专利名称：用于高加工性和渗透性的透气膜的组合物和透气膜的制造技术
本发明一般涉及用于透气膜的组合物，更具体而言，涉及能成型为具有优良的加工性能、拉伸强度和渗透性薄膜的组合物。本发明还涉及这类薄膜的制造方法。
已经公开了许多制造透气或多孔薄膜的方法。其中，下述方法被认为是最经济可行并且目前已工业化将聚烯烃树脂和无机填料的混合物制成薄膜，然后单轴或双轴拉伸该薄膜，使树脂和填料界面分离，由此形成微孔。
可以在许多专利中找到有关制造利用无机填料的透气薄膜的现有技术。例如，欧洲专利公开公报66，672、307，116、456，142和779，325(为方便起见，以下这些专利被称作“第一组专利”)揭示了第三种物质，如脂族酸，可与聚烯烃和无机填料一起使用，使薄膜更光滑；或组合物，用这类组合物可以解决薄膜纵向和横向之间不平衡的物理性能。根据第一组专利，第三种添加物在挤出时混合和分散大量无机填料中以及加工制造均匀拉伸薄膜中发挥了重要作用。第二组专利的欧洲专利公开公报232，060揭示了一种后处理法，如压花法，该方法可以控制透气薄膜的机械强度，而美国专利4，777，073指出一种增加渗透性和改善撕裂强度的方法。
第一组专利的现有技术由于需要昂贵的第三种添加物而在经济上不合理。另外，它们与聚烯烃的相容性差，会降低薄膜的拉伸强度。而且形成薄膜后，添加物在储存期间会释放到薄膜表面。对于可以控制薄膜物理性能的后处理方法，第二组专利的现有技术存在的缺点是与改进薄膜组成相比，对物理性能的控制受到限制。
上述的常用技术更注重添加物和后处理方法，而不是形成薄膜基质的树脂组合物。近来的趋势注重于薄膜生产率的提高，以实现高速生产薄膜。然而，目前可购得的组合物其加工性差，因为在聚烯烃中加入了至少50％的碳酸钙。要获得要求的渗透性，必须加入超过55％的碳酸钙，或过度拉伸薄膜。因此，常规现有技术在克服不平衡的物理性能方面都有困难。
考虑到所述的技术背景，本发明的目的是提供一种用于有优良的可加工性和渗透性的透气薄膜的组合物。
本发明的另一个目的是提供用该组合物制造透气薄膜的方法。
本发明的特点在于可以使用许多合适的粘合剂树脂，充分发挥它们的有利功能，并降低使用的无机填料含量。在这方面，当成型薄膜时，使用宽分子量分布的聚乙烯树脂以改善可加工性。还可以使用聚丙烯树脂，以控制柔软度、纵向拉伸强度以及和聚丙烯非织造织物的热粘合性。为了改善拉伸薄膜时对拉伸辊的紧密附着以及易于进行从无机填料的界面分离，该组合物中含有高熔体流动指数(MI)的聚烯烃和乙烯-丙烯共聚物。这些聚合物结合起来具有许多优点，如即使低拉伸比下也能确保高渗透性、使拉伸薄膜的纵向和横向物理性能的不平衡最小，提高薄膜的拉伸强度，并防止由于无机填料而使物理性能下降。因此，显著改善了透气薄膜的渗透性和加工性，并综合平衡了纵向和横向间的物理性能。
根据本发明的一个方面，提供了用于透气薄膜的组合物，该组合物包括30-100重量份的线型低密度聚乙烯树脂，其分子量分布范围为5-20；1-100重量份聚丙烯树脂；1-30重量份乙烯-丙烯共聚物；1-30重量份聚烯烃树脂，其熔体流动指数为12或更高；和以总树脂量为100重量份计的50-200重量份无机填料。
根据本发明的第二方面，提供了制造透气薄膜的方法，该方法中，将包括30-100重量份的线型低密度聚乙烯树脂，其分子量范围为5-20；1-100重量份聚丙烯树脂；1-30重量份乙烯-丙烯共聚物；1-30重量份聚烯烃树脂，其熔体流动指数为12或更高；和以树脂总量为100重量份计的50-200重量份无机填料的组合物单轴向拉伸1．5-3．0倍，由此制得具有优良可加工性和渗透性的透气薄膜。
