專利名稱：具有改進(jìn)的撕裂強度的非織造幅面料和薄膜層壓件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的強度的非織造幅面料和薄膜層壓件。更特別是，本發(fā)明涉及使用于一次性衣服和人身護(hù)理產(chǎn)品中的具有改進(jìn)的抗扯強度的層壓件，和制造這種層壓件的方法。
背景技術(shù)：
長期以來，工業(yè)上已經(jīng)認(rèn)識到將薄膜的阻擋性能和非織造織物的布狀屬性相結(jié)合帶來的好處可應(yīng)用于不同的醫(yī)療、人身護(hù)理和商業(yè)用途。而且，這種幅面料/薄膜層壓件還可呈現(xiàn)出某種程度的彈性，當(dāng)結(jié)合拉伸的填充微孔薄膜時，還呈現(xiàn)可透氣性。因此，人們已經(jīng)利用薄膜和非織造幅面料材料來制造層壓件。薄膜層壓已經(jīng)用來形成既可透氣又在外觀和質(zhì)地上有點象布的材料。這種層壓件的應(yīng)用包括人身護(hù)理產(chǎn)品例如尿布、訓(xùn)練褲、失禁衣服和女性衛(wèi)生用品的外覆面。在這方面，可參考共同轉(zhuǎn)讓的1989年4月4日授權(quán)的美國專利4818600和1988年2月16日授權(quán)的美國專利4725473。另外，這種材料特別適合用于保護(hù)外衣，例如工作服、手術(shù)衣和手術(shù)單。這方面參見共轉(zhuǎn)讓的1983年4月5日授權(quán)的美國專利4379102。
在這種層壓件中薄膜的主要作用是提供阻擋性能。還需要這種可透氣的層壓件，因此它們具有傳遞濕蒸汽的能力。通過降低衣服下面濕蒸汽濃度和由此產(chǎn)生的皮膚水合作用，由這種可透氣或微孔薄膜的層壓件制成的衣服穿起來更舒適。
盡管表現(xiàn)出許多正面屬性，當(dāng)不適當(dāng)?shù)厥褂脮r，或暴露在特殊的產(chǎn)生應(yīng)力條件下，層壓件有時會撕裂。在希望制造具有改進(jìn)的阻擋性能、改進(jìn)的強度并具有彈性且成本低的非織造層壓件時，層壓件的進(jìn)展在于幅面料纖維尺寸降低，且聚合物分子量分布變窄(因為它影響聚合物的機械性能)。例如，建議使用具有高的熔體流率和窄的分子量分布的聚丙烯聚合物，以制造非織造幅面料的纖維和具有較強的阻擋性能、抗張強度和柔軟性的織物。例如，授予Morini等人的美國專利5529850描述了在伴有催化劑成分，例如活性鹵化鎂和鈦化合物和烷基堿金屬化合物的聚合反應(yīng)中，利用特定的二酯或聚酯作為內(nèi)或外給電子體，這樣來制備具有窄分子量分布的結(jié)晶聚丙烯聚合物。授予Stahl等人的美國專利5726103和5763080描述了結(jié)合低熔化聚丙烯聚合物的纖維和織物，以獲得較強和相對不可透過流體的織物。特別是在Stahl的專利中，描述了由茂金屬催化劑系統(tǒng)形成的聚丙烯均聚物和共聚物。與非茂金屬催化聚丙烯聚合物相比，這種聚丙烯聚合物呈現(xiàn)通常低的熔融性。Stahl指出該低熔融性在制造纖維和織物時有用，這要根據(jù)低熔融性或兩種織物間的熔點差來實現(xiàn)粘合。這種纖維包括繩絨織物或毛絨束、芯和外鞘。Stahl指出織物例如紡粘和熔噴非織造物當(dāng)結(jié)合成紡粘/熔噴/紡粘(SMS)織物時，表現(xiàn)出在低溫下粘合，特別是，允許將高熔化纖維制成熔噴物，而低熔化纖維制成紡粘物。在Stahl專利的預(yù)期的例子中，Stahl指出在紡粘層中利用茂金屬催化聚丙烯的織物樣品的總強度與對比樣(該對比樣是不粘合SM織物)一樣高。在利用一個茂金屬催化均聚物聚丙烯“S”層和一個商業(yè)上1100mfr的聚丙烯“M”層的又一個預(yù)期的例子中，與對比樣相比，預(yù)期織物具有改進(jìn)的阻擋性和過濾性，同時不損失層壓織物強度。這些專利中的每個都沒有提供薄膜/非織造物層壓件中比預(yù)期好的撕裂強度。
授予Stahl等人的美國專利5723217描述了聚烯烴纖維和其織物。該Stahl專利討論了由適用于反應(yīng)堆級的全同立構(gòu)的聚阿爾法烯烴制成，其中聚丙烯由單點催化劑制造。Stahl聲稱產(chǎn)生的聚丙烯纖維拉到細(xì)直徑時通常比傳統(tǒng)的聚合物強或具有較高的韌性。Stahl還聲稱包含纖維的熔噴或紡粘織物獲得額外的強度，但它沒有提到任何制造具有改進(jìn)的撕裂強度的可透氣薄膜層壓件的方法。
授予Gessner等人的美國專利5612123描述了分布增強的聚烯烴產(chǎn)品。特別是，該專利討論了利用聚烯烴樹脂可改進(jìn)熔體紡絲生產(chǎn)率，該聚烯烴樹脂具有在預(yù)定范圍內(nèi)的關(guān)鍵的分子量分布和流變性質(zhì)參數(shù)。由該方法制造的這種聚烯烴細(xì)絲和單層紡粘織物呈現(xiàn)出較高的韌性和撕裂性值。該專利也沒有提到增加可透氣薄膜層壓件的撕裂性的方法。
授予Timmons等人的美國專利5464688描述了具有改進(jìn)的阻擋性的非織造幅面料層壓件。這種幅面料由商業(yè)上可接受的聚合物形成，該聚合物在SMS的熔噴層中具有減小的分子量分布。
盡管以前在層壓件中已經(jīng)使用了茂金屬催化聚丙烯，特別是作為拉伸粘合層壓件和縮徑粘合層壓件，這些層壓件的結(jié)構(gòu)部件、物理屬性和粘合處理與可透氣薄膜層壓件顯著不同。而且，縮徑粘合(NBL)和拉伸粘合層壓件(SBL)以及單紡粘層的撕裂量度試驗例如抓樣張力/峰值能量表示，在這些層壓件中，與茂金屬催化紡粘物相比，齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑催化聚丙烯紡粘物的峰值能量較高。因此，人們不期望具有窄分子量分布的紡粘物顯著增加可透氣薄膜/非織造幅面料層壓件中的撕裂強度。
因此，盡管在非織造層壓件區(qū)域得到改進(jìn)，仍需要一種可透氣薄膜/非織造幅面料層壓件，它不需要顯著的附加成本即可增加撕裂強度。而且，需要一種制造這種層壓件復(fù)合物的方法，該方法在線高速進(jìn)行，需要較短的生產(chǎn)時間間隔。最好，需要人身護(hù)理產(chǎn)品和其它衣服，它在其復(fù)合結(jié)構(gòu)中利用這種層壓件。因此提供一種本發(fā)明涉及的這種復(fù)合物和方法。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個目的是提供一種呈現(xiàn)顯著的撕裂強度屬性的非織造幅面料/薄膜層壓件材料。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種體現(xiàn)上述特點并采用較便宜的材料以增加強度特性的非織造幅面料/薄膜層壓件。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種制備使在最終的層壓件內(nèi)撕裂強度增加的非織造幅面料/薄膜層壓件的在線方法。
