PL209158B1

PL209158B1 - Przepuszczalna dla gazów wielowarstwowa folia mikroporowata

Info

Publication number: PL209158B1
Application number: PL365640A
Authority: PL
Inventors: Gregory K. Jones; Larry Hughey Mcamish; Pai-Chuan Wu; Kenneth L. Lilly; Christopher Aaron Shelley; Mark Andrew Wendorf
Original assignee: Clopay Plastic Prod Co
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2011-07-29
Also published as: AU2002313741B2; BR0211912A; KR100941184B1; CO5560596A2; JP4260623B2; JP2004538186A; US7629042B2; EP1420946A1; BR0211912B1; EP1420946B1; MXPA04001377A; WO2003016042A1; TWI296571B; CN1311964C; AR035104A1; PL365640A1; HU228661B1; RU2004107518A; KR20040032910A; CN1625467A

Description

Przedmiotem wynalazku jest przepuszczalna dla gazów wielowarstwowa folia mikroporowata.

Opisano różne materiały i sposoby stosowane przy wytwarzaniu folii mikroporowatych. Przykładowo opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 3 870 593 opisuje sposób, w którym folia mikroporowata wytwarzana jest poprzez dyspergowanie subtelnie rozdrobnionych cząstek niehigroskopijnej soli nieorganicznej, takiej jak węglan wapnia, w odpowiednim polimerze, np. przez mielenie, formowanie folii z polimeru napełnionego i rozciąganie folii dla zapewnienia dobrej porowatości i własności pochłaniania lub przepuszczania wody. Folie mikroporowate są dobrze znane do użytku w różnych zastosowaniach, zazwyczaj w takich, gdzie pożądane są przepuszczalność powietrza i wilgoci razem z właściwościami barierowymi dla cieczy.

W róż nych technologiach próbowano poprawić działanie mikroporowatych folii i materiał ów kompozytowych, w których takie folie są stosowane, poprzez regulowanie wielkości porów folii. Przykładowo, opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 4 824 568 ujawnia formowanie mikroporowatej membrany ultrafiltracyjnej przez strącanie polimeru z roztworu polimeru w odpowiednim rozpuszczalniku.

Wielkość porów jest regulowana za pomocą technik przetwórczych i temperatury. Jednakże materiały stosowane w ujawnionych technologiach są kosztowne, a procesy ekstrakcji rozpuszczalnika i suszenia wymagają bardzo niewielkiego przerobu. Ponadto membrany wytwarzane są na powierzchni uprzednie wytworzonej mikroporowatej warstwy podłoża i taki wieloetapowy proces jest niewydajny.

Próby regulowania tworzenia porów w foliach mikroporowatych wykorzystywały także dodatki do kompozycji na folie. Przykładowo, opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 5 531 899 opisuje regulację wielkości porów w mikroporowatych foliach jonowymiennych przez zastosowanie poroforu, dodatkowego środka, który miesza się z polimerem i następnie usuwa dla utworzenia porów. Etapy przetwarzania rozpuszczalnika wymagane dla usunięcia poroforu są drogie i niewydajne. Opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 5 690 949 ujawnia kompozycję folii mikroporowatej mającej własności barierowe dla wirusów. W opisie tym ujawniono zastosowanie związku fluorowanego w celu zwiększenia odporności folii mikroporowatej na zwilżanie i zapewnienia własności barierowych. Związek fluorowany stanowi drogi dodatek i nie reguluje rzeczywistej wielkości porów folii.

Opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 5 830 603 ujawnia porowatą folię separatora baterii, która może mieć zmienną porowatość lub wielkość porów na grubości folii. Ujawnione folie zawierają matrycę fluorożywicową, której nadano porowatość za pomocą stosunkowo złożonego procesu rozciągania dwuosiowego i wygrzewania spiekanej, ekstrahowanej rozpuszczalnikiem wytłoczonej pasty z ukł adu proszek fluoropolimerowy ciekł y smar z nastę pują c ą hydrofilizacją co najmniej części folii. Folie mają zwykle porowatość co najmniej 70% i wielkość porów do 50 mikronów, znacznie większa niż jest użyteczna dla zastosowań, gdzie wymagana jest bariera dla cieczy, tak jak w wyrobach jednorazowego użytku dla ochrony zdrowia i wyrobach sanitarnych.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 6 261 674 ujawni przepuszczalną dla gazów wielowarstwową folię polimerową posiadającą 8 do 17 000 mikrowarstw. Warstwy są formowane na przemian z polimerów pierwszego i drugiego, z których niektóre można uczynić mikroporowatymi. Pierwszy polimer jest ujawniony jako bardziej przepuszczalny dla gazów niż drugi polimer. W opisie tym ujawniono zastosowanie do formowania ich folii nieznormalizowanych urządzeń do wytłaczania, takich jak zwielokratniające ilości warstw elementy dyszowe do cięcia i rozszerzania.

Wiele konwencjonalnych procesów regulowania wielkości porów w foliach mikroporowatych pociąga za sobą zastosowanie drogich dodatków i/lub wykorzystanie kłopotliwych technik obróbki, które nie są odpowiednie do produkcji na dużą skalę. Odpowiednio do tego istnieje więc ciągle potrzeba opracowania ulepszeń działania mikroporowatych folii polimerowych i materiałów kompozytowych wykorzystujących takie folie, na przykład przez dostosowanie do zamówień lub zoptymalizowanie wielu własności folii mikroporowatych, zwłaszcza z zachowaniem wysokiej efektywności produkcji takich folii przy użyciu standardowych urządzeń do wytłaczania i łatwo dostępnych surowców.

Zgodnie z tym zadaniem niniejszego wynalazca jest dostarczenie ulepszonych folii mikroporowatych, a zwłaszcza zapewnienie folii mikroporowatych, w których można uzyskać pożądane kombinacje własności.

Przepuszczalna dla gazów, wielowarstwowa folia mikroporowata, która jest nieprzepuszczalna dla cieczy przy ciśnieniu atmosferycznym, zawierająca pierwszą zewnętrzną warstwę folii, drugą wePL 209 158 B1 wnętrzną warstwę folii i trzecią zewnętrzną warstwę folii, przy czym warstwy folii pierwsza, druga i trzecia są współwytłaczane, charakteryzuje się według wynalazku tym, że każda warstwa folii zawiera w ilości stanowiącej od 40% do 60% wagowych odpowiedniej warstwy co najmniej jeden wypełniacz wytwarzający pory, i w ilości stanowiącej od 37% do 60% wagowych odpowiedniej warstwy polimer termoplastyczny i każda warstwa folii jest mikroporowata i przepuszczalna dla gazów, przy czym zewnętrzne warstwy folii pierwsza i trzecia mają odpowiednio pierwszą i trzecią maksymalną wielkość porów, a druga wewnętrzna warstwa folii ma drugą maksymalną wielkość porów mniejszą od pierwszej i trzeciej maksymalnej wielkości porów, zaś maksymalne wielkości porów pierwsza, druga i trzecia są w zakresie od 0,01 do 0,25 mikronów oraz druga wewnętrzna warstwa folii jest utworzona z kompozycji polimerowej zawierają cej homopolimer lub kopolimer polipropylenowy i zawiera jako wypełniacz wytwarzający pory węglan wapnia o średniej wielkości cząstek w zakresie od 0,1 do

2,5 mikronów, przy czym średnia wielkość cząstek wypełniacza wytwarzającego pory w postaci węglanu wapnia drugiej warstwy wewnętrznej folii jest mniejsza od średniej wielkości cząstek wypełniaczy wytwarzających pory w warstwie folii pierwszej i trzeciej, oraz wielowarstwowa folia mikroporowata jest nieprzepuszczalna dla cieczy przy ciśnieniu atmosferycznym.

Korzystnie warstwy folii pierwsza i trzecia są uformowane odpowiednio z pierwszej i trzeciej kompozycji polimerowej, składających się w zasadzie z jednego lub więcej polimerów wybranych z grupy skł adającej się z homopolimerów polietylenu, homopolimerów polipropylenu, kopolimerów etylenu i propylenu, kopolimerów etylenu i/lub propylenu z jednym lub więcej monomerów alfa olefin C4-C8, i mieszanin dwóch lub więcej wymienionych polimerów.

Korzystnie warstwy folii pierwsza i trzecia są uformowane z pierwszej i trzeciej kompozycji polimerowej różnych od kompozycji polimerowej drugiej warstwy folii.

Korzystnie kompozycje polimerowe pierwsza i trzecia zawierają jeden lub więcej spośród polietylenu o bardzo małej gęstości, polietylenu o małej gęstości, polietylenu liniowego o małej gęstości, polietylenu o średniej gęstości lub polietylenu o dużej gęstości.

Korzystnie warstwy folii pierwsza, druga i trzecia zawierają odpowiednio pierwszy, drugi i trzeci wypełniacz wytwarzający pory oraz wypełniacze wytwarzające pory pierwszy, drugi i trzeci są takie same.

Korzystnie warstwy folii pierwsza, druga i trzecia zawierają odpowiednio pierwszy, drugi i trzeci wypełniacz wytwarzający pory oraz drugi wypełniacz wytwarzający pory jest różny od wypełniaczy pierwszego i trzeciego.

Korzystnie pierwsza warstwa folii, druga warstwa folii i trzecia warstwa folii zawierają taką samą kompozycję polimerową.

Korzystnie wytwarzające pory pierwszy wypełniacz, drugi wypełniacz i trzeci wypełniacz mają taki sam skład chemiczny.

Korzystnie wypełniacze wytwarzające pory pierwszy i trzeci mają składy chemiczne różniące się od składa chemicznego drugiego wypełniacza wytwarzającego pory.

Korzystnie pierwsza warstwa folii, druga warstwa i trzecia warstwa folii są utworzone z takiej samej kompozycji polimerowej.

Korzystnie ilość drugiego wypełniacza wytwarzającego pory jest różna od ilości wypełniaczy wytwarzających pory pierwszego i trzeciego.

Korzystnie jedna spośród warstw folii pierwszej i trzeciej jest laminowana z warstwą włókninową.

