专利名称：抗撕裂层压体的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及可拉伸层压体，其包括对撕裂、洞、孔、或其它间断的非期望增长表现出改善的抗性的膜。具体地，本发明涉及包括由弹性体聚合物形成的弹性体膜材料的层压体，所述弹性体聚合物表现出合适的应变结晶性能(尤其是在该膜中的撕裂或其它间断的前部末端)，从而有助于抵抗所述撕裂或间断的非期望增长。
背景技术：
包括膜(尤其是弹性膜)的可延展层压材料常用于多种多样的应用。例如，一次性吸收制品通常包括依赖弹性体层压材料所提供的弹性性能的一个或多个组件来在穿着者穿着该制品时提供舒适的适形贴合性。虽然已知弹性膜在某些吸收制品组件(例如，侧片、腰带、腿带)中提供期望的弹性性能，但是所述膜可能不在该制品穿着者的皮肤上提供期望的触感(例如，柔软性和光滑度)。因此，所述弹性膜通常接合到另一种材料，其旨在保持接触穿着者的皮肤并且提供期望的触感。例如，将弹性膜层夹于两个可塑性延展非织造层之间并不少见，所述可延展非织造层经选择以提供期望的柔软感觉。在一些情况下，例如，当需要弹性层压材料时，层压体可经受增量拉伸方法，其有时称为活化。增量拉伸方法使所述层压体的可塑性延展非织造材料永久性地机械变形，这降低了所述非织造材料的抗拉伸趋势。但是所述膜层仍然表现出期望的弹性性能。常规增量拉伸方法和其它严格的制造方法(例如，压花、高压粘结、热粘结)的一个缺点在于洞、撕裂、或其它间断在层压体的弹性膜层中的非期望形成。另外，常规的弹性膜材料可在经受正常磨损和使用期间的制品撕裂(例如，接触尖锐物体、受到穿着者的拉拽、穿着者的剧烈活动和/或在穿着期间经受的重复性机械应力)时形成洞或撕裂。最初，撕裂开始可能很小并且对于膜、层压体、制品组件、和/或制品的期望的功能而言相对无关紧要，但是随着撕裂尺寸的增长(例如，由于通常与所述层压体的使用相关联和/或在制造过程中的机械性严苛条件)，所述膜、层压体、制品组件、或制品发生严重损坏的可能性升高。制品或组件的非预期严重损坏通常是非期望的，但是当所述制品是一次性吸收制品(诸如尿布或训练裤)时该制品或组件严重损坏的结果可能尤为恶劣。例如，尿布或裤子的内容物可从该制品渗出，和/或该制品可能甚至与穿着者分离。在某些应用中，可能期望提供包含膜的层压体，所述膜具有预成形的间断(例如，一个或多个孔，所述孔至少部分地延伸穿过该膜和/或层压体的厚度)以便控制例如所述层压体的透气性、对液体和/或固体的渗透性、不透明度、延展性等。但是膜和/或层压体中的开口(无论是期望的还是非期望的)均可能增长并且最终导致该膜和/或层压体预期功能的部分或完全损坏此外，至少一些制造商期望更薄/更低基重的膜来降低与将该膜结合层压体和/或制品中相关的材料成本。与膜中的撕裂、洞和孔的形成相关联的潜在问题在更薄/更低基重的膜中可能甚至更为尖锐。为了降低可延展层压体中的弹性膜由于洞、撕裂和/或孔的存在而导致损坏的可能性，可能期望提高该膜的强度。然而，提高膜的强度通常是指增加膜的厚度或者由不同的材料形成膜，两者均可对制造该层压体的成本和/或复杂度和/或该层压体对特定用途的适宜性造成不利影响。例如，在旨在用于一次性尿布侧片的层压体中使用更结实的膜可能提高所述侧片对穿着者的皮肤所施加的压力，有可能引起对穿着者不期望的红印和/或不适。另外，提高膜的总体强度可能仅仅改善了膜和/或层压体对洞或撕裂的初始形成的抗性，并非对其随后增长的抗性。用于降低膜中(尤其是低基重膜中)的撕裂、洞和/或孔的非期望增长的可能性的另一种方法包括将一个或多个增强层与该膜接合。例如，可使用一种或多种通常已知的“皮肤层”形成该膜(例如，通过共挤出方法)。然而，加入皮肤层来改善膜和/或包含该膜的层压体的性能可能不利地提高了产生所述层压体的成本和/或复杂度，并且/或使该层压体不适于其预期用途。因此，仍然需要提供包含弹性膜的可延展层压体，所述弹性膜不使用附加增强材料下在多种环境(例如，低基重下)中表现出对撕裂、洞、和/或孔的增长的抗性。因此，期望提供一种包含弹性膜的可延展层压体，所述弹性膜表现出对撕裂、洞或孔的增长的改善的抗性。
发明内容
为了提供对上述问题解决方案，本文的至少一个实施例公开了抵抗洞、撕裂或孔的增长的多层层压材料。所述层压体包括至少一个可延展非织造层，其以面对面关系接合到至少一个弹性体膜层。所述弹性体膜层包含SEEPS弹性体嵌段共聚物，其具有介于约10°C和20°C之间的Tm。所述层压体具有根据层压体完整性测试超过约2小时的层压体完整时间。
