專利名稱：擠壓粘合的非織造材料/彈性材料層壓物的制作方法
背景技術(shù)：
和領(lǐng)域本發(fā)明涉及由彈性薄膜和非織造材料構(gòu)成的具有可控彈性特性的層壓物以及制造這種層壓物的方法。
為了改善舒適度或美學(xué)外觀或者為了提供彈性織物的其他的特性，人們知道采用把一層彈性料片壓在另一層料片上的方法。例如，美國專利4525407提到為了提供一種彈性體復(fù)合物，可行的方法是把一種彈性材料以一些間斷的部位粘合在一種基材上，這種基材相對(duì)于彈性材料具有較小的伸長率和較小的彈性回復(fù)率。該彈性材料可以是薄膜或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性體，并以間斷的部位粘合在一般非彈性的基材上，這種非彈性基材是薄膜、機(jī)織材料或者非織造材料。接著將層壓物拉伸，使之相對(duì)非彈性的基材發(fā)生彈性形變，而當(dāng)彈性材料恢復(fù)后該基材就產(chǎn)生了折皺。此專利進(jìn)一步指出，如果彈性材料和彈性較小的材料之間的粘合沒有伸長能力的話，那么有些粘合部位就會(huì)在拉伸的時(shí)候被破壞。這可能是因?yàn)閺椥暂^小的材料發(fā)生形變，在粘合部位從彈性材料上拉開。一種相似的使用膠粘劑的點(diǎn)狀粘合方法在美國專利5683787和5939178中提到。在5683787的專利中，是使用熱或者膠粘劑的點(diǎn)接觸，接著再使彈性較小的非織造材料在粘合點(diǎn)之間進(jìn)行拉伸和永久變形來產(chǎn)生間斷部位的粘合。5939178的專利和前面的方法有點(diǎn)相似，但是，它進(jìn)一步需要在粘合點(diǎn)的位置之間使用脫粘材料來保證除粘合部位外，和非織造材料層接觸的彈性薄膜層在其他任何部位都是不接觸。另外，彈性片材和/或伸展性較小的非織造材料可以針刺進(jìn)行點(diǎn)粘合之前預(yù)先拉伸，如在美國專利4446189所述，然后將層壓物如同上述進(jìn)行拉伸。彈性料片與非彈性料片的膠粘劑粘合也已經(jīng)在如美國專利4935287、5143679和5921973中描述過，它們都限制于使用膠粘劑來形成層壓物。4935287和5921973的專利描述了圖案形或點(diǎn)形使用膠粘劑，材料隨后就被拉伸來使它活化并在膠粘劑粘合的點(diǎn)之間產(chǎn)生聚集。5143679的專利描述了一種膠粘劑的使用方法，這種施加既可以是在間斷部位，也可以是基本上連續(xù)的，據(jù)稱要根據(jù)所希望得到的特性來選擇。
粘合到彈性材料上之前，將可頸縮的非織造材料進(jìn)行預(yù)拉伸在一些專利中曾被廣泛的討論美國專利4981747、5116662、5226992、5514470、5804021、5883028、6001460和PCT/US98/29241。上述第一個(gè)編號(hào)為4981747的專利提出把彈性材料在至少兩個(gè)位置連接到可逆頸縮的材料上。這種可逆頸縮材料通常是一種紡粘非織造材料，經(jīng)過拉伸使得在垂直于拉伸的方向的材料產(chǎn)生收縮，然后進(jìn)行熱定形。雖然在本領(lǐng)域中已知有其他粘合方法，但是作為例子的層壓物是用熱和壓力來進(jìn)行圖形粘合的。也敘述了通常100％的熱粘合，此時(shí)是在100°F和1500psi的兩塊光滑平板之間，把聚丙烯紡粘材料粘合到熔噴的KRATONG彈性纖維薄片上。所得到的層壓物據(jù)稱可以在橫向上伸長140％(比較而言彈性料片可以伸長超過500％)，但是在主向上卻不能伸長這么多。5116662的專利描述了以非線性圖形進(jìn)行的點(diǎn)粘合方法，此時(shí)彈性料片點(diǎn)粘合在頸縮的非織造材料上。美國專利6001460描述了一種在足夠壓力下點(diǎn)粘合的方法，使得彈性體聚合物薄片材料熔化并流入非織造織物將非織造織物的纖維包起來。這里非織造材料也是一種頸縮的材料。這種方法用于解決試圖使兩種相互之間沒有天然的粘合力的不類似材料的粘合問題。(在前面專利中提到的作為例子的聚丙烯紡粘織物和KRATONG彈性體則是容易粘合的)。5883028的專利描述一種特殊的層壓物，這種層壓物中的彈性體是一種粘合在頸縮非織造材料上的可呼吸形成薄膜的聚合物上。而且這種粘結(jié)方法據(jù)稱是任何合適的方法，包括加熱法或超聲波法或膠粘劑法的點(diǎn)粘合。美國專利5914084是另一篇關(guān)于在彈性料片上連接頸縮非織造材料的專利，但沒有提到具體的粘合方法。美國專利5514470描述了在兩個(gè)壓力滾筒之間把彈性非織造材料或者薄膜擠壓層壓在頸縮非織造材料上的可能性，此時(shí)在兩個(gè)壓力滾筒之間的縫隙是可以調(diào)節(jié)的。非織造材料就是前述的頸縮材料。該專利指出，在通常情況下，相比于加壓的輥隙而言，敞開的狹縫使復(fù)合物材料伸展所需要的力減少至少25％。其實(shí)施例顯示，頸縮材料和彈性薄膜之間的粘合力是從7.3到9.7千克/英寸2(實(shí)施例15-20)。所用的彈性薄膜是KRATONG和聚乙烯以及RegalrezTM1126的共混物。作為例子的非織造材料是聚丙烯纖維形成的頸縮編粘料片。一般而言，所有這些專利，層壓物的可伸展性大致上受到可逆頸縮的非織造材料頸縮程度的制約。
美國專利5804021提到了一種特殊的非織造料片，它有大量的縫隙，使料片能夠通過縫隙在伸展方向上擴(kuò)展而容易拉伸。這些縫隙必須是垂直于拉伸方向延伸的?？p隙既可以是連續(xù)的也可以是間斷的。有縫隙的非織造材料通過合適的方法粘合在彈性料片上，這些方法包括超聲波粘合法、紅外粘合法、射頻粘合法、粉粒膠粘劑粘合法、水力纏結(jié)法、機(jī)械纏結(jié)法、擠壓層壓法。在鉻合金滾筒和橡膠滾筒之間鍛模中的擠壓層壓使用的是前面提到的作為例子所用的材料，這些材料據(jù)稱只有在橫向上即與縫隙相同的方向上具有彈性。材料通過縫隙的擴(kuò)展進(jìn)行拉伸的。
在纖維非織造材料上連接非彈性熱塑性薄膜的擠壓層壓法的使用，在歐洲專利187725和美國專利473840中提到。在這些專利中要避免的問題，是在擠壓層壓過程中熱塑性薄膜會(huì)完全透入非織造材料或者其他織物中導(dǎo)致層壓物柔軟性的降低。通常，描述的條件是在輥隙壓力為60到120psi，在一個(gè)急冷光滑的滾筒和一個(gè)橡膠支撐滾筒之間形成的輥隙中將熱塑性薄膜擠入。據(jù)稱這就使熱塑性材料透入到纖維材料受到限制，透入的厚度小于纖維材料層厚度的一半，因此能夠提供各層之間足夠的粘合力。低于60psi的輥隙壓力不適用，據(jù)稱是由于在熱塑性薄膜和纖維料片之間形成較弱的粘合。上述熱塑性薄膜是非彈性的，所以得到的層壓物不準(zhǔn)備進(jìn)行隨后的拉伸。美國專利5908412提出了使用聚乙烯薄膜作為粘連層，形成柔軟度好的非彈性薄膜和非織造材料構(gòu)成的層壓物。在非織造材料上的層壓條件是在鉻合金滾筒和橡膠滾筒之間有個(gè)縫隙。“涂覆上”聚乙烯薄膜，能提供剝離力小于98×10-3kN/m的層壓帶。
熱塑性薄膜向非織造材料的擠壓層壓(所得的層壓帶隨后在“環(huán)軋過程”中被拉伸)在美國專利5422172和5382461中都提到，這些專利分別描述了熱塑性彈性薄膜和熱塑性塑性薄膜的層壓。此擠壓層壓過程和前面473840的專利描述的相似，但是，在此5422172的專利中所述的輥隙壓力為10到80psi，這個(gè)壓力據(jù)稱對(duì)于每平方碼大約10到60克基重的纖維料片來說足夠可以得到滿意的粘合。在5422172的專利中的實(shí)施例指出，所得的粘合程度導(dǎo)致了在彈性薄膜和非織造材料之間的總體粘合，這意味者彈性材料和非織造材料不能被分開。這些實(shí)施例中的層壓物進(jìn)行了小于100％的拉伸。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種彈性薄膜/非織造材料構(gòu)成的層壓物，這種層壓物具有柔軟性、高伸展性、良好彈性的組合，能夠在高伸長條件下進(jìn)行應(yīng)力活化，而不發(fā)生分層或者斷裂，并且這種層壓物能夠直接方便地通過擠壓層壓法來制造。
