可横向延伸的非织造复合物的制作方法

文档序号:11629693阅读:231来源:国知局
可横向延伸的非织造复合物的制造方法与工艺



背景技术:

可拉伸的非织造复合物通常由非织造网面料和弹性层(膜、股线和/或纤维结构)形成并用于多种产品,诸如一次性尿布和其他个人卫生产品。这种类型的一些层合物由颈缩纺粘面料制成并且可在横向上拉伸。遗憾的是,这些材料往往在产品的使用过程中需要过高的力来延伸层合物。已针对这一问题提出了各种解决方案。例如,已将互相啮合的带凹槽辊或圆盘用于拉伸复合物并在横向上形成一定程度的低外力可延伸性。然而,该方法可能成本高昂并导致对非织造网面料的损坏。因此,目前需要在横向上在低作用力下提供良好延伸的非织造复合物。



技术实现要素:

根据本发明的一个实施例,公开了具有纵向和横向尺寸的非织造复合物。该非织造复合物包括与弹性膜相邻而定位的非织造面料。该非织造面料包含由大致以纵向取向的多根纤维形成的颈缩纺粘网。该复合物在横向上具有约100%或更大的峰值伸长率并在横向上在100%伸长下经历约450克力每英寸或更小的负荷。

根据本发明的另一个实施例,公开了形成具有纵向和横向尺寸的非织造面料的方法。该方法包使基础纺粘网颈缩,以使得网的尺寸在横向上减小。该基础纺粘网具有纵向拉伸强度和横向拉伸强度,纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比率为约4:1或更大。

本发明的其他特征和方面在下文更详细地描述。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述,在附图中:

图1是用于形成在本发明中使用的纺粘网的方法的一个实施例的示意图;

图2示出了可用于本发明的粘结图案的一个实施例;

图3示出了可用于本发明的粘结图案的另一个实施例;

图4示出了可用于本发明的粘结图案的又一个实施例;以及

图5是可根据本发明的一个实施例形成的吸收制品的透视图。

在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

定义

如本文所用,术语“纤维”通常是指可通过使聚合物穿过成型孔口诸如模头而形成的细长挤出物。除非另外指明,否则术语“纤维”包括具有一定长度的不连续纤维(例如,稳定纤维)和基本上连续的长丝。基本上连续的长丝可例如具有远大于其直径的长度,诸如大于约15,000至1以及在一些情况下大于约50,000至1的长度与直径比(“长宽比”)。

如本文所用,术语“非织造网”通常是指具有成夹层的但不是以可识别方式(如在针织织物中)的纤维结构的网。合适的非织造网的例子包括但不限于熔喷网、纺粘网、粘合梳理网、气纺网、共成形网、水力缠结网等等。

如本文所用,术语“纺粘”网通常是指含有基本上连续的长丝的非织造网,所述长丝是这样形成的,即通过将熔融的热塑性材料从多个细的、通常为圆形的且具有挤出纤维直径的喷丝头的毛细管挤出,然后通过例如引出拉伸(eductivedrawing)和/或其他熟知的纺粘机制迅速变细。纺粘网的制备例如在授予appel等人的美国专利号4,340,563、授予dorschner等人的美国专利号3,692,618、授予matsuki等人的美国专利号3,802,817、授予kinney等人的美国专利号3,338,992、授予kinney等人的美国专利号3,341,394、授予hartman等人的美国专利号3,502,763、授予levy的美国专利号3,502,538、授予dobo等人的美国专利号3,542,615和授予pike等人的美国专利号5,382,400中描述和示出。

如本文所用,术语“熔喷”网或面料通常是指含有纤维的非织造网,所述纤维通过这样的工艺形成,其中将熔融的热塑性材料从多个细的、通常为圆形的模头毛细管作为熔融纤维挤出到会聚的高速气体(例如,空气)流中,空气流使熔融热塑性材料的纤维的直径减小,该直径可以为微纤维直径。之后,熔融的纤维由高速气体流携带并沉积在收集表面上以形成随机分散的熔融纤维的网。这样的工艺例如在授予butin等人的美国专利号3,849,241中有所公开。

如本文所用,术语“纵向”或“md”通常是指生产材料的方向。术语“横向”或“cd”是指垂直于纵向的方向。在横向上测量的尺寸也称为“宽度”尺寸,而在纵向上测量的尺寸称为“长度”尺寸。

如本文所用,术语“可延伸的”通常是指在外加力的方向(例如,cd或md方向)上拉伸或延伸其松弛长度或宽度的约50%或更多,在一些实施例中约75%或更多,在一些实施例中约100%或更多以及在一些实施例中约200%或更多的材料。

如本文所用,术语“弹性”是指在施加拉伸力后可在至少一个方向(例如,cd或md方向)上拉伸并在释放拉伸力后收缩/回到大约其原始尺寸的可延伸材料。例如,拉伸后的材料可收缩或恢复其拉伸长度的至少约50%,甚至更有利地至少约80%。应当理解,可拉伸材料可能缺乏恢复特性,使得其被视为“非弹性”材料。可使用诸如下文所述的循环测试程序来测试材料的弹性性质。

详细说明

现在将详细参照本发明的各种实施例,其一个或多个例子在下文示出。每个例子都以解释而不是限制本发明的方式提供。事实上,对于本领域技术人员显而易见的是,在不背离本发明的范围或精神的情况下,可以在本发明中做出各种修改和变化。例如,作为一个实施例的一部分而说明或描述的特征,可以用于另一个实施例以产生另一个实施例。因此,本发明旨在涵盖这样的修改和变化。

一般来讲,本发明涉及复合物,其包括与弹性膜相邻而定位的非织造面料。非织造面料包含通过使基础纺粘网颈缩而形成的至少一个纺粘网。基础纺粘网包含大致以纵向取向的多根纤维。当然,并非所有纤维都需要在纵向上延伸。事实上,纤维可彼此缠结,以使得纤维的一部分相对于纵向以某一角度定位。然而,纵向取向程度使得基础纺粘网与其在横向(“cd拉伸强度)上的最终拉伸强度相比具有相对高的在纵向(“md拉伸强度)上的最终拉伸强度(最大断裂负荷)。也就是说,md拉伸强度与cd拉伸强度的比率为约4:1或更多,在一些实施例中约5:1至约30:1以及在一些实施例中约6:1至约20:1。例如,基础纺粘网可具有约400克力每英寸(“gf/in”)或更大,在一些实施例中约800至约2000gf/in以及在一些实施例中约1000至约1600gf/in的md拉伸强度;和约60gf/in或更大,在一些实施例中约80至约800gf/in以及在一些实施例中约100至约500gf/in的cd拉伸强度。

基础纺粘网还可以表现出比在横向(“cd伸长率”)上的峰值伸长率更大的在纵向(“md伸长率”)上的峰值伸长率(在其峰值负荷下的伸长百分比)。例如,md伸长率与cd伸长率的比率可以为约2:1或更大,在一些实施例中约3:1至约30:1以及在一些实施例中约4:1至约20:1。例如,基础纺粘网可具有约20%或更大,在一些实施例中约25至约60%以及在一些实施例中约30至约45%的md伸长率;和约40%或更大,在一些实施例中约60至约200%以及在一些实施例中约70至约100%的cd伸长率。

由于基础纺粘网的独特性质,本发明人已发现,该基础纺粘网可在很大程度上颈缩。也就是说,“颈缩百分比”可以为约50%或更大,在一些实施例中约60%至约95%以及在一些实施例中约65%至约90%。如本文所用,术语“颈缩百分比”通常通过以下方式确定:将纺粘网在横向上的颈缩后尺寸从颈缩前的尺寸减去,将该结果除以颈缩前的尺寸,然后乘以系数100。纺粘网的颈缩横向尺寸可例如为5至约70厘米,在一些实施例中约10至约50厘米以及在一些实施例中约15至约30厘米,而未颈缩尺寸可在约70至约300厘米,在一些实施例中约75至约200厘米以及在一些实施例中约80至约150厘米的范围内。

