專利名稱：機(jī)械壓實(shí)的薄膜/無紡織物層壓材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沿縱向取向的薄膜及其在薄膜/無紡織物層壓材料中的應(yīng)用。
薄膜/無紡織物層壓材料被廣泛地用于，但不僅僅限于作為個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品例如尿布、訓(xùn)練用緊身褲、大小便失禁用服裝、女性衛(wèi)生制品、創(chuàng)傷包扎材料、繃帶等等的外覆蓋物的各種各樣的應(yīng)用中。薄膜/無紡織物層壓材料還被用于與諸如外科用消毒蓋布和手術(shù)服及其他的清理房間、維護(hù)健康和其他相關(guān)用途的衣物相結(jié)合的個(gè)人維護(hù)方面。特別在個(gè)人維護(hù)方面的應(yīng)用中，現(xiàn)在的重點(diǎn)是開發(fā)具有良好的阻擋性，特別是對(duì)液體的阻擋性，以及良好的美學(xué)性和手感以及觸感的低成本的層壓材料。為此目的，使用越來越薄的薄膜更加有利。較薄的薄膜成本低并且，由于其較低的厚度之故，它們通常是較軟和較輕的。較薄的薄膜還能被制成更適于透氣的。
較薄的薄膜有時(shí)具有小于25μm(微米)的厚度，強(qiáng)度往往也相當(dāng)?shù)牡?。這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在橫向上，因?yàn)闉榱双@得這樣低厚度的薄膜在縱向上常常被高度地拉伸。在縱向上的急劇拉伸往往會(huì)使構(gòu)成薄膜的聚合物分子取向。這樣的取向能大大地增加薄膜在縱向的強(qiáng)度，但是這往往也會(huì)降低同一薄膜在橫向上的強(qiáng)度。通過將諸如纖維無紡織物的支承層層壓到薄膜層上，能產(chǎn)生具有附加性能的層壓材料。無紡織物層能使整個(gè)復(fù)合材料強(qiáng)度增加。此外，它能賦予諸如對(duì)包括個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品在內(nèi)的許多應(yīng)用來說是重要的性能，例如類以布的感覺等等。不幸的是，迄今為止薄膜/無紡織物層壓材料還不能總是提供最佳的、特別在強(qiáng)度方面的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果，這樣層壓材料的薄膜部分往往只能在整個(gè)制品中提供低于最佳的性能。當(dāng)薄膜/無紡織物層壓材料被用作阻擋材料，例如個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品的外覆蓋層時(shí)，這一點(diǎn)已被完全證實(shí)。因此，需要薄膜/無紡織物層壓材料改進(jìn)，特別是當(dāng)薄膜層已在單向上被高度取向和薄膜的整個(gè)厚度已被大大地減少的情況中。
本發(fā)明企圖克服現(xiàn)有技術(shù)的薄膜/無紡織物層壓材料的上述問題。此目的通過根據(jù)所附的獨(dú)立權(quán)利要求1和4的薄膜/無紡織物層壓材料、權(quán)利要求13的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品、根據(jù)所附的獨(dú)立權(quán)利要求18的服裝和所附的獨(dú)立權(quán)利要求19和20的外科用消毒蓋布和手術(shù)服而得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、特征、情況和細(xì)節(jié)從所附的權(quán)利要求書、說明書和附圖中可以看出。一般地說，權(quán)利要求書應(yīng)被認(rèn)作為確定本發(fā)明的第一種非限制性的手段。
本發(fā)明涉及機(jī)械壓實(shí)的薄膜/無紡織物層壓材料，其中薄膜在被連接到諸如纖維無紡織物支承層之前已在縱向上被取向。
更具體地說，本發(fā)明涉及在層壓材料中具有非常低厚度的薄膜和改進(jìn)的橫向完整性的薄膜/無紡織物層壓材料。
今天在許多產(chǎn)品中、特別是在一次性使用的產(chǎn)品諸如個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品方面，使用薄膜和纖維無紡織物作為其組分。從成本的觀點(diǎn)來看，通常希望所用的各種材料盡可能地薄。就薄膜而言，為了達(dá)到這一點(diǎn)的一種辦法是使薄膜取向，例如，降低薄膜的縱向厚度。在對(duì)薄膜取向時(shí)，薄膜通常在縱向(拉伸方向)上會(huì)增加強(qiáng)度而同時(shí)在橫向(垂直于拉伸方向)上會(huì)降低強(qiáng)度。于是，支承層例如纖維無紡織物被層壓到薄膜層上以增加其強(qiáng)度。
