專利名稱：親水性有孔成形膜的制作方法
親水性有孔成形膜
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一次性吸收制品，更具體地涉及有孔真空成形的或液壓成形的三維膜，所述膜具有對液體的親合性。有孔成形膜是對塑料膜進(jìn)行加工在膜上產(chǎn)生孔或孔洞的塑料膜。有孔膜通常分為兩類三-維膜和平面膜。所有三維結(jié)構(gòu)的膜具有額定厚度(norminal thickness)，但本發(fā)明的“三維膜”(本文中也稱為“成形膜”)具有從膜表面延伸至孔穴終止的表面結(jié)構(gòu)或突出物。這些突出物使得所述膜的厚度大于所述膜的額定厚度。這種膜通過厚度或高度(Ioft) 進(jìn)行表征，其厚度或高度定義為所述膜的基面和由突出物終端的孔限定的第二平面之間的距離。所述第二平面與所述膜的基面隔開并且基本平行。通常，這些突出物具有記憶效應(yīng)， 這樣只要不超過膜的變形限度，這些突出物在被壓力或張力變形之后能恢復(fù)形狀。相反，平面有孔膜僅僅是帶有孔洞的膜，缺少具有“三維膜”特征的三維記憶效應(yīng)的表面結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域中有幾種制造有孔膜的方法。可以用任意在膜中添加孔洞的方法制造平面膜。這些方法通常是使用銷釘或其它模壓的機(jī)械方法在前體膜中產(chǎn)生孔洞。對于三維膜， 兩種最常用的方法是真空成形和液壓成形(hydroforming)。專利文獻(xiàn)例如US 3939135和 US 4324246中列舉了一種真空成形方法，它使用真空在膜的一側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，在膜的相反一側(cè)產(chǎn)生相應(yīng)的正壓。壓差使得膜被吸入成形篩中的孔洞從而得到孔。如US4609518所述的液壓成形方法使用高壓噴水槍來產(chǎn)生沖擊膜的液體流從而得到孔。無論是液壓成形法或是真空成形法，本領(lǐng)域已知要將膜支撐在穿孔結(jié)構(gòu)上，本文中表示為成形篩。在直接澆注法中，熔融聚合物通過模頭擠出到成形篩上，再進(jìn)行真空處理。US 4456570描述了這種方法，其通過引用納入本文。在再加熱方法中，將前體膜加熱至高于所述膜軟化點(diǎn)但低于所述膜熔點(diǎn)的溫度，再進(jìn)行真空處理。所述前體膜可以是鑄塑或吹塑膜。US 4151240描述了這種再加熱方法，其通過引用納入本文。其它類型的有孔膜可以包括但不限于液壓成形膜，如美國專利第4609518 ； 4629643 ；4695422 ；4772444 ；4778644 ；4839216 ；和 4637819 號所述，這些都通過引用納入本文。液壓成形法與再加熱方法類似，除了采用高壓噴水迫使膜進(jìn)入篩的開孔，從而形成有孔突出物。經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，同時(shí)向膜施加真空以幫助去除并再循環(huán)水，但這在形成突出物方面不起作用。這些年來，發(fā)現(xiàn)如果加入表面活性劑的話，可以提高三維膜用于吸收裝置面層的功能性。“表面活性劑”是用作潤濕劑的化學(xué)物質(zhì)，以降低液體的表面張力并使得液體的“展開性”增加。聚合物膜產(chǎn)品的普通用途是用于防霧和防靜電。由于膜由天然疏水的聚合物如熱塑性聚烯烴制成，向膜中加入表面活性劑提高了膜的可浸潤性，這反過來使得流體鋪展在膜上。由于這使得使用者感覺膜較干燥并改進(jìn)了孔中的流體流動(dòng)，這在衛(wèi)生應(yīng)用中是有益的。眾所周知的防霧劑是烷基酚乙氧基化物類、復(fù)雜的多元醇單酯類(complex polyol mono-esters)、油酸聚氧乙烯酯類、油酸聚氧乙烯脫水山梨糖醇酯類和脂肪酸脫水山梨糖醇酯類。首先，常規(guī)的做法是向膜局部施用表面活性劑，但目前最好的做法是將表面活性劑加入樹脂混合物，以制得具有對液體親水性的膜。這種方法在前述US 4456570中進(jìn)行了描述。可以在用于衛(wèi)生應(yīng)用的成形膜中使用的現(xiàn)代表面活性劑在US 5520875中有所描述，它包括非離子表面活性劑如醇乙氧基化物，烷基酚乙氧基化物，羧酸酯，甘油酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，涉及松香酸的脂族羧酸聚氧乙烯酯，脫水山梨糖醇酯，乙氧基化脫水山梨糖醇酯，乙氧基化天然脂肪、油、和蠟，脂肪酸乙二醇酯，羧酸酰胺，二乙醇胺縮合物，單鏈醇胺縮合物，聚氧乙烯脂肪酸酰胺，聚環(huán)氧烷嵌段共聚物。這種表面活性劑會(huì)在膜形成之后遷移到膜的表面或“浮散(bloom)”，以使得膜表面具有親水性。US 6353149公開了選自乙氧基化脂肪醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸單酯、乙氧基化脂肪二酯及其混合物的表面活性劑能加速遷移。在普遍使用醇和其它可燃溶劑的醫(yī)院手術(shù)室中，避免任何能點(diǎn)燃這些溶劑的靜電火花極為重要?？