实现这样高程度的颈缩的能力可使得网能够层合到弹性膜,以得到具有优异的横向可延伸性的复合物。也就是说,复合物可表现出在横向上相对高的峰值负荷下的伸长率(“峰值伸长率”),诸如在横向上约100%或更大,在一些实施例中约120%或更大以及在一些实施例中约150%至约500%。复合物当然还可以表现出在纵向上约50%或更大,在一些实施例中约75%或更大以及在一些实施例中约100%至约500%的峰值负荷下的伸长率(“峰值伸长率”)。虽然具有良好的横向可延伸性,但是复合物可具有相对低程度的横向张力。这可通过在横向上在100%伸长下相对低的负荷来表征,诸如约450gf/in或更低,在一些实施例中约400gf/in或更低以及在一些实施例中约200至约400gf/in。横向上的负荷损失百分比可同样为约60%或更低,在一些实施例中约55%或更低以及在一些实施例中约20%至约50%。复合物也可以在纵向和/或横向上为弹性的,因为其可在施加拉伸力后在至少一个方向上延伸,并在释放拉伸力后,收缩/返回到其大致原始尺寸。有利地,复合物在md和/或cd方向上收缩或恢复拉伸尺寸的至少50%,甚至更有利地至少80%。就这一点而言,现在将更详细地描述本发明的各种实施例。

i.非织造面料

如上所述,非织造面料包含通过使基础纺粘网颈缩而形成的至少一个纺粘网。该网包含大致以纵向取向的多根纤维。纤维可具有如本领域已知的多种不同构型中的任一种。例如,可以采用单组分和/或多组分纤维。单组分纤维例如通常通过将聚合物组合物从单个挤出机中挤出而形成。多组分纤维在另一方面通常由从单独的挤出机中挤出的两种或更多种聚合物组合物形成(例如,双组分纤维)。聚合物组合物可布置在纤维整个横截面中的基本上恒定定位的不同的区中。各组分可以按任何所需的构型布置,诸如皮芯型、并列型、夹层型、海中岛型、三岛型、牛眼型或本领域已知的各种其他布置形式。形成多组分纤维的各种方法在授予taniguchi等人的美国专利号4,789,592和授予strack等人的美国专利号5,336,552、授予kaneko等人的美国专利号5,108,820、授予kruege等人的美国专利号4,795,668、授予pike等人的美国专利号5,382,400、授予strack等人的美国专利号5,336,552和授予marmon等人的美国专利号6,200,669中有所描述。也可以形成具有各种不规则形状的多组分纤维,诸如在授予hogle等人的美国专利号5,277,976、授予hills的美国专利号5,162,074、授予hills的美国专利号5,466,410、授予largman等人的美国专利号5,069,970和授予largman等人的美国专利号5,057,368中所述。

不论所采用的特定构型如何,通常希望纤维具有相对低的模量。除了别的以外,本发明人已发现,此类纤维可以在形成时更容易地在纵向上取向。用于形成此类纤维的聚合物通常具有约800mpa或更小,在一些实施例中约750mpa或更小以及在一些实施例中约1至约700mpa的模量,如根据astmd638-10所测定的。通常可以采用多种低模量聚合物中的任一种。在一个实施例中,例如,低模量聚合物组合物可包含弹性模量为约50至约700mpa,在一些实施例中约75至约600mpa以及在一些实施例中约100至约500mpa的乙烯聚合物,如根据astmd638-10所测定的。乙烯聚合物还可以具有约1至约100克/10分钟,在一些实施例中约5至约50克/10分钟以及在一些实施例中约10至约40克/10分钟的熔体流动指数,如根据astmd1238-13(或iso1133)在2160的负荷下和在190℃下测定的。乙烯聚合物的熔点也可以为约50℃至约145℃,在一些实施例中约75℃至约140℃以及在一些实施例中约100℃至约135℃。

多种乙烯聚合物中的任一种通常都可用于本发明。在一个实施例中,例如,乙烯聚合物可以是乙烯和α-烯烃诸如c3-c20α-烯烃或c3-c12α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃可以是直链的或支链的(例如,一个或多个c1-c3烷基支链,或芳基基团)。具体的例子包括1-丁烯;3-甲基-1-丁烯;3,3-二甲基-1-丁烯;1-戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯;乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯;1-十二烯以及苯乙烯。特别期望的α-烯烃共聚单体是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯含量可以为约60摩尔%至约99摩尔%,在一些实施例中约80摩尔%至约98.5摩尔%以及在一些实施例中约87摩尔%至约97.5摩尔%。α-烯烃的含量可同样在约1摩尔%至约40摩尔%,在一些实施例中约1.5摩尔%至约15摩尔%以及在一些实施例中约2.5摩尔%至约13摩尔%的范围内。聚乙烯的密度可根据所用的聚合物的类型而变化,但通常在约0.85至约0.96克/立方厘米(g/cm3)的范围内。聚乙烯“塑性体”例如可具有在约0.85至约0.91g/cm3范围内的密度。同样,“线性低密度聚乙烯”(lldpe)可具有在约0.91至约0.940g/cm3范围内的密度;“低密度聚乙烯”(ldpe)可具有在约0.910至约0.940g/cm3范围内的密度;并且“高密度聚乙烯”(hdpe)可具有在约0.940至约0.960g/cm3范围内的密度,诸如根据astm1505-10测定的。lldpe可尤其适用于第一聚烯烃组合物。

多种已知技术中的任一种通常都可以用于形成乙烯聚合物。例如,烯烃聚合物可以使用自由基或配位催化剂(例如,齐格勒-纳塔(ziegler-natta))形成。通常,乙烯聚合物由单中心配位催化剂诸如茂金属催化剂形成。这样的催化剂体系产生这样的乙烯聚合物,其中共聚单体在分子链内无规分布而在不同分子量的部分中均匀分布。茂金属催化的聚烯烃在例如授予mcalpin等人的美国专利号5,571,619、授予davis等人的美国专利号5,322,728、授予obijeski等人的美国专利号5,472,775、授予lai等人的美国专利号5,272,236和授予wheat等人的美国专利号6,090,325中有所描述。茂金属催化剂的例子包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂银、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。用茂金属催化剂制得的聚合物通常具有窄分子量范围。例如,茂金属催化的聚合物可以具有4以下的多分散性数值(mw/mn)、受控的短链支化分布以及受控的全同立构规整度。

合适的低模量聚合物的另一个例子是延展性丙烯聚合物。延展性丙烯聚合物的弹性模量可例如在约1至约500mpa,在一些实施例中约5至约300mpa以及在一些实施例中约10至约100mpa的范围内,如根据astmd638-10所测定的。延展性丙烯聚合物还可以具有相对低的熔体流动指数,诸如约15至约1,000克/10分钟,在一些实施例中约20至约500克/10分钟以及在一些实施例中约25至约200克/10分钟,如根据astmd1238-13(或iso1133)在2160的负荷下和在230℃下测定的。当然,在其他实施例中,可以采用具有相对高的熔体流动指数的聚合物,诸如约1,000至约5,000克/10分钟,在一些实施例中约1,500至约4,000克/10分钟以及在一些实施例中约1,600至约3,000克/10分钟,如根据astmd1238-13(或iso1133)在2160的负荷下和在230℃下测定的。此外,延展性丙烯聚合物还可以具有相对低的熔点和相对低的结晶度。例如,延展性聚合物的熔融温度可为约40℃至约120℃,在一些实施例中约50℃至约100℃以及在一些实施例中约55℃至约85℃。同样,聚合物的结晶度可为约1%至约35%,在一些实施例中约3%至约20%以及在一些实施例中约5%至约25%。

多种具有上述特性的延展性丙烯聚合物中的任一种通常都可用于本发明。在一个特定的实施例中,例如,丙烯聚合物是含有约10重量%或更少的以及在一些实施例中约2重量%或更少的共聚单体(例如,α-烯烃)的低结晶度均聚物或共聚物(例如,无规或嵌段)。这样的聚合物通常使用茂金属催化剂单独地或与少量α-烯烃共聚单体相结合而形成。合适的茂金属催化剂的一些例子在上文进行了描述。适于低结晶度丙烯聚合物的茂金属催化剂的其他例子可见述于koori等人的美国专利公开号2012/0208422。例如,这样的茂金属催化剂可得自促进剂与过渡金属化合物的组合,该促进剂与过渡金属化合物经由两个交联基团形成交联结构。合适的促进剂可包括例如二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸盐、三乙基铵四苯基硼酸盐、三(正丁基)铵四苯基硼酸盐、三乙基铵四苯基硼酸盐,四乙基铵四苯基硼酸盐、甲基(三正丁基)铵四苯基硼酸盐、苄基(三正丁基)铵四苯基硼酸盐、铝氧烷(例如,甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、异丁基铝氧烷等)等等。合适的过渡金属化合物可同样包括(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(3-正丁基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(3-三甲基甲硅烷基甲基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(3-苯基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(4,5-苯并茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(4-异丙基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(5,6-二甲基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(4,7-二异丙基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(4-苯基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(3-甲基-4-异丙基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-二甲基亚甲硅烷基)双(5,6-苯并茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-亚异丙基)-双(茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-亚异丙基)-双(3-甲基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-亚异丙基)-双(3-异丙基茚基)二氯化锆、(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-亚异丙基)-双(3-正丁基茚基)二氯化锆和(1,2'-二甲基亚甲硅烷基)(2,1'-亚异丙基)-双(3-三甲基甲硅烷基甲基茚基)二氯化锆等以及通过将上述化合物中的锆用钛或铪置换而产生的过渡金属化合物。

