專利名稱：可透氣的彈性薄膜和層壓制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可透氣的彈性薄膜和一種柔軟的可透氣層壓制品，該層壓制品包含所述可透氣的彈性薄膜和一非織造纖維網(wǎng)。所述的層壓制品具體被用于一次性尿布和其他一次性個人護(hù)理用品的外覆層，還用于可透氣的外科手術(shù)衣服以及其他可透氣用品的外覆層。另外，本發(fā)明也涉及生產(chǎn)這些層壓制品的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種可透氣的彈性薄膜和非織造材料以及由它們生產(chǎn)的層壓制品。這種層壓制品被廣泛地使用，尤其是被用于有限次使用和一次性產(chǎn)品領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)通常在有限次使用或一次性產(chǎn)品中使用薄膜來獲得阻擋性能?！坝邢薮问褂没蛘咭淮涡浴钡囊馑际钱a(chǎn)品和/或組件僅僅使用幾次或者也可能僅僅使用一次即被丟棄。這類產(chǎn)品的例子包括但是并不局限于與外科手術(shù)和健康護(hù)理相關(guān)的產(chǎn)品如外科手術(shù)衣物，一次性工作服如外罩和實驗服，個人護(hù)理吸收用品如尿布、訓(xùn)練褲、失禁用衣物、衛(wèi)生巾、繃帶、拭巾等等。在個人護(hù)理吸收用品例如嬰兒尿布和成人失禁用品中，薄膜被使用作為外覆層，以便防止體內(nèi)廢物沾染衣物、褥墊和其他方面的環(huán)境用品。在保護(hù)衣物中，例如在醫(yī)療用衣物中，使用薄膜來防止微生物在穿用者和病人之間交叉?zhèn)鬟f。
盡管這些薄膜通常對于水汽等來說是有效的阻擋層，但是它們不太美觀，因為它們的表面是光滑的，同時感覺滑溜或發(fā)粘，而且在視覺上不吸引人，使得它們在衣物和其他與人體皮膚接觸的應(yīng)用中較不令人滿意。因此，不論是從觸覺還是視覺角度出發(fā)，人們需要這些用品具有更象衣物的特點。例如，具有傳統(tǒng)貼身衣物的感覺和外觀的嬰兒尿布被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)用品，這種產(chǎn)品克服了在一些情況下出于美學(xué)的原因人們認(rèn)為需要由外部衣物來蓋住這些產(chǎn)品的需求。另外，在醫(yī)務(wù)環(huán)境中使用的象衣服一樣的隔離用品將會最有可能增加穿著者的舒適感覺，同時它減少了病人的憂慮。而且，最好能提供一種具有更大彈性和回復(fù)性能的外覆層材料，以便獲得更好的貼身性和舒適性。
已經(jīng)使用由薄膜形成的層壓制品來獲得具有不可滲透性和在外表、質(zhì)地上類似于衣物的材料。一個例子就是將層壓制品作為一次性尿布上的外覆層。
在這些層壓制品中薄膜的最基本的目的是提供阻擋性能。然而，也需要使這些層壓制品具有可透氣性，使得它們能夠透過水汽，這也就需要使薄膜具有可透氣性。由可透氣性的或者微孔薄膜的層壓制品制得的衣物穿著起來更加舒適，因為它們減小了水汽的聚集，也就減小了在衣物下面的皮膚水合作用。
因而，就需要一種不昂貴的層壓制品，其具有柔軟的外覆層，良好的彈性和透氣性能，這將會獲得象衣服一樣的美學(xué)效果以及令穿著者滿意的貼合及舒適性能。
本發(fā)明涉及的薄膜并不具有固有的水汽可透過性，但是它提供了一些微孔能使水汽透過，而保持使液體水不可透過，以及本發(fā)明還涉及使用所述薄膜的層壓制品。本發(fā)明還涉及這樣的薄膜，即，其具有固有的水汽可透過性，它的水汽透過率被提高了，以及還涉及采用這種薄膜的層壓制品。某些聚合物，諸如一些聚氨酯、聚醚酯和聚醚酰胺固有地能通過水汽。水汽在聚合物薄膜中消失，擴(kuò)散通過薄膜，從另外一側(cè)蒸發(fā)。然而，這種擴(kuò)散過程通常非常慢，這需要非常薄的薄膜或者需要特殊的聚合物來補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明，通過在聚合物中加入填料并將所獲得的薄膜拉伸，從而在薄膜中形成微孔，可以增加水汽透過性。
發(fā)明概述在現(xiàn)有技術(shù)中，各種可透過水汽、不可透過液體的聚合物薄膜已經(jīng)是公知的了。本發(fā)明涉及一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，該層壓制品包括一種不可透過水汽或者水汽可透過的彈性薄膜材料，該材料中加入了一種填料，所述填料具有的粒徑適合于形成微孔，該層壓制品還包含一個與所述彈性薄膜粘合的非織造纖維網(wǎng)，所述的薄膜沿著至少兩個方向被拉伸。薄膜的拉伸使其微孔化，因此，薄膜具有了透氣性或者起初具有透氣性的薄膜其透氣性將更大。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可透氣的彈性薄膜最好是一種茂金屬聚乙烯聚合物樹脂材料，這種材料中包含一種填料，其至少占到薄膜體積的10％。優(yōu)選的是，茂金屬聚乙烯聚合物樹脂材料具有的密度為大約0.850到約0.917g/cc(克/厘米3)。優(yōu)選的是，薄膜包含的填料體積為大約10％到約50％。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，聚合物樹脂材料從下述材料中選擇，即乙烯和丁烯的共聚物，乙烯和己烯的共聚物，乙烯和辛烯的共聚物，以及它們的組合。為了使得彈性薄膜具有可透氣性，將薄膜進(jìn)行拉伸，使得在薄膜中形成一些孔隙。也可以對薄膜進(jìn)行加熱。所獲得的可透氣性薄膜具有活化永久變形(activation permanent set)，這里的永久變形由薄膜最后的長度或者回復(fù)長度減去起始長度、然后除以起始長度、再乘以100來定義，該活化的永久變形大于大約50％。
