粘合增强的定向低厚度可透气膜的制作方法

专利名称：粘合增强的定向低厚度可透气膜的制作方法
技术领域：
本发明针对定向的低厚度可透气膜。
背景技术：
业已发现，膜料能广泛用于多种领域，它包括用于贴身吸湿制品如尿布、训练短裤，失禁衣着、妇女保健制品、卫生巾、裹布、绷带等的外罩。这类膜料还可用于消耗品和工业包装。
特别是在贴身吸湿制品领域，重点放在开发添加到上述制品中的低成本膜料而不牺牲其性能。在把膜料用作外罩时，这样的膜料必须形成阻止体渗出物(液体和其它废物)通过的有效阻挡层，但同时能显示出满意的美观和触觉如手感性质。用来实现满意的低成本膜料的一种方法是采用减低了厚度的薄膜。较薄的膜通常成本较低，而由于减薄了厚度，还常会增加柔性软且在使用中的声响较轻。这种低厚度膜还更易成为可透气的或更易微孔化。
上述薄膜可以具有的有效厚度等于或小于0.6mil和基重等于或小于25.0克/米3(gsm)。特别是当这种低厚度膜(例如是沿机器方向拽拉或拉伸时，这样的拽拉或拉伸使薄膜内聚合物分子的分子结构沿拉伸方向取向，由此而提高了薄膜沿机器方向的强度。但是，此同一的沿机器方向取向的薄膜由于抗张强度和梯形试样撕裂特征而致横截机器方向上的强度减弱。
为了补偿这种单向拉伸膜的结构的低强度，已将一层支承层(或多层支承层)如纤维质非织造织物层压到膜料层上，以使此层压件除其它性质外还提高了强度和耐用性。用热层压技术形成了低厚度或拉伸减薄的膜和非织造物的层压件，其中通过加热的压花辊和超声处理应用了加热和加压。这样的热层压件可能需要一定程度的热量和压力，结果就会对此薄膜层造成不希望有的穿孔或损伤局部薄膜和/或成品层压件不希望的刚度。这样的热层压成的薄膜-非织造物层压件，在某些情况下特别是在用作贴身吸湿制品的外罩时，使强度和耐用性能不充分，导致在应用这类吸湿制品时会使此层压件的薄膜层发生灾难性的撕裂。本发明人业已观察到，在这种热层压的薄膜-非织造物层压件中，它的撕裂事故就会从薄膜和非织造层粘合到一起热粘合点或粘合区延展开。因此需要有改进的单轴向(即机器方向)取向的低厚度膜，使它的强度和耐用性特别是在横截机器方向上都有提高。
本发明的概述于是，本发明的一个目的在于提供一种改进了的单轴向取向的，通过在其表面涂布上图案或网络式的粘合剂进而提高了强度和耐用性的低厚度膜。
本发明的另一个目的在于提供提高了强度和耐用性而且高度透气的改进了的，低成本的粘合增强膜。
本发明的上述和其它目的可由独立权利要求1的粘合增强单轴向取向的低厚度膜料实现，这种膜料包括具有一第一表面的薄膜层；此薄膜层沿拉伸方向取向并具有有效厚度等于或小于0.6mil；此薄膜层由混合物形成，此混合物按薄膜层总重的重量百分数计包括约30％-70％的一第一聚烯烃聚合物、约70％-30％的填料以及约0-20％的一第二聚烯烃聚合物；此薄膜层具有的水蒸汽透过率至少约300克/米2/24小时；在此薄膜层的第一表面上涂布有图案式粘合剂区；这种图案或粘合剂区所具有的添加量为约0.1-约20克/米2，所具有的百分粘合面积在所述薄膜层的前述表面的每单位面积上为约5％-约50％或更小，而这些粘合剂区之间的在平行于前述的拉伸方向上的最大间距约1.0英寸或更短。
本发明的其它优点、特点与细节可由从属权利要求、下面给出的描述和附图中得知，这里给出的权利要求应理解为用来普通限定本发明的基本手段。
附图简述

图1是涂布到本发明的薄膜层的表面上的熔喷粘合剂纤维无规则图案的正视图，其中此薄膜层的拉伸方向由直线X-X示明；图2是涂布到本发明的薄膜层的表面上的印花有色粘合剂区的肋条状图案的正视图，其中此薄膜层的拉伸方向由直线X-X示明；和图3是涂布到本发明的薄膜层的表面上的印花有色粘合剂区的云彩状图案的正视图，其中此薄膜层的拉伸方向由直线X-X示明。
