具有交替的條帶和股線的膜和用于制備其的設(shè)備和方法
【專利說(shuō)明】具有交替的條帶和股線的膜和用于制備其的設(shè)備和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 將多種聚合物組分共擠出成單層膜在本領(lǐng)域中是已知的。例如，在模頭或送料區(qū) 塊中以剝離方式組合多種聚合物流動(dòng)流，從而得到從上到下多層膜。也已知提供共擠出膜 結(jié)構(gòu)，其中膜是分割開(kāi)的，其不會(huì)分割成沿厚度方向的共延層，而是分割成沿膜的寬度尺寸 的條帶。這有時(shí)被稱為"并列"共擠出法。具有并列取向的條帶的擠出產(chǎn)品（例如）在以下專 利中有所描述：第4, 435, 141號(hào)（Weisner等人）、第6, 159, 544號(hào)（Liu等人）、第6, 669, 887 號(hào)（Hilston等人）和第7, 678, 316號(hào)（Ausen等人）美國(guó)專利以及第WO 2011/119323號(hào) (Ausen等人）國(guó)際專利申請(qǐng)公開(kāi)。具有另一種聚合物的基質(zhì)內(nèi)的多個(gè)片段流的膜（例如） 在第5, 773, 374號(hào)（Wood等人）美國(guó)專利中有所描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 盡管具有并列取向的條帶的產(chǎn)品以及用于制備其的擠出裝置是已知的，但是仍需 要這樣的產(chǎn)品和裝置的替代形式和改進(jìn)形式。本發(fā)明提供了一種具有交替股線和條帶的膜 和一種用于制備所述膜的設(shè)備和方法。在一些實(shí)施例中，所述股線具有芯/皮型結(jié)構(gòu)。在 這些實(shí)施例中，所述外皮通常形成所述膜的主表面中的至少一個(gè)的一部分，并且所述條帶 跨接所述股線之間的距離。所述股線的至少部分通常為彈性的，而所述條帶為相對(duì)非彈性 的。
[0003] 在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種具有交替的條帶和股線的膜。所述股線包括芯和 外皮。所述芯的彈性大于所述外皮和所述條帶的彈性。所述條帶可在一些實(shí)施例中被視為 非彈性的。在一些實(shí)施例中，所述條帶由存在于所述條帶的整個(gè)厚度中的第一聚合物組合 物制成。在一些實(shí)施例中，所述外皮形成所述膜的至少一個(gè)主表面的一部分。在一些實(shí)施 例中，所述條帶由第一聚合物組合物制成，所述芯由第三聚合物組合物制成，并且所述外皮 由不同于所述第一聚合物組合物和所述第三聚合物組合物的第二聚合物組合物制成。
[0004] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種具有交替的條帶和股線的膜。所述股線的至少部 分具有比所述條帶更大的彈性。所述條帶可在一些實(shí)施例中被視為非彈性的。所述膜具有 至少75%伸長(zhǎng)率，并且所述股線的寬度介于100微米到750微米的范圍內(nèi)。每個(gè)股線的一 部分形成所述膜的至少一個(gè)主表面的一部分。
[0005] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種包括與帶狀區(qū)域并排的可延展區(qū)域的膜制品，其 中所述可延展區(qū)域?yàn)樯鲜龇矫嬷械娜我环矫娴哪ぁＫ鰩顓^(qū)域可便利地由第一聚合物組 合物制成，所述條帶由所述第一聚合物組合物制成。在一些實(shí)施例中，在一個(gè)可延展區(qū)域的 兩側(cè)上存在帶狀區(qū)域。
[0006] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種包括接合到纖維載體的上述方面中的任一方面的 膜或膜制品的層合物。
