制造用于机械活化的层压结构的方法

专利名称：：制造用于机械活化的层压结构的方法
技术领域：
：本发明涉及拉伸层压体以及生产该拉伸层压体以使得该拉伸层压体表现出减少的由机械活化导致的缺陷的方法。该拉伸层压体可用于多种制品，并且特别适用于一次性吸收制品，例如婴儿尿布、成人失禁制品、妇女卫生制品、婴儿游泳尿布、围兜、伤口敷料、以及可能期望使用可弹性延展的拉伸层压体的任何其它制品。
背景技术：
：拉伸层压体可用于很多种一次性吸收制品中。例如，为了提供可贴合一定范围内的穿着者并且可最小化渗漏的一次性吸收尿布，一次性吸收尿布常常包括拉伸层压体。由于一次性吸收尿布的穿着者身材不同，拉伸层压体常常被用在一次性吸收尿布的腰区和腿区中，从而使一次性吸收尿布能够贴合大范围内的穿着者。常规拉伸层压体常常具有至少两种非织造材料和夹在这两种非织造材料之间的至少一种弹性膜。一般而言，这两种非织造材料通过粘合剂粘着到弹性膜上。在一些情况下，用于一次性吸收制品中的拉伸层压体为机械活化的。这种机械活化处理可涉及在具有突出齿的活化辊之间啮合拉伸层压体。通常，随着拉伸层压体穿过活化辊，拉伸层压体的活化区在活化辊的齿之间啮合。由于拉伸层压体的活化区在活化辊的齿之间互相啮合，非织造材料至少在一定程度上被永久性地拉长，因此当释放外加张力时，拉伸层压体通常将不能完全恢复至其原来的未变形构型。这样的定向和对齐在整个行业中是常见的。这种使拉伸层压体成为可弹性延展的工艺称为"机械活化"或"环轧制"。机械活化处理通常以高速进行。因此，经历机械活化处理的拉伸层压体可经受很高的应变速率。此外，为了向拉伸层压体提供更大的延展性，还可使拉伸层压体在机械活化处理中经受高应变百分比，继而也可增加拉伸层压体所经历的应变速率。但遗憾的是，许多拉伸层压体会部分地由于其在机械活化处理期间经历高应变速率和高应变百分比而产生缺陷。这些缺陷中有许多是结构性质的缺陷。例如，经历机械活化处理的弹性膜也可经历缺陷例如孔，所述孔也会降低弹性膜的结构完整性。弹性膜结构完整性的降低可导致拉伸层压体的过早失效。因此，提供表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷的拉伸层压体将是有益的。另外，还需要一种用于产生拉伸层压体的工艺，所述拉伸层压体可经受机械活化处理，因而表现出减少的缺陷。发明概述本发明的方法可生产表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷的拉伸层压体。该生产拉伸层压体的方法包括形成中间拉伸层压体的步骤。形成中间拉伸层压体包括以下步骤提供第一基底以及将弹性膜粘着到第一基底的表面上，使得弹性膜和第一基底处于面对面取向。弹性膜可通过粘合剂粘着到第一基底上。该中间拉伸层压体在预定的外加应变下具有大于或等于50%的残余能量。该生产拉伸层压体的方法还包括以至少100s"的应变速率来机械活化中间拉伸层压体的步骤。本发明的中间拉伸层压体可产生减少的由机械活化处理导致的缺陷。在一些实施方案中，中间拉伸层压体可包括第一非织造材料、弹性膜和第二非织造材料。弹性膜可通过粘合剂粘着到第一非织造材料上，使得弹性膜和第一非织造材料处于面对面取向。第二非织造材料可通过粘合剂粘着到弹性膜上。第二非织造材料可与第一非织造材料相对地粘着到弹性膜上，使得第二非织造材料和弹性膜处于面对面取向。中间拉伸层压体具有大于约50%的残余能量。附图概述图1为显示用于产生本发明的拉伸层压体的工艺的示意图。图2A为显示本发明的中间拉伸层压体的加载力的图形图示。图2B为显示图2A的中间拉伸层压体的残余能量的图形图示。图3为显示开孔膜和平膜的残余能量和缺陷程度之间的关系的图形图示。图4为显示机械活化构件的示意图。图5为显示图4的机械活化构件中的多个齿的示意图。图6为显示具有多个齿的第一平板的示意图，所述第一平板用于环轧制模拟压机。发明详述定义本文使用的以下术语与其普通含义一致，本说明书提供进一步的详细解释。如本文所用，术语"吸收制品，，是指吸收和容纳身体流出物的装置，更具体地讲是指紧贴或邻近穿着者身体放置以吸收和容纳由身体排放的多种流出物的装置。术语"活化"或"机械活化"是指制造基底或弹性体层压材料的方法，所述基底或材料比处理之前更具延展性。"基重"是指平面材料在给定表面积上的重量。通常，基重以每平方米上的克数(gsm)来测量。拉伸层压体的基重通常在拉伸层压体处于无应变构型时测量。术语"起皱"或"褶皱"用于描述在基底内或在层压结构内出现的高低起伏。请注意，这两个术语即"起皱"或"褶皱，，均不要求所产生的高或低的起伏在本质上是均匀的。本文所用术语"尿布，，是指通常被婴儿和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。本文所用术语"尿布"也包括下文所定义的"裤"。本文所用术语"一次性"用于描述通常不准备洗涤或换句话讲不准备恢复并重新用于其初始功能的产品。通常准备在使用约1或2次后将它们丢弃。优选地，将这种一次性制品回收、堆肥处理或者换句话讲以环境相容的方式进行处理。"一次性吸收制品"是指通常用于吸收和/或保持液体的一种制品装置。在特定情况下，该短语是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从体内排出的排泄物和/或渗出物的制品，并且包括这样的个人护理制品，如婴儿尿布、婴儿训练裤、成人失禁制品、妇女卫生制品、婴儿游泳尿布、伤口敷料、以及类似的制品。一次性吸收制品可由婴儿和其它失禁人员围绕下体穿用。如本文所用，"可弹性延展的"是指可延展材料的特性。