本发明的详述本发明针对一种改进的、粘合增强的单轴向取向的低厚度薄膜料，它利用施加到其膜层的表面上的图案或网络或粘合剂区来改进单轴方向的通常是机器方向取向的薄膜的强度。参看图1，其中示明了本发明的粘合增强膜料的一种实施形式。这种粘合增强膜料包括单轴向取向厚度膜层12，在其所具有的表面14上涂布有图案或网络式的粘合剂纤维、丝状件、线状件或区域18。粘合剂区域18在薄膜12的表面14每单位面积上的百分粘合面积为约5％至约50％，而在大致平行于所述拉伸方向(所述取向)的方向上的这些粘合剂区18之间的最大间距不超过约1.0英寸(约25.4mm)。这种粘合剂区18涂布到薄膜层12的表面14上的粘合剂添加量则为约0.1-20克/米2(gsm)。
这里用到的“层”有双重意义，指单层件或多层件，这里用到的“机器方向”或MD指材料沿其生产方向的长向，这里用到的“横截机器方向”或CD指材料的宽向，即一般垂直于MD的方向。
膜层12包括至少两种基本组份聚烯烃聚合物；最好主要是线型聚烯烃聚合物，如线型低密度聚乙烯(LLDPE)或聚丙烯；以及填料。这些组份混合到一起，由众多的薄膜工艺中本领域周知的任何一种方法加热然后挤压成膜层。这类薄膜制造方法例如包括铸模压花、冷铸与平铸以及吹膜成形工艺。可以于膜层12中添加其它添加剂和配料，只要它们不会显著影响这种膜层实现本发明指出的功能的能力即可。
一般，按干重计，以薄膜的总重为基础，薄膜层12应包括约30％-约70％重量百分比的聚烯烃聚合物和约30％-约70％重量百分比的薄膜，在更为特别的实施形式中，这种膜料可以再加约0至约20％的另外的聚烯烃聚合物如低密度聚乙烯。
线型低密度聚乙烯已知在与适量的填料混合中的能很好地用作薄膜的基料。但确信任何适当的聚烯烃聚合物都是可以用来形成本发明的薄膜层12的，而最好是用任何主要是线型的聚烯烃聚合物来形成本发明的膜层12。这里所用的“线型低密度聚乙烯”一词包括了乙烯和较高的α烯烃共聚单体如C3-C12的聚合物及其结合物，并具有按ASTMD-1238方法D所测的熔体指数(MI)约0.5-约10(每10分钟的克数，于190℃)。所谓“主要是线型的”是指此主要聚合物键是线型的，在每1000个乙烯单位中的长链分支约少于5个。这些长链分支将包括大于C12的碳链。对于因包含有共聚单体而为非弹性的、短链支化(C3-C12)的主要是线型的聚烯烃聚合物，通常限于每1000乙烯单位少于20个短链，而对于这种是弹性的聚合物则有20或多于20个短链。主要是线型聚烯烃聚合物的例子包括但不限于，下述单体乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基戊烯、1-己烯、1-辛烯和较高的聚烯烃生成的聚合物以及共聚物和三聚物，此外，乙烯和其它的聚烯烃的共聚物，其包括丁烯、4-甲基-戊烯、己烯、庚烯、辛烯、癸烯等也是主要是线型聚烯烃聚合物的例子。
除聚烯烃聚合物外，薄膜层12还包括填料，这里所用的“填料”一词包括这样的粒料和其它形式的材料，它们可填加到薄膜聚合物挤压混合物中而不在化学性质上影响挤压成的薄膜，并能均匀分散到整个薄膜中。一般，这种填料取球形或非球形的粒状形式，平均粒度约0.1至7微米。有机和无机的填料都符合本发明的范围，只要它们不妨碍薄膜的形成过程和影响薄膜可实现本发明要求的功能即行。适当的填料例子包括碳酸钙(CaCO3)、各种粘土、硅石(SiO2)、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(TiO2)、沸石、纤维素型粉料、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、木浆粉、木粉、纤维素衍生物、壳质和壳质衍生物。需要时可在填料粒上涂以例如硬脂肪酸涂层。
如上所述，膜层12可以用薄膜成形中周知的任何一种传统方法成形。聚烯烃聚合物和填料按照这里所列范围给出的适当比例混合，然后加热和挤压成膜。为了提供用薄膜水蒸汽透过率所反应的均匀透气率，填料应均匀地分散于此聚合物混合物中从而是整个膜层本身之内。按照本发明，所谓薄膜是“可透气的”是指它按这里所说的试验方法计算，具有的水蒸汽透过率至少为300克/米2/24小时。一般，薄膜在刚形成后具有的单位面积重量小于约80gsm，而在拉伸和减薄后其单位面积重量则为约12-约25gsm。