[0007] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種擠出模頭，所述擠出模頭具有至少第一腔體、第二 腔體、第三腔體、具有分配狹槽的分配表面、以及位于所述第一腔體、所述第二腔體和所述 第三腔體與所述分配狹槽之間的流體通道。所述流體通道包括從所述第一腔體延伸到所述 分配狹槽的第一流體通道、從所述第三腔體延伸到所述分配狹槽的第三流體通道、所述第 三流體通道的任一側(cè)上的從所述第二腔體延伸到所述分配狹槽的至少兩個(gè)第二流體通道。 每個(gè)所述第二通道的尺寸在所述第三通道進(jìn)入所述分配狹槽的點(diǎn)處大于所述第三通道。在 一些實(shí)施例中，所述流體通道由多個(gè)墊片序列提供。在這些實(shí)施例中，每個(gè)序列通常包括提 供所述第一流體通道的至少一個(gè)第一墊片、提供所述第三流體通道的至少一個(gè)第三墊片、 以及提供所述至少兩個(gè)第二流體通道的至少兩個(gè)第二墊片。在一些實(shí)施例中，所述擠出模 頭還包括從所述第一腔體延伸到所述分配狹槽的第四流體通道。所述第四流體通道可（例 如）由多個(gè)墊片提供，所述墊片可為多個(gè)墊片序列。
[0008] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種制備膜的方法。所述方法包括提供上述擠出模頭 和從所述第一腔體、所述第二腔體和所述第三腔體擠出聚合物組合物以便形成包括與具有 芯和外皮的股線交替的條帶的所述膜。在一些實(shí)施例中，所述芯的彈性大于所述條帶和所 述外皮的彈性。在一些實(shí)施例中，從所述第一腔體擠出第一聚合物組合物，從所述第二腔體 擠出第二聚合物組合物，并且從所述第三腔體擠出第三聚合物組合物。在一些實(shí)施例中，所 述膜包括與帶狀區(qū)域并排的可延展區(qū)域，其中所述可延展區(qū)域包括所述交替條帶和股線且 所述帶狀區(qū)域包括所述第一聚合物組合物的膜，所述條帶由所述第一聚合物組合物制成。 有利的是，本文所公開(kāi)的模頭和方法允許在單個(gè)共擠出工藝中同時(shí)制備所述帶狀區(qū)域和所 述可延展區(qū)域。條帶和股線的圖案可由第一聚合物組合物（或不同的、第四聚合物組合物） 的區(qū)分隔開(kāi)，所述區(qū)寬于所述可延展區(qū)域中的所述條帶。
[0009] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種控制擠出膜的厚度的方法。所述方法包括：提供擠 出模頭，所述擠出模頭包括多個(gè)彼此鄰近定位的墊片，所述墊片一起限定至少第一腔體和 具有遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口的模頭狹槽；以及從所述第一腔體擠出聚合物組合物以提供所述擠出膜。所 述多個(gè)墊片中的每個(gè)限定所述遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口的一部分，其中所述多個(gè)墊片包括在所述第一腔體 和所述模頭狹槽之間提供通道的第一墊片，所述模頭狹槽的遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口 一起提供所述模頭狹 槽中的分配開(kāi)口，并且其中所述多個(gè)墊片還包括隔離墊片，所述隔離墊片具有分配孔口但 在所述分配孔口與所述第一腔體之間不含通道。所述擠出膜的厚度通過(guò)調(diào)節(jié)所述隔離墊片 之間的所述分配開(kāi)口的寬度來(lái)進(jìn)行控制。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的膜包括與彈性材料結(jié)合的大量相對(duì)非彈性的材料，但當(dāng)沿橫向于所 述股線和條帶的方向拉伸時(shí)仍可具有可用的伸長(zhǎng)率。因此，在本文所公開(kāi)的膜中，高效地使 用相對(duì)昂貴的彈性材料，并且本文所公開(kāi)的膜的成本可低于通常包括更大量彈性材料的其 它彈性膜。
[0011] 在一些實(shí)施例中，除了開(kāi)發(fā)對(duì)彈性聚合物組合物的高效利用以外，本文所公開(kāi)的 膜也可被制成具有非常理想的滯后性能并且可能不需要"激活"步驟。在一些實(shí)施例中，本 文所公開(kāi)的膜沿橫向于所述條帶的方向拉伸達(dá)到這些條帶發(fā)生持久塑性變形的程度，并且 產(chǎn)生"完全停止"彈性膜。在一些實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的膜沿所述條帶的方向拉伸以提供 紋理化表面，從而可允許利用（例如，在吸收制品中）所述膜而無(wú)需非織造布層合。
