弹性非织造片材的制作方法

专利名称：弹性非织造片材的制作方法
1.发明领域本发明涉及适用于生产个人卫生制品的可拉伸非织造片材。具体而言，所述可拉伸非织造片材是用弹性聚合物基本均匀地浸渍颈缩非织造基材形成的。
2、相关技术的描述弹性非织造材料在本领域众所周知。弹性非织造材料的实例包括“拉伸粘合”和“颈缩粘合”层合物。拉伸粘合层合物是通过将弹性层与集合层连接起来制备而成的，其中弹性层处于拉伸状态，从而当所有的层片处于松弛状态时，集合层可收缩起来。颈缩层合物是通过将颈缩非弹性层与弹性薄膜或弹性纤维层连接起来制备而成的。弹性层通常含有弹性薄膜或弹性非织造网。这些弹性非织造层合物需要预先制备至少两种单独的非织造层或薄膜层。
授予Riedel(Riedel)的美国专利No.4366814描述了一种带状的透气弹性材料，该材料含有至少50wt.％的可拉伸织物和至少15wt.％的弹性体，所述可拉伸织物的延伸率可达30％以上，所述弹性体浸渍于织物中但不会充满织物中的孔隙。
授予Morman(Morman)的美国专利No.5910224描述了一种生产可拉伸复合物的方法。该方法将弹性前体应用到非织造网一类的可颈缩材料上，先细颈拉伸可颈缩材料，然后对弹性前体进行处理，如热处理，同时可颈缩材料处于颈缩状态，以形成与颈缩材料粘合的弹性层。优选的弹性前体包括乳胶或热固性弹性体。可颈缩材料中弹性前体的使用量在5g/m2到约50g/m2之间。弹性层在网中的渗透率以大约2~10根纤维的厚度为宜，同时还必须对弹性前体的渗透程度进行控制，以保证其不会穿透到网上与应用弹性层相对的一侧。因此生成的可拉伸复合物在含有弹性层的一侧有薄膜样手感，并且还在与弹性层相对的一侧保留了可颈缩材料的原始柔软手感。
已公布的欧洲专利申请No.0472942描述了一种弹性体饱和的非织造材料，该材料在含有例如熔喷纤维的非织造网等的纤维网状物的Z方向上具有可压缩性和可复原性，所述网充满了聚合物材料，如弹性丙烯酸乳胶，聚氨酯乳胶或丁氰橡胶乳胶。
已公布的日本专利申请No.47-24479主要描述了用于输送机和能量传动的运输带，这种运输带是通过将橡胶或合成树脂浸渍到针刺非织造织物中而制得的。
人们一直希望获得具有如下特点的弹性片材制造成本低、可柔性拉伸、有良好握力，并在两个表面都有纤维样手感。
发明概述本发明涉及一种制备可拉伸非织造片材的方法，包括以下步骤提供一种具有一定的厚度、第一和第二外表面、纵向和横向的颈缩非织造基材，该颈缩非织造基材在横向有至少30％的延伸率；用含有溶解在一种溶剂中的弹性聚合物的溶液基本均匀地浸渍颈缩非织造基材；和采用湿式凝结法(wet coagulation)从浸渍的非织造基材中除去溶剂，从而使弹性聚合物在非织造基材的整个厚度范围内基本均匀地沉积，而不会在非织造基材的第一或第二外表面形成基本连续的弹性聚合物层。
本发明还涉及一种含有非织造基材的可拉伸非织造片材，该非织造基材已在细颈方向被颈缩并基本均匀地浸渍了弹性聚合物。所述可拉伸非织造片材在颈缩方向被三次拉伸到140％以后，100％延伸时的第三卸载循环力(third unload cycle force)与100％延伸时的第三荷载循环力(third load cycle force)的比率为至少0.3∶1。
发明详述本发明采用含溶剂和弹性聚合物的溶液浸渍颈缩非织造基材的方法制备了一种可拉伸的复合非织造片材。颈缩非织造基材的浸渍条件为，使得在基本均匀的浸渍非织造基材的同时，不会在其任何表面形成聚合物层。脱除溶剂后，就能得到可透气的浸渍非织造片材，该材料在横向上具有相对于荷载循环力的高卸载循环力(具有良好握力和柔性拉伸)，同时具有纺织物样手感，这是出乎意料的。并且，与常规的多层拉伸层合物相比，本发明的片材制作简单，且较薄。如本发明的片材其厚度一般在0.25mm到0.75mm之间，而拉伸层合物的厚度一般在1.3mm以上。