Korzystnie warstwy folii pierwsza i trzecia zawierają polietylen o bardzo małej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości, polietylen o średniej gęstości, lub polietylen o dużej gęstości i węglan wapniowy.

Korzystnie zewnętrzne warstwy folii pierwsza i trzecia zawierają węglan wapnia mający średnią wielkość cząstek 1,2 mikronów, a druga warstwa folii zawiera węglan wapnia mający średnią wielkość cząstek 0,7 mikrona.

Wynalazek dotyczy wielowarstwowej folii mikroporowatej zawierającej pierwszą, drugą i trzecią warstwę folii mikroporowatej. Spośród warstw folii pierwszej, drugiej i trzeciej druga wewnętrzna warstwa folii ma maksymalną wielkość porów mniejszą niż odpowiednie maksymalne wielkości porów w pozostał ych dwu warstwach folii wielowarstwowej.

Wielowarstwowe folie mikroporowate według wynalazku umożliwiają regulowanie maksymalnej wielkości porów folii wielowarstwowych przy dostosowaniu do wymagań i zoptymalizowaniu wielu własności folii mikroporowatych i kompozytów, w których takie folie są zawarte. Ponadto ulepszenia te

PL 209 158 B1 można uzyskać sposobami, w których wykorzystuje się standardowe urządzenia do wytłaczania i łatwo dostępne surowce.

Te i inne cele i zalety będą bardziej zrozumiałe na podstawie szczegółowego opisu, który ilustruje różne tryby realizacji wynalazku. Należy zdawać sobie sprawę z tego, że wynalazek może mieć różne inne oczywiste aspekty bez odchodzenia od jego istoty. Zgodnie z tym, rysunek i opis mają charakter ilustracyjny, a nie ograniczający.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie wielowarstwową folię mikroporowatą zawierającą dwie warstwy folii mikroporowatej, fig. 2 przedstawia schematycznie wielowarstwową folię mikroporowatą według niniejszego wynalazku zawierającą trzy warstwy folii mikroporowatej, fig. 3 przedstawia schematycznie wielowarstwową folię mikroporowatą zawierającą dwie warstwy folii mikroporowatej i warstwę wstęgi włókninowej, fig. 4 przedstawia schematycznie wielowarstwową folię mikroporowatą zawierającą trzy warstwy folii mikroporowatej i warstwę wstęgi włókninowej, fig. 5 przedstawia zdjęcie wykonane metodą fotomikrografii elektronowej pokazujące wielowarstwową folię mikroporowatą zawierającą dwie warstwy folii mikroporowatej, opisaną w przykładzie 4, fig. 6 przedstawia zdjęcie wykonane metodą fotomikrografii elektronowej, pokazujące typową jednowarstwową folię mikroporowatą opisaną w przykładzie 4, fig. 7 przedstawia zdjęcie wykonane metodą fotomikrografii elektronowej, pokazujące wielowarstwową folię mikroporowatą według niniejszego wynalazku zawierającą trzy warstwy folii mikroporowatej, opisaną w przykładzie 4, i fig. 8 przedstawia zdjęcie wykonane metodą fotomikrografii elektronowej, pokazujące wielowarstwową folię mikroporowatą według niniejszego wynalazku zawierającą trzy warstwy folii mikroporowatej, opisaną w przykładzie 4.

W kontekś cie niniejszego opisu termin „warstwa folii mikroporowatej” ma oznaczać warstwę folii polimerowej, która zawiera jeden lub więcej materiałów wypełniających i jest rozciągana po uformowaniu folii dla nadania jej mikroporowatości. „Mikroporowaty jest tu używany w odniesieniu do materiału porowatego, w którym pory nie są łatwo widoczne nieuzbrojonym okiem i zazwyczaj mają maksymalną wielkość nie większą od około kilku mikronów. W określonych ukształtowaniach pory są dostatecznie małe, w związku z czym wielowarstwowe folie mikroporowate są nieprzepuszczalne dla cieczy przy ciśnieniu atmosferycznym. Ponadto, w kontekście niniejszego wynalazku określenie „wielowarstwowa folia mikroporowata dotyczy folii zawierających dwie lub więcej warstw folii mikroporowatej. Maksymalna wielkość porów odpowiednich warstw folii mikroporowatej zawartych w wielowarstwowych foliach mikroporowatych jest regulowana w celu dostosowania do wymagań i optymalizacji ogólnych własności wielowarstwowych folii mikroporowatych.

Pokazana schematycznie na fig. 1 wielowarstwowa folia mikroporowata zawiera pierwszą i drugą warstwę folii mikroporowatej, przy czym pierwsza warstwa folii ma pierwszą maksymalną wielkość porów, a druga warstwa folii ma drugą maksymalną wielkość porów, różną od pierwszej maksymalnej wielkości porów. Bardziej szczegółowo, wielowarstwowa folia mikroporowata 10 zawiera pierwszą warstwę 12 folii mikroporowatej sąsiadująca z drugą warstwą 14 folii mikroporowatej. Jak to zostanie omówione bardziej szczegółowo poniżej, warstwy folii mikroporowatej są ze sobą połączone na granicy faz 16, na przykład przez współwytłaczanie warstw folii, za pomocą powlekania wytłocznego lub inną techniką laminowania po uformowaniu folii. Chociaż schematyczne diagramy pokazują granice faz folii jako wyraźnie określone linie, specjalista w tej dziedzinie wie, że właściwa granica faz pomiędzy warstwami folii zazwyczaj nie stanowi wyraźnej linii rozgraniczającej. Ponadto, na diagramach schematycznych różnice wielkości porów pomiędzy warstwami folii są reprezentowane kratkami o różnej wielkości. Kratki nie przedstawiają rzeczywistej wielkości porów, konfiguracji lub numeru sita czy też składu którejkolwiek konkretnej warstwy.

Pokazana schematycznie na fig. 2 wielowarstwowa folia mikroporowata według wynalazku zawiera trzecią warstwę folii mikroporowatej mającą trzecią maksymalną wielkość porów. Wielowarstwowa folia mikroporowata 20 według tego przykładu wykonania zawiera pierwszą, drugą i trzecią warstwę mikroporowatej, odpowiednio 12, 14 i 18. Warstwy folii 12 i 14 są do siebie przyległe przy granicy faz 16a, podczas gdy warstwy 14 i 18 są przyległe do siebie przy granicy faz 16b. W przykładzie wykonania z fig. 2 druga warstwa 14 folii jest ujawniona schematycznie jako mająca mniejszą maksymalną wielkość porów w stosunku do pierwszej i trzeciej warstwy folii, odpowiednio 12 i 18. Jednakże wielowarstwowe folie według wynalazku mogą zawierać dowolny układ warstw o względnej maksymalnej wielkości porów, przy czym warstwa lub warstwy folii mające największą maksymalną wielkość porów są umieszczone jako warstwa lub warstwy zewnętrzne folii, w której obie powierzchnie warstwy foliowej są ograniczone przez sąsiadujące z nią warstwy folii lub inne warstwy wyrobu komPL 209 158 B1 pozytowego. Podobnie, warstwa lub warstwy folii mające najmniejszą maksymalną wielkość porów są umieszczone jako wewnętrzna warstwa folii, w której obie powierzchnie warstwy foliowej są ograniczone przez sąsiadujące warstwy folii lub inne warstwy wyrobu kompozytowego. W bardziej szczególnym ukształtowaniu, mikroporowata warstwa folii mająca najmniejszą maksymalną wielkość porów jest umieszczona pomiędzy pierwszą i trzecią warstwą folii, jak pokazano za pomocą drugiej warstwy 14 folii usytuowanej pomiędzy pierwszą warstwą 12 folii i trzecią warstwą 18 folii na fig. 2. Mikroporowata warstwa folii o największej maksymalnej wielkości porów może być usytuowana pomiędzy warstwami folii mającymi stosunkowo mniejsze maksymalne wielkości porów. Maksymalne wielkości porów warstw najbardziej zewnętrznych mogą być takie same, w zasadzie takie same lub różniące od siebie.

Specjalista w tej dziedzinie rozpozna, że wielowarstwowe folie mikroporowate według niniejszego wynalazku mogą zawierać trzy mikroporowate warstwy folii jak pokazano na fig. 2, cztery mikroporowate warstwy folii lub pięć mikroporowatych warstw folii. W wielu ukształtowaniach rozważa się mniej niż osiem mikroporowatych warstw folii.

Ważne jest, że poprzez zróżnicowanie maksymalnej wielkości porów w warstwach folii mikroporowatej tworzących wielowarstwową folię mikroporowatą, możliwe jest regulowanie maksymalnej wielkości porów folii wielowarstwowej razem z dodatkowymi właściwościami folii wielowarstwowej w celu zapewnienia dostosowanej do wymagań i optymalnej kombinacji jej własności. Nieoczekiwanie odkryto, że połączenie warstw folii mikroporowatej mających różną maksymalną wielkość porów pozwala otrzymać wielowarstwową folię mikroporowatą, która wykazuje maksymalną wielkość porów w zasadzie charakterystyczną dla jednej lub więcej warstw folii wielowarstwowej, które są tak umieszczone, że nie mają swobodnej, nieograniczonej powierzchni. To znaczy wielowarstwowa folia mikroporowata zwykle wykazuje charakterystyczną maksymalną wielkość porów warstw folii, które nie mają odsłoniętej powierzchni w folii wielowarstwowej lub w wyrobie kompozytowym, w którym zastosowana jest folia wielowarstwowa. Przykładowo w odniesieniu do fig. 2, wielowarstwowa folia mikroporowata 20 będzie wykazywała maksymalną wielkość porów charakterystyczną dla wewnętrznej drugiej warstwy 14 folii umieszczonej pomiędzy zewnętrznymi warstwami pierwszą i trzecią, odpowiednio 12 i 18, niezależnie od tego czy warstwa 14 folii ma największą maksymalną wielkość porów z tych trzech warstw, czy też najmniejszą maksymalną wielkość porów z tych trzech warstw. Powierzchnie warstwy 14 folii są ograniczone na granicy faz 16a przez pierwszą warstwę 12 folii i na granicy faz 16b przez trzecią warstwę 18 folii. Podobnie w odniesieniu do fig. 1, gdy wielowarstwowa folia 10 uformowana jest jako materiał kompozytowy z jedną spośród warstw 12 i 14 folii mikroporowatej umieszczoną w sąsiedztwie innej warstwy kompozytu, i drugą z warstw 12 i 14 folii mikroporowatej odsłoniętą jako powierzchnia zewnętrzna, ta warstwa spośród warstw 12 i 14, która jest ograniczona na obu powierzchniach będzie charakteryzowała maksymalną wielkość porów wielowarstwowej folii mikroporowatej zastosowanej w kompozycie. Bardziej szczegółowo, w odniesieniu do fig. 3 materiał kompozytowy 40 z wielowarstwową folią mikroporowatą zawiera wielowarstwową folię mikroporowatą 42 w połączeniu z warstwą włókninową 44. Wielowarstwowa folia mikroporowata 42 zawiera pierwszą warstwę 52 folii mikroporowatej mającą pierwszą maksymalną wielkość porów i drugą warstwę 54 folii mikroporowatej mającą drugą maksymalną wielkość porów, różną od pierwszej maksymalnej wielkości porów. Warstwy 52 i 54 przylegają do siebie na granicy faz 56. Zatem jedna powierzchnia drugiej warstwy 54 folii mikroporowatej jest przyległa do pierwszej warstwy 52 folii mikroporowatej na granicy 56, podczas gdy druga powierzchnia warstwy 54 folii mikroporowatej jest ograniczona na granicy faz 58 przez warstwę włókninową 44 materiału kompozytowego. W rezultacie wielowarstwowa folia mikroporowata 42 wykazuje bardziej charakterystyczną maksymalną wielkość porów ograniczonej warstwy 54 folii, niezależnie od tego, czy warstwa 54 folii ma większą czy mniejszą wielkość porów w porównaniu z warstwą 52 folii mikroporowatej.

