具有交替的条带和股线的膜和用于制备其的设备和方法_4

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的贡献但仍在膜和膜制品中实现可 用的弹性特性。在一些实施例中,弹性体聚合物为膜的基重贡献最多至每平方米25克、20 克、15克、或10克。在一些实施例中,弹性体聚合物为膜的基重贡献介于每平方米5克至 10克的范围内。本文所述的膜和膜制品中的通常少量的弹性体聚合物提供与其中弹性体聚 合物对膜的基重做出较高贡献的弹性膜相比的成本优点。
[0088] 在本文所公开的膜和膜制品的可延展区域的一些实施例中,条带具有由拉伸而引 起的分子取向。在这些实施例中的一些中,条带具有由持久弹性变形造成的沿横向于条带 的方向的拉伸诱导分子取向。为实现永久变形,膜可根据膜的伸长率拉伸到至少500% (在 一些实施例中,至少600 %或750 % )。在这些实施例中,本文所公开的膜或膜制品的可延展 区域可提供其中延伸所需的力在延伸的最后部分期间迅速上升的"完全停止"弹性膜。
[0089] 在一些实施例中,本文所公开的膜沿条带的方向拉伸激活。当弹性股线在拉伸之 后松驰时,拉伸的条带起皱以形成纹理化表面。图12为这样拉伸激活的示例性膜的30倍 数字光学图像。此种纹理可免除对特别是在使用柔软感觉的树脂制备膜的情况下将弹性膜 层合到纤维(如,非织造)载体的需要。因此,在一些实施例中,本文所公开的膜不接合到 载体。
[0090] 在其中本文所公开的膜或膜制品不接合到载体的一些实施例中,可对膜的一个或 两个主表面施加粒子以提供糙面精整面。在一些实施例中,本文所公开的膜或膜制品可填 以纤维材料,例如下文所述的那些中的任一种,以赋予膜柔软的感觉而不将其接合到载体。 在其它实施例中,在一个或两个主表面上图案压印所述膜或膜制品可提供纤维材料的外观 或感觉。
[0091] 在根据本发明的层合物中,本文所公开的膜接合到载体。本文所公开的方法还包 括将膜的表面接合到载体。膜可例如通过层合(如,挤出层合)、粘合剂(如,压敏粘合剂) 或其它粘合方法(如,超声波粘合、热粘合、压缩粘合、或表面粘合)结合到载体。
[0092] 膜和载体可基本上连续粘合或间歇粘合。"基本上连续粘合的"是指被粘合成没有 空间或图案中断。基本上连续粘合的层合物可通过下述方式形成:在挤出基本上连续的膜 时将载体层合到所述膜;如果膜和纤维网中的至少一者为可热粘合的,则使膜和纤维网从 受热平滑刨光辊隙之间通过;或在使膜或载体中的一者与膜或载体中的另一者接触之前, 对所述一者施加基本上连续的粘合剂涂层或喷剂。"间歇粘合的"可指不连续粘合并且指膜 和载体在离散的间隔开位置处彼此粘合或在离散的间隔开区域中彼此基本上不粘合。间歇 粘合的层合物可例如通过下述方式形成:如果膜和载体中的至少一者为可热粘合的,则使 膜和载体通过受热的图案化压印辊隙,或在使膜或载体中的一者与膜或载体中的另一者接 触之前对所述一者施加离散的间隔开粘合剂区域。间歇粘合的层合物也可通过在膜和载体 之间给料以粘结方法涂布的孔隙层片或稀松布制成。
[0093] 在一些实施例中,条带和股线中的化学成分在膜的表面处不同。针对外皮或股线 和条带选择不同的组合物的能力提供根据需要选择性粘合到股线或条带的能力。在一些实 施例中,如果第三聚合物组合物的一部分暴露在膜的顶表面或底表面处并且为粘性的,则 载体可接合到暴露的第三聚合物组合物。在其它实施例中,载体主要粘合到条带。当载体说 成主要粘合到条带或股线时,此意味着膜的粘合区域的大于50%、60%、75%、或90%存在 于这些位置中的一者中而不存在于另一者中。主要粘合到条带可例如通过针对条带和外皮 的选择材料,通过条带和股线的几何形状,或这些的组合来实现。第一聚合物组合物可例如 被选择成具有与待粘合的载体类似的化学成分和/或分子量。匹配用于粘合两种材料的化 学成分和/或分子量除了别的以外还可例如用于热粘合、超声波粘合和压缩粘合方法。将 塑性体或聚乙烯混合入条带并且保留有例如主要由聚丙烯构成的外皮也是可用的,例如用 于降低熔点并且制备可优先热粘合的条带。至外皮的添加剂可用于使外皮不太接受粘合。 例如,可采用可挤出的释放材料、或低于另一个表面的表面能材料。利用对材料的选择优先 粘合到条带或股线的能力在例如其中一种聚合物的多个股线嵌入于另一种聚合物的连续 基质内的膜中不可行。