轨o電劑是用來處理材料或其表面以降低或消除靜電累積的化合物。它的作用是通過吸收空氣中的濕氣使自身變得導(dǎo)電，從而使表面或材料本身輕微導(dǎo)電。通?？轨o電劑的分子同時(shí)具有親水區(qū)和疏水區(qū)；疏水側(cè)與材料表面相互作用，同時(shí)親水側(cè)與空氣濕氣相互作用并與水分子結(jié)合以形成水的薄層(與防霧表面活性劑相同)。然后該水的薄層向地面?zhèn)鲗?dǎo)靜電荷使其無法生長，從而排除靜電火花。很多抗靜電劑基于長鏈脂族胺 (任選地被乙氧基化)、酰胺、磷酸酯、聚乙二醇酯或多元醇?，F(xiàn)有技術(shù)中脂肪醇和其它的脂肪成分被“乙氧基化”以用作表面活性劑。窄范圍的乙氧基化物(“NRE”)是已知的非離子表面活性劑，其在合適的催化劑(經(jīng)煅燒或用脂肪酸疏水化的層狀化合物)存在下通過環(huán)氧乙烷在脂肪醇上的加成作用制得。這些表面活性劑化學(xué)性質(zhì)是本領(lǐng)域眾所周知的。吸收裝置現(xiàn)有技術(shù)中有對未改性脂肪醇的描述，但其是用于提高干燥度或促進(jìn)皮膚健康的洗液(lotion)或涂料的混合物中的組分。示例性的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)包括US 6426444 ；US 650 ；和US 2008/0287896，這些文獻(xiàn)都通過引用納入本文。雖然源自植物或動(dòng)物的脂肪物質(zhì)的多種組分在形成膜面層現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中作為表面活性劑和洗液是常見的，但在本發(fā)明之前脂肪醇未曾用作擠出樹脂摻混物中的遷移表面活性劑。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種三維有孔膜，所述三維有孔膜包含至少一種疏水性熱塑性聚合物和足以使所述膜有親水性的足量的脂肪醇。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種包括面層和吸收芯的吸收制品，所述面層包括三維有孔膜，所述三維有孔膜包含至少一種疏水性熱塑性聚合物和足以使所述膜有親水性的足量的脂肪醇。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種包括面層、吸收芯和位于所述面層和所述芯之間的轉(zhuǎn)移層的吸收制品，所述面層和所述轉(zhuǎn)移層中的至少一層包括三維有孔膜，所述三維有孔膜包含至少一種疏水性熱塑性聚合物和足以使所述膜有親水性的足量的脂肪醇。本發(fā)明公開的這些和其它方面在參考附圖
和權(quán)利要求進(jìn)一步閱讀說明書后是顯而易見的。
發(fā)明詳述脂肪醇是從天然脂肪和油衍生的脂族醇，主要指那些源于植物的脂族醇。脂肪醇通常具有偶數(shù)個(gè)碳原子。從脂肪酸制備得到正-鏈醇，或者另外表述為醇基(-0H)連接到末端碳原子。其它處理方法會(huì)得到醇基連接在碳鏈中間碳原子上的異醇。下表示出一系列具有相應(yīng)碳原子數(shù)的脂肪醇。表 1
8硬脂醇18癸醇10二十烷醇20月桂醇12二十二烷醇22肉豆蔻醇14二十四烷醇24鯨蠟醇16隨著碳原子數(shù)減少，脂肪醇的熔點(diǎn)也降低。例如，具有14個(gè)碳原子的脂肪醇在大約100°C熔化，具有12個(gè)碳原子的脂肪醇在大約熔化(室溫)。在設(shè)計(jì)有孔成形膜用于吸收制品特定用途時(shí)，應(yīng)用的溫度限制對設(shè)計(jì)者來說是顯而易見的。如果懸浮在膜中的脂肪醇隨著熔化變得粘度過低，脂肪醇可能無法在膜中保持所需的懸浮。隨著碳原子數(shù)增加，脂肪醇可能變得過粘無法在擠出工藝中進(jìn)行加工。優(yōu)選的脂肪醇碳原子范圍是8-M，更優(yōu)選12-20，最優(yōu)選16-18。多種孔的形狀和孔圖案排列是有孔成形膜領(lǐng)域已知的。其設(shè)計(jì)目的是提高流體傳動(dòng)并賦予所述膜美學(xué)和觸覺性質(zhì)。例如，US 43244 公開了孔的等效液壓直徑如何影響液體傳動(dòng)；US 4342314公開了如何達(dá)到獨(dú)特的纖維狀美感；US 4463045公開了利用小的表面像差達(dá)到布狀觸感。這些文獻(xiàn)和其它本領(lǐng)域已知的所有的形狀和圖案排列可以與本發(fā)明的實(shí)施方式結(jié)合使用。僅出于描述目的，膜被制成具有五邊形巢狀側(cè)邊相接(nested side to side)的孔，這樣所述孔通過窄纖維狀元件分隔。所述膜每平方厘米包括大約90個(gè)孔，開放式區(qū)域約20-25%，高度(Ioft)約500-650微米。高度是成形膜的總厚度，包括孔和任意表面像差的高度。所述膜具有21.7克/m2的基重和隨機(jī)的無光澤飾面。所述膜使用直接澆注真空成形法制備。所述膜使用通常疏水的聚烯烴摻混物(特別是聚乙烯)制成。在一種膜中， 所述摻混物包含大約17，500ppm至20，OOOppm的鯨蠟醇。根據(jù)US 4456570所述的方法測定這些膜的溢出值(run off value)。