Wielowarstwowe folie mikroporowate według niniejszego wynalazku mogą zawierać dodatkowe warstwy dla utworzenia materiałów kompozytowych, jak opisano na przykład na fig. 4. Fig. 4 przedstawia dodatkowy przykład kompozytu wielowarstwowej folii mikroporowatej, zawierającego warstwę folii niemikroporowatej. Bardziej szczegółowo, w odniesieniu do fig. 4 materiał kompozytowy 60 z wielowarstwową folią mikroporowatą zawiera wielowarstwową folię mikroporowatą 62 i warstwę włókninową 64. Wielowarstwowa folia mikroporowata 62 zawiera warstwy pierwszą, drugą i trzecią folii mikroporowatej, odpowiednio 72, 74 i 78, przy czym warstwy 72 i 74 są połączone na granicy faz 76a, a warstwy 74 i 78 są połączone na granicy faz 76b. Chociaż nie pokazano tego na figurach, warstwa włókninowa może być umieszczona pomiędzy dwiema warstwami folii, jeśli jest to pożądane. Dodat6

PL 209 158 B1 kowe wielowarstwowe folie mikroporowate zawierające warstwy niemikroporowate w celu utworzenia kompozytów są oczywiste dla przeciętnego specjalisty w tej dziedzinie i są objęte zakresem niniejszego wynalazku.

W przykładach wykonania wielowarstwowych folii mikroporowatych z trzema warstwami pokazanych na fig 2 i fig. 4, warstwy folii pierwsza 12 i trzecia 18 na fig. 2 i 72 oraz 78 na fig. 4 są umieszczone jako warstwy zewnętrzne i pokazane schematycznie jako mające podobną maksymalną wielkość porów różną od maksymalnej wielkości porów drugiej, wewnętrznej warstwy, odpowiednio 14 i 74. Zgodnie z zawierającym trzy warstwy folii przykładem wykonania wielowarstwowych folii mikroporowatych według wynalazku, pierwsza, druga i trzecia maksymalna wielkość porów pierwszej, drugiej i trzeciej warstwy mogą mieć dowolną względną maksymalną wielkość porów względem siebie, pod warunkiem, że co najmniej dwie z tych warstw mają różniące się od siebie maksymalne wielkości porów. Zatem pierwsza i trzecia warstwa, jak pokazano na fig. 2 i 4 mogą mieć maksymalne wielkości porów, które są takie same, w zasadzie takie same, lub różniące się od siebie. Ponadto, warstwa lub warstwy folii o największej lub najmniejszej maksymalnej wielkości porów mogą występować w dowolnym porządku warstw, jaki jest wymagany dla uzyskania pożądanej maksymalnej wielkości porów wielowarstwowej folii mikroporowatej.

Warstwy folii mikroporowatej folii wielowarstwowych według niniejszego wynalazku mogą być zaopatrywane w różne wielkości oporów za pomocą różnych technik. W jednym z ukształtowań, warstwy folii pierwsza i druga o różnych maksymalnych wielkościach porów są formowane z różnych kompozycji polimerowych, które po rozciąganiu zapewniają różne maksymalne wielkości porów w odpowiednich foliach. Przykładowo, gdy pierwsza i druga warstwa folii kształtowane są z pierwszej i drugiej kompozycji polimerowej, te kompozycje polimerowe mogą być odpowiednio tak dobrane, że jedna z kompozycji dostarcza warstwę folii mającą mniejszą lub większą maksymalną wielkość porów w porównaniu z drugą kompozycją lub kompozycjami.

Podczas gdy odpowiednie kompozycje polimerowe do stosowania w warstwach folii mikroporowatej folii wielowarstwowych według wynalazku są omówione bardziej szczegółowo poniżej, polimery, które są odpowiednie do zastosowania dla utworzenia warstw folii mikroporowatej mających stosunkowo mniejsze maksymalne wielkości porów obejmują, ale nie są do nich ograniczone, homopolimery i kopolimery polipropylenu, poliamidy nylonowe, i tym podobne, podczas gdy polimery, które są odpowiednie do zastosowania dla utworzenia warstw folii mających stosunkowo większe maksymalne wielkości porów obejmują, ale nie są do nich ograniczone, polietylen o bardzo małej gęstości (ULDPE), polietylen o małej gęstości (LDPE), polietylen liniowy o małej gęstości (LLDPE), polietylen o średniej gęstości (MDPE) i polietylen o dużej gęstości (HDPE). Dodatkowe kombinacje polimerów do stosowania jako pierwsza i druga warstwa folii w foliach wielowarstwowych będą dla przeciętnego specjalisty w tej dziedzinie oczywiste, i uzależnione od względnych wielkości porów wybranych polimerów. Uważa się, choć bez chęci wiązania się teorią, że moduł polimeru (nachylenie jego krzywej naprężenie-odkształcenie) i/lub naturalne ciągnienie mogą wpływać na jego wielkość porów. Uważa się również, że ilość porów w warstwie może być różnicowana za pomocą kompozycji polimerowej.

W bardziej szczególnym ukształtowaniu, w którym wielowarstwowa folia mikroporowata zawiera trzy warstwy folii, jak pokazano na fig. 2, druga warstwa folii jest usytuowana pomiędzy pierwszą i trzecią warstwą folii i jest uformowana z drugiej kompozycji polimerowej, która jest różna od pierwszej i trzeciej kompozycji polimerowej, z których uformowane są odpowiednio pierwsza i trzecia warstwa. Zgodnie z wynalazkiem druga kompozycja polimerowa jest tak dobrana, że druga warstwa folii ma mniejszą maksymalną wielkość porów w porównaniu z maksymalną wielkością porów warstw pierwszej i trzeciej. W innym ukształtowaniu pierwsza i trzecia warstwa mają w zasadzie takie same lub takie same maksymalne wielkości porów. Druga kompozycja polimerowa może być tak dobrana, że druga warstwa folii ma większą maksymalną wielkość porów w porównaniu z warstwami pierwszą i trzecią.

W dalszych ukształtowaniach pierwsza kompozycja polimerowa może zawierać polipropylen lub polietylen o dużej gęstości, podczas gdy druga kompozycja polimerowa może zawierać polietylen o bardzo małej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości lub polietylen o średniej gęstości. W dalszych ukształtowaniach pierwsza kompozycja polimerowa może zawierać polipropylen a druga kompozycja polimerowa może zawierać polietylen o bardzo małej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości, polietylen o średniej gęstości lub polietylen o dużej gęstości. W jeszcze innych ukształtowaniach pierwsza kompozycja polimerowa może zawierać polietylen o bardzo małej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości

PL 209 158 B1 lub polietylen o średniej gęstości, a druga kompozycja polimerowa może zawierać polipropylen lub polietylen o dużej gęstości lub alternatywnie pierwsza kompozycja polimerowa może zawierać polietylen o bardzo małej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości, polietylen o średniej gęstości, lub polietylen o dużej gęstości, a druga kompozycja polimerowa moż e zawierać polipropylen.

Bardziej szczegółowo, w jednym z przykładów wielowarstwowej folii mikroporowatej, przygotowuje się pierwszą kompozycję z a) od około 35% do około 45% wagowych liniowego polietylenu o średniej gęstości, b) od około 3% do około 10% wagowych polietylenu o małej gęstości, c) od około 40% do około 55% wagowych cząstek wypełniacza w postaci węglanu wapnia i d) od około 1% do około 6% wagowych jednego lub więcej składników z grupy składającej się z następujących substancji pigmentów, zmętniaczy, środków wspomagających przetwarzanie, antyutleniaczy, stabilizatorów (na działanie światła, UV, ciepła, etc.) środków klejących, i modyfikatorów polimerycznych, a drugą kompozycje przygotowuje się z a) od około 35% do około 50% wagowych homopolimeru polipropylenu, b) od około 2% do około 15% wagowych jednego lub więcej spośród kopolimerów polietylenu o małej gęstości i polipropylenu, c) od około 40% do około 60% wagowych cząstek węglanu wapnia, i d) od około 0,1% do około 10% wagowych jednego lub więcej składników z grupy składającej się z następujących substancji : środków powierzchniowo czynnych, pigmentów, zmętniaczy, środków wspomagających przetwarzanie, antyutleniaczy, stabilizatorów (na działanie światła, UV, ciepła, etc.) i modyfikatorów polimerycznych. Kompozycje pierwsza i druga są indywidualnie mieszane w stanie stopionym w typowym urzą dzeniu do wytł aczania i nastę pnie przepuszczane przez blok wytł aczania kombinowanego tak, że wytwarzana jest struktura trójwarstwowa z jedną warstwą z drugiej kompozycji pomiędzy dwiema warstwami z pierwszej kompozycji. Warstwy są wspólnie wytłaczane albo do chwytu walców, albo na walec do odlewania z chłodzeniem lub do rury do rozdmuchiwania folii w celu ukształtowania stałej folii z szybkością rzędu około 1,27 m/s do około 6,096 m/s (około 250 stóp na minutę do około 1200 stóp na minutę) bez rezonansu przy ciągnieniu, i do folii wielowarstwowej przykładana jest narastająca siła rozciągająca w zasadzie w sposób jednostajny poprzez folię i na jej głębokości w celu uzyskania wielowarstwowej folii mikroporowatej.