延展性丙烯聚合物通常具有在0.85至0.91g/cm3以及在一些实施例中约0.85至0.089g/cm3范围内的密度,诸如根据astm1505-10测定的。延展性丙烯聚合物还可以具有约10,000至约200,000克/摩尔,在一些实施例中约30,000至约100,000克/摩尔以及在一些实施例中约40,000至约80,000克/摩尔的重均分子量,以及约4或更低以及在一些实施例中约3或更低的多分散指数(重均分子量除以数均分子量)。这样的茂金属催化剂的丙烯聚合物的市售例子可包括例如可得自idemitsukosan的l-modutms901、s600或s400。

可用在烯烃弹性体中的低模量聚合物的又一个例子,诸如丙烯与α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃可以为直链的或支链的(例如,一个或多个c1-c3烷基支链,或芳基基团)并由诸如c2-c20α-烯烃、c2-c12α-烯烃或c2-c8α-烯烃的烯烃形成。具体的例子包括乙烯、丁烯;3-甲基-1-丁烯;3,3-二甲基-1-丁烯;戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的己烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的庚烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的辛烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的壬烯;乙基、甲基或二甲基取代的癸烯;十二烯;苯乙烯等。尤其理想的α-烯烃共聚单体是乙烯、丁烯(例如,1-丁烯)、己烯和辛烯(例如,1-辛烯或2-辛烯)。丙烯/α-烯烃共聚物的丙烯含量通常为约60摩尔%至约99.5摩尔%,在一些实施例中约80摩尔%至约99摩尔%以及在一些实施例中约85摩尔%至约98摩尔%。α-烯烃含量可同样在约0.5摩尔%至约40摩尔%,在一些实施例中约1摩尔%至约20摩尔%以及在一些实施例中约2摩尔%至约15摩尔%的范围内。一般来讲,该共聚物具有比某些聚烯烃(例如,lldpe)更低的密度,但接近和/或重叠其他弹性体的密度。例如,该共聚物的密度可为约0.91克/立方厘米(g/cm3)或更低,在一些实施例中约0.85至约0.89g/cm3以及在一些实施例中约0.85g/cm3至约0.88g/cm3。这样的丙烯共聚物可以名称vistamaxxtm从exxonmobilchemicalco.商购获得以及以名称versifytm从dowchemicalco.商购获得。

低模量纤维掺入本发明的纤维中的特定方式可以变化。例如,纤维可以是由低模量聚合物组合物形成的单组分纤维,所述组合物仅含低模量聚合物或包含低模量聚合物与其他添加剂和/或聚合物(例如,刚性聚合物)的混合物。在一个实施例中,例如,此类纤维的聚合物组合物可包含如上所述的延展性聚合物(例如,延展性丙烯聚合物)和具有约800至约4,000mpa,在一些实施例中约1,000至约3,000mpa以及在一些实施例中约1,200至约2,500mpa的弹性模量(如根据astmd638-10测定的)的刚性聚合物的共混物。除了别的以外,刚性聚合物可向所得的纺粘网提供良好的强度和耐用性。刚性聚合物可例如占聚合物组合物的约80重量%至约99.5重量%,在一些实施例中约85重量%至约99重量%以及在一些实施例中约90重量%至98重量%。延展性丙烯聚合物可同样占聚合物组合物的约0.1重量%至约15重量%,在一些实施例中约0.5重量%至约10重量%以及在一些实施例中约1重量%至8重量%。

通常可以采用多种具有上述特性的刚性聚合物中的任一种。在一个特定的实施例中,例如,刚性聚合物是丙烯聚合物,诸如包含约10重量%或更少的以及在一些实施例中约2重量%或更少的共聚单体(例如,α-烯烃)的全同立构或间同立构均聚物或共聚物(例如,无规或嵌段)。术语“间同立构”通常是指大部分(即使不是全部)甲基基团沿着聚合物链在相反侧上交替的立构规整性。在另一方面,术语“全同立构”通常是指大部分(即使不是全部)甲基基团沿着聚合物链位于相同侧上的立构规整性。这样的聚合物通常使用齐格勒-纳塔催化剂单独地或与少量α-烯烃共聚单体相结合而形成。全同立构聚合物例如通常具有在0.88至0.94g/cm3以及在一些实施例中约0.89至0.91g/cm3范围内的密度,诸如根据astm1505-10测定的。市售刚性丙烯均聚物可包括例如可得自basellpolyolefins的metocenetmmf650y和mf650x,以及可得自exxonmobil的pp3155。适合的丙烯聚合物的其他例子可见述于授予datta等人的美国专利号6,500,563、授予yang等人的美国专利号5,539,056和授予resconi等人的美国专利号5,596,052。

如果需要,可在聚合物组合物中诸如在延展性和刚性聚合物的共混物中采用脂肪酸衍生物,以帮助实现所需程度的延展性。适用于该组合物的脂肪酸衍生物可包括例如脂肪酸酰胺、脂肪酸酯、脂肪酸盐等等。在一个特定的实施例中,例如,脂肪酸衍生物可以为脂肪酸酰胺。脂肪酸酰胺可以是任何合适的来源于脂肪酸和氨的反应的酰胺化合物,或含胺化合物(例如,包含伯胺基团或仲胺基团的化合物)。脂肪酸可以是任何合适的脂肪酸,诸如饱和或不饱和c8-c28脂肪酸或饱和或不饱和c12-c28脂肪酸。在某些实施例中,脂肪酸可以是芥酸(即,顺-13-二十二烯酸)、油酸(即,顺-9-十八烯酸)、硬脂酸(十八酸)、山萮酸(即,二十二酸)、花生酸(即,花生烷酸或二十酸)、棕榈酸(即,十六酸)以及它们的混合物或组合。含胺化合物可以是任何合适的含胺化合物,诸如脂肪胺(例如,硬脂胺或油胺)、乙二胺、2,2'-亚氨基二乙醇和1,1'-亚氨基二丙-2-醇。

更具体地讲,脂肪酸酰胺可以是具有式(i)-(v)之一的结构的脂肪酸酰胺:

其中,

r13、r14、r15、r16和r18独立地选自c7-c27烷基基团和c7-c27烯基基团以及在一些实施例中c11-c27烷基基团和c11-c27烯基基团;

r17选自c8-c28烷基基团和c8-c28烯基基团以及在一些实施例中c12-c28烷基基团和c12-c28烯基基团;以及

r19为-ch2ch2oh或-ch2ch(ch3)oh。

例如,脂肪酸酰胺可具有式(i)的结构,其中r13为-ch2(ch2)10ch=ch(ch2)7ch3(芥酸酰胺)、-ch2(ch2)6ch=ch(ch2)7ch3(油酰胺)、-ch2(ch2)15ch3、-ch2(ch2)19ch3或-ch2(ch2)17ch3。在其他实施例中,脂肪酸酰胺可具有式(ii)的结构,其中r14为-ch2(ch2)10ch=ch(ch2)7ch3并且r15为-ch2(ch2)15ch3,或其中r14为-ch2(ch2)6ch=ch(ch2)7ch3并且r15为-ch2(ch2)13ch3。同样,在另外其他实施例中,脂肪酸酰胺可具有式(iii)的结构,其中r16为ch2(ch2)15ch3或-ch2(ch2)6ch=ch(ch2)7ch3。组合物还可以包含两种或更多种这样的脂肪酸酰胺的混合物。

如果需要,也可以采用脂肪酸酯。脂肪酸酯可通过粗天然蜡的氧化漂白和后续脂肪酸与醇的酯化而获得。脂肪酸可以为c8-c28脂肪酸或饱和或不饱和c12-c28脂肪酸,诸如上文所述的。醇可具有1至4个羟基基团和2至20个碳原子。当醇为多官能的时(例如,2至4个羟基基团),2至8个碳原子数是尤其理想的。尤其合适的多官能醇可包括二元醇(例如,乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和1,4-环己二醇)、三元醇(例如,甘油和三羟甲基丙烷)、四元醇(例如,季戊四醇和赤藓醇)等等。芳族醇也可以是合适的,诸如邻甲苯基卡必醇、间甲苯基卡必醇和对甲苯基卡必醇、氯苄醇、溴苄醇、2,4-二甲基苄醇、3,5-二甲基苄醇、2,3,5-三甲苯甲醇、3,4,5-三甲基苄醇、p-枯茗醇、1,2-邻苯二甲醇、1,3-双(羟甲基)苯、1,4-双(羟甲基)苯、假枯烯基二醇(pseudocumenylglycol)、均三甲苯二醇(mesityleneglycol)和均三甲苯甘油(mesityleneglycerol)。也可以采用脂肪酸盐,诸如通过脂肪酸的皂化以中和多余羧酸并形成金属盐而形成的那些。皂化可通过金属氢氧化物发生,诸如碱金属氢氧化物(例如,氢氧化钠)或碱土金属氢氧化物(例如,氢氧化钙)。所得的脂肪酸盐通常包含碱金属(例如,钠、钾、锂等)或碱土金属(例如,钙、镁等)。