本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)柔軟的可透氣彈性層壓制品的方法，在該方法中，一種可透過水汽的彈性薄膜在至少兩個方向上被拉伸以產(chǎn)生一些微孔，在此之后，將該可透過水汽的彈性薄膜與一個非織造纖維網(wǎng)粘合起來以形成層壓制品，其中所述的可透過水汽的彈性薄膜包含有一種聚合物樹脂例如一種茂金屬聚乙烯聚合物材料和一種填料，該填料的粒徑適宜于微孔的形成。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，薄膜被拉伸到約為其起始長度的200到500％的一個長度。所獲得的薄膜具有的水汽透過率(WVTR)為至少大約400克/米2/24小時(g/m2/24hr)(該數(shù)值由ASTM測量標(biāo)準(zhǔn)E96-80，以CELGARD2500作為參照測得)，更優(yōu)選的是WVTR在大約1000到5000g/m2/24hr的范圍內(nèi)。
一個假想的例子就是一種可透過水汽的彈性聚氨酯薄膜，該種薄膜具有的基重為大約30克/平方米，水汽透過率為大約1000g/m2/24hr。根據(jù)本發(fā)明，通過往聚合物中加入填料，形成一種薄膜，該薄膜包含體積百分比為72.5的聚合物和體積百分比為27.5的填料如碳酸鈣，然后將該薄膜拉伸以形成微孔，這樣就形成一種基重為30克/平方米且水汽透過率大于約1500g/m2/24hr的薄膜，因此顯著提高了WVTR。
本發(fā)明的層壓制品具有廣泛的用途，包括但是并不局限于包括尿布，訓(xùn)練褲，衛(wèi)生巾，失禁用品，繃帶等等的個人護(hù)理吸收用品，這些相同的層壓制品也可以被用于外科手術(shù)用衣物以及各種衣物中，作為整個衣物或者僅僅作為其配件使用。
因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種價廉的層壓制品，該層壓制品用于個人護(hù)理吸收用品，外科手術(shù)用衣物，以及各種具有柔軟外覆層的具有良好彈性和透氣性的衣物中。
附圖描述在下文中將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，本發(fā)明的上述目的和其他目的以及本發(fā)明的特征將會得到很好的理解，其中

圖1為一個示意的側(cè)視圖，所示的是本發(fā)明一個實施例中形成層壓制品的方法；圖2為本發(fā)明層壓制品的一個剖視圖。
定義這里所使用的“彈性”一詞的含義為在施加有一個偏壓力的情況下能夠伸長延伸到一個延伸偏壓長度(stretched bias length)的任何材料，所述的延伸偏壓長度至少大約為其沒有偏壓的松弛長度的150％，并且在所述的拉伸力消失后該延伸偏壓長度將會回復(fù)其伸長的至少50％。一個假想的例子就是，一個1英寸的試樣材料能夠被拉伸到至少1.5英寸，在拉伸到1.5英寸狀態(tài)時若被松弛則將會回復(fù)到一個不超過1.25英寸的長度。許多彈性材料可以被拉伸其松弛長度的50％以上，例如100％或者更多，這些材料中的許多材料在拉伸力消失后將會大體上回復(fù)到其原始松弛長度，例如其原始松弛長度的105％之內(nèi)。
在這里，術(shù)語“可透氣性”是指具有水汽透過率(WVTR)至少大約為300g/m2/24小時的薄膜或?qū)訅褐破?，所述的水汽透過率采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)E96-80以立杯法測得，如下文所述，具有較小的偏差。
在這里，術(shù)語“基本上不可透過水汽的彈性薄膜”的含義為在未拉伸狀態(tài)下水汽透過率小于約100g/m2/24小時的彈性薄膜。
在這里，術(shù)語“永久變形”是指在施加有偏壓力的材料拉伸之后，撤掉該偏壓力后該拉伸材料的最終長度。例如，如果一材料具有松弛的未拉伸長度2英寸，將它拉伸400％使之拉伸到10英寸，如果在偏壓力撤掉之后，該材料最終長度收縮到4英寸，那么，該材料的永久變形就是100％。永久變形可以被表達(dá)為[(最終的薄膜長度-起始的薄膜長度)/起始的薄膜長度]×100。
在這里，術(shù)語“非織造纖維網(wǎng)”含義為這樣的結(jié)構(gòu)，即單個的纖維或者紗線被相互鋪設(shè)在一起，但是不是以相同的、重復(fù)的方式鋪設(shè)在一起。在過去，非織造纖維網(wǎng)由多種方法形成，例如熔噴法，紡粘法以及粘合梳理纖維網(wǎng)方法。
在這里，術(shù)語“紡粘纖維”是指通過將熔融的熱塑性材料從噴絲板的多個細(xì)的通常為圓形的毛細(xì)管中擠出、然后通過例如噴射牽拉或者公知的紡粘機(jī)構(gòu)作用而迅速縮小所擠壓長絲的直徑來形成的小直徑纖維。
在這里，術(shù)語“頸縮材料”(“necked material”)是指任何通過在另外一個方向上施加張力而至少在一個方向上被變窄的材料。
在這里，術(shù)語“可頸縮材料”是指任何能被頸縮的材料。
在這里，術(shù)語“聚合物”通常包括但并不局限于均聚物，共聚物，例如嵌段共聚物、接枝共聚物、無規(guī)共聚物、交替共聚物，三元共聚物等，以及它們的混合物和改性物。另外，除非有其他具體的限定，術(shù)語“聚合物”包括材料的所有能夠獲得的幾何結(jié)構(gòu)。這些幾何結(jié)構(gòu)包括但是并不局限于等規(guī)對稱、間規(guī)對稱和隨機(jī)對稱。
在這里，術(shù)語“主要包括”并不排除存在其他材料，這些其他材料不會顯著影響一個給定組分或產(chǎn)品的所需特性。例如，這種類型材料包括但并不局限于顏料，抗氧劑，穩(wěn)定劑，表面活性劑，蠟，助流動劑，溶劑，微粒以及用于增加組分可加工性能的材料。