薄膜層、支承層和層壓材料均具有縱向和橫向。在層壓之前，薄膜層在縱向上被取向以使它具有約為13μm(微米)或以下的實(shí)際厚度。薄膜在縱向已被取向的事實(shí)可以通過將該取向薄膜的縱向強(qiáng)度與橫向強(qiáng)度的比較來確定。取向薄膜在第一方向上具有通過下述的條拉伸試驗(yàn)測(cè)定的強(qiáng)度，該強(qiáng)度至少為垂直于該第一方向上的強(qiáng)度的二倍。強(qiáng)度較大方向應(yīng)為縱向而強(qiáng)度較低方向應(yīng)為橫向。薄膜層、纖維無紡織物支承層和層壓材料均具有或確定出縱向和橫向，而在層壓之前薄膜層和無紡織物層的縱向在縱向上相互對(duì)齊。
在縱向上取向和層壓后確定在橫向上測(cè)定的斷裂伸長值。由于在事實(shí)上很難將試樣的材料分層，如以下所述，薄膜材料的各別部分被取向并與隔離紙一起通過連接設(shè)備以便獲得壓縮的薄膜(nipped film)，所得的壓縮薄膜能被用來測(cè)定已被取向和層壓的薄膜的薄膜斷裂伸長率。然后，將此值與纖維無紡織物在最大負(fù)荷時(shí)的斷裂橫向伸長率相比，薄膜橫向斷裂伸長率必須大于無紡織物的最大負(fù)荷時(shí)的伸長率。
薄膜層、支承層和層壓材料均規(guī)定出各自的最大負(fù)荷值。在橫向上，無紡織物的最大負(fù)荷值大于在橫向上的薄膜的最大負(fù)荷值。此外，薄膜的最大負(fù)荷值還小于在橫向上的層壓材料的最大負(fù)荷，而在橫向上的層壓材料的最大負(fù)荷至少為300克。
支承層可由包括不同的纖維無紡織物的各種各樣材料制造。這樣的例子包括，并不限于，紡粘的無紡織物和諸如紡粘/熔噴和紡粘/熔噴/紡粘那樣的層壓材料。就紡粘/熔噴無紡織物而言，通常更理想的是將熔噴部分連接到層壓材料的薄膜層。此外，在某些應(yīng)用中，可能希望將另外一些層添加到薄膜/無紡織物層壓材料上諸如，將第二無紡織物或其他支承層加到與其他無紡織物層的表面相對(duì)的薄膜層表面。這里的第二支承層又可以是，例如，單一的層或是諸如紡粘/熔噴/紡粘層壓材料那樣的層壓材料。
本發(fā)明的薄膜/無紡織物層壓材料具有廣泛的應(yīng)用，包括用于個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品例如尿布、訓(xùn)練用緊身褲、大小便失禁用服裝、月經(jīng)帶、創(chuàng)傷包扎材料、繃帶等等。一般地說，這樣的物品應(yīng)具有液體可滲透的頂層和背層以及被置于頂層與背層之間的吸收性芯層。如果薄膜/無紡織物層壓材料的薄膜層被制成液體可滲透的話，它可被用作頂層。如果它基本上是液體不能滲透的話，它可被用作背層。其他的應(yīng)用包括，但并不限于，使用本發(fā)明的薄膜/無紡織物層壓材料作為諸如外科用消毒蓋布和手術(shù)服的一部分或全部以及一般的衣服。在許多的這些應(yīng)用中，透氣性的層壓材料可能是合乎理想的，在這樣的情況中，層壓材料應(yīng)具有至少為300克/平方米的水蒸汽透過率。
通過結(jié)合附圖參照本發(fā)明的以下說明書將會(huì)對(duì)本發(fā)明有更好的理解，在這些附圖中

圖1為本發(fā)明的薄膜/無紡織物層壓材料剖面?zhèn)纫晥D；圖2為供各實(shí)施例用的用于將薄膜層與支承層結(jié)合在一起的嬰兒物品連接圖案的近似比例的頂平面圖；圖3為供各實(shí)施例用的用于將薄膜層與支承層結(jié)合在一起的織造織物連接圖案的近似比例的頂平面圖。
本發(fā)明涉及一種具有作為其改進(jìn)的設(shè)計(jì)和薄膜層與無紡織物中各性能相配合結(jié)果的橫向(CD)完整性的增強(qiáng)的薄膜/無紡織物層壓材料。用于本發(fā)明的薄膜通常已在縱向(MD)被充分取向而產(chǎn)生的具有實(shí)際厚度小于13μm的薄膜。這樣的取向通常要求將薄膜拉伸到至少為其原始長度或未拉伸長度的二倍。一旦薄膜被取向，然后使用熱和壓力諸如用加熱的磨光輥或通過超聲粘合工藝將它層壓到纖維無紡織物上。另外，這二層也可使用粘合劑而被層壓在一起。
本發(fā)明的薄膜/無紡織物層壓材料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是薄膜、無紡織物和層壓材料的每一種的應(yīng)力(負(fù)荷)與應(yīng)變(伸長率)性能之比，其包括這三種材料的斷裂伸長性和斷裂時(shí)的最大負(fù)荷。迄今，使用MD取向的薄膜的薄膜/無紡織物層壓材料有時(shí)是不成功的，其原因在于層壓材料的薄膜部分已被撕裂或過早地破裂。本發(fā)明由于考慮到每一組分的性質(zhì)以及包括薄膜厚度、薄膜的MD取向度和薄膜的某些最小的應(yīng)變要求而生產(chǎn)出改進(jìn)的薄膜/無紡織物層壓材料。