本文中，术语“聚合物”一般包括但不仅限于均聚物、共聚物(如嵌段、接枝、无规和交替共聚物)、三元共聚物等以及其混合物和改性物。并且除非特别限制，这里的术语“聚合物”应包括材料所有可能的几何构型。这些构型包括但不仅限于全同立构、间同立构以及无规对称。
本文中，术语“聚酯”旨在包括这样一种聚合物，其中至少85％的重复单元是二羧酸和二羟基醇的缩合产物，具有生成酯单元时形成的键。这包括芳族、脂族、饱和及不饱和的二酸和二醇。本文中，术语“聚酯”还包括共聚物(如嵌段、接枝、无规和交替共聚物)及其混合物和改性物。聚酯的一个最常见的例子就是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，它是乙二醇和对苯二甲酸的缩合产物。
本文中，术语“聚氨酯”意在包括由双官能团的多元醇和二异氰酸酯以及双官能团的增链剂缩合而成的嵌段共聚物，如下详述。
本文中，术语“聚烯烃”指任何仅由碳和氢组成的主要是饱和的开链聚合烃类物质。典型的聚烯烃包括，但不仅限于聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和各种乙烯、丙烯和甲基戊烯单体的组合。
本文中，术语“聚乙烯”不仅包括乙烯的均聚物，还包括其中至少85％的重复单元是乙烯单元的共聚物。
本文中，术语“聚丙烯”不仅包括丙烯的均聚物，还包括其中至少85％的重复单元是丙烯单元的共聚物。
本文中，术语“弹性聚合物”表示任何这样的聚合物，当其形成片材、纤维或薄膜后，能在偏压力的作用下拉伸到无偏压力作用时松弛状态长度的至少160％以上，并且在撤去拉伸偏压力后，能回复拉伸长度的至少55％以上。例如，一段1cm长的材料样品能拉伸到至少1.6cm长，并在力的作用下拉伸到1.6cm长后撤去力，该样品能回复到1.27cm以下。很多弹性材料都能拉伸其松弛状态下长度的60％以上，如100％或更多，并且其中大部分能基本回复到其松弛状态下的原有长度，如撤去拉伸力后，能回复到松弛状态下原有长度的105％以内。
本文中，术语“非织造织物”或“非织造网”表示单根纤维、长丝或线的一种结构，即上述纤维、长丝或线以无序方式排列形成的一种无确定模式的平面材料，这与针织物和织造物不同。
这里所说的术语“纺粘”长丝表示熔融态的热塑性聚合物材料由喷丝头的多个毛细管挤出形成的长丝，从喷丝头的毛细管中挤出的长丝的直径马上通过拉丝减小，上述毛细管大多非常细，通常呈圆形。也可采用其它有代表性的长丝截面形状，如椭圆形，多叶形(multi-lobal)等。纺粘长丝通常是连续的，其平均直径大于约5微米。纺粘非织造织物或非织造网是通过将纺粘长丝无规放置在收集表面上如多孔筛或多孔带上形成的。纺粘网通常是用本领域熟知的方法粘合起来的，如热辊压延法或让网状物在高压下穿过饱和蒸汽室。上述网状物还能在纺粘织物表面上的多个热粘合点处通过热点粘合结合起来。
本文中，术语“纵向”(MD)指非织造网的生产方向。术语“横向”(XD)通常指与纵向垂直的方向。
本文中，术语“颈缩”指包括对非织造织物施加力的方法，如平行于纵向对非织造物施加力，使非织造织物在施力方向上拉伸，同时减少了其在垂直于拉伸方向，如横向上的宽度，并且该减少量可通过一定的控制达到预定值。垂直于拉伸力的方向在这里被称为“颈缩方向”。控制下的拉伸和颈缩可在室温或高于室温或低于室温的温度下进行，但其会受到拉伸方向上总体尺寸增大的限制，直到织物被拉伸至撕破或裂开的程度。