較好實(shí)例的簡(jiǎn)單描述本發(fā)明涉及一種擠壓粘合的非織造材料的彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，這種層壓物包括一層直接粘合在至少一層非織造料片層上的彈性薄膜。沿至少一部分所述層壓帶所述粘合是基本連續(xù)的，從而形成可伸展部分。這個(gè)可伸展部分至少在一個(gè)方向是可以伸展的，具有至少250％的斷裂伸長率、在伸長率100％時(shí)應(yīng)力大于300N/cm2。彈性薄膜的外表面直接粘合在非織造料片(web)的纖維上，而不用居中的膠粘劑層。這種層壓物具有超過100％的有用伸長率范圍，從而使得層壓物能夠在此范圍進(jìn)行伸長和恢復(fù)，形成了彈性層壓物，而不致使非織造料片脫層或斷裂。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是制造本發(fā)明層壓物過程的示意圖。
圖2是制造本發(fā)明層壓物另一個(gè)過程的示意圖。
圖3是本發(fā)明層壓物的應(yīng)力-應(yīng)變特性圖。
較好實(shí)施方式的描述現(xiàn)在看圖1和圖2，該兩個(gè)圖顯示本發(fā)明形成復(fù)合彈性薄膜-非織造料片層壓物的方法。在圖1和圖2中，輥隙10是在通常光滑的壓延滾筒11或16和光滑的橡膠滾筒12或者15之間形成的。這一個(gè)或兩個(gè)壓延滾筒(11，16)可以被加熱，在兩個(gè)滾筒之間的狹縫10的寬度可以通過眾所周知的方法來調(diào)節(jié)。盡管并非必須，而且通常也并非最好，但這一個(gè)或者兩個(gè)滾筒可以帶有堅(jiān)硬的表面。但是，滾筒表面的選擇對(duì)于最后產(chǎn)品的影響很小或者沒有影響，因?yàn)闈L筒的安裝通常使得在滾筒(11，12，15，16)之間的輥隙即狹縫10不提供多大的壓力。
通常，在滾筒之間的狹縫即輥隙10的寬度設(shè)置為從0到15000微米，較佳是300到7500微米，這個(gè)狹縫的寬度是層壓之前層總標(biāo)稱厚度的50％至高于該標(biāo)稱厚度?；蛘撸瑹崴苄詮椥泽w材料可以擠壓到一個(gè)滾筒上或者非織造材料上，此時(shí)該非織造材料最好以5到100gm/cm-寬度的張力，保持在供料滾筒和卷繞滾筒之間，并且包繞在壓延滾筒1％到75％的表面上。非織造料片的上述張力可以在非織造料片上面產(chǎn)生足夠大的壓力保證其與擠出的熱塑性彈性薄膜粘合。一般而言，壓延滾筒保持在5℃到50℃的溫度。熱塑性彈性薄膜從模頭5中以熔融流體9的形式擠出進(jìn)入輥隙10。形成薄膜的聚合物經(jīng)過一個(gè)產(chǎn)生單層薄膜用的擠壓機(jī)8或者如圖1所示經(jīng)過產(chǎn)生多層膜的兩個(gè)或者多個(gè)擠壓機(jī)(2，3)進(jìn)料，這些層可以如本技術(shù)領(lǐng)域所知在供料頭4中形成，如圖1和圖2所示，在從滾筒6和7進(jìn)入的非織造料片17或18上由卷繞滾筒14產(chǎn)生張力。如圖1所示，形成的層壓物能夠通過一個(gè)惰輪73纏繞經(jīng)過一個(gè)壓延滾筒或者直接輸入到卷繞滾筒14上。將剛剛形成的層壓物纏繞經(jīng)過壓延機(jī)滾筒，能夠用來產(chǎn)生一個(gè)較小的壓力來提高粘合程度，如果需要的話。
非織造材料可伸展層可以是任何可伸展的非織造材料，如紡粘織物、熔噴織物、射流噴網(wǎng)法織物、粘合梳理織物、蘭多粘合織物、樹脂粘合織物等，最適宜的材料是粘合梳理織物或者其他類似的膠粘劑法或熱法點(diǎn)粘合織物。點(diǎn)粘合織物、較好是點(diǎn)粘合所占的表面積小于30％。最好小于10％。通常非織造材料是在一個(gè)方向上可伸長至少75％，最好是300％，并且該方向較好是料片的橫向。非織造料片不是頸縮的料片，也不是預(yù)先開縫的非織造料片。頸縮的料片等(盡管能夠提供好的彈性層壓物)在擠壓層壓前需要額外的工藝步驟，而且在擠壓層壓時(shí)很難處理，因?yàn)樗跈M向具有比較弱的拉伸穩(wěn)定性。頸縮的和開縫的非織造材料通常在頸縮或者縫隙方向上一般不穩(wěn)定，因?yàn)槔熳枇^低。類似地，射流噴網(wǎng)法織物也不太適宜，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^機(jī)械纏繞而只具有比較弱的粘合力，并且由于它們較低的穩(wěn)定性很難在擠太層壓時(shí)進(jìn)行處理。
可伸展非織造材料至少其一部分是由熱塑性聚合物形成的。適合的熱塑性聚合物包括聚烯烴、聚酰胺或者聚酯，較好的是聚烯烴，最好是至少有一部分是聚丙烯聚合物或者其共混物?；蛘?，可伸展非織造材料能夠是由兩種或多種纖維如紙漿、短纖維或者含顆粒的材料混合而形成的復(fù)合材料，其單種纖維能夠由一種聚合物或共混物形成，或者可以是通過在Joseph等人申請(qǐng)的PCT公開(美國專利申請(qǐng)系列號(hào)08/980924)中所述的熔融過程形成的多層纖維。
可伸展非織造材料層的熱塑性纖維能夠通過多種熔融過程來制造，包括紡絲、紡粘過程或熔噴過程。在紡粘過程中，聚合物熔融液體通過多排噴絲頭在快速移動(dòng)的多孔帶上擠壓出纖維，例如形成未粘合好的織物。這種未粘合好的織物接著通過一個(gè)粘合機(jī)，通常是一種熱粘合機(jī)，該粘合機(jī)將一些纖維和旁邊的纖維點(diǎn)粘合在一起，因此給織物提供了整體性。為了提供一個(gè)可伸展的料片最好提供較少的粘合點(diǎn)。在熔噴過程中，將聚合物熔融流體使用高速空氣通過一些細(xì)的噴口在一個(gè)放置的鼓上噴制出纖維，例如形成自粘織物。與紡粘法不同，不再需要進(jìn)一步加工過程。
為了定制非織造片料的特性，可以采用一種或多種聚合物來制造共軛纖維。這些不同的聚合物可以是聚合物混合物(最好是相容性聚合物共混物)、兩層或多層纖維、皮芯型纖維或天星型纖維的形式。通常，對(duì)彈性薄膜有良好粘合性能的纖維組分應(yīng)提供至少一部分多組分共軛纖維的裸露外表面。更好的是，對(duì)于多層共軛纖維，各種纖維組分應(yīng)在沿著纖維的長度方向上的一些隔開的區(qū)域中基本上是連續(xù)的，這些隔開的區(qū)較好在整個(gè)纖維長度上都存在。
在聚合物混合物(例如聚合物共混物)中，這些不同的聚合物可以是也可以不是不互相相容的，只要整個(gè)混合物是一個(gè)能形成纖維的組合物。適合熔融加工的聚合物或者共聚物包括(但是不局限于)丙烯酸脂；聚烯烴如聚乙烯、聚丙烯，聚丁烯、聚己烯、聚辛烯；聚苯乙烯；聚氨基甲酸酯；聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；聚酰胺如尼龍；天然或者合成橡膠樹脂如可以商品名KRATON獲得的苯乙烯嵌段共聚物(例如，苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯共聚物，苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物)；環(huán)氧樹脂；醋酸乙烯酯如乙烯醋酸乙烯酯，二有機(jī)基硅氧烷/脲共聚物；它們的共聚物以及混合物。