水汽透過率(WVTR)的測試工序織物透氣性的一個衡量尺度為水汽透過率(WVTR)，該水汽透過率為大致根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)E96-80對試樣材料計算出來，按照下文所述的測試工序存在較小的偏差。從每一個測試材料上割下直徑為3英寸的圓形試樣，與對照物一起進(jìn)行測試，所述的對照物為一塊GELGARD2500片材，該片材來自于Celanese Separation Products ofCharlotte，North Carolina。GELGARD2500片材為一種微孔聚丙烯片材。每種材料準(zhǔn)備三個試樣。測試器皿為由Thwing-AlbertInstrument Company of Philadelphia，Pennsylvania提供的No.60-1蒸發(fā)計盤(Vapometer pan)。將100毫升的水倒入每一個蒸發(fā)計盤，測試材料和對照材料的單個樣品被橫放在單個蒸發(fā)計盤的開口頂部上。旋緊式法蘭被擰緊從而沿著蒸發(fā)計盤的邊緣密封，被測試的測試材料或者對照材料被暴露在外界大氣中，被暴露區(qū)域為6.5cm直徑的圓，面積大約為33.17平方厘米。所述的蒸發(fā)計盤被放置在一個溫度為100°F(30℃)的強(qiáng)制空氣烘箱中呆一個小時以達(dá)到平衡。所述的烘箱為一個恒溫烘箱，外部空氣循環(huán)進(jìn)入烘箱中防止水汽在其內(nèi)積聚。例如，一個適宜的強(qiáng)制空氣烘箱為由Blue M Electric Company ofBlue Island，Illinois，提供的Blue M Power-O-Matic 600烘箱。達(dá)到平衡狀態(tài)之后，所述的蒸發(fā)計盤被移出所述烘箱、稱重且立即送回到烘箱中。24小時后，將蒸發(fā)計盤從烘箱中取出并再次稱重。初測試水汽透過率由如下公式計算獲得測試WVTR＝(經(jīng)過24小時的克數(shù)重量損失)×315.5g/m2/24hr.
烘箱中的相對濕度沒有具體控制。
在預(yù)先設(shè)定的100°F(30℃)和外界相對濕度條件下，對照物GELGARD 2500的WVTR被確定為5000g/m2/24小時。因此，對照物樣品被控制進(jìn)行每一次測試，初測試值用下述公式修正到設(shè)定條件WVTR＝(測試WVTR/對照物WVTR)×(5000g/m2/24hr)優(yōu)選實施例描述本發(fā)明涉及可透氣的彈性薄膜和包含所述可透氣彈性薄膜的柔軟的可透氣彈性層壓制品。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述的可透氣彈性薄膜包括基于乙烯的茂金屬聚合物。這里使用的術(shù)語“基于乙烯的茂金屬聚合物”包括由至少乙烯的聚合作用制得的聚合物材料，該聚合作用使用茂金屬或幾何形狀受束縛的催化劑，一類有機(jī)金屬配合物作為催化劑、例如，一種普通的茂金屬是二茂鐵，它是一種在兩個環(huán)戊二烯基(Cp)配體之間夾有一種金屬的配合物。茂金屬方法所使用的催化劑主要包括二(正丁基環(huán)戊二烯基)二氯化鈦，二(正丁基環(huán)戊二烯基)二氯化鋯，雙環(huán)戊二烯基氯化鈧，二〔茚基〕二氯化鋯，二(甲基環(huán)戊二烯基)二氯化鈦，二(甲基環(huán)戊二烯基)二氯化鋯，二茂鈷，環(huán)戊二烯基三氯化鈦，二茂鐵，二氯二茂鉿，異丙基(環(huán)戊二烯基，-1-芴基)二氯化鋯，二氯二茂鉬，二茂鎳，二氯二茂鈮，二茂釕，二氯二茂鈦，一氯一氫二茂鋯，二氯二茂鋯。
本發(fā)明使用的基于乙烯的茂金屬聚合物給薄膜帶來了延伸和回復(fù)性能。優(yōu)選的是，基于乙烯的茂金屬聚合物選自乙烯和1-丁烯的共聚物、乙烯和1-己烯的共聚物、乙烯和1-辛烯的共聚物、以及它們的組合。
可以獲得各種密度的茂金屬聚乙烯彈性體。優(yōu)選的是，在本發(fā)明層壓制品中使用的茂金屬聚合物材料具有的密度范圍為大約0.850到約0.97g/cc。更優(yōu)選的是，本發(fā)明層壓制品所使用的材料的密度范圍為大約0.860到大約0.910g/cc，最優(yōu)選的是約0.870到約0.900g/cc。一些合適材料的熔體指數(shù)范圍在大約1到約15dg/min(分克/分鐘)之間，較好的是在大約5到約10dg/min之間。
除了聚合物材料之外，薄膜層還包含填料，所述的填料能夠在薄膜拉伸時形成微孔。在說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“填料”意指能夠被加入到聚合物中的微粒和其他形式的材料，這些微粒和其他形式的材料不會對擠壓薄膜產(chǎn)生化學(xué)干擾或者不利的影響，但是能夠均勻分布在整個薄膜中。一般來說，填料為微粒狀，通常具有一定程度的球形，平均粒徑范圍大約為0.50到8微米。另外，薄膜中通常包含占薄膜層總體積的大約10％到50％的填料。本發(fā)明中能夠使用有機(jī)和無機(jī)填料，只要它們不會影響薄膜形成過程、所獲得薄膜的透氣性、或者與其他層諸如一個聚烯烴非織造纖維網(wǎng)的粘接能力。
適宜的填料例如包括碳酸鈣，各種粘土，二氧化硅，氧化鋁，硫酸鋇，碳酸鈉，滑石，硫酸鎂，二氧化鈦，沸石，硫酸鋁，纖維素類型的粉末，硅藻土，碳酸鎂，碳酸鋇，高嶺土，云母，碳，氧化鈣，氧化鎂，氫氧化鋁，紙漿粉，木粉，纖維素衍生物，聚合物顆粒，幾丁質(zhì)和幾丁質(zhì)衍生物。