除了具有单组分构型外,本发明的纤维还可以包括多组分纤维,该纤维具有由低模量聚合物组合物形成的至少一种组分,该组合物可仅含低模量聚合物或包含低模量聚合物与其他添加剂和/或聚合物(例如,刚性聚合物)的共混物。在一个实施例中,例如,多组分纤维可包含低模量组分(例如,皮)和刚性组分(例如,皮)。低模量组分可由上述任何延展性聚合物诸如乙烯聚合物形成。刚性组分可同样由多种不同的聚合物形成,诸如刚性丙烯聚合物。

无论所采用的特定聚合物如何,通常可以采用多种技术来形成本发明的md取向的纺粘网。例如,在一个实施例中,纺粘网可通过纺粘工艺形成,在纺粘工艺中,将聚合物组合物进料到挤出机中并通过导管挤出到喷丝头。用于挤出纤维的喷丝头是本领域技术人员熟知的。例如,喷丝头可以包括含有纺丝组(spinpack)的外壳,该纺丝组具有多个堆叠在彼此之上的板并具有排列成产生聚合物组合物的流路的开口图案。喷丝头也可以具有布置成一行或多行的开口,这些开口在当聚合物从中挤出时形成向下挤出的纤维帘。该工艺还可以采用紧邻从喷丝头中延伸的纤维帘定位的骤冷鼓风机。来自骤冷鼓风机的空气将纤维在其形成时骤冷。纤维牵伸单元或抽吸器也可定位在喷丝头下方以接收骤冷后的纤维。用于熔纺聚合物的纤维牵伸单元或抽吸器是本领域熟知的。纤维牵伸单元可包括细长的竖直通道,通过抽吸空气从通道侧面进入并穿过通道向下流动而从通道中牵伸纤维。加热器或鼓风机可向纤维牵伸单元供应抽吸空气,纤维牵伸单元牵伸纤维和环境空气从中通过。

纤维形成过程的各个方面可在本发明中加以选择性控制以帮助实现所需程度的md取向。参见图1,例如,更详细地示出了可用在本发明中的形成纤维的过程的一个实施例。虽然绝不是必需的,但是图1中所示的过程被配置成形成具有a/b构型的基本上连续的双组分纤维。更具体地讲,聚合物组合物a和b最初被供应到纤维纺丝设备21以形成双组分纤维23。一旦形成后,纤维23便穿过纤维牵伸单元25并沉积在移动的成型线材27上。纤维的沉积通过由吸气箱29提供的线材下方的真空来辅助,该真空将纤维23向下拉到成型线材27上。成型线材27是多孔的,以使得由吸气箱29形成的垂直空气流可导致纤维落下。在本发明的一个实施例中,该空气流的流量可保持相对较低,以增强纤维23保持在md方向上取向的趋势。或者,吸气箱可包括在纵向上延伸以在纤维落到移动网上的地方破坏垂直空气流的区段,从而使得纤维可以具有更高程度的纵向取向。这样的技术的一个例子在例如美国专利号6,331,268中有所描述。当然,其他技术也可用于帮助确保纤维保持在纵向上取向。例如,可以采用偏转器导向板或其他机械元件,诸如在美国专利号5,366,793和7,172,398中所述。用于在形成纤维时使纤维变细的空气流的方向也可用于调整以实现纵向取向,诸如在美国专利号6,524,521中所述。除了上述过程以外,也可以采用其他已知的技术来形成纤维。在一个实施例中,例如,纤维可在其形成后被骤冷,然后直接沉积在成型线材上,而不用首先以上述方式牵伸。在此类实施例中,如上所述,该空气流的流量可保持相对较低,以增强纤维保持在md方向上取向的趋势。

一般来讲,所得的纤维具有约100微米或更小,在一些实施例中约0.1微米至约50微米以及在一些实施例中约0.5微米至约40微米的平均大小(例如,直径)。纤维可同样具有约6或更小,在一些实施例中约3或更小以及在一些实施例中约0.5至约1.5的纤度。在某些实施例中,纤维可以呈基本上连续的长丝的形式。

再次参见图1,一旦形成纤维23后,它们即可通过扩散器33加热,扩散器可将热空气吹到纤维表面上以将它们轻轻粘结在一起以供进一步加工。热空气刀也可用作扩散器的替代选择。也可以采用用于使网整合的其他技术,诸如加热的压延辊。不管怎样,所得的纤维然后可以粘结以形成固结、连贯的非织造网结构。任何合适的粘结技术通常都可以用于本发明,诸如粘合剂或自发粘结(比如,纤维的融合和/或自粘,而不用施加外部粘合剂)。自发粘结例如可通过使纤维在它们为半熔融或发粘状态时接触,或只是通过将增粘树脂和/或溶剂与用于形成纤维的聚合物组合物共混而实现。合适的自发粘结技术可包括超声粘结、热粘结、空气穿透粘结等等。热点粘结例如通常采用在两根辊之间形成的辊隙,这两根辊中的至少一根图案化。在另一方面,超声粘结通常采用在超声变幅杆与图案化辊之间形成的间隙。

不论所用的技术如何,本发明人已发现,对纺粘网的粘结图案进行选择性控制可以进一步改善所得复合物在横向上的可延伸性。也就是说,类似于纤维,图案中的粘结区的至少一部分通常以纵向取向。粘结区可以例如限定大致在纵向上延伸的纵向尺寸和大致在横向上延伸的侧向尺寸。当然,应当理解的是,纵向尺寸可相对于纵向较小程度地偏斜。例如,粘结区可相对于纵向以约0°至约20°,在一些实施例中约1°至约15°以及在一些实施例中约2°至约10°取向。这些粘结区的长宽比(纵向尺寸与侧向尺寸的比率)可在约2至约100,在一些实施例中约4至约50以及在一些实施例中约5至约20的范围内。纵向尺寸可例如为约300至约5000微米,在一些实施例中约500至约4000微米以及在一些实施例中约1000至约2000微米,而侧向尺寸可以为约20至约500微米,在一些实施例中约40至约200微米以及在一些实施例中约50至约150微米。

粘结图案的特定性质可以根据需要而变化。参见图2,例如,示出了包含多个粘结区52的纺粘网50的一个实施例。粘结区52沿着纵向以单独的行布置,并在横向上在各行内间隔开。该特定实施例的粘结区52各自呈具有如上所述的长宽比和md取向的连续粘结部位的形式。然而,这绝不是必需的。在图3中,例如,示出了以类似于图2的图案布置的粘结区152,不同的是,每个区由具有圆形形状的多个粘结部位153形成。虽然各个粘结部位153不具有所需的长宽比和md取向,但是它们布置在一起的方式使得总体粘结区152具有与图2的连续粘结部位相同的长宽比和md取向。还应当理解的是,粘结图案可包括不一定是md取向的粘结区的一部分的另外粘结部位。图4例如示出了替代性实施例,其中提供另外的粘结部位154,这些粘结部位具有圆形形状且不形成md取向的粘结区的一部分。粘结区的图案还通常被选择成使得非织造网具有小于约50%(如通过常规光学显微镜方法测定)以及在一些实施例中小于约30%的总粘结面积。

一旦形成后,便使所得的基础纺粘网颈缩以实质性降低其在横向上的尺寸。颈缩可在将面料层合到复合物的弹性膜之前、期间和/或之后进行。多种不同颈缩技术中的任一种均可用在本发明中,如本领域熟知的那样。通常,将基础纺粘网在纵向上拉伸,以使得其在横向上颈缩。例如,这种纵向拉伸可通过以下方式实现:使纺粘网在一对或一系列颈缩辊上经过,其中一个或多个下游辊以比一个或多个上游辊更快的速度操作。上游滚与下游辊的速度比可例如在约0.70至约0.98以及在一些实施例中约0.75至约0.90的范围内。辊之间的速度差异因此可将网拉伸到所需的程度。在一个实施例中,例如,辊以s形辊构型步骤。合适的颈缩技术的例子在授予morman的美国专利号5,336,545、5,226,992、4,981,747和4,965,122以及授予morman等人的美国专利号7,320,948中有所描述。如果需要,可对纺粘网加热以有利于颈缩过程。