現(xiàn)參考附圖1，本發(fā)明的薄膜/無紡織物層壓材料10包括薄膜12和支承層14，支承層14可由包括許多材料，例如，薄膜、無紡織物、稀松窗簾用布織物、織造織物和上述形成支承層14的材料的結(jié)合物制成，并且整個(gè)的層壓材料具有此處所規(guī)定的性能。從經(jīng)濟(jì)、美學(xué)性和強(qiáng)度考慮，已發(fā)現(xiàn)纖維無紡織物特別適用。選擇支承層14用的聚合物并不是關(guān)鍵，只要被選中的聚合物具有合適的粘性和強(qiáng)度均可。適用的聚合物包括但并不限于聚烯烴和其他的熱塑性聚合物。適用的纖維無紡織物的成形方法包括，例如，紡粘法和熔噴法。
熔噴纖維是通過從許多細(xì)小的、通常為圓形的毛細(xì)管孔模擠出熱塑性材料熔融細(xì)絲或長絲到高速度通常為熱的氣流諸如空氣流中，使熔融的熱塑性材料減少其直徑而形成的。此后，熔噴纖維被高速度的、通常為熱氣流所攜帶并被堆積在收集面而形成無規(guī)分散的熔噴纖維。熔噴法是人們所熟知的并且被公開在各種專利和出版物中，它們包括NRL報(bào)告4364，B.A.Wendt，E.L.Boone和C.D.Fluharty的“超細(xì)有機(jī)纖維的制造”；NRL報(bào)告5265，K.D.Lawrence，R.T.Lukas和J.A.Young的“形成超細(xì)熱塑性纖維的改進(jìn)裝置”；1972年7月11日授予Prentice的U.S.專利3676242號(hào)；1974年11月19日授予Brentice等人的U.S.專利3849241號(hào)。在此處引入上述全部參考文獻(xiàn)作參考。
紡粘纖維是通過從在噴絲板中的許多具有被擠出長絲直徑大小的細(xì)小的、通常為圓形的毛細(xì)管孔模擠出熱塑性材料的長絲，然后例如通過非噴射或噴射的液體拉伸或其他熟知的織粘機(jī)減少其直徑而形成的。紡粘無紡織物的生產(chǎn)被介紹于例如Appel等人的美國專利第4340563號(hào)；Matsuki等人的美國專利第3802917號(hào)；Dorschner等人的美國專利第3692618號(hào)；Kinney的美國專利第3338992和3341394號(hào)中，Levy的美國專利第3276944號(hào)，Peterson的美國專利3502538號(hào)，Hartman的美國專利3502763號(hào)，Dobo等的美國專利3542615號(hào)和Harmon的加拿大專利803714號(hào)中。在此處引入上述全部參考文獻(xiàn)作參考。
由多成分和多組分纖維，例如，雙組分纖維制成的纖維無紡織物還可被用于形成支承層14。參見例如Strack等人的美國專利第5336552號(hào)，該文獻(xiàn)介紹如何制造雙組分紡粘無紡織物。在此處引入Strack等人的全文作參考。
還可能根據(jù)，例如，Brock等人的U.S.專利4041203號(hào)中的教導(dǎo)形成用作支承層14的層壓材料例如紡粘/熔噴層壓材料和紡粘/熔噴/紡粘層壓材料。在此處引入其全文作參考。
薄膜層12可以是單層或是例如使用混和擠壓法形成的多層薄膜。薄膜的形成對(duì)成膜領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說是熟知的，因此在此處無需作詳細(xì)的說明。許多工廠能完全按照規(guī)定制造這樣的薄膜。適用的成膜聚合物包括，但并不限于，均聚物，共聚物聚烯烴的混合物以及乙烯/乙酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、聚酯(PET)、錦綸(PA)、乙烯/聚乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)和烯屬熱塑性彈性體。烯屬熱塑性彈性體是多級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物，其中無定形的乙烯/丙烯共聚物以分子形式分散在大部分為半晶體的高聚丙烯單體/低聚乙烯單體連續(xù)的基質(zhì)中。如果需要的說，還可以將填料，例如，碳酸鈣和二氧化鈦，添加到薄膜層12以增加不透明性，降低成本和/或產(chǎn)生透氣性的薄膜(如果薄膜隨后被拉伸或壓縮的話)。
如果薄膜層20不是足夠薄，一般為少于13μm的話，那么它可能必須在類似于縱向取向機(jī)(MDO)的、諸如從Marshall andWilliams Company of Providence，Rhode Island購得的裝置中通過拉伸而進(jìn)行一步被減薄。MDO裝置具有許多在輸送薄膜穿過機(jī)器的縱向上逐漸拉伸和使薄膜變薄用的輥?zhàn)印?br> 在薄膜被形成并被減薄到小于13μm的實(shí)際厚度的情況下，將它層壓到支承層14上。適用的層壓方法包括，但并不限于，粘合，超聲連接和利用熱的砑光輥的熱機(jī)械連接。這樣的砑光輥通常包括一個(gè)帶圖案的輥和一個(gè)光滑的砧輥，雖然二個(gè)輥均可都帶有圖案或都是光滑的以及輥組中的一、二個(gè)輥可以是熱輥或者輥組中可以沒有熱輥。