用于下面述及的本发明实例中的膜层是单层膜，但其它的类型例如多层膜只要是其成形技术能同填料膜相匹配也可认为是在本发明的范围之内。最初形式的膜比所要求的一般较薄和较易在摇晃时“喀啦”作响。此外，这时的薄膜也不具有按其水蒸汽透过率所测的充分的可透气性。为此，需使此薄膜加热到聚烯烃聚合物熔点之下约5℃或更低的温度，然后用联机的沿机器方向取向(MDO)的装置使其拉伸到至少是原有长度的约两倍(2X)，使这种膜减薄并具有多孔性。将膜层12进一步拉伸到它原有长度的三倍(3X)、四倍(4X)或更大的倍数时，都显然是包括在形成本发明的膜层12的有关范围之内。
膜层12在拉伸减薄后应具有的有效膜厚为约0.2-约0.6mil。这一有效厚度考虑到了可透气膜层中空隙或空气间隙。对于一般的非填料的不透气膜，薄膜的实际厚度和有效厚度通常相同。但对于这里所述的业已拉伸减薄的填料膜来说，此薄膜的厚度将同时包括空气间隙。为了不把这种增加的体积考虑在内，要根据这里所述的试验方法来计算有效厚度。
这种拉伸减薄方法的另一个特点是改变了膜料的不透光性。薄膜在形成时是较为透明的，但在拉伸之后就变为不透明的。此外，虽然薄膜在拉伸减薄过程中成为定向膜，但它也变得较软并减小了“喀啦”作响的程度。
这种单轴向、机器方向取向的薄膜通常在横截机器方向上不具有很好的强度，导致其易沿机器方向(拉伸方向)撕破或裂开。本发明人业已发现，通过把这里规定的网络或图案或粘合剂区涂布到此种膜的表面上，可以提高其强度和耐用性。
这里所用的“粘合剂”是指任何适当的热熔体的，水载或溶剂载的，能够涂布成所需图案或网络形式的粘合剂区的，以形成本发明的粘合增强、单轴向取向的低厚度膜的粘合剂。因此，适用的粘合剂包括通常的热熔体粘合剂、压敏粘合剂和活性粘合剂(即聚氨酯)。更具体地说，嵌段共聚物型结构的粘合剂、乙烯乙基醋酸酯(EVA)基的粘合剂(例如18-30％重量百分比的醋酸乙烯酯)和无定形α烯烃共聚物以及三聚物基的粘合剂，已证明能很好地用来形成本发明的粘合增强、单轴向取向的低厚度膜。所有这种粘合剂的配方中可以含有蜡和增稠剂来改进加工性能或热粘性或柔软性。
采用的粘合剂涂布方法必须适应于所用粘合剂的具体类型以及这种粘合增强、单轴向取向的低厚度膜的特定用途。这种粘合剂可以例如涂布成图案或网络式的交错、无规则分散的熔喷粘合剂纤维形式。这种熔喷粘合剂纤维通常具有的平均直径为约5至约50微米。这里所用“熔喷粘合剂纤维”一词包括不连续的和连续的两种粘合剂纤维。把熔喷纤维涂布到运动的衬底上的方法是已知的。例如，Appel等在美国专利No.4720252中所述的，其中公开的内容已综合于此作为参考。
用来把粘合剂施加到膜层12上的其它合适的方法包括例如“喷涂或旋涂热熔体粘合剂区以及粘合剂区的筛网印花或凹板印花。这种熔体喷涂和粘合剂印花方法是本技术领域周知的，因而不在此详述。用这类印花方法涂布粘合剂特别是有色粘合剂时，还能增加美观效益，因为这种粘合剂图案可以取几何结构和非几何结构形式、重复或不重复的形状、连续或不连续的线条、想象或任选的设计、符号或物体或甚至是文件或字词。图2和图3中所示的粘合剂图案是这类印花粘合剂图案的例示。
某些印花方法例如筛网印花需使筛网和待印花的衬底作直接接触。这在印涂某些类型的粘合剂的某些压敏粘合剂时，由于这类粘合剂在环境温度下有很高的粘性或高程度的粘结性，已证明会带来问题。但是可以这样地完成这类粘合剂的筛网印花，即把粘合剂印到适当的脱模面例如脱模纸上，然后再由此脱模面将印得的粘合剂转印到膜层12之上。
所用的将粘合剂18涂布到膜层12的表面14上的方法必须能有效地控制可用来增强此薄膜层的粘合剂量以及粘合剂的涂布图案。此外，粘合剂18的涂布还应基本上遍及膜层12的长度和宽度，以保证此粘合增强的膜有均匀的强度和耐用性。