本文中，术语“颈缩非织造织物”和“颈缩非织造基材”指任何通过诸如牵引等方法在至少一个方向上收缩的非织造织物。“可颈缩非织造织物”指在颈缩过程中能在至少一个方向上收缩的非织造织物。术语“颈缩百分比”是这样得到的比率，测得无颈缩尺寸和颈缩尺寸(在颈缩方向上测量)之间的差，然后用无颈缩尺寸去除该差，得到的比率乘以100就是颈缩百分比。颈缩非织造物通常在颈缩方向上都是可以拉伸的，并且其拉伸量与颈缩过程中的颈缩百分比相关(但不是线性关系)。这里颈缩非织造物的延伸率用在颈缩方向上拉伸非织造物时的拉伸量占其最大拉伸量的百分比表示，上述最大拉伸量是指非织造物在其单根纤维未遭拉伸或其任何纤维之间的粘合未被破坏或其本身未撕裂等条件下可能达到的最大拉伸程度。
本文中，术语“湿式凝结法”描述了一种方法，其中用含有溶于一种溶剂中的弹性聚合物的溶液浸渍的非织造基材与凝结液接触，上述凝结液不能溶解弹性聚合物，但可与用来形成弹性聚合物溶液的溶剂混溶。同时选择的凝结液应不能溶解非织造基材。凝结液可使聚合物材料凝结下来，并能将溶剂移除到凝结液中。然后凝结液可通过诸如风干或加热等方法从聚合物浸渍的非织造物中移除。
适用于本发明的可颈缩非织造织物包括纺粘网、粘合梳理网以及水流缠结丝网。优选采用本领域熟知的方法在横向上对可颈缩非织造织物进行颈缩，使颈缩百分比在约25％到约75％之间，从而获得横向上拉伸率在约30％到约300％之间的颈缩非织造基材。本发明采用的可颈缩非织造织物可以是由很多热塑性聚合物制成的，包括非弹性聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、乙烯共聚物、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯以及聚4-甲基戊烯-1。优选的可颈缩非织造织物含有聚丙烯、聚酯或聚丙烯-聚乙烯的共聚物。在优选实施方案中，可颈缩非织造织物是一种纺粘聚丙烯织物或梳理热粘聚丙烯或聚酯织物。起始可颈缩非织造基材，其优选基重在约10g/m2到约50g/m2之间。基重相对较低的，如在约10g/m2到约20g/m2之间的可颈缩非织造物则更优选。优选非织造基材可透过湿气。可颈缩非织造基材通过颈缩可提供基重一般大于约15g/m2的颈缩非织造基材。
颈缩非织造织物在本领域众所周知，并且其制备通常采用在纵向拉伸可颈缩非织造织物的方法，以得到在横向颈缩的颈缩非织造织物。颈缩方法的实例已经公开，可见如授予Meitner等的美国专利No.4443513(Meitner)，授予Morman的美国专利No.4965122、No.4981747和No.5114781。授予Hassenboehler Jr.等的美国再颁专利35206(Hassenboehler)公开了一种优选的颈缩方法。美国再颁专利35206是美国专利No.5244482的再颁专利。根据Hassenboehler的方法颈缩后的非织造网在这里又被称为“加固网”。
颈缩非织造物可采用成本相对较低的方法制备，并且比其它可拉伸的非织造织物更优选，因为其横向上的延伸性更好，同时在横向上拉伸非织造物所需的拉伸(荷载)力相对较低。此外，颈缩非织造织物通常在纵向上基本不具拉伸性，即纵向上有偏压力作用时，其延伸率低于约5％。基本发生在一个方向上的拉伸在某些最终应用场合是非常有必要的，如下讨论。
在优选实施方案中，颈缩非织造基材是一种采用Hassenboehler所述方法制备的加固网，该方法包括使加工延伸性相对较低的粘合热塑性非织造网穿过加热区，如烘箱，以使在纵向拉伸网时，能把网的温度提高到聚合物网的软化温度与熔融温度之间，因此纤维的塑性形变发生在横向，并且网的加固(颈缩)也发生在横向。拉伸过程中，控制网以第一线速度穿过加热区，并以超过第一线速度的第二线速度收回。第二速度与第一速度的优选比率在约1.1∶1到约2∶1之间。起始粘合非织造网是一种非弹性可颈缩非织造织物，并且在应变速率大于2500％/min，温度高于软化温度但比聚合物网熔融温度低至少10°F的热拉伸中测定时，其热处理过程中的断裂伸长率应小于约4.0∶1且大于约1.4∶1。室温下优选的断裂伸长率(应变)应在2％到40％之间，若在5％到20％之间则更优选，该结果是基于在英斯特朗(Instron)张力测定仪上进行的测试方法ASTMD1117-77。
