[发明专利]展现织物性质的膜材料以及用于其制造的方法及装置

说明书

技术领域

本发明的对象从该发明名称中显露出。所谓的织物性质主要是意谓柔软及温暖的手感。特别的，本发明涉及重量非常低的膜材料，且本发明的实施例涉及这样的膜材料，其额外地展现贯穿多孔性和/或高强度，诸如高的抗撕裂扩展性、抗拉强度及抗穿强度。

背景技术

在最近40-50年期间，已有用于制造由展现织物性质的热塑性聚合物材料形成的膜材料的若干建议与一些工业工艺存在，但由于制造工艺的复杂性和/或相对高的机器成本，这些技术一般不能与基于纺丝的无纺技术竞争。具体的，对于单位面积具有低重量的材料来说这是困难的。本发明的目的可以进一步地指明为针对相对低的机器成本，且简化工艺的执行。

WO 06/072604与WO 06/120238两者皆有关已于本发明人的实验室中研发的发明，它们公开了通过穿过互相咬合的凹槽辊之间而在横向于原定向的方向中拉伸单轴定向膜，且在这些凹槽辊上齿顶是大致平坦的且具有尖的边缘。因此，形成较厚的线性“隆起”(boss)及介入其中的较薄“幅面”(web)的精细图案，且由于这些凹槽辊的齿顶上的尖边缘，因此在该图案中的两区之间是有明显的分隔。

在这两项发明中，所述拉伸都是交错积层的制造中的一个步骤。在所提到的第一个专利中，所产生的厚度差异图案在该交错积层中用于形成内部微通道系统，与该两膜中相互移置的穿孔连接的通道形成贯穿多孔性的有利类型。

在所提到的第二个发明中，引进该已变成双轴定向的“幅面”的精细图案的目的是为了改良该抗撕裂扩展性。

如从以上提到的两个WO公开案中所看到的，在这些具有齿顶的相互咬合的凹槽辊之间的拉伸是如此执行，从而使得定向的原始方向平行于或几乎平行于这些凹槽，其中齿顶具有尖边缘。然而，在先于本发明的试验等中，本发明人以不同的方式使用为上述两发明而设计的凹槽辊机，即在与熔融定向(melt orientation)成约45°的角度下，且在这些凹槽辊的齿顶之间咬合的情况下，拉伸20微米厚的共挤出单轴熔融定向HDPE膜，其中凹槽辊比以前的试验的更深。这样生成了独特结构的膜，即图1的该显微照片显示的结构。该结构给予膜不可思议的柔软与温暖的感觉。清楚的是，这种膜本身，或以多层膜的组件的形式，非常适合于多种织物的应用。如其将从下文看到的，这种膜结构与这种膜组件可以通过并不复杂的工艺且使用相对不昂贵而安全工作的机械制造，主要机械为具有尖边缘的齿顶的凹槽辊，并且是在工业上沿用已久的、并不复杂的机械，其设计为在与膜幅面的连续方向成锐角的情况下制作单轴定向延伸。

发明内容

根据本发明的产品为膜或膜组件，该膜或每一膜是由热塑性聚合物材料形成且包含平行带状、线性延伸的区域(A)及如在下文指明的与区域(A)明显区分开的线性延伸的幅面(B)的一阵列，幅面整体地连接所述区域(A)，每一幅面(B)在其线性延伸的每一位置都薄于区域(A)的相邻部分，且在该膜或膜组件中区域(A)与幅面(B)都定向成在每一位置具有一主要定向方向，该产品的特征在于，在所述膜或在膜组件的每一膜中，在区域(A)中的主要定向方向与区域(A)延伸的方向形成大于零但不大于80°的角度(v)，且所述幅面(B)包含线性沟纹(C)的多个阵列，所述沟纹是颈缩区或是裂缝，所述沟纹与区域(A)延伸的方向形成大于(v)的角度(u)。

本发明的方法是通过拉伸来制造该产品的方法，起始于各自都具有主要定向方向的一膜或一膜组件。所述拉伸通过一对相互咬合的第一凹槽辊实现，且发生于这样的方向，该方向不同于在所述单个膜中或在所述组合膜的每一个膜中的原本主要定向方向，但与该原本主要定向方向最大相差80°。该方法的其特征在于，该对凹槽辊中至少一个具有齿顶，这些齿顶带有足够尖的边缘，从而形成在下文中指明的、在膜材料的平行且线性延伸的幅面(B)与介入其中的线性延伸的带状区域(A)之间的明显的间隔，所述幅面已在两个第一凹槽辊的齿顶之间被冷拉伸，所述带状区域置于尖边缘的齿顶上且在所述凹槽辊之间未被拉伸或已拉伸较小的限度。

本说明书中使用的词“冷拉伸”是指包括在显著低于膜的熔点下进行的任何拉伸，但优选地，选择温度在约60℃以下。

如果多于50％的厚度改变发生在不宽于该区域(A)宽度的15％的区中，则在每一对区域(A)及幅面(B)之间的间隔被视为足够明显。然而，优选地，其应不宽于此宽度的10％，且更优选地不宽于此宽度的5％。这可以通过显微镜查看。

厚度改变不必要为从区域(A)的较高值至区域(B)的较低值的稳定性减小。由于力集中于与尖边缘接触的材料上，厚度上的改变可能为稳定性的减少，之后是稳定性的增加。