粘合剂区的主要功能是增强本发明的低厚度或拉伸减薄膜。正如这里提及的，沿机器方向(MD)高度定向的(2X或更高)的膜常会在横截机器方向(CD)张力的影响下沿MD裂开。本发明人观察到，依据本发明，将无规则分散交错网络式熔喷粘合剂区涂布到这种膜上时，通过将加到此薄膜上的CD张力负荷进行分布，就能形成反抗这种薄膜裂开的“终止撕裂效应”，由此能提高这种机器方向取向膜的耐用性和强度。更具体地说，上述网络或无规则分散的交错熔喷粘合剂区包括沿MD“紧密隔开”的各熔喷粘合剂纤维。这里所谓的“紧密隔开的粘合剂区”是指各粘合剂区之间所分开的最大距离，在大致平行于拉伸方向的方向上约为1.0英寸(25.4mm)，更特别的是0.25英寸(6.35mm)，而最为特别的是0.125英寸(3.18mm)。这里所谓的“大致平行拉伸方向”是指沿着它在两粘合剂区之间所测得距离的直线同拉伸方向一直线所交的内角等于或小于30°。通过使各粘合剂区之间在薄膜层的拉伸方向(例如机器方向)上的最大间距限制到上述特定范围，就可减少膜层12中孔或裂纹的形式或传播，并可提高膜层12在分裂或撕开前在横截机器方向上所能经受的延伸量。换言之，通过增加粘合剂图案或网络中各粘合剂区的连接性和邻接性，能够有效地减少膜层12的裂开性。
尽管如上所述，无规则分散的交错网络式粘合剂区，如熔喷粘合剂纤维，能有效地用来形成本发明的粘合增强单轴向取向的低厚度膜，但同样还可采用其它的粘合剂涂布图案和涂布方法。例如沿横截机器方向延伸或取向、加入量和百分粘合面积在这里说明的范围内的大致平行、连续和/或不连续的粘合剂线，在印到薄膜层12的表面14上时，能使膜层12提高所需的强度和耐用性。适合的粘合剂涂布方法的应用，受到其控制所用粘合剂加入量的能力、粘合剂区的百分粘合面积以及各粘合剂区在拉伸方向上的最大间距的限制。粘合剂加入量应为约0.1至约20gsm，较好是约0.25-约5.0gsm，而最好是约0.5-约1.5gsm。减少这种加入量会降低此粘合增强单轴向取向低厚度膜的生产成本和减少牺牲此膜层透气性的风险，与此相反，粘合剂较高的加入量则能提供更耐用的膜料。
通过涂布这里所述的图案或网络式粘合剂区，与连续涂布粘合剂的情形相比，例如膜料的微孔性或透气性不会显著减小。薄膜层12的表面14上涂布有粘合剂区18的这部分的总面积可以表示为百分粘合面积。这里所谓“百分粘合面积”是指膜层12的表面14上为粘合剂面积所占这部分总的平面面积。此百分粘合面积可以由各种常规技术包括这里所述的图案分析来进行测量。通过将这种粘合剂区的百分粘合面积限制为涂布此粘合剂区的膜层12的表面14每单位面积的约5％-约50％，同时控制涂布的各粘合剂区之间的最大间距以及粘合剂的加入量，就能实现低厚度、拉伸减薄的可透气填料膜的粘合剂增强，而不会影响此膜料的可透气性。
尽管粘合剂区18的主要功能是增强本发明的低厚度或拉伸减薄膜层12，但这种粘合剂可经适当选择给本发明的粘合增强、单轴向取向的低厚度膜增加另外的功能。例如可以选择这样的粘合剂使之具有足够的间隔时间，即使其在足够的时间内保持粘性，得以使此粘合剂18也能把膜层12的表面14粘合到相邻层如非织造织物的表面上。这里所谓的“非织造织物”或“非织造纤维”是指各个纤维或单丝的结构是交错的但并非取可识别的重复方式如在针织或织造织物的情形。非织造织物可以由多种已知的成形方法形成，这包括纺粘、气流成网、熔喷或粘合粗梳织物的成形方法，其它可以由粘合剂将膜层12的表面14粘合于其上的适当相邻层包括织造的和/或针织的织物以及泡沫塑料层或薄膜层。
此外，尽管本发明的粘合增强膜料是作为单轴向取向或拉伸的情形加以说明的，但本发明的种种优点同样能够适合双轴向取向或拉伸的膜料的。同样，尽管如这里所述是把粘合剂区18涂布到膜层12的表面14上，但也可把粘合剂区涂布到膜层12的同表面14相对的一面上，其中在此膜层12的两相对面上的粘合剂区，在加入量、百分粘合面积和沿拉伸方向的最大间距可以一致或不同。