纺粘网也可接受一个或多个另外的后处理步骤,如本领域已知的那样。例如,纺粘网可用诸如拉幅机拉伸、凹槽辊拉伸等已知的技术在横向上拉伸。纺粘网还可以接受其他已知的加工步骤,诸如穿孔、热处理等。不论如何,所得的颈缩纺粘网通常具有约1至约45克/平方米或更低,在一些实施例中约2至约30克/平方米以及在一些实施例中约3至约20克/平方米的基重。

复合物的非织造面料完全可以由上述颈缩纺粘网形成。当然,还应当理解的是,非织造面料如果需要另外的层也可以包括另外的层(例如,非织造网、膜、股线等)。例如,面料可包括两(2)个或更多个层以及在一些实施例中三(3)个至十(10)个层(例如,3或5个层)。在一个实施例中,例如,非织造面料可包括定位在两个外部非织造层(例如,纺粘)之间的内部非织造层(例如,熔喷或纺粘)。例如,内部非织造层可由本发明的颈缩纺粘网形成,并且外部非织造层之一或两者可由本发明的颈缩纺粘网或常规非织造网形成。或者,内部非织造层可由本发明的颈缩纺粘网或常规非织造网形成,并且外部非织造层之一或两者可由本发明的颈缩纺粘网形成。形成具有该性质的层合物的各种技术在授予brock等人的美国专利号4,041,203、授予timmons等人的美国专利号5,213,881、授予timmons等人的美国专利号5,464,688、授予bornslaeger的美国专利号4,374,888、授予collier等人的美国专利号5,169,706和授予brock等人的美国专利号4,766,029中有所描述。面料可具有其他构造并具有任何所需数量的层,诸如纺粘/熔喷/熔喷/纺粘(“smms”)层合物、纺粘/熔喷(“sm”)层合物等。

ii.弹性膜

复合物的弹性膜可由可熔融加工的即热塑性的一种或多种弹性体聚合物形成。多种热塑性弹性体聚合物中的任何一种通常都可用于本发明,诸如弹性体聚酯、弹性体聚氨酯、弹性体聚酰胺、弹性体共聚物、弹性体聚烯烃等。在一个特定的实施例中,弹性体半结晶聚烯烃因其独特的机械和弹性体特性的独特组合而被使用。

半结晶聚烯烃具有或能够表现出基本上规则的结构。例如,半结晶聚烯烃可在其未变形状态下为基本上无定形的,但在拉伸时形成晶畴。烯烃聚合物的结晶度可为约3%至约30%,在一些实施例中约5%至约25%以及在一些实施例中约5%至约15%。同样,半结晶聚烯烃可具有约15至约75焦耳/克(“j/g”),在一些实施例中约20至约65j/g以及在一些实施例中25至约50j/g的熔化潜热(δhf),熔化潜热是结晶度的另一个指标。半结晶聚烯烃也可以具有约10℃至约100℃,在一些实施例中约20℃至约80℃以及在一些实施例中约30℃至约60℃的维卡软化温度。半结晶聚烯烃可具有约20℃至约120℃,在一些实施例中约35℃至约90℃以及在一些实施例中约40℃至约80℃的熔融温度。熔化潜热(δhf)和熔融温度可使用差示扫描量热法(“dsc”)根据astmd-3417测定,如本领域技术人员熟知的那样。维卡软化温度可根据astmd-1525测定。

示例性半结晶聚烯烃包括乙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物等,诸如在上文更详细地描述。当然,其他热塑性聚合物也可用于单独地或与半结晶聚烯烃相结合地来形成弹性膜。例如,可以使用基本上无定形的嵌段共聚物,该共聚物具有至少两个单烯基芳烃聚合物嵌段,这些嵌段被至少一个饱和共轭二烯聚合物嵌段分开。单烯基芳烃嵌段可包括苯乙烯及其类似物和同系物,诸如邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯对甲基苯乙烯等,以及其他单烯基多环芳族化合物,诸如乙烯基萘、乙烯基蒽等。优选的单乙烯基芳烃为苯乙烯和对甲基苯乙烯。共轭二烯嵌段可包括:共轭二烯单体的均聚物,两种或更多种共轭二烯的共聚物,以及一种或多种二烯与另一种单体的共聚物,其中嵌段主要是共轭二烯单元。优选地,共轭二烯包含从4至8个碳原子,诸如1,3-丁二烯(丁二烯)、2-甲基-1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯(戊间二烯)、1,3-己二烯等。

单烯基芳烃(例如,聚苯乙烯)嵌段的量可以变化,但通常占共聚物的约8重量%至约55重量%,在一些实施例中约10重量%至约35重量%以及在一些实施例中约25重量%至约35重量%。适合的嵌段共聚物可包含数均分子量为约5,000至约35,000的单烯基芳烃末端嵌段和数均分子量为约20,000至约170,000的饱和共轭二烯中间嵌段。嵌段聚合物的总数均分子量可为约30,000至约250,000。

尤其适合的热塑性弹性体共聚物可以商品名得自houston,texas的kratonpolymersllc。聚合物包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物,诸如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯。聚合物也包括通过苯乙烯-二烯嵌段共聚物的选择性氢化而形成的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物。这样的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物的例子包括苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯。这些嵌段共聚物可以为线性、辐射状或星形分子构型。具体的嵌段共聚物包括以商品名g1652、g1657、g1730、md6673和md6973销售的那些。各种适合的苯乙烯嵌段共聚物在美国专利号4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422和5,304,599中有所描述,它们据此全文以引用方式并入本文以用于所有目的。其他市售嵌段共聚物包括可以商品名得自日本okayama的kuraraycompany,ltd.的s-ep-s弹性体共聚物。另外其他适合的共聚物包括可以商品名称得自德克萨斯州休斯敦市的dexcopolymers的s-i-s和s-b-s弹性体共聚物。另一种适合的是由a-b-a-b四嵌段共聚物构成的聚合物,诸如在授予taylor等人的美国专利号5,332,613中所讨论的,该专利全文以引用方式并入本文以用于所有目的。这样的四嵌段共聚物的例子是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(“s-ep-s-ep”)嵌段共聚物。

膜中所用的一种或多种弹性体聚合物的量可以变化,但通常为膜的约30重量%或更多,在一些实施例中约50重量%或更多以及在一些实施例中膜的约80重量%或更多。在一个实施例中,例如,一种或多种半结晶聚烯烃占膜的约70重量%或更多,在一些实施例中占膜的约80重量%或更多以及在一些实施例中占膜的约90重量%或更多。在其他实施例中,可以采用一种或多种半结晶聚烯烃与一种或多种弹性体嵌段共聚物的共混物。在此类实施例中,一种或多种嵌段共聚物可占共混物的约5重量%至约50重量%,在一些实施例中约10重量%至约40重量%以及在一些实施例中约15重量%至约35重量%。同样,一种或多种半结晶聚烯烃可占共混物的约50重量%至约95重量%,在一些实施例中约60重量%至约90重量%以及在一些实施例中约65重量%至约85重量%。当然应当理解的是,其他弹性体和/或非弹性体聚合物也可用在膜中。

除了聚合物之外,弹性膜还可以包含如本领域已知的其他组分。在一个实施例中,例如,弹性膜包含填料。填料是可添加到膜聚合物挤出共混物中并且不会在化学上干扰膜,但可均匀分散在整个膜中的微粒或其他形式的材料。填料可起到多个目的,包括增强膜的不透明性和/或可呼吸性(即,蒸气可渗透的且基本上液体不可渗透的)。例如,填充后的膜可通过拉伸而成为可呼吸的,拉伸导致聚合物从填料分开并形成微孔通道。可呼吸的微孔弹性膜例如在授予mccormack等人的美国专利号5,997,981、6,015,764和6,111,163,授予morman等人的美国专利号5,932,497,授予taylor等人的美国专利号6,461,457中进行了描述。

填料可具有球形或非球形形状,其平均粒度在约0.1至约7微米的范围内。适合的填料的例子包括但不限于碳酸钙、各种粘土、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、碳酸钠、碳酸镁、滑石、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、二氧化钛、沸石、纤维素型粉末、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、浆粉、木粉、纤维素衍生物、几丁质和几丁质衍生物。适合的涂层(诸如硬脂酸)也可在需要时施加到填料颗粒上。当利用时,填料含量可以变化,诸如膜的约25重量%至约75重量%,在一些实施例中约30重量%至约70重量%以及在一些实施例中约40重量%至约60重量%。