图1为吸收制品的平面图。图2是示出在滞后测试期间生成的示例性应力-应变曲线的图表。图3是用于DSC测试的时间对温度的图表。图4A是根据层压体完整性测试绘制的示例性层压体样品的顶部平面图。图4B是图4A中的样品的侧视图。
具体实施例方式定义“吸收制品”是指吸收和容纳身体渗出物的装置，并且更具体地是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳各种从身体排放的渗出物的装置。示例性吸收制品包括尿布、训练裤、套穿裤型尿布(即，如美国专利6，120，487中所示具有预成形的腰部开口和腿部开口的尿布)、可重复扣紧的尿布或裤型尿布、失禁短内裤和内衣、尿布固定器和衬里、妇女卫生衣服例如紧身短裤衬里、吸收插件等。“活化”是可塑性延展材料的机械变形，其导致可延展材料在材料的X-Y平面中的活化方向上的永久性伸长。例如，当纤维网或纤维网的一部分经受使得材料应变超过塑性出现的应力时发生活化，所述应变可包括或者不包括材料或材料一部分的完全机械损伤。包括接合到可塑性延展材料的弹性材料的层压体的活化通常导致所述塑性材料的永久性变形，同时所述弹性材料基本上回复至其初始尺寸。“活化”和其变体是指使材料经受活化过程。“孔”是指在膜制造或层压制造期间在膜中有意加入的开口，其旨在赋予期望的特性诸如透气性。孔的增长是由于膜临近所述孔的部分的机械性损坏所导致的孔尺寸的增大。“基重”是材料的片材或纤维网的质量除以其表面积。本文的基重单位是克/平方米(g/m2)。“可透气的”是指在下述的透气率测试中给出介于5和50m3/m2/min之间的透气率值的膜或层压体。“共聚物”是指衍生自两种或更多种单体种类的聚合物，其中所述聚合物链各包含来自多于一种单体种类的重复单元。“结晶熔融温度”通过差示扫描量热法确定，其在下文更详尽地描述。熔融吸热峰温度以特定晶体群体的Tm(Tpm，根据ASTM D3418-08)获取。本发明的材料可具有一个或多个熔融吸热峰。“设置”是指某个构件定位在相对于另一个构件的特定位置中。“弹性的”、“弹性体的”和“可弹性延展的”是指材料在给定负荷下拉伸至少50%而不破裂或断裂以及在释放负荷时所述弹性材料或组件表现出至少80%的恢复率(即，具有小于20%的永久变形率)的能力。例如，具有IOOmm初始长度的弹性材料可拉伸到至少150mm(50%拉伸)，并且在移除力时，缩回到IlOmm的长度(即，具有IOmm或10%的永久变形率)。拉伸(有时称为应变、百分比应变、工程应变、拉伸比、或伸长率)连同恢复率和永久变形率可各自根据下文更详尽描述的滞后测试进行确定。然而，应当了解，弹性的这种定义并不适用于不具有合适尺寸(例如，不够宽)以适当地经受滞后测试的材料。相反，如果在施加偏置力时它可拉伸到至少50%，并且在释放偏置力时基本上回复到其初始长度(即，表现出小于20%的永久变形率)，则认为此类材料具有弹性。“可延展的”是指拉伸或伸长至少50%而不破裂或断裂的能力。“膜”是指片状材料，其中该材料的长度和宽度远远超过该材料的厚度(例如，IOX、50X、或甚至1000X或更多)。膜通常是液体不可渗透的，但可被构造成可透气的。“洞”是指膜中的非期望开口，在断裂力学上其可发挥“断裂”的作用。洞的增长是由于膜临近所述洞的部分的机械性损坏所导致的洞尺寸的增大。“接合”是指如下构型，其中利用这些构型可通过将一个构件直接固定到另一个构件，从而使该构件直接固定到另一构件；也指如下构型，其中利用这些构型将一个构件固定到一个或多个中间构件，然后再把中间构件固定到其它构件，从而使该构件间接固定到另一个构件。“层压体”是指通过本领域已知的任何合适的方法(例如粘合剂粘结、热粘结、超声粘结、或采用非加热或加热的图案辊的高压粘结)彼此相结合的两种或更多种材料。“纵向”是指当所述制品处于平展未收缩状态时与从吸收制品的腰部端边到相对的腰部端边，或者在双重折叠的制品中从腰部端边到裆的底部基本上垂直运行的方向。在纵向的45度以内的方向被认为是“纵向”。“横向”是指从制品的一个侧边延伸到相对的侧边并且大致垂直于纵向的方向。在横向的45度以内的方向被认为是横向。“纵向”或“MD”是在制造过程中平行于纤维网行进方向的方向。“横向”或“⑶”是基本上垂直于MD的方向并处于大致由纤维网限定的平面中。