[0094] 将载体选择性粘合到根据本发明的膜的股线或条带也可通过改变膜的几何形状 来加以控制。对具有各种模头溶胀的树脂的选择可导致条带和股线的不同厚度。产生膜的 不同厚度(如,通过具有不同的分配孔口)的模头设计也可能是有用的。条带可被制成厚 于股线或反之亦然。在层合物中,载体更有可能粘合到条带或股线中的较厚的一者。
[0095] 在根据本发明的层合物中,载体可包含多种合适的材料,包括织造网、非织造网 (如,纺粘网、射流喷网、气流成网、熔喷网和粘合粗梳网)、纺织品、网状织物、以及它们的 组合。在一些实施例中,载体为纤维材料(如,织造材料、非织造材料或针织材料)。当涉及 载体或网时,术语"非织造"指具有互层的、而非呈如同针织织物那样的可辨识方式的各个 纤维或丝线的结构。非织造织物或网可由多种方法形成,例如熔吹法、纺粘法、水刺法和粘 合粗梳成网法。在一些实施例中,载体包括多个非织造材料层,其具有例如至少一层熔吹非 织造物和至少一层纺粘非织造物,或任何其它合适的非织造材料的组合。例如,载体可以为 纺粘-熔粘-纺粘、纺粘_纺粘或纺粘-纺粘-纺粘多层材料。或者,载体可为包括非织造 层和致密膜层的复合网。
[0096] 提供可用的载体的纤维材料可以由天然纤维(如,木材或棉纤维)、合成纤维(如, 热塑性纤维)或者天然纤维和合成纤维的组合制成。用于形成热塑性纤维的示例性材料包 括聚烯烃(如,聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物、丁烯共聚物以及这些聚 合物的共聚物和混合物)、聚酯和聚酰胺。该纤维也可以是多组分纤维,例如,具有一种热塑 性材料的芯和另一种热塑性材料的外皮。
[0097] 可用的载体可以具有期望用于特定应用的任何合适的基重或厚度。对于纤维载体 而言,基重可为在如至少约5、8、10、20、30或40克/平方米、最多至约400、200或100克/ 平方米的范围内。载体的厚度可以高达约5_、约2mm或约1_,和/或其厚度可以为至少 约 0? 1、约 0? 2 或约 0? 5mm。
[0098] 在本文所公开的层合物的一些实施例中,根据本发明的膜或膜制品使用表面粘合 或蓬松度保持粘合技术接合到纤维网载体。术语"表面粘合的"在涉及纤维材料的粘合时 指的是纤维的至少部分的纤维表面的部分熔融粘合到膜的表面,使得基本上保持膜表面的 初始(粘合前)形状,并且基本上保持膜表面的至少一些部分在表面粘合区域中处于暴露 条件下。定量地,表面粘合纤维与嵌入纤维的不同之处可在于,在纤维的粘合部分中,在膜 表面上方,表面粘合纤维的表面区域的至少约65%是可见的。从不止一个角度进行检测对 于呈现纤维的表面区域的整体可能是必须的。术语"蓬松保持粘合"在涉及纤维材料的粘 合时指的是粘合的纤维材料包括的蓬松度为在粘合过程之前或没有粘合过程的情况下材 料所呈现的蓬松度的至少80%。如本文所用,纤维材料的蓬松度是网占据的总体积(包括 纤维以及材料的没有被纤维占据的空隙)与纤维材料单独占据的体积的比。如果纤维网 的仅一部分与膜表面粘合,则通过将粘合区域中的纤维网的蓬松度与非粘合区域中的网的 蓬松度进行比较,就可以容易地确定所保持的蓬松度。在某些情形下,例如,如果整个纤维 网与膜表面粘合,则比较粘合网的蓬松度与相同网的样品在被粘合之前的蓬松度可为便利 的。在这些实施例中的一些中,接合的步骤包括在纤维网载体正在移动时将受热的气态流 体(如,环境空气、除湿空气、氮气、惰性气体、或其他气体混合物)喷射到纤维网载体的第 一表面上;在连续网移动的同时将受热的流体喷射到膜表面上;以及使纤维网的第一表面 与膜表面接触,以使得纤维网的第一表面熔融粘合(如,表面粘合或利用蓬松保持粘合进 行粘合)到膜表面。将受热的气态流体喷射到纤维网的第一表面上以及将受热的气态流体 喷射到膜表面上的步骤可以顺序地实施或同时地实施。使用受热气态流体将连续网接合到 纤维载体网的其他方法和设备可见于美国专利申请公开2011/0151171 (Biegler等人)和 2011/0147475 (Biegler 等人)。
