專利名稱：彈性膜層壓件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膜層壓件。更具體地說，本發(fā)明涉及膜與非織造織物的彈性層壓件。
背景技術：
膜層壓件已成為重要的商品，求得了廣泛的應用，這些應用包括用作個人貼身制品如尿布、訓練短褲、失禁衣著、婦女衛(wèi)生制品等的外罩。此外，膜層壓件還已發(fā)現用于室外織物、防水布、防護服、控制感染的產品、衣著等。這種膜能為制品提供所需的阻擋層性質，而其他層壓到其上面的材料則能提供另外的特性如強度、耐磨性和/或良好的手感。
包括有這種膜層壓件的許多制品最好至少是部分彈性的。例如，尿布的是彈性的外罩與非彈性的制品相比就能改進身體的適應性。但要在實現所需彈性的同時來保持其他所需特性如透氣性、良好的外觀和低成本，便成為問題。低成本的膜層壓件，例如用于一次制品中的層壓件常遭遇剝離強度差。膜層壓件的分層現象是不利的，因為這會降低制品的表觀質量，同時會增加在膜中形成扯破或撕裂的風險。
為此，需要有這樣的膜層壓件，其能在顯示出彈性的同時又能保持所需的特性，如透氣性、良好的手感和優(yōu)越的剝離強度。此外，還需要有這樣的層壓件，它具有界限分明的粘合花紋、膨松感和全面改進的美感。也還需有這樣的阻擋層壓件，它具有布狀的外表面、耐用、同時可采用多種的膜和層壓件結構。進而還需有這樣的膜層壓件，它可以用可靠的方法制成，而這種方法可以在廣泛的處理條件和參數下使用。
發(fā)明概述借助本發(fā)明的彈性層壓件，可以滿足上述的種種需要和解決內行的人士遇到的一些問題，這種彈性層壓件包括可延伸的底膜、彈性的中間非織造織物和粘合于其上的可延伸外部纖維材料。此彈性中間織物的第一側粘合到底膜上，而以其第二側粘合到外部纖維材料上。在另一方面，此彈性中間織物包括無定形聚合物，舉例來說，此無定形聚合物可以包括低密度的乙烯彈性料組份，而此組份則包括乙烯和α-烯烴的共聚物。在又一方面，此低密度的乙烯彈性料的密度最好為約0.86g/cm3～約30.89g/cm3。此外，上述無定形聚合物還能包括具有第二種聚烯烴聚合物的混合物，例如具有較高密度的第二種乙烯聚合物。這種低密度聚乙烯彈性料最好包括至少約50％重量百分比的纖維。上述彈性中間織物則最好包括非織造織物，如熔噴纖維的織物。
上述可延伸的底膜可以包括彈性膜且最好包括透氣膜。在本發(fā)明的一個方面，這種膜可以包括彈性的透氣阻擋層，例如包含有彈性聚乙烯聚合物和填料的拉伸的填充膜。底膜、彈性中間織物和外纖維料三者集合的基重最好小于約100g/m2。外纖維料層可以包括熱塑性非織造織物。這種非織造的外層最好包括布狀的織物，具有良好的手感和懸垂性。在本發(fā)明的一個方面，此非織造的外層包括拉細(頸縮)的或反向拉細的非織造織物。本發(fā)明的層壓件的剝離強度最好要大于200g/cm2而尤為最好是超過500g/cm2。此外，透氣的阻擋層壓件的WVTR應大于300g/m2/天、800g/m2/天甚至是1500g/m2/天。外纖維料可以包括非織造織物，而在另一方面可以通過將各層層壓到一起而疊層到粘合層上。層壓各層的適用方法包括但不限于熱點粘合、超聲粘合等。
定義這里所用的詞“非織造”織物是指其各個纖維或絲取交互鋪疊但不同于網絡式或針織式織物中可識別方式結構的織物。非織造織物或織幅已可由多種加工方法形成，例如熔噴法、紡粘法、氫纏結法、氣流成網法和粘合粗梳成網法等。
這里所用的詞“微纖維織物”是指包括有平均纖維直徑至少在一個維數上小于約10μ的纖維的織幅。
這里所用的詞“紡粘纖維”指實質上是分子取向的聚合物材料的小直徑纖維。紡粘纖維可以由噴絲板上許多細小的通常為圓形的毛細孔將熔融熱塑材料擠壓成絲，然后使該擠壓絲快速減徑而成，例如可采用下述美國專利號中所述的技術No.4340563(Appel等人)、No.3692618(Dorschner等人)、No.3802817(Matsuki等人)、No.3338992與No.3341394(Kinney)、No.3502763(Hartman)、No.3542615(Dobo等)以及No.5382400(Pike等人)。紡粘纖維當其沉積于凝聚面上時通常是不發(fā)粘的且為連續(xù)的，紡粘纖維的直徑通常約10μ或更大。而且可以用，但不限于下述種種方法獲得微纖維的紡粘織物，這些方法例如描述于共同轉讓的美國專利申請No.08/756426，1996年11月26日提交(Marman等人)，美國專利申請No.08/565261，1995年11月30日提交(Pike等人)，其中的內容已綜合于此供參考。
這里所用的詞“熔噴纖維”是指一般通過將熔融熱塑性材料通過許多細小的通常為圓形的模板毛細孔擠壓成的熔融絲或纖維，引入會聚的高速的且常為熱的氣體(例如空氣)流，將這種熔融的熱塑性材料的絲拉細減徑而成的聚合材料纖維。然后可用此高速氣流將熔噴纖維載運并沉積到凝聚面上而形成無規(guī)分散的熔噴纖維。這方面的工藝例如已敘述于授予Butin等人的美國專利No.3849241和授予Timmons等人的美國專利No.5271883中。熔噴纖維可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，且當其沉積于凝聚面上時一般是發(fā)粘的。熔噴纖維可以包括微纖維織物。
這里所用的“SME層壓件”是指紡粘/熔噴/紡粘(SMS)的層壓件。多層非織造層壓件的例子公開于下述美國專利號中No.4041203(Brock等人)、No.5178931(Perkins等人)以及No.5188885(Timmens等人)。這種層壓件可以按下述方式制成于運動的成形帶上相續(xù)地沉積先是紡粘織物層、繼之為熔噴織物層而最后是另一紡粘層，然后用例如下述的熱點粘合法粘合此層壓件?；蛘呖砂堰@些織物層單個地集合成卷而由單獨的粘合步驟結合。