如被本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)的，與先前的薄膜/無紡織物層壓材料有關(guān)的問題在于，當(dāng)層壓材料被用作尿布的外覆蓋層時(shí)，層壓材料的薄膜部分被撕裂。于是，對(duì)每一種材料的應(yīng)力與應(yīng)變性進(jìn)行了研究。材料的應(yīng)變是與斷裂前材料所能承受的伸長量有關(guān)的?；诖搜芯康慕Y(jié)果，確定出薄膜橫向的斷裂應(yīng)變或伸長的量必須大于無紡織物或整個(gè)層壓材料的在最大負(fù)荷下的橫向伸長。還確定出在橫向上薄膜的應(yīng)力或負(fù)荷必須小于無紡織物或?qū)訅翰牧系膽?yīng)力或負(fù)荷。此外，還確定出，為了使整個(gè)層壓材料很好地發(fā)揮作用，層壓材料必須能經(jīng)受某一最小負(fù)荷而未被破壞，即，使用2.54cm(1英寸)的切條經(jīng)受在至少300克下的如下所述的拉伸試驗(yàn)。
鑒于上述情況，準(zhǔn)備的薄膜具有小于、大致等于或大于無紡織物的最大負(fù)荷下斷裂伸長率的層壓材料。準(zhǔn)備這些薄膜(縱向取向的)、無紡織物和層壓材料的最大負(fù)荷下的伸長率數(shù)據(jù)。在所有的情況下，在橫向上薄膜具有比無紡織物或?qū)訅翰牧系淖畲筘?fù)荷或強(qiáng)度低的固有的最大負(fù)荷或強(qiáng)度。在最大負(fù)荷下測(cè)定無紡織物和層壓材料的與其斷裂時(shí)相對(duì)比的伸長率。然而，在肉眼觀察被拉伸的試樣層壓材料時(shí)，看到薄膜仍被過早地破壞。被過早地破壞意指在無紡織物開始撕裂之前和開始斷裂時(shí)薄膜在橫向逐漸出現(xiàn)撕裂或形成小孔。然后在假定由于層壓過程之故而使薄膜在橫向被進(jìn)一步減弱的條件下，對(duì)后粘接的或“壓實(shí)的薄膜”進(jìn)行另外的試驗(yàn)。
分離層壓制品以獲得試驗(yàn)用的薄膜試樣是困難的。因此，設(shè)計(jì)一種與無紡織物無關(guān)的壓軋薄膜的方法。為此，使薄膜試樣通過相同的連接過程但是沒有無紡織物。代之以使薄膜與硅酮涂覆的、基重為125gsm(克/米2)的隔離紙一起通過連接設(shè)備。試樣通過與用于制造層壓材料一樣的帶圖案的連接輥與光滑的砧輥。有圖案的輥的連接區(qū)域?yàn)檩伒膯挝幻娣e的15％～24％。兩層薄膜通過連接設(shè)備，薄膜鄰接于砧輥而隔離紙毗鄰帶圖案的輥。連接過程的線速度為61米/分。沿著二連接輥之間接觸線的連接壓力為4218公斤/米(kg/m)。一旦連接過程完成后，讓薄膜冷卻，然后用手剝?nèi)ス柰綦x紙并且隨后進(jìn)行橫向上性能的應(yīng)力/應(yīng)變分析。
通過試驗(yàn)證實(shí)，層壓過程使薄膜在橫向上減弱。在層壓材料中薄膜破壞出現(xiàn)在與觀察到的壓緊的薄膜的斷裂伸長率相同的伸長率時(shí)。因此，得到證實(shí)的是，如果壓緊薄膜的橫向斷裂伸長率比無紡織物的最大負(fù)荷下的伸長率至少大百分之十而補(bǔ)償由于層壓引起此性能的減少的話，薄膜和層壓材料均將具有更好的抗撕裂和破壞性。
鑒于上述情況，準(zhǔn)備一系列的試樣并按上述的理論進(jìn)行試驗(yàn)。試樣和試驗(yàn)步驟如下所述。
下列的試驗(yàn)步驟被用來有助于分析下述的各實(shí)施例。伸長和應(yīng)變?cè)囼?yàn)步驟包括在斷時(shí)和在最大負(fù)荷時(shí)的伸長率以及斷裂負(fù)荷和最大負(fù)荷。其他試驗(yàn)包括薄膜厚度或?qū)嶋H厚度試驗(yàn)。對(duì)薄膜、無紡織物和層壓材料而言，所有值均是在橫向上測(cè)定的。此外，在制造層壓材料時(shí)，在層壓前將薄膜層與無紡織物層相對(duì)齊，以致使每一層的縱向取向相互平行。
實(shí)際厚度材料的實(shí)際厚度是通過將薄膜層的基重除以形成薄膜的聚合物和填料的密度計(jì)算得到的。
薄膜層的實(shí)際厚度是用0.001334(米對(duì)英制的轉(zhuǎn)換系數(shù))乘薄膜試樣的單位面積重量(盎司/平方英尺)并將結(jié)果除以聚合物配方的密度(克/立方厘米)這樣計(jì)算而得到的實(shí)際厚度(英寸)。
1英寸切條拉伸試驗(yàn)按照方法5102聯(lián)邦試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)191A號(hào)(Method 5102 FederalMethod Standaed Number 191A)測(cè)定薄膜和壓緊薄膜的最大負(fù)荷和斷裂伸長率以及無紡織物和層壓材料的最大負(fù)荷和斷裂伸長率。試樣尺寸為2.54cm×15.24cm(1英寸×6英寸)而試樣的橫向與試樣的15.24cm(6英寸)長度大致平行。每種材料測(cè)定三個(gè)試樣并取平均值。拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具為2.54cm(1英寸)寬，初始間隙或標(biāo)距為7.62cm(3英寸)和十字頭速度為305mm/min.(12英寸/分)。