其他添加剂也可掺入膜中,诸如熔体稳定剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、防结块剂、粘结剂、增粘剂、粘度调节剂等。适合的增粘剂树脂的例子可包括例如氢化烃树脂。regalreztm烃树脂是这样的氢化烃树脂的例子并可得自eastmanchemical。其他增粘剂可以名称escoreztm得自exxonmobil。也可以采用粘度调节剂,诸如聚乙烯蜡(例如,得自eastmanchemical的epolenetmc-10)。亚磷酸酯稳定剂(例如,可得自纽约州terrytown市的cibaspecialtychemicals的irgafos和可得自俄亥俄州dover市的doverchemicalcorp.的doverphos)是示例性的熔体稳定剂。此外,受阻胺稳定剂(例如,可得自cibaspecialtychemicals的chimassorb)是示例性的热和光稳定剂。另外,受阻酚在膜制造中常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括可以商品名诸如1076、1010或e201得自cibaspecialtychemicals的那些。此外,粘结剂也可添加至膜以有利于膜与另外的材料(例如,非织造网)的粘结。当采用时,此类添加剂(例如增粘剂、抗氧化剂、稳定剂等)可各自以膜的约0.001重量%至约25重量%,在一些实施例中约0.005重量%至约20重量%以及在一些实施例中约0.01重量%至约15重量%的量存在。

弹性膜可以为单层或多层的。多层膜可通过层的共挤出、挤出涂布或通过任何常规的分层工艺制备。这样的多层膜通常包括至少一个基层和至少一个表皮层,但可以包括任何数量的所需的层。例如,多层膜可由基层和一个或多个表皮层形成,其中基层由半结晶聚烯烃形成。在此类实施例中,一个或多个表皮层可由任何成膜聚合物形成。如果需要,一个或多个表皮层可包含较软、较低熔点的聚合物或聚合物共混物,该聚合物或聚合物共混物更适合作为热密封粘结层以将膜热粘结到非织造网。例如,一个或多个表皮层可由诸如上述烯烃聚合物或其共混物形成。可适于单独地或与其他聚合物相结合地用于本发明的另外的成膜聚合物包括乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸正丁酯、尼龙、乙烯-乙烯醇、聚苯乙烯、聚氨酯等。

一个或多个表皮层的厚度通常被选择成不会实质性损害膜的弹性性能。为此,每个表皮层可单独地占膜总厚度的约0.5%至约15%,以及在一些实施例中占膜总厚度的约1%至约10%。例如,每个表皮层可具有约0.1至约10微米,在一些实施例中约0.5至约5微米以及在一些实施例中约1至约2.5微米的厚度。同样,基层可具有约1至约40微米,在一些实施例中约2至约25微米以及在一些实施例中约5至约20微米的厚度。

所得膜的特性通常可根据需要变化。例如,在拉伸前,膜通常具有约100克/平方米或更低以及在一些实施例中约50至约75克/平方米的基重。在拉伸后,膜通常具有约60克/平方米或更低以及在一些实施例中约15至约35克/平方米的基重。拉伸后的膜也可具有约1至约100微米,在一些实施例中约10至约80微米以及在一些实施例中约20至约60微米的总厚度。

iii.层合技术

本发明的复合物通过将非织造面料层合到弹性膜而形成。层合可使用多种技术实现,诸如通过粘合剂粘结、施热的点式粘结、超声粘结等。具体的粘结图案对于本发明而言并不是关键性的。一种合适的粘结图案例如称为“s形编织”图案,并在授予mccormack等人的美国专利号5,964,742中有所描述。另一种合适的粘结图案称为“罗纹针织”图案并在授予levy等人的美国专利号5,620,779中有所描述。又一种合适的图案是“线材编织”图案,其具有约200至约500个粘结部位每平方英寸以及在一些实施例中约250至约350个粘结部位每平方英寸的粘结密度。当然,也可以使用其他粘结图案,诸如在授予hansen等人的美国专利号3,855,046、授予haynes等人的美国专利号5,962,112、授予sayovitz等人的美国专利号6,093,665、授予edwards等人的美国专利号d375,844、授予romano等人的美国专利号428,267和授予brown的美国专利号d390,708中所述。此外,也可以采用类似于上述纺粘网的粘结图案,其包含大致以纵向取向的并具有诸如上述尺寸、长宽比和/或布置的粘结区。例如,粘结区可具有约2至约100,在一些实施例中约4至约50以及在一些实施例中约5至约20的长宽比。

现在将更详细地描述一种合适的层合技术的各种实施例。例如,膜的原材料(例如,弹性体聚合物)可被首先干混在一起(即,无溶剂),然后添加到挤出设备的料斗(未示出)。原材料或者可与溶剂共混。在料斗中,将材料分散地混合在熔体中,并使用任何已知的技术进行配混,诸如采用例如班伯里密炼机、farrel连续混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等的分批和/或连续配混技术。

任何已知的技术均可用于由配混的材料形成膜,包括吹塑、浇铸、平模挤出等。在一个特定的实施例中,膜可通过吹塑过程形成,其中将气体(例如空气)用于使通过环形模头的挤出聚合物共混物的气泡膨胀。气泡然后塌缩并以平坦的膜的形式收集。用于产生吹塑膜的过程例如在授予raley的美国专利号3,354,506、授予schippers的美国专利号3,650,649和授予schrenk等人的美国专利号3,801,429以及授予mccormack等人的美国专利申请公开号2005/0245162和授予boggs等人的美国专利申请公开号2003/0068951中有所描述。例如,可将配混后的材料供往挤出设备,然后吹入轧辊中以形成单层前体弹性膜。辊可保持在足以使前体弹性膜在其形成时固化和骤冷的温度下,诸如约20至约60℃。如果需要,膜可通过从诸如可从providence,rhodeisland的marshallandwillams,co.商购获得的膜取向单元或纵向取向器(“mdo”)中经过而在纵向上拉伸和变薄。mdo可具有多个拉伸辊,这些辊在纵向上逐渐拉伸膜并使膜变薄。膜也可以在一个或多个不连续的拉伸操作中进行拉伸。膜也可在其他方向上拉伸。例如,膜可以通过链式夹在其侧向边缘处夹紧,并输送到拉幅机烘箱中。在拉幅机烘箱中,可通过在向前行进中分开的链式夹将膜在横向上牵伸到期望的拉伸比。

非织造面料可由供应辊供应或简单地在线形成。虽然不一定需要,但是第二非织造面料也可层合到膜,该第二非织造面料可以是如本文所述的非织造面料(例如,包含颈缩纺粘网)以及另一种类型的非织造网材料、膜、泡沫等。如上所述,使一个或多个非织造面料的纺粘网颈缩。这种颈缩可在层合之前进行。或者,纺粘网可在层合到弹性膜期间颈缩,以使得所得的复合物被视为“颈缩粘结的”。弹性膜也可进行拉伸,如上所述。如果需要,这种拉伸可在层合之前进行。或者,弹性膜可在层合到一个或多个非织造面料期间拉伸,以使得所得的复合物被视为“拉伸粘结的”。在另外其他实施例中,可在层合期间使一个或多个非织造面料的纺粘网颈缩,并使弹性膜拉伸,以使得所得的复合物被视为“颈缩拉伸粘结的”。无论如何,可采用热粘结技术将一个或多个面料层合到弹性膜。例如,一个或多个面料可被导向到在辊之间限定的辊隙,以层合到弹性膜。这些辊之一或两者可包括多个升高的粘结元件和/或可被加热。在层合后,如上所述在多个粘结区将弹性膜熔融到面料。

