使用直接接触热轧辊控制织物收缩的制造弹性层压制品的方法

专利名称：使用直接接触热轧辊控制织物收缩的制造弹性层压制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造层压弹性织物的方法，该弹性织物用作弹性化 结构，更明确地说，用于比如窗户防雨板的户外应用中。
背景技术：
许多一次性或非一次性物品具有形成物品中的一或多个可膨胀或可 拉伸部分的层压弹性组成部分。例如，这些类型的物品中的一些包括汗 带、绷带、弹性腰带、 一次性尿布中的侧裁片和腿部翻边。 一次性尿布 的层压弹性组成部分可包括两层无纺织物，在它们之间有粘附的弹性线。 弹性线在预拉伸状态下层压到无纺层上。当弹性线松弛时，无纺材料皱 褶。整体制造层压弹性制品的所需的机器和设备非常复杂。通常，弹性线和衬底通过粘合剂连接在一起，比如热熔压敏粘合剂。 热熔粘合剂通常在环境温度下以固态存在，且可以通过施加热量而转换 成可流动的液态。在这些应用中，热熔粘合剂被加热到其熔融状态，然 后涂敷到衬底上。然后立即将第二衬底层压到第一衬底上，粘合剂随着 冷却而凝固，形成牢固的结合。热熔粘合剂的主要优点是没有液体载体， 从而取消去除水分或溶剂所需的成本较高的干燥步骤，而这对于水基或 溶剂基粘合剂来说会有液体载体。而且，热熔粘合剂可以配制成具有较短的可用时间(open time),因此不需要任何固化和/或交联。因此，在 应用时热熔粘合剂通常具有高"湿(green)"强度。适当的热熔粘合剂 必须具有粘结所含衬底的适当的粘合强度，且还必须具有足够的柔性、 着色或渗胶阻力、适当的粘度和在商用设备上运行的可用时间、在存储 条件下可接受的稳定性、和在正常应用温度下可接受的热稳定性。在层压制品的制造中采用的热熔粘合剂已经使用许多不同的聚合 物。在这方面，典型的热熔粘合剂已经采用包括苯乙烯一异戊二烯一苯 乙烯(SIS);苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS);苯乙烯一乙烯一丁烯一 苯乙烯(SEBS);乙烯一乙酸乙烯酯(EVA);无定形聚a—烯烃(APA0) 的聚合物。虽然这些聚合物，在正确地混合时在比如尿布或包装材料的 典型一次性物品结构中采用的大多数衬底之间形成可接受的粘接，但它 们具有一些缺点，这些缺点降低了比如窗口防雨板的户外应用中的有用 性。热熔粘合剂的最显著的缺点之一是它们的耐久性。典型的热熔粘合 剂在包括大温度极限的条件下不能很好地完成任务，比如在夏天和冬天 的温度可以显著变化的户外应用中。而且，热熔粘合剂的长期老化，即 UV稳定性也是暴露于阳光的户外应用所关心的因素。因此，使用具有长 期强度、UV稳定且可以在温度变化下完成任务而将用于户外应用的层压 结构粘结在一起的粘合剂看起来是合理的。然而，为了获得这些特性， 人们必须期待可固化的或可交联的粘合剂，比如基于聚氨酯的粘合剂。 遗憾的是，由于需要固化和/或交联、以及固化和/或交联的时间，这些 粘合剂具有较低的"湿"强度，因此在初始的应用中具有不足的粘合能力。结果，在弹性化层压织物中使用比如聚氨酯的可固化或可交联的粘 合剂是不实际的，因为在制成之后织物可能部分分层。US6491776公开了一种制造层压的、皱褶的弹性织物的方法，该方法 利用热熔压敏粘合剂和可固化粘合剂的组合来克服每种单独的粘合剂的 缺点。在'776专利的工艺中，热熔压敏粘合剂，比如苯乙烯一异戊二烯 一苯乙烯(SIS)基粘合剂涂敷在弹性线上，可固化粘合剂比如基于聚氨 酯的粘合剂涂敷在衬底之一上。此后，两衬底和弹性线受压而形成层压 弹性织物，同时保持弹性线处于其拉伸状态。在层压制品上保持加工方 向的张力，直到热熔粘合剂冷却且把所述层粘合在一起。此后，释放加 工方向上的张力，使弹性织物收縮而形成皱褶的弹性织物。压敏热熔粘 合剂是热塑性粘合剂，该粘合剂提供最初将层压的弹性织物粘合在一起 所需的湿强度，而可固化粘合剂为所述结构提供在温度极限范围上的长 期强度，以及优良的紫外光稳定性，这是比如窗户防雨板的户外应用所 需的。为了用作窗口防雨板，通过US6491776公开的工艺生产的皱褶的弹 性织物必须在一侧用另一种粘合剂涂敷，通常是丁基粘合^！1，然后用释 放衬或薄膜覆盖。为了实现这一目的，层压制品首先加热到约200°F至 约300°F的温度，然后冷却，而它将沿加工方向收縮。这些加热和冷却 步骤是在试图使层压制品的拉伸性最大化中执行的，因为加热和随后的 冷却可以使衬底软化且弹性线更完全地收縮。在收縮之后，将丁基粘合 剂涂敷在释放衬上，然后释放衬及其上的丁基粘合剂层压在皱褶的弹性 织物上。在使用中，人们仅剥离释放衬，拉伸弹性层压制品，然后将其压在窗户开口周围定位。加热层压制品而使其沿加工方向收縮的工艺通常是通过输送层压制 品经过热非接触炉完成的。虽然这种类型的加热将导致层压制品的皱縮 或收縮，但它没有热控制，所以皱縮或收縮的量和方向不可预测。结果， 层压制品可能变扭曲。例如，层压制品可能沿加工方向变"偏斜"，即不 再是沿加工方向笔直，层压制品可能随着沿加工方向的偏移程度变化而变成"S形"。