抓樣拉伸試驗(yàn)(grab tensile test)按照方法5102聯(lián)邦試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)191A號(hào)(Method 5102 FederalMethod Standaed Number 191A)測(cè)定層壓材料的Grab拉伸試驗(yàn)性能。試樣尺寸為10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)而試樣的橫向與試樣的15.24cm(6英寸)長度大致平行。每種材料測(cè)定多個(gè)試樣。拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具為7.62cm(3英寸)寬，初始間隙或標(biāo)距為7.62cm(3英寸)和十字頭速度為100毫米/分。
在測(cè)試期間，觀察試樣的破壞型式。就本發(fā)明的各材料而言，除了必須具有此處所規(guī)定伸長率和負(fù)荷性外，在層壓或無紡織物破壞之前在百分之八十的試樣(基于十個(gè)試樣)中未出現(xiàn)撕裂。所謂破壞意指在薄膜層顯示出撕裂或針孔之前無紡織物已開始撕裂。此外，這樣的破壞也發(fā)生在高于300克的負(fù)荷時(shí)。
以下提供一系列的實(shí)施例來說明和顯示本發(fā)明的特性。
實(shí)施例1在實(shí)施例1中提供一種薄膜/無紡織物層壓材料。薄膜層含有，按薄膜重量的總百分比計(jì)為，65％的具有1μm的平均粒徑和7μm的頂部截槽的China SupercoatTM碳酸鈣。此碳酸鈣是從Sylacauga，Alabama的ECCA碳產(chǎn)品公司購到的。將此碳酸鈣與20％重量的、由Dowlex2517線型低密度聚乙烯與Dowlex2532線型低密度聚乙烯的摻合物制成的線型低密度聚乙烯相摻合，Dowlex2517線型低密度聚乙烯與Dowlex2532線型低密度聚乙烯摻合時(shí)的重量比為1∶4以致該摻合物的熔體指數(shù)為10M.I.(10分鐘，87.8℃(華氏190度))。Dowlex聚合物可由Dow Chemical U.S.A. of Midland，Michigan得到。該配方的余下的15％為得自Himont，USA ofWilmington，Delawarer的Himont KSO51P聚丙烯基聚合物。KSO51P聚合物是烯屬熱塑性彈性體或TPO多級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物，其中無定形的乙烯/丙烯無規(guī)共聚物以分子形式分布在占優(yōu)勢(shì)的半結(jié)晶高聚丙烯單體/低聚乙烯單體連續(xù)基質(zhì)中。
該薄膜具有初始厚度為38.1μm和使用購自Marshall andWilliams Company of Providence，Rhode Island的7200型縱向取向機(jī)(MOD)將其初始長度拉伸3.75倍而達(dá)到10.7μm的減薄的實(shí)際厚度。所說的將薄膜拉伸3.75倍這意指，例如，薄膜的初始長度為1米，如果被拉伸3.75倍的話薄膜將具有3.75米的最后長度。將薄膜加熱到溫度77℃并以61米/分的線速度經(jīng)過MDO以拉伸薄膜。然后在溫度102℃下進(jìn)行薄膜退火。薄膜具有的最后基重為20克/平方米(gsm)。
該纖維無紡織物是由約0.22至0.28特(2.0至2.5旦)聚丙烯纖維制成的17gsm紡粘織物。被用來制造紡粘織物的聚合物是來自ExxonCheminal Company of Houston Texas的Exxon 3445聚丙烯。該織物是使用分立點(diǎn)預(yù)粘合的，具有總粘合面積約為織物單位面積的17％。選用的粘合圖案包括那些例如Brock等人的上述參考專利。
使用一個(gè)溫度為74℃的、帶有如圖2中所示的圖案的連接輥和一個(gè)溫度為52℃的光滑的砧輥進(jìn)行此二層的層壓。薄膜被處于靠砧輥側(cè)，壓力被設(shè)定為4218公斤/米(kg/m)。得到的層壓材料具有總粘合面積約為單位面積的17％和總基重為36.7gsm。
薄膜(被壓緊前和后)、無紡織物和層壓材料的試驗(yàn)得到下列的性能(所有的數(shù)值均在橫向上測(cè)定)薄膜CD最大負(fù)荷129.3克(g)薄膜CD斷裂伸長率111.5％壓緊薄膜CD最大負(fù)荷79g壓緊薄膜CD斷裂伸長率28％無紡織物CD最大負(fù)荷890.4g無紡織物CD最大負(fù)荷伸長率35.4％層壓材料CD最大負(fù)荷1008.4g層壓材料CD最大負(fù)荷伸長率43.9％當(dāng)應(yīng)用抓樣拉伸試驗(yàn)在橫向測(cè)定層壓材料時(shí)，在層壓材料破壞之前觀察到薄膜的破壞和撕裂。這說明，如果壓緊薄膜的斷裂伸長率(28％)小于無紡織物的最大負(fù)荷伸長率(35.4％)的話，那么薄膜會(huì)過早地撕裂因而影響薄膜/無紡織物層壓材料的完整性和所希望的阻擋性。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中提供另一種薄膜/無紡織物層壓材料。該薄膜層與實(shí)施例1中所用的薄膜層相同。該纖維無紡織物是29.1gsm的聚丙烯紡粘織物/熔噴織物/紡粘織物層壓材料諸如Brock等人的上述參考專利中所述。該織物是使用分立的粘合點(diǎn)預(yù)粘的，具有總粘合面積約為織物單位面積的15～17％。
