專利名稱：透氣的彈性復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透氣的、增量拉伸的彈性復(fù)合材料，它包含內(nèi)彈性體膜，該膜擠出層壓在非織造織物上，較好是兩個(gè)膜表面都分別擠出層壓在非織造織物上。本發(fā)明還涉及至少部分上由這種復(fù)合材料形成的衣物和/或一次性制品，以及制備這種復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
彈性復(fù)合材料在本領(lǐng)域是廣為人知的。例如，Wu的美國專利5422172和5861074介紹了非織造纖維織物和彈性體膜的彈性層合片。Wu將“彈性”定義為在外力作用下可拉伸，撤去外力后又能恢復(fù)或基本恢復(fù)到其初始形態(tài)。據(jù)Wu介紹，彈性層合物可增量拉伸，能提供非常柔軟的纖維面飾效果，具有超強(qiáng)非織造織物的外觀，從而提供了適用于衣物和其他需要柔軟面飾效果的用途的復(fù)合材料，。Wu進(jìn)一步介紹，此彈性層合物的特征是流體無法滲過是由于其中含有彈性體膜，但能保持層合物的纖維織物表面的柔軟感覺，但是可以通過各種機(jī)械微孔獲得不同程度的透蒸氣或透空氣性。
形成機(jī)械微孔的傳統(tǒng)工藝包括熱針刺、熱軋光、超聲穿孔等。這種機(jī)械工藝在高速生產(chǎn)復(fù)合材料的過程中非常麻煩且/或難于控制。還知道可以在聚合物膜中加入一種或多種成孔填料如碳酸鈣，然后將膜拉伸，在靠近填料的區(qū)域形成微孔，以此為聚合物膜提供透空氣性和透蒸氣性。但是，用這種技術(shù)往往很難在彈性體膜中形成所需程度的滲透性。因此，一直需要容易生產(chǎn)的透氣性彈性材料。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目標(biāo)之一是提供透氣性改進(jìn)的彈性復(fù)合材料，并生產(chǎn)這種材料的方法。
在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及透氣的、增量拉伸的彈性復(fù)合材料。所述復(fù)合材料包含內(nèi)彈性體膜，每個(gè)膜面都擠出層壓到外面的非織造織物上。內(nèi)彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，但基本上不含成孔填料。
在另一種實(shí)施方式中，透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料包含彈性體膜，膜的一個(gè)或兩個(gè)面擠出層壓在非織造織物上。彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，但基本上不含成孔填料。
在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及衣物。所述衣物至少部分地由本發(fā)明透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料制成。在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一次性制品，它們至少部分地由本發(fā)明透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料制成。
在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及制備透氣性彈性復(fù)合材料的方法。該方法包括將彈性體膜的膜面擠出層壓到至少一塊非織造織物上，將非織造織物緊緊粘著到膜上，然后增量拉伸所得層合物，在彈性體膜中形成無規(guī)則排列的大孔。彈性體膜基本上不含成孔填料。在一個(gè)具體實(shí)施方式

中，彈性體膜可的兩個(gè)膜面都分別擠出層壓到非織造織物上。
本發(fā)明復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是，同時(shí)具有所需的透氣性和彈性，根據(jù)本發(fā)明方法可方便地制造。通過下面詳細(xì)的描述可以更全面地了解本發(fā)明的上述及其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，這些描述闡釋了為實(shí)施本發(fā)明而構(gòu)想的各種可能方式。不難理解，本發(fā)明還涉及其他許多顯而易見的側(cè)面，它們都包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)。相應(yīng)地，附圖和說明都是示例性的，不構(gòu)成任何限制。