在拉伸可延展材料的力被移除之后，所述可延展材料具有基本回复至其初始尺寸的能力。除非另外指明，本文中的被描述为"可延展的"任何材料或元件也可为"可弹性延展的"。本文所用术语"面对面排列"或"面对面取向"是指将第一元件粘着到第二元件，其中至少一部分的第一元件与至少一部分的第二元件交迭，反之亦然。应当注意，第一元件和第二元件的连接并非意味着第一元件的表面和第二元件的表面直接粘合或相互接触。可以存在位于第一元件和第二元件之间的一些中间元件。在本文中第一元件和第二元件可包括基底、非织造材料和多个弹性体股线的至少其中之一或它们的组合。除非另外指明，本文所用术语"中间拉伸层压体"是指尚未机械活化的拉伸层压体。本文所用术语"粘着"包括将一种材料或部件直接或间接(通过一个或多个中间构件)固定到另一种材料或部件上的构型。间接粘着的实例是粘合剂。直接粘合包括热粘合和/或压力粘合。粘着可包括本领域所知的任何方法，包括例如粘合剂粘合、热粘合、压力粘合和超声粘合等等。本文所用术语"纵向"是指大致平行于层压材料或基底的最长边缘的方向。如果层压材料或基底不具有其长度长于其它边缘的边缘，则"纵向，，平行于一个边缘而延伸(如果存在多于一个边缘)，或与边缘相切(如果仅有一个边缘)。在一次性吸收制品的情形中，"纵向"可从一次性吸收制品的一个腰边延伸至该一次性吸收制品的相对腰边，并且大致平行于对应该一次性吸收制品的最大线性尺寸的线。在纵向±45°范围内的方向被认为是"纵向"。术语"横向"是指大致垂直于"纵向"并且与其处在同一平面内的方向。在一次性吸收制品的情形中，"横向"可从制品的一个側边延伸至制品的相对侧边，并且大致与纵向成直角并与纵向处在同一平面内。在横向±45°范围内的方向被认为是"纟黄向"。如本文所用，术语"裤"、"训练裤"、"闭合尿布"、"预紧固尿布，，和"套穿尿布，，是指为婴儿或成人穿着者设计的、具有腰部开口和腿部开口的一次性衣服。裤可在穿着到穿着者身上之前被成形为使得裤具有闭合的腰部和腿部开口，或者裤可被成形为使得腰部为闭合的并且腿部开口在穿着到穿着者身上时形成。裤可使用任何合适的方法来预成形，所述方法包括但不限于利用可重复扣紧和/或不可重复扣紧的粘合(例如，缝合、焊接、粘合剂、内聚粘合、扣件等)将制品的各部分粘接在一起。裤可在沿制品圆周的任何位置预成形(例如，側扣紧、前腰扣紧、后腰扣紧)。合适的裤的实例公开于美国专利5,246,433、美国专利5,569,234、美国专利6,120,487、美国专利6,120,489、美国专利4,940,464、美国专利5,092,861、美国专利5,897,545、美国专利5,957,908和美国专利公布2003/0233082Al中。本文所用术语"非织造材料"是指采用例如纺粘法和熔喷法等方法由连续(长)丝(纤维)和/或不连续(短)丝(纤维)制成的材料。非织造材料不具有纺织丝或编织丝模式。非织造材料通常被描述为具有纵向和横向。纵向是非织造材料被制造的方向。非织造材料通常沿纵向形成，该纵向对应于纤维的长的或巻绕的方向。本文所用术语"基底"是指用适用于弹性体层压材料中的材料，尤其是指适用于一次性吸收制品中的材料。这些材料的实例为用于吸收制品内弹性体层压材料中的膜、非织造材料、织造材料、织物和本领域已知的其它材料。本文所用术语"过程外加应变"是指计算出的被模拟的机械活化处理的最大应变。说明根据本发明构造的拉伸层压体可表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷数目。本发明的方法可生产出表现出减少的缺陷数目的拉伸层压体，即使当其在机械活化处理期间经受高应变速率时。应变速率将在下文中参照表I和表II讨论。本发明的拉伸层压体可结合到吸收制品的任何合适的部分或任何合适的元件中。例如，本发明的拉伸层压体可结合到粘着到吸收制品的耳片中。又如，本发明的拉伸层压体也可包括在短裤的腰区或腿区中。本发明的拉伸层压体可结合到吸收制品例如尿布或短裤的期望引入拉伸层压体性能的任何位置或区域中。如图1所示，在一些实施方案中，根据本发明构造的拉伸层压体100可通过本发明的工艺188产生。如图所示，拉伸层压体100可包括由第一基底源102提供的第一基底103和由弹性膜源117提供的弹性膜118。粘合剂116可由第一粘合剂源110涂覆到第一基底103上。另夕卜，如图所示，在一些实施方案中，拉伸层压体100还可包括由第二基底源104提供的第二基底105。类似于第一基底103，粘合剂116可由第二粘合剂源112涂覆到第二基底105上。可设想如下的实施方案其中由第一粘合剂源110涂覆的粘合剂116和由第二粘合剂源112涂覆的粘合剂116包括不同的材料、不同的特性和/或不同的化学性质。如图所示，在一些实施方案中，可向辊轧构件150提供第一基底103、第二基底105和弹性膜118。辊轧构件150可包括第一轧辊152和第二轧辊154，它们在第一轧辊152和第二轧辊154之间形成辊隙156。当第一基底103、弹性膜118和第二基底105穿过辊轧构件150的辊隙156时，第一轧辊152和第二轧辊154接合第一基底103、弹性膜118和第二基底105，从而形成中间拉伸层压体90。第一基底纤维网103可以面对面取向接合到弹性膜118上。类似地，在包括第二基底105的实施方案中，第二基底105也可以面对面取向接合到弹性膜118上。在一些实施方案中，在辊轧构件150的下游(方向1021)，中间拉伸层压体卯可由机械活化构件170机械活化，从而产生拉伸层压体100。中间拉伸层压体90为尚未机械活化的拉伸层压体。机械活化构件170可包括第一活化辊172和第二活化辊174。