另一个问题包括称作"烟囱状巻边"(stove—piping),即 层压制品的纵向边缘向上或向下巻曲，而不是平面形状，层压制品的横 截面是弧形的。偏斜是加工方向上不均匀收縮的结果，而烟囱状巻边或 巻曲是横切加工方向上的不均匀收縮的结果。如果层压制品在加工方向 上偏斜或在横切加工方向上变巻曲，那么层压制品在用于包装的扎制站 (festooning station)不能容易地巻绕和/或装箱。结果，希望提供一 种为消除偏斜和烟囱状巻边而提供层压制品收缩的热控制的制造工艺。发明内容本发明提供了一种控制加热的弹性织物的尺寸收縮以形成消除了不 希望的偏斜和烟囱状巻边的皱褶弹性层压制品的方法。该方法包括步骤: 沿加工方向输送弹性预成型织物，其中弹性预成型织物沿加工方向被拉 伸，然后通过使其一个或两个侧面与至少一个加热辊接触而加热拉伸的 弹性预成型织物。此后，拉伸的弹性预成型织物随其冷却且离开加热辊 向下游移动而收縮，形成皱褶的弹性层压制品。优选地，拉伸的弹性预 成型织物以曲折路径与多个顺序排布的辊接触，而使其一个或两个侧面被加热到所需温度。在加热辊的热外表面和拉伸的弹性预成型织物的外 表面之间的均匀热传递以及当织物被加热时预成型织物自身的同时拉伸 提供了织物收縮的所需热控制。此外，与加热辊直接接触比在空气对流 炉中加热层压制品更有效。皱褶的弹性层压制品可以在一个侧面上涂敷 比如丁基粘合剂或压敏热熔粘合剂的压敏粘合剂，且如果需要，可以在 粘合剂上施加释放衬以形成用于窗户防雨板的弹性层压制品。该方法通过在工艺过程中在线加热预成型织物而有利地保持了对织 物收縮的控制。在线加热，优选地在织物被拉伸时通过使预成型织物在 加热辊上经过而进行，这在加热辊和预成型织物之间提供了均匀的热传 递。这种均匀的热传递与随着织物在加热辊上向下游运动而横跨其整个 宽度的预成型织物的加工方向的均匀张紧一起导致在横过加工方向上的 材料巻曲以及加工方向上的不均匀收缩最小化或消除。使用热辊的在线 加热还增加了最终弹性层压制品在加工方向上的收縮，从而提供具有宽 范围拉伸性的更多用途最终产品。在本发明的另一方面，提供了一种制造弹性层压制品的方法。该方 法包括步骤沿加工方向输送第一衬底，沿加工方向输送与第一衬底对 齐的第二衬底，以弹性线材料沿加工方向被拉伸且与第一和第二衬底对 齐的方式输送在第一和第二衬底之间的一排弹性线材料。比如基于苯乙 烯一异戊二烯一苯乙烯的粘合剂的热熔压敏粘合剂涂敷在弹性线材料 上，比如基于聚氨酯的粘合剂的可固化粘合剂涂敷在衬底之一或两个衬 底上。在保持弹性线材料处于其拉伸状态同时，两衬底和弹性线材料受 压而形成层压弹性织物。然后拉伸的弹性预成型织物通过使其至少一个侧面与至少一个加热辊接触而在线加热，此后随着织物冷却和离开加热 辊向下游移动而允许在加工方向上松弛和收縮，以形成皱褶的弹性层压 制品，该制品具有明显大于如果预成型织物没有加热就己经收縮的加工 方向上的收縮度。释放衬沿加工方向输送且与皱褶的弹性层压制品对齐， 压敏粘合剂涂敷在皱褶的弹性层压制品上或释放衬上。然后，铍褶的弹 性层压制品和释放衬受压而形成弹性层压制品，尤其用作窗户防雨板。涂敷在所述线上的压敏热熔粘合剂是热塑性粘合剂，该粘合剂提供 最初将层压的弹性织物粘合在一起所需的湿强度，而涂敷到一或两个衬 底上的可固化粘合剂为所述结构提供在温度极限范围上的长期强度、以 及优良的紫外光稳定性，这是比如窗户防雨板的户外应用所需的。因此 压敏热熔粘合剂必须具有足够的强度，以最初将弹性线粘合在位。 一个 优选示例是用在比如尿布的一次性物品中粘合弹性线内的热熔粘合剂。 可固化粘合剂可以是多种单组分或双组分粘合剂的任何一种。可固化粘 合剂优选使用热熔涂敷设备涂敷。例如，如果是单组分系统，粘合剂可 以是热固化或湿固化，但优选是湿固化聚氨酯基的。如果是双组分系统， 那么可固化粘合剂也可以是尿烷基或可以是环氧基。两衬底优选由纺粘高密度聚乙烯织物和低密度聚乙烯薄膜组成。压敏热熔粘合剂以在每平方米加约2至20克的范围内涂敷，但优选以每平 方米加约15克的水平涂敷。同样，可固化粘合剂以在每平方米加约2至 20克的范围内涂敷，但优选以每平方米加约6克的水平。因此，本发明的方法不仅克服了每种单独的粘合剂的缺点，而且克 服了现有技术中在最终产品上涂敷丁基粘合剂和释放衬之前在单独的热空气对流炉内加热的方法的缺点和质量控制问题。优选的是，该方法用 于制造特别适用于比如窗口防雨板的户外应用的弹性层压制品。在阅读 了附图及其描述之后，本发明的各种其他特征、目的和优点对于本领域 的技术人员来说是明显的。


附图示出了目前可想到的实现本发明的最佳方式。 在附图中图1是用作窗口防雨板且根据本发明的方法制成的弹性层压制品的 透视图；图1A是更详细地示出了其组成部分的图1的弹性层压制品的端视图；图2是示出了用于制造图1所示的弹性层压制品的设备的示意图， 其中仅弹性预成型织物的一个侧面被加热；图2A是类似于图2的示意图，示出了第二实施例，其中预成型织物的两个侧面都被加热；图2B是类似于图2和2A的示意图，示出了第三实施例，其中工艺是不连续的；图3是在图2的工艺中制造的弹性预成型织物的顶视图，示出了随 着层压制品中的弹性松弛，预成型织物拉伸的不同程度；图4是沿图3的线4一4截取的局部剖视图，示出了相对皱褶状态下 的预成型织物；图5是沿图3的线5 — 5截取的局部剖视图，示出了拉伸状态下的预 成型织物；图6是沿图3的线6—6截取的局部剖视图，示出并夸张了在两个衬 底层之间的粘结结合和穿过其延伸的弹性线；图7是沿图3的线7 — 7截取的局部剖视图，进一步示出了保持在两 个衬底层之间的一根弹性线。具体实施方式

