(shí)施例中,本發(fā)明提供了一種制造結(jié)構(gòu)化膜的方法,該方法包括:
[0108]擠出聚烯烴和β -成核劑的熔體,以提供膜背襯;
[0109]將熔體的至少一部分冷卻至足以形成球晶的溫度;以及
[0110]在膜背襯上形成直立柱,以提供結(jié)構(gòu)化膜。
[0111]在第二十四實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十三實(shí)施例的方法,其中在存在工具的情況下進(jìn)行擠出,以提供在背襯上具有直立柱的結(jié)構(gòu)化膜。
[0112]在第二十五實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十三實(shí)施例的方法,其中在膜背襯上形成直立柱在冷卻熔體的至少一部分之后進(jìn)行。
[0113]在第二十六實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十三實(shí)施例的方法,還包括拉伸膜背襯,其中在膜背襯上形成直立柱在拉伸膜背襯之后進(jìn)行。
[0114]在第二十七實(shí)施例中,本發(fā)明提供了一種制造結(jié)構(gòu)化膜的方法,該方法包括:
[0115]在存在工具的情況下擠出聚烯烴和β -成核劑的熔體,以提供在背襯上具有直立柱的結(jié)構(gòu)化膜;以及
[0116]將結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分冷卻至足以形成球晶的溫度。[0117]在第二十八實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十七實(shí)施例的方法,還包括拉伸含β -球晶的結(jié)構(gòu)化膜,從而在背襯中得到孔隙度。
[0118]在第二十九實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六或第二十八實(shí)施例的方法,其中拉伸在50°C至90°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。
[0119]在第三十實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六、第二十八或第二十九實(shí)施例的方法,其中拉伸為單軸的。
[0120]在第三十一實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六或第二十八至第三十實(shí)施例中任一項(xiàng)的方法,其中進(jìn)行拉伸,以提供至多3:1的拉伸比。
[0121]在第三十二實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六或第二十八至第三十一實(shí)施例中任一項(xiàng)的方法,其中拉伸在縱向進(jìn)行。
[0122]在第三十三實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六或第二十八至第三十二實(shí)施例中任一項(xiàng)的方法,其中拉伸使得不透明度增加至少15%。
[0123]在第三十四實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十六或第二十八至第三十三實(shí)施例中任一項(xiàng)的方法,其中拉伸使得透射模式下的灰度值測(cè)量值降低至少25%。
[0124]在第三十五實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第二十三至第三十四實(shí)施例中任一項(xiàng)的方法,其中足以形成球晶的溫度在90°C至120°C的范圍內(nèi)。
[0125]在第三十六實(shí)施例中,本發(fā)明提供了吸收制品,其包括第一至第二十二實(shí)施例中任一項(xiàng)的或根據(jù)第二十三至第三十五實(shí)施例中任一項(xiàng)制得的結(jié)構(gòu)化膜。
[0126]在第三十七實(shí)施例中,本發(fā)明提供了第三十六實(shí)施例的吸收制品,其中吸收制品具有至少前腰區(qū)、后腰區(qū)和將前腰區(qū)和后腰區(qū)對(duì)分的縱向中心線,并且其中前腰區(qū)或后腰區(qū)中的至少一者包含結(jié)構(gòu)化膜。
[0127]為了可以更充分地理解本發(fā)明,給出如下實(shí)例。應(yīng)當(dāng)理解,這些例子僅為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明,而不應(yīng)被理解為以任何方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。除非另外指明,否則所有份數(shù)和百分比均按重量計(jì)。
[0128]SM
[0129]MM
[0130]膜級(jí)聚丙烯(PP)共聚物(一種聚丙烯抗沖共聚物)可以商品名“D0WC700-35N聚丙烯樹(shù)脂(DOW C700-35N POLYPROPYLENE RESIN) ”購(gòu)自密歇根州米德蘭陶氏化學(xué)公司(DowChemical Company, Midland, MI)。聚合物密度被報(bào)告為 0.902g/cc,如根據(jù) ASTM D972測(cè)得,并且熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)被報(bào)告為35 (在230°C和2.16kg的負(fù)荷下),如根據(jù)ASTM D1238測(cè)得。β成核母料可以商品名“ΜΡΜ1114”購(gòu)自佐治亞州阿爾法利塔的美澤公司(MayzoCorporation, Alpharetta, GA)。β成核母料為粒狀的并且包含分散在聚丙烯均聚物樹(shù)脂中的高性能β成核劑。
[0131]樣品制各
[0132]結(jié)構(gòu)化膜被制成具有基本上連續(xù)的熱塑性樹(shù)脂的背襯并且直立柱陣列與背襯一體化。對(duì)實(shí)例1-4和比較例1-4中的直立柱加蓋。實(shí)例1-4和比較例1-4的頂蓋形狀為橢圓形并且使用美國(guó)專利N0.6,132,660 (Kampfer)中所述工序進(jìn)行變形,以提供“具有向下突出的纖維接合部分的鉤頭”。