第一活化辊172和第二活化辊174中的每一个均可包括多个齿。第一活化辊172的齿和第二活化辊174的齿相互啮合。已发现，构成拉伸层压体的材料可极大地影响拉伸层压体由于机械活化处理所表现出的缺陷数目。还已发现，细致地选择材料可减少拉伸层压体由于机械活化处理所表现出的缺陷数目。通过利用环轧制模拟压机可获得关于中间拉伸层压体的数据，通过所述数据可在某种程度上了解所得拉伸层压体将由于机械活化处理所表现出的缺陷数目。环轧制模拟压机可在中间拉伸层压体上模拟机械活化处理。在这样做时，环轧制模拟压机会通常处理直至损坏中间拉伸层压体。环轧制模拟压机讨论于美国专利6,843,134中。图2A为表示中间拉伸层压体在环轧制模拟压机上被处理至损坏时的行为的图形图示。图2B为表示中间拉伸层压体的残余能量的图形图示。残余能量为基于由在中间拉伸层压体上模拟机械活化处理所收集到的数据和下文所提供的公式的导出函数。如图2A所示，曲线200表示根据本发明构造的中间拉伸层压体的性能。如图所示，可施加足够的应变例如施加1000%的应变而使中间拉伸层压体完全损坏。在施加该应变的过程中，中间拉伸层压体可表现出两个峰。不受理论的约束，据信第一峰252代表拉伸层压体的与粘合剂和弹性膜相结合的第一基底和/或第二基底的累积特性。然而，据信第一峰252主要由第一基底和/或第二基底的特性构成。如图所示，第一峰252可发生在约80%的应变处。还据信，曲线在大于约80%的应变处的下降代表构成中间拉伸层压体的第一基底和/或第二基底的单个纤维中的断裂。不受理论的约束，据信第二峰254与中间拉伸层压体的弹性膜的峰值载荷相关。如图所示，第二峰254发生在约720%的应变处。据信曲线在大于约720%的应变处的下降代表中间拉伸层压体的弹性膜中的断裂。过程外加应变线260可向工程师或技术员指示中间拉伸层压体在计算出的用于机械活化处理的应变处的各种特性。例如，如图所示，过程外加应变线260位于约290%的应变处。这指示最大的计算出的用于机械活化处理的应变为约2卯％。过程外加应变线260和曲线200的交点指示中间拉伸层压体在约290%的过程外加应变处具有约5.5(N/(cn^带))的加载力。如图2B所示，曲线270表示图2A的中间拉伸层压体的残余能量。中间拉伸层压体的残余能量是对中间拉伸层压体在任何给定应变下所剩下的残余结构的测量。例如，如图所示，在0%的应变处，中间拉伸层压体剩余100%的残余能量。相比之下，在完全损坏处，例如在1000%的应变处，中间拉伸层压体剩余0%的残余能量。如图所示，在约290%的过程外加应变处，中间拉伸层压体具有约65%的残余能量。中间拉伸层压体的残余能量可通过公式计算出来，所述公式在下文的步骤9即"用于测试层压结构及其组件的方法，，中提供。已发现，残余能量可根据中间拉伸层压体中所利用的材料而变化。例如，为了减少缺陷，与利用开孔膜的中间拉伸层压体相比，利用平膜的中间拉伸层压体在过程外加应变下可具有较低的残余能量。图3表示平膜拉伸层压体的残余能量需求和开孔膜拉伸层压体的残余能量需求两者之间的差别。开孔膜和平膜之间的区别在于平膜中不具有小孑L在一些实施方案中，适用于本发明的示例性开孔膜具有介于约8%至约20%之间或此范围内的任何个别数值的开口面积。在其它实施方案中，开孔膜的开口面积的可变范围为约10%至约15%。另外，在一些实施方案中，开孔膜可具有小孔，所述小孔具有介于约0.2mm2至约4.5mn^或此范围内的任何个别数值的面积。在一些实施方案中，小孔可具有介于约0.2mm2至约l.lmm2的面积。如图3所示，在一些实施方案中，当利用平膜的中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约50%的残余能量时，该中间拉伸层压体可表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷。在其它实施方案中，当中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约60%的残余能量时，该中间拉伸层压体可表现出减少的缺陷。在其它实施方案中，中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约70%的残余能量。在一些实施方案中，当利用开孔膜的中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约60%的残余能量时，该中间拉伸层压体可类似地表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷。在其它实施方案中，中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约65%的残余能量。在其它实施方案中，中间拉伸层压体在过程外加应变下具有大于或等于约70%的残余能量。增加中间拉伸层压体的残余能量的方法如前所述，中间拉伸层压体的行为可极大地受到在中间拉伸层压体的构造中所使用的材料的影响。因此，存在许多增加中间拉伸层压体在过程外加应变下的残余能量的方法。例如，在一些实施方案中，中间拉伸层压体的第一基底和/或第二基底可具有较重的基重。在其它实施方案中，中间拉伸层压体的第一基底和/或第二基底可具有较轻的基重。利用例如此前所提到的环轧制模拟压机，可确定用于给定机械活化处理的适当的基重。另外，在其中第一基底103(图1所示)和/或第二基底105(图1所示)包括非织造材料的实施方案中，非织造材料的化学性质也可影响中间拉伸层压体所表现出'的残余能量的量。