原料网的纤维可通过纤维之间的熔融、纤维缠结或诸如点粘合一类的热粘合粘结起来。优选，可颈缩非织造织物的纤维具有较小的纤维平均直径，如小于约50微米。纺粘前体的粘合优选是较强的(如高温点粘合)，以保证能在不影响网的完整性的情况下，使长丝片段发生局部拉伸、变形和弯曲。在点粘合中，选用的粘合点和粘合模式通常使得粘合点面积占网面积的约5％到约25％之间。粘合点的形状可为菱形或其它很多本领域熟知的形状。
热拉伸步骤可使横向的纤维发生塑性形变，同时可进一步加固网，从而能使大多数纤维通常排列在拉伸方向(纵向)。相对于起始非织造物，经过处理的网在横向得到加固，因为其在纵向方向得到了拉伸并经过了热处理。
在横向的延伸率至少为30％，优选至少50％的颈缩非织造基材可用来制备本发明中的弹性非织造片材。加固处理中非织造网的优选颈缩百分比在约50％到约75％之间，更优选在60％到70％之间，其相对应的延伸率分别为100％到300％之间以及150％到250％之间。
颈缩非织造网的基重能达到起始可颈缩非织造网基重的3倍或更多。颈缩网的基重优选在约15g/m2到约70g/m2之间，更优选在约20g/m2到约70g/m2之间，最优选在约25g/m2到约70g/m2之间。颈缩非织造基材的基重应根据最终使用情况进行选择。如作为弹性衬里使用，颈缩非织造物的基重则应优选在约30g/m2到70g/m2之间，但若作为卫生行业的最终产品如尿布、腰带等使用，则其基重优选在约15g/m2到40g/m2之间。对颈缩非织造基材基重的选择还应满足最终浸渍非织造物对弹性的要求。基重较大的非织造基材可使更多的弹性聚合物浸渍到非织造物中，从而提高浸渍非织造片材的卸载力。
在Hassenboehler所述颈缩过程中，应优选使用基重相对较低的非织造物制备依据本发明制成的材料。经弹性聚合物浸渍后，这些因素就可结合起来生成一种可拉伸的非织造物，其拉伸材料时所需的力(荷载力)相对较低，同时当松弛时材料所产生的回弹力(卸载力)相对较高。这种特征对于设想的该材料的最终使用是优选的。卸载力和荷载力之间的关系与弹性非织造物滞后作用相关。对于本发明的优选产品，其横向的延伸率为至少150％，浸渍非织造物经三次拉伸到140％以后(两次拉伸间可松弛)，其100％延伸的卸载力和100％延伸的荷载力的比率为至少0.3∶1，更优选至少0.45∶1。
本发明中可用的弹性聚合物包括聚氨酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物以及聚醚-酯嵌段共聚物。在优选实施方案中，弹性聚合物是聚氨酯。
本发明中所用的弹性聚氨酯可通过如下方法制备，首先使聚合乙二醇与二异氰酸酯反应生成封闭乙二醇，在合适的溶剂中溶解该封闭乙二醇，最后将封闭乙二醇与含活性氢原子的双官能团增链剂反应。这种聚氨酯被称为“嵌段”，因为其由来源于二异氰酸酯和增链剂的“刚性”氨基甲酸酯和脲嵌段以及主要来源于聚合乙二醇的“柔性”嵌段组成。适用于制备该聚合物溶液的溶剂有酰胺溶剂，如二甲基乙酰胺(“DMAc”)、二甲基甲酰胺(“DMF”)以及N-甲基吡咯烷酮，也可采用其它溶剂，如二甲基亚砜和四甲基脲。