附圖簡述盡管本說明書所附權(quán)利要求特別指出并鮮明地宣布了對本發(fā)明的權(quán)利要求，但通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述可進(jìn)一步理解本發(fā)明。


圖1A和1B分別是本發(fā)明復(fù)合材料的第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方式的截面簡圖；圖2是適用于實(shí)施本發(fā)明方法的裝置的擠出層壓段和增量拉伸段的簡圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所述復(fù)合材料中內(nèi)彈性體膜層的放大(50x)圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1所述復(fù)合材料的截面放大(500x)圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1所述復(fù)合材料中內(nèi)彈性體膜層的放大(1000x)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1所述復(fù)合膜的透氣性與壓差的關(guān)系圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及透氣的、增量拉伸的彈性復(fù)合材料。在本說明書中，術(shù)語“透氣”指復(fù)合材料具有空氣透過性。在其他實(shí)施方式中，復(fù)合材料既能透過空氣，也能透過水汽。在一些具體實(shí)施方式

中，當(dāng)施加約60psi的壓力時(shí)，復(fù)合材料的透氣率至少約為10毫升/分/平方厘米。在另一具體的實(shí)施方式中，當(dāng)施加約60psi的壓力時(shí)，復(fù)合材料的透氣率至少約為15毫升/分/平方厘米。在本說明書中，術(shù)語“彈性”指在外力作用下可拉伸，但撤去外力后又能恢復(fù)或基本恢復(fù)到初始狀態(tài)的性質(zhì)。而術(shù)語“彈性體”用來描述彈性聚合物材料。在一些具體實(shí)施方式

中，復(fù)合材料的可拉伸度至少約150％，當(dāng)撤去外力時(shí)，永久形變或伸長率不超過約15％。在另一些實(shí)施方式中，復(fù)合材料的可拉伸度至少約200％，當(dāng)撤去外力時(shí)，永久形變或伸長率不超過約25％。最后，在本說明書中，術(shù)語“增量拉伸”是指復(fù)合材料在其長度方向包含交替拉伸區(qū)和未拉伸區(qū)。增量拉伸工藝將在下面詳細(xì)介紹。
圖1A和1B分別是本發(fā)明復(fù)合材料的第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方式的截面簡圖。在圖1A中，復(fù)合材料10包含內(nèi)一片彈性體膜12和位于每個(gè)膜表面上的外部非織造織物14。圖1B所示復(fù)合材料20包含一片彈性體膜22，它只在一個(gè)膜表面上有非織造織物24。盡管這里介紹的許多具體實(shí)施方式

將像圖1A中復(fù)合材料10那樣包含2層非織造織物，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在廣義上包括圖1B所示復(fù)合材料20。此外，復(fù)合材料10和20中的彈性體膜12和22在簡圖中分別顯示為單層，但包含多層結(jié)構(gòu)的彈性體膜也在本發(fā)明范圍之內(nèi)，如下面結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施方式

所要詳細(xì)描述的那樣。