這里所用的詞“聚合物”一般包括但不限于均聚物；共聚物，如嵌段、接枝、無規(guī)和交錯的共聚物，三聚物等；以及它們的混合物和變型。此外，除非另有明確的限制，“聚合物”一詞包括了有關分子的所有可能空間構型。這些構型包括但不限于等規(guī)的、間規(guī)的和無規(guī)的對稱構型。
這里所用的詞“無定形聚合物”當在此用來描述或作為中間層或作為單獨施加的粘合層時，是指這樣的熱塑性聚合物，例如密度約0.85～約0.89g/cm3和例如小于30的低結晶度的某些聚烯烴。
這里所用的詞“機器方向”或MD是指織物的長向處于其被生產的方向?！皺M截機器方向”、或CD一詞則指織物的寬向，即一般垂直于MD的方向。
這里所用的詞“超聲粘合”是指例如使織物通過如美國專利No.4374888(Barnslaeger)或No.5591278(Goodman等人)所述的，在超聲揚聲器和砧輥之間的工藝。
這里所用的詞“點粘合”是指在多個分散的點上粘合一層或多層織物。例如，熱點粘合通常涉及使待粘合的一層或多層通過加熱輥之間，加熱輥例如一個是刻花輥而另一個是平滑的軋輥。刻花輥以某種方式刻有花紋。以使整個織物不會在其全部表面上粘合，而軋輥或砧輥通常是平滑的。結果，出于功能和美觀的原因，已開發(fā)了用于壓花輥上的花紋?；y的例子之一為點狀的，同時是所謂Hansen Pennings或“H & P”花紋，在新的時候具有約30％的粘合面積，同時有著約200粘合點/英寸2，如授予Hansen和Pennings的美國專利No.3855046中所說明的。H & P花紋具有方形點或銷的粘合區(qū)，各銷點的邊長為0.038英寸(0.965mm)，銷間距為0.070英寸(1.778mm)、粘合深度為0.023英寸(0.584mm)。此最終形成的花紋在新的時有約29.5％的粘合面積。另一種典型的點粘合花紋圖案是展開的Hansen-Pennings或“EHP”粘合花紋，它在新的時產生15％的粘合面積，方形銷點邊長0.037英寸(0.94mm)、銷間距0.097英寸(2.464mm)、深0.039英寸(0.991mm)。另一種點粘合花紋稱為“714”有著方形銷點粘合區(qū)，各銷點邊長0.023英寸、點間距0.062英寸(1.575mm)、粘合深度0.033英寸(0.838mm)。形成的花紋在新的時具有約15％的粘合面積。另一種普通的花紋是C星形花紋，其在新的時的粘合面積約16.9％。這種C星形花紋具有為流星截斷的橫條或“燈芯絨”設計。其它普通的花紋包括菱形花紋，它有著重復和略微錯開的菱形和約16％的粘合面積；及金屬絲網花紋，外觀如其名稱所示，例如類似窗紗，有約15％粘合面積。再一種花紋是“S形”花紋，其在新的時有約17％的粘合面積。一般，這種百分粘合面積從這種織物層壓件面積的約10％變化到約30％。
這里所用的詞“阻擋層”指膜、層壓件或其他織物，基本上不透液，且液位差至少50mbar(水)。這里所用液位差是指織物阻液性質的一種測度。但應知本發(fā)明的阻擋層織物的液位差可以大于80、150或甚至300mbar(水)。
這里所用的詞“可透氣的”涉及到最低具有約300g/m2/24小時的WVTR(水汽透過率)的可透水蒸汽的材料?？椢锏腤VTR在一個方面能表明所穿用織物的舒適性。WVTR(水汽透過率)按以后所述測量，并以g/m2/天報告其結果。但通常應用的可透氣阻擋層最好具有較高的WVTR，而本發(fā)明的可透氣層壓件的WVTR可以超過約800、1500甚至約3000g/m2/天。
這里所用的詞“可拉伸的”是指至少可沿一個方向伸長或拉伸。
這里所用的“彈性”是指一種材料在偏壓力的作用下可拉伸即可延伸到至少是此材料松馳無偏壓力長度的150％的偏壓長度，而在松釋這種伸長力后將回縮其伸長部分的至少50％。設想某種材料的，1英寸長試樣，它在偏壓力作用下可拉長到至少1.50英寸，而在松釋該偏壓力后將回縮到不超過1.25英寸的長度。
這里所用的詞“非彈性”或“無彈性”是指任何不屬于上述“彈性”定義范圍的任何材料。
這里所用的詞“單組份纖維”是指只用一種聚合物由一臺或多臺擠壓機形成的纖維。這并不意味著要排除由一種聚合物出于著色、抗靜電、潤滑、疏水等目的而添有少量添加劑形成的纖維。
這里所用的詞“多組份纖維”是指已由不同擠壓機擠壓出的至少兩種聚合物形成的纖維但紡到一起而形成一根形式的纖維。多組份纖維有時也稱作共軛纖維或雙組份纖維。多組份纖維的聚合物于纖維的橫剖面上基本上恒定地位于不同的區(qū)域而連續(xù)地沿纖維的長度延伸。這種纖維的構型例如可以是皮/芯型結構，其中一種聚合物為另一種聚合物圍繞；并列型結構；餡餅型結構或是“天星狀基體”型結構。多組份纖維已描述于下述美國專利中，No.5108820(Kaneko等人)、No.4795668(Krueger等人)、No.5236552(Strack等人)。共軛纖維則描述于美國專利No.5382400(Pike等人)中，可以通過使用兩(或多)種纖維的不同結晶率于纖維中形成卷曲。對于雙組份纖維，兩種聚合物之比可以是75/25、50/50、25/75或任何其他所需的比率。這種纖維所具有的形狀，例如還可以是以下描述非常規(guī)形狀纖維的美國專利中所說明的形狀No.5277976(Hogle等人)、No.5466410(Hills)以及No.5069970與No.5057368(Largman等人)。
這里所用的詞“混和”是指混合兩種或多種聚合物，而詞“摻合物”則指混合物的一個子類，其中各組份是不溶混的但是相容的。