通常，我們發(fā)現(xiàn)，通過下述處理能使得茂金屬薄膜具有可透氣性，即往其中加入碳酸鈣顆粒，將其沿著機(jī)器的方向拉伸一次其原始長度的4倍以使其微孔化，然后將其松弛。所獲得的薄膜具有的WVTR大約為200g/m2/24小時，永久變形大約為30％。將上述沿機(jī)器方向拉伸/松弛的薄膜再一次沿著機(jī)器方向的橫向拉伸其原始長度的4倍，然后松弛，將其WVTR增加到大約2500g/m2/24小時，而在隨后的100％的機(jī)器橫向方向拉伸中將機(jī)器橫向方向上的永久變形減小為大約10％。我們相信通過將由“非透氣性”聚合物如加有填料的茂金屬薄膜制得的彈性薄膜在一個方向上拉伸且在固體填料微粒周圍形成微孔而使之具有透氣性。在固體微粒周圍形成的微孔為沿著拉伸方向的長縫。當(dāng)在拉伸之后進(jìn)行彈性回縮時，所述縫局部封閉。因此這種縫“合攏”的量以及所導(dǎo)致的透氣率的減小局部依賴于薄膜回縮量的多少。在拉伸之后永久長度增加得越多，也就是產(chǎn)生的永久變形越大，保留的透氣率就越高。
我們也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一個方向上對薄膜拉伸一次，然后在另外一個方向上、最好為垂直于第一次拉伸方向的方向上再拉伸一次，將會在薄膜回縮之后明顯地保持薄膜的透氣性。這可能是由于通過兩個方向上的拉伸產(chǎn)生的微孔在形狀上更“圓”，從而能獲得更好的透氣性。
概括地說，由于形成填充了填料的彈性薄膜10的方法如圖1中所示。填充后的薄膜10從一個薄膜擠壓裝置40中形成，所述的薄膜擠壓裝置例如鑄塑裝置或者吹塑裝置。一般，裝置20包括一個擠壓機(jī)41。包括聚合物材料和填料的填充樹脂在混合機(jī)43中制備，并被送到擠壓機(jī)41中。薄膜10被擠壓進(jìn)入一對夾持輥42，如果需要，其中的一個夾持輥可以具有花紋以便在新形成的薄膜10上產(chǎn)生凹凸花紋。
從薄膜擠壓裝置40中出來后，填充薄膜10被導(dǎo)引到一個薄膜拉伸裝置44、例如一個機(jī)器方向取向裝置中。薄膜拉伸裝置44具有多個拉伸輥46，這些拉伸輥相對于設(shè)置在前面的輥對移動速度逐漸變快。輥46施加一定量的力，因而在薄膜的機(jī)器方向上逐漸拉伸填充薄膜10到一拉伸長度，所述薄膜的機(jī)器方向為在如圖1所示的方法中填充薄膜10的移動方向。為了進(jìn)行更好的加工處理，拉伸輥46可以被加熱。優(yōu)選地，薄膜拉伸裝置44也包括位于拉伸輥46上游和/或者下游的輥(未示出)，用于在取向之前對填充薄膜10預(yù)加熱，和/或在拉伸處理之后對填充薄膜進(jìn)行熱處理或者冷卻。
在拉伸后的長度時，在填充薄膜10中形成一些微孔。優(yōu)選地，拉伸后的長度為拉伸前薄膜未偏壓長度的大約160％到900％，更優(yōu)選的是大約200％到500％。如果需要，填充薄膜10被輸送出拉伸裝置44之外從而除去了應(yīng)力，從而被拉伸的薄膜10能被松弛。
除了提高透氣性之外，我們也發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中使用的薄膜的彈性性能也能夠通過兩方向拉伸加以提高。如先前所述，通過在機(jī)器方向上對薄膜進(jìn)行很高程度的拉伸，使薄膜微孔化。這種拉伸使彈性聚合物分子在機(jī)器方向上取向，并產(chǎn)生機(jī)器方向上的縫隙。在隨后的拉伸中分子的取向排列明顯地提高了機(jī)器方向上的彈性性能而降低了橫向上的彈性性能。遺憾的是，在使用中，本發(fā)明的材料在橫向上被拉伸。兩個方向上的拉伸有助于將一些聚合物分子沿著橫向取向，從而將第一周期中的高永久變形和應(yīng)力衰減趨勢減小。另外，通過兩方向拉伸產(chǎn)生的更圓的孔減小了在縫隙中的應(yīng)力集中。
我們也發(fā)現(xiàn)，如果薄膜被拉伸，例如在機(jī)器方向上拉伸，然后接著在機(jī)器方向的橫向(cross-machine direction)上被拉伸，或者如果先在機(jī)器方向的橫向上拉伸后，接著在機(jī)器方向上拉伸，所述薄膜的彈性性能會被改變。薄膜在機(jī)器方向上和/或機(jī)器方向的橫向上被拉伸的程度也會改變薄膜的性能。下述內(nèi)容依然在本發(fā)明的范圍內(nèi)，即，薄膜能夠在三個或更多方向上被拉伸。優(yōu)選的是，第二拉伸方向垂直于第一拉伸方向。最后一次拉伸應(yīng)當(dāng)沿著使用時材料被拉伸的方向進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明的柔軟可透氣彈性層壓制品由下述過程制得，即沿著機(jī)器方向和機(jī)器方向的橫向上拉伸彈性薄膜、并將彈性薄膜松弛，將薄膜層壓到一個頸縮紡粘制品(neckedspunbond)上。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，層壓制品通過下述方式制得，即，將薄膜在機(jī)器方向上拉伸，將薄膜松弛，粘合一個頸縮紡粘制品，沿著機(jī)器方向的橫向上拉伸該層壓制品，并將所述機(jī)器橫向方向的拉伸松弛。在本發(fā)明的另外一個實施例中，層壓制品通過下述方式制得，薄膜在一個第一方向上被拉伸，之后再沿著一個最好垂直于第一方向的第二方向拉伸，然后沿著機(jī)器方向拉伸，當(dāng)沿著機(jī)器方向拉伸時將一個紡粘制品粘合到該薄膜上，然后，將它們松弛。在本發(fā)明的另外一個實施例中，彈性薄膜在機(jī)器方向的橫向上被拉伸，在機(jī)器方向上拉伸，在拉伸時紡粘制品被粘合到彈性薄膜上，在此之后將該層壓制品松弛。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，彈性薄膜沿著一個第一方向被拉伸，隨后沿著一個最好是垂直于第一方向的第二方向拉伸彈性薄膜，在所述的薄膜在機(jī)器方向上被拉伸時，將一個頸縮紡粘材料粘合到彈性薄膜上。