纖維在其包含聚合物或共聚物的組成中，可以含有一種促進(jìn)粘合的組分，選自丙烯酸脂、聚烯烴、增粘的天然或合成橡膠樹脂、醋酸乙烯酯、二有機(jī)基硅氧烷/脲共聚物和它們的混合物。合適的熔融可加工膠粘劑在美國專利No.5855499中已有說明，其實(shí)質(zhì)性內(nèi)容全部參考結(jié)合于此。膠粘劑包括增粘劑，例如氫化烴類樹脂，合成增粘樹脂或萜烯烴。其他的膠粘劑包括聚酰胺、乙烯共聚物如乙烯醋酸乙烯酯物(EVA)，乙烯丙烯酸乙酯(EEA)，乙烯丙烯酸(EAA)，乙烯丙烯酸甲酯(EMA)和乙烯丙烯酸正丁酯(ENBA)，木松香及其衍生物，烴樹脂，聚萜烯樹脂，無規(guī)聚丙烯和無定形聚丙烯。也包括在內(nèi)的被稱為乙丙橡膠(ERP)和韌性聚丙烯(TPP)的主要是無定形的乙烯丙烯共聚物。
其他聚合物或共聚物也可以和上述的聚合物或共聚物混合，它們選自聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、它們的聚合物或者共聚物。
合適的非織造材料通常的厚度是100微米到300微米、基重是10到60克/平方米，最好是15到50克/平方米，至少部分由聚丙烯纖維形成或者由在一層或者一共混物中含有聚丙烯的纖維形成，較好是間斷的或者不連續(xù)長度的纖維形成的料片，例如粘合梳理料片或者樹脂粘合料片。
彈性薄膜能夠用任何合適的熱塑性彈性體材料制造，這些彈性體材料可以被擠壓成為薄膜形式，例如ABA嵌段共聚物、聚氨基甲酸乙酯、聚烯烴彈性體、聚氨基甲酸乙酯彈性體、EPDM彈性體、聚酰胺彈性體、聚酯彈性體等。較好的是ABA嵌段共聚物，其中A嵌段是聚乙烯芳香烴，較好的是聚苯乙烯，B嵌段是共軛二烯烴樹脂，特別是低亞烷烯基二烯。A嵌段主要是由單亞烷基芳烴形成，較好的是苯乙烯片段，最好是苯乙烯，一個(gè)A嵌段的分子量分布從4000到50000。B嵌段主要由共軛二烯組成，平均分子量從5000到50000，B嵌段單體可進(jìn)一步氫化或者功能化。A和B嵌段通常可具有線形、射線形或者星形結(jié)構(gòu)。嵌段共聚物包含至少一個(gè)A嵌段和一個(gè)B嵌段，但是較好的是包含多個(gè)A和/或多個(gè)B嵌段，這些嵌段可以相同也可以不同。這種類型的一個(gè)較好的嵌段共聚物是ABA線形嵌段共聚物，其中兩個(gè)A嵌段可以相同也可以不同。較好的還有主要含有A終止嵌段的其他多嵌段共聚物(含有超過3個(gè)嵌段的嵌段共聚物)。這些比較好的多嵌段共聚物也可以含有一定比例的AB雙嵌段共聚物。AB雙嵌段共聚物易于形成粘性更大的彈性體薄膜。通常，雙嵌段的數(shù)量少于彈性薄膜彈性體部分的70％，較好少于50％。其他彈性體可以和嵌段共聚物彈性體混合，只要這些彈性體不會(huì)影響彈性薄膜材料的彈性。A嵌段也可以由α甲基苯乙烯、三丁基苯乙烯和其他主要的烷基苯乙烯以及它們的混合物和共聚物組成。B嵌段通?？捎僧愇於?、1，3-丁二烯或者乙烯-丁烯單體組成，但是較好的是異戊二烯或1，3-丁二烯。象所述用于非織造織物的膠粘劑也可以混合進(jìn)入彈性薄膜中。
形成的彈性薄膜的整個(gè)厚度通常從20到300微米，較好的是25到100微米。如果彈性薄膜材料的厚度超過300微米，那么就很難拉伸，就使他不適合用作本發(fā)明彈性層壓物材料所要用的服裝。如果薄膜的厚度小于20微米，那么通常能提供的彈力不足。通常拉長彈性薄膜100％的應(yīng)力小于約300N/cm2，較好小于250N/cm2。其他常用的添加劑如染料、顏料、抗氧化劑、抗靜電劑、助粘劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、玻璃空心球等可以根據(jù)需要以任何比例使用在彈性薄膜中。
彈性薄膜也可以是多層彈性薄膜結(jié)構(gòu)，如其實(shí)質(zhì)性內(nèi)容參考結(jié)合于此的美國專利5501675、5462708、5354597和5344691中所述。這些參考文獻(xiàn)提出了很多多層或者共擠壓彈性層壓物的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)彈性的芯層和一層或者兩層彈性較差的皮層。
較好的皮層由任何半結(jié)晶或無定形聚合物或共混物組成，包括比彈性芯層彈性較小并和共擠出彈性層壓物在拉伸相同的百分?jǐn)?shù)下產(chǎn)生較大永久變形的材料。彈性微小的彈性體材料，如乙丙橡膠、乙烯丙烯二烯聚合物彈性體、金屬茂聚烯烴彈性體或者乙烯乙酸乙酯彈性體這些烯類彈性體也都可以使用。較好的是，表面層應(yīng)顯示較高的對(duì)于非織造料片的粘合力，由主要如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚乙烯聚丙烯共聚物這樣的聚烯烴組成，但是，這種表面層也可以全部或者部分是聚酰胺如尼龍、聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、或者是它們的合適共混物。
通常，彈性層與表面層的厚度比至少是3，較好至少是5，但小于1000?？梢允褂梅浅１〉谋砻鎸?，使得在初始拉伸時(shí)這種多層彈性體材料充分顯示完全的彈性。如果使用了表面層，彈性薄膜層可以在其彈性部分中含有增加彈性層粘性的一些附加材料。這些添加劑包括前面提到的雙嵌段共聚物、其他改進(jìn)粘性的彈性體，如聚異戊二烯、增粘劑、油、液體或者低分子量樹脂等。這些改進(jìn)粘性的材料可以幫助表面層和芯層的粘合或者可以用來改善彈性、擠壓特性或者可以用來作為填充劑。當(dāng)彈性薄膜直接擠壓涂覆在非織造材料上時(shí)，非織造材料通常應(yīng)在彈性薄膜從?？跀D出兩秒內(nèi)加上去，這樣可以趁薄膜仍在充分熱的柔軟狀態(tài)和非織造材料接觸。
彈性薄膜材料也可以有一個(gè)彈性聚合物芯區(qū)，可以在聚合物基質(zhì)中給彈性薄膜材料提供彈性，這在其實(shí)質(zhì)性內(nèi)容完全參考結(jié)合于此的專利5429856中有敘述。這種彈性薄膜材料是將選用的基質(zhì)和彈性體聚合物共擠壓來制備的?；|(zhì)聚合物通常圍繞著一個(gè)或多個(gè)彈性體組成的區(qū)域，是由與前述適合形成多層彈性薄膜層壓物的表面層同樣的材料組成。
在彈性體薄膜上或者在彈性體層和表面層或基質(zhì)層之間也可以形成薄的連結(jié)層。這樣的連結(jié)層可以由典型的具有這種用途的混合物形成或者混合成，包括馬來酸酐改性彈性體、乙基乙烯基乙酸酯和烯烴、聚丙烯酸酰亞胺、丙烯酸丁酯、過氧化物如過氧化聚合物(例如過氧化烯烴)、硅烷如環(huán)氧硅烷、反應(yīng)性聚苯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸改性聚烯烴和帶有醋酸酐官能團(tuán)的乙基乙烯基醋酸酯等，這些可以以共混物使用或者作為相容劑或粘合促進(jìn)劑使用。
彈性薄膜也可以通過適當(dāng)加入增粘樹脂到彈性材料層中(只要不失去彈性)來獲得壓敏粘合特性。通常，合適的增粘劑包括氫化烴類樹脂和增粘油。這些增粘劑也可以是前述的粘合促進(jìn)劑。