這里所用的詞“雙成份纖維”或“多成份纖維”是指至少兩種聚合物從同一擠壓機作為一種混合物擠出而形成的纖維?！盎旌稀币讯x如上。雙成份纖維在纖維的橫剖面上并不會有各種聚合物組份較恒定地位于不同的區(qū)域中，而且各種聚合物沿著纖維的整個長度常常是不連續(xù)的；相反，它們常常形成無規(guī)則地開始和無規(guī)則地終止和原纖維或原微絲。雙組份和雙成份纖維也見述于教科書《Polymer Blendsand Composities(聚合物的混合物和組成)》中，由John A.Mansonand Leslie H.Sperling，1976版權，由Plenum Press出版，PlenumPublishing Corparation of New York的分社，IBSNO-306-30831-2，PP273-277。
這里所用的詞“粘合窗”是指用來將非織造織物粘合到一起的機構例如一對加熱的粘合輥的溫度范圍，在此溫度范圍內這種粘合是成功的。
這里所用的詞“紗布”是指用作背襯料的輕量織物。紗布常用作涂層的或層壓的產品的底部織物。
這里所用的詞“衣著”指任何類型可穿用的服裝，其包括工作服和罩衣、內衣、短褲、襯衣、外套、手套、襪子，等等。
這里所用的詞“感染控制產品”是指醫(yī)療專用品，如外科長服與窗簾、面罩、類似膨松裙的頭罩、外科帽與外科罩、類似于鞋蓋的護襪、靴罩和拖鞋、繃帶、紗帶、滅菌外罩、毛巾試驗室外衣之類的衣著、工作服、圍裙與夾克衫、病人床上用品、擔架與搖籃布單，等等。
這里所用的詞“個人貼身制品”是指尿布、訓練短褲、吸濕性內褲、成人失禁衣著和婦女衛(wèi)生用品。
這里所用的詞“防護罩”是指運輸工具如轎車、卡車、船、飛機、摩托車、自行車、高爾夫球器械裝運小車等的罩布；常置于戶外的設備如鐵格子窗、庭院和公園設備(發(fā)動機、旋轉碎土機等)與草坪設備以及地板的蓋布、桌板和野餐區(qū)的鋪布。
附圖的簡要描述

圖1是本發(fā)明的層壓件的橫剖圖；圖2是本發(fā)明的層壓件的橫剖圖3制造本發(fā)明的壓層件的生產線及示意圖；圖4示明適用于本發(fā)明的粘合花紋；以及圖5示明適用于本發(fā)明的粘合花紋。
發(fā)明詳述參考圖1，本發(fā)明涉及多層層壓件10，它包括膜12、外纖維層20和中間彈性非織造織物。此中間非織造織物14有第一側16和第二側18。外纖維層20接附到此中間非織造織物14的第二側18上而膜12接附到此中間非織造織物14的此第一側16上。
上述中間彈性非織造織物包括一層無定形聚合物纖維。這種聚合物成分最好包括彈性料，且還可包括增粘劑或其他助粘劑，以改進此中間非織造織物與相對的膜和外非織造層之間的粘合性。適用的聚合物例子包括但不限于彈性聚烯烴、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、EPDM橡膠、乙烯乙酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、聚氨酸(PU)，聚酰胺聚醚嵌段共聚物，通式為A-B-A’或A-B狀的共聚物(苯乙烯/乙烯-丁烯)、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)、苯乙烯等的嵌段共聚物。
在最佳實施例中，上述無定形聚合物包括一種或多種彈性聚烯烴，如低密謀聚乙烯彈性料、彈性聚丙烯、撓性聚烯烴和增粘的聚合物，如苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯或嵌段聚酰胺聚醚。在本發(fā)明的一個方面，上述中間彈性非織造織物至少是部分地包括密度小于0.89g/cm3的低密度乙烯彈性料組份的低密度彈性聚烯烴聚合物組份。這種乙烯彈性料最好包括基本上是線性的乙烯，其密度小于0.89g/cm3，更好是約0.86～約0.88g/cm3而最好是約0.87g/cm3。這樣的乙烯彈性料應包括至少約50％重量百分比的聚合物部分的纖維，而更好是約70％～約100％重量百分比。這種乙烯彈性料最好包括這樣的聚合物，其中的乙烯單體與α-烯烴聚合而使得最終的聚合物料中有很窄的分子量分布(Mw/Mn)，均勻的分支并且是受控的長鏈分支。合適的α-烯烴包括但不限于1-辛烷、1-丁烷、1-已烯和4-甲基戊烯。典型的這類聚合物包括本技術中周知的那些，如“金屬茂”、“受約束幾何結構”或“單一位置”催化的聚合物，例如描述于下述美國專利No.5472775(Obijeski等人)、No.5451450(Erderly等人)、No.5539124(Etherton等人)以及No.5554775(Krishnamurti等人)中，它們的整體內容已綜合于此供參考。
金屬茂方法一般采用由助催化劑激活的即離子化的金屬茂催劑。金屬茂催化劑的例子包括二(正丁基環(huán)戊二基)二氯化鈦、二(正丁基烷戊二基)二氯化鋯、二(環(huán)戊二基)氯化鈧、二(叉基)二氯化鋯、二(甲基環(huán)戊二基)二氯化鈦、二(甲基環(huán)戊二基)二氯化鋯、二茂鈷、環(huán)戊二基三氯化鈦、二茂鐵、二茂鉿二氯化物、異丙基(環(huán)戊二基，-1-芴基)二氯化鋯、二茂鉬二氯化物、二茂鎳、二茂鈮二氯化物、二茂銣、二茂鈦二氯化物、二茂鋯二氯化物的氫化物、二茂鋯二氯化物，等等。這類化合物的更詳盡的清單包括在授予Rosen等人的并轉讓給Dow Chemical Company的美國專利No.5374696中。這類化合物也在授予Stevens等人的同樣轉讓給Dow ChemicalCompany的美國專利No.5064802中討論到。但是，在本技術中已知有眾多的其他金屬茂催化劑，單一位置催化劑、受約束幾何結構的催化劑和/或類似的催化劑體系，例如參考《The Encyclopedia ofchemical Technology(化學技術百科全書)》，Kirk-Othermer，第4版，Vol，17，“烯烴聚合物”，PP765 767(John Wiley & Sons1996)；其中的內容已綜合于此供參考。