[0133]實(shí)例I[0134]通過(guò)將C700-35N聚丙烯樹(shù)脂(98重量% )和β成核母料(2重量% )料流送入2英寸單螺桿擠出機(jī)來(lái)制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜。筒區(qū)1-7分別設(shè)置在176°C、170°C、180°C、190°C、20(TC、218°C和218°C。然后通過(guò)壓片機(jī)頭將熔融樹(shù)脂送入旋轉(zhuǎn)的圓柱形模具。機(jī)頭的溫度設(shè)置在218°C并且圓柱形模具的溫度設(shè)置在90°C。螺桿速度設(shè)置在80rpm。樹(shù)脂快速流入模具腔體引發(fā)分子平行于流體方向取向。水冷卻模具,以提供保持聚合物中取向的快速淬火。柱密度為5200柱/平方英寸(806柱/平方厘米),柱被布置為錯(cuò)位陣列并且柱形狀為圓錐形。將幅材直接送入頂蓋形成裝置中。使用美國(guó)專利N0.5,845,375 (Miller等人)中所述工序,用橢圓形頂蓋對(duì)柱加蓋。隨后使用美國(guó)專利N0.6,132,660 (Kampfer)中所述工序使頂蓋變形。
[0135]實(shí)例2
[0136]使用如實(shí)例I中的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜。此外,通過(guò)將樣品通過(guò)一對(duì)輥(布置為一個(gè)輥在另一個(gè)輥的頂部上),使用2:1的拉延比以縱向拉伸實(shí)例I的結(jié)構(gòu)化膜。輥溫度設(shè)置在130°C。
[0137]實(shí)例3
[0138]使用實(shí)例2中所述的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜,不同的是在拉延過(guò)程中,輥溫度設(shè)置在70°C而非130°C。
[0139]實(shí)例4
[0140]使用實(shí)例2中所述的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜,不同的是在拉延過(guò)程中,輥溫度設(shè)置在60°C而非130°C。
[0141]比較例I
[0142]根據(jù)實(shí)例I制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜,不同的是從進(jìn)料流中去除β成核母料。
[0143]比較例2
[0144]使用如比較例I中的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜。此外,通過(guò)將樣品通過(guò)一對(duì)輥(布置為一個(gè)輥在另一個(gè)輥的頂部上),使用2:1的拉延比在縱向拉伸比較例I的結(jié)構(gòu)化膜。輥溫度設(shè)置在130°C。
[0145]比較例3
[0146]使用比較例2中所述的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜,不同的是在拉延過(guò)程中,輥溫度設(shè)置在70°C而非130°C。
[0147]比較例4
[0148]使用比較例2中所述的相同加工條件制備具有加蓋柱的結(jié)構(gòu)化膜,不同的是在拉延過(guò)程中,輥溫度設(shè)置在60°C而非130°C。
[0149]在表I中,記錄了實(shí)例1-4和比較例1-4的總厚度、膜背襯厚度、基重、幅材寬度、頂蓋橫向(CD)直徑以及頂蓋縱向(MD)直徑。
[0150]
【權(quán)利要求】
1.一種包含半結(jié)晶聚烯烴和β-成核劑的結(jié)構(gòu)化膜,所述結(jié)構(gòu)化膜包含背襯和附接到所述背襯的直立柱。
2.一種半結(jié)晶聚烯烴的結(jié)構(gòu)化膜,所述結(jié)構(gòu)化膜包含背襯和附接到所述背襯的直立柱,其中至少所述直立柱包含所述半結(jié)晶聚烯烴的β_球晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述背襯是微孔的,并且其中所述直立柱比所述背襯具有更低的孔隙度,和/或其中所述背襯比所述直立柱具有更大的不透明度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述結(jié)構(gòu)化膜具有以透射模式測(cè)得的至多40的灰度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述半結(jié)晶聚烯烴基本上不含紅外線輻射阻隔劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述半結(jié)晶聚烯烴包含丙烯均聚物、丙烯和其他烯烴的共聚物、或聚丙烯均聚物與不同聚烯烴的共混物中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,還包含著色劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述結(jié)構(gòu)化膜為機(jī)械緊固件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)化膜,其中所述結(jié)構(gòu)化膜為具有并列型第一分道和第二分道的共擠出膜,其中所述第一分道包含所述半結(jié)晶聚烯烴和所述β -成核齊IJ,并且其中所述第二分道包含不同的聚合物組合物。
10.一種制備結(jié)構(gòu)化膜的方法,所述方法包括: 在工具的存在下,擠出聚烯烴和β-成核劑的熔體,以提供在背襯上具有直立柱的所述結(jié)構(gòu)化膜;以及 將所述結(jié)構(gòu)化膜的至少一部分冷卻至足以形成β-球晶的溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,還包括拉伸所述含β-球晶的結(jié)構(gòu)化膜,以提供所述背襯中的孔隙度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中所述拉伸在50°C至90°C的范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法,其中所述拉伸為單軸的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的方法,其中進(jìn)行拉伸以提供至多3:1的總拉伸比。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述拉伸使得不透明度增大至少15%。
【文檔編號(hào)】B32B3/10GK103987518SQ201280061796
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
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