非織造材料層可以粘合到彈性薄膜的一面或兩面上。彈性薄膜和非織造材料的接觸界面通常應(yīng)使這兩層能夠基本上連續(xù)并且在整個(gè)層壓物的可伸展部分范圍直接接觸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，層壓物有相當(dāng)一部分也顯示其他的粘合特性，從而能提供本技術(shù)領(lǐng)域中所知的另外的粘合和彈性特性。通常，層壓物(根據(jù)本發(fā)明擠壓粘合得到)的可伸展部分，可以伸展到至少250％，較好到300％。這就可使層壓物通過非織造材料層的形變很容易被拉伸，并隨后通過彈性膜的彈性而恢復(fù)。通常，可伸展部分的永久變形率不超過20％，在伸長為150％的情況下較好是10％。如在實(shí)施例中所述，層壓物材料通常應(yīng)該有2到3N/cm2的內(nèi)聚強(qiáng)度，較好是4到25N/cm2。在拉伸到至少100％后，層壓物材料應(yīng)該能夠以顯著減少拉伸力可拉伸到初始變形點(diǎn)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了得到充分粘合的層壓物，在初始拉伸前彈性薄膜對(duì)于非織造材料的內(nèi)聚強(qiáng)度應(yīng)該小于30N/cm2，但較好大于2N/cm2，小于25N/cm2。在內(nèi)聚強(qiáng)度大于30N/cm2的情況下，層壓物會(huì)在小于250％到150％的低拉伸時(shí)就發(fā)生斷裂，和或有更大的硬挺度。通常，層壓物的硬挺度宜小于700N/cm，較好小于600N/cm，最好小于500N/cm。在內(nèi)聚強(qiáng)度低于前述范圍時(shí)，在拉伸到150％或者更多時(shí)，層壓物容易發(fā)生分層，特別是在重復(fù)循環(huán)(拉伸和恢復(fù))后。非織造料片與彈性薄膜的內(nèi)聚強(qiáng)度以及彈性行為，可以通過層壓物和它的彈性薄膜的應(yīng)力-應(yīng)變特性來表征。彈性薄膜通常的特點(diǎn)是一定伸長時(shí)的低應(yīng)力，這種應(yīng)力在100％伸長率(S1°)下一般小于300N/cm2，較好小于50N/cm2，在250％伸長率(S2°)下應(yīng)力通常小于500N/cm2，較好小于400N/cm2。在100％伸長率(S1°)下彈性層壓物的應(yīng)力應(yīng)顯著大于彈性體薄膜的應(yīng)力，通常在150％，較好大200％，其數(shù)值較好大于300N/cm2。在S1的數(shù)值小于300N/cm2的情況下，層壓物通常粘合到非織造材料上的情況是層壓物強(qiáng)度不足，很難對(duì)其操作或者彈性層太弱而不能使用。但是，在S1較好小于1200N/cm2。同樣，S2應(yīng)顯著大于S2°，較好在150％，最好大200％。S2較好等于或者大于S1(較好大10％，更好大20％)，其數(shù)值是400N/cm2或更大，較好是450N/cm2或更大。層壓帶伸長應(yīng)力(s)的增量較好是從100％到最終活化伸長率范圍內(nèi)連續(xù)地增加。最終活化伸長率通常大于100％，較好大于150或者更大，最好大于200％或者更大。層壓物伸長應(yīng)力增量的減少通常是非織造料片至少一個(gè)標(biāo)稱破壞或者破裂所特有的。更為顯著的破壞和分層表現(xiàn)為應(yīng)力增量的更大減少。通常，為了提供其有用活化伸長率范圍大于100％的料片，S2/S1的比率(在沒有拉伸的層壓物實(shí)施例中作了定義)應(yīng)該也大于0.5，較好大于1.0，在這兒有用的伸長率范圍是指非織造料片很少有或者沒有破損時(shí)層壓物伸長率的那一部分。有用的伸長率范圍通常是伸長率范圍的那一部分，在該部分伸長應(yīng)力增量連續(xù)地上升到斷裂點(diǎn)或者是到應(yīng)力增量顯著下降的點(diǎn)。有用的伸長率范圍必須大于最終活化伸長率，同樣地較好是大于150％，最好是大于200％。而且，層壓物能夠伸長超過其最終活化伸長率范圍或者有用伸長率范圍，對(duì)于提供一種適合需要較大公差度的連續(xù)制造過程的料片是需要的。如果層壓物在較低拉伸時(shí)發(fā)生破壞，這可能是在連續(xù)制造的環(huán)境中出現(xiàn)嚴(yán)重的負(fù)面結(jié)果。上述彈性層壓帶的非織造料片具有超過250％斷裂伸長率，較好超過300％，最好超過350％。這些較好實(shí)施方式會(huì)在這些高斷裂伸長率范圍中具有有用的伸長率范圍，并且較好的有用伸長率范圍上限直至斷裂伸長率。在使用中，層壓物會(huì)伸長到只有整個(gè)有用伸長率范圍的80％或者更少，較好是70％或者更少。
在本發(fā)明層壓物的制造過程中，使非織造料片接近或者相鄰于形成彈性薄膜的擠壓模頭。彈性薄膜趁熱的柔軟狀態(tài)與非織造材料接觸。熱的柔軟彈性薄膜與非織造材料接觸時(shí)，基本上不施加外壓力，這樣彈性薄膜材料就不會(huì)穿透非織造料片纖維之間的空間，能在彈性活化前后提供整體上柔軟的層壓物材料。但是，也可以使用較小的壓力(例如達(dá)到10psi)，依然能夠制造有用的層壓物，視選用的非織造料片而異。使用較好的非織造材料，在層壓過程中可以不使用壓力。對(duì)非織造料片和彈性薄膜的材料加以選擇，以便在擠壓層壓條件下提供前面提到的整個(gè)層壓物特性。例如，可以使用膠粘劑或者相容性聚合物來提高彈性薄膜和非織造料片的內(nèi)聚強(qiáng)度，如果需要的話，可使用脫膠劑或者剝離劑來減少非織造料片和彈性薄膜的內(nèi)聚強(qiáng)度，達(dá)到所要求的范圍。非織造料片通常不預(yù)先拉伸，所以它應(yīng)該進(jìn)行變形用來制造具有彈性的層壓物的可伸展部分。進(jìn)行彈性活化直至最終伸長率，可以通過一種已知的方法來實(shí)現(xiàn)，即手工拉伸或者在兩個(gè)分叉盤之間、互相咬合的滾筒之間或者其他裝置中進(jìn)行機(jī)械拉伸，如Hanschen等人的美國專利5424025中所述，其實(shí)質(zhì)性內(nèi)容在此完全參考引用。
盡管在其整個(gè)長度，較好只在其一部分的范圍內(nèi)可以伸展的層壓物，需要具有本發(fā)明層壓帶的伸長特性(即可伸長部分)。輥隙可有不同的區(qū)域來提供更高的壓力區(qū)域，能在非織造料片和彈性薄膜之間提供更加緊密的粘合或者如本領(lǐng)域中所知的圖案粘合特性。通常，根據(jù)本發(fā)明，給定長度的層壓物的可伸長部分至少可以伸長5mm，較好至少伸長10mm。在一個(gè)給定的層壓物上可以有一個(gè)或多個(gè)可伸展部分，這些部分之間有粘合特性不同的間插部分。
測(cè)試方法內(nèi)聚強(qiáng)度測(cè)試非織造層和彈性薄膜之間的粘合力可以利用內(nèi)聚強(qiáng)度測(cè)試來測(cè)量。將一塊需要測(cè)試的51mm×102mm的層壓物樣品用ScotchTM409雙面膠粘結(jié)在一塊51mm×102mm×6.4mm厚的鋁試驗(yàn)板上，用手把層壓物壓在雙面膠上并且固定住。另外將25mm×25mm的雙面膠附著在第二塊25mm×25mm的試驗(yàn)板的底面上。將此第二塊板放在第一塊板上層壓物的中間部分，接著在120磅/平方英寸的壓力下壓60秒使其固定在第一塊板上。第一塊板(粘有層壓物和第二塊板)接著裝在有下夾鉗的拉伸試驗(yàn)機(jī)(InstronTMModel55R1122)中。第二塊板則利用連結(jié)于尼龍繩的柔性環(huán)的剛性鉤子裝在拉伸機(jī)的上夾鉗中，這條尼龍繩穿過一個(gè)從第二塊板的底面上伸的垂直邊緣上加式的小洞。當(dāng)上夾鉗向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，柔性環(huán)和剛性鉤子的組合件能使第二塊板的底面上邊力的分布更加均勻。十字頭的速度是51cm/min。當(dāng)上夾鉗上升時(shí)，非織造層從彈性層上分離出來。使非織造層完全從彈性層分離的力的峰值千克數(shù)就測(cè)量出來，在表2中以每平方厘米表示。層壓物在活化前后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試3個(gè)平行樣品，取其平均值。