此二層的層壓是按與實(shí)施例1的相同方式和相同的條件下進(jìn)行的。此層壓材料具有約為49.1gsm的基重。
薄膜(被壓緊前和后)、無紡織物和層壓材料的試驗(yàn)得到下列的性能(所有的數(shù)值均在橫向上測(cè)定)薄膜CD最大負(fù)荷129.3克(g)薄膜CD斷裂伸長率111.5％壓緊薄膜CD最大負(fù)荷79g壓緊薄膜CD斷裂伸長率28％無紡織物CD最大負(fù)荷2196.7g無紡織物CD斷裂伸長率30.7％層壓材料CD最大負(fù)荷5720.7g層壓材料CD斷裂伸長率39.4％當(dāng)應(yīng)用抓樣拉伸試驗(yàn)在橫向測(cè)定層壓材料時(shí)，在此情況下，在層壓材料破壞時(shí)觀察到薄膜的破壞和撕裂。這說明，如果壓緊薄膜的斷裂伸長率(28％)相似于無紡織物的最大負(fù)荷斷裂伸長率(30.7％)的值，薄膜和無紡織物會(huì)大致在同時(shí)撕裂。此實(shí)施例說明薄膜的最低限度性能，然而，更希望的是有失效保護(hù)性和將壓緊薄膜的薄膜斷裂伸長率設(shè)計(jì)為比無紡織物的橫向最大負(fù)荷伸長率大至少10％以保證使用時(shí)的阻擋性能。
實(shí)施例3在實(shí)施例3中提供一種薄膜/無紡織物層壓材料。該薄膜層與實(shí)施例1中所用的薄膜層相同。該纖維無紡織物基料是13.4gsm的、由具有約0.22至0.28特(約2.0～2.5旦)的50/50重量百分比的聚丙烯/線型低密度聚乙烯解卷的并列的雙組分纖維制成的紡粘織物。被用制造紡粘織物的聚合物是Exxon 3445聚丙烯和Dow 6811A線型低密度聚乙烯。該織物是使用分立的粘合點(diǎn)預(yù)粘的，具有總粘合面積約為織物單位面積的15～17％。
此二層的層壓是按與實(shí)施例1的相同方式和相同的條件下進(jìn)行的。此層壓材料具有約為33.4gsm的基重。
薄膜(被壓緊前和后)、無紡織物和層壓材料的試驗(yàn)得到下列的性能(所有的數(shù)值均系在橫向上測(cè)定)薄膜CD最大負(fù)荷129.3克(g)薄膜CD斷裂伸長率111.5％壓緊薄膜CD最大負(fù)荷79g壓緊薄膜CD斷裂伸長率28％無紡織物CD最大負(fù)荷381.3g無紡織物CD最大負(fù)荷伸長率65.2％層壓材料CD最大負(fù)荷415.6g層壓材料CD最大負(fù)荷伸長率71.1％當(dāng)應(yīng)用抓樣拉伸試驗(yàn)在橫向測(cè)定層壓材料時(shí)，在層壓材料破壞之前觀察到類似于實(shí)施例1方式的薄膜的破壞和撕裂。這說明，如果壓緊薄膜的斷裂伸長率(28％)小于無紡織物的最大負(fù)荷伸長率(65.2％)的話，薄膜會(huì)再次過早地撕裂因而破壞薄膜/無紡織物層壓材料的完整性和所希望的阻擋性。
實(shí)施例4在實(shí)施例4中提供一種薄膜/無紡織物層壓材料。薄膜層含有，按薄膜重量的總百分比計(jì)為，62％的具有1μm的平均粒徑和7μm的頂部截槽的China SupercoatTM碳酸鈣。此碳酸鈣是從Sylacauga，Alabama的ECCA碳產(chǎn)品公司購到的。將此碳酸鈣與5％重量的Dow640 I低密度聚乙烯和13％重量的Shell 6D81聚乙烯/聚丙烯無規(guī)則共聚物相摻合。Dow聚合物可由Dow Chemical U.S.A. ofMidland，Michigan得到和Shell聚合物可由Shell ChemicalCompany of Houston，Texas得到。該配方的余下的20％為得自Himont，USA of Wilmington，Delawarer的Himont KSO50(熔體流動(dòng)被改性到5熔體流動(dòng)速率)聚丙烯基聚合物。KSO50聚合物是烯屬熱塑性彈性體或TPO多級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物，其中無定形的乙烯/丙烯無規(guī)則共聚物以分子形式分布在占優(yōu)勢(shì)的半結(jié)晶高聚丙烯單體/低聚乙烯單體連續(xù)基質(zhì)中。
該薄膜具有初始厚度為38.1μm和使用購自Marshall andWilliams Company of Providence，Rhode Island的7200型縱向取向機(jī)(MOD)將其初始長度拉伸到4倍而達(dá)到10.7μm的減薄的實(shí)際厚度。將薄膜加熱到71℃并以61米/分的線速度經(jīng)過MDO以拉伸薄膜。然后在溫度85℃下進(jìn)行薄膜退火。薄膜具有的最后基重為20克/平方米(gsm)。