利用例如此前所提到的环轧制模拟压机，可确定非织造材料的适当的化学性质。涂覆到第一基底103(图1所示)和/或第二基底105(图1所示)上的粘合剂可影响中间层压材料所表现出的残余能量的量。不受理论的约束，据信当粘合剂与第一和/或第二基底的交互作用减小时，粘合剂和第一基底和/或第二基底之间的交互作用可增加残余能量。例如，据信当粘合剂具有延展特性时，对基底的外加应变可更均匀地分布在基底中的各处。相比之下，据信不可延展的粘合剂可锚定基底的单个纤维，从而增加每个单个纤维所经历的局部应变。据信这种局部应变的增加可在基底中造成过早损坏，从而降低中间拉伸层压体的残余能量。利用例如此前所提到的环轧制模拟压机，可确定适当的粘合剂。中间拉伸层压体中所利用的弹性膜也可影响中间拉伸层压体的残余能量。除了平膜和开孔膜两者之间的差别之外，对中间拉伸层压体中所使用的弹性膜的改性也可增加中间拉伸层压体在过程外加应变下的残余能量。例如，不受理论的约束，据信具有较高峰值载荷(见图2A中的标号254)的膜可显著地有助于中间拉伸层压体的残余能量。还据信膜基重的增加也可增加中间拉伸层压体的残余能量。利用例如此前所提到的环轧制模拟压机可确定弹性膜的适当的基重以及化学性质。第一基底103(图1所示)和/或第二基底105(图1所示)可为机织材料、非织造材料、织物等、或它们的组合。在其中第一基底103(图1所示)和/或第二基底105(图1所示)包括非织造材料的实施方案中，任何具有合适基重的非织造材料均可用于该中间拉伸层压体。非织造材料基重的示例性范围可为约8gsm至约40gsm或此范围内的任何基重。一些合适的非织造材料列于下文所述的实例中。本发明的示例性非织造材料可包括由下列材料制成的纤维聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、双组分纤维、或它们的任何组合。用于这些非织造材料的示例性工艺可为梳理、纺粘、熔喷、或纺粘/熔喷的组合。用于本发明的示例性粘合剂可包括苯乙烯-烯烃-苯乙烯三嵌段共聚物诸如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、或它们的组合。在一些实施方案中，粘合剂的基重通常在约4gsm至约28gsm的范围内或为此范围内的任何基重。粘合剂的基重被测量为粘合剂所涂覆到其上的基底的整个表面积上的粘合剂的总量。一些合适的粘合剂列于下文所讨论的实例中。用于本发明的示例性膜(或者平膜或者开孔膜)可具有的基重的可变范围为约10gsm至约100gsm或为此范围内的任何基重。同样，示例性膜可包括聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、苯乙烯-烯烃-苯乙烯三嵌段共聚物，诸如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、或它们的组合。也已发现，中间拉伸层压体的组件，即基底、粘合剂和弹性膜在机械活化期间的温度也可影响中间拉伸层压体的残余能量。在机械活化处理的模拟期间，当中间拉伸层压体处在25°C的平衡温度时，该中间拉伸层压体可表现出在先前指定的范围内的残余能量。然而，在模拟期间，当处在50°C时，相同的中间拉伸层压体可能不表现出在指定范围内的残余能量。已发现，上文为本发明所指定的残余能量范围可通过控制组分材料，即非织造材料、膜、或粘合剂被机械活化时的温度来获得。例如，如果将第一基底和/或第二基底在高温下机械活化，则可发生残余能量的增加。相比之下，当其被冷却至某个特定温度时，弹性膜可增加中间拉伸层压体的残余能量。在常规拉伸层压体的处理期间，基底和弹性膜通常均被引入室温下的工艺中，所述室温可为约22°C。粘合剂通常在约162°C的温度下涂覆到基底上。因此，将粘合剂涂覆到基底上会通常增加基底的温度。另外，在弹性膜被接合到基底和粘合剂上之后，弹性膜的温度可增加因而导致基底的温度降低。这可导致残余能量的减小。本发明的另一方面涉及控制中间拉伸层压体的单个组件被机械活化时的温度。例如，在一些实施方案中，基底和粘合剂可分别在第一温度和第二温度下机械活化，而弹性膜在第三温度下活化。在一些实施方案中，第二温度可大于第一温度，所述第一温度可大于第三温度。在其它实施方案中，第一温度可约等于第二温度。在其它实施方案中，第一温度可大于第二温度，所述第二温度大于第三温度。在机械活化期间可通过本领域已知的任何合适的方法来控制基底、弹性膜和粘合剂的温度。例如，可减小弹性膜接触粘合剂和基底的时间量，使得弹性膜的温度不会增加至较大时间量的接触将达到的程度。又如，可预冷却弹性膜使得初始弹性膜温度小于约22°c。在另一个实例中，可预加热基底使得初始基底温度大于约22°C。另一个可影响中间拉伸层压体所表现出的残余能量的量的因素为机械活化处理的应变速率。一般来讲，常规拉伸层压体在低于100s"的应变速率下机械活化。通常，对于低于100s"的应变速率，中间拉伸层压体的残余能量高于相同中间拉伸层压体在较高应变速率下的残余能量。相比之下，在一些实施方案中，根据本发明构造的拉伸层压体在大于约100s"的应变速率下表现出减少的由机械活化处理导致的缺陷。在其它实施方案中，应变速率大于或等于约200s"。在其它实施方案中，应变速率大于或等于约300s人在其它实施方案中，应变速率大于或等于约500s"。用于测量中间层压结构的残余能量并因而获得测量值的设备机械活化处理可通过此前所提到的环轧制模拟压机在样品上模拟，同时获得关于该样品的数据。环轧制模拟压机更多地描述于授予Anderson等人的名称为"RingRollingSimulationPress"的美国专利6,843,134和美国专利申请公布US20040173036A1中。