“非织造材料”是指通过例如纺粘法、熔喷法、气流成网法、共成形(coforming)法、粗梳法、水刺法等方法由连续的(长的)长丝(纤维)和/或不连续的(短的)长丝(纤维)以无规则方式交叉制成的多孔纤维材料。非织造材料的纤维可使用常规的技术结合在一起，诸如热点粘结、超声点粘结、粘合剂图案粘结和粘合剂喷涂粘结。非织造材料不具有纺织丝或针织长丝图案。非织造材料可为液体可渗透的或不可渗透的。“塑性的”和“可塑性延展的”是指材料在给定负荷下拉伸至少50%而不破裂或断裂以及在释放负荷时材料或组件表现出至少20%的永久变形率(即，恢复率小于80% )的能力。例如，当经受下述滞后测试时，具有IOOmm初始长度的可延展材料可至少拉伸到150mm(50%拉伸)，并且在移除作用力时，材料缩回到35mm的长度(即具有35mm的永久变形率(35%的永久变形率))。“松弛的”是指构件、材料或组件的静止状态，在该状态除重力外基本上无外力作用于该构件。“撕裂”是指膜中与该膜的一个或多个边缘相交的非期望开口，在断裂力学上其可发挥“断裂”的作用。撕裂的增长是由于膜临近所述撕裂的一个或多个部分的机械性损坏所导致的撕裂尺寸的增大。“纤维网”是指能够被缠绕成卷的材料。纤维网可为膜、非织造材料、层压体、开孔膜和/或层压体等。纤维网的正面是指其二维表面中的一个，与其边缘相对。“X-Y平面”是指由使纤维网运动的MD和⑶或者材料片的长度和宽度限定的平面。聚合物多种弹性体聚合物可用于制备弹性膜。弹性体聚合物的非限制性例子包括均聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物等。尤其适用于表现出抗撕裂增长性的膜的聚合物是嵌段共聚物，其通常由不同重复单元的嵌段(或链段)制成，所述嵌段各自有助于该聚合物的性能。认为嵌段共聚物有用的一个原因(至少部分地)是由于共聚物的嵌段彼此共价键合并且形成微相分离结构，其具有提供良好可延展性的橡胶结构域，同时玻璃端嵌段结构域提供机械完整性(例如，良好机械强度以及避免了非期望的应力弛豫或流动)。适用于本文的嵌段共聚物可表现出弹性体和热塑性两种特性。例如，端嵌段可形成在最终使用期间主要的温度(例如，20°C -40°C )下展示出硬的刚性机械性能的结构域，由此而向整个聚合物增加了刚性和强度。此类端嵌段有时称为“硬嵌段”。中嵌段可容受与弹性体相关联的较大变形并且当该材料受到应力时(即，受到拉伸或延伸)提供回缩力。此类中嵌段有时称为“软嵌段”或“类橡胶嵌段”。适用于本文的嵌段共聚物包括至少一个硬嵌段(A)和至少一个软嵌段(B)。嵌段共聚物可具有多个嵌段。在某些实施例中，嵌段共聚物可为A-B-A三嵌段共聚物、A-B-A-B四嵌段共聚物、或A-B-A-B-A五嵌段共聚物。其它合适的共聚物包括具有端嵌段A和A'的三嵌段共聚物，其中A和A'衍生自不同的化合物。在某些实施例中，所述嵌段共聚物可具有多于一个的硬嵌段和/或多于一个的软嵌段，其中每个硬嵌段可衍生自相同或不同的单体且每个软嵌段可衍生自相同或不同的单体。合适的硬嵌段组分具有超过25°C或45°C或甚至65°C但通常低于100°C的玻璃化转变温度(Tg)。硬嵌段部分可衍生自乙烯基单体，所述乙烯基单体包括乙烯基芳烃诸如苯乙烯和a-甲基苯乙烯或它们的组合。软嵌段部分可为衍生自共轭脂族二烯单体的聚合物。软嵌段单体通常包含少于6个碳原子。合适的二烯单体(诸如，例如，丁二烯和异戊二烯)可作为聚合形式或以其氢化形式使用。合适的软嵌段聚合物包括聚(丁二烯)、聚(异戊二烯)和乙烯/丙烯共聚物、乙烯/ 丁烯共聚物等。在某些实施例中，可能期望使所述共聚物或其部分(例如，中嵌段或端嵌段)中所包含的任何残余烯属双键部分或完全地氢化。在尤其合适的实施例中，弹性体聚合物可为苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(“SEEPS”)嵌段共聚物，其包括两个各约8kg/摩尔的聚苯乙烯端嵌段和45kg/摩尔的中嵌段。所述中嵌段可例如通过共聚异戊二烯和丁二烯并然后氢化来形成。可能期望氢化所述共聚物，使得所述中嵌段中95-99%或甚至98-99%的初始C = C双键饱和，但是使聚苯乙烯端嵌段芳香性保持无损。如果氢化程度过低，则该聚合物可开始失去其经受应变诱导结晶的能力。