硬挺度壓縮試驗(yàn)被用來測(cè)量本發(fā)明層壓物的硬挺度。從層壓物上切下一塊樣品，30mm寬×150mm長，其長度的方向是于層壓物的橫向。將此樣品的兩端疊在一起大約4mm，形成一個(gè)圓筒，并且在重疊的地方粘上3片3M ScotchTMMagicTM帶810(19mm長×3mm寬)，其中兩片在兩個(gè)邊緣，一片在中部。此圓筒樣品放在一個(gè)裝在型號(hào)為InstronTMModel 5500R的恒定速率的拉伸試驗(yàn)機(jī)下夾鉗中的平板上。將一個(gè)外徑為45mm、內(nèi)徑為40mm、厚度為5mm的塑料環(huán)放在圓筒樣品里面，使其放在平板上。當(dāng)圓筒樣品被壓縮的時(shí)候，這個(gè)環(huán)起保持其形狀的作用。試驗(yàn)機(jī)的上夾鉗中裝有一個(gè)平坦的壓板。這塊板以10mm/min的速率下降。壓縮樣品的負(fù)荷連續(xù)記錄之。表示用來彎折圓筒樣品兩邊所需力，即記錄的最高負(fù)載除以層壓物薄膜的厚度，以kg/cm為單位在表2中表示為壓縮硬挺度。測(cè)量3個(gè)平等樣品，取平均值。顯示多個(gè)峰值的測(cè)試樣品被舍棄去。
應(yīng)力-應(yīng)變特性為了估計(jì)本發(fā)明層壓物的應(yīng)力-應(yīng)變特性，使用一個(gè)InstronTMModel5500R恒定速率拉伸試驗(yàn)機(jī)的改進(jìn)型號(hào)ASTM D882來進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。從層壓物上切下一塊樣品，25mm寬×76mm長，其長度方向?yàn)閷訅何锏臋M向。層壓物在橫向上進(jìn)行測(cè)試。樣品裝在機(jī)器的兩個(gè)夾鉗上，兩個(gè)夾鉗原來間隔76mm。夾鉗接著以51cm/min的速度離開，直至到達(dá)樣品的斷裂點(diǎn)。記錄下在100％和250％伸長率的負(fù)載。當(dāng)?shù)竭_(dá)100％伸長率的負(fù)載時(shí)，樣品可能會(huì)顯示一個(gè)屈服點(diǎn)(在這個(gè)點(diǎn)隨著伸長率的增大，拉伸力瞬間下降)，通常當(dāng)非織造材料層在某個(gè)局部區(qū)域破壞時(shí)就有個(gè)屈服點(diǎn)。對(duì)于顯示屈服點(diǎn)的樣品，負(fù)載的減小達(dá)到一最低值，以后負(fù)載隨著伸長率的增加開始上升。樣品最后在到達(dá)斷裂伸長率(E1)時(shí)斷裂。應(yīng)力對(duì)于伸長率可能曲線的理想化的描述顯示在圖3中。
對(duì)于顯示屈服點(diǎn)的樣品，屈服點(diǎn)發(fā)生在伸長率大于100％時(shí)是比較合意的。具有更高的屈服伸長率的層壓物，能夠活化到更高程度而不致有非織造材料顯著的局部破壞。有些層壓物由于使用的非織造材料的屬性以及非織造材料與彈性薄膜之間的粘合強(qiáng)度差，顯示小于100％的屈服伸長率。對(duì)于對(duì)比樣品和本發(fā)明樣品，不管是否有隨后負(fù)載/應(yīng)力下降的屈服點(diǎn)以及屈服發(fā)生時(shí)候的伸長率如何，均加記錄。在三層層壓物中可能會(huì)看到一個(gè)以上的屈服點(diǎn)，這是因?yàn)樵趯訅何镆幻娴姆强椩觳牧媳仍谄淞硪幻娣强椩觳牧嫌猩晕⒉煌睦焯匦?，或者是在一面的薄膜與非織造材料之間的粘合稍微不同于其另一面的薄膜與非織造材料之間的粘合。
對(duì)于在非織造材料層與彈性體薄膜之間的粘合力比較差的層壓物，非織造材料層會(huì)在或者是接近非織造材料的屈服點(diǎn)處，從彈性體薄膜上分離，非織造材料層在屈服點(diǎn)上被顯著地破壞，并且隨著負(fù)載的加大，應(yīng)力-應(yīng)更曲線相應(yīng)的有一個(gè)尖銳的下降，如圖3曲線E，F(xiàn)和G所示。所述破壞可能發(fā)生在樣品橫向上的一條明顯的線上。在非織造材料發(fā)生破壞后，只有彈性薄膜仍然吸收負(fù)載。當(dāng)樣品進(jìn)一步伸長的時(shí)候，隨著彈性較小的非織造材料發(fā)生形變并且在纖維和薄膜之間的粘結(jié)點(diǎn)上從彈性薄膜上的分離，已經(jīng)破壞的非織造層進(jìn)一步從彈性薄膜上分開。盡管這些類型的層壓物能夠被活化和伸長到很大的伸長率，但是它們不合用，因?yàn)樵诨罨^程中非織造材料從彈性薄膜上分離出來。
本發(fā)明的一些實(shí)施方式?jīng)]有顯示出明確的屈服點(diǎn)。非織造材料層和彈性薄膜之間的粘合可能足夠牢固，使得外加的負(fù)載沿著樣品的整個(gè)夾持長度并垂直于該長度均勻分布。這些實(shí)施方式在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上就會(huì)顯示一個(gè)變點(diǎn)而不是一個(gè)典型的屈服點(diǎn)，通常屈服點(diǎn)的定義是應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率到達(dá)零的點(diǎn)。在這種樣品中產(chǎn)生的應(yīng)力逐漸上升，直至到達(dá)斷裂伸長率點(diǎn)(E1)。這可以從圖3的曲線B，C和D上看到。這些類型的層壓物可以活化到高的伸長率，而非織造材料層不會(huì)從彈性薄膜上劇烈分離。在活化過程中有些纖維會(huì)分層，就產(chǎn)生了一種更膨松、更柔軟、更象布的材料。
在非織造材料層和彈性薄膜之間粘合太牢的層壓物，會(huì)在很高負(fù)載下且在很低伸長率的情況下斷裂。非織造材料層和彈性薄膜之間的相互作用太強(qiáng)，所以其拉伸會(huì)受到限制。這可以從圖3的曲線A中看出。這些類型層壓物的使用受到很大的限制，因?yàn)椴荒苁蛊浠罨礁叩纳扉L率。
對(duì)于那些非織造材料層可以從與其粘合的彈性薄膜上剝離或者分離的層壓物，將分離之后的彈性薄膜進(jìn)行拉伸特性試驗(yàn)。記錄下在250％伸長率時(shí)的負(fù)載。對(duì)層壓物進(jìn)行拉伸試驗(yàn)得到的拉力值成比例地校正(歸一化)到標(biāo)稱的90微米厚彈性薄膜的拉力值，該厚度等于橫截面積為0.023cm2寬度為2.54cm的樣品。拉力值除以橫截面積得到應(yīng)力值。S1和S2分別是伸長率為100％和250％的應(yīng)力。S2°是在層分離之后層壓物彈性薄膜在250％伸長率的應(yīng)力。從圖3的曲線H可以看到。S2/S2°的比率表示為％，代表在拉伸時(shí)層壓物可以經(jīng)受的超過彈性薄膜基線S2°的應(yīng)力上升。重復(fù)測(cè)量3個(gè)平行樣品取平均值，單位是N/cm2。
活化本發(fā)明層壓物使用下面的步驟進(jìn)行活化。從橫向上切下的76mm×76mm的片材裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)(從Instron公司得到的InstronTMModel 55R 1122型)上，其上部和下部的夾鉗相距76mm。使用線接觸的夾鉗，用來減少夾鉗中試片的滑動(dòng)和破壞。兩個(gè)夾鉗以51cm/min的速率分開229mm得到300％的伸長率而分開114mm得到150％的伸長率。將此兩個(gè)夾鉗然后保持靜止10秒，然后返回到零伸長率的位置。