再次參照附圖1，示出一個現(xiàn)有的非織造纖維網(wǎng)形成裝置48，例如一對紡粘機(jī)，其用于形成非織造纖維網(wǎng)?；旧线B續(xù)的長纖維50被沉積在一個形成線52上形成一個非粘合的纖維網(wǎng)54，該未粘合的纖維網(wǎng)54隨后被輸送通過一對粘合輥56，從而將纖維粘合在一起，并增加所獲得的纖維網(wǎng)層30的抗撕破強(qiáng)度。為了幫助粘合，其中的一個輥或者兩個輥可以被加熱。一般來說，其中一個輥56也可以具有花紋，以便以預(yù)定的粘合表面面積在纖維網(wǎng)30上產(chǎn)生一些不連續(xù)的粘合花紋。粘合輥56將會以一個比粘合輥58低的表面速度運(yùn)行，從而引起纖維網(wǎng)30頸縮。所得到的層壓制品32隨后沿著機(jī)器方向的橫向上被拉伸以便獲得提高了的透氣性和彈性性能。另外一個輥通常為光滑的砧輥，但是如果需要該輥也可以具有花紋。一旦填充薄膜10已經(jīng)被充分地拉伸，并且如果被適當(dāng)?shù)厮沙?，非織造纖維網(wǎng)30也已形成，那么這兩個層被貼合到一起并用一對層壓輥或者其他裝置58被彼此層壓在一起。就象粘合輥56一樣，層壓輥58也可以被加熱。另外，至少其中一個輥可以具有花紋，以便以預(yù)定的粘合表面面積在最后的層壓制品32上形成不連續(xù)的粘合花紋。通常，在層壓制品32一側(cè)表面的一給定區(qū)域中最大的粘合點表面面積將不會超過整個表面面積的大約50％。一旦層壓制品32離開層壓輥58，就可以被卷到輥60中以便進(jìn)行后來的處理。另外，層壓制品32也可以在生產(chǎn)線上繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步處理或者加工。
如圖1中所示，非織造纖維網(wǎng)30和彈性薄膜10通過熱點粘合被粘合到一起，其他的粘合方式也可以采用。合適的其他方式包括例如粘接劑粘合和使用粘合劑。在使用粘接劑粘合的情形中，粘接劑諸如熱熔粘接劑被施加在薄膜和纖維網(wǎng)之間，將薄膜和纖維網(wǎng)粘合在一起。粘接劑可以通過例如熔噴、印花或者熔流法施加。能夠采用各種類型的粘接劑，包括那些由無定形聚α-烯烴、基于乙烯乙酸乙烯酯的熱熔體制得的產(chǎn)品，和從Shell Chemical of Houston Texas購得的商標(biāo)為Kraton的粘接劑，以及從Rexene of Odessa，Texas購得的商標(biāo)為RextacTM的粘接劑。
當(dāng)使用粘合劑完成粘合時，粘合劑可以構(gòu)成薄膜的一部分。該粘合劑主要用于增加薄膜和纖維網(wǎng)層之間的粘接。薄膜和纖維網(wǎng)層壓制品隨后可以被熱點粘合，盡管通常來說由于粘合劑趨于增加薄膜的壓力敏感性，故需要非常少的熱量就可形成一個類似于粘接劑粘合一樣的粘合。通常使用的粘合劑的例子包括從Goodyear Tire&RubberCompany of Akron，Ohio獲得的WingtackTM95，從Exxon ChemicalCompany of Houston，Texas獲得的EscorezTM5300。如前文所述，層壓制品的彈性方向可以根據(jù)薄膜的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計，即，根據(jù)在粘合到非織造纖維網(wǎng)的過程中薄膜是處于松弛還是拉伸狀態(tài)、以及非織造纖維網(wǎng)材料的物理性能進(jìn)行設(shè)計。例如，如果在粘合之前薄膜是松弛狀態(tài)并且支承層在機(jī)器方向的橫向上(“CD”)是可以延伸的，諸如一種頸縮材料，那么就能夠生產(chǎn)出在CD和機(jī)器方向(“MD”)上具有可拉伸性的層壓制品。另外，如果薄膜在拉伸狀態(tài)下被粘合到一種不可延伸的非織造纖維網(wǎng)上，那么就能夠形成具有MD拉伸性的層壓制品。
表1總結(jié)了幾種適合用于本發(fā)明層壓制品中的薄膜的材料性能。所使用的基底薄膜為每平方米100克，加有體積百分比為27.5％的碳酸鈣的EG8200樹脂吹塑薄膜，該薄膜從Dow Chemical獲得。
表1

*進(jìn)行靜水壓頭測試的試樣對于多孔性問題來說將會是最糟糕的一種情形，因為沿著MD和CD進(jìn)行拉伸會產(chǎn)生最大和最多的微孔。在該試樣中沒有孔被檢測到。
從表1中可以清楚地看出，彈性薄膜在至少兩個方向上進(jìn)行拉伸顯著地增加薄膜的水汽透過率，因此也增加了層壓制品的水汽透過率。在表1中的數(shù)據(jù)還顯示出先進(jìn)行機(jī)器方向上的拉伸后再進(jìn)行機(jī)器方向的橫向上拉伸的薄膜與先進(jìn)行機(jī)器方向橫向上的拉伸后再進(jìn)行機(jī)器方向上拉伸的薄膜在彈性性能上的差異。具體的說，首先在機(jī)器方向上然后再在機(jī)器方向的橫向上拉伸的薄膜與首先在機(jī)器方向橫向上進(jìn)行拉伸后再在機(jī)器方向上拉伸的彈性薄膜相比在隨后的沿機(jī)器方向橫向的拉伸中明顯具有更大彈性。按照一般的原則，彈性薄膜最后的拉伸應(yīng)當(dāng)是沿著需要彈性的方向進(jìn)行。
例子一種從Dow Chemical獲得的每平方米100克、加入體積百分比為27.5％的碳酸鈣的EG8200樹脂吹塑薄膜，其具有的WVTR為24g/m2/24hr，該薄膜被雙軸取向，并且評價其WVTR，以及進(jìn)行循環(huán)測試。每一個試樣沿著機(jī)器方向上拉伸400％并保持5秒鐘。如表中第2欄所示，樣品然后沿著機(jī)器方向的橫向上被拉伸0％，50％，100％，150％，250％或者400％。每一個樣品在其拉伸后的位置保持5秒鐘。然后對樣品進(jìn)行水汽透過率的測試和/或循環(huán)測試至拉伸60％以便確定張力和永久變形的程度。結(jié)果如表2中所示。
表2