Folia wielowarstwowa według tego przykładu ułatwia wytwarzanie z dużą szybkością, ponieważ zewnętrzne warstwy polietylenowe wykazują ulepszoną stabilność w stanie stopionym w porównaniu z warstwą rdzenia polipropylenowego i nieoczekiwanie umoż liwiają produkcję wytł aczanej, laminowanej folii wielowarstwowej z wysokimi prędkościami w porównaniu z wytłaczaniem samej tylko folii polipropylenowej.

Inny szczególny przykład wielowarstwowej folii mikroporowatej można uzyskać przez utworzenie pierwszej kompozycji z a) od około 35% do około 45% wagowych liniowego polietylenu o średniej gęstości, b) od około 3% do około 10% wagowych polietylenu o małej gęstości, c) od około 40% do około 55% wagowych cząstek wypełniacza w postaci węglanu wapnia i d) od około 1% do około 6% wagowych jednego lub więcej składników z grupy składającej się z następujących substancji: pigmentów, zmętniaczy, środków ułatwiających przetwarzanie, antyutleniaczy, stabilizatorów (na działanie światła, UV, ciepła, etc.), środków klejących, i modyfikatorów polimerycznych, i przez utworzenie drugiej kompozycji z a) od około 35% do około 50% wagowych polietylenu o dużej gęstości, b) od około 3% do około 10% wagowych polietylenu o małej gęstości, c) od około 40% do około 60% wagowych cząstek węglanu wapnia, i d) od około 0,1% do około 10% wagowych jednego lub więcej składników z grupy składającej się z następujących substancji : środków powierzchniowo czynnych, pigmentów, zmętniaczy, środków ułatwiających przetwarzanie, antyutleniaczy, stabilizatorów (na działanie światła, UV, ciepła, etc.) i modyfikatorów polimerycznych. Kompozycje pierwsza i druga są indywidualnie mieszane w stanie stopionym w typowym urządzeniu do wytłaczania i następnie przepuszczane przez blok wytłaczania kombinowanego tak, że wytwarzana jest struktura trójwarstwowa z jedną warstwą z drugiej kompozycji pomię dzy dwiema warstwami z pierwszej kompozycji. Folia jest wytł aczana i rozciągana tak, jak opisano powyżej.

W innym ukształtowaniu warstwy folii pierwsza i druga są zaopatrywane w różną maksymalną wielkość porów przez wykorzystanie różnych wypełniaczy w odpowiednich warstwach. Wypełniacze mogą się różnić składem, wielkością, kształtem, powleczeniem powierzchni i/lub dowolną inną własnością, która będzie zmieniać wielkość porów w powstałej warstwie rozciągniętej folii mikroporowatej. Przykładowo pierwsza warstwa folii może zawierać pierwszy wypełniacz mający pierwszą średnią wielkość cząstek, podczas gdy druga warstwa folii zawiera drugi wypełniacz mający drugą średnią wielkość cząstek różną od pierwszej średniej wielkości cząstek. Wypełniacze pierwszy i drugi mogą

PL 209 158 B1 mieć taki sam lub różny skład chemiczny, a warstwy folii pierwsza i druga mogą mieć takie same lub różne kompozycje polimerów. Bez zamiaru bycia związanym teorią należy stwierdzić, że warstwa folii mająca wypełniacz o mniejszej średniej wielkości cząstek dostarczy, przy wszystkich innych zmiennych stałych, warstwę folii mikroporowatej mającą mniejszą maksymalną wielkość porów, podczas gdy wypełniacz o większej średniej wielkości cząstek, przy wszystkich innych zmiennych stałych, zapewni warstwę folii mikroporowatej mającą większą maksymalną wielkość porów.

W bardziej szczególnym ukształ towaniu, warstwy folii mikroporowatej wielowarstwowych folii mikroporowatych kształtowane są z takiej samej kompozycji polimerowej i zawierają wypełniacz o takim samym sk ł adzie chemicznym, przy ś redniej wielkoś ci cząstek wypeł niacza zróż nicowanej w co najmniej dwu sąsiadujących ze sobą warstwach. W bardziej szczególnym ukształtowaniu, wypełniacz użyty w odpowiednich warstwach folii zawiera węglan wapnia. Węglan wapnia jest zwykle dostępny o ś redniej wielkości cząstek w zakresie od około 0,1 mikrona do około 2,5 mikronów. Węglan wapnia w zakresach niż szych ś rednich wielkoś ci cząstek jest zazwyczaj wytwarzany przez strą canie, podczas gdy węglan wapnia w zakresach wyższych średnich wielkości cząstek jest zazwyczaj wytwarzany przez rozdrabnianie. W ukształtowaniu trójwarstwowej mikroporowatej folii wielowarstwowej, jak opisano na fig. 3, druga warstwa folii zawiera drugi wypełniacz mający średnią wielkość cząstek mniejszą niż średnie wielkości cząstek wypełniaczy pierwszego i drugiego użytych w warstwach folii pierwszej i trzeciej, i druga warstwa folii jest umieszczona pomię dzy warstwami folii pierwszą i trzecią , przy czym druga warstwa folii ma mniejszą maksymalną wielkość porów w porównaniu z warstwami folii pierwszą i trzecią .

Druga warstwa folii może zawierać drugi wypełniacz mający większą średnią wielkość cząstek w porównaniu z wypeł niaczami pierwszym i trzecim zastosowanymi odpowiednio w warstwach folii pierwszej i trzeciej, i druga warstwa może być umieszczona pomiędzy warstwami folii pierwszą i trzecią, przy czym druga warstwa folii ma wówczas większą maksymalną wielkość porów w porównaniu z warstwami folii pierwszą i trzecią .

Wypełniacze nadające się do stosowania w odpowiednich warstwach folii obejmują, ale nie są do nich ograniczone, różne materiały nieorganiczne i organiczne, włączając, ale bez ograniczenia do nich, tlenki metali, wodorotlenki metali, węglany metali, polimery organiczne, ich pochodne i tym podobne. Korzystne wypełniacze obejmują, ale nie są do nich ograniczone, węglan wapnia, ziemię okrzemkową, dwutlenek tytanu, i ich mieszaniny. Zatem kompozycja wypełniacza może zmieniać się od warstwy folii do sąsiadującej warstwy folii w celu zapewnienia różnej maksymalnej wielkości porów odpowiednim warstwom po rozciąganiu. Jedna z typowych kompozycji warstwy folii dla tego ukształtowania zawiera kombinację a) od około 35% do około 45% wagowych liniowego polietylenu o małej gęstości, b) od około 3% do około 10% wagowych polietylenu o małej gęstości, c) od około 40% do około 55% wagowych cząstek wypełniacza w postaci węglanu wapnia i d) od około 1% do około 6% wagowych jednego lub więcej składników z grupy składającej się z następujących substancji: pigmentów, środków ułatwiających przetwarzanie, antyutleniaczy i modyfikatorów polimerycznych, przy średniej wielkości cząstek węglanu wapnia zmieniającej się od warstwy do warstwy.

Alternatywnie można zmieniać kształt wypełniacza, to znaczy płytki, pręty, źdźbła, płatki, kulki, klocki, kostki, od warstwy folii do sąsiadującej warstwy folii w celu zmiany wielkości porów odpowiednich warstw folii. W odniesieniu do niniejszego ujawnienia specjalista w tej dziedzinie będzie mógł łatwo określić właściwe kombinacje różnych wypełniaczy dla wytworzenia sąsiadujących warstw folii o zróż nicowanej maksymalnej wielkości porów.

Podobnie wypełniacze odpowiednich warstw folii mogą być zaopatrzone w różne powłoki powierzchniowe lub różniące się ilościowo powłoki powierzchniowe w celu zmiany wielkości porów odpowiednich warstw folii mikroporowatej. Odpowiednie powłoki wypełniające są znane w stanie techniki i obejmuj ą , ale nie są do nich ograniczone, kopolimery silikonu i glikolu, oligomery glikolu etylenowego, kwas akrylowy, kompleksy z wiązaniem wodorowym, alkohole karboksylowane, związki oksyetylenowane, różne alkohole oksyetylenowane, oksyetylenowane alkilofenole, oksyetylenowane estry kwasów tłuszczowych, kwasy karboksylowe lub ich sole, na przykład kwas stearynowy lub kwas behenowy, estry, powłoki fluorowane lub tym podobne, oraz ich kombinacje.

Ponadto, ilość wypełniacza, która jest stosowana w odpowiednich warstwach folii, może być zmieniana w celu zróżnicowania wielkości porów w odpowiednich warstwach. Przykładowo dla danego stałego stopnia przepuszczalności, większe stężenia wypełniacza przy większości pozostałych czynników stałych, zapewnia uzyskanie mniejszych maksymalnych wielkości porów, jako, że folia jest mniej rozciągnięta. Odwrotnie, dla danego stałego stopnia przepuszczalności mniejsze stężenie cząPL 209 158 B1 stek zapewnia uzyskanie folii mikroporowatej mającej większą maksymalną wielkość porów, ponieważ folia musi być bardziej rozciągnięta dla otrzymania docelowego stopnia przepuszczalności. Specjalista w tej dziedzinie bę dzie w stanie, biorą c pod uwagę niniejsze ujawnienie, okreś lić odpowiednie zmiany co do ilości wypełniacza zastosowanego w odpowiednich warstwach.