至于彈性共聚物，授予Kaminsky等人的美國專利No.5204429描述了一種工藝，可用立體剛性手性金屬茂過渡金屬化合物和鋁噁烷的催化劑，從環(huán)烯烴和線性烯烴來生產彈性共聚物。都授予Lai等人且轉讓給Dow Chemical的題為“彈性的基本線性的烯烴聚合物”的美國專利No.5278272與No.5272236描述了具有特殊彈性性質的聚合物，其總體內容已綜合于此供參考。適用的低密度乙烯彈性料可以購自Dow Chemical Company of Midland，Michigan，商品名AFFINITyTM，包括AFFINITYTMEG8200(5MI)、XU58200.02(30MI)、XU58300.00(10MI)；還可以購自EXXON Chemical Co.Of Houston，TX，商品名EXACTTM4049(4.5MI，0.873g/cm3)、401l(2.2MI，0.888g/cm2)、4041(3MI，0.878g/cm3)、4006(10MI，0.88g/cm3)。
此外，中間彈性纖維層可以包括無定形聚合物與一種或多種其他聚合物的聚合物混合物，這里的其他聚合物則包括最高可達約75％重量百分比的纖維，而最好是最高可達約50％重量百分比的纖維。相信這種纖維可以包括低密謀聚乙烯彈性料和其它的熱塑性聚合物，而最好是較高密度和/或結晶度較高的聚烯烴?？梢赃m用于本發(fā)明的聚烯烴包括但不是限于LLDPE(密度為約0.90g/cm3～0.92g/cm3)，LDPE(0.915～0.925g/cm3)乙烯-丙烯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸酯，等等。
其他的市售彈性聚合物的例子包括但不限于Himont CATALLOYKS350、KS357和KS359。Himont Catalloy聚合物是聚烯烴的多級反應產物，其中無定形乙烯丙烯無規(guī)共聚物是以分子形式分散于主要是半結晶的高丙烯單體/低乙烯單體的連續(xù)基質中，例如描述于授予Ogale的美國專利No.5300365中的。此外，使用的彈性樹脂包括通式為A-B-A，或A-B的嵌段共聚物，其中A和A’各是熱塑性聚合物的終端嵌段，它包含苯乙烯的一部份，例如聚(乙烯基芳環(huán))，而其中B是彈性聚合物的中間嵌段，例如共軛二烯或低鏈烯的聚合物。這種A-B-A’型的嵌段共聚物對于A嵌段和A’嵌段可以具有不同或相同的熱塑性嵌段聚合物，而這里的嵌段共聚物則包括線性、分支和徑向的嵌段共聚物。在這方面，徑向嵌段共聚物可以表示為(A-B)m-X，其中X是多官能原子或分子，而其中各(A-B)m從X幅射出使A是終端嵌段。在此徑向嵌段聚合物中，X可以是有機或無機的多官能原子或分子，而m是整數，其值與X中原先存在的官能組數相同。此數通常至少是3，常常是4或5，但并不局限于此。這樣，在本發(fā)明中，“嵌段共聚物”一詞，特別是“A-B-A”和“A-B”嵌段共聚物，用來包括例如上面討論到的具有那種橡膠式嵌段和熱塑性嵌段的所有嵌段共聚物，它們能夠擠壓(例如通過熔噴)，同時嵌段數不限。這種彈性非織造織物例如可以由彈性(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物形成。這類彈性共聚物市售品的例子例如有稱作KRATON的材料，可購自shell Chemical Company ofHouston，Texas。KRATON嵌段共聚物市售有幾種不同的配方形式，其中有許多已指出于美國專利No.4663220和No.5304599中，它們的整體內容已綜合于此供參考。
包括彈性的A-B-A-B四嵌段共聚物的聚合物也可以用于實施本發(fā)明。這類聚合物已公開于授予Taylor等人的美國專利No.5332613中。在這類聚合物中，A是熱塑性聚合物嵌段，而B是異戊間二烯單體單元經氫化成基本上是聚(乙烯丙烯)單體單元。這種四嵌段共聚物的例子是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)，或是SEPSEP彈性嵌段共聚物，后者可在商品牌號KRATON下購自shell Chemical Company of Houston，Texas。
其他據信可用于本發(fā)明的典型的彈性材料包括聚氨酯彈性材料，例如商品名ESTANE，可購自B.F.Goodrich & Co.的，或商品名MORTHANETM可購自Morton Thiokol Corp.的聚酯彈性材料，例如商品名HYTREL可購自E.I.DuPont De Nemours & company的，以及稱作為ARNITEL以前可購自Akzo plastics of Arnhem，Holland而現在所購自DSM of Sittard，Ho1land的。
為了改進這種中間非織造織物與其相鄰層的熱匹配性，再好給此彈性聚合物料增添增粘劑或助粘劑。適用的增粘劑例子包括但不限于授予Kieffer等人的美國專利No.4789699中所述的。市售的增粘劑例子是REGALREZ1126，可購自Hercules Inc.Of Wilmington，De；ESCOREZ5300，可購自EXXON Chemical Co.；WINGTACK 95，可購自Goodyear Chemical Co.of Akron，Ohio。所添加的增粘劑的量將相對于中間彈性纖維層中所用具體的彈性聚合物和構成相鄰層的聚合物而變化。盡管加到彈性中間層的增粘劑的量可以不同，但通常最好添加按聚合物料重量計的約5～約20％。