用于测试层压结构及其组件的方法使用环轧制模拟压机进行下列测试，所述压机更多地描述于授予Anderson等人的名称为"RingRollingSimulationPress"的美国专利6,843,134和美国专利申请公布US20040173036A1中。样本制备1.根据正常制造工序制备中间拉伸层压体。2.从中间拉伸层压体切割出样本。对于样本的测量将参照测试工序中的步骤6进一步讨论。测试工序1.设置如名称为"RingRollingSimulationPress，，的美国专利6,843,134所述的模拟设备。2.确定/测量被模拟的机械活化处理的参数。参见图4，测量或确定源自被模拟的机械活化处理的数个参数。被确定的参数中的一个为纤维网速度Vw,即，在机械活化处理中中间层压结构560在第一活化辊570和第二活化辊572之间行进的速度。被确定的另一个参数为作为时间函数的第一和第二活化辊570和572上的第一和第二齿TA和TB的啮合深度E(t);还应当确定第一和第二活化辊570和572上的第一和第二齿TA和TB的节距p、以及第一和第二活化辊的直径Di。这些因素将确定用于在模拟设备上模拟实际机械活化处理的类似参数。a.测量用于机械活化处理的第一和第二齿的最大啮合深度。b.将啮合深度确定为时间的函数。作为时间函数的啮合层压结构上的给定点的第一和第二齿TA和TB的啮合深度由下列公式限定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>EM等于第一和第二齿TA和TB的最大啮合深度；Di等于第一和第二活化辊570和572的直径(假定活化辊570和572具有相同的直径)；t等于处理时间并且其具有0至2T的值；以及T等于第一和第二活化辊上的齿TA和TB啮合层压结构上的给定点所用的总时间的二分之一。c.确定被模拟的机械活化处理中的第一和第二活化辊的齿TA和TB的节距。例如，如图5所示，齿TB的节距等于活化辊上的第一齿601和第二齿602的垂直中心线之间的距离p2。齿TA的节距类似地测量。d.确定第一和第二活化辊的直径Di。第一活化辊或者第二活化辊的直径Di为第一齿的第一齿尖半径到第一齿的第二齿尖半径的跨度。第二齿尖半径背离第一齿尖半径而与之成约180°的角度。这样的假设第一活化辊的直径Di等于第二活化辊的直径Di。如果第一和第二活化辊的直径不同，则本文所述的模拟处理将保持相同，所不同的是对应于上文所述的变量的公式必须考虑辊直径的差值而重新推导。如果第一活化辊的直径和第二活化辊的直径不同，本领域的技术人员将能够修改本文所提供的或以引用方式并入的公式。e.确定模拟设备的可平移滑架的原始位置。原始位置为滑架即第二平板离开第一平板的最大距离。例如，在美国专利6,843,134中，原始位置为75mm。f.将被模拟的机械活化处理的过程外加应变确定为时间的函数，并且将应变速率确定为时间的函数。作为时间函^t的过程外加应变和最终应变通过美国专利6,843,134所提供的公式来计算。作为时间函数的平均应变速率通过对作为时间函数的应变即应变(t)取一阶导数来计算。应变(t)的一阶导数可使用下列工具推导出例如，可商购获得的数学处理软件包例如由位于Cambridge,Massachusetts的MathsoftInc.制作的MathcacT*片反本11.0。g.在机械活化之前确定层压结构的元件中的每个的温度。用于在机械活化之前确定层压结构的元件的温度的合适的方法涉及制作瞬态热模型以估算热传递过程。用于制作和评测这种模型的合适的软件可以商品名FEMLAB获得，其由位于Stockholm,Sweden的Comsol，Inc.制作。i.确定将用来制造拉伸层压体的材料的各种特性。确定非织造材料、膜、粘合剂和环境空气的数个特性，包括整体平均热容量、整体平均热导率、整体平均密度、和初始温度。还确定非织造材料、膜和粘合剂的整体平均基重和速度。另外，还确定粘合剂的结晶温度、结晶速率常数和结晶热。还确定非织造材料和膜的熔解热和熔点。在某些情况下，上述变量可从表格中找到。然而，当这些变量不易从表格中获得时，可应用下列工序。根据ASTMD5930确定热导率j艮据BSENISO845确定密度。根据ASTME1269确定热容量。根据ASTMD3418确定熔融/结晶转变。根据ASTME793确定熔解/结晶热。ii.确定层压成形处理和机械活化处理的工艺条件。确定基底从粘合剂涂覆点行进至与弹性膜粘着点的距离。另外，还确定中间层压结构(即基底、粘合剂、和弹性膜)在粘着点和由活化辊导致的啮合点之间行进的距离。iii.将源自步骤i和步骤ii的特性值输入到瞬态热模型中。iv.运行该瞬态热模型。V.存储由瞬态热模型计算出的温度值。在运行之后，瞬态热模型提供计算出的基底、粘合剂和弹性膜在即将由活化辊。齿合之前的温度。3.根据源自被模拟的机械活化处理的计算结果，将模拟设备装备上适当的第一和第二组齿。可在模拟设备中设施具有不同节距的齿。根据第一和第二活化辊上的齿的节距选择第一和第二组齿。另外，还根据第一和第二活化辊上的齿的啮合深度选择第一和第二组齿。齿最小要至少等于长度EM加上样本的厚度。4.校准模拟设备。用于校准高速研究压机的工序描述于美国专利6,843,134中。5.将由步骤2的测量所得的活化参数输入到驱动控制器中。用于控制滑架的公式详细地讨论于下列专利中授予Anderson等人的名称为"RingRollingSimulationPress"的美国专利6,843,134和2003年4月24曰提交的名称为"ASimulationApparatus"的美国专利申请10/422,879。