Powyższe ukształtowania umożliwiają uzyskiwanie zmiany wielkości porów pomiędzy sąsiednimi warstwami folii mikroporowatej w foliach współwytłaczanych, foliach powlekanych przez wytłaczanie lub foliach, które są wytłaczane pojedynczo i następnie laminowane. Jednakże mogą zostać zastosowane dodatkowe techniki dla zróżnicowania wielkości porów cienkich folii mikroporowatych, które nie są współwytłaczane, ale które są formowane za pomocą powlekania przez wytłaczanie drugiej warstwy folii na rozciągniętej pierwszej warstwie folii, lub które są laminowane ze sobą dla utworzenia wielowarstwowej folii mikroporowatej po wytłoczeniu i rozciąganiu. Przykładowo zmiany temperatury rozciągania, szybkości, sposobu i/lub konfiguracji urządzenia mogą zapewnić warstwy folii mikroporowatych o identycznym składzie i o różnych maksymalnych wielkościach porów. Bez ograniczenia teorią, uważa się, że czynniki wpływające na proces rozciągania mają wpływ na różne własności, na przykład moduł i/lub naturalne ciągnienie kompozycji polimerowej warstwy folii i tym samym mają wpływ na maksymalną wielkość porów, będącą wynikiem procesu rozciągania. Zatem rozciąganie w wyższych temperaturach może zmniejszyć moduł i/lub naturalne ciągnienie, a więc zmienić maksymalną wielkość porów.

Poszczególne warstwy folii mikroporowatej zastosowane w wielowarstwowych foliach według wynalazku mogą mieć dowolną odpowiednią grubość, która zapewnia pożądane właściwości, zwłaszcza przepuszczalność dla gazów. Odpowiednio, warstwy folii mikroporowatej mają pojedynczo grubość od około 2,54 mikronów do około 254 mikronów (0,1 milicala do około 10 milicali), a szczególnie od około 6,35 mikronów do około 127 mikronów (0,25 do około 5 milicali). Ponadto pory mają wielkość dostatecznie małą, aby nie być łatwo widocznymi gołym okiem. Korzystnie, pory są dostatecznie małe, aby uczynić wielowarstwową folię mikroporowatą nieprzepuszczalną dla cieczy w warunkach ciśnienia atmosferycznego. W jednym z ukształtowań wielowarstwowe folie mikroporowate mają maksymalną wielkość porów w zakresie od około 0,01 do około 0,25 mikrona. W innym ukształtowaniu wielowarstwowe folie mikroporowate wykazują maksymalną wielkość porów dostatecznie małą do tego, aby folie działały jako bariery dla wirusów, to znaczy nie większą niż około 0,10 do około 0,12 mikrona. Specjalista w tej dziedzinie oczywiście będzie wiedział, że inne czynniki, włączając, ale bez ograniczenia do nich, liczbę porów i konfigurację oraz grubości warstw folii będą miały wpływ na te własności. Korzystnie, wielowarstwowe folie mikroporowate wykazują również dobrą przepuszczalność powietrza i pary wodnej. Typowo, folie wykazują szybkość przenikania pary wodnej (MVTR) większą niż 500 g/m²/dzień. W bardziej szczególnym ukształtowaniu wielowarstwowe folie mikroporowate wykazują szybkości przenikania pary wodnej, zmierzone zgodnie z ASTM E96E, większe niż około 1500 g/m²/dzień, większe niż około 2500 g/m²/dzień, większe niż około 3000 g/m²/dzień lub większe niż około 4000 g/m²/dzień.

Polimery, z których mogą być kształtowane mikroporowate warstwy folii zawierają polimery termoplastyczne, które są przetwarzalne w folię i rozciągliwe w celu utworzenia w nich mikroporów. Odpowiednie polimery na folie obejmują, ale bez ograniczenia do nich, poliolefiny, na przykład homopolimery i kopolimery polietylenu, homopolimery i kopolimery polipropylenu, poliolefiny z wprowadzonymi grupami funkcyjnymi, poli(styren-butadien-styren), poli(styren-izopren-styren), poli (styren-etylenbutylen-styren), poliestry, polimerestrowo-eterowy, poliamidy, włączając nylony, polimereterowo-amidowy, polieterosulfony, fluoropolimery, poliuretan i tym podobne. Homopolimery polietylenu obejmują te o małej, średniej i dużej gęstości i/lub te utworzone za pomocą polimeryzacji wysokociśnieniowej lub polimeryzacji niskociśnieniowej. Kopolimery polietylenu i polipropylenu obejmują, ale nie są ograniczone do nich, kopolimery z monomerów alfa-olefin C4-C8, w tym 1-okten, 1-buten, 1-heksen i 4-metylopenten. Polietylen może być w zasadzie liniowy lub rozgałęziony i może być utworzony różnymi sposobami znanymi w stanie techniki przy użyciu katalizatorów, takich jak katalizatory Zieglera-Natty, katalizatory metalocenowe lub inne powszechnie znane w tej dziedzinie. Przykłady odpowiednich, kopolimerów obejmują, ale nie są ograniczone do nich, takie kopolimery jak poli(etylen-buten), poli(etylen-heksen), poli(etylen-okten) i poli (etylen-propylen), poli(etylen-octan winylu), poli(etylenmetakrylan), poli(etylen-kwas akrylowy), poli(etylen-akrylan butylu), poli(etylen-dien propylenowy), i kauczuk etylenowo-propylenowy i/lub ich terpolimery poliolefinowe. Ponadto polimery termoplastyczne odpowiednie do zastosowania tutaj obejmują te, które mogą być podatne na rozkład biologiczny lub podatne na rozkład pod wpływem środowiska. Kilka termoplastycznych polimerów podatnych na

PL 209 158 B1 rozkład biologiczny odpowiednich dla praktycznej realizacji wynalazku stanowią normalnie stałe polimery oksyalkanoilowe lub polimery dialkanoilowe reprezentowane przez poli(kaprolakton) lub poli(adypinian etylenowy), polisacharydy lub modyfikowane polisacharydy, takie jak kompozycje skrobiowo-żywicowe, które można kształtować do postaci folii.

Odpowiednie włókninowe warstwy włókniste mogą zawierać, ale nie są ograniczone do nich, włókna z polietylenu, polipropylenu, poliestrów, sztucznego jedwabiu, celulozy, nylonu i mieszanek takich włókien. Dla włókninowych wstęg włóknistych zaproponowano kilka określeń. Włókna są zwykle włóknami staplowymi lub ciągłymi filamentami. W znaczeniu tu używanym określenie „włókninowa wstęga włóknista jest stosowane w ogólnym sensie dla oznaczenia ogólnie planarnej struktury, która jest stosunkowo płaska, giętka i porowata i składa się z włókien staplowych lub ciągłych filamentów. Zazwyczaj takie wstęgi są przędzione spod filiery, zgrzeblone, formowane na mokro, formowane w strumieniu powietrza lub rozdmuchiwane w stanie stopionym. W celu szczegółowego opisu włóknin patrz „ Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler E.A.Vaughn, Association of the Nonwoven Fabric Industry, 3.edycja (1992). Takie włókninowe wstęgi włókniste zwykle mają gramaturę około 5 gramów ma metr kwadratowy do 75 gramów na metr kwadratowy, a zwłaszcza około 10 do około 40 gramów na metr kwadratowy i mogą zostać włączone do folii według wynalazku przez laminowanie z wytłaczaniem, laminowanie a klejeniem lub innymi znanymi w technice technikami laminacji.

Wielowarstwowe folie mikroporowate mogą być wytwarzane wieloma sposobami. W jednym z ukształtowań co najmniej dwie warstwy folii są współwytłaczane i rozciągane dla uczynienia ich mikroporowatymi, przy czym pierwsza warstwa folii ma co najmniej jeden składnik, który różni się od składnika drugiej warstwy folii i który to składnik jest przystosowany do nadawania jednej warstwie folii maksymalnej wielkości porów po rozciąganiu, która jest różna od wielkości porów drugiej warstwy folii po rozciąganiu. W tym ukształtowaniu warstwy folii mogą być połączone z jednym lub więcej materiałów warstwowych, na przykład włókninową warstwą włóknistą, przed lub po rozciąganiu. Alternatywnie, warstwy folii mikroporowatej mogą być formowane pojedynczo, po czym warstwy folii są ze sobą laminowane i rozciągane. Specjalista w tej dziedzinie rozpozna, że poszczególne warstwy mogą być rozciągane albo przed laminowaniem lub po laminowaniu ze sobą lub z jednym lub więcej materiałów warstwowych, na przykład włókninową warstwą włóknistą.

W celu rozciągnięcia warstw folii formowalnych z utworzeniem mikroporów można wykorzystać sporo różnych obciągarek i technik. Przykładowo warstwy folii mogą być rozciągane przez zazębianie w kierunku poprzecznym (CD) do maszynowego i/lub zazębianie w kierunku maszynowym (MD). Ponadto zazębianie CD i/lub zazębianie MD mogą być stosowane przy rozciąganiu z orientowaniem w kierunku maszynowym (MDO) i/lub obciągarkach rozciągających na szerokość CD w dowolnym żądanym porządku. Zatem w jednym z ukształtowań rozciąganie CD przez zazębianie i/lub rozciąganie MD przez zazębianie jest wykonywane najpierw, z następującym potem rozciąganiem MDO. W kolejnym ukształtowaniu rozciąganie MDO jest wykonywane najpierw, z następującym potem rozciąganiem przez zazębianie CD i/lub rozciąganiem przez zazębianie MD. Mogą być również stosowane dodatkowe ich modyfikacje. Chociaż znane są w stanie techniki i mogą być stosowane różne szczególne technologie dla tych i innych technik rozciągania, podane tu zostały następujące opisy odpowiednich technik rozciągania i urządzeń nadających się do wykorzystania.