用于制备弹性聚氨酯的聚合乙二醇类物质包括聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇以及它们的共聚物。该乙二醇类物质的实例包括聚乙二醚二醇、聚丁二醚二醇、丁二烯-2-甲基-丁二醚共聚二醇、乙烯-己二酸丁二酯共聚二醇、聚(2，2-二甲基-1，3-十二烷酸丙酯)二醇、聚(1，5-碳酸戊酯)二醇和聚(1，6-碳酸己酯)二醇。
可用的二异氰酸酯包括1-异氰酸根-4-[(4-苯异氰酸根)甲基]苯、1-异氰酸根-2-[(4-苯异氰酸根)甲基]苯、异佛尔酮二异氰酸酯，1，6-己烷二异氰酸酯以及2，4-亚甲苯基-二异氰酸酯。
增链剂可以是二醇或二胺。可用的二醇包括乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇以及它们的混合物。使用二醇作为增链剂可生成聚氨酯。可用的二胺包括乙二胺、1，2-丙二胺、2-甲基-1，5-戊二胺、1，3-戊二胺、1，4-环己二胺、1，3-环己二胺以及它们的混合物。在该情况下，生成的聚合物是聚氨酯-脲(聚氨酯的一类)。如用聚醚二醇和二胺增链剂，则生成的聚合物为聚醚氨酯-脲；如用聚酯二醇与二胺增链剂组合，则会生成聚酯氨酯-脲。添加单官能团胺类链终止剂可控制聚合物的分子量，如二乙基胺、丁基胺、环己基胺以及类似的胺类物质。在优选的实施方案中，弹性聚合物是二胺增链的聚氨酯类弹性体。
适合于制备弹性聚合物溶液的溶剂包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺以及N-甲基-吡咯烷酮。弹性聚合物溶液的粘度与溶液中聚合物材料的浓度直接相关，因此溶液的粘度能同时影响聚合物在颈缩非织造织物中的渗透程度以及聚合物在其中的沉积量。如溶液粘度过低，沉积在颈缩非织造基材上的弹性体的量就会不足，从而导致卸载力降低。如溶液粘度过高，渗透到非织造基材中的溶液的量就会减少，从而导致非织造物中聚合物浸渍不完全或不均匀，或在颈缩非织造物表面形成聚合物层。用于浸渍颈缩非织造基材的弹性聚合物溶液的粘度优选在约1000-300000厘泊(“cPS”)，更优选在10000-40000cPS之间。溶液可含约5wt％-20wt％的聚合物。
颈缩非织造基材能吸收聚合物溶液，以及聚合物溶液能基本完全并均匀的浸渍到非织造基材中是非常必要的。因此颈缩非织造基材不应有任何涂层或其它类似处理，否则就会阻碍颈缩非织造织物吸收聚合物溶液。弹性聚合物溶液和/或非织造织物可含表面活性剂以促进聚合物溶液对网的浸渍。适宜的表面活性剂包括非离子型润湿剂，如高分子表面活性剂。
可在弹性聚合物溶液中加入少量添加剂，如颜料、抗氧化剂、紫外光稳定剂和润滑剂，前提是上述添加剂对本发明的利益没有损害。
弹性聚合物溶液可含有分散的，非常短的细纤维，如来自木纸浆、棉花粉的纤维素纤维或其它合成的或天然的纤维，长度小于0.10英寸(2.5mm)，优选低于0.5mm。纤维优选足够小的，以使其在浸渍步骤中能完全渗透到非织造织物中去。向弹性聚合物溶液中添加短纤维的量应足以沉积约3wt％到12wt％(以非织造织物和弹性聚合物的总重量为基准计算)的短纤维至浸渍的非织造织物中。向弹性聚合物溶液中添加短纤维的量优选在约10wt.％到约30wt.％之间，更优选在约10wt.％到约20wt.％之间，以短纤维、弹性聚合物以及溶剂的总重量为基准。本发明浸渍颈缩非织造织物的弹性聚合物溶液中含有粉末状纤维素，因此制备出的非织造片材的手感的柔软性要高于那些浸渍溶液不含短纤维所得的产物。适用于聚合物溶液的细纤维颗粒材料的实例有商标名为“Arbocel 30”的粉末状纤维素，可从美国(密歇根州，斯库科拉夫特)J Rettenmaier处购得。