表2中的數(shù)據(jù)清楚地表明通過把本發(fā)明層壓制品中使用的薄膜先在機(jī)器方向拉伸然后在機(jī)器方向的橫向上拉伸所獲得的好處。在機(jī)器方向拉伸的薄膜僅僅具有令人無法接受的大約為135g/m2/24hr的低WVTR，以及大約為134克的較低的30％回縮張力。當(dāng)機(jī)器橫向方向上的拉伸增加時，可以看到WVTR和30％回縮張力會增加，尤其是相對于沒有橫向拉伸的基準(zhǔn)條件來說更是如此。因此，在機(jī)器橫向拉伸400％后，可以看到薄膜每單位基重的回縮張力大體上是機(jī)器橫向方向上沒有拉伸的薄膜的兩倍。因而，通過將彈性薄膜在至少兩個方向上(這兩個方向最好彼此垂直)進(jìn)行拉伸，最后的拉伸沿著薄膜在使用中要被拉伸的方向進(jìn)行，那么，具有可以接受的WVTR和回縮張力的彈性薄膜所需要的材料量顯著地小于僅僅在一個方向上進(jìn)行拉伸的薄膜需要的材料量。
簡短地說，表2中的數(shù)據(jù)顯示，通過沿著機(jī)器方向的橫向拉伸彈性薄膜，在不改變薄膜基重的情況下，薄膜的WVTR從135增加到196、832、1345g/m2/24hr。另外，永久變形從16％減小到13％、9.5％、11％。在不改變薄膜基重的情況下，第2周期30％回縮張力從134g增加到141、173、170g。
盡管在前述的說明書中相對于某些優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，并且為了說明已經(jīng)陳列了許多的細(xì)節(jié)，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，本發(fā)明能夠有其他的實施例，某些細(xì)節(jié)在不脫離本發(fā)明基本思想的前提下可以進(jìn)行很大的變化。
權(quán)利要求
1.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包括一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上已被拉伸以形成多個微孔；以及一個非織造纖維網(wǎng)，在所述彈性薄膜經(jīng)過了所述兩個方向中的至少一個方向上的拉伸之后該非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜被粘合在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述拉伸的兩個方向彼此垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，在與所述的非織造纖維網(wǎng)粘合之后，所述的薄膜沿著所述的第二個方向被拉伸。
4.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，在與所述的非織造纖維網(wǎng)粘合之前，所述的薄膜沿著所述的第二個方向被拉伸。
5.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，當(dāng)所述的彈性薄膜在所述兩個方向中的至少一個方向上被拉伸時，所述的非織造纖維網(wǎng)與所述的彈性薄膜粘合在一起。
6.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的彈性薄膜被熱處理，所述的熱處理發(fā)生在對所述的薄膜進(jìn)行拉伸時。
7.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的彈性薄膜包含一種基于乙烯的茂金屬聚合物。
8.如權(quán)利要求7所述的層壓制品，其特征在于，所述的聚合物從下述一組材料中選取，即乙烯和丁烯的共聚物，乙烯和己烯的共聚物，乙烯和辛烯的共聚物，以及它們的組合。
9.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的填料占所述彈性薄膜體積的約10％到約50％。
10.如權(quán)利要求7所述的層壓制品，其特征在于，所述的基于乙烯的茂金屬聚合物的密度為大約0.850到約0.917g/cc。
11.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的彈性薄膜具有的活化永久變形大于約50％。
12.如權(quán)利要求11所述的層壓制品，其特征在于，所述的薄膜具有的活化永久變形為大約100％到400％。
13.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的非織造纖維網(wǎng)包括一個紡粘網(wǎng)。
14.如權(quán)利要求13所述的層壓制品，其特征在于，所述的紡粘網(wǎng)包含聚丙烯。
15.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，WTVR的范圍為大約1000到約5000g/m2/24小時。
16.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，還包括一個第二非織造纖維網(wǎng)。
17.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于，所述的填料為碳酸鈣。
18.一種尿布外覆層，包括一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個非織造纖維網(wǎng)，在所述彈性薄膜經(jīng)過了所述兩個方向中的至少一個方向上的拉伸之后該非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜被粘合在一起。
19.一種外科手術(shù)用衣物，包括一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個非織造纖維網(wǎng)，在所述彈性薄膜經(jīng)過了所述兩個方向中的至少一個方向上的拉伸之后該非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜被粘合在一起。