应当注意，不要将步骤2e的过程外加应变用于模拟中。应当将样本处理至损坏。因此，将用于此模拟的应变设定为大于或等于1000%。6.将中间拉伸层压体的样本安装在模拟设备的夹持器中。如图6所示，安装样本400使得样本400的第一端区475纵向地定位在第一齿410的外侧。类似地，安装样本400使得样本400的第二端区476纵向地定位在最后齿412的外侧。样本400的宽度应当小于第一组齿402的宽度420。将样本400绷紧地安装在夹持器中使得当第二组齿啮合第一组齿402时，样本400将取决于夹持器被安装的位置而经历应变而不只是相对于第一组齿402或第二组齿位移。在模拟之前，样本400的应变不超过2%。7.在样本400上一莫拟^L械活化处理。由步骤2g确定的基底的温度用于机械活化模拟的目的。因此，必须将样本400加热或冷却。加热样本更多地描述于美国专利6,843,134中。8.存储源自步骤7的模拟的数据。9.由步骤8的模拟数据确定非织造材料的残余能量。将模拟设备中的测力传感器所经历的法向力提供给驱动控制器，所述驱动控制器将该信息提供给处理器/存储单元。由于经受模拟的样本受到应变，因此对样本做了功。因此，可将由处理器/存储单元收集到的与滑架位置数据结合的法向力数据转换为功，以表达施加到样本上的和/或由样本所吸收的能量的量。样本的活化能通过如下方式确定积分出表示测力传感器所经历的法向力对滑架位置关系的曲线下的面积。将使用按梯形规则进行的数值积分来估算前述曲线下的值。公式如下尺+f式中n=基于均匀间隔开的时间片的数据点数目；P=滑架位置(m);Fn=测力传感器力(N);并且Ea=表示样本活化能的曲线下的总能。应当注意，这些变量也适用于下文所列的公式。工件的残余能量通过下列公式确定。然后峰以外的任何点处的百分比残余能量可由以下公式求出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>式中nt=直至某个时间t的点的数目，其中t为评测残余能量百分比的时间；Ea=上文公式所述的活化能；并且ER=样本的百分比残余能量。应当注意，上文用于残余能量的公式也可比较源自被模拟样品的峰值载荷的活化能。回想在一些实施方案中，在本发明的范围内对中间拉伸层压体的选择准则为需要具有在步骤2d中计算出的过程外加应变下的大于或等于50%的残余能量。在其它实施方案中，对中间拉伸层压体的选择准则为残余能量需大于60%。发现缺陷的方法由机械活化处理造成的层压结构上的缺陷可包括孔。由于机械活化处理而在层压结构上产生的大多数缺陷可为孔。例如，在机械活化处理期间，孔可在非织造材料或膜中产生。为了本发明的目的，将孔定义为当层压结构在9.8N的力的作用下被拉伸时在拉伸层压体中产生的缺陷，所述缺陷在直径上大于或等于lmm。因此，在9.8N的张力作用下测量孔至最近的毫米数。缺陷数目可从机械活化之后的层压结构的15m的样本中测量。例如，不是根据本发明所构造的拉伸层压体可表现出每平方米超过357个孔。下文提供了根据受权利要求书保护的本发明构造的层压结构的实例。受权利要求书保护的本发明的层压结构中的缺陷数目的减少量的可变范围为约1%至约100%的缺陷^t目的减少。对于下文所列的实例，表I提供对应于如先前所定义的啮合深度的以(s")为单位的应变速率。对于下列各表中的值，机械活化处理中的活化辊具有约152.4mm的辊直径和3.81mm的齿节距。利用开孔膜的拉伸层压体的实例中间拉伸层压体样本1至9由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名HEC出售，其由位于Brentwood,TN的BBAFiberweb制造。将具有80gsm基重的弹性开孔膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造，并且具有型号VFE29002。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。将粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开1mm。该粘合剂由位于Wauwatosa，Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本10至12以及17至19由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名Prosoft出售，其由位于Worms,Germany的RKWAGRheinischeKunststoffwerke制造。将具有80gsm基重的弹性开孔膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造，并且具有型号VFE2卯02。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Wauwatosa,Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本13至16由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名Prosoft出售，其由位于Worms,Germany的RKWAGRheinischeKunststoffwerke制造。将具有80gsm基重的弹性开孔膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造，并且具有型号VFE29002。