一個特定的目的在于提供一種具有許多前述屬性并可有利地用于人身護(hù)理產(chǎn)品中的材料。
本發(fā)明涉及一種包括至少一層具有窄分子量分布的非織造幅面料和一薄膜的薄膜/非織造幅面料層壓件。
在本發(fā)明的一個實施例中，薄膜是包括彈性樹脂和薄膜填料的拉伸微孔薄膜。
本發(fā)明還涉及一種制造層壓件的方法，該層壓件包括至少一個具有窄分子量分布的非織造幅面料層和一薄膜，該方法的步驟包括形成茂金屬催化聚丙烯的非織造幅面料，和在非織造幅面料層成形的1-30秒內(nèi)，將薄膜層粘合到新形成的非織造幅面料層上。
附圖的摘要描述
圖1是具有本發(fā)明的特點的材料的橫截面圖；圖2是表示本發(fā)明的材料的一種制備方式的示意側(cè)立視圖；和圖3是可利用本發(fā)明的層壓件的典型的人身護(hù)理制品，在當(dāng)前情況下是尿布，的頂視圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述這里使用的術(shù)語“聚合物”通常包括但不局限于，均聚物，共聚物，例如，嵌段、接枝、無規(guī)和交替共聚物，三元共聚物等，及其混合物和改性物。而且，除非特別限制，術(shù)語“聚合物”應(yīng)包括所有可能的分子幾何結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括，但不局限于全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和隨機對稱結(jié)構(gòu)。
這里所使用的術(shù)語“紡粘纖維”指小直徑纖維，這種小直徑纖維通過使熔融熱塑材料經(jīng)過噴絲頭的許多細(xì)的通常圓形毛細(xì)管擠壓成絲，然后擠壓絲的直徑快速減小而成形，例如參見專利權(quán)人為Appel等人的美國專利4340563，Dorschner等人的美國專利3692618，Mat suki等人的美國專利3802817，Kinney的美國專利3338992和3341394，Hartman的美國專利3502763，和Dobo等人的美國專利3542615。當(dāng)將紡粘纖維沉積在凝聚表面上時，通常它不粘。紡粘纖維通常是連續(xù)的，并且具有大于7微米的平均直徑(來自至少10個樣品)，特別是在約10和20微米之間。
如這里所使用的術(shù)語“熔噴纖維”指這樣形成的纖維，即通過將熔化了的熱塑材料經(jīng)過若干細(xì)的、通常圓形的、模具毛細(xì)管擠壓，從而形成匯聚到高速、通常熱的氣體(例如，空氣)流中熔化了的細(xì)線或細(xì)絲，該氣流使熔化了的熱塑材料的細(xì)絲變細(xì)以減少它們的直徑，它可以減至微纖維直徑。此后，熔噴纖維由高速氣流攜帶，并且沉積在凝聚面上，以形成隨機散布的熔噴纖維的幅面料。例如在授予Butin等人的3849241號美國專利中公開了這種方法。熔噴纖維是連續(xù)或間斷的微纖維，通常平均直徑小于10微米，而且當(dāng)沉積在凝聚面上時通常不粘。
這里所使用的術(shù)語“多層層壓件”指一種層壓件，其中一些層是紡粘，一些層是熔噴，例如紡粘/熔噴/紡粘(SMS)層壓件和其它，這在授予Brock等人的4041203號美國專利，Collier等人的5169706號美國專利，Potts等人的5145727號美國專利，Perkins等人的5178931號美國專利和Timmons等人的5188885號美國專利中公開。通過在移動成形帶上順序地首先沉積紡粘織物層，然后熔噴織物層，最后另一個紡粘層，然后以下面描述的方式粘合層壓件，這樣來制造這種層壓件。這種織物通常具有從約0.1至12osy(3.4至400gsm)，或者特別是從約0.75至3osy的基重。多層層壓件還可具有許多不同結(jié)構(gòu)的不同數(shù)量的熔噴層或多紡粘層，并且可包括另外的材料如薄膜(F)或共成形材料，例如SMMS、SM、SFS等。
這里所使用的術(shù)語“人身護(hù)理產(chǎn)品”指尿布、訓(xùn)練褲、吸收內(nèi)衣、成人失禁用品和婦女衛(wèi)生用品。
這里所使用的術(shù)語“熱點粘合”包括在加熱的砑光輥和砧輥之間傳送被粘合的纖維的織物或幅面料。砑光輥通常，雖然不總是，以某種方式做出花紋，因此整個織物不會在其整個表面上粘合，并且砧輥通常是平的。結(jié)果，出于功能和美學(xué)原因，發(fā)展出砑光輥的不同花紋。花紋的一個實例具有點，并且是具有約200粘合點/平方英寸的約30％粘合區(qū)的Hansen Pennings或“H&P”花紋，這如授予Hansen和Pennings的3855046號美國專利中所教導(dǎo)。H&P花紋有方形點或針粘合區(qū)，其中每個針具有0.038英寸(0.965mm)的側(cè)尺寸，0.070英寸(1.778mm)的針間隔，和0.023英寸(0.584mm)的粘合深度。生成的花紋具有約29.5％的粘合區(qū)。另一種典型的點粘合花紋是擴展的HansenPennings或“EHP”粘合花紋，該花紋產(chǎn)生15％的粘合區(qū)，該粘合區(qū)具有方形針，每個針具有0.037英寸(0.94mm)的側(cè)尺寸，0.097英寸(2.464mm)的針間隔，和0.039英寸(0.991mm)的粘合深度。名為“714”的另一種典型的點粘合花紋具有方形針粘合區(qū)，其中每個針具有0.023英寸的側(cè)尺寸，0.062英寸(1.575mm)的針間隔，和0.033英寸(0.838mm)的粘合深度。最終的花紋具有約15％的粘合區(qū)。還有一種常用的花紋是C-星花紋，該花紋具有16.9％的粘合區(qū)。C-星花紋具有一個橫向條或由流星中斷的“燈芯絨”設(shè)計。另一種常用花紋包括具有約16％的粘合區(qū)的重復(fù)和稍微偏斜菱形的菱形花紋，和具有約19％粘合區(qū)的看起來如名字所表達(dá)的例如窗格的絲織花紋。典型地，粘合區(qū)的百分比從織物層壓幅面料的面積的約10％至約30％變化。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，點粘合將層壓件各層保持在一起，同時通過粘合每層內(nèi)的絲和/或纖維來使各獨立層形成整體。
這里所使用的術(shù)語“超聲波粘合”指例如通過在如授予B0rnslaeger的4374888號美國專利所描述的發(fā)聲喇叭件和砧輥之間傳遞織物所執(zhí)行的工序。