如在此所用，术语"弹性层压制品"指的是通过图2和/或图2A所 示的工艺制成且分别用标记10和/或10A标识的最终产品。该最终产品 包括由皱褶的弹性织物(在这里用标记8、 8A和/或8B标识)构成的层 压体、释放衬、以及位于皱褶的弹性层压制品与释放衬之间的压敏粘合 剂。该最终产品可以用在比如窗口防雨板的户外应用中。如在此所用，术语"弹性预成型织物"或"预成型织物"指的是通 过图2、图2A和/或图2B所示的工艺制成且分别用标记2、 2A和/或2B 标识的初始层压体。该初始层压体包括一或多个衬底、沿加工方向拉伸 的弹性层、以及将衬底和拉伸的弹性层粘结在一起的粘合剂层，且是在 释放加工方向的线张力之前和层压体收縮之前形成的拉伸层压体。如在此所用，术语"皱褶的弹性织物"或"皱褶的织物"指的是上 面定义为"弹性预成型织物"或"预成型织物"的初始层压体，但是在 释放了加工方向的线张力之后并在层压体收縮成皱褶结构之后形成的层 压体，并用标记8、 8A和/或8B标识。图1示出了一条根据本发明的方法和本发明的设备构成的弹性层压制品10。虽然在图1中仅示出了弹性层压制品10的一部分，但应当理解 弹性层压制品IO具有连续的长度，该长度后来被最终用户切割成所需的长度。弹性层压制品io优选地以圈的形式被存储和配送。在其优选实施例中，弹性层压制品10约8英寸宽，但弹性层压制品10的宽度可以根 据应用场合而变化。在本发明的优选实施例中，弹性层压制品10包括由 四十六根相邻的单独弹性线14组成的弹性层，它们沿层压制品10的连 续长度沿加工方向纵向延伸。应当理解，根据本发明，根据弹性层压制 品10的具体最终使用，可以使用更多或更少数目的弹性线14。在优选实 施例中，弹性线14是单根Lycra⑧XA线，一种可以从Invista, Inc.公 司商业上得到的嵌段聚氨酯。可以想到，弹性层可以由可替代弹性线14 的其他类型的弹性材料组成，比如各种弹性薄膜、网、薄纱、丝或粘合 剂组成，只要它们为层压制品10提供所需的弹性。现在具体参照图1A，弹性层压制品10优选包括皱褶的弹性织物8、 释放衬4、以及位于织物8和衬4之间的压敏粘合剂6。皱褶的织物8在 图3和4中示出，且结构上与在图5、 6和7中示出的预成型织物2相同， 因为结构8和2都由第一衬底或层16、第二衬底或层18、弹性线14、以 及用于将两衬底16, 18和线14结合在一起的粘合剂层20组成。然而， 区别是织物2没有收縮(参见图5)，而织物8在图2所示的工艺中收縮 了 (参见图4)。应当指出的是本发明不限于仅有两个衬底的织物和/或层 压制品。在此公开的制造技术可以用于具有多于两个衬底的，即多层的 弹性层压制品、皱褶的织物和/或弹性预成型织物，或者甚至可以用于具有一个衬底，即单层的织物或层压制品。在图6所示的优选结构中，第 一衬底16和第二衬底18将弹性线14捕获并夹在它们之间。根据皱褶织 物8和/或弹性层压制品IO所需的最终应用，在某些情况下，第一衬底 16和第二衬底18可以是相同类型的材料，在另一些情况下，它们可以是 不同类型的材料。作为具体的示例，第一衬底16的优选组成是可从Du Pont得到的商标名为Tyvek⑧的纺粘、高密度聚乙烯织物材料。第二衬底 18优选为可从多个供应商比如从Clopay， Inc公司得到的线性低密度聚 乙烯薄膜材料，但也可以由任何许多其他的聚烯烃薄膜组成。参照图6和7，弹性线14通过粘合剂层20保持在第一衬底16和第 二衬底18之间而形成预成型织物2。弹性线14粘附到第一衬底16和第 二衬底18上。适当的粘合剂包括层20具有合适的粘合剂性能，从而防 止弹性线14在衬底16和18之间滑动。此外，所选的粘合剂层20应当 提供足够的粘合，而使第一衬底16粘附于第二衬底18。在本发明的优选 实施例中，粘合剂层20实际上由两种不同的粘合剂组成，即，压敏热熔 粘合剂，比如可以从Bostik， Inc.公司(本发明的受让人)得到的苯乙 烯一异戊二烯一苯乙烯(SIS)基的粘合剂产品No.H2385,以及可固化粘 合剂，比如也可以从Bostik， Inc.公司得到的脂肪族湿固化聚氨酯基的 粘合剂产品No. XPU 18228。在弹性层压制品10中使用的释放衬4可以由最初粘附到粘合剂6上 但可以容易地去除或剥离而露出粘合剂6的任何片材或薄膜材料组成。 因此，在衬和粘合剂6之间的结合必须足以保持衬4在粘合剂6在位， 但没有强到衬4不能容易地从粘合剂6上剥离，或当剥离时导致粘合剂6粘结失效、或当剥离时导致粘合剂6和衬底18之间粘结失效。释放衬在 本领域是公知的，优选衬4的一种类型包括渗硅纸。衬4也可以由其他 材料比如渗硅聚丙烯和/或渗硅聚乙烯组成。粘合剂层6可以由任何压敏粘合剂组成，比如天然的和/或合成的橡 胶粘合剂。