在本發(fā)明的復(fù)合材料中，彈性體膜的一個(gè)或兩個(gè)膜表面擠出層壓到非織造織物上。本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是，擠出層壓操作將彈性體膜緊緊地粘著到一塊或多塊非織造織物上。在本說明書中，術(shù)語“緊緊粘著”是指彈性體膜與非織造織物不能彼此剝離。將彈性體膜與非織造織物緊緊粘著起來的合適加工條件將在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論。復(fù)合材料這些層緊緊粘著的結(jié)果是，非織造織物中的纖維伸入膜中，增量拉伸時(shí)，在彈性體膜中產(chǎn)生無規(guī)則排列的大孔或針孔，使復(fù)合材料具有透氣性。無規(guī)則排列一般受到控制，沿復(fù)合材料長度和寬度方向的孔濃度是均勻的。此外，大孔尺寸沿復(fù)合材料長度和寬度方向也是相對均勻的。在一種實(shí)施方式中，復(fù)合材料的透氣程度要適當(dāng)，不能使液體透過。這樣，這些實(shí)施方式中的復(fù)合材料適用于不需要液障的地方。根據(jù)彈性體膜和非織造織物的化學(xué)組成和物理性質(zhì)、它們之間的粘著牢固程度和增量拉伸工藝條件，可以控制彈性體膜中形成的針孔或大孔的尺寸。在一些具體實(shí)施方式

中，大孔的平均直徑可在約5-100μm之間，更具體地在約10-50μm之間，尤其具體地在約15-35μm之間。這些條件也可用來控制復(fù)合材料單位表面積上針孔或大孔的濃度。盡管大孔濃度可隨具體采用的復(fù)合材料變化，但在一些具體實(shí)施方式

中，所述濃度在約5-500個(gè)/英寸2之間，更具體地在約10-100個(gè)/英寸2之間，尤其具體地在約25-75個(gè)/英寸2之間。
本發(fā)明復(fù)合材料中采用的彈性體膜可以是任何彈性體材料，只要它能通過模具擠出成膜。此外，彈性體膜可以是單層膜，也可以是多層膜，包括兩層或兩層以上的膜，它們通常是共擠出形的。盡管膜和所得復(fù)合材料的具體彈性取決于復(fù)合材料的用途，在一種實(shí)施方式中，在200％的伸長量下，彈性體膜的永久形變小于約20％，更具體地小于約12-18％。在另一種實(shí)施方式中，在200％的伸長量下，彈性體膜的應(yīng)力松弛量約為15-20％。合適的彈性體材料的例子包括彈性體嵌段共聚物、彈性體茂金屬聚合物和共聚物，例如彈性體茂金屬烯烴共聚物、彈性體聚氨酯均聚物和共聚物、彈性體聚硅氧烷均聚物和/或共聚物等，以及這些彈性體材料的混合物。其中也可包含非彈性聚合物，只要所得的膜具有所需彈性。
合適的彈性體嵌段共聚物包括那些至少含有一個(gè)乙烯基芳基嵌段和至少一個(gè)橡膠嵌段的共聚物。具體用來形成這種嵌段共聚物的芳基乙烯基單體包括苯乙烯和取代苯乙烯單體，例如烷基取代苯乙烯和鹵素取代苯乙烯，以及它們的混合物。含有一個(gè)或多個(gè)這種苯乙烯單體嵌段的彈性體嵌段共聚物通常稱作彈性體苯乙烯嵌段共聚物。形成橡膠嵌段的具體單體包括(但不限于)丁二烯、異戊二烯、乙烯-丙烯、乙烯-丁烯等。嵌段共聚物可包含兩嵌段、三嵌段或更多的嵌段。市售嵌段共聚物包括Kraton Polymers生產(chǎn)的Kraton聚合物，包括(但不限于)聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)等。
彈性體茂金屬烯烴聚合物和共聚物包括(但不限于)用茂金屬單位點(diǎn)催化劑生產(chǎn)的聚烯烴。一般地，一種或多種烯烴，如乙烯、丙烯、苯乙烯等與丁烯、己烯、辛烯和它們的混合物等發(fā)生聚合，得到用于本發(fā)明的彈性體。例子包括(但不限于)聚(乙烯-丁烯)、聚(乙烯-己烯)、聚(乙烯-辛烯)、聚(乙烯-丙烯)和/或它們的聚烯烴三聚物。
用于本發(fā)明彈性體膜層的其他彈性體材料包括聚(酯-醚)、聚(醚-酰胺)、聚(乙烯-乙烯乙酸酯)、聚(乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯-丙烯酸)、聚(乙烯-丁基丙烯酸酯)、聚(乙烯-丙烯-二烯)和乙烯-丙烯橡膠。
在一種實(shí)施方式中，彈性體膜是至少一種彈性體苯乙烯嵌段共聚物和至少一種彈性體茂金屬烯烴共聚物的混合物。各共聚物的量可隨所需復(fù)合材料的彈性而變化。在一個(gè)更具體的實(shí)施方式中，這種混合物包含約10-90wt％苯乙烯嵌段共聚物和約10-90wt％茂金屬烯烴共聚物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，這些混合物包含約50-90wt％苯乙烯嵌段共聚物和約10-50wt％茂金屬烯烴共聚物。