這里所使用的術(shù)語“復(fù)合彈性材料”指一種彈性材料，該材料可以是一種多成分材料或其中一層是有彈性的多層材料。這些材料可以是，例如，“拉伸粘合”層壓件(SBL)和“徑縮粘合”層壓件(NBL)。傳統(tǒng)上，“拉伸粘合”指當(dāng)彈性件拉伸到比其放松長度長至少約25％時粘到另一部件上的彈性件?！袄煺澈蠈訅杭敝敢环N復(fù)合材料，該材料具有至少兩層，其中一層是可聚攏層，另一層是彈性層。當(dāng)彈性層在拉伸狀態(tài)下時，兩層連接在一起，這樣在松開各層時，可聚攏層聚攏。這種多層復(fù)合彈性材料可以拉伸到這種程度，即在粘合位置之間聚攏的非彈性材料允許彈性材料變長。例如，授予Vander Wielen等人的4720415號美國專利公開了一種類型的拉伸粘合層壓件，其中使用由多紗架擠壓機生產(chǎn)的相同聚合物的多個層。在授予kieffer等人的4789699號美國專利，Taylor的4781966號美國專利和Morman的4657802和4652487號及Morman等人的4655760號美國專利中公開了另一些復(fù)合彈性材料。
傳統(tǒng)上，“徑縮粘合”指當(dāng)非彈性材料在減少其寬度或徑縮條件下拉伸時粘到非彈性件上的彈性件?！皬娇s粘合層壓件”指具有至少兩層的復(fù)合材料，其中一層是徑縮的非彈性層而另一層是彈性層。當(dāng)非彈性層處于拉伸狀態(tài)時，兩層連接在一起。徑縮粘合層壓件的實例是例如在Morman的5226992，4981747，4965122和5336545號美國專利中所描述的那些。
這里所使用的術(shù)語“壓實輥”指幅面料上和下的一組輥，以便將幅面料壓實，作為處理剛產(chǎn)生的微纖維的途徑，特別是紡粘幅面料，以便獲得足夠的整體性，從而便于進(jìn)一步處理，但非較強粘合的二次粘合工序例如透氣粘合、熱粘合和超聲波粘合。壓實輥稍微擠壓幅面料，以便增加其自粘附度，并因此增加整體性。作為對使用壓實輥的替代，可使用壓力對準(zhǔn)目標(biāo)的氣流(熱氣刀)來壓實新形成的幅面料。這里所使用的術(shù)語“熱氣刀”或HAK指預(yù)先或首先粘合剛形成的微纖維特別是紡粘幅面料的一個工序，以便使其獲得充分的整體性，即，增加幅面料的硬挺度，從而便于進(jìn)一步處理，但不指較強粘合的二次粘合工序，例如空氣粘合、熱粘合和超聲波粘合。熱氣刀是一種裝置，該裝置將具有非常高的流率，通常從約1000至約10000英寸/分鐘(fpm)(305至3050米/分鐘)，或更特別是，從約3000至約5000英寸/分鐘(fpm)(915至1525米/分鐘)的熱空氣流，在非織造幅面料成形后，立即聚集在該非織造幅面料上。氣溫通常在幅面料中所使用的至少一種聚合物的熔點范圍內(nèi)，對紡粘中通常使用的熱塑聚合物而言，通常在約200和550(93和290℃)之間。氣溫、速度、壓力、體積和其它因素的控制有助于在增加幅面料整體性的同時避免其損壞。通過寬度為約1/8至1英寸(3至25mm)特別是約3/8英寸(9.4mm)的至少一個狹槽，安排和引導(dǎo)HAK的聚焦的空氣流，該狹槽用作加熱空氣向著幅面料的出口，同時狹槽在幅面料的基本整個寬度上沿基本橫截機器方向伸展。在另一些實施例中，可能有若干相互靠近布置或由微隙分隔開的狹槽。至少一個狹槽是通常，盡管不是必須，連續(xù)的，并且可能由例如封閉隔開的孔構(gòu)成。HAK具有一個壓力通風(fēng)系統(tǒng)，以便在加熱空氣離開狹槽前分配和容納該加熱空氣。HAK的壓力通風(fēng)系統(tǒng)的壓力通常在約1.0至12.0英寸的水柱高(2至22mmHg)之間，并且HAK在成形線上位于約0.25至10英寸并且最好在0.75至3.0英寸(19至76mm)之間。在特定實施例中，橫向流的HAK壓力通風(fēng)系統(tǒng)的橫截面積(即機器方向上壓力通風(fēng)系統(tǒng)的橫截面積)是整個狹槽的出口面積的至少兩倍。因為其上形成紡粘聚合物的有小孔網(wǎng)通常以高速率移動，幅面料的任何特定部分暴露到從熱氣刀排出的空氣中的時間小于十分之一秒，通常約百分之一秒，這與穿透空氣粘合工序相比較，后者具有更大的滯留時間。HAK工序具有大范圍的可變性和許多因素例如氣溫、速度、壓力、體積、狹槽或孔布置和尺寸，以及從HAK壓力通風(fēng)系統(tǒng)到幅面料的距離的可控制性。HAK在5707468號和一般轉(zhuǎn)讓的美國專利中作了進(jìn)一步描述。
這里所使用的術(shù)語“非織造織物或幅面料”是指互成層的單根纖維或線結(jié)構(gòu)的幅面料，但沒有采用與針織物相同的方式。非織造織物或幅面料由許多方法例如熔噴法、紡粘法和粘合粗梳理幅面料法形成。非織造織物的基重通常以每平方碼材料的盎司數(shù)(osy)或克/平方米(gsm)來表示，纖維的直徑通常以微米表示。(注意從osy轉(zhuǎn)換成gsm，需用33.91乘osy)。
這里所使用的術(shù)語“微纖維”指平均直徑不大于約75微米的小直徑纖維，例如具有從約0.5微米至約50微米的纖維，或更特別地，微纖維通常具有約2微米至約40微米的平均直徑。另一種經(jīng)常使用的纖維直徑的表示是旦尼爾，旦尼爾定義成每9000米纖維的克數(shù)，并且可用纖維直徑的微米數(shù)的平方乘以密度的克/cc數(shù)再乘以0.00707計算。較低的旦尼爾指較細(xì)的纖維，而較高的旦尼爾指較粗或較重的纖維。例如，給定為15微米的聚丙烯纖維的直徑，通過將其平方，結(jié)果乘以0.89g/cc并且乘以0.00707，可轉(zhuǎn)換成旦尼爾。這樣，15微米聚丙烯纖維就具有約1.42旦尼爾(152×0.89×0.00707＝1.415)。在美國以外，測量單位通常用“特”，特定義成克/公里纖維。特可用旦尼爾除以9計算。
這里所使用的術(shù)語“機器方向”或MD方向指織物生產(chǎn)方向中的織物的方向。術(shù)語“垂直機器方向”或CD方向指與織物相對的方向，即，通常垂直于MD的方向。
出于本申請的目的，術(shù)語“傳統(tǒng)的”應(yīng)指齊格勒納塔催化劑催化了的聚烯烴均聚物和共聚物。為了對齊格勒納塔催化劑催化反應(yīng)進(jìn)一步討論，可參見John Wiley&Sons公司于1987年出版的“聚合物科學(xué)和工程百科全書”第8卷第162頁。
參考圖1，本發(fā)明的非織造幅面料/薄膜層壓件10可由這樣的聚合物制造，該聚合物能形成薄膜15，然后粘合到非織造幅面料20上。薄膜可以是新成形或預(yù)成形薄膜。非織造幅面料最好是新成形。