典型的合成橡胶粘合剂包括丁基粘合剂、聚异丁烯粘合剂、 异丁烯共聚物粘合剂、和基于苯乙烯类嵌段共聚物的热熔粘合剂。用于 比如窗户防雨板的户外应用的优选粘合剂是丁基粘合剂。丁基粘合剂通 常基于且包括丁基聚合物，比如丁基、溴丁基、氯丁基、星型支化丁基 和星型支化卤丁基。星型支化丁基聚合物(规则的丁基和卤代丁基)是 异丁烯和异戊二烯形成的共聚物，包括苯乙烯嵌段支化剂。丁基粘合剂 很容易商业上得到，比如Bostik， Inc.公司的商品1183。聚异丁烯粘合 剂容易商业上得到，比如Bostik， Inc.公司的商品H9135—01。由本发明的工艺制成的预成型织物2可以通过使用如图2示意地示 出的高速(例如每分钟150—600英尺)层压机将第一和第二衬底16， 18 以及一排弹性线材茅斗14结合在一起而制造。术语"排"指的是粘合在衬 底16， 18之间的线14的排布或样式。在织物2中，线14沿加工方向送 进，且在一个平面内互相平行且间隔开。本领域的技术人员将认识到可 以使用不同的排列。也可以理解，为方便起见图2将一排线14作为一根 线示出，因此图2中的这根线表示线14的整个排。第一衬底16为薄膜 形式或片材形式，且从供应辊22输送，并以预定的速度朝向粘合剂涂敷 器28且围绕辊26输送到在压送辊24和25之间形成的辊隙29。在层压 工艺中， 一排弹性线14沿加工方向排列，且在加工方向上的张力作用下处于拉伸状态，优选在其松弛长度的150%至350%之间，更为优选的是 在约200%—300%之间的延伸率。弹性线应当被充分拉伸，以使第一和 第二衬底16， 18皱褶，但不拉伸到弹性线14断裂而使工艺中断。这一排弹性线14从弹性线解绕工位30输送到辊隙29。弹性线解绕 工位30是本领域公知的，包括多个用于分配单独的弹性线14的线轴(未 示出)。弹性线14被从位于工位30内的线轴拉出，且被预拉伸至其松弛 长度的至少150%。在本发明的优选实施例中，弹性线14被预拉伸至大 约其松弛长度的280%。一旦被预拉伸，弹性线14绕惰辊27输送，然后绕辊26并送入辊隙 29中。层压机以约300英尺/分钟的线速度运行，但可以根据条件调节。 第二衬底18也为薄膜形式或片材形式，且从供应辊32输送，与衬底16 和线14对齐，并以与衬底16和线14相同的线速度送入机器的辊隙29 中。优选的是，第一和第二衬底16， 18是宽度约8英寸的片材。在结合 在一起之后，衬底16， 18最终被横向或沿横跨方向在层压机的下游被切 断，而形成分别具有所需宽度和长度的任何数目的层压构件。可固化粘合剂，比如湿固化粘合剂，例如湿固化基于聚氨酯的粘合 剂使用粘合剂涂敷器28涂敷在衬底16上。可选地，可固化粘合剂也可 使用粘合剂涂敷器34涂敷在衬底18上。适当的涂敷器的示例是喷射涂 敷器和狭缝涂敷器，优选是狭缝涂敷器。粘合剂，比如压敏热熔粘合剂也使用粘合剂涂敷器35涂敷在线14 上。适当的粘合剂涂敷器的示例是喷射涂敷器和狭缝涂敷器。热熔粘合 剂可以在热容器内保持熔融状态，分别经喷嘴或模孔泵出并涂敷在线14上。在图2所示的实施例中，粘合剂被熔吹或喷射在这排弹性线14上。 在第一衬底16是纺粘高密度聚乙烯织物、且第二衬底18是线性低密度 聚乙烯薄膜的优选实施例中，粘合剂优选涂敷在线14面对低密度聚乙烯 片的侧面上。而且，推荐首先将可固化粘合剂涂敷在衬底16上，然后将 热熔粘合剂涂敷在线14上。在由反向旋转压送辊24和25形成的辊隙29处，第一衬底16和这 排弹性线14与从供应辊32输送的第二衬底18接触。第一和第二衬底16， 18在辊隙29处被迫(通过压縮)直接接触拉伸的这排弹性线14、热熔 粘合剂和可固化粘合剂，形成张紧的或拉伸的弹性预成型织物2，其中拉 伸的弹性线14夹在第一和第二衬底16， 18之间。在经过辊隙29之后，随着织物向下游运动，加工方向上的张力保持 在预成型织物2上。张紧的或拉伸的预成型织物2在图5中示意地示出。 随着它继续向下游运动，拉伸的预成型织物2被在线加热。在线加热是 通过一或多个加热辊接触预成型织物2而基本上同时向预成型织物2的 衬底16， 18的一个或两个侧面施加热量完成的。在优选的方法中，有一 或多个(在图2中示出了三个)加热辊42， 44， 46，且预成型织物2的 较平表面以曲折的路径与每个加热辊42， 44， 46的较平的外表面接触， 而使热量仅施加到织物2的一个侧面，如图2所示。因此，在约每分钟 300英尺的优选线速度下，加热辊42， 44， 46与衬底18的外表面接触， 从而加热预成型织物2的该侧面，为整个织物2提供均匀的热传递。然 而，如果需要，也可以使用多个系列的在线辊。通常，辊42， 44， 46充 满温度范围从约250。F至约300。F的热油，这将在离开辊46的表面之前把预成型织物2加热到约200°F至约250°F。虽然在图2中示出了三个加 热辊，但根据加热所需的时间和温度，显然可以采用任何数目的加热辊。在加热之后，预成型织物2从加热辊42， 44和46向下游运动，且 冷却。隨着它冷却，预成型织物2也沿加工方向收縮和松弛，形成铍褶 的织物8。