本发明中，使用线型低密度聚乙烯树脂，按ASTM D 1238测定的MI为0．5-5克／10分钟，密度为0．91 5-0．935，分子量分布范围为5-20。例如，分子量分布小于5会在高速制造薄膜时引起挤出波动现象，使薄膜厚度不均匀。另一方面，当分子量分布大于20时，薄膜的物理性能下降。当存在1-100重量份聚丙烯树脂、1-30重量份乙烯-丙烯共聚物和1-30重量份熔体流动指数为12或更高的聚烯烃树脂时，线型低密度聚乙烯树脂的用量为3-100重量份。例如，如果线型低密度聚乙烯树脂的用量小于30重量份时，薄膜的拉伸强度和伸长差。另一方面，线型低密度聚乙烯树脂的用量大于100重量份会在高速生产中引起挤出波动现象。
为了控制薄膜的拉伸强度和柔软性的物理性能，或改善与聚丙烯非织造织物的热粘合性，当线型低密度聚乙烯树脂的用量为30-100重量份时，聚丙烯树脂的用量为1-100重量份。小于1重量份的量不能显示添加作用。另一方面，聚丙烯树脂用量大于100重量份时，触摸时的柔软感差。对本发明有用的聚丙烯树脂的MI为1-10，这类聚丙烯树脂可选自均聚丙烯、无规聚丙烯、耐冲击性聚丙烯，以及上述的混合物。
乙烯-丙烯共聚物用于本发明的作用是补充薄膜的耐冲击强度、横向强度和伸长，以及改善对拉伸辊的紧密附着，达到均匀拉伸和高渗透性。当考虑树脂流动性时，有用的乙烯-丙烯共聚物的乙烯含量为60-80％，100℃的门尼粘度范围为10-30。乙烯-丙烯共聚物量在1-30重量份范围为宜。例如，其量小于1重量份不能获得添加作用，而其量超过30重量份会对薄膜的耐热性有不利作用。
为了获得高渗透性薄膜，当线型低密度聚乙烯加入量为30-100重量份时，MI为12克／10分钟或更高，较好为20-60克／10分钟(按ASTM D 1238测定)的聚烯烃树脂的用量为1-30重量份。对本发明有用的聚烯烃选自低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、均聚丙烯、无规聚丙烯、耐冲击性聚丙烯、以及上述的混合物。
作为无机填料，可以使用涂覆的或未涂覆的碳酸钙、硫酸钡或它们的混合物。以树脂总量为100重量份计，无机填料的用量为50-200重量份，较好为80-170重量份。例如，当无机填料用量小于50重量份时(以树脂总量为100重量份计)，薄膜的渗透性差。另一方面，其量超过200重量份时，会降低薄膜的物理性能以及可加工性。
当本发明的组合物被单轴拉伸1．5-3倍时，可制得具有优良的拉伸强度和足够渗透性的薄膜，而不必压花有特定图案。
由下面的实施例能更好地理解本发明，所述实施例用于说明，对本发明不构成限制。
比较例1用于常规流延的线型低密度聚乙烯(MI3．0；密度0．919；Mw分布5)与碳酸钙掺混制得可渗透配混料。
在挤出温度平均保持在190℃的双螺杆挤出机中，通过主进口加入100重量份线型低密度聚乙烯，同时通过侧面进口加入100重量份涂覆了硬脂酸的碳酸钙，碳酸钙平均粒度约为1．5微米。它们被熔融混合、挤出并切成粒料。使用T形模头薄膜装置，制得的配混料被单轴拉伸2倍，制得平均重量为35克／米2的透气薄膜。测定其物理性能，列于下表1。
实施例Ⅰ-Ⅲ按照表1所示，将使用两个连续搅拌反应器制得的宽分子量分布线型低密度聚乙烯(MI3；密度0．919；Mw分布13)、无规聚丙烯(MI5．5；C2含量2％)、乙烯-丙烯共聚物(100℃的门尼粘度24；C2含量74％；230℃时MI3．2)、高密度聚乙烯(MI20密度0．961)和耐冲击性聚丙烯(MI40)用超级掺混机混合。制得的混合物通过主进口加入双螺杆挤出机，实施例Ⅰ和Ⅲ同时通过侧面进口加入100重量份涂覆硬脂酸的碳酸钙颗粒，碳酸钙粒度约为1．5微米；实施例Ⅱ中通过侧面进口加入170重量份平均粒度约为1．5微米的硫酸钡，并将掺混物熔融混合、挤出和切成粒料。使用T形模头薄膜装置，制得的配混料被单轴拉伸2倍，制得平均重量为35克／米2的透气薄膜。测定其物理性能，列于下表1。表1