[0012] 在本專利申請(qǐng)中，諸如"一個(gè)"、"一種"和"所述"之類的術(shù)語(yǔ)并非僅指單一實(shí)體， 而是包括一般類別，其具體實(shí)例可用于舉例說(shuō)明。術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"、"一種"和"所述"可以與 術(shù)語(yǔ)"至少一種"互換使用。后接列表的短語(yǔ)中的至少一種（一個(gè)）"和"包括（包 含）...中的至少一種（一個(gè)）"是指列表中的任一項(xiàng)以及列表中兩項(xiàng)或更多項(xiàng)的任何組合。 除非另外指明，否則所有數(shù)值范圍均包括它們的端值在內(nèi)以及在端值之間的非整數(shù)值。
[0013] 在此所用的術(shù)語(yǔ)"交替"是指一個(gè)條帶設(shè)置在任何兩個(gè)鄰近股線之間（即，股線在 它們之間只有一個(gè)條帶）并且一個(gè)股線設(shè)置在任何兩個(gè)鄰近條帶之間。
[0014] 術(shù)語(yǔ)"彈性的"是指任何呈現(xiàn)從拉伸或變形的恢復(fù)的材料（例如0. 002mm到0. 5mm 厚的膜）。彈性大于另一種材料、膜或組合物的一種材料、膜或組合物呈現(xiàn)比另一種材料、膜 或組合物更高的拉伸率或更低的滯后性中的至少一者（通常為兩者）。在一些實(shí)施例中，如 果在施加拉伸力時(shí)一種材料可被拉伸到大于其初始長(zhǎng)度的至少約25% (在一些實(shí)施例中， 50% )的長(zhǎng)度且可在釋放拉伸力時(shí)恢復(fù)其伸長(zhǎng)的至少40%，則所述材料可被視為彈性的。
[0015] 術(shù)語(yǔ)"非彈性的"是指任何不呈現(xiàn)在很大程度上從拉伸或變形恢復(fù)的材料（例如 0. 002mm到0. 5mm厚的膜）。例如，拉伸到大于其初始長(zhǎng)度的至少約50%的長(zhǎng)度的非彈性材 料將在釋放其拉伸力時(shí)恢復(fù)小于其伸長(zhǎng)的約40%、25%、20%或10%。在一些實(shí)施例中，如 果一種非彈性材料被拉伸超過(guò)其可逆拉伸區(qū)域，則所述非彈性材料可被視為能夠發(fā)生持久 塑性變形的柔性塑料。
[0016] 以百分比表示的"伸長(zhǎng)"是指{(延伸長(zhǎng)度-初始長(zhǎng)度）/初始長(zhǎng)度} X 100。除非 另有定義，否則當(dāng)膜或其部分在本文中被說(shuō)成具有至少100%伸長(zhǎng)率時(shí)，此意指所述膜具有 使用下面的實(shí)例中所述的測(cè)試方法的至少100%的斷裂伸長(zhǎng)率。
[0017] 術(shù)語(yǔ)"可延展的"是指可在不破壞材料或材料纖維的結(jié)構(gòu)的情況下沿所施加的拉 伸力的方向延伸或伸長(zhǎng)的材料?？裳诱共牧峡梢跃哂幸部梢圆痪哂谢謴?fù)特性。例如，彈性 材料為具有恢復(fù)特性的可延展材料。在一些實(shí)施例中，可延展材料可在不破壞材料或材料 纖維的結(jié)構(gòu)的情況下拉伸到大于其松馳長(zhǎng)度的至少約5 %、10%、15 %、20%、25 %、或50% 的長(zhǎng)度。
[0018] 如上文和下文所用，術(shù)語(yǔ)"縱向（machine direction) "（MD)表示在制備本文所 公開(kāi)的膜期間運(yùn)行的連續(xù)網(wǎng)的方向。當(dāng)從所述連續(xù)網(wǎng)切割一部分時(shí)，所述縱向（machine direction)對(duì)應(yīng)于所述膜的縱向（longitudinal direction)。因此，術(shù)語(yǔ)縱向（machine direction)和縱向（longitudinal direction)在本文中可互換使用。上文和下文所用的 術(shù)語(yǔ)"橫向（cross-direction) "（⑶）表不基本與所述縱向（machine direction)垂直的 方向。當(dāng)從所述連續(xù)網(wǎng)切割本文所公開(kāi)的膜的一部分時(shí)，所述橫向?qū)?yīng)于所述膜的寬度。
[0019] 術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"和"第三"用于本發(fā)明中。應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說(shuō)明，否則這 些術(shù)語(yǔ)僅使用其相對(duì)含義。對(duì)于這些成分，"第一"、"第二"和"第三"的標(biāo)號(hào)僅為方便說(shuō)明 所述實(shí)施例中的一者或多者起見(jiàn)而應(yīng)用于所述成分。