Rozciąganie z zazębianiem w kierunku poprzecznym (CD) do maszynowego:

Obciągarka z zazębianiem CD zwykle zawiera parę lewostronnych i prawostronnych spiralnych elementów podobnych do kół zębatych na równoległych wałach. Wały umieszczone są pomiędzy dwiema bocznymi płytami maszyny, przy czym dolny wał jest usytuowany w stałych podporach, zaś górny wał jest usytuowany w podporach w przesuwnych pionowo członach. Człony przesuwne są nastawne w kierunku pionowym za pomocą elementów o kształcie klina uruchamianych śrubami regulacyjnymi. Wkręcanie lub wykręcanie klinów powoduje przesuwanie przesuwnego pionowo członu odpowiednio w dół lub w górę w celu dalszego zaczepienia lub rozłączenia podobnych do przekładni zębatej zębów górnego zazębiającego się walca z dolnym współpracującym walcem. Zamocowane na ramach bocznych mikrometry są uruchamiane dla wskazania głębokości zaczepienia zębów zazębiającego się walca. Cylindry powietrzne są zwykle stosowane do pewnego utrzymywania członów przesuwnych w ich dolnym położeniu zaczepienia na klinach regulacyjnych dla przeciwstawienia się skierowanej ku górze sile wywieranej przez rozciągany materiał. Cylindry te mogą być również cofane dla rozczepienia zazębiających się walców górnego i dolnego w celu przewlekania materiału przez urządzenie zazębiające lub w związku z obwodem bezpieczeństwa, który po aktywowaniu otwiera wszystkie punkty chwytu maszyny.

PL 209 158 B1

Elementy do zazębiania CD są zazwyczaj wykonane z jednego kawałka, i mogą być najlepiej opisane jako naprzemienny stos z dwóch krążków o różnej średnicy. W jednym z ukształtowań zazębiające się krążki mają średnicę około 152,4 mm (6), grubość około 0,787 mm (0,031) i mają pełny promień na krawędzi. Tarcze dystansowe oddzielające zazębiające się krążki mają średnicę około 139,7 mm (5,5) i grubość około 1,753 mm (0,069). Dwa walce o takiej konfiguracji będą zdolne do zazębiania się aż do 5,867 mm (0,231) z pozostawieniem luzu 0,483 mm (0,019) dla materiału ze wszystkich stron. Ta konfiguracja elementu zazębiającego CD miałaby podziałkę 2,54 mm (0,100).

Jako, że elementy zazębiające CD są zwykle zdolne do zazębiania się z dużymi głębokościami zaczepienia, korzystne jest, że urządzenie zawiera elementy powodujące, iż wały dwóch zazębiających się walców pozostają równoległe, gdy górny wał jest podnoszony lub opuszczany. Pomocne jest zagwarantowanie, aby zęby jednego ze współpracujących walców zawsze wchodziły pomiędzy zęby drugiego ze współpracujących walców i uniknięcie potencjalnego niszczącego fizycznego kontaktu pomiędzy współpracującymi zębami. Ten ruch równoległy można zagwarantować za pomocą układu zębatki i przekładni zębatej, w którym stacjonarna zębatka przekładni zębatej jest połączona z każdą stroną ramy i umieszczona obok pionowo przesuwnych członów. Wał jest poprzeczny do ram bocznych i działa w podporze w każdym z pionowo przesuwnych członów. Na każdym końcu tego wału jest osadzone koło zębate i pracuje w sprzężeniu z zębatkami dla wytworzenia pożądanego ruchu równoległego.

Rozciąganie z zazębianiem w kierunku maszynowym (MD):

Urządzenie do rozciągania z zazębianiem MD jest zazwyczaj identyczne z urządzeniem do rozciągania z zazębianiem CD z wyjątkiem konstrukcji zazębiających się walców. Walce przy zazębianiu MD ściśle przypominają koła zębate walcowe o zębach prostych o niewielkiej podziałce. W jednym z ukształ towań walce mają średnicę 150,7 mm (5,933), podziałkę 2,54 mm (0,100), podziałkę średnicową 30, 141/2 stopniowy kąt przyporu i stanowią zasadniczo przekładnię z obrobionymi zębami o długim zarysie. Drugie przepuszczenie można wykonać na tych walcach z przesunię ciem frezu obwiedniowego 0,254 mm (0,010) dla zapewnienia zwężonego zęba o większym luzie. Przy zazębieniu około 2,29 mm (0,090) konfiguracja ta będzie miała luz po bokach wynoszący około 0,254 mm (0,010) dla grubości materiału.

Opisane powyżej obciągarki zazębiające CD i MD mogą być wykorzystane do wytworzenia przyrostowo rozciągniętych folii mikroporowatych stosowanych w foliach wielowarstwowych według wynalazku. Operacja rozciągania jest zwykle stosowana do co najmniej dwóch współwytłaczanych folii, ewentualnie zawierających jeden lub więcej niemikroporowatych materiałów warstwowych, takich jak warstwa włókniny, dla utworzenia materiału kompozytowego.

Rozciąganie z orientowaniem w kierunku maszynowym (MDO)

Typowe urządzenie do rozciągania MDO może być raczej skomplikowane, ale zasady są bardzo proste. Folia lub zawierające folię kompozyty, na przykład kompozyty folia-tkanina, przepuszczane są przez stanowiska chwytowe zespołu walców. Wymagany jest co najmniej jeden zespół walców, chociaż można zastosować trzy lub więcej zespołów. W jednym z ukształtowań stosuje się co najmniej dwa zespoły walców. W wielu, chociaż nie we wszystkich zastosowaniach walce ogrzewa się dla wspomożenia procesu rozciągania. Pierwszy zespół walców zawiera zwykle co najmniej trzy walce. Pierwszy walec (R1) jest walcem ogrzewanym wewnętrznie w celu ogrzania folii lub kompozytu przed wejściem do chwytu. Drugi walec (R2) jest pokryty materiałem elastycznym, takim jak guma, aby umożliwić chwytanie (to znaczy zetknięcie fizyczne) bez uszkodzenia z trzecim metalowym walcem (R3). Drugi zestaw walców jest lustrzanym odbiciem pierwszego zestawu, z ogrzewanym walcem (R4), pokrytym gumą walcem (R5) i metalowym walcem (R6). Podczas pracy oba chwyty są zamknięte. Folia jest zaciśnięta pomiędzy walcami R2 i R3 oraz walcami R5 i R6. Folia rozciągana jest w szczelinie powietrznej pomiędzy metalowymi walcami R3 i R6. Wymiar typowej szczeliny powietrznej wynosi od około 0,127 mm (0,005) do około 13,97 mm (0,550), a zwłaszcza od około 0,127 mm (0,005) do około 1,27 mm (0,050). Przykładowo, walce R1, R2 i R3 są nastawione na działanie z mniejszą prędkością, na przykład 1,666 metrów na sekundę (100 metrów) na minutę; zaś walce R4, R5 i R6 są nastawione na działanie z większą prędkością, na przykład 3,333 metrów na sekundę (200 metrów na minutę). Stosunek rozciągnięcia MDO określa się jako stosunek prędkości walca R6 do walca R3. Dla tego przykładu stosunek rozciągnięcia MDO jest 2:1. Folia wychodzi po operacji rozciągania MDO dłuższa i cieńsza niż jej wymiary początkowe.

PL 209 158 B1

W przykł adzie tym zastosowano dwa stanowiska chwytu i jest on tu zamieszczony jedynie dla pokazania specjaliście w tej dziedzinie jak stosować zasady wynalazku. Ponadto znane jest również i moż e być stosowane wieloetapowe rozciąganie MDO.

Opisane powyżej obciągarki z zazębianiem CD i MD oraz orientowaniem MDO mogą być wykorzystane do wytworzenia wielowarstwowych folii mikroporowatych lub kompozytów włókninowej wstęgi włóknistej i wielowarstwowych folii mikroporowatych według wynalazku. W rezultacie takiego nowego rozciągania uzyskuje się kompozyty, które mają doskonałą przepuszczalność dla gazów i własności barierowe dla płynów, mając pomimo tego miękkie tekstury, podobne do tkanin.

W jednym z ukształtowań wielowarstwowe folie mikroporowate według wynalazku mogą być wytłaczane dla uzyskania wzoru o różnej grubości w poprzek lub wzdłuż folii. Wytłaczanie może być prowadzone albo przed albo po rozciąganiu, które nadaje foliom mikroporowatość.

W bardziej szczególnym ukształ towaniu wytł aczanie folii jest prowadzone przed jakimkolwiek rozciąganiem dla nadania folii mikroporowatości. Dowolna z omówionych powyżej technik może być zastosowana do wytłaczanych folii według tego przykładu. W bardziej szczególnym ukształtowaniu wielowarstwowa folia mikroporowata jest formowana przez wytłaczanie folii wielowarstwowej i rozciąganie wytłoczonej folii przez orientowanie w kierunku maszynowym, stosując na przykład stosunek rozciągnięcia około 4, około 3 lub około 2 albo mniej. Dowolne techniki wytłaczania nadające się do zastosowania do folii polimerowych mogą zostać zastosowane. W jednym z ukształtowań wytłaczanie może być prowadzone z zastosowaniem kwadratowego wytłaczanego wzoru takiego jak Velvaflex® (5,91 linii wytłoczenia na mm = 150 linii wytłoczenia na cal, głębokość tłoczenia 0,046 mm =1,8 mila) lub Taff-a-flex® (2,36 linii na cal = 60 linii wytłoczenia na cal, głębokość tłoczenia 0,102 mm = 4 mile), które stanowią zarejestrowane znaki towarowe Clopay Plastic Products Company, Inc. z Cincinnati, Ohio.

Następujące przykłady przedstawiają określone ukształtowania wielowarstwowych folii mikroporowatych według wynalazku. W przykładach i opisie części i zawartości procentowe są wagowe, o ile nie określono inaczej. Ponadto odniesienie do zmierzonej maksymalnej wielkości porów dotyczy tutaj maksymalnej wielkości porów (MPS) zmierzonej przy użyciu porometru z przepływem kapilarnym wytworzonego przez Porous Materials, Inc. z Ithaca, N.Y. Metoda ta mierzy MPS (w mikronach) dla folii mikroporowatych i kompozytów włókninowych poprzez przemieszczenie cieczy zwilżającej z porów próbki za pomocą gazu niereaktywnego. Jako kontrolę zastosowano Celgard 2400, dostępny z Celgard Inc. z Charlotte, NC, który ma wartość MPS 0,037 mikrona w tym teście. Ponadto odniesienie do zmierzonej przepuszczalności powietrza dotyczy przepuszczalności powietrza zmierzonej za pomocą procedury, w której mierzy się szybkość przepływu objętościowego powietrza przechodzącego przez próbkę, gdy do jednej strony folii doprowadza się powietrze przy nadciśnieniu 6205,3 hPa (90 psig). Celgard 2400 zastosowano jako kontrolę i w teście tym ma wielkość przepływu powietrza 48.