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有1mm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Bridgewater，NJ的NationalStarch制造，并且具有型号12991-10-17。以计算出的3.33m/s的纤维网速度在样本1至12中的每一个上模拟机械活化处理。以计算出的5.0m/s的纤维网速度在样本13至19中的每个上模拟机械活化处理。使这些样本经受各种啮合深度、过程外加应变、应变速率和活化温度。包括每个拉伸层压体中的缺陷数目和它们的残余能量在内的模拟结果公开于表I中。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>如表I所示，一般来讲，随着残余能量的减小，缺陷数目通常会增加。例如，比较样本1与样本9,残余能量从约72%减小至约58%,而缺陷数目相应地从每平方米约0个缺陷增加至每平方米约305个缺陷。在另一个实例中，比较样本8与样本9，残余能量从约61%减小至约58%，而缺陷数目相应地从每平方米约181个缺陷增加至每平方米约305个缺陷。如前所述，有众多因素可影响中间拉伸层压体所具有的残余能量的量。例如，如表I所示，随着应变速率的增加，残余能量通常会减小。例如，比较样本13与样本16,应变速率从约774s"增加至约1146s"，而残余能量相应地从约72%减小至约63%。另一个显著趋势是随着温度的增加，残余能量通常会减小。例如，比较样本4与样本5,活化温度从约35°C增加至约55°C,而残余能量相应地从约65%减小至约61%。又如，比较样本6与样本9，活化温度从约22摄氏度变化至约55°C,而残余能量相应地从约63%减小至约58%。相比之下，比较样本1与样本2,在55°C的活化温度下的残余能量大于在22°C下的残余能量。不受理论的约束，据信与较高应变例如高于285%相比，在较低应变例如低于285%时活化温度对残余能量的影响较小。请注意样本3和样本5之间的类似的温度增加，然而样本5中的缺陷数目只略微小于样本3中的缺陷数目。另外，改性中间拉伸层压体的材料也可影响拉伸层压体由于机械活化处理所表现出的缺陷数目。例如，比较样本4与样本12，样本12的缺陷程度为每平方米78个缺陷，这与样本4的每平方米38个缺陷形成对照。这些样本经受全同的活化温度、过程外加应变、应变速率和啮合深度；然而，样本4的非织造材料和样本12的非织造材料源自不同的制造商，因而可能具有不同的化学组成。利用平膜的拉伸层压体的实例中间拉伸层压体样本20至21由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名HEC出售，其由位于Brentwood,TN的BBAFiberweb制造。将具有80gsm基重的弹性平膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造，并且具有型号VFE29969.将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Wauwatosa,Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本22由两层每层均具有17gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名SMS出售，其由位于Brentwood,TN的BBAFiberweb制造。将具有67gsm基重的弹性平膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造，并且具有型号31598。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Wauwatosa,Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本23至24由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名ProsoftTM出售，其由位于Worms,Germany的RKWAGRheinischeKunststoffwerke制造。将具有60gsm基重的弹性平膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Jackson,MO的NordeniaUSA,Inc.制造，并且具有型号RR。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Wauwatosa,Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本25至26由单层具有27gsm基重的非织造材料构造。该非织造材料以商品名ProsoftTM出售，其由位于Worms,Germany的RKWAGRheinischeKunststoffWerke制造。将具有80gsm基重的弹性平膜以面对面取向接合到非织造材料上。该膜由位于Richmond,Virginia的TredegarCorp.制造并且具有型号VFE29969。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Wauwatosa,Wisconsin的Bostik制造，并且具有型号H2861。