這種薄膜成形聚合物包括但不僅限于可擠壓的熱塑聚合物例如聚烯烴或聚烯烴的混合物。更特別是，可用的聚烯烴包括聚丙烯和聚乙烯。其它可用的聚合物包括授予Sheth的4777073號美國專利，該專利轉(zhuǎn)讓給?？松瘜W(xué)專利公司，例如聚丙烯和低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯的共聚物?？捎迷诒景l(fā)明中的其它聚合物包括柔性聚烯烴。這里所使用的術(shù)語“柔性聚烯烴”指這樣的聚烯烴材料，它包含帶有無規(guī)聚丙烯單元的受控區(qū)的丙烯基聚合物，以獲得所需結(jié)晶度，例如在共同轉(zhuǎn)讓的Hetzler和Jacobs的標(biāo)題為“具有柔性聚烯烴的定向聚合微孔薄膜和其制造方法”的5910136號美國專利中所描述；其公開內(nèi)容在此全部提出作為參考。這種柔性聚烯烴的另一描述可在授予Sustic的并且轉(zhuǎn)讓給Rexene公司的5723546號美國專利中找到。
本發(fā)明的薄膜成形所需的其它可用聚合物包括彈性體熱塑聚合物。這種聚合物包括由嵌段共聚物例如聚氨酯、共聚醚酯、聚酰胺、聚醚嵌段共聚物、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、具有通常公式A-B-A′或A-B的嵌段共聚物如共聚(苯乙烯/乙烯-丁烯)、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯、聚(苯乙烯/乙烯-丁烯-/苯乙烯)和類似物。具體講，彈性體熱塑聚合物包括聚脂彈性體材料例如，舉個例子，購自E.I.du Pont de Nemours and Company的商標(biāo)為HYTREL的那些材料；聚脂嵌段酰胺共聚物例如，例如，從新澤西州Glen Rock的ELF AtochemInc的商標(biāo)為PEBAX可得到的各級材料；和聚氨酯彈性體材料，例如，購自B.F.Goodrich&Co.的ESTANE或Morton Thiokol Corporation的商標(biāo)為MORTHANE的那些材料。
彈性體聚合物在過去已經(jīng)用于許多用途，但由于它們的固有特性受到某些限制。這些材料最近被結(jié)合到聚合物的新類中，該聚合物在結(jié)合到薄膜上時呈現(xiàn)出高阻擋性、透氣性和彈性特性。聚合物的新類指單點催化的聚合物例如按照茂金屬工序產(chǎn)生的“茂金屬”聚合物。
這種茂金屬聚合物是可從德克薩斯州Baytown的?？松瘜W(xué)公司獲得的商標(biāo)名為EXXPOL的聚丙烯基聚合物和EXACT的聚乙烯基聚合物。密歇根州Midland的Dow Chemical Company商業(yè)上以商標(biāo)名為ENGAGE購得的聚合物。更特別的是，茂金屬薄膜成形聚合物可從乙烯和1-丁烯的共聚物、乙烯和1-己烯的共聚物、乙烯和1-辛烯的共聚物和它們的結(jié)合中選擇。
層壓薄膜層15可以是多層薄膜，該多層薄膜可包括一個芯層16，或“B”層，和在芯層的任一側(cè)上的一個或多個表層17，或“A”層。上述任何聚合物適合用作多層薄膜的芯層。
表層典型地包括給薄膜15提供特定性能的可擠出的熱塑聚合物和/或添加劑。這樣，表層可由聚合物制成，該聚合物提供這種特性諸如抗菌活性、水蒸氣透過、粘合和/或防結(jié)塊特性。為所需的特定特性這樣選擇聚合物?？蓡为毷褂没蚪Y(jié)合使用的可能的聚合物的實例包括均聚物、共聚物和聚烯烴混合物，也包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、聚酯(PET)、尼龍(PA)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)和烯屬熱塑彈性體，該彈性體是多步反應(yīng)器產(chǎn)品，其中非晶乙烯丙烯隨機共聚物是以分子形式分散在主要的半晶質(zhì)高聚丙烯單體/低乙烯單體連續(xù)母體。
“A”層的合適聚合物是商業(yè)上以商標(biāo)名為“Catalloy”購自特拉華州Wilmington的Himont Chemical Company，和聚丙烯。具體的商業(yè)例子是Catalloy、KS357P、KS-084P和KS-057P。其它合適的聚合物包括特性上是半晶/非晶或異相位的。這種聚合物在歐洲專利申請EP0444671 A3(以申請?zhí)?1103014.6為基礎(chǔ))、歐洲專利申請EP 0472946A2(以申請?zhí)?1112955.9為基礎(chǔ))、歐洲專利申請EP 0400333 A2(以申請?zhí)?0108051.5為基礎(chǔ))、美國專利號5302454和美國專利號5368927中公開。對具有芯層和表層的薄膜的更詳細(xì)的描述見轉(zhuǎn)讓給共同受讓人的McCormack等人的PCT WO 96/19346，其公開內(nèi)容在此全部結(jié)合作為參考。
薄膜可以由可透氣材料或不可透氣材料制成。在薄膜成形過程中，通過向薄膜中添加微孔產(chǎn)生填料，部分薄膜制成可透氣的。
如這里所使用的，“微孔產(chǎn)生填料”意味著包括微粒和其它形式的材料，它們能夠添加到聚合物中，而且不會化學(xué)干擾或不利地影響由該聚合物制成的擠出薄膜，但能夠均勻地散布在該薄膜中。通常，微孔產(chǎn)生填料成微粒形式，并且常具有平均微粒尺寸在約0.5至約8微米的范圍內(nèi)的某種球形。薄膜將通常包含占薄膜層的總重量的至少約30％的微孔產(chǎn)生填料。只要無機和有機的微孔產(chǎn)生填料不影響薄膜成形過程、生成薄膜的透氣性或其與纖維聚烯烴非織造幅面料粘合的能力，則它們打算包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
微孔產(chǎn)生填料的例子包括碳酸鈣(CaCO3)，不同種類的粘土、硅石(SiO2)、氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈉、滑石、硫酸鎂、二氧化鈦、沸石、硫酸鋁、纖維素粉、硅藻土、硫酸鎂、碳酸鎂、碳酸鋇、高嶺土、云母、碳、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、漿粉、木粉、纖維素衍生物、聚合物微粒、殼質(zhì)和殼質(zhì)衍生物。微孔產(chǎn)生填料微?？捎羞x擇地涂有脂肪酸，例如硬脂酸，或較大鏈的的脂肪酸，例如廿二碳烷酸，它可便于微粒(大量地)自由流動且很容易地散布到聚合物母體內(nèi)。還可以提供有效量的含硅石填料，以提供防粘連性能。
一旦填有微粒的薄膜形成后，然后拉伸或擠壓其以形成穿過薄膜的的通道。通常，為了獲得本發(fā)明的“可透氣”性，生成的層壓件應(yīng)具有至少約250克/平方米/24天的水蒸氣透過速率(WVTR)，這可由下述試驗方法測得。而且，薄膜可開孔。在形成薄膜時，薄膜可共擠壓以增加粘合并減少模唇的隆起。