纖維無紡織物是與實(shí)施例1中相同的。
使用一個(gè)溫度為110℃的、帶有如圖3中所示的織造織物連接圖案的層壓輥和一個(gè)溫度為66℃的光滑的砧輥進(jìn)行此二層的層壓。薄膜被處于靠砧輥側(cè)和壓力被設(shè)定為4570公斤/米(kg/m)。得到的層壓材料具有總粘合面積約為層壓材料單位面積的15％和總基重為36.7gsm。
薄膜(被壓緊前和后)、無紡織物和層壓材料的試驗(yàn)得到下列的性能(所有的數(shù)值均系在橫向上測(cè)定)薄膜CD最大負(fù)荷160.2克(g)薄膜CD斷裂伸長率237.7％壓緊薄膜CD最大負(fù)荷127.8g壓緊薄膜CD斷裂伸長率266.9％無紡織物CD最大負(fù)荷890.4g無紡織物CD最大負(fù)荷伸長率35.4％層壓材料CD最大負(fù)荷1194.3g層壓材料CD最大負(fù)荷伸長率47.9％當(dāng)應(yīng)用抓樣拉伸試驗(yàn)在橫向測(cè)定層壓材料時(shí)，在層壓材料破壞之前沒有觀察到薄膜的破壞和撕裂。事實(shí)上，無紡織物在薄膜破壞之前已明顯地破壞，這是所希望的。這說明，如果壓緊薄膜的斷裂伸長率(266.8％)大于無紡織物的最大負(fù)荷伸長率(35.4％)的話，在超過層壓材料的最大負(fù)荷后壓緊薄膜將完全保持完整無損并且只有達(dá)到其斷裂伸長率時(shí)才被破壞。會(huì)再次過早地撕裂因而破壞薄膜/無紡織物層壓材料的完整性和所希望的阻擋性。在超過30克負(fù)荷時(shí)層壓材料的完整性被很好地保持。
實(shí)施例1和3說明具有在使用中可能過早出現(xiàn)薄膜破壞的層壓材料。實(shí)施例2和4說明由于薄膜在或超過層壓材料最大負(fù)荷的本發(fā)明的層壓材料。
由此已對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的介紹，當(dāng)然，在不背離下面權(quán)利要求書的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明還可以作出種種的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種薄膜/無紡織物層壓材料，其包括被相互層壓在一起以形成薄膜/無紡織物層壓材料(10)的薄膜層(12)和無紡織物層(14)，所說的薄膜層(12)、所說的無紡織物層(14)和所說的層壓材料(10)的每一種具有縱向和橫向，在被層壓到所說的無紡織物層之前所說的薄膜層已在所說的縱向上被取向，所說的薄膜層(12)在縱向取向和層壓之后規(guī)定出薄膜斷裂伸長率值，所說的無紡織物層規(guī)定出無紡織物在最大負(fù)荷值時(shí)的伸長量，所說的層壓材料規(guī)定出最大負(fù)荷伸長率值，所說的薄膜在所說的橫向上的斷裂伸長率值大于所說的無紡織物在所說的橫向上的最大負(fù)荷伸長率值，所說的薄膜層(12)規(guī)定出薄膜最大負(fù)荷值，所說的無紡織物層規(guī)定出無紡織物最大負(fù)荷值，所說的層壓材料規(guī)定出層壓材料最大負(fù)荷值，所說無紡織物在所說的橫向上的最大負(fù)荷值大于所說的薄膜在所說的橫向上的最大負(fù)荷值。
2.如權(quán)利要求1的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的薄膜具有約為13μm(微米)或以下的最大實(shí)際厚度。
3.如權(quán)利要求1或2的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的薄膜在所說的橫向上的最大負(fù)荷值小于所說的層壓材料在所說的橫向上的最大負(fù)荷值，所說的層壓材料在所說的橫向上的最大負(fù)荷值至少為300克。
4.一種特別根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)權(quán)利要求的薄膜/無紡織物層壓材料，其包括被相互層壓在一起以形成薄膜/無紡織物層壓材料(10)的薄膜層(12)和無紡織物層(14)，所說的薄膜層(12)具有縱向和橫向，所說的無紡織物層(14)具有縱向和橫向且所說的層壓材料(10)具有縱向和橫向，所說的薄膜層在被層壓到所說的無紡織物層之前已在所說的縱向上取向，所說的薄膜具有約為13μm(微米)或以下的最大實(shí)際厚度，所說的薄膜層(12)在縱向取向和層壓之后規(guī)定出薄膜斷裂伸長率值，所說的無紡織物層規(guī)定出無紡織物最大負(fù)荷伸長率值和所說的層壓材料規(guī)定出最大負(fù)荷伸長率值，所說的薄膜在所說的橫向上的斷裂伸長率值大于所說的無紡織物在所說的橫向上的最大負(fù)荷伸長率值，所說的薄膜層(12)規(guī)定出薄膜最大負(fù)荷值，所說的無紡織物層規(guī)定出無紡織物最大負(fù)荷值，所說的層壓材料規(guī)定出層壓材料最大負(fù)荷值，所說無紡織物在所說的橫向上的最大負(fù)荷值大于所說的薄膜在所說的橫向上的最大負(fù)荷值，所說的薄膜在所說的橫向上的最大負(fù)荷值小于所說的層壓材料在所說的橫向上的最大負(fù)荷值，所說的層壓材料在所說的橫向上的最大負(fù)荷值至少為300克。