％永久變形％永久變形有助于說明本發(fā)明層壓物在活化前后的彈性。一片從橫向切下的25mm×102mm的層壓物，裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)(從Instron公司得到的InstronTMModel 55R 1122型)上，上部和下部的夾鉗相距51mm。使用線接觸的夾鉗，用來減少夾鉗中試片的滑動(dòng)和破壞。夾鉗以51cm/min的速率公開51mm得到100％的伸長率。兩個(gè)夾鉗然后保持靜止60秒鐘，然后返回到零伸長率的位置。夾鉗接著再次保持靜止60秒鐘，然后將樣品再一次拉伸到原來長度51mm的50％。樣品永久變形的數(shù)量就是上夾鉗在第二次拉伸時(shí)負(fù)載能被負(fù)載單元記錄之前走過的距離。這個(gè)距離除以原來夾持長度51mm，再乘以100就是永久變形率，用百分?jǐn)?shù)表示在表3和5中。重復(fù)測(cè)量3個(gè)平行樣品取平均值。永久變形也可以在150％活化的材料上測(cè)量。低于10％的永久變化率是在150％伸長率下良好彈性/恢復(fù)的說明。
薄膜和層的厚度本發(fā)明層壓物中薄膜的單個(gè)層通常非常薄(通常小于30微米)，所以很難用常規(guī)的光學(xué)顯微技術(shù)來測(cè)量厚度。這里薄膜的厚度通過測(cè)量重量和密度計(jì)算得到。一條25mm×152mm的薄膜帶子用型號(hào)為#A120S的Satrtorius分析天平(Brinkman Instruments，Inc.Westbury，NY)稱到小數(shù)點(diǎn)后4位，然后在甲苯中溶解24小時(shí)。嵌段共聚物的彈性體組分和聚苯乙烯組分就溶解在甲苯中，然而，聚烯烴組分不溶解。甲苯溶液通過BuchnerTM漏斗過濾，在濾紙上收集不可溶部分。濾紙?jiān)?0℃干燥1小時(shí)，再在室溫下平衡1小時(shí)，然后用前述Sartorious分析天平稱到小數(shù)點(diǎn)后4位。使用重量(溶解前后的)、面積，密度和層的厚度可以計(jì)算出來。結(jié)果以微米為單位列在下面的表1中。
層壓物實(shí)施例比較例C1一個(gè)包含3層彈性體薄膜和2層非織造材料層的五層層壓物由圖1所示的共擠壓鑄制薄膜層壓生產(chǎn)線制備，使用兩個(gè)擠壓機(jī)對(duì)CloerenTM(CloerenCo.，Orange，TX)ABA進(jìn)料裝置進(jìn)料。A層(表面層)由Killion Extruders公司(Davis-Standard Corp.Cedar Grove，NJ)制造的直徑為25mm的單螺桿擠壓機(jī)(24∶1 L/D)進(jìn)行擠壓。Elvax 250乙烯丙烯酸乙烯酯共聚物用來作為A層，在熔體溫度為232℃和螺桿轉(zhuǎn)速為52RPM的條件下擠壓。B層(彈性體芯層)由Davis-Standard(Pawcatuck，Conneetcut)公司制造的直徑為6.35cm的單螺桿擠壓機(jī)(32∶1 L∶D)制備。Shell KRATONTM4150 SBS橡膠和KRATONTM1102以及Huntsman 207聚苯乙烯按照比例為89.9∶3.4∶6.7組成的共混物用來作為B層，在熔體溫度為199℃和螺桿轉(zhuǎn)速為30RPM的條件下擠壓得到。這3層薄膜被擠壓進(jìn)入一個(gè)由上部的不光滑金屬滾筒(8℃)和下部的鉻合金滾筒(8℃)形成的約為0.25英寸輥隙。FPN-336非織造材料的兩個(gè)隔開的層進(jìn)入輥隙，一個(gè)在擠出薄膜的一面，這樣就形成了層壓物。層壓物在上部的不光滑金屬滾筒上繞大約180度。用非常低的線性張力(35g/cm)提供小而足夠的壓力來使非織造材料層和薄膜層粘合。非織造材料層和薄膜層之間非常低的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中，粘合強(qiáng)度很低是由于層壓壓力很低，因此粘合很差的緣故。
比較例C2如比較便C1一樣，制備一個(gè)5層的層壓物，不同的是EngageTM8200聚乙烯用作A層，KRATONTM4150SBS用作B層。A層在熔體溫度為232℃和螺桿速率為56RPM的條件下擠壓，而B層在熔體溫度為199℃和螺桿速率為30RPM的條件下擠壓。輥隙設(shè)置為0.25英寸，所以沒有壓力作用在粘合的層之間。非織造材料層和薄膜層之間非常低的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。
比較例C3如比較例C1一樣制備一個(gè)5層的層壓物，不同的是Elvax450乙烯丙烯酸乙烯酯共聚物用作A層，KRATONTM4150SBS用作B層。A層在熔體溫度為232℃和螺桿速率為56RPM的條件下擠壓，B層在熔體溫度為199℃和螺桿速率為30RPM的條件下擠壓。輥隙設(shè)置為0.25英寸，所以沒有壓力作用在粘合的層之間。非織造材料層和薄膜層之間非常低的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。
比較例C4如比較例C1一樣制備一個(gè)5層的層壓物，不同的是Fina3925聚丙烯用作A層，KRATONTM4433SIS(20％)、Vector4211SIS(65％)、Huntsman207聚苯乙烯(13％)和70907Clariant白色母料(2％)的共混物用作B層。A層在熔體溫度為232℃和螺桿速率為35RPM的條件下擠壓，而B層在熔體溫度為221℃和螺桿速率為51RPM的條件下擠壓。輥隙設(shè)置為較狹，使得產(chǎn)生每厘米直線長度大約104牛頓的壓力使各層牢固粘合起來。非織造材料層和薄膜層之間非常高的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。層壓物的各單層不能剝離開來。層壓物的硬挺性很好，并且表現(xiàn)出了低的斷裂伸長率。
比較例C5如比較例C4一樣制備一個(gè)5層的層壓物。輥隙設(shè)置為較狹，使得產(chǎn)生每厘米直線長度大約66牛頓的壓力使各層牢固粘合起來。非織造材料層和薄膜層之間非常高的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。層壓物的各單層不能剝離開來。層壓物的硬挺性很好，并且表現(xiàn)出如表2和3中所示的低的斷裂伸長率。
比較例C6為了說明非織造材料層和薄膜層之間的粘合強(qiáng)度為零的極端情況，取比較樣品C5得到的擠出薄膜，并且用手將其放在兩層FPN-336非織造材料之間，來制備一個(gè)5層的三明治帶，其性能列在表2和3中。
比較例C7一個(gè)3層的層壓物使用圖2中所示的過程制備。KRATONTMG1657 SEBS(80％)和Petrothene GA 601 LLDPE(20％)的共混物用作彈性層，8.5g/m2的紡粘非織造材料用作兩個(gè)非織造材料層。彈性薄膜在熔體溫度大約為215℃的條件下擠壓，使用的擠壓機(jī)是Haake公司制造的直徑為19mm的單螺桿擠出機(jī)(24∶1 L∶D)。這薄膜單層被擠壓進(jìn)入由橡膠上滾筒(10℃)和鉻合金下滾筒(10℃)形成的輥隙中。這個(gè)輥隙設(shè)置為0.04英寸。紡粘合非織造材料的使用導(dǎo)致了層壓物的斷裂伸長率比較低，如下面的表3中可見。
比較例C8一個(gè)3層的層壓物如比較例4那樣制備，不同的是KRATONTMG1657 SEBS(80％)和Petrothene GA 601 LLDPE(20％)的共混物用作彈性層，31g/m2的取向梳理聚乙烯非織造材料用作兩個(gè)非織造材料層。在層壓之前，非織造料片使用熱和張力在主向上進(jìn)行取向，使非織造材料的寬度從原來的大約43cm縮頸成寬度為25cm。此時(shí)輥隙設(shè)置為0.04英寸。此頸縮非織造材料的使用導(dǎo)致了層壓物的斷裂伸長率比較高，并且S2/S1比例也較好，但是S1小于300N/cm。這種材料制造起來比較難，因?yàn)樾枰貏e復(fù)雜的步驟來使非織造材料層取向。