在最佳實施例中，此中間彈性非織造織物包括纖維的基質，例如熔噴纖維的織物。另一方面，這種纖維質彈性層可以包括一層紡粘纖維和/或有類似基重的一層短切纖維，此非織造織物的基重最好是約10～約100g/m2，而尤為最好是約25g/m2～約60g/m2。這一基重的選擇將相對于整個層壓件的基重以及此膜和/或外部非織造層的回復性質而變化。當此外部非織造層和膜是可拉伸的但是非彈性材料時，常常需要較高基重的中間彈性纖維層來給整個層壓件提供彈性。但當膜和/或外非織造層也是彈性的，此中間彈性織物的基重可以小于整個層壓件的基重。
上述可拉伸的膜可以是單層或多層膜。此外，無孔和微孔膜據信也適用于本發(fā)明。這種膜最好包括阻擋層和能具有良好的懸垂性；這種膜的基重最好約為15～100g/m2而尤為最好是約20～60g/m2。用于制造本發(fā)明的這種膜的熱塑性聚合物包括但不限于這樣的聚烯烴類，后者包括均聚物、共聚物、三聚物以及它們的混合物。此外，撓性的聚烯烴膜據信也適用于本發(fā)明。其他適用于在本發(fā)明中成膜的聚合物包括(單獨或與其他聚合物結合)乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯乙酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯正丁基丙烯酸酯(EnBA)、聚氨酯(DU)、聚(醚-酯)和聚(酰胺-醚)嵌段共聚物。但是彈性聚烯烴聚合物最好，例如乙烯與丙烯的聚合物以及它們的共聚物、三聚物及其混合物，例如包括，但不限于彈性聚烯烴和乙烯-丙烯共聚物混合物。
在本發(fā)明的一個方面，上述膜可以包括透氣阻擋層，這種透氣阻擋層例如包括WVTR至少為300g/m2/天最好超過800g/m2/天或1500g/m2/天的微孔膜。透氣的微孔膜可以用本技術中周知的任何方法形成。例如，這種透氣阻擋膜可以包括由熱塑性聚合物和填料組成的拉伸填料膜。上述這些(和其他)組份可以混合到一起、加熱，然后擠壓成單層或多層膜。這種充填的膜可以由本技術中周知的任何一種成膜工藝，例如鑄膜或吹膜設備制造。熱塑性聚合物和填料可以至少沿一個方向拉伸，由此能減少膜厚并形成某種尺寸和頻率的微孔網絡，以實現所需水平的透氣率。適用于本發(fā)明的可透氣阻擋膜的例子描述于WO95/16562(1995年6月22日McCormack)；WO96/19346(1996年6月27日提交，McCormack等人)；下述的美國專利申請序號No.08/722726(1996年10月1提交；McCormack等人)；No.08/883164(1997年6月26日提交；McCormack等人)；No.08/882712(1997年6月25日提交，HcCormack等人)；No.08/843147(1997年4月25日提交；Gwaltney等人)；No.09/122326(1998年6月24日提交；Shawver等人)；以及快遞No.RB879664401US(1997年9月15日提交；Shawver等人)，上述各參考文獻的整體內容已綜合于此供參考。這類膜在拉伸前的基重最好小于約100g/cm2而尤為最好是小于約60g/cm2。經拉伸后，這種多層膜的基重最好小于60g/cm2。而尤為最好是約15～35g/m2適用的膜例如還可以包括由其擠壓工藝形成的多層膜，例如公開于美國專利No.4522203、No.4494629以及No.4732324中的成形多層膜的方法，它們的內容已綜合于此供參考。
外層包括能層壓到所述彈性中間織物上的可延伸纖維料。此外層例如可包括能拉伸的非織造材料、帶網眼的纖維、窗紗、松散織造的織物、彈性復合料和/或其他類似材料。這種織物最好包括一層或多層熱塑性纖維，它們是固有地可延伸的或經處理成可拉伸的和/或是彈性的，同時具有布狀的手感和懸垂性。適用的可拉伸和/或彈性材料的例子描述于下述美國專利中No.4965122(Morman等人)；No5114781(Morman等人)、No.5536545(Morman等人)；No.4720415(Vander Wielen等人)；No.4789699(Kieffer等人)；No.5332613(Taylor等人)；No.5288791(Collier等人)；No.4663220(Wisneski等人)；No.5540976(Shawver等人)；以及歐洲專利申請No.0712892A1(Djiaw等人)、美國申請序列號No.08/603961(Shawver等人)和No.08/674365(Levy等人)，它們的整個內容都已綜合于此供參考，這種熱塑料聚合物的組成可以根據需要選擇以實現所需例如彈性、手感、抗拉強度、低成本等性質的材料。另外，可對外非織造層施加例如壓花、氫化纏結、機械方式軟化、印花、抗靜電處理或其他方式處理，以獲得所需的美觀和/或功能特性。
還能夠在本發(fā)明的彈性層壓件內壓成各種有吸引力的花紋，例如適合于嬰兒尿布外罩的花紋。示例性的粘合和/或壓合花紋可以參照圖4和5看到，其他粘合花紋也可結合本發(fā)明使用，例如描述于1996年12月17日提交的美國專利申請序列號08/754419的。在此方面業(yè)已發(fā)現，本發(fā)明的層壓件已表現出改進了花紋輪廓的清晰度和更具立體感的花紋粘合。此外，在實現了優(yōu)質的花紋同時，也提供了有優(yōu)越懸垂性和良好的剝離強度的層壓件。本發(fā)明的層壓件有著超過500g甚至1000g的剝離強度。而且可在實現具有這種剝離強度的彈性層壓件時，使它具有約1～7cm的懸垂度。這種外層的一種實施形式可以包括基重為8～35g/m2的聚丙烯紡粘縮徑纖維的織物，上面印有花紋和/或在其中壓有花紋。