P r z y k ł a d 1

W przykładzie tym przygotowuje się wielowarstwowe folie mikroporowate posiadające trzy warstwy folii mikroporowatej i strukturę ABA albo BAB przy użyciu następujących zmieszanych w stanie stopionym kompozycji polimer-wypełniacz, A i B:

Kompozycja A: 53% węglanu wapnia, 41% polietylenu o średniej gęstości, 4% dwutlenku tytanu, 1% przedmieszki CaO, i 1% środka ułatwiającego przetwarzanie.

Kompozycja B: 55% węglanu wapnia, 37% żywicy homopolimeru polipropylenowego, 5% żywicy polietylenowej o małej gęstości, 3% przedmieszki dwutlenku tytanu, i 1% przedmieszki CaO.

Warstwy folii jak podano w tabeli 1 są współwytłaczane przy użyciu standardowych urządzeń do wylewania folii i warunków procesu dla uformowania folii wielowarstwowych mających gramaturę 53-60 gramów na metr kwadratowy przed rozciąganiem. Współwytłaczane warstwy folii są następnie rozciągane za pomocą procesów rozciągania z zazębianiem CD i MD. Zazębienie CD wynosi 0,305 mm (0,0120), a zazębienie MD wynosi 1,016 mm (0,040). Rozciąganie CD jest wykonywane przez przepuszczenie folii z szybkością 1,027 m/s (200 stóp na minutę) przez ogrzewany walec ogrzany do 82,22°C (180°F) bezpośrednio przed rozciąganiem, ale temperatury folii nie reguluje się podczas rozciągania MD.

Maksymalną wielkość porów i przepływ powietrza każdej wielowarstwowej folii mikroporowatej zmierzono i podano w tabeli 1. Dla celów porównawczych przygotowano również folię mikroporowatą o pojedynczej warstwie z każdej kompozycji A i B stosując podobne warunki wytłaczania i rozciągania.

Maksymalną wielkość porów i przepływ powietrza tych folii mikroporowatych o pojedynczej warstwie również zmierzono i podano w tabeli 1.

PL 209 158 B1

T a b e l a 1

Nr próbki	Gramatura warstwy rdzeniowej	ABA MPS (mikron)	Przepł. powiet.	Nr próbki	Gramatura warstwy rdzeniowej	BAB MPS (mikron)	Przepł. powiet.
1A	40 g/m²	0,112	43	1E	40 g/m²	0,157	>100
1B	30 g/m²	0,118	62	1F	30 g/m²	0,164	>100
1C	20 g/m²	0,119	60	1G	20 g/m²	0,136	92
1D	10 g/m²	0,127	88	1H	10 g/m²	0,135	63
Poj. war. B	35 g/m²	0,119	44	Poj. war. A	35 g/m²	0,180	>100

Wyniki przedstawione w tabeli 1 pokazują, że chociaż pojedyncza warstwa A wykazuje duży przepływ powietrza, ma ona stosunkowo dużą maksymalną wielkość porów, która jest niepożądana dla zastosowań wymagających dobrych własności barierowych. Z drugiej strony pojedyncza warstwa B wykazuje mniejszą maksymalną wielkość porów odpowiednią dla różnych zastosowań barierowych, ale ta folia mikroporowata o pojedynczej warstwie wykazuje stosunkowo mały przepływ powietrza. Próbki 1A-1H przedstawiają zalety wielowarstwowych folii mikroporowatych zgodnych z wynalazkiem. W próbkach 1A-1D wewnę trzna warstwa jest utworzona z warstwy mikroporowatej folii mają cej mniejszą maksymalną wielkość porów w porównaniu z maksymalną wielkością porów warstw zewnętrznych. Nieoczekiwanie, wielowarstwowa folia mikroporowata wykazuje maksymalną wielkość porów charakterystyczną dla wewnętrznej warstwy folii i, jako że gramatura wewnętrznej warstwy rdzeniowej jest zmniejszona, zwiększony przepływ powietrza. Próbki te pokazują możliwości dopasowania lub zoptymalizowania różnych własności wielowarstwowej folii mikroporowatej. Przykładowo, przepływ powietrza, wskaźnik przepuszczalności gazów wielowarstwowej folii mikroporowatej mogą zostać zwiększone bez poświęcania własności, barierowych.

W próbkach 1E-1H, w których warstwa mają ca największą maksymalną wielkość porów jest umieszczona jako wewnętrzna warstwa rdzeniowa, a warstwy mające mniejszą maksymalną wielkość porów są umieszczone jako warstwy zewnętrzne, wielowarstwowa folia mikroporowata nieoczekiwanie wykazuje duży przepływ powietrza w porównaniu z pojedynczą warstwą mikroporowatą B i, ponieważ zmniejszona jest gramatura wewnętrznej warstwy rdzeniowej, zmniejszoną maksymalną wielkość porów.

Porównanie próbek 1A-1D z próbkami 1E-1H ukazuje nieoczekiwany wpływ układu poszczególnych warstw folii ma ogólne własności wielowarstwowej folii mikroporowatej. W szczególności wewnętrzna warstwa rdzeniowa nie mająca swobodnej, nieograniczonej powierzchni okazuje się dominująca dla własności wielowarstwowej folii mikroporowatej.

P r z y k ł a d 2

Przykład ten przedstawia kompozyty wielowarstwowych folii mikroporowatych według wynalazku. Trój warstwowa folia „ABA o gramaturze 30 g/m² jest laminowana przez wytłaczanie na warstwie wstęgi włókninowej z polipropylenu „spod filiery (SBPP) o gramaturze 64,43 g/m² (1,9 uncji na jard kwadratowy (osy)). Każda warstwa „A zawiera warstwę o gramaturze 7 g/m² utworzoną z kompozycji zawierającej 45% polipropylenu, 50% węglanu wapnia, i 5% polietylenu o małej gęstości (LDPE). Warstwa „B ma gramaturę 15 g/m² i zawiera 53% węglanu wapnia, 41% polietylenu o średniej gęstości, 4% dwutlenku tytanu, 1% przedmieszki CaO i 1% środka ułatwiającego przetwarzanie. Laminat jest rozciągany z zazębianiem bezpośrednio po przejściu przez metalowy walec ogrzany do 101,67°C (215°F) przy prędkości 1,027 m/s (200 stóp na minutę). Zaczepienie przy zazębianiu CD wynosi 1,397 mm (0,055). Próbka nie jest rozciągana z zazębianiem MD. Przepływ powietrza zmierzono jako wynoszący 28.

W celach porównawczych przygotowano kompozyt jednowarstwowej folii mikroporowatej przez laminowanie z wytłaczaniem warstwy o gramaturze 30 g/m² z powyżej opisanej kompozycji „A zawierającej 45% polipropylenu, 50% węglanu wapnia, i 5% polietylenu o małej gęstości (LDPE) na warstwie wstęgi włókninowej z polipropylenu „spod filiery (SBPP) o gramaturze 64,43 g/m² (1,9 osy). Laminat jest rozciągany z zazębianiem po przejściu przez metalowy walec ogrzany do 101,67°C (215°F) przy prędkości 1,027 m/s (200 stóp na minutę). Zaczepienie przy zazębianiu CD wynosi

PL 209 158 B1

1,397 mm (0,055). Próbka nie jest rozciągana z zazębianiem MD. Przepływ powietrza zmierzono jako wynoszący poniżej 5.

Zatem kompozyt wielowarstwowej folii mikroporowatej ABA i włókniny wykazuje znacznie ulepszony przepływ powietrza w porównaniu z kompozytem pojedynczej folii A i włókniny.

Podobne kompozyty według wynalazku i porównawcze przygotowano i poddano pomiarowi maksymalnej wielkości porów. Kompozyt według wynalazku wykazuje maksymalną wielkość porów 0,09 mm, podczas gdy kompozyt porównawczy wykazuje maksymalną wielkość porów 0,03 mm. Zatem to dalsze porównanie wykazuje, że dla uzyskania danej maksymalnej wielkości porów (i stąd danej przepuszczalności dla gazów) w foliach wielowarstwowych według wynalazku, wymagany jest mniejszy stopień rozciągnięcia z zazębianiem w porównaniu z opisanymi tu foliami porównawczymi. Mniejsze wielkości przyrostowego rozciągania pozwalają na zwiększenie szybkości wytwarzania i/lub jakości.

P r z y k ł a d 3

W przykładzie tym przygotowuje się wielowarstwową folię mikroporowatą mająca trzy warstwy folii mikroporowatej. Folia ta ma strukturę ABA, w której każda warstwa „A zawiera 51% węglanu wapnia, 45% liniowego polietylenu o małej gęstości, 3% dwutlenku tytanu 1% tlenku wapnia, a warstwa „B zawiera 54% węglanu wapnia, 37% żywicy homopolimeru polipropylenowego, 5% żywicy polietylenowej o małej gęstości, 3% przedmieszki dwutlenku tytanu, i 1% przedmieszki CaO. Wytłaczana jest wielowarstwowa folia o gramaturze 86 g/m², z każdą warstwą „A ważącą 28 g/m² i rdzeniem ważącym 38 g/m². Folia jest orientowana w kierunku maszynowym do długości równej jej trzykrotnej długości początkowej z szybkością 1,540 m/s (300 stóp na minutę). Przepływ powietrza powstałej wielowarstwowej folii mikroporowatej zmierzono jako 42, zaś wartość MPS jest 0,114 mikrona. Nie wykryto żadnego przecieku cieczy.