据信，不受理论的限制，聚合物中的应变诱导结晶对于向由这种聚合物制成的膜提供抗撕裂性特性是重要的。在某些实施例中，将异戊二烯和丁二烯共聚产生类橡胶中嵌段可产生在共聚单体序列和乙烯基含量两者上均有所变化的共聚物。虽然SEEPS共聚物是嵌段共聚物，但是乙烯-乙烯-丙烯(“EEP”)中嵌段相对嵌段或交替共聚物而言更是无规共聚物。但是可存在随机性的轻微偏离。所述随机性的偏离以及共聚物的乙烯基含量可通过调节聚合期间的条件进行控制。例如，异戊二烯与丁二烯共聚，随后氢化，可产生多种分枝型。下表I例示了可能产生的不同分枝型。尽管有甲基分枝的部分例外，但是所述分枝通常并不“贴合”于聚乙烯型晶体，并且因此而降低了中嵌段的结晶度和Tm。例如，SEEPS嵌段共聚物的中嵌段在低于_50°C的温度下可为约7%结晶的，并且具有约0°C的Tm。相比之下，基本上无分枝的聚乙烯为约75%结晶的，并且具有约135°C的Tm。表I
权利要求
1.一种多层层压材料，其抵抗撕裂、洞或孔的增长，所述层压体包括:至少一个可延展非织造层，其与至少一个弹性体膜层以面对面关系接合，所述弹性体膜层具有介于约10°c和约20°C之间的Tm并且具有根据层压体完整性测试超过约2小时的层压体完整时间。
2.根据权利要求1所述的多层层压体，其中所述弹性体膜层包含SEEPS或SEBS弹性体嵌段共聚物。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的多层层压体，其中所述层压体完整时间超过约5小时。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多层层压体，其中所述弹性体膜层具有超过约I小时的损坏时间值。
5.根据权利要求4所述的多层层压体，其中所述损坏时间超过约12小时。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多层层压体，其中所述弹性体膜层夹于两个或更多个非织造层之间。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的多层层压体，其中所述非织造层是可塑性延展的并且所述非织造层的至少一部分被活化。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的多层层压体，其中所述层压体是能够透气的。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的多层层压体，其中所述非织造层是可弹性延展的。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的多层，其中所述弹性体膜层夹于两个可弹性延展非织造层之间，所述非织造层与所述膜层的相对侧以粘结方法接合。
11.根据权利要求10所述的多层层压体，其中所述非织造层之一的至少一部分被活化。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的多层层压体，其中所述非织造层中的至少一个被构造为纺粘-熔喷-纺粘非织造层。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的多层层压体，其中所述层压体完整时间超过约5小时。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的多层层压体，其中所述弹性体膜材料具有至少约I小时的断裂时间。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的多层层压体，其中所述层压体结合到吸收制品中作为组件，所述组件选自顶片、底片、外覆盖件、翻边、侧片、耳片、扣件、以及这些的组合。
全文摘要
本发明提供了一种多层层压材料，其抵抗洞、撕裂或孔的增长并且包括与弹性体膜层以面对面关系接合的可延展非织造层。所述弹性体膜层包含SEEPS弹性体嵌段共聚物，其具有介于10℃和20℃之间的Tm。所述层压体表现出超过2小时的层压体完整时间。
文档编号B32B27/12GK103209828SQ201280003605
公开日2013年7月17日 申请日期2012年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者T·L·曼斯菲尔德 申请人:宝洁公司