形成薄膜的方法通常是公知的。薄膜15可通過鑄塑或吹塑薄膜設(shè)備制成，如果需要可共擠壓和壓花。另外，薄膜15可通過使薄膜經(jīng)過薄膜拉伸單元來對其拉伸或定向。拉伸降低了薄膜的厚度或密度，從1.5-2.0密耳的初始厚度降至0.5密耳或更小的有效終厚度。通常，該拉伸可在CD或MD或這兩個方向上進(jìn)行。
如圖1所示，在包含本發(fā)明的薄膜的層壓件10中的非織造幅面料20可由許多方法形成，該方法包括但不限于紡粘法和熔噴法。這種非織造幅面料例如可以是徑縮的聚丙烯紡粘物，起皺褶的聚丙烯紡粘物，由彈性體樹脂制成的彈性材料的紡粘物或熔噴織物。如這里所使用的，術(shù)語“徑縮”指通過例如拉絲法或起褶法至少在一個維度上收縮。
形成非織造幅面料20的特別適合的纖維包括窄的分子量分布的聚合幅面料，例如茂金屬催化聚丙烯紡粘物，特別是購自Baytown Texas的埃克森化學(xué)公司的名稱為3854的無彈性茂金屬催化聚丙烯紡粘物。單點/茂金屬催化聚丙烯由埃克森公司以商標(biāo)名為Achieve銷售。在本發(fā)明的實踐中，單一的非織造幅面料層可層壓到薄膜層上。這樣的一個例子是紡粘物(S)/薄膜(F)層壓件。作為替換，本發(fā)明的層壓件中還可采用若干非織造幅面料層。這種材料的例子包括例如SFS多層層壓復(fù)合物。
在本發(fā)明的方法中，如圖2所示，填充薄膜15從進(jìn)給輥21導(dǎo)引到薄膜拉伸單元30例如機器方向取向器(MDO)，該取向器市場上購自例如Providence，Rhode Island的廠商Marshall and Williams公司。該設(shè)備具有多個拉伸輥32，該拉伸輥以相對于在其之前布置的一對輥漸加快的速度移動。這些輥施加一定量的應(yīng)力，從而在作為圖2所示的方法中填充薄膜運行方向的薄膜機器方向上，逐漸地將填充薄膜拉伸至一個拉伸長度。拉伸輥可加熱以便更好的操作。另外，該單元還可包括相對于拉伸輥的輥(未表示)上游和/或下游，它們可用來在拉伸前預(yù)加熱薄膜和/或在拉伸后使之退火(或冷卻)。
在拉伸過的長度，在薄膜內(nèi)形成有若干微孔。然后引導(dǎo)薄膜離開設(shè)備，因此應(yīng)力消除，以允許拉伸過的薄膜放松。在允許拉伸過的薄膜放松后，保持永久的延長。
作為替換，代替由供給輥預(yù)成形和供給，薄膜本身可在線成形。該方法在聯(lián)系快件郵寄號為EL154777056US，轉(zhuǎn)讓給同一受讓人，1998年9月22日申請，名為“制造未老化薄膜和未老化非織造幅面料的層壓件的方法以及由其制造的產(chǎn)品”的美國臨時專利申請中描述，該申請的全部內(nèi)容在此提出作為參考。
纖維非織造幅面料層在傳統(tǒng)的纖維非織造幅面料成形設(shè)備上同時成形。如圖2所示，一對紡粘機35用來形成非織造幅面料層。作為替換，可使用單紗架紡粘機。長的基本上連續(xù)的纖維沉積在作為不粘合幅面料19的成形網(wǎng)上，然后，該不粘合幅面料送到穿過一對粘合輥36，37，以便將纖維粘合到一起，并增加生成的幅面料支承層20的撕裂強度。一個或多個輥常加熱以幫助粘合。通常，其中一個輥也作出花紋，以便給幅面料施加具有規(guī)定的粘合表面積的離散的粘合花紋。可使用的一種粘合花紋的一個例子是網(wǎng)織花紋。其它輥通常是光滑砧輥，但該輥如果需要也可作出花紋。在粘合前的方法期間，紡粘幅面料可利用一組壓實輥(未表示)或一個熱氣刀(未表示)施壓。
一旦填充薄膜已經(jīng)充分地拉伸且已經(jīng)形成非織造幅面料層，利用一對層壓輥38，39(熱點粘合)或其它粘合裝置將兩層粘到一起并相互層壓，以形成一個可透氣拉伸變薄的薄膜層壓件(BSTL)。與粘合輥一樣，可加熱層壓輥。而且，至少其中一個輥可作出花紋，以形成生成的層壓件的具有規(guī)定的粘合表面積的離散的粘合花紋。通常，在層壓件的一側(cè)上，表面的給定區(qū)域的最大粘合點表面積不超過總表面積的約50％。有許多可使用的離散的粘合花紋，其一個例子是C星或嬰兒物品花紋，它通常具有15％至30％之間的粘合點表面積。形成紡粘幅面料和幅面料與薄膜的層壓件的時間在約1和30秒鐘之間。參見例如授予Brock等人的美國專利4041203，其全文在此提出作為參考。一旦層壓件在層壓輥出現(xiàn)，它可卷繞成一個卷，以供隨后的處理。作為替換，層壓件可連續(xù)在線，以便進(jìn)一步處理或加工。
圖2所示的方法還可用來產(chǎn)生一個三層幅面料/薄膜層壓件。對前述方法的唯一修改是將一批第二纖維非織造幅面料層供送到填充薄膜的一側(cè)上的層壓輥中，該第二纖維非織造幅面料層與另一纖維非織造幅面料層相對。一個或兩個非織造幅面料層可直接在線成形為非織造幅面料層20。在任一種情況下，當(dāng)?shù)诙佉耘c第一非織造幅面料層相同的方式層壓到填充薄膜上時，該第二輥供送到層壓輥內(nèi)。該三層層壓件在醫(yī)療和工業(yè)保護(hù)衣服/外工裝應(yīng)用方面特別有用。
如前所述，薄膜/非織造幅面料層壓件可用于廣泛地應(yīng)用中，而不僅僅是包括人身護(hù)理吸收制品例如尿布、訓(xùn)練褲、失禁裝置和女性衛(wèi)生產(chǎn)品例如衛(wèi)生巾。一種典型的制品，在本發(fā)明中為尿布50，表示在附圖3中。參見圖3，大多數(shù)這種人身護(hù)理吸收制品包括可透液頂片或襯里52，底片或外覆面層54和布置和容納在頂片和底片之間的吸收芯56。制品例如尿布還可以包括一些類型的緊固裝置，例如粘合緊固條58或機械鉤和環(huán)式緊固件，以便在穿用者的衣服上保持就位。緊固系統(tǒng)可包含拉伸材料以形成拉伸耳，從而獲得更大的舒適性。
薄膜/非織造幅面料可用來形成制品50的不同部分，它包括但不限于頂片52和底片54。當(dāng)薄膜/非織造幅面料層壓件用作外覆面層時，它通常有利地將非織造側(cè)面向離開使用者。另外，在該實施例中，它有可能將層壓件的非織造部分用作環(huán)和環(huán)結(jié)合的環(huán)部分。
本發(fā)明的填充薄膜和可透氣薄膜/非織造幅面料層壓件的其它用途包括但不限于保護(hù)工裝例如手術(shù)單和手術(shù)衣、工作服、試驗室外衣和其它衣服制品。
下面將詳細(xì)描述，本發(fā)明的一個驚奇的和不希望的改進(jìn)在于制成的非織造幅面料/薄膜層壓件的撕裂強度增加，該撕裂強度通過許多試驗規(guī)程測得。這些撕裂強度的改進(jìn)轉(zhuǎn)移到利用該層壓件作為結(jié)構(gòu)部件的制造的制品，例如人身護(hù)理制品和保護(hù)工裝。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于利用快速的在線方法而不用較貴的材料增進(jìn)其撕裂強度。