由于线速度的减小，加工方向上的张力在辊42， 44， 46之后 释放，线速度的减小使弹性线14收縮，而由于多个层以可折叠的方式铍 褶致使预成型织物2的长度减小，形成皱褶的预成型织物8。铍褶的预成 型织物8在图4中示意地示出。这种收縮工艺在图3中示意地示出。在织物8冷却且皱褶到所需的程度之后，织物8输送到压送辊50， 52之间形成的辊隙48。基本上同时，释放衬或片54从供应辊56输送， 且以等于皱褶织物8的线速度的预定速度向辊隙48输送。使用粘合剂涂 敷器58将压敏粘合剂层6比如丁基粘合剂涂敷在释放衬54上。适当的 涂敷器的示例是喷射涂敷器和狭缝涂敷器，优选是狭缝涂敷器。应当指 出的是，如果需要，粘合剂层6也可以涂敷到皱褶的织物8上，具体地 说，是衬底18的外表面上。然而，通常将粘合剂层6直接涂敷在释放衬 54上更方便。释放衬54和皱褶的织物8与粘合剂层6 —起在反向旋转压送辊50， 52形成的辊隙48处互相接触。皱褶织物8和释放衬54在辊隙48处通过 压縮与粘合剂层6直接接触而压在一起，形成弹性层压制品10。此后， 层压制品10输送到图2中示意地示为64的重绕机，使层压制品10可以 以巻的形式存储。弹性层压制品10在作为端视图的图1A中示意地示出， 其中层压制品10的皱褶用标记12表示。重要的是，当弹性线14上的张力被释放而形成皱褶的预成型织物8 时，热熔粘合剂已经在第一和第二衬底16， 18与这排弹性线14之间形 成强粘合。因此，重要的是，热熔粘合剂具有较高的初始粘着性，从而 快速提供线14与衬底16， 18之间的强粘合。优选的是，还希望粘合剂 具有良好的高温蠕变阻力，从而将线14充分地粘合就位。优选示例包括 热塑性热熔压敏粘合剂，它们具有从包括苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯 (SIS);苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS);苯乙烯一乙烯一丁烯一苯乙 烯(SEBS);乙烯一乙酸乙烯酯(EVA);无定形聚a—烯烃(APA0);和乙 烯一苯乙烯共聚物(ESI)的组中选择的聚合物。如果需要，也可以使用 压敏粘合剂的混合物。大多推荐的是基于苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯 (SIS)嵌段共聚物的粘合剂。优选的热熔压敏粘合剂是SIS基产品，可 以从Bostik, Inc.公司得到的产品No. H2385。热熔粘合剂优选这样选择，即它在各层之间提供良好的结合强度， 且还具有良好的紫外光和热稳定性。通过从不同的容器输送到不同的喷 孔，可以使用热熔粘合剂成份的组合。例如，可以涂敷第一热熔粘合剂， 该第一热熔粘合剂具有较高的初始粘性，比如苯乙烯一异戊二烯一苯乙 烯热熔粘合剂，如本领域公知的用于尿布制造中的那些，随后从不同的 孔供应另一种热熔粘合剂，该粘合剂具有其他所需的属性，比如增加柔 性，这可能也是比如防雨板的户外应用所需的。除了上述的热熔压敏粘合剂之外，本发明的工艺使用可固化的粘合 剂为弹性层压制品IO提供长期强度和耐久性。在比如窗口防雨板的应用 中，弹性层压制品IO将经受宽范围的温度极限，由于夏天和冬天的温度以及阳光，这需要层压体具有优良的长期老化特性，即uv稳定性。如上所述，虽然热熔压敏粘合剂具有优良的"湿"强度，以在制造过程中最 初将层压体保持在一起，但这些热熔粘合剂不具有足够的长期强度、耐 温性和耐久性。因此，可使用可固化粘合剂，比如热固化、紫外光固化(uv固化)、或湿固化的单组分粘合剂，或可交联的双组分粘合剂。优选的可固化粘合剂是聚氨酯基的，且更优选的是脂肪族湿固化聚氨酯，可以从Bostik， Inc.公司得到的标识为XPU18228的产品。其他示例包括双 组分聚氨酯和双组分环氧粘合剂。当使用湿固化粘合剂时，至少衬底之 一应当是水分可渗透的。可固化粘合剂使用狭缝涂敷器28直接涂敷在衬 底16上和/或使用狭缝涂敷器34涂敷在衬底18上。然后，在进入辊隙 29之前，热熔压敏粘合剂熔吹或喷射在弹性线14上。可固化粘合剂可以 在每平方米加约2至20克的范围内涂敷，但优选以每平方米加约6克的 水平涂敷。同样，压敏热熔粘合剂可以在每平方米加约2至20克的范围 内涂敷，但优选以每平方米加约15克的水平熔吹或喷射在线14上。优 选的热熔压敏粘合剂是SIS基产品，可以从Bostik， Inc.公司得到产品 No. H2385。图2A示出了制造弹性层压制品IO的工艺的另一实施例。图2A所示 的所有设备和工艺步骤与关于图2所述的相同，除了加热步骤之外。因 此，相同的设备用字母"A"标识。对于加热步骤，图2A示出了预成型 织物2A的两个侧面都可以加热，而不是如图2所示仅一个侧面。实现加 热两个衬底16A和18A的一种方法是使预成型织物2A与多个加热辊66， 68和70的外表面沿曲折的路径接触。因此， 一个衬底18A接触辊66，而衬底16A接触辊68，等等，直到预成型织物2A加热到所需温度。虽然 在图2A中示出了三个加热辊，但根据加热所需的时间和温度，显然可以 采用任何数目的加热辊。图2B示出了制造弹性层压制品IO的工艺的另一实施例。