實(shí)施例1一個(gè)包含3層彈性薄膜和2層非織造材料層的五層層壓物由圖1所示的共擠壓鑄制薄膜生產(chǎn)線制備，使用兩個(gè)擠壓機(jī)對(duì)CloerenTM(Cloeren Co.，Orange，TX)ABA供料頭裝置進(jìn)行供料。A層(表面層)用Killion Extruders公司(Davis-Standard Corp.Cedar Grove，NJ)制造的直徑為38mm的單螺桿擠壓機(jī)(24∶1 L/D)擠壓。7C12N PP/EPR共聚物(65％)和Vector 4211 SIS橡膠(35％)的共混物用作A層，在熔體溫度為216℃和螺桿轉(zhuǎn)速為7RPM的條件下擠壓。B層(彈性體芯層)用Davis-Standard公司(Pawcatuck，Connectcut)制造的直徑為63mm的單螺桿擠出機(jī)(34∶1 L∶D)擠壓。Vector4211 SIS橡膠(85％)、Huntsman 207聚苯乙烯(13％)和70907Clariant白色母料(2％)的共混物用作B層，在熔體溫度為216℃和螺桿轉(zhuǎn)速為48RPM的條件下擠壓得到。這3層薄膜被擠壓進(jìn)入一個(gè)由橡膠上滾筒(10℃)和鉻合金下滾筒(24℃)形成的輥隙中。使用的輥隙大約是0.25英寸。FPN-336非織造材料兩個(gè)隔開的層進(jìn)入輥隙，一個(gè)在擠出薄膜的一面，這樣就形成了層壓物。層壓物在鉻合金滾筒上繞大約180度。用非常低的線性張力(13g/cm)提供小而足夠的壓力來使非織造材料層和薄膜層粘合。非織造材料層和薄膜層之間中等的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。
實(shí)施例2如比較例C1一樣制備一個(gè)5層的層壓物，不同的是Fina 3925聚丙烯用作A層，KRATONTM4433 SIS(20％)、Vector 4211 SIS(65％)、Huntsman 207聚苯乙烯(13％)和70907 Clariant白色母料(2％)的共混物用作B層。A層在熔體溫度為232℃和螺桿速率為35RPM的條件下擠壓，B層在熔體溫度為221℃和螺桿速率為51RPM的條件下擠壓。輥隙設(shè)置為0.25英寸。彈性薄膜中聚丙烯表面層的使用改善了薄膜和聚丙烯非織造材料層之間的粘合強(qiáng)度，甚至在沒有可感知的輥隙壓力情況下也是如此。非織造材料層和薄膜層之間中等的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。
實(shí)施例3如實(shí)施例2一樣制備一個(gè)5層的層壓物，不同的是55％SRD7587聚丙烯和45％Engage 8200 ULDPE的共混物用作A層。輥隙設(shè)置為約0.25英寸。非織造材料層和薄膜層之間中等的粘合強(qiáng)度列在下面的表2中。
實(shí)施例4如比較例C7一樣制備一個(gè)3層的層壓物，不同的是不用Regalrez 1126，這樣KRATON G1的含量為80％，而Petrothene GA 601的含量為20％。輥隙設(shè)置為0.04英寸，此時(shí)沒有輥隙壓力，且薄膜與非織造材料之間粘合力中等，結(jié)果非織造材料層和薄膜層之間是中等的粘合強(qiáng)度，列在下面的表2中。
實(shí)施例5如比較例C7一樣制備一個(gè)3層的層壓物，不同的是KRATONTMG1657SEBS(80％)和Petrothene GA 601 LLDPE(20％)的共混物用作彈性層，31g/m2的聚酯射流噴網(wǎng)法非織造材料用作兩個(gè)非織造材料層。輥隙設(shè)置產(chǎn)生5磅/平方英寸的壓力。射流噴網(wǎng)法非織造材料的使用使層壓物具有高的斷裂伸長率和好的S2/S1比例，就如下面表3中可見。
實(shí)施例6如比較例C8一樣制備一個(gè)3層的層壓物，不同的是KRATONTMG1657SEBS(80％)和Petrothene GA 601 LLDPE(20％)的共混物用作彈性層，42.5g/m2的紡粘非織造材料用作兩個(gè)非織造材料層。輥隙設(shè)置為0.04英寸。
實(shí)施例7一個(gè)3層的層壓物使用圖2所示的過程如比較例C7一樣制備。KRATONTMG1657 SEBS(63％)、Petrothene GA 601 LLDPE(20％)和Regalrez 1126(17％)的共混物用作彈性層。輥隙設(shè)置為0.04英寸。
表 1
表 2
表 3應(yīng)力-應(yīng)變性能
*樣品在到達(dá)250％伸長率之前斷裂表 4
*活化后發(fā)生顯著的分層表5(300％活化的層壓物)
*在活化時(shí)完全分層材料Fina3925聚丙烯均聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)60，密度0.900，F(xiàn)inaOil&Chemical Co.Dallsa，Texas制造Shell KRATONTM4433苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠，熔體流動(dòng)指數(shù)25，密度0.92，含油23％，Shell Chemical Co.Houston，Texas制造Shell KRATONTMG1657苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠，熔體流動(dòng)指數(shù)8.0，密度0.90，Shell Chemical Co.Houston，Texas制造Shell KRATONTM4150苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠，熔體流動(dòng)指數(shù)19，密度0.92，含油33％，Shell Chemical Co.Houston，Texas制造DuPont ElvaxTM450聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)8.0，VA18％，密度0.941，E.I.DuPont，Wilmington，Delaware制造DuPont ElvaxTM250聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)25，VA28％，密度0.951，E.I.DuPont，Wilmington，Delaware制造Dexco VectorTM4111苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠，熔體流動(dòng)指數(shù)12，密度0.930，Dexco Polymers，Houston，Texas制造7C12N PP/ERP耐沖擊共聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)20，密度0.900，UnionCarbideCorp.，Danbury，Connection制造7C50PP/ERP耐沖擊共聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)8，密度0.900，UnionCarbideCorp.，Danbury，Connection制造SRD7-587PP/ERP耐沖擊共聚物，熔體流動(dòng)指數(shù)30，密度0.900，UnionCarbideCorp.