本领域已知的各种另外的可能的加工和/或完工步骤诸如切割、拉伸等可在不脱离本发明精神和范围的情况下进行。应当注意的是,由于其固有的横向可延伸性,本发明的复合物不需要接受任何另外的常规后形成工序。然而,可在需要时采用此类过程。例如,复合物可任选地在横向和/或纵向上机械拉伸,以增强可延伸性。在一个实施例中,复合物可通过两个或更多个在cd和/或md方向上具有凹槽的辊。这样的带凹槽的附属/砧辊布置在授予rhim等人的美国专利申请公布号2004/0110442和授予gerndt等人的美国专利申请公布号2006/0151914中有所描述。除了上述带凹槽的辊之外,也可以将其他技术用于在一个或多个方向上机械拉伸复合物。例如,可使复合物经过拉伸复合物的拉辐机。这样的拉辐机是本领域中熟知的并例如在授予morman等人的美国专利申请公布号2004/0121687中有所描述。复合物也可以进行颈缩。合适的颈缩技术在授予morman的美国专利号5,336,545、5,226,992、4,981,747和4,965,122以及授予morman等人的美国专利申请公开号2004/0121687中有所描述。

iv.制品

本发明的复合物可用于多种多样的应用。例如,如上所述,该复合物可用于吸收制品。“吸收制品”通常是指能够吸收水或其他流体的任何制品。一些吸收制品的例子包括但不限于个人护理吸收制品,诸如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁用制品、女性卫生产品(例如,卫生巾、短裤护垫等)、泳衣、婴儿湿巾等等;医疗用吸收制品,诸如衣物、开窗术材料、垫料、床垫、绷带、吸收性布单(absorbentdrape)和医用擦拭布;食品服务纸巾;服装制品等等。这样的吸收制品的若干例子在授予dipalma等人的美国专利号5,649,916、授予kielpikowski的美国专利号6,110,158和授予blaney等人的美国专利号6,663,611中有所描述。另外其他合适的制品在授予fell等人的美国专利申请公开号2004/0060112a1以及授予damico等人的美国专利号4,886,512、授予sherrod等人的美国专利号5,558,659、授予fell等人的美国专利号6,888,044和授予freiburger等人的美国专利号6,511,465中有所描述。形成这样的吸收制品的材料和工艺是本领域技术人员熟知的。通常,吸收制品包括基本上液体不可渗透的层(例如,外覆层)、液体可渗透的层(例如,身体侧衬里、涌流层等)和吸收芯。在一个特定实施例中,本发明的复合物可用于提供腰部部分、腿箍/垫衬、耳部、侧片或外覆层。

可根据本发明形成的吸收制品的各种实施例将在下文更详细描述。参见图5,例如,示出了一次性尿布250的一个实施例,该尿布通常限定前腰部分255、后腰部分260和互连前腰部分与后腰部分的中间部分265。前腰部分255和后腰部分260包括尿布的通用部分,这些部分被构造成在使用过程中分别大致在穿戴者的前腹区和后腹区上延伸。尿布的中间部分265包括尿布的通用部分,该部分被构造成延伸穿过腿部之间的穿戴者裆区。因此,中间部分265是在尿布中通常发生反复的液体涌流的区域。

尿布250包括但不限于外覆层或底片270,与底片270定位成面对关系的液体不可渗透的身体侧衬里或顶片275,以及位于底片270与顶片275之间的吸收芯主体或液体保持结构280,诸如吸收垫。底片270限定长度或纵向方向286以及宽度或侧向方向285,它们在所示实施例中与尿布250的长度和宽度一致。液体保持结构280的长度和宽度通常分别小于底片270的长度和宽度。因此,尿布250的边缘部分,诸如底片270的边缘部分,可延伸过液体保持结构280的末端边缘。在所示实施例中,例如,底片270向外延伸过液体保持结构280的末端边缘,以形成尿布250的侧边缘和末端边缘。顶片275通常与底片270共同延伸,但可任选地根据需要覆盖比底片270的面积更大或更小的面积。

为了提供改善的贴合并有助于减少身体排出物从尿布250的渗漏,尿布侧边缘和末端边缘可以用适合的弹性构件进行弹性处理,如下文进一步阐释的那样。例如,如在图5中代表性地示出,尿布250可包括腿弹性构件290,其被构造成可操作地张紧尿布250的侧边缘以提供弹性化腿带,所述弹性化腿带密切贴合在穿戴者的腿部周围以减小渗漏并提供改善的舒适性和外观。腰弹性构件295也可用于使尿布250的末端边缘弹性化以提供弹性化腰带。腰弹性构件295被构造成在穿戴者腰部周围提供有回弹力的、舒适密切的贴合。本发明的复合物可适于用作腿部弹性件290和/或腰部弹性件295。

如已知的那样,紧固件302(例如,钩环紧固件、纽扣、别针、按扣、胶带紧固件、粘聚性物、织物-环紧固件)可用于将尿布250固定在穿戴者身上。在所示实施例中,尿布250包括一对侧片300(或耳部),紧固件302(指示为钩环紧固件的钩部分)附连到其上。一般来讲,侧片300在腰部部分255、260之一中附连到尿布的侧边缘,并从侧边缘侧向向外延伸。侧片300可用本发明的复合物进行弹性化处理或者说是赋予弹性。

尿布250还可以包括位于顶片275与液体保持结构280之间的涌流管理层305,以快速接受流体排出物并将流体排出物分布到尿布250内的液体保持结构280。尿布250还可以包括位于液体保持结构280与底片270之间的也称为间隔物或间隔层的通气层(未示出),以将底片270与液体保持结构280隔开,从而减少在可呼吸外覆层或底片270的外表面处对衣物的弄湿。适合的涌流管理层305的例子在授予bishop的美国专利5,486,166和授予ellis的美国专利5,490,846中有所描述。

如在图5中代表性示出,一次性尿布250还可以包括一对防漏翼片410,该翼片被构造成提供针对身体排出物的侧向流动的屏障。防漏翼片410可沿着与液体保持结构280的侧边缘相邻的尿布的侧向相对的侧边缘定位。每个防漏翼片310通常限定未附连的边缘,该边缘被构造成在尿布250的至少中间部分265中维持直立、垂直的构型,以对穿戴者的身体形成密封。防漏翼片410可沿着液体保持结构280的整个长度纵向延伸,或可以仅沿着液体保持结构的长度部分延伸。当防漏翼片410在长度上比液体保持结构280更短时,防漏翼片410可选择性定位在中间部分265中沿着尿布250的侧边缘的任何位置。这样的防漏翼片410通常是本领域的技术人员熟知的。例如,防漏翼片410的适合的构造和布置在授予enloe的美国专利4,704,116中有所描述。另外,如果需要,防漏翼片410可用本发明的复合物进行弹性化处理或者说是赋予弹性。

尿布250可具有各种合适的形状。例如,尿布可具有整体矩形形状、t字形或适当的沙漏形状。在所示的实施例中,尿布250具有大致工字形。可并到本发明的吸收制品上的其他合适的部件可包括本领域技术人员通常已知的腰部翼片等。可包括其他适于用在尿布上的部件的适于结合本发明的膜使用的尿布构型的例子在授予meyer等人的美国专利号4,798,603、授予bernardin的美国专利号5,176,668、授予bruemmer等人的美国专利号5,176,672、授予proxmire等人的美国专利号5,192,606和授予hanson等人的美国专利号5,509,915中有所描述。

尿布250的各个区和/或部件可使用任何已知的附连机构诸如粘合剂、超声、热粘结等组装在一起。适合的粘合剂可包括例如热熔粘合剂、压敏粘合剂等。当利用时,粘合剂可以作为均匀的层、图案化层、喷雾图案或任何单独的线、漩涡或点而施加。在所示的实施例中,例如,顶片275和底片270可通过粘合剂(诸如热熔性、压敏粘合剂)的线组装到彼此以及组装到液体保持结构280。类似地,诸如弹性构件290和295、紧固构件302和涌流层305的其他尿布部件可通过采用上文确定的附连机构组装到制品中。

虽然上文已经描述了尿布的各种构型,但是应当理解的是,其他尿布和吸收制品构型也包括在本发明的范围内。此外,本发明绝不限于尿布。事实上,吸收制品的若干例子在授予dipalma等人的美国专利号5,649,916、授予kielpikowski的美国专利号6,110,158和授予blaney等人的美国专利号6,663,611中有所描述。另外,可包括此类材料的个人护理产品的其他例子是训练裤(诸如在侧片材料中)和女性护理产品。仅以举例说明的方式,适用于本发明的训练裤和用于构造训练裤的各种材料及方法在授予fletcher等人的美国专利号6,761,711、授予vangompel等人的美国专利号4,940,464、授予brandon等人的美国专利号5,766,389和授予olson等人的美国专利6,645,190中进行了公开。

通过参照以下实例可以更好地理解本发明。

测试方法

拉伸特性:

条带拉伸强度值基本上根据astm标准d-5034测定。具体地讲,切割样品或以其他方式提供尺寸大小为3英寸(76.2毫米)(宽度)×6英寸(152.4毫米)(长度)的样品。采用恒速伸张型拉伸测试仪。拉伸测试系统为可得自minnesota的edenprairie的mtscorp.的sintech拉伸测试仪。拉伸测试仪配备得自mtscorporation的testworks4.08b软件以支持测试。选择适当的测力传感器以使测试值落入满刻度负荷的10-90%的范围内。将样品固定在尺寸为1英寸(25.4毫米)×3英寸(76毫米)的具有正面和背面的夹具之间。用橡胶处理夹具面,夹具的较长尺寸与牵拉方向垂直。夹具压力气动地保持在60至80磅每平方英寸的压力下。拉伸测试在20英寸每分钟的速率下运行,标距长度为4英寸,断裂灵敏度为40%。沿着纵向(“md”)测试三个样品,并且沿着横向(“cd”)测试三个样品。此外,还记录了极限拉伸强度(“峰值负荷”)和峰值伸长率。强度值可最初报告为克力每3英寸(样品宽度),然后归一化到克力每英寸。当然,也可采用如本领域已知的其他单位,诸如牛顿每5厘米或牛顿每厘米。