在另一些實(shí)施方式中，彈性體膜可包含一個(gè)或多個(gè)芯層A和一個(gè)或多個(gè)蓋層或表層B。一般地，形成這種蓋層或表層的目的是使各層之間實(shí)現(xiàn)化學(xué)分離，或者使層與其使用環(huán)境實(shí)現(xiàn)物理分離。例如，在彈性體膜中使用Kraton彈性體苯乙烯嵌段共聚物和茂金屬聚乙烯的混合物時(shí)，膜容易表現(xiàn)出粘性表面的感覺，因此需要在彈性體膜的兩個(gè)表面上形成蓋層。一般地，混合芯層任一表面上的這種蓋層可以使用聚烯烴薄層，例如聚乙烯、聚丙烯或它們的混合物，這樣，彈性體膜是具有A/B/A結(jié)構(gòu)的多層膜。蓋層可以方便地與芯層共同進(jìn)行擠壓。
由于彈性體膜中無規(guī)則排列的大孔是通過增量拉伸法形成的，所以沒有必要在彈性體膜中加入任何類型的成孔填料。因此，彈性體膜基本上不含成孔填料。在本說明書中，術(shù)語“基本上不含成孔填料”是指彈性體膜不含足夠量的成孔填料，不是通過增量拉伸使填料附近形成微孔，進(jìn)而使膜具有微孔。在更具體的實(shí)施方式中，彈性體膜所含成孔填料的量約少于20wt％，尤其具體地，成孔填料的量約少于10wt％，更具體地，成孔填料的量約少于5wt％。在另一些實(shí)施方式中，彈性體膜所含成孔填料的量約少于1wt％。在又一個(gè)實(shí)施方式中，彈性體膜不含成孔填料。
彈性體膜的重量或厚度可根據(jù)復(fù)合材料所需性質(zhì)調(diào)整。彈性體膜的規(guī)格一般約為25-70g/m2。在更具體的實(shí)施方式中，彈性體膜的規(guī)格約為30-40g/m2。
這里所用“非織造纖維織物”采用其一般意義，它的定義是相對平整、具有柔性和多孔的平面結(jié)構(gòu)，由短纖維或連續(xù)絲組成。關(guān)于非織造織物的詳細(xì)描述，見E.A.Vaughn的Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler，非織造布工業(yè)協(xié)會(huì)，第3版(1992)。非織造織物可通過任何傳統(tǒng)工藝制備，可以梳紡、紡粘、濕式成網(wǎng)法、氣流成網(wǎng)法或熔噴，或組合使用這些方法，這些產(chǎn)品在商業(yè)上是廣為人知的。非織造纖維織物可以是聚烯烴纖維，包括(但不限于)聚乙烯和/或聚丙烯，還包括茂金屬催化的聚烯烴、聚酯、人造絲、纖維素、尼龍和這些纖維的混合物。這些纖維還可以是雙組分纖維，由兩種或多種材料以任何物理結(jié)構(gòu)方式形成。
在一種實(shí)施方式中，非織造織物本身不具有彈性。在一個(gè)更具體的實(shí)施方式中，非織造織物可拉伸，即在外力作用下可伸長，哪怕撤去外力后它不能恢復(fù)到初始狀態(tài)。疏松的非織造織物一般具有更高的可拉伸性。在另一些實(shí)施方式中，非織造織物具有彈性。在一種實(shí)施方式中，非織造織物的重量低于約40g/m2。在又一個(gè)實(shí)施方式中，非織造織物的重量低于約25g/m2。在另一個(gè)實(shí)施方式中，非織造織物的重量低于約12g/m2。
在一些
具體實(shí)施例方式
中，非織造織物可包含紡粘聚烯烴，例如紡粘聚乙烯或紡粘聚丙烯。各種紡粘聚烯烴可商購，適用于本發(fā)明。由聚乙烯和聚丙烯形成的紡粘織物也適用。例如，由以任意比例包含聚乙烯和聚丙烯混合物的纖維形成的紡粘非織造織物和/或由包含聚乙烯和聚丙烯共擠出物的纖維形成的紡粘非織造織物也適用。這些非織造織物可商購，例如購自BBA。
本發(fā)明的復(fù)合材料可用于需要透氣性(例如空氣和水氣透過性)和彈性的各種用途中。在一種實(shí)施方式中，復(fù)合材料用于制作衣物，包括尿片、褲子、手術(shù)外套等。復(fù)合材料也適用于制備一次性制品，包括上述類型的一次性衣物。此外，復(fù)合材料也適用于制作一次性被褥、衣飾、衛(wèi)生用品等。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的復(fù)合材料可用在嬰兒尿片和嬰兒練習(xí)褲中不需要液體不滲透性的地方，即通常稱作“尿片耳”的側(cè)面。復(fù)合材料同時(shí)具有良好的彈性和耐久力，以及良好的透氣性和柔軟性，這些對于上述用用途非常有利。