此外，這種包括纖維和/或膜的聚合物組成還可以有選擇地包括一種或多種穩(wěn)定劑、添加劑或其他材料來實現所需的屬性。上述組成最好還包括抗氧化劑，例如受阻酚穩(wěn)定劑。市售的抗氧化劑包括但不限于IRGANOX E 17(α-生育酚)和IRGANOX1076(十八烷基3，5二叔丁基-4羥基氫化內桂酸鹽)，可以購自Ciba Specialty Chemicals ofTerrytown，N.Y。此外，本發(fā)明中也可采用與成膜工藝、拉伸和任何后續(xù)層壓步驟相匹配的其他穩(wěn)定劑和添加劑。例如為了使薄膜具有所需還可添加另外的添加劑，如熔體穩(wěn)定劑、處理穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、熱老化穩(wěn)定劑以及本技術中周知的其他添加劑。一般地說，磷酸鹽穩(wěn)定劑(即IRGAFOS 168，可購自Ciba SpecialtyChemicals of Terrytown，N.Y；和DOVERPHOS，可購自DoverChemical Corp of Dover，Ohio)是良好的熔體穩(wěn)定劑，而受阻胺穩(wěn)定劑(CHIMASSORB944和119，可購自Ciba Specialty Chemicalsof Terrytown，N.Y)是良好的熱與光穩(wěn)定劑。包括上述穩(wěn)定劑的一種或多種的混合料的包裝形式已有市售，例如可自Ciba SpecialtyChemicals購到的B900。
在本發(fā)明的另一方面，參看圖2，可透氣的阻擋層壓件21可以包括阻擋層膜22，膜22的兩側粘附有相對的彈性熔噴纖維層24a和24b。外部非織造層26a和26b再粘合到彈性熔噴纖維層24a和24b，例如可以采用點粘合的形式。這相對的層22a和22b以及相對的層26a和26b可以取相同或不同的材料。
參看圖3，其中概示了用來制造本發(fā)明的阻擋件層壓件的生產線。圖3中，薄膜105如上所述可以由鑄膜或吹膜單元之類的擠壓膜設備100形成。通常，設備100將包括一臺或多臺聚合物擠塑機102。未拉伸的膜105通過一對鉗口或冷卻輥104，而輥之一可以刻花以給新形成的膜105以凹凸的花紋。未拉伸膜的基重最好約50g/m2～約100g/m2。但內行的人士應知，此未拉伸膜的基重將基于其所需拉伸的膜的基重、拉伸比和其他因素。如上所述，可以在膜的擠壓中增添填料，以在拉伸時獲得可透氣的膜。
未拉伸的膜105從擠壓膜設備100引到膜拉伸單元106例如機器方向取向機，后者可以購自銷售部門，如Marshall and Williamscompany of Providence，Rhode Island。此設備106有許多預熱和拉伸輥，它們沿膜105經生產線的方向即膜105運行方向的機器方向拉伸和減薄未拉伸的膜105。此膜可以用一步或多步離散的拉伸作業(yè)拉伸。圖3中，加熱輥108a和108b可以起到預熱輥的作用。低速輥110也是加熱的，且按慢于快速輥12的圓周速度運行。這些相鄰輥的不同速度起到了拉伸膜105的作用。經拉伸后，可讓膜115稍稍回撤和/或由一個或多個加熱輥例如加熱的退火輥114再加熱或退火。在膜從膜拉伸單元106出來后，拉伸了膜115的基重最好最大為50g/m2而尤為最好約為15～約35g/m2。
拉伸的膜115接附到上述彈性無定形聚合物纖維織物以及一個或多個外非織造層22上，以形成膜/非織造織物層壓件125。再來參見圖3，傳統(tǒng)的非織造織物形成設備111例如熔噴機以及第二種常規(guī)的非織造織物成形設備110如紡粘機，可以用來形成彈性熔噴層121和覆蓋的外非織造層122。長的基本上連續(xù)的紡粘纖維112作為一種未粘合的織物116沉積到成形網114上，然后可以送過一對緊致和/或粘合輥118，以給織物增加充分的整體性用于進一步處理。紡粘纖維可以通空氣粘合或點粘合，例如用圖4所示的S形花紋。一旦膜115減薄到所需程度而彈性無定形聚合物纖維織物121和外層122已形成后，就可把這些層放到一起而用一對粘合輥或層壓輥116層壓。粘合輥116最好加熱，而其中至少一個輥可以帶花紋，以給成品層壓件125按預定的粘合表面區(qū)形成所需粘合花紋。層壓件126的粘合點最大表面積一般不超過總的表面積的約50％，最好為約5％～約30％。有許多的粘合花紋可供采用，例如圖5所示的嬰兒對像圖案。層壓件125一從粘合或層壓輥116出來，就可卷繞到卷取輥120上。
本發(fā)明的阻擋層層壓件可以用來制造和/或包括防護罩、感染控制產品、個人貼身制品、衣著和其他希望有阻擋液體性質和貼身性的制品。例如，這種阻擋層層壓件可以用作尿布或成人失禁衣著或外科睡衣的外罩。
試驗液位差織物的阻液性質的測度是用液位差試驗，此液位差試驗確定織物在液體從中通過前將支承的水高或水壓量(mbar)。具有較高液位差讀數的織物表明它比具有較低液位差的織物能更好地阻擋液體的滲透。液位差試驗依據聯邦試驗標準191A，方法5514。這里列出的液位差數據是用類似于上述聯邦試驗標準取得的，只是作了下述的修正。用購自Marlo Enterprise，Inc.Of Concord，N.C.的流體靜壓液位差試驗機測定了液位差。試樣置于標準的水壓下(不同于采用實際的水柱)，以恒定的速率加壓，直至織物的表面在三個不同的區(qū)域出現漏泄。(與夾具相鄰邊緣處的漏泄忽略不計)?？梢灾С凶∥粗С械目椢锢绫∧ひ苑涝嚇舆^早破裂。
熔體指數熔體指數是在給定的條件組下對聚合物粘度的測度。MI表示作物料從已知尺寸的毛細管在特定載荷或剪切速率下于測量的時間內流出的重量，根據ASTM試驗1238-906是以g/10分鐘于190℃和2160g的載荷下測量。