定型百分比和滞后百分比

使用循环测试程序测试了材料以确定定型百分比。具体地讲,将单循环测试用于200%的限定伸长。对于该测试,样品尺寸为76.2毫米(横向)乘以152.4毫米(纵向)。夹具尺寸为76.2毫米宽。夹具间隔为114.3毫米。设定约10至15克的预负荷。该测试将样品以508毫米每分钟的速度拉到200%的伸长率,然后立即(无停顿)以508毫米每分钟的速度返回到零。测试报告定型百分比和滞后百分比。“定型百分比”是材料在循环后从其原始长度拉伸的量的量度(在循环测试后的瞬时变形)。定型百分比是循环的收缩曲线与伸长轴的交点。将移除外加的应力后剩余的应变测定为定型百分比。滞后值是该循环负载过程中的能量损失。测试在具有使用testworks4.07b软件的renewmtsmongoose箱(控制器)的mtscorp.恒速伸长试验机2/s(mtscorp,minneapolis,minn.)上完成。测试在环境条件下进行。

应力松弛

应力松弛测试可通过将测试样本(76.2毫米宽)夹在处于76.2毫米夹具间距离的mts伸长试验机的夹具之间而进行。样品和固定夹具可密闭在环境室内。样品在夹住后可在37.8℃平衡3分钟。然后以508毫米每分钟的夹头位移速度使样品伸长(例如,在横向上)到152.4毫米的最终恒定伸长(100%伸长)。维持100%伸长所需的初始负荷可被记录为“初始负荷”。也可根据时间监测负荷,并进行记录。“最终负荷”可以是维持100%伸长达12小时所需的力的量。然后可以如下计算“负荷损失百分比”:从初始负荷减去最终负荷(在12小时时),除以初始负荷,然后乘以比率100。

还可以报告应力曲线的斜率。可在该时间段内恒定的斜率可由log(负荷)相对于log(时间)的图线或由以下公式计算:

其中,

m=斜率,

l(t)=在给定时间(t)的负荷,

l(0)=在t=0时的开始负荷,而

t=时间。

测试可在具有使用testworks4.07b软件的renewmtsmongoose箱(控制器)的mtscorp.恒速伸长试验机2/s(mtscorp,minneapolis,minn.)上完成。

比较例1

由纤度为2的双组分芯/皮(70/30)长丝形成基础纺粘网(目标基重14-15gsm)。芯由100%聚丙烯树脂形成,皮包含100%的pe树脂。将基础纺粘网用具有如图2所示的图案的升高的销压延辊(pincalenderroll)粘结,其中销面积为14%,粘结温度为130-135℃。在形成后,纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比率经确定为2.7。然后将基础网从约81厘米的起始宽度颈缩到42厘米的颈缩宽度(即,48%颈缩)。颈缩通过以下方式进行:增加对网的牵伸条件,同时使网在一系列温度处于约104至110℃范围内的加热辊上经过。牵伸比为38%且保持恒定。然后将颈缩的网在砧辊与图案化辊之间层合到弹性膜,图案化辊具有面积为.0015平方英寸且长宽比为2.38的卵形销。销以15度的图案角度和.093英寸的md销间隔取向成90度,从而导致11.0%的总粘结面积。

实例1

由纤度为2的双组分芯/皮(70/30)长丝形成基础纺粘网(目标基重14-15gsm)。芯由100%聚丙烯树脂形成,皮包含100%的pe树脂。将基础纺粘网用具有如图2所示的图案的升高的销压延辊粘结,其中销面积为14%,粘结温度为130-135℃。在形成后,纵向拉伸强度与横向拉伸强度的比率经确定为7.7。该比率通过在纺粘过程的成型段中调整穿过成型线材的吸入量和对应的空气速度而实现。长丝扩散器设置和间隙也用于促进长丝在纵向上落下。然后将基础网从约81厘米的起始宽度颈缩到28厘米的颈缩宽度(即,65%颈缩)。颈缩通过以下方式进行:增加对网的牵伸条件,同时使网在一系列温度处于约104至110℃范围内的加热辊上经过。牵伸比为38%且保持恒定。然后将颈缩的网在砧辊与图案化辊之间层合到弹性膜,图案化辊具有面积为.0015平方英寸且长宽比为2.38的卵形销。销以15度的图案角度和.093英寸的md销间隔取向成90度,从而导致11.0%的总粘结面积。

一旦形成后,就对比较例1和实例1的复合物进行测试。结果如下所示。

虽然本发明已经就其具体实施例进行了详细描述,但是将领会的是,本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施例的替代形式、变型形式和等同方案。因此,本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同方案的范围。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种具有纵向和横向尺寸的非织造复合物,所述非织造复合物包括与弹性膜相邻而定位的非织造面料,所述非织造面料包括由大致以纵向取向的多根纤维形成的颈缩纺粘网,其中所述复合物在横向上具有100%或更大的峰值伸长率并在横向上在100%伸长下经历450克力每英寸(177.16克力每厘米)或更小的负荷。

2.根据权利要求1所述的非织造复合物,其中所述复合物在横向上表现出60%或更小的负荷损失。

3.根据权利要求1所述的非织造复合物,其中所述纤维包含聚合物组合物,所述组合物包含延展性聚合物和任选地脂肪酸衍生物,所述延展性聚合物具有如根据astmd638-10测定的800mpa或更小的弹性模量。

4.根据权利要求3所述的非织造复合物,其中所述纤维为包含低模量组分的双组分纤维,所述低模量组分包含所述延展性聚合物。

5.根据权利要求3所述的非织造复合物,其中所述纤维为单组分纤维。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的非织造复合物,其中所述延展性聚合物为乙烯聚合物。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的非织造复合物,其中所述延展性聚合物为丙烯均聚物。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的非织造复合物,其中所述延展性聚合物为丙烯与α-烯烃的共聚物。

9.根据权利要求3至5中任一项所述的非织造复合物,其中所述聚合物组合物还包含丙烯均聚物,所述丙烯均聚物具有如根据astmd638-10测定的800至4,000mpa的弹性模量。

10.根据权利要求1所述的非织造复合物,其中所述纤维在多个粘结区粘结在一起,其中所述粘结区中的至少一部分大致以纵向取向。

11.根据权利要求10所述的非织造复合物,其中所述粘结区中的至少一部分具有从2至100的长宽比。

12.根据权利要求1所述的非织造复合物,其中所述弹性膜包含半结晶聚烯烃、基本上无定形的嵌段共聚物或其组合。

13.根据权利要求1所述的非织造复合物,其中所弹性膜在多个粘结区层合到所述纺粘网,其中所述粘结区中的至少一部分大致以纵向取向。

14.根据权利要求13所述的非织造复合物,其中所述粘结区中的至少一部分具有从2至100的长宽比。

15.一种吸收制品,包括根据权利要求1所述的非织造复合物。

16.一种用于形成具有纵向和横向尺寸的非织造面料的方法,所述方法包括使基础纺粘网颈缩,以使得所述网的尺寸在横向上减小,其中所述基础纺粘网具有纵向拉伸强度和横向拉伸强度,所述纵向拉伸强度与所述横向拉伸强度的比率为4:1或更大。

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述基础纺粘网包含大致以纵向取向的多根纤维。

18.根据权利要求16所述的方法,其中所述基础纺粘网具有400克力每英寸(157.48克力每厘米)或更大的纵向拉伸强度。

19.根据权利要求16所述的方法,其中所述基础纺粘网具有50%或更大的颈缩百分比。

20.一种形成具有纵向和横向尺寸的复合物的方法,所述方法包括:

使基础纺粘网颈缩,以使得所述网的尺寸在横向上减小,其中所述基础纺粘网具有纵向拉伸强度和横向拉伸强度,所述纵向拉伸强度与所述横向拉伸强度的比率为4:1或更大;以及

将弹性膜层合到所述颈缩纺粘网。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

国家知识产权局pct处:

按照pct条约19条的规定,申请人对该国际申请的权利要求书进行了修改,以新权利要求1-20替换原权利要求1-20,具体请参见权利要求书的修改替换页。

此致

敬礼!

北京泛华伟业知识产权代理有限公司

2017年5月26日

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