，Danbury，Connection制造Dexco VectorTM4211苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠，熔體流動(dòng)指數(shù)13，密度0.940，Dexco Polymers，Houston，Texas制造DuPont-Dow EngageTM8200ULDPE乙烯-辛烯共聚物，MI7.1，密度0.870，DuPont-Dow Elastomers，Wilmington，Delaware制造PetrotheneTMGA601線性低密度聚乙烯，密度0.918，MI1.0，EquistarChemicals，Houston，Texas制造RegalrezTM1126氫化烴類增粘樹脂，Hercules Inc.，Wilmington，Delaware制造Clariant 00070907聚苯乙烯/TiO2(75∶25)白色母料，Clariant Co.，Minneapolis，Minnesota制造Huntsman207通用聚苯乙烯，熔體流動(dòng)指數(shù)15.5，密度1.04，HuntsmanChemical Corp.，Chesapeake，Virginia制造FPN-336梳理的聚丙烯非織造材料，31g/m2，BBA Nonwovens，Simpsonville，South Carolina制造RFX，42.5g/m2紡粘聚丙烯，Amoco Nonwovens制造HEF 140-070，31g/m2射流噴網(wǎng)法聚酯，Veratec制造17g/m2的紡粘聚丙烯，Veratec制造
權(quán)利要求
1.一種擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，它包括一層彈性薄膜，在層壓物的至少一部分范圍上該彈性薄膜基本連續(xù)地直接粘合在至少一層非織造料片層上，形成一個(gè)可伸長部分，所述可伸長部分至少在一個(gè)方向上可以被伸長，其斷裂伸長率至少是250％，在伸長率為100％時(shí)的應(yīng)力(S1)大于300N/cm2，并且其有用伸長率范圍大于100％。
2.如權(quán)利要求1所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜是至少具有一層彈性層的多層薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜的一個(gè)外表面直接粘合到非織造料片的纖維上。
4.如權(quán)利要求3所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜在250％伸長率(S2°)的應(yīng)力小于500N/cm2，且S2與S2°的比率大于1.5。
5.如權(quán)利要求4所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜層壓物在250％伸長率下的應(yīng)力(S2)大于400N/cm2。
6.如權(quán)利要求4所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述層壓物具有一個(gè)超過150％伸長率的有用伸長范圍且其斷裂伸長率大于300％。
7.如權(quán)利要求5所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述S2與S2°的比率大于2.0。
8.如權(quán)利要求6所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜的厚度范圍是從20到300μm。
9.如權(quán)利要求3所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述外表面層是一種能夠粘合到形成非織造料片的纖維上的半結(jié)晶或者無定形聚合物。
10.如權(quán)利要求1所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于S1小于1200N/cm2。
11.如權(quán)利要求5所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述S2/S1的比率大于1.0。
12.如權(quán)利要求3所述的擠壓粘合的非織造材料的彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述非織造料片和彈性薄膜之間的內(nèi)聚強(qiáng)度是從2到30N/cm2。
13.如權(quán)利要求1所述的擠壓粘合的非織造材料彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述彈性薄膜材料不是完全穿透非織造材料纖維之間的空間。
14.如權(quán)利要求1所述的擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物，其特征在于所述層壓物的斷裂伸長率大于350％。
15.一種形成擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物的方法，它包括提供至少一層非織造料片，以及趁彈性薄膜依然處于熱的柔軟狀態(tài)殷切不用或者只有很小的壓力將一層彈性薄膜擠壓在所述至少一層非織造料片上，使薄膜在層壓帶的至少一部范圍基本連續(xù)地直接粘合到非織造料片層上面，形成一個(gè)可伸長部分，這個(gè)可伸長部分具有至少250％的斷裂伸長率，且在100％伸長率的應(yīng)力大于300N/cm2，并且其有用的伸長率范圍大于100％。
16.如權(quán)利要求15所述的形成擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物的方法，其特征在于所述彈性薄膜是在小于10psi的壓力下層壓到非織造料片上的。
17.如權(quán)利要求16所述的形成擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物的方法，其特征在于所述彈性薄膜是具有至少一層彈性層的多層薄膜，并且彈性薄膜的外表面直接粘合到非織造料片的纖維上。
18.如權(quán)利要求17所述的形成擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物的方法，其特征在于所述彈性薄膜具有至少一層主要由ABA嵌段共聚物彈性體構(gòu)成的層，其中A嵌段主要是單亞烷基芳烴，B嵌段主要是共軛二烯。
19.如權(quán)利要求18所述的形成擠壓粘合的非織造材料和彈性構(gòu)成的薄膜層壓物的方法，其特征在于所述外表面層是能夠粘合到形成非織造料片的纖維上的半結(jié)晶或者無定形聚合物。
20.如權(quán)利要求17所述的形成擠壓粘合的非織造材料和彈性薄膜構(gòu)成的層壓物的方法，其特征在于所述非織造料片的基重為從10到60g/m2。
全文摘要
一種擠壓粘合的非織造材料彈性薄膜層壓物，它包括一個(gè)直接粘合到至少一個(gè)非織造料片層上的彈性薄膜，在層壓物的至少一部分范圍粘合是基本連續(xù)的，形成了一個(gè)可伸展部分。這個(gè)可伸展部分至少在一個(gè)方向上可以伸展，它的斷裂伸長率至少是250％，在伸長率為100％的應(yīng)力大于300N/cm
文檔編號(hào)B32B7/02GK1431953SQ01804130
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者J·C·尼高德, B·W·伊頓, S·N·米切爾, S·G·諾奎斯特, S·－L·G·王 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司