WVTR試樣材料的水汽透過率(WVTR)是根據ASTM標準E96-80計算出。從各試驗材料上按3英寸直徑切下環(huán)形試樣，對比試樣是一片CELGARDTM2500膜，購自Hoechst Celansese Corporation ofSommerville，New Jersey。CELGARDTM2500膜是微孔聚丙烯膜。對各種材料制備了三個試樣。試驗皿是N060-1蒸汽計盤，購自ThwingAlbert Instrument Company of Philadelphia，Pennsyluania。將100cc水注入各蒸汽計量，而將試驗材料和對比材料的各個試樣跨置于各個盤的敞開頂部。緊固上螺旋式凸緣以沿盤的邊緣形成密封，讓相關的試料或對比材料暴露于環(huán)境溫度下，同時是在6.5cm直徑圓周上具有約33.17cm2的暴露區(qū)域。這些盤置于強制通風爐，100°F(37℃)下約1小時至平衡。此爐是恒溫爐，有外部空氣循環(huán)通過它，以防止水蒸汽聚集其內。適用的強制通風爐例如是Blue M Power-0-Matic 60爐，可購自Blue M.Electric Company of Blue Island，Illinois。結果這種平衡后，從爐中取出盤，稱重并立即置回爐中。經24小時，再次從爐中取出這些盤并稱重。用下述式(I)計算此初步試驗的水汽透過率(I)試驗WVTR＝(24小時的重量損失，g)×315.5g/m2/24小時爐中的相對溫度未作特殊控制。
在100°F(37℃)和環(huán)境相對溫度的預定條件下，CELGARDTM2500對比試驗的WVTR已確定為5000g/m2/24小時。因此，可將此對比試樣用于各個試驗中，并用下述方程(II)將上述初步試驗值校準到設定條件(II)WVTR＝(試驗的WVTR/對比的WVTR)×5000g/m2/24小時剝離試驗在剝離或分層試驗中，試驗了能把層壓件各層拉開的拉力大小。用特定寬度的織物、特定的夾具的爪寬和恒定的拉伸率測定了剝離強度的值。對于具有膜側面的試樣，要用屏蔽帶或其他某種合適材料覆蓋該試樣的膜側面，以防膜在試驗中剝離。屏蔽帶只在層壓件的一側，因而不會影響試樣的剝離強度。此試驗采用兩個夾具，各夾具有兩個爪，各爪有一面與試樣接觸，在同一平面，通常是垂直地將試樣保持住，且在開始時分開2英寸。試樣的尺寸是寬4英寸，并有足夠的長度允許進行分層。爪面尺寸為1英寸高和至少4英寸寬，恒定的拉伸率為300mm/mim。試樣用手以充足的使其夾定就位的量分離，然后使夾具以特定的拉伸速率分離，把層壓件拉開。此試樣在兩層之間拉開分離180°，以克(g)為單位作為平均峰值載荷報告此剝離強度。這一載荷力的測量是在層壓件已拉開16mm時開始，繼續(xù)到已總體剝離了170mm。Sinteck2試驗機，1001 Sheldon Dr.，Cary，NC27513，Instron Model TM，可購自Instron Corporation，2500；Washington St.Conton，MA02021，或Thwing-Albert ModelINTELLECT II，可購自Thwing-Albert Instrument Co.，10960Dutton Rd.，Phila.，PA19154，都可用于這項試驗。所報導的結果是作為三個試樣的平均值，并可以由試樣依橫截方向(CD)或機器方向(MD)進行。
懸垂性懸垂硬挺度試驗利用織物在自重下懸臂彎曲的原理確定了織物的彎曲長度、此彎曲長度是織物重量與織物硬挺度之間相互作用的測度。將1英寸(2.54cm)×8英寸(20.3cm)的織物帶按4.75英寸/分(12cm/分鐘)的速度沿平行于其長向的方向滑行，使其前沿從水平面的邊緣突出。當試樣的前梢在其自重下下沉到將此織物前梢與試驗臺的邊緣連接的線同水平面構成41.5°角時，測量其懸垂的長度。懸垂硬挺度即作為作彎曲長度的0.5倍計算。對各織物應總共取5個試樣。試驗方法依據ASTM標準試驗D-1388，只是此織物的長度不同(較長)。所用的試驗設備是懸臂式彎曲試驗機，型號79-10，可購自Testing Machines Inc.400 Bayview Ave.，Amityville，NY11701。如在大多數試驗中，試驗前應將試樣調節(jié)到ASTM條件65±2百分相對濕度和72±2°F(22±1℃)；或是TAPPI條件50±2百分相對濕度和72±1.8°F。
例1用傳統(tǒng)的鑄模方法擠壓出膜，所用化合物(按重量百分比)具有下述組成47％Supercoat碳酸鈣(平均粒度1μ，可購自EnglishChina Clay of America，Sylacauga，AL)；53％AFFINITY-PL-1280樹脂(一種乙烯-1-辛烯共聚物，密度0.90g/cm3，MI5，可購自Dow Plastics，Freeport，TX)，混合有2000ppm的B900穩(wěn)定劑混合物(可購自Ciba-Geigy Corp.Terrytown，NY)拉伸的膜近似1.5mil厚。然后用機器方向定向器(MDO)，這種設備例如可以購自Marshall and Williams Company，將其拉伸成可透氣的。預熱拉伸輥為160°F，退火輥在室溫和在180°F，膜的進入速度為50(英尺/分)(fpm)，出口速度為200fpm，由此產生出4×10拉伸比(原始膜長的300％的伸長率)。此定向的膜然后在線上熱層壓成事先已在施加了熔噴層的縮頸式紡粘織物。粘合溫度控制器對砧輥(光滑鋼輥)設定到180°F，對于C星形花紋輥設定到250°F。所用的紡粘織物為17g/m2金屬絲網花紋粘合的聚丙烯均聚物，縮徑45％和鋪陳以17g/m2熔噴纖維織物則包括低密度的聚乙烯彈性料，后者在牌號ENGAGE(52800.02樹脂(30MI，0.870g/cm3密度))下可購自Dow。在粘合機輥隙中，此膜與砧輥接觸，熔噴織物在膜與紡粘織物之間，而紡粘織物與軋花輥接觸。最終的層壓件具有有吸引力的輪廓分明的花紋。剝離強度為384.5gMD和308.2CD，而WVTR為790g/m2/24小時。此層壓件還顯示出所需的彈性行為當于第一個延伸循環(huán)中沿CD延伸到150％，使其拉伸到130％的力為657g/3英寸寬，而于第二個循環(huán)中在130％延伸率下的回縮力是130g/3英寸寬。