图2B所示 的所有设备和工艺步骤与关于图2A所述的相同，除了图2A所示的工艺 是连续的，而图2B所示的工艺是不连续的之外。因此，相同的设备用字 母"B"标识。对于该另一工艺的不连续性，图2B示出了代替立即层压 比如丁基粘合剂的压敏粘合剂和释放衬，皱褶的弹性织物8B可以替代地 输送到J形箱72，然后输送到扎制器(festooner) 74存储。J形箱72 用作蓄积器，并还使皱褶的织物8B进一步冷却和松弛。离开J形箱72， 然后皱褶的织物8B被输送到扎制器74，在这里皱褶的织物8B通过前后 运动而在容器内形成多个层而包装，在容器内皱褶的织物8B更进一步冷 却和松弛。应当指出的是虽然图2B示出了预成型织物2B通过辊42B， 44B和46B 加热单一侧面，但也可以使用图2A所示的双侧面加热方式。而且，本领 域的技术人员将容易认识到，图2、 2A和2B仅是示意图，且图2、 2A和 2B中组成部分之间的距离仅是为了说明的目的，而不是其尺寸。一旦皱褶的织物8被扎制器74包装，就可以运离现场或存储，以便 后期使用。无论如何，弹性层压制品10可以通过后期施加压敏粘合剂和 释放衬而形成。这可以在任何所需的位置以及通过任何适当的工艺实现， 比如通过相对于图2或2A所示和所述的工艺。示例一该示例展示了弹性层压制品的形成，该层压制品包括作为其一个组 成部分的皱褶的弹性织物，该织物具有压花和绉制的闪蒸纺丝无纺高密 度聚乙烯制成的第一衬底、包括线性低密度聚乙烯薄膜的第二衬底、和夹在所述两层之间的一排Lycra⑧XA斯潘德克斯弹性线，其中两个衬底使 用两种粘合剂的组合被结合， 一种是热塑性热熔粘合剂，另一种是湿固 化聚氨酯粘合剂。皱褶织物是根据图2的工艺制备的，且在一侧覆盖有 丁基粘合剂和渗硅纸制成的释放衬。衬底是以300英尺/分钟的层压速度层压的，其中这排48根 Lycra⑧XA斯潘德克斯线具有每根丝620分特(decitex)的线密度。第 一衬底的压花侧与这排斯潘德克斯相邻。各个斯潘德克斯线等距间隔开， 其中最外的线之间的间隔为7.625英寸(19.4cm)。这排Lycra⑧XA斯潘 德克斯在层压过程中被拉伸到280%的延伸率。来自Bostik, Inc.公司的 H—2385苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯(SIS)热熔粘合剂使用来自俄亥俄 州Westlake的Nordson公司的DF2喷头直接涂敷在衬底16上，其中计 量头内的空气温度为390。F，空气压力为10psi，且可从Bostik， Inc. 公司得到的XPU 18288聚氨酯可固化粘合剂使用狭缝涂敷器直接涂敷在 宽度为8.5英寸(21.6cm)的衬底18上。苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯 (H-2385)热熔粘合剂在罐中保持380。F，以15g/i^的加量涂敷，聚氨酯 粘合剂(XPU 18288)在罐中保持250。F，且以6g/m2的加量涂敷。可用时 间(在热熔粘合剂喷射在衬底16上的时刻和Tyvek⑧片、Lycra⑧XA斯潘 德克斯，SIS热熔粘合剂，聚氨酯和聚乙烯薄膜在压送辊相遇的时刻之间 的时间)是0.43秒(对应于13英寸(33cm)的距离)。压送辊压力设定在40psi。切割机位于工艺结束的位置，宽度为8英寸(20.3cra)。加热辊42， 44， 46充满温度为275。F的热油，在加热辊的停留时间 约0. 8秒。前面标识为1183且可从Bostik， Inc.公司得到的丁基粘合剂 以0. 020英寸的加量直接涂敷在释放衬54上。已经证明，经过图2的工艺形成的加热和冷却的皱褶弹性织物8的 选定样品已经从约18英寸的最初拉伸状态收縮到约6英寸。所选样品还 没有任何加工方向上的偏斜和/或任何烟囱状巻边。相反，经过图2的工 艺没有加热的样品仅从约18英寸的最初拉伸状态收縮到约IO英寸。
权利要求
1. 一种控制弹性织物的尺寸收缩的方法，包括步骤沿加工方向输送拉伸的弹性织物；通过使所述拉伸的弹性织物的至少一个侧面与至少一个加热辊接触加热所述拉伸的弹性织物；以及在所述弹性织物冷却且向所述至少一个加热辊的下游移动的同时，使所述拉伸的弹性织物沿加工方向收缩，以形成皱褶的弹性织物。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性织物通过暴露 于空气冷却。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空气为环境温度。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括向所 述拉伸的弹性织物的相反侧面施加热量。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性织物的 相反侧面基本上同时被加热。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过使所述拉伸的弹性 织物的所述相反侧面中的每一个侧面与一个或多个加热辊接触施加热