[0020] 本發(fā)明的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本發(fā)明所公開(kāi)的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方 式。以下描述更具體地例示了說(shuō)明性實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，附圖和以下描述僅用于舉例 說(shuō)明的目的，而不應(yīng)被理解為是對(duì)本發(fā)明范圍的不當(dāng)限制。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 結(jié)合附圖來(lái)考慮本公開(kāi)以下各個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更完全地理解本公開(kāi)。
[0022] 圖1是示例性膜制品的端視圖，所述膜制品沿橫幅方向具有不同的區(qū)；
[0023] 圖2是示例性墊片的平面圖，所述墊片適于形成墊片序列，所述墊片序列能夠形 成包括與具有皮/芯型構(gòu)造的股線呈交替布置方式的條帶的膜；
[0024] 圖3是另一個(gè)示例性墊片的平面圖，所述墊片適于形成墊片序列，所述墊片序列 能夠形成包括與具有皮/芯型構(gòu)造的股線呈交替布置方式的條帶的膜；
[0025] 圖4是另一個(gè)示例性墊片的平面圖，所述墊片適于形成墊片序列，所述墊片序列 能夠形成包括與具有皮/芯型構(gòu)造的股線呈交替布置方式的條帶的膜；
[0026] 圖5是另一個(gè)示例性墊片的平面圖，所述墊片適于形成墊片序列，所述墊片序列 能夠形成包括與具有皮/芯型構(gòu)造的股線呈交替布置方式的條帶的膜；
[0027] 圖2A至圖5A分別是靠近圖2到圖5所示的示例性墊片的分配表面的展開(kāi)區(qū)域；
[0028] 圖6是數(shù)個(gè)不同墊片序列的透視組裝圖，所述墊片序列采用圖2-5的墊片以便能 夠制備圖1的I吳制品；
[0029] 圖7是局部分解透視圖，其中在圖6中一起示出的數(shù)個(gè)不同墊片序列示出為分成 制備結(jié)合圖1所述的數(shù)個(gè)區(qū)域的序列；
[0030] 圖8是圖7的墊片序列的一些墊片的透視圖，所述墊片序列被進(jìn)一步分解以顯露 一些單獨(dú)的墊片；
[0031] 圖9是示例性安裝座的分解透視圖，所述安裝座適用于由圖6的墊片序列的多次 重復(fù)構(gòu)成的擠出模頭；
[0032] 圖10是圖9的安裝座在組裝狀態(tài)下的透視圖；
[0033] 圖11是針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法的一些實(shí)施例所觀察到的流動(dòng)限制的示意圖；
[0034] 圖12是在沿縱向拉伸之后示例性膜的表面的顯微照片；并且
[0035] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的膜的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，示出了跨其寬度具有不同的區(qū)域的示例性膜制品100的端視圖。膜 制品100具有可延展區(qū)域102,所述區(qū)域包括由芯106和外皮108構(gòu)成的股線104。股線 104由條帶110彼此分隔開(kāi)。任選地，帶狀區(qū)域112和114可存在于膜制品100的一個(gè)邊緣 或兩個(gè)邊緣上。當(dāng)存在帶狀區(qū)域112和/或114時(shí)，焊接線116和118可以是可見(jiàn)的，也可 以是不可見(jiàn)的。在多個(gè)實(shí)施例中，條帶110包括第一聚合物組合物，芯106包括第三聚合物 組合物，并且外皮108包括第二聚合物組合物。雖然圖1的端視圖中未示出，但條帶110和 股線104通常沿膜制品100的縱向延伸。
[0037] 在圖1所示的實(shí)施例中，第一聚合物組合物存在于條帶110的整個(gè)厚度中。換句 話講，第一聚合物組合物從膜的頂部主表面延伸，穿過(guò)厚度，并且到達(dá)底部主表面?？梢哉f(shuō)， 條帶110通常為均勻的組合物。在圖示實(shí)施例中，條帶110因此不被另一種不同的聚合物 組合物圍繞。然而，在其它實(shí)施例中，條帶110可具有另一種不同的材料的外皮。