中间拉伸层压体样本27至28由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名HEC出售，其由位于Brentwood,TN的BBAFiberweb制造。将具有60gsm基重的弹性平膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Jackson,MO的NordeniaUSA,Inc.制造，并且具有型号RR。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开1mm。该粘合剂由位于Bridgewater,NJ的NationalStarch制造，并且具有型号12991-10-14。中间拉伸层压体样本29至30由两层每层均具有27gsm基重的非织造材料构造成。这些层的非织造材料以商品名HEC出售，其由位于Brentwood,TN的BBAFiberweb制造。将具有60gsm基重的弹性平膜夹置在这两层非织造材料之间。该膜由位于Jackson,MO的NordeniaUSA,Inc.制造，并且具有型号RR。将粘合剂以7gsm涂覆到所述非织造材料上。粘合剂以条状图案涂覆，所述图案具有lmm的粘合剂条并且相邻条之间间隔开lmm。该粘合剂由位于Bridgewater，NJ的NationalStarch制造，并且具有型号12991-10-16。以计算出的3.33m/s的纤维网速度在样本20至23的每个上模拟机械活化处理。以计算出的5.0m/s的纤维网速度在样本24中的每个上模拟机械活化处理。使这些样本经受各种啮合深度、过程外加应变、应变速率、和活化温度。包括每个拉伸层压体中的缺陷数目和它们的残余能量在内的模拟结果公开于表II中。表II<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>如表II所示，与开孔膜相同的趋势对于被测试的平膜也适用。即，随着残余能量的减小，缺陷数目通常会增加。例如，比较样本20与样本22,残余能量从约61%减小至约46%，而缺陷数目相应地从每平方米约0个缺陷增加至每平方米约357个缺陷。类似地，应变速率和活化温度这些因素也可影响残余能量的量。在发明详述中引用的所有文件都在相关部分中引入以供参考。对于任何文件的引用不应当解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与引入以供参考的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明实质和范围的情况下可以做出多个其他改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。本文所公开的尺寸和值不旨在被理解为严格地限于所述的数值大小。相反，除非另外指明，每个这样的尺寸是指所引用数值和围绕那个数值的功能上等同的范围。例如，公开为"40mm"的尺寸旨在表示"约40mm"。权利要求1.一种生产拉伸层压体(100)的方法，所述方法包括以下步骤a)形成中间拉伸层压体(90)，其中形成所述中间拉伸层压体包括以下步骤i)提供第一基底(103)；ii)通过粘合剂(116)将弹性膜(118)粘着到所述第一基底的表面上，使得所述第一基底和所述弹性膜处于面对面取向，特征在于所述中间拉伸层压体(90)在预定的外加应变下具有大于约46％的残余能量；和b)以至少约100s-1的应变速率机械活化所述中间拉伸层压体(90)。2.权利要求1的生产拉伸层压体的方法，其中所述预定的外加应变大于或等于约100%。3.权利要求1的生产拉伸层压体的方法，其中所述预定的外加应变大于或等于约300%。4.<image>imageseeoriginaldocumentpage2</image>5.权利要求1的生产拉伸层压体的方法，其中所述应变速率大于或等于约500s"。6.前述任一项权利要求的生产拉伸层压体的方法，所述方法还包括在第一温度T,下机械活化所述第一基底、在第二温度T2下机械活化所述粘合剂、以及在第三温度T3下机械活化所述膜的步骤。7.权利要求6的生产拉伸层压体的方法，其中所述第二温度T2大于所述第一温度T,，并且其中所述第一温度T,大于所述第三温度T3。8.权利要求1至5的生产拉伸层压体的方法，其中所述形成中间拉伸层压体的步骤还包括以下步骤iii)提供第二基底(105);和iv)通过粘合剂(116)将所述弹性膜粘着到所述第二基底的表面上，使得所述第二基底和所述弹性膜处于面对面取向。9.权利要求8的生产拉伸层压体的方法，所述方法还包括在第一温度T,下机械活化所述第一基底和所述第二基底、在第二温度T2下机械活化所述粘合剂、以及在第三温度T3下机械活化所述膜的步骤，并且其中所述第二温度T2大于所述第一温度T,，并且其中所述第一温度T,大于所述第三温度T3。10.—种根据权利要求8至9构造的拉伸层压体。全文摘要本发明公开了一种生产拉伸层压体的方法，所述方法包括形成中间拉伸层压体。形成中间拉伸层压体包括提供第一基底以及通过粘合剂将弹性膜粘着到第一基底的表面上。第一基底和弹性膜处于面对面取向。中间拉伸层压体在预定的外加应变下具有大于或等于50％的残余能量。形成拉伸层压体的方法还包括以至少100s^-1的应变速率机械活化中间拉伸层压体。文档编号A61F13/15GK101389475SQ200780006650公开日2009年3月18日申请日期2007年2月23日优先权日2006年2月24日发明者乔治·S·赖辛,巴里·J·安德森,约瑟夫·L·格罗尔梅斯,让-菲利普·M·奥特兰,阿南德·R·文基塔拉曼申请人:宝洁公司