在描述了本发明的上述实施形式后，制备了一系列粘合增强、单轴向取向的低厚度膜试样来进一步说明本发明。试验结果和所用试验方法列述于下。
试验方法采用了下述试验方法来分析这里说明的试验材料。
有效厚度膜料的有效厚度是通过把膜的基重除以形成此膜的聚合物和填料的密度计算出的，为了求得以英寸为单位的膜料有效厚度，把以盎司/码2(osy)测得的每单位面积重量乘以0.001334(公制到英制的换算系数)，再把此结果除以克/厘米2计的聚合物配方的密度(g/cc)。
抗张强度和伸长试验用抗张强度和伸长率的布条断裂强度测定方法测量试样材料在断裂前的断裂负荷和百分伸长率。这些测量结果是在试样材料于恒定的延伸率下于单一方向中在连续递增的负荷下所进行的测量结果。
对于每个试样薄膜料，用3英寸(76mm)宽的精密切刀切下了三个试料，各宽3英寸(76mm)、长6英寸(152mm)，以其长向尺寸平行测试和加力方向。各个试料的全宽放在等速伸长试验机的夹具中，这种试验机例如是MTS Systems Corporation of Eden Prairie。Minnesota所制的Sintech System 1 Computer Integrated Testing System。各试料的长度或长尺寸方向尽可能设定成与加力方向平行。给此试料施加连续负荷，十字头速度设定为300毫米/分，直至试料破裂。测量了各试料刚被裂前所需的峰值负荷和峰值应变，记下了平均值。
水蒸汽透过率根据ASTM标准E96-80，计算了试样材料的水蒸汽透过率(WVTR)。从各个试样材料和对比材料上切下了直径为3英寸的圆形试样，对比材料是一片CELGARD2500膜料，购自Hoechst Celanese corporation ofSommerville,New Jersey。CELGARD 2500膜是微孔聚丙烯膜。对各种材料都制备了三个试样。试验皿是No.60-1 Vapometer盘，购自Thwing-Albert Instrument Company of Philadephia Pennsylvania，将100ml的蒸馏水注入各Vapometer盘中，同时把试验材料和对比材料的各个试样放到各个盘的敞开顶端上。上紧拧合式凸缘以形成沿各个盘(不用密封剂油脂)边缘的密封，让所涉及的试验材料或对比材料在一个6.5cm直径的有约33.17cm2暴露面积的圆环上暴露于环境气氛下。将上述盘称重，然后置于37℃下的强制通风烘箱中。此烘箱是恒温烘箱，让外部空气循环通过其中以防水蒸汽聚积在其内部。适当的强制通风烘箱例如是Blue M Power-O-Matic 60烘箱，购自Blue M ElectricCompany of Blue Island,Illinois。历经24小时，将盘从烘箱中取出，再次称重。此初部试验的水蒸汽透过率值计算如下试验的WVTR=(重量损耗g/24hours)×315.5g/m2/24hrs烘箱中的相对湿度未加特定控制。
在预设定的100°F下(32℃)和环境相对温度下，CELGARD2500膜对比材料的WVTR已测定为5000g/m2/24hrs。因此，此对比试样经过了各种试验，并用下述议程将预试验值校准到设定条件WVTR=(试验的WVTR/对比的WVTR)/5000g/m2/24hrsg/m2/24hrs粘合剂粘合面积试验/最大间距试验粘合剂粘合面积试验测量薄膜层表面的单位面积上涂布了粘合剂区的这个部分。最大间距试验测量在薄膜拉伸方向上两粘合剂区之间的最大自由路程的尺寸。
从各个测试的试样材料上切下5-6平方英寸(32-39cm2)大小的六个试料。每个试料放在一小容器中，并通过把试料放在液体体积约一加仑(3.785×10-3m3)的玻璃水提取器中以氧化锇(OSO4)染色约经16小时。此氧化锇购自Ted Pella,Inc.of Redding,CA.氧化锇不溶于水。