例2制備了三層彈性阻擋液體的層壓件，它包括彈性膜層、纖維質彈性熔噴粘合層和CD可延伸非織造外層。此彈性膜12是1.0mil的無空隙膜型號MAX264.0，購自Consolidated Thermoplastics Companyof Chippewa Falls，Wisconsin。此彈性中間層為聚乙烯彈性料制成的30g/m2的熔噴織物，AFFINITY 58200.02。這種彈性樹脂的熔體指數(MI)為30，密度為0.87g/cm3。上述非織造的CD可延伸支承層包括36％縮徑拉伸的并列聚丙烯/聚乙烯雙組份紡粘織物，基重33.9g/m2這里的聚丙烯為ESCORENETMPD3445，購自Exxon ChemicalCompany of Houston Texas，牌號為Dow6831。這三層用EHP粘合花紋于135°F(57°F)溫度下，輥隙壓力約30psi(206.9kPa)，在速度小于3m/分鐘下熱點粘合。76.2MDX152.4mmCD寬的層壓件拉伸到304.8mm長。在釋去偏壓力后，此層壓件返回到109.5mm的最終長度。此層壓件的CD/MD剝離強度約2000g而懸垂度約2～4cm。
上面雖已相對具體實施形式描述了本發(fā)明，但內行人士應知，在不背離本發(fā)明的精神與范圍的前提下是可以對本發(fā)明作出種種變更、改進和其它變動的。應該認為所有這類變更、改進和其它變動而為后附權利要求書所涵蓋。
權利要求
1.一種膜層壓體，它包括可拉伸的聚合物阻擋層膜；可拉伸的熱塑性聚合物非織造織物外層；以及包括無定形聚合物纖維的彈性中間非織造織物，其中，上述非織造織物粘合到所述阻擋層膜和所述可拉伸的非織造織物外層兩者之上；且其中所述層壓件是彈性的。
2.如權利要求1所述的膜層壓件，其中，所述彈性纖維織物包括的彈性熔噴纖維織物的基重約8g/m2～100g/m2，且其中所述膜層壓件具有的剝離強度大于200g。
3.如權利要求2所述的膜層壓件，其中，所述可拉伸非織造織物外層包括縮徑的非織造織物。
4.如權利要求2所述的膜層壓件，其中，所述可拉伸非織造織物外層包括可反向縮徑的非織造織物。
5.如權利要求2所述的膜層壓件，其中，包括所述可拉伸聚合物阻擋層膜的聚合物是彈性聚合物且所述膜也是彈性的。
6.如權利要求2所述的膜層壓件，其中，所述可拉伸非織造物外層包括彈性非織造織物。
7.如權利要求4所述的膜層壓件，其中，所述彈性溶噴纖維織物的基重小于約34g/m2。
8.如權利要求1所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括的聚乙烯彈性料具有約0.86g/cm3～約0.89g/cm3的密度。
9.如權利要求2所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括密度約0.86g/cm3～0.89g/cm3的聚乙烯彈性體和密度大于0.90g/cm3的第二種聚乙烯兩者的混合物。
10.如權利要求8所述的膜層壓件，其中，所述可拉紳非織造外層包括縮徑的非織造織物，而所述可拉伸的聚合物阻擋層膜包括具有WVTR大于300g/m2/小時的彈性充填膜。
11.如權利要求1所述的膜層壓件，其中，所述阻擋層膜的WVTR大于800g/m2/24小時。
12.如權利要求11所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括聚烯烴纖維的織物。
13.如權利要求12所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括熔噴纖維織物。
14.如權利要求13所述的膜層壓件，其中，所述中間非織造織物具有小于約34g/m2的基重。
15.如權利要求13所述的膜層壓件，其中，所述阻擋層膜包括微孔膜。
16.如權利要求15所述的膜層壓件，其中，所述阻擋層膜包括聚烯烴聚合物，而所述可拉伸非織造織物外層包括聚烯烴聚合物，且其中所述膜層壓件具有大于500g的剝離強度。
17.如權利要求16所述的膜層壓件，其中，所述阻擋層膜包括聚乙烯聚合物和填料，且其中在所述填料鄰近有空隙。
18.如權利要求16所述的膜層壓件，其中，所述阻擋層膜包括聚丙烯聚合物和填料且其中在所述填料鄰近有空隙。
19.如權利要求16所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括的聚乙烯彈性料具有約0.86g/cm3～約0.89g/m2的密度。
20.如權利要求16所述的膜層壓件，其中，所述彈性中間非織造織物包括密度約0.86g/cm3～約0.89g/cm3的聚乙烯彈性料和密度大于0.90g/cm3的第二種聚乙烯兩者的混合物。
全文摘要
一種彈性的不透液層壓件,它具有可拉伸的阻擋層膜,其包括密度小于約0.89g/cm
文檔編號B32B27/12GK1270552SQ98809153
公開日2000年10月18日 申請日期1998年9月15日 優(yōu)先權日1997年9月15日
發(fā)明者F·P·阿布托, W·B·哈夫納, J·F·喬丹, A·L·麥科爾馬克, D·G·烏尼藤布勒克 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司