本發(fā)明復(fù)合材料的一個(gè)重要特征是容易制備。具體說，彈性體膜至少通過一個(gè)膜表面擠出層壓到外部非織造織物上，從而將非織造織物緊緊地粘著在它上面。在一個(gè)更具體的實(shí)施方式中，彈性體膜的兩個(gè)膜表面都分別擠出層壓到外部非織造織物上，從而將非織造織物緊緊地粘著在它上面。彈性體膜和一塊或多塊非織造織物之間的擠出層壓過程可利用任何傳統(tǒng)擠出層壓技術(shù)進(jìn)行。重要的是，擠出層壓過程進(jìn)行的條件是使彈性體膜緊緊地粘著在非織造織物上。然后增量拉伸所得層合物，在內(nèi)彈性體膜中形成無規(guī)則排列的大孔。如上所討論的，彈性體膜基本上不含成孔填料。
增量拉伸宜在橫向(CD)上進(jìn)行，這里稱作CD互嚙拉伸。CD互嚙拉伸機(jī)通常包含一對位于平行桿上的齒狀部件。平行桿位于兩個(gè)機(jī)械側(cè)板之間，下桿位于固定軸承上，上桿位于可垂直滑動(dòng)的部件中的軸承上。一些楔形部件可在垂直方向上調(diào)節(jié)可滑動(dòng)部件，而楔形部件由調(diào)節(jié)螺絲操縱。旋出或旋進(jìn)螺絲，可分別垂直上移或下移可滑動(dòng)部件，使上互嚙輥和下互嚙輥的齒進(jìn)一步嚙合或脫離接觸。安裝在邊框上的測微計(jì)可指示互嚙輥齒輪的嚙合深度。通常用空氣氣缸使可滑動(dòng)部件保持在其低嚙合位置，正對調(diào)節(jié)楔，以抵抗被拉伸材料施加的向上的力。這些空氣氣缸也可縮回，使上下互嚙輥脫離接觸，目的是使材料通過互嚙設(shè)備，或者與安全電路相連，這種電路開通后將開啟所有的機(jī)械嚙合點(diǎn)。除非是相對較高摩擦系數(shù)的材料的互嚙拉伸，CD互嚙拉伸機(jī)必須同時(shí)控制上下互嚙輥。
CD互嚙部件一般由固體材料加工而成，但最好是兩個(gè)直徑不同的盤交疊而成的。在一種實(shí)施方式中，這兩個(gè)互嚙盤直徑約6”，厚約0.031”，在其邊緣上滾圓。分隔互嚙盤的間隔盤直徑約5.5”，厚約0.069”。此結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輥可互嚙0.231”，周邊留有0.019”空隙。此CD互嚙部件結(jié)構(gòu)有0.100”的齒距。
可以調(diào)節(jié)CD互嚙輥部件之間的嚙合程度，以便在彈性體膜中形成大孔。在一種實(shí)施方式中，互嚙輥部件之間至少嚙合0.12英寸，更具體地約0.12-0.20英寸。
因?yàn)镃D互嚙部件一般具有較大的嚙合深度，重要的一點(diǎn)是所用設(shè)備要有一種工具，在頂桿上升或下降時(shí)，能使兩個(gè)互嚙輥的桿保持平行。為保證一個(gè)互嚙輥的齒始終落在另一個(gè)互嚙輥的齒之間，并避免對互嚙齒之間的接觸點(diǎn)可能造成機(jī)械損傷，這一點(diǎn)是必要的。這種平行運(yùn)動(dòng)可由齒條和齒輪結(jié)構(gòu)保證，其中靜止的齒條連接在每個(gè)邊框上，鄰近可垂直滑動(dòng)的部件。一個(gè)桿橫穿邊框，在每個(gè)可垂直滑動(dòng)部件的軸承中運(yùn)行。齒輪位于此桿的兩端，與齒條嚙合，產(chǎn)生所需平行運(yùn)動(dòng)。
如果需要，也可對復(fù)合材料進(jìn)行縱向(MD)的互嚙拉伸，盡管MD拉伸一般并不是必需的，因?yàn)镃D互嚙拉伸能提供足夠的透氣性。MD互嚙拉伸設(shè)備一般與CD互嚙拉伸設(shè)備相同，只是互嚙輥的結(jié)構(gòu)有差異。MD互嚙輥非常像細(xì)齒距正齒輪。在一種實(shí)施方式中，輥的直徑為5.933”，齒距為0.100”，徑節(jié)為30，壓角為141/2度，基本上是一個(gè)長頂齒。也可以在這些輥中將材料再過一次，此時(shí)齒桿偏移0.010”，得到空隙更大的窄齒。嚙合深度為0.90”時(shí)，此結(jié)構(gòu)在邊上有約0.010”的空隙，以容納材料厚度。如果需要，可再一次拉伸，包括幅向或縱向的拉伸，盡管如上所述，對于許多應(yīng)用，CD互嚙拉伸就足夠了。