通過下面的例子來描述本發(fā)明。然而，這些例子并非以任何方式用來限制本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
實例一系列材料用前述方法制備，它包括作為支承層的傳統(tǒng)的齊格勒-納塔催化劑催化聚丙烯紡粘物(名稱為Z-NPP)，和茂金屬催化聚丙烯紡粘物(名稱為Met PP)。在非織造幅面料/薄膜層壓件中使用的材料在下表1中描述。表1
實例條件紡粘材料引入紡粘擠壓機內(nèi)。例如，引入埃克森3854茂金屬聚丙烯。紡粘物的通過量是接近0.7克/孔/分(GHM)。紡粘物的熔化溫度通常約為450°F。紡粘物砑光機和HAK設(shè)定值對于茂金屬催化材料來說優(yōu)化。典型的砑光機紡粘溫度在粘合輥中約為310-330°F。HAK溫度常保持在220-240°F之間。在輥上的MD0設(shè)定值如下對于預(yù)熱1-預(yù)熱2輥，設(shè)定值為76％，對于預(yù)熱2-慢輥，設(shè)定值為98％，對于慢輥-快輥，設(shè)定值為29％，對于快輥-退火1輥，設(shè)定值為100.5％，對于退火1輥-退火2輥，設(shè)定值為100.5％，對于退火2輥-砑光輥，設(shè)定值為101％，對于砑光-卷繞輥，設(shè)定值為94％，對于卷繞轉(zhuǎn)筒輥，設(shè)定值為100.5％。設(shè)定值以先前輥速的百分比表示。
制成的紡粘物的細(xì)度為2.0dpf。薄膜從進(jìn)給輥引入，且層壓件在260/220°F砑光溫度下制成。頂輥溫度首先說明。下面是在SF層壓件中薄膜和紡粘層的層壓件，下面的比較試驗是針對這些材料進(jìn)行的，其結(jié)果在表2中表示。單層紡粘物以及徑縮的粘合層壓件材料的數(shù)據(jù)比較在表3和4中表示。
試驗方法基重(B.W.)該試驗利用一個小的5×5英寸試樣確定紡織品材料的每單位面積的質(zhì)量。其測值通常用每平方米克數(shù)(gsm)或每平方碼的盎司數(shù)(osy)表示。
水頭(靜水頭)測量織物的阻液性能是水頭試驗。水頭試驗確定了在預(yù)定量的液體穿過之前織物將能支承的的水的高度(厘米計)。該試驗測定了在靜壓力作用下織物對水的阻力。在受控制的條件下，試樣承受以恒定速率增加的水壓，直到在材料的下表面出現(xiàn)泄漏。水壓在第三次泄漏跡象后所達(dá)到的靜水頭高度下測得。這些值以毫巴壓力記錄。當(dāng)試驗熔噴材料時，使用支承網(wǎng)。與具有較低水頭的織物相比，具有較高水頭讀數(shù)的織物表示它具有較高的阻擋液體滲透的能力。水頭試驗根據(jù)聯(lián)邦試驗標(biāo)準(zhǔn)191A，方法5514來進(jìn)行，它采用了購自Concord，North Carolina的Marlo Industries，Inc，PO Box 1071的Testest FX-3000靜水頭試驗儀。
埃爾門多夫撕裂強力試驗(Elem.)當(dāng)試樣的一部分固定在夾具中，而一個相鄰的部分受到在一個弧線上擺自由下落施加的力作用下而移動，該試驗測量從待試驗的試樣中的一個切縫開始使撕裂擴展所需的平均力。試樣尺寸為2.5×4，且試驗可在CD或MD方向上進(jìn)行。在進(jìn)行試驗時，應(yīng)試驗其中一個下列牌號的試驗儀。ElemendorfDigi-tear商標(biāo)，型號65-200，和購自Thwing-Albert儀器公司，Phil adelphia，Pennsylvania的氣動夾具65-200，或者購自Fairfield，New Jersey的Lorentzen Wettre Canada Inc.的Lorentzen和Wettre商標(biāo)，型號09ED，或者購自Spartanburg，South Carolina的Schmid公司的Textest FX3700商標(biāo)(數(shù)字埃爾門多夫)。
夾住撕裂試驗(梯形撕裂(Trap))梯形或“夾住”撕裂試驗是應(yīng)用在織造和非織造織物上的張力試驗。試樣的整個寬度緊夾在夾具之間，這樣，試驗主要測量直接在拉伸荷載作用下單個纖維的粘合或互連和強度，而不是測量作為整體的織物的復(fù)合結(jié)構(gòu)的強度。該程序在估計織物撕裂相對減輕方面十分有用。特別有用的是確定織物的機器方向和橫向間的強度的明顯差別。該試驗測量在恒定伸長率下織物抵抗撕裂擴展的阻力?？椢镌谝粭l邊緣上的切口沿梯形試樣的不平行邊夾住并受拉，使得在垂直于荷載的試樣中撕裂擴展。該試驗可在MD或CD方向上進(jìn)行。在進(jìn)行夾住撕裂試驗時，梯形輪廓畫在一個3乘6英寸(75乘152毫米)試樣上，長的尺寸在待測方向上，試樣切割成梯形。該梯形具有4英寸(102毫米)的一條邊和1英寸(25毫米)的一條邊，它們平行并距離3英寸(76毫米)。在平行邊的較短邊的中間設(shè)有5/8英寸(15毫米)的小初步切口。試樣例如夾固在Instron型號TM(恒定伸長率試驗儀)上，該試驗儀購自Instron公司，2500Washington St.，Canton，MA02021，或者購自Thwing-AlbertInstrument Co.，10960 Dutton Rd.，Phila.，PA19154的Thwing-Albert型號INTELLECT II，它具有3英寸(76毫米)長的平行夾具。試樣沿梯形的不平行邊夾固，因此織物在長邊松，而沿其短邊緊，切口在夾具中間。連續(xù)荷載作用在試樣上，因此橫過試樣寬度撕裂擴展。應(yīng)注意盡管撕裂垂直于試樣的長度，較長的方向是待試驗的方向。完全撕裂試樣所需的力以磅計，較高的值表示較大的抗撕扯強度。除了撕裂荷載以記錄的第一和最高峰值的平均值計算而不是以最低和最高峰值的平均值計算外，使用的撕裂方法與ASTM標(biāo)準(zhǔn)試驗D111 7-14一致。每個樣品應(yīng)測試五個試樣。得到的數(shù)據(jù)包括第一和高峰值。該程序還與1968年12月出版的聯(lián)邦試驗方法標(biāo)準(zhǔn)191號方法5136一致。ASTM和聯(lián)邦程序的差別是撕裂荷載的最終計算。在ASTM程序中，撕裂荷載根據(jù)最高和最低峰值的平均值計算，在聯(lián)邦方法中，撕裂荷載是記錄的五個最高的峰值的平均值。作為替換，在程序中可使用Sintech張力試驗儀。