Dla celów porównawczych wytworzono jednowarstwową folię mikroporowatą z kompozycji zawierającej 45% polietylenu, 51% węglanu wapnia, 3% dwutlenku tytanu i 1% tlenku wapnia i rozciągnięto stosując opisane powyżej MDO. Przepływ powietrza powstałej jednowarstwowej folii mikroporowatej zmierzono jako 27, zaś wartość MPS wynosiła 0,129 mikrona.

Folia wielowarstwowa według wynalazku i porównawcza folia jednowarstwowa zostały poddane badaniu na przeciekanie cieczy. Test jest przeznaczony do symulacji zachowania pod względem przeciekania przepuszczalnej dla gazów folii pieluchowej we wkładce higienicznej dla kobiet, jak ujawniono w europejskim opisie patentowym EP 710 472 B1. Badanie jest jakościowe i wykorzystuje wizualne porównanie do wzorca. W szczególności próbkę folii przepuszczalnej dla gazów, która ma być badana, umieszcza się na arkuszu papieru filtracyjnego (papier filtracyjny Whatman nr 4, średnica 110 mm) i wkładkę chłonną umieszcza się na folii przepuszczalnej dla gazów. 10 ml roztworu dodaje się przy użyciu strzykawki do wkładki. Roztwór zawiera 100 ml wody destylowanej, 2 gramy mocznika, 0,9 grama chlorku sodu, 0,06 grama chlorku wapnia i 0,11 grama siedmiowodnego siarczanu magnezu. Roztwór wyregulowano za pomocą środka powierzchniowo czynnego (takiego jak laurylosiarczan amonowy) dla uzyskania napięcia powierzchniowego 29 x 10^-3 N/m (29 dyn/cm). Po 30 sekundach na wkładkę nałożono przezroczystą folię polipropylenową, a na tę folię polipropylenową położono ciężar 4 kg. Po 15 minutach ciężar usunięto. Papier filtracyjny porównano z wzorcem dla określenia klasyfikacji folii przepuszczalnej dla gazów, pozytywnego przejścia testu lub niepowodzenia. Folia wielowarstwowa według wynalazku została sklasyfikowana z pozytywnym wynikiem testu, gdyż nie stwierdzono przecieku. Porównawcza folia jednowarstwowa uzyskała wynik negatywny, gdyż stwierdzono przeciek.

Zatem wielowarstwowa folia mikroporowata o strukturze ABA wykazuje znaczące ulepszenie pod względem przepuszczalności gazów w porównaniu do jednowarstwowej folii mikroporowatej.

Dodatkowe folie według wynalazku jak opisano zostały przygotowane przy zróżnicowanym stopniu orientacji w kierunku maszynowym. Folie wielowarstwowe o dobrej przepuszczalności dla gazów i wykazujące nieprzepuszczalność dla cieczy uzyskano stosując stosunek rozciągnięcia wynoszący tylko około 2:1.

P r z y k ł a d 4

W przykładzie tym przygotowano dodatkowe wielowarstwowe folie mikroporowate, w tym folie mikroporowate według wynalazku. W przykładzie tym każda warstwa folii zawiera 45% węglanu wapnia, 50% liniowego polietylenu o małej gęstości, i 5% dodatkowych składników zawierających pigmenty, antyutleniacze i środki ułatwiające przetwarzanie. Każdy wypełniacz w postaci węglanu wapnia jest powlekany powierzchniowo za pomocą 1% kwasem stearynowym, a różnica wielkości porów pomięPL 209 158 B1 dzy poszczególnymi warstwami uzyskiwana jeszcze przez różnicowanie średniej wielkości cząstek węglanu wapnia w warstwach. Pierwsza próbka folii wielowarstwowej 4A zawiera dwie warstwy, a wiec ma strukturę AB. Warstwa A zawiera węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około 1,2 mikronów, podczas gdy warstwa B zawiera węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około

2,5 mikronów. Na fig. 5 przedstawiono zdjęcie fotomikrograficzne wykonane za pomocą mikroskopu elektronowego (2000x) wielowarstwowej folii mikroporowatej według próbki 4A. Dla celów porównawczych przygotowano jednowarstwową folię mikroporowatą zawierającą tylko warstwę B. Zdjęcie fotomikrograficzne (2000x) powstałej folii wykonane za pomocą mikroskopu elektronowego pokazano na fig. 6.

Wytworzono dodatkowe folie wielowarstwowe zawierające trzy warstwy folii, w których średnia wielkość cząstek wypełniacza węglanu wapnia zmieniała się od warstwy do warstwy. Próbka 4B miała strukturę ABA, przy czym każda warstwa A zawierała węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około 0,7 mikrona, podczas gdy warstwa B zawierała węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około 1,2 mikronów. Próbka 4C zawierała wielowarstwową folię mikroporowatą według wynalazku o strukturze BAB, przy czym każda warstwa B zawierała węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około 1,2 mikronów, podczas gdy warstwa A zawiera węglan wapnia o średniej wielkości cząstek około 0,7 mikrona. Zdjęcia fotomikrograficzne (2000x) próbek 4B i 4C wykonane za pomocą mikroskopu elektronowego pokazano odpowiednio na fig. 7 i fig. 8.

Opisane tutaj przykłady i określone ukształtowania służą jedynie do celów ilustracyjnych i nie mają na celu ograniczania do nich wynalazku. Dodatkowe ukształtowania i przykłady wykonania pozostające w zakresie zastrzeżonego wynalazku będą oczywiste dla przeciętnego fachowca w tej dziedzinie.

Claims

1. Przepuszczalna dla gazów, wielowarstwowa folia mikroporowata, która jest nieprzepuszczalna dla cieczy przy ciśnieniu atmosferycznym, zawierająca pierwszą zewnętrzną warstwę folii, drugą wewnętrzną warstwę folii i trzecią zewnętrzną warstwę folii, przy czym warstwy folii pierwsza, druga i trzecia są współwytłaczane, znamienna tym, że każda warstwa folii zawiera w ilości stanowiącej od 40% do 60% wagowych odpowiedniej warstwy co najmniej jeden wypełniacz wytwarzający pory, i w ilości stanowiącej od 37% do 60% wagowych odpowiedniej warstwy poIimer termoplastyczny i każda warstwa folii jest mikroporowata i przepuszczalna dla gazów, przy czym zewnętrzne warstwy folii pierwsza i trzecia mają odpowiednio pierwszą i trzecią maksymalną wielkość porów, a druga wewnętrzna warstwa folii ma drugą maksymalną wielkość porów mniejszą od pierwszej i trzeciej maksymalnej wielkości porów, zaś maksymalne wielkości porów pierwsza, druga i trzecia są w zakresie od 0,01 do 0,25 mikronów oraz druga wewnętrzna warstwa folii jest utworzona z kompozycji polimerowej zawierającej homopolimer lub kopolimer polipropylenowy i zawiera jako wypełniacz wytwarzający pory węglan wapnia o średniej wielkości cząstek w zakresie od 0,1 do 2,5 mikronów, przy czym średnia wielkość cząstek wypełniacza wytwarzającego pory w postaci węglanu wapnia drugiej warstwy wewnętrznej folii jest mniejsza od średniej wielkości cząstek wypełniaczy wytwarzających pory w warstwie folii pierwszej i trzeciej.

2. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy folii pierwsza i trzecia są uformowane odpowiednio z pierwszej i trzeciej kompozycji polimerowej, składających się w zasadzie z jednego lub więcej polimerów wybranych z grupy składającej się z homopolimerów polietylenu, homopolimerów polipropylenu, kopolimerów etylenu i propylenu, kopolimerów etylenu i/lub propylenu z jednym lub więcej monomerów alfa olefin C4-C8, i mieszanin dwóch lub więcej wymienionych polimerów.

3. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy folii pierwsza i trzecia są uformowane z pierwszej i trzeciej kompozycji polimerowej różnych od kompozycji polimerowej drugiej warstwy folii.

4. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 3, znamienna tym, że kompozycje polimerowe pierwsza i trzecia zawierają jeden lub więcej spośród polietylenu o bardzo małej gęstości, polietylenu o małej gęstości, polietylenu liniowego o małej gęstości, polietylenu o średniej gęstości lub polietylenu o dużej gęstości.

PL 209 158 B1

5. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy folii pierwsza, druga i trzecia zawierają odpowiednio pierwszy, drugi i trzeci wypełniacz wytwarzający pory oraz wypełniacze wytwarzające pory pierwszy, drugi i trzeci są takie same.

6. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy folii pierwsza, druga i trzecia zawierają odpowiednio pierwszy, drugi i trzeci wypełniacz wytwarzający pory oraz drugi wypełniacz wytwarzający pory jest różny od wypełniaczy pierwszego i trzeciego.

7. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza warstwa folii, druga warstwa folii i trzecia warstwa folii zawierają taką samą kompozycję polimerową.

8. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 7, znamienna tym, że wytwarzające pory pierwszy wypełniacz, drugi wypełniacz i trzeci wypełniacz mają taki sam skład chemiczny.

9. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 6, znamienna tym, że wypełniacze wytwarzające pory pierwszy i trzeci mają składy chemiczne różniące się od składu chemicznego drugiego wypełniacza wytwarzającego pory.

10. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 6, znamienna tym, że pierwsza warstwa folii, druga warstwa folii i trzecia warstwa folii są utworzone z takiej samej kompozycji polimerowej.

11. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że ilość drugiego wypełniacza wytwarzającego pory jest różna od ilości wypełniaczy wytwarzających pory pierwszego i trzeciego.

12. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że jedna spośród warstw folii pierwszej i trzeciej jest laminowana z warstwą włókninową.

13. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwy folii pierwsza i trzecia zawierają polietylen o bardzo malej gęstości, polietylen o małej gęstości, polietylen liniowy o małej gęstości, polietylen o średniej gęstości, lub polietylen o dużej gęstości i węglan wapniowy.

14. Wielowarstwowa folia mikroporowata według zastrz. 1, znamienna tym, że zewnętrzne warstwy folii pierwsza i trzecia zawierają węglan wapnia mający średnią wielkość cząstek 1,2 mikronów, a druga warstwa folii zawiera wę glan wapnia mają cy ś rednią wielkość czą stek 0,7 mikrona.