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性织物以 曲折的路径与所述加热辊接触。
8. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，使所述拉伸的弹性织物 收縮的步骤包括减小所述织物的加工方向线速度。
9. 一种制造弹性层压制品的方法，该方法包括步骤 沿加工方向输送拉伸的弹性织物；通过使所述拉伸的弹性织物的至少一个侧面与至少一个加热辊接触 加热所述拉伸的弹性织物；在所述弹性织物冷却且向所述至少一个加热辊的下游移动的同时， 使所述拉伸的弹性织物沿加工方向收縮，以形成皱褶的弹性织物；沿所述加工方向输送释放衬；向所述皱褶的弹性织物或所述释放衬的一个侧面涂敷压敏粘合剂；以及将所述皱褶的弹性织物和所述释放衬压在一起以形成弹性层压制品。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述压敏粘合剂包括 合成橡胶粘合剂。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述合成橡胶粘合剂 从包括丁基粘合剂、聚异丁烯粘合剂、异丁烯共聚物粘合剂、和基于苯 乙烯类嵌段共聚物的热熔粘合剂的组中选取。
12. 如权利要求ll所述的方法，其特征在于，所述丁基粘合剂包括 从包括丁基、溴丁基、氯丁基、星型支化丁基和星型支化卤丁基的组中 选择的丁基聚合物。
13. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括对 所述拉伸的弹性织物的相反侧面施加热量。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性织物的相反侧面基本上同时被加热。
15. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，通过使所述拉伸的弹 性织物的所述相反侧面中的每一个侧面与一个或多个加热辊接触施加热 量°
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性织物 以曲折的路径与所述加热辊接触。
17. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述释放衬包括渗硅 纸片材。
18. —种制造弹性层压制品的方法，包括步骤 沿加工方向输送第一衬底；沿所述加工方向输送与所述第一衬底对齐的第二衬底； 输送在所述第一和第二衬底之间的一排弹性线材料，所述弹性线材 料沿所述加工方向被拉伸，且与所述第一和第二衬底对齐； 对所述衬底之一涂敷可固化粘合剂； 对所述衬底之一涂敷热塑性热熔粘合剂；将所述第一和第二衬底、所述可固化粘合剂、所述热熔粘合剂和所 述弹性线材料压在一起，以形成弹性预成型织物，同时保持所述弹性线 材料处于其拉伸状态；通过使所述拉伸的弹性预成型织物的至少一个侧面与至少一个加热 辊接触而加热所述拉伸的弹性预成型织物；释放所述弹性线材料上的加工方向张力，以使所述拉伸的弹性预成 型织物沿加工方向收縮并形成皱褶的弹性织物；在所述皱褶的弹性织物向所述至少一个加热辊的下游移动的同时， 冷却所述皱褶的弹性织物；沿所述加工方向输送释放衬；向所述皱褶的弹性织物或所述释放衬的一个侧面涂敷压敏粘合剂；以及将所述皱褶的弹性织物和所述释放衬压在一起以形成弹性层压制口叩o
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述热熔粘合剂是压 敏热熔粘合剂，它包括从包括苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯(SIS);苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS);苯乙烯一乙烯一丁烯一苯乙烯(SEBS);乙烯一乙酸乙烯酯(EVA);无定形聚a—烯烃(APA0);和乙烯一苯乙烯共 聚物(ESI)的组中选择的聚合物。
20. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述热熔粘合剂是基 于苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯的粘合剂。
21. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂从 包括单组分和双组分可固化粘合剂的组中选取。
22. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂是 基于聚氨酯的粘合剂。
23. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一衬底是高密 度聚乙烯片材。
24. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二衬底是聚烯 烃薄膜。