此染色的层压件用手剥开，将染色的粘合剂留在各层压件的薄膜层的表面上。氧化锇使粘合剂脱粘和交联(增强)化，便于使薄膜和非织造层分层。
用购自Leica of Deerfield Illinois的Wild M420的宏观仪器，由FOSTEC纤维光学环形光使染色的粘合剂于反射光下成像。此图象通过购自Dage MTI of Michigan City,Indiana的CCD-72型单色摄像机系统获得，直接进入Princeton Gamma Tech(of Princeton,NewJersey)ImagistTMSystem。此摄像机用手控，使得图象密度能由自动增益控制补偿而无变化。用Princeton Gamma Tech图象分析软件对图象限定其范围、二元化并进行分析。所形成的图象于Hewlett PackcardPaintjetTM打印机上打印出。在此，对于例子中的薄膜材料1-3报告百分粘合面积的平均值以及沿拉伸方向中粘合剂之间的最大间距。
示例下面列述了总共4个试样的粘合增强的，单轴向取向低厚度膜，这些试样粘合增强的单轴向厚度膜是用来阐明本发明的特殊实施形式和给内行的人说明实施本发明的一种方法。
例1依据本发明制备了一种粘合增强、单轴取向的低厚度膜。这种膜层按其总重百分数计含有50％的DowlexNG 33 47 A线型低密度聚乙烯具有熔体指数为2.3(克/10分，在190℃)，密度为0.917克/厘米3(g/cc)和5％的Dow640支化低密度聚乙烯，其有熔体指数为2.0克/10分，在190℃)，密度为0.922g/cc。这两种聚乙烯聚合物的混合物具有熔体指数为1.85(克/10分，在190℃)和密度1.452g/cc。Dowlex和Dow的聚合物所可购自Dow Chemical U.S.A,ofMidland,Michigan。此薄膜层还含有占总重45％的英-中SupercoatTM碳酸钙(CaCO3)，上面涂有10％的硬脂酸，具有1微米的平均粒度和7微米的上部切口。这种碳酸钙购自ECCA Calcium Products,Inc.insylacauga Alabama,a Division of ECC International上述膜料于熔化温度330°F(168℃)下喷吹成单层膜，生成的膜具有约1.5mil(约54gsm)的初始未拉伸。将此薄膜加热到约160°F(71℃)，用机器方向取向(MDO)装置(型号7200，可购自Marshall & Williams ofProvidenle,Rhode Island)，在500英尺/分(152米/分)的线速度下拉伸减薄到约为原始长度的4.0倍，达到约0.46mil(约18gsm)的有效厚度。然后将此薄膜于215°F(103℃)的温度下退火。依下述表1中WVTR数据所示，此薄膜是可透气的。
依本发明所述，把图案或网络式的粘合剂区涂布到此薄膜的表面上。这种粘合剂是购自Rexene Corp.of Dallas,Texas，产品牌号为Reytac RT 2730的无规则聚丙烯粘合剂的丁烯共聚物，以无规则分散的熔喷粘合剂纤维形式，用基本上如美国专利No.4720252(其中公开的内容已综合于此供参考)所示的常规熔喷设备，涂布到薄膜层上。此粘合剂加热到约350°F(177℃)，并在空气温度约430°F(221℃)、空气压力为约20psig(1.41kg/cm2)、成形高度约3.0英寸(76.2mm)、线速度约300英尺/分(91米/分)的条件下涂布到此膜层上，粘合剂的加入量为约1.5gsm，粘合剂区于此膜拉伸方向上的最大间距约为0.5英寸(12.7mm)。平均百分数粘合面积约为18％。
比较例1这里的膜层与例1中所述的相同，未涂布有粘合剂区。