抓樣張力(抓取)該試驗測量材料的有效抗張強度和拉伸率。在4×6英寸試樣的兩端夾住1平方英寸面積。以恒定伸長率拉伸試樣，以獲得破裂點前的結(jié)果。該試驗測量織物承受單向應(yīng)力時的抗斷強度和伸長率或應(yīng)變。該試驗在本領(lǐng)域中是公知的，且與ASTM標(biāo)準(zhǔn)D-5034-92和D-5035-92和INDA IST 110.1-92的規(guī)程一致，它利用恒定延伸速率張力試驗機。該試驗還與聯(lián)邦試驗方法標(biāo)準(zhǔn)191A的方法5100一致。結(jié)果以磅表示破壞和破壞前的伸長百分率。越高的數(shù)值表示越強和更可拉伸的織物。術(shù)語“荷載”表示在張力試驗中試樣破壞或斷裂所需的最大/峰值荷載或力，它以重量單位表示。術(shù)語“峰值應(yīng)變”，“總能量”或“峰值能量”(PEN)指在以重量-長度單位表示的荷載與伸長曲線下的總能量。術(shù)語“伸長”或“伸長百分率”指在張力試驗期間試樣的長度的增加。利用特定寬度的織物，通常4英寸(102毫米)，夾具寬度和恒定延伸速率，可獲得抓樣抗張強度和抓樣伸長值。樣品比夾具寬，以得到代表與織物中相鄰纖維作用的附加強度相結(jié)合的在夾固寬度中纖維的有效強度的結(jié)果。試樣例如夾固在Instron型號TM中，它購自Instron公司，2500 Washington St.，Canton，MA 02021，或者購自Thwing-Albert Instrument Co.，10960 DuttonRd.，Phila.，PA 19154的Thwing-Albert型號INTELLECT II，它具有3英寸(76毫米)長的平行夾具。在實際使用中，這非常類似織物應(yīng)力狀態(tài)。該試驗可在CD或MD方向上在濕或干樣品上進(jìn)行。作為替換，可使用Sintech張力試驗儀，它購自Sintech Corp.，1001 SheldonDr.Cary，North Carolina。在該試驗中，越高的數(shù)值表示越強的、更可拉伸的織物。
標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)在這些例子中使用的標(biāo)準(zhǔn)偏差代表離差的度量和單一觀察值和其平均值間的平均距離的度量。這對于理解一組數(shù)據(jù)如何可變是很有用的。例如，標(biāo)準(zhǔn)偏差可用來使人們預(yù)測破壞率和/或確定在最終產(chǎn)品中多大的變化率是可接受的。每個樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差根據(jù)下列公式計算。
在分母中使用n-1代替更普通的n，這是因為如果使用n(代替n-1)，將導(dǎo)致母體標(biāo)準(zhǔn)偏差的偏誤估計。使用n-1糾正該小樣品大小的偏差。
標(biāo)準(zhǔn)偏差的公式是Σ(Xi-X-)2n-1]]>在公式中，“n”是觀察值的數(shù)量。從每個觀察值(Xi)到計算的平均值(X-條)的距離提供量度變化的基礎(chǔ)。這些觀察值越接近于平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差越小。如果所有觀察值相同，則標(biāo)準(zhǔn)偏差為零。由于平均值是數(shù)據(jù)的“支點”(在大于平均值的觀察值和小于平均值的觀察值之間的平衡點)，對偏差求平方。如果這些偏差沒有平方，則總數(shù)為零。然后求總數(shù)的平方根，以獲得轉(zhuǎn)換成原始數(shù)據(jù)單位的值。
透氣性試驗(WVTR)織物的透氣性的量度是水蒸氣透過速率(WVTR)。從每個試驗材料中和一件CELGARD2500片的對比樣上切出直徑為3英寸(7.6厘米)的圓形樣品，該CELGARD2500片由CharlotteNC.的Hoechst Celanese公司提供，且CELGARD2500片是微孔聚丙烯片。每種材料制備三個樣品。測試皿為代號68-1的Vapometer盤，它由賓西法尼亞州，費城的Thwing-Albert儀器公司提供。在每個Vapometer盤中倒入100ml水，然后將試驗材料和對比材料的單個樣品橫放在各個盤的頂部敞口上。旋緊突緣，以便沿著每個盤的邊緣形成密封，同時在6.5厘米直徑即約33.17平方厘米敞露面積的圓上，使有關(guān)試驗材料或?qū)Ρ炔牧媳┞队诃h(huán)境大氣中。該杯在100°F(32°C)溫度下放在強制通風(fēng)烘箱中達(dá)24小時。烘箱為恒溫烘箱并且外部空氣循環(huán)通過其中，以防止水蒸氣在內(nèi)部積累。合適的強制烘箱例如是Blue M Power-O-Matic 60烘箱，它由Blue Island，伊利諾斯的Blue M電器公司提供。在放在烘箱內(nèi)之前，對盤承重。24小時后，從烘箱中取出盤并再次稱重。按下式計算初步試驗水蒸氣透過速率值試驗WVTR＝(24小時期間失重克數(shù))×315.5克/米2/24小時烘箱內(nèi)部相對濕度不特意控制。
在預(yù)先規(guī)定100°F(32℃)和環(huán)境相對濕度的設(shè)定條件下，CELGARD2500對比樣的WVTR被規(guī)定為5000克/米2/24小時。據(jù)此，每個試驗進(jìn)行測試對比樣，然后采用下式將初步試驗值校正到設(shè)定條件WVTR＝(試驗WVTR/對比WVTR)×(5000克/米2/24小時)剝離強度試驗(Peel)該試驗確定在粘合或?qū)訅嚎椢锏牟考又g的粘合強度。粘合強度是在特定條件下分離紡織品的部件層所需的張力。在剝離或分層試驗中，對層壓件做試驗，以測定從非織造幅面料層上將薄膜層拉離所需的張力值。利用在接近6×4英寸試驗(在MD方向為6英寸)中的織物樣品的寬度來獲得剝離強度值。試樣的層沿試樣的長度手動分離約2英寸的距離。然后，一層夾固到張拉試驗機的每個夾鉗內(nèi)，接著承受恒定的延伸速率。然后確定使織物的部件層完全分離所需的最大力(即峰值荷載)。兩個夾具均具有兩個等尺寸的夾鉗。每個夾具測得在平行于施加荷載的方向上為1英寸，在垂直于施加荷載的方向上為4英寸。計算一系列樣品的平均峰值荷載。結(jié)果以重量單位表示，越高的數(shù)值表示越強的粘合織物。該樣品夾固在例如Instron型號TM，1000，1122，或1130，該裝置購自2500Washington ST.，Canton，MA 02021的Instron公司，或Sintech張力試驗儀，Sintech QAD或Sintech Testworks，它們購自Sintech，Inc.，P.O.Box 14226，Research Triangle Park，North Carolina27709，或者購自10960 Dutton Rd.，Phila.，PA 19154的Thwing-Albert Instrument Co.，提供的Thwing-Albert Model INTELLECT II。然后樣品受拉180度分離并離開2英寸的距離，平均剝離強度以克計。恒定的延伸速率是12±0.4英寸/分(300±10毫米/分)。樣品的薄膜側(cè)的CD幅面料寬度的中心覆蓋有4英寸寬的標(biāo)記帶或一些其它適當(dāng)?shù)牟牧希苑涝谠囼炂陂g薄膜撕開。標(biāo)記帶僅在層壓件的一側(cè)上，因此不會對樣品的剝離強度起作用。對于本試驗，散布系數(shù)是在特定的剝離區(qū)內(nèi)收集的所有數(shù)據(jù)點的標(biāo)準(zhǔn)偏差。剝離強度是以克表示的平均力，該力需要以便使粘合織物在兩英寸的距離上分離180度角。