圖2是本發(fā)明方法一種實(shí)施方式的示意圖。從擠出機(jī)1將彈性體膜6穿過模具2擠出，通過氣刀3，進(jìn)入輥4和5之間的輥隙。擠出操作在等于或高于膜材料的熔化溫度下進(jìn)行，一般大約在約400-500°F。一般地，輥4可以是金屬輥，而輥5是橡膠輥。兩卷非織造織物9、9來自輥13、13，膜6和再片織物9、9通過輥4和5之間的輥隙，將織物層壓到膜表面上。調(diào)節(jié)輥隙壓力，以使非織造織物與彈性體膜之間的結(jié)合達(dá)到所需的牢固度。一般采用約大于50磅/英寸的壓力。在更具體的實(shí)施方式中，輥隙壓力約為50-150磅/英寸，更具體地約為50-120磅/英寸。所得層合物12由輥7導(dǎo)向可用的預(yù)熱輥20上，然后到達(dá)增量拉伸段，層合物在此通過增量橫向(CD)拉伸輥10和11，形成透氣的、增量拉伸彈性體復(fù)合材料14。材料14可以通過另一個(gè)拉伸段，在此對其進(jìn)一步拉伸。例如，在圖2中，材料14通過另一個(gè)預(yù)熱輥21，進(jìn)入增量縱向(MD)拉伸輥10’和11’。本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難理解，如果需要，可以省去預(yù)熱輥20和21。
以下一些實(shí)施例將說明本發(fā)明多層微孔膜的具體實(shí)施方式

。在這些實(shí)施例和整個(gè)說明書中，除非另有說明，份和百分?jǐn)?shù)都是就重量而言。
實(shí)施例1在此實(shí)施例中，制備了本發(fā)明的復(fù)合材料。用傳統(tǒng)膜擠出技術(shù)擠出由約70wt％聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物彈性體和約30wt％茂金屬聚乙烯塑性體組成的混合物。此混合物共擠出后作為芯層B，外層A是由約80wt％基重極低的聚乙烯(VLDPE)和約20wt％低基重聚乙烯(LDPE)組成的混合物，形成具有A/B/A結(jié)構(gòu)的彈性體膜。
所得彈性體膜的兩個(gè)膜表面分別擠出層壓到基重約為30g/m2的高拉伸紡粘聚乙烯非織造織物上。用約60磅/英寸的輥隙壓力使非織造織物與彈性體膜之間結(jié)合牢固。然后用CD互嚙拉伸機(jī)增量拉伸所得的層合物，輥嚙合深度約為0.120英寸。
所得復(fù)合材料的基重約為95g/m2，它具有良好的透氣性、良好的彈性和柔軟感。當(dāng)拉伸100％時(shí)，復(fù)合材料具有約7％的永久形變。
圖3-5是此復(fù)合材料的放大圖。具體說來，圖3是此復(fù)合材料中拉伸彈性體膜的50倍放大圖，在圈出的區(qū)域可以看到大孔。圖4是此復(fù)合材料的500倍放大圖，彈性體膜層標(biāo)記為32，非織造織物層標(biāo)記為34。此圖顯示了膜與非織造織物之間的牢固結(jié)合。圖5是此復(fù)合材料中拉伸彈性體膜的1000倍放大圖，可以看到一個(gè)直徑約20μm的大孔。
對此實(shí)施例的復(fù)合材料進(jìn)行氣體流量-外加壓力關(guān)系的測定。結(jié)果示于圖6，氣體流量單位為毫升/分/平方厘米，壓力單位為磅/英寸2。
有趣的是，經(jīng)過測定發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的復(fù)合材料不僅可拉伸、可復(fù)原，而且在拉伸狀態(tài)下透氣性增加。在此實(shí)施例中，測定了復(fù)合材料的透氣率(單位為立方英尺/分鐘即CFM)與拉伸百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系。采用ATI(Advanced TestingInstruments)，Saprtansburg公司，South Carolina生產(chǎn)的FX 3300型“TexTest透氣率測定儀”，使用壓力125Pa(0.018psi)。結(jié)果列于表1。
表1

表1中的結(jié)果表明此實(shí)施例的復(fù)合材料拉伸后，其透氣性增加了。
實(shí)施例2在此實(shí)施例中，制備了本發(fā)明的復(fù)合材料。擠出層壓由90wt％聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物彈性體和約10wt％乙烯乙烯基乙酸酯共聚物組成混合物，制備彈性體膜。彈性體膜的兩個(gè)膜表面分別擠出層壓到可拉伸紡粘聚丙烯非織造織物上。用約60磅/英寸的輥隙壓力使非織造織物與彈性體膜之間結(jié)合牢固。用溫度約為210°F的預(yù)熱輥預(yù)熱層合物，然后用CD互嚙拉伸機(jī)增量拉伸，輥嚙合深度約為0.130英寸。