例2依据本发明制备了一种粘合增强、单轴向取向的低厚度膜。此膜层按其总重的重量百分数计，含有45％DowlexNG 33474线型低密度聚乙烯和55％英-中SupercoatTM碳酸钙(CaCO3)，这两者已在上面的例1中详述到。此膜料于熔融温度360°F(182℃)下铸成单层膜，生成的膜具有约1.5mil(约54gsm)的初始未拉伸厚度。将此膜层加热到约160°F(71℃)然后拉伸减薄到约为其原始长度的4.7倍，有效厚度为约0.46mil(约18gsm)，所用的MDO装置与例1中所述的相同，工作时的线速度为500英尺/分(152米/分)。此膜层于200°F(93℃)的温度下退火，按下面表1中的WVTR数据所示为透气的。
依本发明的原理将图案或网络或粘合剂区涂布于此膜层的表面上。粘合剂是有色的嵌段共聚物压敏粘合剂，在商品牌号DispomeltNS34-5610下购自National Stareh and Chemical corp.，它有营业处在Bridgewater,New Jersey。在把这种粘合剂涂布到膜层上时，首先将粘合剂依图3所示的云彩图案涂布于适当的脱模纸上然后再转印到此膜层的表面上，这里采用传统的筛网印花和转印方法。粘合剂涂布到脱模纸上的线速度为约25-50英尺/分(7.6-15.2米/分)，将其转印到薄膜层上时的线速度为300英尺/分(91米/分)。粘合剂的加入量约为9.0gsm，粘合剂区在此膜层伸张方向上的最大间距约为1.0英寸(25.4mm)。平均百分粘合面积约为12％。
比较例2膜层与例2中所述的相同，未涂布粘合剂区。
例3依据本发明制备了一种粘合增强、单轴向取向的低厚度膜。此膜层和所用的粘合剂与上面例2所述的相同。同样如例2所示的方式首先将粘合剂依图2所示的肋条形图案印到适当的脱模纸上，然后再将其转印到膜层的表面上，粘合剂涂布到脱模纸上时的线速度约为25-50英尺/分(7.6-15.2米/分)，将其转印到膜层上时的线速度为300英尺/分(91米/分)。粘合剂的加入量约为17.0gsm，粘合剂区沿膜层拉伸方向的最大间距约为0.25英寸(6.35mm)。平均百分粘合面积约为22％。
例4依据本发明制备了一种粘合增强、单轴向取向的低厚度膜。此膜和所用的粘合剂与例2所述的相同，只是粘合剂是无色的。用ControlCoatTM喷涂粘合剂图案涂布器(购自在Norcross,Georgia有营业处的Nordson corp.商品名为Metered Control CoatTMAppli cator)。此粘合剂加热到约350°F(177℃)，在空气温度约380°F(193℃)、空气压力约80psig(5.63kg/cm2)、成形高度约1.0英寸(25.4mm)、线速度约400英尺/分(120米/分)。粘合剂加入量约2.0gsm，粘合剂区于此膜层拉伸方向上的最大间距约为0.1英寸(2.54mm)。平均百分粘合面积约为15％。
比例较3从本发明的受让人Kimberly-clark Corp.，于产品牌号HuggiesUltratrim尿布下购得的一次性尿布上的薄膜-非织造织层压件的外罩上取得不透气膜层，在其上不涂布粘合剂。膜层的有效厚度约0.41mil。
表1MD抗张强 MD百分伸 CD抗张强 CD百分伸 WVTR(g/m2度(g) 长率(断裂 度(g) 长率(断 /24hours)时％)裂时％)比较例1 4850 150 830 5001240例1 6300 162 870 550比较例2 8444 135 698 2653800例2 6212 101 525 3233471例3 6800 114 669 4273827例4 5448 96 585 5173631比较例3 2500 180 840 45070表1中的数据清楚表明这里所述的粘合剂区是对薄膜层的强度和韧性或耐用性唯一起作用的因素。特别是在横截机器方向上，此单轴向的沿机器方向取向的膜一般不具有良好的韧性或耐用性，在原始薄膜和在其上涂有粘合剂区的同样薄膜两者之间在断裂值时的百分伸长率的增加便说明了这种粘合剂区具有增强功能。
最后，比较例3的数据表明，将这种粘合增强膜层加入到本发明的薄膜-非织造物层压件中，在强度和韧性方面至少是抵得上市售的这类膜料层的。