[0099] 在根据本发明的层合物的一些实施例中,载体为通过机械激活而激活的纤维 网。机械激活工艺包括环轧制、其中不是所有材料均沿拉伸的方向拉紧的结构弹性膜加工 (SELFing)(其可为微分或成型)、以及如本领域中已知的递增拉伸网的其它方法。合适的 机械激活工艺的实例为第5, 366, 782号(Curr0)美国专利中所述的环轧制工艺。具体地讲, 环轧制设备包括相对的辊,所述辊具有相互啮合的齿,所述齿递增拉伸形成外罩的纤维网 或其一部分,从而使纤维网或其一部分塑性变形,由此使得外罩可在环轧制区域中拉伸。沿 单个方向(例如横向)进行的激活产生可单轴拉伸的外罩。沿两个方向(例如纵向和横向 或在外罩中心线周围保持对称的任何两个其它方向)进行的激活产生可双轴拉伸的外罩。
[0100] 在其中层合物包括上述实施例中的任一者中的本文所公开的膜和递增激活的纤 维网的根据本发明的层合物的一些实施例中,由一个股线分隔开的两个条带之间的中点之 间的距离小于纤维网的激活的间距。递增激活的纤维网的激活间距被定义为纤维网的较高 变形的两个邻近区域的中点之间的距离。较高变形的区域可被观察为纤维网中的较高破损 的区域、变薄的区域或较高伸长的区域。在一些实施例中,较高变形的区域可被观察为纤维 网的较大褶皱度的区域。激活间距通常等同于用于递增拉伸的设备中的相互啮合表面的间 距。相互啮合表面的间距被定义为由一个谷分隔开的相互啮合表面中的一个的两个峰之间 的距离。所述峰可被定义为当使用此类设备时波状辊(如,如第5, 366, 782号(Curr0)美 国专利中所述)的向外突出脊的顶点。所述峰也可被定义为用于递增拉伸的圆盘(例如, 第4, 087, 226号(Mercer)美国专利中所示的那些)的周边表面(或其中心部分)。在其它 递增拉伸设备中,互啮合表面中的一个的峰将易于由本领域的技术人员辨认出。在根据本 发明的递增激活层合物的一些实施例中,有利地,层合物中的膜的条带不塑性变形。条带的 塑性变形可在由一个股线分隔开的两个条带的中点之间的距离大于激活间距时发生,因为 条带跨接在相互啮合表面中的一个上的两个峰之间。塑性变形区域可能看起来不一致,从 而导致不太美观悦目的层合物,或者塑性变形可导致破损。相比之下,在其中由一个股线分 隔开的两个条带的中点之间的距离小于激活的间距的本文所公开的层合物的实施例中,条 带和股线的位置和尺寸允许股线在层合物的递增拉伸期间拉伸以吸收激活位移而不使条 带塑性变形。
[0101] 在根据本发明的层合物的一些实施例中,载体的一个或多个区或整个载体可包括 一种或多种可弹性延伸的材料,所述材料在施加力时沿至少一个方向延伸而在移除力之后 恢复到大约其初始尺寸。在一些实施例中,可延展载体为可由上文所述的非织造工艺中的 任一种制成的非织造网。用于非织造网的纤维可由弹性聚合物(例如,上文结合本文所公 开的膜的芯区域所述的那些中的任一种)制成。在一些实施例中,载体可以是可延展但非 弹性的。换句话讲,载体可以具有至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、或50%的伸 长,但可能不会在很大程度上从所述伸长中恢复(如,最多至40 %、25 %、20 %、10 %或5 % 的恢复)。合适的可延展载体可以包括非织造物(如,纺粘、纺粘型熔喷纺粘、水刺物或粗梳 非织造物)。在一些实施例中,非织造物可以是伸长率高的粗梳成网非织造物(如,HEC)。 在一些实施例中,载体可在其被挤出之后形成褶。在一些实施例中,载体未打褶。
[0102] 在其中层合物包括可延展的纤维网(如,非织造网)的一些实施例中,本文所公开 的膜或膜制品可被选择成使得其具有相对低的力以初始拉伸所述膜。如上所述,这样一种 膜或膜制品可具有例如由相对于条带更软、更低模数的材料制成的外皮并且可具有其中条 带的厚度类似于股线的厚度(如,在股线的厚度的约20%、10%、或5%内)的几何形状。在 这些实施例中,层合物可被视为不需要"激活",且初始拉伸层合物的简易性对于使用者而 目将是显而易见的。