所得復(fù)合材料可拉伸、可復(fù)原，具有良好的透氣性、良好的彈性和柔軟感。當(dāng)拉伸約200％時(shí)，復(fù)合材料具有約20％的永久形變。復(fù)合材料的基重約為88g/m2。
用實(shí)施例1所述方法和設(shè)備測定此實(shí)施例中復(fù)合材料的透氣率，結(jié)果列于表2。
表2

因此，本實(shí)施例的復(fù)合材料經(jīng)拉伸后，其透氣性增加了。
這里所作的具體說明和所介紹的實(shí)施方式只是示例性的，不對僅由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明構(gòu)成限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員看到此說明書后，不難找到本發(fā)明范圍之內(nèi)的其他實(shí)施方式和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料，它包含內(nèi)彈性體膜，其兩個(gè)膜面都分別擠出層壓到外面的非織造織物上，其中內(nèi)彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，基本上不含成孔填料。
2.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于施加約60psi的壓力時(shí)，其透氣率至少約為10毫升/分/平方厘米。
3.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于它的可拉伸度至少約位200％，永久形變不超過約25％。
4.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是彈性體嵌段共聚物、彈性體茂金屬烯烴聚合物或共聚物、彈性體聚氨酯、彈性體聚硅氧烷或它們的混合物。
5.權(quán)利要求4所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是彈性體苯乙烯嵌段共聚物。
6.權(quán)利要求5所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)或它們的混合物。
7.權(quán)利要求5所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是彈性體苯乙烯嵌段共聚物和彈性體茂金屬聚乙烯共聚物的混合物。
8.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是單層膜。
9.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜是多層膜。
10.權(quán)利要求9所述復(fù)合材料，其特征在于內(nèi)彈性體膜包含通過其兩個(gè)面分別共擠出到聚烯烴蓋層上的芯層，該芯層包含彈性體苯乙烯嵌段共聚物。
11.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于兩層非織造織物各自是紡粘聚烯烴。
12.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于每塊非織造織物的基重約低于40g/m2。
13.權(quán)利要求1所述復(fù)合材料，其特征在于每塊非織造織物的基重約為12g/m2。
14.至少部分地由權(quán)利要求1所述復(fù)合材料形成的衣物。
15.至少部分地由權(quán)利要求1所述復(fù)合材料形成的一次性制品。
16.權(quán)利要求15所述一次性制品，其特征在于它是尿片。
17.透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料，它包含一層內(nèi)彈性體膜，其兩個(gè)膜面都分別擠出層壓到外面的非織造紡粘聚烯烴織物上，其中內(nèi)彈性體膜包含彈性體苯乙烯嵌段共聚物和彈性體茂金屬聚乙烯共聚物組成的混合物，具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，基本上不含成孔填料。
18.至少部分地由權(quán)利要求17所述復(fù)合材料形成的衣物。
19.至少部分地由權(quán)利要求17所述復(fù)合材料形成的一次性制品。