任何合适的将弹性聚合物溶液涂覆到或浸渍到颈缩非织造基材上的方法都可采用，只要织物被均匀浸渍并且涂覆层不是集中在颈缩非织造基材的一个或另一个表面上。还应注意的是，虽然在用弹性聚合物溶液处理颈缩非织造基材时可采用涂覆法，但是溶液和非织造物的性质以及涂覆加工的条件都应选择在能使聚合物溶液完全浸润或进入颈缩非织造基材中，或能完全被非织造基材吸收，从而确保不会在非织造基材的任何表面上形成聚合物层。通常，涂覆中所用聚合物溶液的量可通过颈缩非织造织物上方规定距离处的涂覆设备控制。溶液也可通过机械方式压到颈缩非织造基材上。在本发明的加工方法中，轧辊机、压盘机、刮板机、刮刀以及类似机器均可作为涂覆设备。将溶液喷涂到颈缩非织造基材上也是一种有效的方法，只要弹性聚合物溶液能基本完全并均匀的浸渍到非织造基材中。可通过调节喷涂力的大小获得较好的渗透效果。用弹性聚合物溶液浸渍颈缩非织造基材时还可采用本领域熟知的“浸压法”，其中将纤维网浸渍或浸没于含弹性聚合物溶液的箱体中，然后用如压辊一类的设备挤压，以除去过量的聚合物溶液。该方法对于降低可拉伸复合非织造片材两表面之间的差异是优选的。
用足量的聚合物溶液浸渍颈缩非织造基材可使最终的浸渍非织造片材达到期望的卸载力/荷载力比。颈缩非织造基材优选用足量的聚合物溶液浸渍，以在其中沉积约15wt.％到约55wt.％的弹性聚合物，更优选弹性聚合物的量在约30wt.％到约50wt.％之间，以弹性聚合物和非织造基材的总重量为基准。如果弹性体的量太低，卸载力与荷载力的比值将会较低，如果弹性体的量太高，片材表面将会出现不期望的粘性手感。通过调节溶液浓度和/或浸渍到颈缩非织造织物中的溶液量可使浸渍片材中聚合物的含量达到要求。如有观察发现，在溶液浸渍的过程中，通过加大压辊之间的辊隙，在溶液中采用较低的聚合物浓度，同时保持浸渍片材中弹性体的含量相近，可以使产品在手感和卸载/荷载力比之间获得良好平衡。
一旦非织造基材浸渍了含溶剂和弹性聚合物的溶液后，溶剂就会被除去。溶剂是通过湿式凝结法除去的，凝结液也会接着被除去。湿式凝结法生产的产品与加热干燥法的产品相比，具有惊人的柔软性，其布样手感更好。湿式凝结法在本领域众所周知，一般用于生产人造皮革。水被优选作为凝结液，因为其易处理并且成本较低。其它适用的凝结液包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮或甲乙酮。在凝结液中加入可溶解弹性聚合物的溶剂如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基-吡咯烷酮或其它添加剂如表面活性剂能改变凝结速度。此外，还可通过控制凝结浴的温度改变凝结速度。凝结速度越低，除去溶剂后的浸渍非织造物的手感越有吸引力。
在本发明的浸渍非织造片材中，均匀分布于整个颈缩非织造基材的弹性聚合物相具有透气性。优选浸渍非织造片材还可透过湿气。
浸渍非织造片材的手感可通过砂磨或拉绒加以改善，上述方法可增加浸渍片材表面的纤维，使手感更柔软。拉绒包括将织物穿过含小金属点的旋转辊，以有效刷刮织物，增加表面的纤维。在砂磨中，金属刷被表面覆有砂纸的旋转辊所代替。优选浸渍织物的两个表面都要经过砂磨或拉绒。如织物可用粒度在80-200的砂纸砂磨。
本发明的可拉伸浸渍非织造片材，其基重优选在约40g/m2到约100g/m2之间。它们特别适用于腰带或尿布的侧面以及其它一次性个人卫生衣物。尿布是在高速长生产线上商业组装起来的，其中尿布的各个组件优选在纵向上添加，以避免降低组装速度。这对于弹性材料而言犹为正确，通常弹性材料在插入前都会拉伸。尿布一般包括约20或更多单个组件，这些组件必须在高速生产过程中精确安装到尿布上的正确位置。如果组件(胶带，片材、纤维等)的进给方向与尿布的移动方向相同，其实现非常容易。为在横向(如腰带)添加组件，则应优选自身在横向拉伸的材料，以使其能在纵向上作为胶带进入尿布的生产流程中。例如，某胶带可能是一7英寸宽，但仅1英寸长的从片材上切割下来的薄片，用于粘在尿布或其它一次性内衣上。在该流程中，进入流程的尿布组件优选在纵向上基本无拉伸，以简化进料流程。本发明中的可拉伸非织造片材在纵向上基本无拉伸而在横向上的回弹拉伸程度较高，使其特别适用于上述流程。