25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第二衬底是低密 度聚乙烯薄膜。
26. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述压敏热熔粘合剂 以每平方米约2至20克的添加量涂敷。
27. 如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述压敏热熔粘合剂 以每平方米15克的添加量涂敷。
28. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂以 每平方米约2至20克的添加量涂敷。
29. 如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂以 每平方米约6克的添加量涂敷。
30. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂从 包括热固化、紫外光固化和湿固化的单组分可固化粘合剂的组中选择。
31. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂是 湿固化聚氨酯。
32. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂和所述热塑性热熔粘合剂被涂敷在同一衬底上。
33. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂和所述热塑性热熔粘合剂被涂敷在不同的衬底上。
34. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂被 涂敷在所述第一衬底上，所述热塑性热熔粘合剂同时被涂敷在所述弹性 线材料和所述第二衬底上。
35. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂连续地被涂敷。
36. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可固化粘合剂不 连续地被涂敷。
37. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述热熔粘合剂连续 地被涂敷。
38. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述热熔粘合剂不连 续地被涂敷。
39. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述压敏粘合剂包括合成橡胶粘合剂。
40. 如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述合成橡胶粘合剂从包括丁基粘合剂、聚异丁烯粘合剂、和异丁烯共聚物粘合剂的组中选 取。
41. 如权利要求40所述的方法，其特征在于，所述丁基粘合剂包括 从包括丁基、溴丁基、氯丁基、星型支化丁基和星型支化卤丁基的组中 选择的丁基聚合物。
42. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括对 所述拉伸的弹性预成型织物的相反侧面施加热量。
43. 如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性预成型织物的相反侧面基本上同时被加热。
44. 如权利要求42所述的方法，其特征在于，通过使所述拉伸的弹性预成型织物的所述相反侧面中的每一个侧面与一个或多个加热辊接触 施加热量。
45. 如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述拉伸的弹性预成 型织物以曲折的路径与所述加热辊接触。
46. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述释放衬包括渗硅 纸片材。
全文摘要
一种制造弹性层压制品的方法，包括步骤沿加工方向输送第一衬底，沿加工方向输送与第一衬底对齐的第二衬底，输送在所述第一和第二衬底之间的一排弹性线材料。热熔粘合剂涂敷在所述线材料上，可固化粘合剂涂敷在一个或两个衬底上。然后将两个衬底和弹性线材料压在一起，以形成弹性预成型织物，同时保持弹性线材料处于其拉伸状态。然后通过使其在加热辊上输送而在线加热拉伸的弹性预成型织物，此后随着织物的冷却和离开加热辊向下游移动而在加工方向上松弛和收缩，形成皱褶的弹性层压制品。释放衬沿所述加工方向输送，且与皱褶的弹性层压制品对齐，在释放衬上涂敷压敏粘合剂。然后将皱褶的弹性织物和释放衬压在一起而形成尤其用作窗户防雨板的弹性层压制品。
文档编号B32B27/12GK101242953SQ200580047151
公开日2008年8月13日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年12月28日
发明者G·L·哈格罗夫, S·A·贝克 申请人:伯斯蒂克公司