在該文獻(xiàn)的第6欄第10-16行描述了試驗(yàn)液體為蒸餾水、氯化鈉和Triton X_100 (來自陶氏化學(xué)公司 (Dow Chemical Company)的非離子表面活性劑)的混合物。溢出值范圍為0%-2. 5%。較高濃度的鯨蠟醇能保證恒定的0%溢出。10，OOOppm的濃度得到的溢出值為10-15%，可以認(rèn)為是尿布面層的下限值。設(shè)計(jì)用于各種液體粘度和表面張力的其它應(yīng)用的吸收裝置時(shí)， 添加量約低達(dá)500ppm的脂肪醇就足夠了，這取決于將要通過面層傳送的液體類型。令人驚訝的是，重復(fù)使用硬脂醇的測試沒有得到類似的結(jié)果。對照膜用不含表面活性劑添加劑的疏水性聚烯烴(聚乙烯)摻混物制得，其溢出值大于80%。僅向摻混物添加量約高達(dá)20，OOOppm的硬脂醇沒有得到小于78%的溢出值。但是，添加組合濃度為20，OOOppm的硬脂醇與鯨蠟醇50% /50%的混合物時(shí)得到的溢出值為0%。由于鯨蠟醇是更有效的組分，不采用50% /50%比例的摻混物，優(yōu)選鯨蠟醇作為混合物中的主要脂肪醇。
脂肪醇可以以純的形式添加到擠出摻混物中或者作為加入預(yù)期產(chǎn)品的基礎(chǔ)摻混物中任一種已知聚合物中的化合物。這種類型的混合是膜擠出工業(yè)中常見的?？梢允褂萌我环N相容的熱塑性膜成形聚合物獲益。特別優(yōu)選聚烯烴，具體是聚乙烯和聚丙烯，用于衛(wèi)生和個(gè)人護(hù)理應(yīng)用的膜。
權(quán)利要求
1.一種在吸收裝置中用作液體傳輸層的擠出親水性有孔成形膜，所述成形膜由至少一種熱塑性烯烴聚合物和脂肪醇的摻混物組成。
2.如權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇的量至少約為500ppm。
3.如權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇包括鯨蠟醇。
4.如權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇的量為10，000-20，OOOppm0
5.如權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇是鯨蠟醇和硬脂醇的混合物。
6.如權(quán)利要求5所述的膜，其特征在于，所述混合物包含至少50%的鯨蠟醇。
7.如權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇的量至少約為20，OOOppm0
8.一種包括面層和吸收芯的吸收制品，所述面層包括擠出疏水性有孔成形膜，所述成形膜由至少一種熱塑性烯烴聚合物和脂肪醇的摻混物組成。
9.如權(quán)利要求8所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇包括鯨蠟醇。
10.如權(quán)利要求8所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇的量為10，000-20，OOOppm。
11.如權(quán)利要求8所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇是鯨蠟醇和硬脂醇的混合物。
12.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述混合物包含至少50%的鯨蠟醇。
13.如權(quán)利要求8所述的膜，其特征在于，所述脂肪醇的量至少約為20，OOOppm0
14.一種吸收制品，它包括面層、吸收芯和位于所述面層和所述芯之間的轉(zhuǎn)移層，所述轉(zhuǎn)移層包括擠出的親水性有孔成形膜，所述成形膜由至少一種熱塑性烯烴聚合物和脂肪醇的摻混物組成。
15.如權(quán)利要求14所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇包括鯨蠟醇。
16.如權(quán)利要求14所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇的量為10，000-20，OOOppm0
17.如權(quán)利要求14所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇是鯨蠟醇和硬脂醇的混合物。
18.如權(quán)利要求17所述的制品，其特征在于，所述混合物包含至少50%的鯨蠟醇。
19.如權(quán)利要求14所述的制品，其特征在于，所述脂肪醇的量至少約為20，OOOppm0
全文摘要
一種特別適合用作吸收制品中的面層或轉(zhuǎn)移層的有孔成形膜，所述成形膜包含至少一種熱塑性烯烴聚合物和足以增加所述膜的親水性的足量的脂肪醇。
文檔編號C08J3/00GK102325828SQ201080008857
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者A·D·馬斯奇諾, A·W·格羅斯 申請人:屈德加薄膜產(chǎn)品股份有限公司