测试方法基重将约1.0英寸×8.0英寸(2.54cm×20.32cm)的矩形非织造片材样品小心地置于松弛状态，以使其不含任何皱缩或褶皱。样品的长度和宽度精确测量到毫米，样品的重量精确测量到0.1毫克。重量除以计算面积，得到的结果精确到0.1克，单位为克/米2。
荷载和卸载力分析该分析是在装有默林(Merlin)数据采集软件系统的英斯特朗(Instron)型号5565上进行的。默林系统及其设备硬件均可从英斯特朗公司(马萨诸塞州，布伦特里)购买。1±0.05英寸(2.54±0.13cm)宽，约8英寸(20.32cm)长的非织造片材样品固定在英斯特朗设备的夹片上，该设备的样品长度设定值为3.00英寸(7.62cm)。制备样品，使其长度方向与非织造物的横向一致。样品以6英寸/分钟(15.24cm/min)的速度拉伸到延伸率为140％后回复到原始长度，然后再重复这一过程两次，在第三次循环时，分别记录以原始样品长度为基准，50％、100％、135％延伸时材料对拉伸循环施加的力(荷载力)，并且类似的，在相同延伸率下记录材料对第三松弛循环施加的力(卸载力)。结果表述为在相应百分延伸率下的第三循环荷载和卸载力，单位为g。
百分延伸率分析用笔在1.0英寸(2.54cm)宽，约8.0英寸(20.32cm)长的处于松弛状态，不含任何皱缩或褶皱的条形非织造织物上做两个记号，两个记号点相距4.0英寸(10.2cm)以使两个记号与织物两端的距离大致相等。然后分别用两只手的拇指和食指紧握织物的两端并充分拉伸样品，但不会拉伸至撕破或遭受任何类似机械损伤的程度。最大延伸率处的点对于进行测试的人来说清晰可见，因为织物对拉伸施加的阻力明显增大。然后测量非织造物上两个记号点之间的长度，并用下述公式计算百分延伸率，这里原始长度为10.2cm。
百分延伸率＝{(拉伸后的长度-原始长度)/原始长度}×100％如要测量颈缩方向的百分延伸率，需将织物切割，以使其长度与横向(颈缩方向)一致。
实施例一块由以色列的Avgol公司(Avgol Nonwovens)生产的宽30英寸(76.2cm)，重15g/m2的可浸润纺粘聚丙烯非织造物通过转速为89英尺/分钟(27m/min)的压送辊送入，然后穿过长72英寸(1.83m)，290°F(143℃)的强制空气炉经转速为115英尺/分钟(35m/min)的第二压送辊送到卷取辊。在上述流程中，30英寸(76.2cm)宽的非织造物在横向被均匀平稳地加固(颈缩)到10英寸(25.4cm)宽。施加最小力可使其在横向上的宽度回复到原来的30英寸(76.2cm)。颈缩非织造物在纵向上的延伸率基本为零，且其基重为32.0g/m2。
用0.015英寸(0.38mm)的刮胶刀将含20wt.％的聚氨酯-脲的二甲基乙酰胺(DMAC)溶液涂覆在颈缩非织造物的一个表面上。上述聚合物是由分子量为1800的聚(丁二醚)二醇、1-异氰酸根-4-[(4-异氰酸根苯)甲基]苯(二异氰酸酯与乙二醇的摩尔比为1.69)、增链剂(乙二胺与2-甲基-1，5-戊二胺的摩尔比为9∶1)以及二乙胺制成的。此外还添加了下列添加剂0.5wt.％的双(4-异氰酸根环己基)甲烷和(3-叔丁基-3-叠氮-1，5-戊二醇)的聚合物(Methacrol2462B，E.I.du Pont de Nemours and Company的注册商标)、0.3wt.％的二氧化钛、0.6wt.％的硅油、1.4wt.％的2，4，6-三(2，6-二甲基-4-叔丁基-3-羟基苯甲基)异氰脲酸酯(Cyanox1790，CytecIndustries的注册商标)，以及4wt.％的碳酸钙镁石与水菱镁矿的混合物。(所有的百分比均以聚氨酯-脲的重量为基准)。聚氨酯-脲-DMAC溶液能完全浸润非织造物。