20.權(quán)利要求19所述一次性制品，其特征在于它是尿片。
21.透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料，它包含一層彈性體膜，其一個(gè)或兩個(gè)膜面擠出層壓到外面的非織造織物上，其中彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，基本上不含成孔填料。
22.至少部分地由權(quán)利要求21所述復(fù)合材料形成的衣物。
23.至少部分地由權(quán)利要求21所述復(fù)合材料形成的一次性制品。
24.權(quán)利要求23所述一次性制品，其特征在于它是尿片。
25.制備透氣性彈性復(fù)合材料的方法，它包括將內(nèi)彈性體膜的兩個(gè)膜面分別擠出層壓到外部非織造織物上，將非織造織物緊緊粘著到膜上；增量拉伸所得層合物，在內(nèi)彈性體膜中形成無規(guī)則排列的大孔；其中內(nèi)彈性體膜基本上不含成孔填料。
26.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于進(jìn)行擠出層壓的輥隙壓力約大于50磅/英寸。
27.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于增量拉伸包括橫向(CD)互嚙拉伸。
28.權(quán)利要求27所述方法，其特征在于CD互嚙拉伸采用的互嚙輥嚙合深度至少約為0.12英寸。
29.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于外加壓力約為60psi時(shí)，復(fù)合材料的透氣率至少約為10毫升/分/平方厘米。
30.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于復(fù)合材料的可拉伸度至少約為200％，永久變形性不超過約25％。
31.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于內(nèi)彈性體膜是彈性體苯乙烯嵌段共聚物。
32.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于內(nèi)彈性體膜是彈性體苯乙烯嵌段共聚物和彈性體茂金屬聚乙烯共聚物的混合物。
33.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于內(nèi)彈性體膜包含通過其兩個(gè)面分別共擠出到聚烯烴蓋層上的芯層，該芯層是彈性體苯乙烯嵌段共聚物。
34.權(quán)利要求25所述方法，其特征在于兩層非織造織物各自是紡粘聚烯烴。
35.權(quán)利要求25所述復(fù)合材料，其特征在于每塊非織造織物的基重約低于40g/m2。
36.權(quán)利要求25所述復(fù)合材料，其特征基重約為12g/m2。
37.制備透氣性彈性體復(fù)合材料的方法，它包括將彈性體膜的一個(gè)或兩個(gè)膜面擠出層壓到外部非織造織物上，將非織造織物緊緊粘著到膜上；增量拉伸所得層合物，在彈性體膜中形成無規(guī)則排列的大孔；其中彈性體膜基本上不含成孔填料。
全文摘要
在一種實(shí)施方式中，透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料包含內(nèi)彈性體膜，其兩個(gè)膜面都分別擠出層壓到外面的非織造織物上，其中內(nèi)彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，基本上不含成孔填料。在另一種實(shí)施方式中，透氣的、增量拉伸彈性復(fù)合材料包含彈性體膜，其一個(gè)或兩個(gè)膜面擠出層壓到外面的非織造織物上，其中彈性體膜具有通過增量拉伸形成的、呈無規(guī)則排列的大孔，基本上不含成孔填料。生產(chǎn)這種復(fù)合材料的方法包括擠出層壓和增量拉伸。有些衣物和一次性制品至少部分地由這種復(fù)合材料制備。
文檔編號B32B37/15GK1649730SQ03809244
公開日2005年8月3日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者P·-C·吳, D·E·羅賓森, R·A·布拉德福德 申請人:克洛佩塑料產(chǎn)品公司