20.一種可透氣的彈性薄膜，包括一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔。
21.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的填料為碳酸鈣。
22.如權(quán)利要求21所述的薄膜，其特征在于，所述的碳酸鈣占所述彈性薄膜體積的大約10％到50％。
23.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其具有的微孔活化永久變形為大于約50％。
24.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述填料占所述彈性薄膜體積的約10％到50％。
25.如權(quán)利要求20所述的薄膜，所述的薄膜在沿著所述最后一次拉伸方向被最后拉伸了之后具有一個小于約30％的永久變形。
26.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸后再沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸。
27.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸后再沿著機(jī)器方向被拉伸。
28.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜中包含一種基于乙烯的茂金屬聚合物。
29.如權(quán)利要求28所述的薄膜，其特征在于，所述的基于乙烯的茂金屬聚合物的密度為大約0.850到0.917g/cc。
30.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的填料具有的平均粒徑是直徑大約為0.5到約8微米。
31.如權(quán)利要求20所述的薄膜，其特征在于，所述的非織造纖維網(wǎng)與該薄膜粘合，形成一個薄膜/非織造層壓制品。
32.一種用于生產(chǎn)柔軟的可透氣彈性層壓制品的方法，包括如下步驟拉伸一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于沿著至少兩個方向形成孔隙，從而形成許多微孔；以及將一個非織造纖維網(wǎng)與所述被拉伸的彈性薄膜粘合，形成層壓制品。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸，然后，沿著機(jī)器方向的橫向拉伸。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸，然后，沿著機(jī)器方向拉伸。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜包含一種基于乙烯的茂金屬聚合物。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述的基于乙烯的茂金屬聚合物的密度為大約0.850到約0.917g/cc。
37.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述的填料占所述的彈性薄膜體積的大約10％到50％。
38.一種用于生產(chǎn)可透氣彈性薄膜的方法，包括如下步驟拉伸一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于沿著至少兩個方向形成孔隙，從而形成許多微孔。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸，然后，沿著機(jī)器方向的橫向拉伸。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸，然后，沿著機(jī)器方向拉伸。
41.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述的基本上不可透過水汽的彈性薄膜包含一種基于乙烯的茂金屬聚合物。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述的基于乙烯的茂金屬聚合物的密度范圍為大約0.850到約0.917g/cc。
43.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包括一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個可頸縮的非織造纖維網(wǎng)，在所述彈性薄膜經(jīng)過了所述兩個方向中的至少一個方向上的拉伸之后該非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜被粘合在一起。
44.如權(quán)利要求43所述的層壓制品，其特征在于，所述的可頸縮非織造纖維網(wǎng)在與所述的彈性薄膜粘合之前被頸縮。
45.如權(quán)利要求44所述的層壓制品，其特征在于，當(dāng)所述的彈性薄膜沿著垂直于頸縮方向的方向被拉伸時，所述的可頸縮非織造纖維網(wǎng)與所述的彈性薄膜粘合起來。
46.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個被頸縮了的非織造纖維網(wǎng)，在所述彈性薄膜經(jīng)過了所述兩個方向中的至少一個方向上的拉伸之后該非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜被粘合在一起。
47.如權(quán)利要求46所述的層壓制品，其特征在于，當(dāng)所述的薄膜沿著垂直于頸縮方向的方向被拉伸時，所述的被頸縮了的非織造纖維網(wǎng)與所述的彈性薄膜粘合起來。