結(jié)果利用本發(fā)明的方法，制造出撕裂強度增加的層壓件。對于采用茂金屬催化聚丙烯而不是傳統(tǒng)的齊格勒納塔催化劑催化聚丙烯紡粘物的薄膜/非織造幅面料層壓件，撕裂強度(由不同的抓樣張力試驗表示)大大高于期望值。特別是，購自?？松瘜W(xué)公司的名稱為3854的茂金屬催化無彈性聚丙烯的強度大大高于期望值。在回顧茂金屬催化層壓件的峰值能力試驗值和將其與表2中的齊格勒納塔催化劑催化聚丙烯層壓件材料的值比較時，這種增加的撕裂強度特別明顯。如表3和4所示，考慮到單紡粘物面層樣品和壓縮粘合層壓件中的面層樣品的峰值能量值，這些增加的撕裂強度值更令人驚奇。在這些材料中的每一種內(nèi)，與茂金屬催化材料相比，齊格勒納塔催化劑催化材料的峰值能量較高。
而且，使用茂金屬催化聚烯烴允許細(xì)纖維看起來有助于同時粘合和層壓。理論上，這種在線處理避免了在老化或預(yù)成形紡粘物中出現(xiàn)高結(jié)晶度。由不同的試驗量度可知，生成的層壓件提供改進(jìn)的抗扯強度性能。這種改進(jìn)服從熱粘合茂金屬催化為基的聚丙烯紡粘織物所必須的較高的溫度和壓力。對于這種聚合物，五至十度的較高的粘合溫度通常是需要的，這會降低抗張強度。盡管理論上沒有限制，但從理論上說，紡粘纖維能夠承受在粘合點的熱量，而不會變得易碎，以及將足夠的熱傳遞給薄膜部件。即使在相同的織物強度下，抗扯強度也很高。
因此，盡管纖維很難熱粘合，具有窄的分子量分布(即單點催化劑)的聚烯烴(即聚丙烯)能制造具有顯著改進(jìn)的機械性能的熔噴纖維。利用這些材料的在線處理制造具有好于期望的撕裂強度性能的復(fù)合物。
盡管參考特定的實施例已經(jīng)作了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以認(rèn)識到在前述理解基礎(chǔ)上，可很容易地對這些實施例改變或變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)基于附后的權(quán)利要求書及其等效范圍。表2
表3
表權(quán)利要求
1.一種具有改進(jìn)的撕裂強度的可透氣阻擋層壓件，該可透氣阻擋層壓件包括一層無彈性紡粘聚烯烴纖維和一層可透氣薄膜，其中，紡粘層屬于窄的分子量分布，而薄膜是聚烯烴。
2.一種具有改進(jìn)的撕裂強度的可透氣阻擋層壓件，該可透氣阻擋層壓件包括一層無彈性紡粘聚烯烴纖維和一層可透氣薄膜，其中，紡粘層屬于窄的分子量分布，聚烯烴纖維小于2.5dpf，而薄膜是聚烯烴。
3.如權(quán)利要求2所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，透氣性水平大于250克/平方米/24小時。
4.如權(quán)利要求3所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，透氣性水平大于1000克/平方米/24小時。
5.如權(quán)利要求3所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，所述紡粘層包括無彈性茂金屬催化聚丙烯材料。
6.如權(quán)利要求2所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，撕裂強度根據(jù)抓樣張力試驗法來測量。
7.如權(quán)利要求6所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，撕裂強度根據(jù)峰值能量試驗來測量，該值在機器方向大于16000英寸-磅。
8.如權(quán)利要求2所述的可透氣阻擋層壓件，其特征在于，其還包括在可透氣薄膜層的一側(cè)上的一第二層的無彈性紡粘聚烯烴纖維，該第二層的無彈性紡粘聚烯烴纖維與第一紡粘層的聚烯烴纖維相對。
9.一種制備非織造幅面料/薄膜層壓件的在線方法，其步驟包括a.形成無彈性窄的分子量聚烯烴的紡粘幅面料；b.提供預(yù)成形可透氣薄膜；c.將所述紡粘幅面料和所述可透氣薄膜層壓，以便在形成所述紡粘幅面料的1-30秒內(nèi)形成層壓件。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述無彈性窄的分子量聚烯烴是茂金屬催化聚丙烯。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求9的方法制造的層壓件。
12.一種人身護(hù)理吸收制品，該人身護(hù)理吸收制品選自包括尿布、訓(xùn)練褲、女性衛(wèi)生產(chǎn)品和失禁裝置的一組產(chǎn)品，該產(chǎn)品包含如權(quán)利要求2所述的層壓件。
13.一種人身護(hù)理吸收制品，它包括a.可透液頂片；b.底片；c.布置在所述頂片和所述底片之間的吸收芯；其中，所述頂片或所述底片包括如權(quán)利要求2所述的層壓件。
14.一種保護(hù)工裝，它選自包括手術(shù)單與手術(shù)衣、工作服和試驗室外衣的一組產(chǎn)品，該產(chǎn)品包含如權(quán)利要求2所述的層壓件。
全文摘要
一種用作人身護(hù)理產(chǎn)品中的織物的非織造幅面料/薄膜層壓件。該層壓件由至少兩層形成SF成形物。該層壓件的紡粘(S)層最好由茂金屬催化聚丙烯形成。薄膜(F)層由可以由茂金屬催化的聚烯烴形成。
文檔編號B32B5/24GK1329541SQ99814078
公開日2002年1月2日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月2日
發(fā)明者S·E·肖弗, H·K·杰夫里斯, S·K·奧福蘇, J·S·舒爾茨, P·M·科比利夫克, D·M·巴雷特, P·J·諾泰斯, S·C·梅耶爾, N·A·根克 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司