按照下面所述测定表1所示的物理性能°最大薄膜生产速度使用实际使用的薄膜装置，在肉眼观察到由于挤出波动的厚度偏差之前，最大薄膜生产速度为5米／分钟。
°可渗透性根据ASTM E 96-92，测定在恒温和恒湿下储存一定时间后随重量增加可渗透性的变化。
°拉伸强度和拉伸伸长根据ASTM D 882，测定断裂时纵向和横向上的拉伸强度和拉伸伸长。
由上面实施例的结果可以看出，本发明由于透气薄膜的组合物可在提高的生产速度下成型成薄膜，制得的薄膜在低拉伸比下显示高渗透性，从而使薄膜纵向和横向间物理性能的不平衡最小。另外，通过提高拉伸强度，薄膜即使在低含量无机填料情况下仍具有高的渗透性，因此使归因于无机填料的物理性能下降最小。
以实施例方式描述了本发明，应该理解所使用的术语用于描述，而不构成限制。根据上述内容，可以对本发明进行各种修改和变动。因此，应理解，可以在所附的权利要求书范围内用与具体描述不同的方法实施本发明。
权利要求
1．一种用于透气薄膜的组合物，它包括30-100重量份的线型低密度聚乙烯树脂，其分子量分布范围为5-20；1-100重量份聚丙烯树脂；1-30重量份乙烯-丙烯共聚物；1-30重量份聚烯烃树脂，其熔体流动指数为12或更高；和以总树脂量为100重量份计的50-200重量份无机填料。
2．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述线型低密度聚乙烯树脂的熔体流动指数为0．5-5，密度为0．915-0．935。
3．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述聚丙烯树脂的熔体流动指数为1-10，它选自均聚丙烯、无规聚丙烯、耐冲击性聚丙烯、或它们的混合物。
4．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述乙烯-丙烯共聚物的乙烯含量为60-80％，100℃时的门尼粘度为15-30。
5．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、均聚丙烯、无规聚丙烯、耐冲击性聚丙烯、或它们的混合物。
6．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述无机填料是涂覆的或未涂覆碳酸钙、涂覆的或未涂覆的硫酸钡、或它们的混合物。
7．一种制造透气薄膜的方法，该方法中，使包括30-100重量份的线型低密度聚乙烯树脂，其分子量分布范围为5-20；1-100重量份聚丙烯树脂；1-30重量份乙烯-丙烯共聚物；1-30重量份聚烯烃树脂，其熔体流动指数为12或更高；和以总树脂量为100重量份计的50-200重量份无机填料的组合物被单轴拉伸1．5-3倍，由此制得具有优良加工性和渗透性的透气薄膜。
全文摘要
公开用于高加工性和渗透性的透气薄膜的组合物及该薄膜制造方法。组合物包括30－100重量份分子量分布范围为5－20的线型低密度聚乙烯树脂;1－100重量份聚丙烯树脂;1－30重量份乙烯－丙烯共聚物;1－30重量份熔体流动指数为12或更高的聚烯烃树脂;和按总树脂量为100重量份计的50－200重量份无机填料。它具有确保在低拉伸比下高渗透性、使拉伸薄膜的纵向和横向物理性能不平衡最小、提高薄膜拉伸强度、防止因无机填料导致物理性能下降的优点。经单轴拉伸组合物1.5－3倍制得透气薄膜。
文档编号C08K3/00GK1281870SQ99123458
公开日2001年1月31日 申请日期1999年11月5日 优先权日1999年7月23日
发明者李荣根, 金永星, 金泰骏, 曺丙千 申请人:Sk株式会社