[0103] 可延展纤维网与根据本发明的膜或膜制品的层合物可有利地通过间断地在离散 的粘合位置处在压力下粘合制备。粘合可通过其中压印辊的图案(即,凸起区域)提供压 印辊的表面的最多至约30 %、25 %、或20 %的图案化压印辊实施。可能,但并不需要,图案 可以与膜或膜制品的条带中的至少一些对准。我们已出乎意料地发现,图案化粘合可使用 至少一个兆帕(MPa)(在一些实施例中,I. lMPa、l. 2MPa、l. 3MPa、或I. 35MPa)的压力在最高 至60 °C、55 °C、50 °C、40 °C、30 °C、或甚至25 °C下在辊隙中实施。如实例17至20、22至25和 27至30中所示,具有良好弹性性能的可靠层合物可使用此方法制备而不使用粘合剂且无 递增拉伸。在层合物拉伸伸长时未观察到剥离。
[0104] 在其中载体为弹性或可延展纤维网的本文所公开的层合物的一些实施例中,膜的 最大负载拉伸伸长率为可延展纤维网的最大负载拉伸伸长率的最多至250%。在其中膜 在断裂之前发生塑性变形的实施例中,膜的最大负载拉伸伸长率为在膜开始发生塑性变形 的点处的伸长率。此延伸易于识别为如在下面的实例中所述测量的应力应变曲线中的肩 部。在其中膜在断裂之前不发生塑性变形的实施例中,最大负载拉伸伸长率为拉伸断裂伸 长率。纤维网的最大负载拉伸伸长率通常为断裂拉伸伸长率。在一些实施例中,膜的最大 负载拉伸伸长率介于可延展纤维网的最大负载拉伸伸长率的25%至250%、50%至225%、 75%至200%、或75%至150%的范围内。有用的是,在本文所公开的层合物中,膜和纤维 网的最大负载拉伸伸长率可进行比较。在这些层合物中,不存在膜中的大量未使用的弹性。 例如,如果如上文所述完全由弹性聚合物制成的弹性膜具有800%的最大负载拉伸伸长率, 但与其粘合的可延展纤维网仅具有约200%的拉伸伸长率,则存在膜中的大量未使用的弹 性。由于弹性较大的聚合物通常比弹性较小的聚合物更昂贵,故未使用的弹性转化为不必 要的花费。在根据本发明的层合物中,膜中的交替条带和股线允许使用较低量的弹性聚合 物同时保持相当于可延展纤维网的伸长率。另一方面,跨膜交替的条带和股线的分布允许 比例如在膜中仅使用一个弹性区域的情况下更均匀的延伸。条带区域和股线区域的此分布 更好地利用了可延展纤维网的可延展潜能。此外,当可延展纤维网和膜的拉伸伸长率如此 类似时,发生可延展纤维网和膜的剥离的可能性小于当例如弹性膜的可延展性远大于纤维 网时。如下面的说明性实例5至8中所示,具有远高于与其层合的纤维网的伸长率的膜可 发生纤维的拉伸诱导剥离并且在剥离之后继续拉伸。
[0105] 在本文所公开的层合物的一些实施例中,层合物的可恢复伸长为对比膜在100% 伸长之后的可恢复伸长的至少50%。层合物可由可延展纤维网制成,或层合物可如上所述 递增激活。可恢复伸长率可理解为向膜或层合物提供最高至20% (在一些实施例中,最高 至15%或10%)的永久变形的最大伸长率。如本文所用,使用下面的实例中所述的测试方 法来确定可恢复伸长率。对比膜与包括交替的第一区域和第二区域的膜相同,不同的是对 比膜不层合到载体。对比膜可为例如通过将层合物浸没在液氮中并且撕开载体和膜而从层 合物移除的膜。或者对比膜可为以与包括交替的第一区域和第二区域的膜相同的方式制成 但从来不层合到载体的样品。在一些实施例中,层合物的可恢复伸长为对比膜在100%伸长 之后的可恢复伸长的至少75 %、80%、85 %、90%或95 %。同样,在这些实施例中的任一者 中,不存在弹性膜中的大量未使用的弹性。另外,在其中载体为可延展纤维网的实施例中, 第一区域和第二区段的分布如上所述更好地利用可延展纤维网的可恢复伸长。另外,在对 比膜为以与包括交替的第一区域和第二区域的膜相同的方式制成但从来不层合到可延展 纤维网的样品并且随后被递增拉伸的情况下,当层合物的可恢复伸长为对比膜在100%伸 长之后的可恢复伸长的至少50% (在一些实施例中,75%、80%、85%、90%、或95%)时, 这表明递增拉伸未使膜的条带塑性变形。
[0106] 欲了解关于包括根据本发明的和/或根据本发明制备的膜的层合物的更多信息, 参见2012年10月2日提交的第13/633, 450号(Hanschen等人)共同未决的专利申请。
[0107] 本文所述的膜和膜制品具有多种用途,包括伤口护理和其它医疗应用(如,弹性 绷带状材料、用于手术单和手术衣的表面
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