经涂覆后的非织造物基本垂直地在空气中悬挂约1分钟，使聚合物溶液能完全渗透到非织造物中，然后浸入到70°F(21℃)含40％DMAC(体积百分比)的水浴中。一分钟后，将浸渍织物连续转到体积百分比分别为30％、20％和10％的DMAC/水溶液中，每分钟转移一次并最终使其在100％的水浴中浸渍两分钟。浸渍织物置于空气中于室温下干燥。
最后得到的浸渍非织造织物片材，其两面具有相同的(干爽，纺织物样)手感和质地。浸渍非织造织物片材在横向的显微照片表明该材料在整个厚度范围内具有均匀的复合结构，并且在任何表面都基本没有连续聚氨酯区域。
然后用粒度为220的砂纸轻轻打磨非织造片材。所得材料的柔软感更加明显，并且目视观测表明有无数单根短纤维从表面伸出，而在砂磨前完全光滑的表面则没有纤维伸出。意外的是，这种处理可在不明显损害片材的视觉审美效果或弹性特性的同时，使材料的手感更加柔软。
最后得到的浸渍非织造片材的基重为71.4g/m2，表明聚氨酯-脲的含量为39.4g/m2，或弹性聚合物的含量约55wt.％。
在横向手工拉伸上述材料，表明其延伸率在约160％到约180％之间。荷载与卸载力分析结果如下表所示第三循环荷载力
第三循环卸载力
将上述两表中的数据进行比较表明100％延伸时的卸载力与荷载力的比率为0.54。
权利要求
1.一种制备可拉伸非织造片材的方法，包含如下步骤提供一种具有一定的厚度、第一和第二外表面、纵向和横向的颈缩非织造基材，该颈缩非织造基材在横向有至少30％的延伸率；用含有溶解在一种溶剂中的弹性聚合物的溶液基本均匀地浸渍颈缩非织造基材；和采用湿式凝结法从浸渍的非织造基材中除去溶剂，从而使弹性聚合物在非织造基材的整个厚度范围内基本均匀地沉积，而不会在非织造基材的第一或第二外表面形成基本连续的弹性聚合物层。
2.根据权利要求1的方法，其中颈缩非织造基材在纵向的延伸率小于约5％，而横向的延伸率在100％到300％之间。
3.根据权利要求1的方法，还包括除去溶剂后对非织造片材的至少一个外表面进行砂磨或拉绒处理的步骤以增加片材表面的纤维。
4.根据权利要求1的方法，其中沉积在基材上的弹性聚合物的量在15wt.％到55wt.％之间，以基材与弹性聚合物的总重量为基准。
5.一种可拉伸非织造片材，包含弹性聚合物基本均匀浸渍的颈缩非织造基材，可拉伸非织造片材在颈缩方向被三次拉伸到140％以后，100％延伸时的第三卸载循环力与100％延伸时的第三荷载循环力的比率为至少0.3∶1。
6.根据权利要求5的可拉伸非织造片材，其中卸载力与荷载力的比率大于0.45∶1。
7.根据权利要求5的可拉伸非织造片材，其中片材包含30wt.％到50wt.％的弹性聚合物，以弹性聚合物与非织造基材的总重量为基准。
8.根据权利要求5的可拉伸非织造片材，其中非织造片材的基重在40g/m2到100g/m2之间。
9.一种个人卫生衣物，包含权利要求5的可拉伸非织造片材。
10.根据权利要求9的个人卫生衣物，其中所述衣物包括尿布。
全文摘要
本发明涉及可拉伸非织造片材，该片材是用弹性聚合物溶液处理后的弹性聚合物基本均匀地浸渍颈缩非织造基材制备的。该非织造片材可用于生产尿布和其它卫生制品。
文档编号A61F13/15GK1625625SQ03803132
公开日2005年6月8日 申请日期2003年4月15日 优先权日2002年4月15日
发明者K·E·马丁 申请人:因维斯塔技术有限公司