应知依据本发明制备的粘合增强、单轴向取向低厚度膜，是可以由内行的人加以变更和调节来适应实际使用中不同程度的性能要求。因此，尽管本发明已经参考了某些具体实施形式和例子作了说明，但应认识到本发明是可以有其它改型的。为此，本申请文件是用来涵盖本发明依照其普遍原理所能获得各种变动形式、用途或修正形式的，同时包括后附权利要求书范围内在本发明相关技术的常识中的偏离这里所公开的技术的种种内容。
权利要求
1．一种粘合增强膜，此增强膜包括具有一第一表面的薄膜层；此薄膜层沿拉伸方向取向并具有有效厚度等于或小于0.6mil；此薄膜层由混合物形成，此混合物按薄膜层总重的重量百分数计包括约30％-70％的一第一聚烯烃聚合物、约70％-30％的填料以及约0-20％的一第二聚烯烃聚合物；此薄膜层具有的水蒸汽透过率至少约300克/米2/24小时；在所述薄膜层的所述第一表面上涂布有图案式粘合剂区；这种图案式粘合剂区所具有的添加量为约0.1-约20克/米2，所具有的百分粘合面积在所述薄膜层的所述表面的每单位面积上为约5％-约50％或更小，而这些粘合剂区之间的在平行于的拉伸的所述方向上的最大间距约1.0英寸或更短。
2．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述膜的横截机器方向的抗张强度至少是870克。
3．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述膜在断裂时的横截机器方向的伸长率至少约为300％。
4．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，膜的水蒸汽透过率至少约为1000克/米2/24小时。
5．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述粘合剂区在大致平行于拉伸的所述方向的方向中的最大间距约为0.25英寸或更小。
6．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述粘合剂区在大致平行于拉伸的所述方向的方向中的最大间距约为0.125英寸或更小。
7．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述粘合剂加入量约0.25约5.0克/米2。
8．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述粘合剂加入量约0.5约1.5克/米2。
9．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述膜层包括具有一表面的相邻层，而所述相邻层即以此表面粘合到所述膜层的所述表面上。
10．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述第一聚烯烃聚合物包括主要是线型的聚烯烃聚合物。
11．如权利要求13所述的粘合增强膜，其中，所述主要是线型的聚烯烃聚合物是线型低密度聚乙烯。
12．如权利要求1所述的粘合增强膜，其中，所述百分粘合面积为约5％-约35％。
13．一种吸湿制品，它包括衬里、背片、设于所述衬里和所述背片之间的吸湿芯；所述背片则包括权利要求1中所述的粘合增强膜。
全文摘要
本发明针对粘合增强、单轴向取向的低厚度(拉伸减薄)可透气膜,上面涂布有图案或网络式粘合剂区以改进其耐用性和强度。本发明能广泛应用于需要或希望有高强、舒适、不透液性和可透气性的领域,包括但不限于贴身吸湿制品。
文档编号D04H1/58GK1230234SQ97197943
公开日1999年9月29日 申请日期1997年7月9日 优先权日1996年7月15日
发明者A·L·麦科尔马克 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司