5.如前述的權(quán)利要求之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的無紡織物層包括紡粘無紡織物。
6.如權(quán)利要求1至4之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的無紡織物層包括紡粘無紡織物和熔噴無紡織物層壓材料。
7.如權(quán)利要求1至4之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的無紡織物層包括紡粘無紡織物/熔噴無紡織物/紡粘無紡織物層壓材料。
8.如前述的權(quán)利要求之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的熔噴無紡織物被連接到所說的薄膜層(12)上。
9.如前述的權(quán)利要求之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的薄膜在層壓狀態(tài)時(shí)在所說的橫向上的斷裂伸長率比所說的無紡織物在所說的橫向上的最大負(fù)荷伸長率至少大10％。
10.如前述的權(quán)利要求之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其還包括被層壓到所述薄膜層的與所述無紡織物層表面相反的表面上的第二無紡織物層。
11.如權(quán)利要求10的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的無紡織物層和第二無紡織物層的每一層中按順序包括紡粘無紡織物、熔噴無紡織物和紡粘無紡織物。
12.如前述的權(quán)利要求之一的薄膜/無紡織物層壓材料，其中所說的層壓材料具有水蒸汽透過率至少為300克/平方米/24小時(shí)。
13.一種包括液體可滲透的頂層和背層以及置于所說的液體可滲透的頂層與所說的背層之間的吸收性填充料的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品，所說的物品包括權(quán)利要求1至12之一的薄膜/無紡織物層壓材料。
14.如權(quán)利要求13的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品，其中所說的物品是尿布。
15.如權(quán)利要求13的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品，其中所說的物品是訓(xùn)練用緊身褲。
16.如權(quán)利要求13的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品，其中所說的物品是衛(wèi)生巾。
17.如權(quán)利要求13的個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品，其中所說的物品是繃帶。
18.一種服裝品，其中所說的服裝品的至少一部分包括權(quán)利要求1至12的薄膜/無紡織物層壓材料。
19.一種外科用消毒蓋布，其中所說的消毒蓋布的至少一部分包括權(quán)利要求1至12的薄膜/無紡織物層壓材料。
20.一種外科用手術(shù)服，其中所說的手術(shù)服的至少一部分包括權(quán)利要求1至12的薄膜/無紡織物層壓材料。
全文摘要
一種薄膜/無紡織物層壓材料,它包括被層壓到一無紡織物支承層上的薄的、縱向取向的薄膜層。每層是這樣設(shè)置的使薄膜層在層壓狀態(tài)時(shí)具有的橫向斷裂伸長率值大于無紡織物在同一方向上的最大負(fù)荷伸長率值。因此,如果該層壓材料受到橫向的強(qiáng)拉伸力的話,無紡織物層將在薄膜層之前破壞。此外,該層壓材料具有至少為300克的最大負(fù)荷值。因此,該層壓材料特別適用作,例如,個(gè)人維護(hù)用的吸收性物品的外覆蓋材料。
文檔編號(hào)A61F13/15GK1175227SQ95197583
公開日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1995年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者K·L·恩格利希思, A·L·麥克科爾馬克 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司