[0038] 在一些實(shí)施例（包括圖1所示的實(shí)施例）中，外皮108圍繞芯106。換句話講，在 這些實(shí)施例中，外皮108在芯106的整個(gè)外表面周圍延伸，此在圖1的端視圖中由芯106的 周邊表示。然而，外皮108不需要完全圍繞芯106。在一些實(shí)施例中，外皮可在芯106的外 表面的至少60%、75%或80%周圍延伸，此在圖1的端視圖中由芯106的周邊表示。例如， 外皮108可分隔開(kāi)芯106和芯106的任一側(cè)上的條帶110,并且在周圍延伸以在膜100的頂 部表面和底部表面處部分覆蓋芯106,而不在膜的頂部表面和底部表面處完全覆蓋芯106。 在多個(gè)實(shí)施例中，外皮108形成膜的至少一個(gè)主表面的一部分。在圖示實(shí)施例中，外皮108 形成膜的頂部主表面和底部主表面兩者的一部分；因此，條帶中的第一聚合物組合物不跨 過(guò)股線。
[0039] 在根據(jù)本發(fā)明的膜和膜制品中，包括在圖1所示實(shí)施例中，每個(gè)條帶、芯和外皮可 被視為整體的（即，具有大體均勻的膜組合物）而不會(huì)被視為纖維的。具體地講，條帶和外 皮不會(huì)被視為非織造材料。然而，在下文所述的一些實(shí)施例中，膜和/或膜制品的部分可為 帶孔的。一般來(lái)講，條帶、芯和外皮為共擠出的并且熔融粘合在一起。此外，在根據(jù)本發(fā)明 的膜和膜制品的實(shí)施例中的任一者中，條帶和股線處于沿厚度方向的同一層中。即，條帶和 股線可被視為占據(jù)同一平面，或者從一個(gè)縱向邊緣到相對(duì)的縱向邊緣繪制穿過(guò)膜的任何假 想線將觸及股線和條帶兩者。膜和膜制品本身通常擠出為沿厚度方向的單層。然而，如下 所述，在一些實(shí)施例中，由本文所述的膜制備多層制品可能是有用的。
[0040] 圖1的膜制品100便利地通過(guò)從模頭擠出而制備，所述模頭具有從所述模頭內(nèi)的 腔體到分配狹槽的多種通道。模頭可便利地由多個(gè)墊片構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè) 墊片包括多個(gè)墊片序列，所述墊片序列包括在第一腔體和第二腔體與分配狹槽之間提供通 道的墊片。在這些實(shí)施例中的一些中，將有另外的墊片在第一腔體和/或第二腔體和/或 第三（或更多）腔體與分配狹槽之間提供通道。
[0041] 在一些實(shí)施例中，墊片將根據(jù)提供各種不同類型的墊片序列的方案來(lái)進(jìn)行組裝。 由于不同的應(yīng)用可具有不同的要求，故序列可具有各種不同數(shù)量的墊片。序列可為不局限 于特定區(qū)中的特定重復(fù)次數(shù)的重復(fù)序列。或者序列可能不會(huì)有規(guī)律地重復(fù)，而是可使用不 同的墊片序列。針對(duì)第一實(shí)例，下面結(jié)合圖6描述八墊片序列，當(dāng)適當(dāng)?shù)靥峁┯腥廴诰酆衔?時(shí)，所述八墊片序列形成具有與芯/皮型股線交替的單材料的膜段。
[0042] 在例如墊片序列內(nèi)的通道的形狀可以是相同或不同的。通道橫截面形狀的實(shí)例包 括圓形、方形和矩形形狀。在一些實(shí)施例中，在一個(gè)腔體和分配狹槽之間提供通道的墊片與 在另一個(gè)腔體和分配狹槽之間提供通道的墊片相比可能具有流動(dòng)限制。在例如墊片序列的 不同墊片內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口的寬度可以是相同或不同的。例如，在一個(gè)腔體和分配狹槽之間提 供通路的墊片所提供的遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口的部分可窄于在另一個(gè)腔體和分配狹槽之間提供通路的 墊片所提供的遠(yuǎn)側(cè)開(kāi)口的部分。
[0043] 在一些實(shí)施例中，本文所述的擠出模頭包括用于支撐所述多個(gè)墊片的一對(duì)端塊。 在這些實(shí)施例中，墊片中的一個(gè)墊片或所有墊片適宜各自具有用于使所述端塊對(duì)之間的連 接器通過(guò)的一個(gè)或多個(gè)通孔。位于這種通孔內(nèi)的螺栓是用于將墊片組裝到端塊的一種便利 方法，然而普通技術(shù)人員可能想到其它替代形式來(lái)組裝擠出模頭。在一些實(shí)施例中，所述至 少一個(gè)端塊