[发明专利]包括含有纳米颗粒的聚合物纤维网的产品

说明书

发明领域

本发明涉及包括聚合物纤维网的产品，所述聚合物纤维网包含纳米颗粒。本发明尤其涉及包括膨胀聚合物纤维网的产品，所述膨胀聚合物纤维网包含纳米颗粒。

发明背景

填充剂(也称作填料)用于塑料工业(例如，吹模瓶、注模部件、吹塑薄膜或流延薄膜、以及纤维或非织造材料)中以“填充”塑料部件。填充剂的用途可以是多方面的。填充剂可用于以较低成本取代塑料，从而改善所述部件的总成本结构。填充剂也可为了与性能相关的原因例如硬化、产生孔隙率、改变表面性能等而使用。填充剂的典型实例为粘土(天然的及合成的)、碳酸钙、滑石、硅酸盐、玻璃微球体(实心的或中空的)、陶瓷微球体、玻璃纤维、碳基材料(小片、不规则体和原纤)等。

为实现其功能，填充剂需要均匀分散在聚合物基质中并具有与所述聚合物基质的最佳粘合。这些均匀分散和最佳粘合性能由于填充剂颗粒良好的分散和分布混合以及表面改性而实现，例如用硬脂酸涂覆碳酸钙填充剂的表面。此外，表面改性改变了一些填充剂的表面能，从而允许与聚合物基质的最佳混合。单个填充剂颗粒的典型粒度为大约几微米或几十微米，其导致可用来与聚合物基质相互作用的小于1m²/g的比表面积。这种小的比表面积可以说是填充剂具有通常可见的有限有益效果的原因。

利用具有较大表面积每克材料的填充剂材料可与部件的重量比率成正比地影响性能。

膨胀聚合物纤维网用途广泛，尤其是在消费品领域。膨胀聚合物纤维网的一个重要分支为开孔且膨胀的聚合物纤维网。开孔型的膨胀聚合物纤维网可用于许多领域，例如用于女性卫生产品和婴儿护理产品的顶片。开孔的量和孔的尺寸及形状可影响这些薄膜在此类应用中的性能。开孔特性在生产时设定，但是可由于外部热力和机械力造成的局部聚合物链内的改变而随时间发生变化。同样，维持开孔特性(也称作稳定性)的能力可影响消费者的体验。

生产膨胀和/或开孔聚合物纤维网的一种方法是借助液压成形。在该方法中，用水高速冲击平整的基体聚合物纤维网，同时接触开孔的或未开孔的通常不可变形的成形结构。水促使平整的基体聚合物纤维网部分地或整个地适形所述成形结构的正象。在成形结构的一些区域中，如果允许足够的力和位移，薄膜也将开孔。随后可将所得的开孔的且膨胀的聚合物纤维网从成形结构上移除。

膨胀聚合物纤维网的开孔部分的量和开度可通过透气率测量来量化。透气率是指对于给定压降流过给定横截面积的空气的体积流量。较高的透气率一般意味着较大量的开口面积并定性地跟踪薄膜产品的消费者可觉察的性能(较高的性能对于流体采集产品如女性卫生垫通常较好)。

一般来讲，期望维持膨胀聚合物纤维网特性的能力。

发明概述

在一个方面，产品包括液压成形的聚合物纤维网，所述纤维网由约0.1％重量至约70％重量的包含纳米颗粒的化合物、约30％重量至约99.9％重量的一般可熔融加工的聚合物、以及约0.0％重量至约50％重量的增容剂组成。液压成形聚合物纤维网具有的透气率大于单独的可熔融加工聚合物的液压成形聚合物纤维网的透气率。在暴露于与未装空调的仓库中辊上的存储一致的压缩力和高温(也称作老化)之后，包含纳米颗粒的聚合物纤维网的透气率相对于不含纳米颗粒的聚合物纤维网的透气率已得到了改善。老化的聚合物纤维网的透气率的差值百分比等于或大于老化之前测量的差值百分比。

在另一方面，产品包括液压成形的聚合物纤维网，所述纤维网由约0.1％重量至约70％重量的纳米粘土、约30％重量至约99.9％重量的低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共混物、以及约0.0％重量至约50％重量的增容剂组成。液压成形的聚合物纤维网具有的透气率大于单独的低密度聚乙烯与线性低密度聚乙烯共混物的液压成形聚合物纤维网的透气率。在暴露于与未装空调的仓库中辊上的存储一致的压缩力和高温之后，包含纳米粘土的聚合物纤维网的透气率相对于不含纳米粘土的聚合物纤维网的透气率已得到了改善。差值百分比等于或大于老化之前测量的差值百分比。

在另一方面，产品包括基体聚合物纤维网，所述纤维网由约0.1％重量至约70％重量的包含纳米颗粒的化合物、约30％重量至约99.9％重量的可熔融加工的聚合物、以及约0.0％重量至约50％重量的增容剂组成。基体聚合物纤维网可被液压成形、真空成形或换句话讲通过本领域已知的方法膨胀。