48.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個被頸縮了的紡粘網(wǎng)，在該彈性薄膜經(jīng)過了所述的至少兩個方向的拉伸之后該紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜被粘合在一起。
49.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個被頸縮了的紡粘網(wǎng)，該紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜粘合，其中所述的彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸，在彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸之后所述頸縮過的紡粘網(wǎng)與所述薄膜粘合形成所述的層壓制品，該層壓制品沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸。
50.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在機(jī)器方向和機(jī)器方向的橫向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個紡粘網(wǎng)，當(dāng)所述的彈性薄膜沿著所述的機(jī)器方向被拉伸時，該紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜粘合。
51.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在機(jī)器方向和機(jī)器方向的橫向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個紡粘網(wǎng)，當(dāng)所述的彈性薄膜沿著所述的機(jī)器方向和所述機(jī)器方向的橫向被拉伸時，該紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜相粘合。
52.一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品，包含一個基本上不可透過水汽的彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜在機(jī)器方向上和機(jī)器方向的橫向上被拉伸以形成多個微孔；以及一個頸縮過的紡粘網(wǎng)，當(dāng)所述的彈性薄膜沿著所述的機(jī)器方向被拉伸時，該紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜相粘合。
53.一種可透氣的彈性薄膜，包括一個彈性薄膜，該薄膜中加入了一種填料，該填料具有的粒徑適宜于形成微孔，所述的薄膜至少在兩個方向上被拉伸以形成多個微孔。
54.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的彈性薄膜基本上不可透過水汽。
55.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的彈性薄膜是可透過水汽的。
56.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的填料為碳酸鈣。
57.如權(quán)利要求56所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的碳酸鈣占所述彈性薄膜體積的大約10％到50％。
58.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的填料占所述彈性薄膜體積的大約10％到50％。
59.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的彈性薄膜沿著機(jī)器方向被拉伸后又沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸。
60.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述的彈性薄膜沿著機(jī)器方向的橫向被拉伸后又沿著機(jī)器方向被拉伸。
61.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，一個非織造纖維網(wǎng)與該彈性薄膜粘合以形成一個薄膜/非織造層壓制品。
62.如權(quán)利要求53所述的可透氣的彈性薄膜，其特征在于，所述薄膜的WVTR比不具有填料的彈性薄膜的WVTR大至少約300g/m2/24小時，所述的不具有填料的彈性薄膜也經(jīng)過了與加有填料的彈性薄膜一樣的拉伸。
全文摘要
一種柔軟的可透氣的彈性層壓制品。包含:一個彈性薄膜(10),該薄膜中加入了一種填料,該填料具有的粒徑適宜于形成微孔,所述的薄膜在至少兩個方向上被拉伸以形成許多微孔;一個紡粘網(wǎng)(30),紡粘網(wǎng)與所述的彈性薄膜相粘合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,彈性薄膜在被拉伸之前為不可透過水汽的薄膜。
文檔編號A61F13/15GK1273550SQ98809138
公開日2000年11月15日 申請日期1998年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月15日
發(fā)明者M·T·莫曼, C·J·米利切維奇 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司