專利名稱：包括一層彈性材料和一層橫向可伸長和可收縮的非彈性片頸縮層壓材料的具有拉伸和回 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料和一種生產(chǎn)這種復(fù)合材料的方法。該復(fù)合材料可以是透氣的，由至少一層非彈性薄膜層、至少一層非彈性可頸縮的材料和至少一層彈性材料構(gòu)成。至少一種非彈性可頸縮材料層壓到至少一種非彈性薄膜的片層經(jīng)結(jié)合得到一種界定縱向與橫向方向的頸縮層壓材料，其中該頸縮層壓材料是沿至少一個方向可伸長和可收縮的，還不嚴(yán)重降低薄膜層的透氣性和/或液體阻擋層的性質(zhì)。頸縮層壓材料的可延性和可收縮性是例如薄膜層縱向條紋皺曲的結(jié)果，該薄膜能使頸縮層壓材料在橫向具有一定的可延性和可收縮性。在頸縮層壓材料上加至少一層彈性材料而構(gòu)成的復(fù)合材料提供在頸縮層壓材料中不存在的拉伸和回復(fù)的性質(zhì)，同時還保持透氣性和阻擋層性質(zhì)。
發(fā)明的技術(shù)背景已知例如多層薄膜和非織膜料層的復(fù)合材料用于這樣一些物品、像尿布、訓(xùn)練褲、失禁衣服、床墊、手帕、婦女護理用品如衛(wèi)生巾、醫(yī)療用品如消毒布、睡袍和面罩、衣服物品及其部件，其中包括工作服和實驗室工作服等。
這些復(fù)合材料可使生產(chǎn)其物品的成本相對低，因此在只使用一次或幾次后就可處置。但是，為達(dá)到這些物品具有“布樣”視覺和觸覺質(zhì)量，又不損害透氣性和低成本，同時其物品也不滲透液體，還在不斷地進行大量研究。特別地，這樣一些物品的一個缺陷是，使用這種材料制成的物品沒有“給出”像由棉花織成的具有天然拉伸和回復(fù)能力的織物(這是由于其纖維和紗線結(jié)構(gòu)所致)。這些性質(zhì)對于使物品與使用者身體貼合，因此感覺似乎更“像布”來說是必不可少的。如果物品不具有拉伸和回復(fù)的性質(zhì)，甚至“分發(fā)”物品時，它可能很快就不保持其形狀。這個問題的一種已知解決辦法是，使用一種彈性體材料或彈性材料，例如制成薄膜/非織層壓材料的薄膜層。如果通過使填充彈性薄膜拉伸形成微孔達(dá)到透氣性，則存在許多與保持填充彈性薄膜透氣性相關(guān)的問題，因為彈性材料在拉伸后，其回復(fù)一般關(guān)閉或部分關(guān)閉產(chǎn)生透氣性的微孔。
如像在共同轉(zhuǎn)讓的Morman的US 5 336 545中所描述的，在應(yīng)用由彈性體聚合物制成的彈性體片之前，已使非織膜料層頸縮(如下面所確定的)。因頸縮使非織膜料沿橫向方向伸長，但它在不附著彈性片時沒有回復(fù)。
由例如用作尿布外覆蓋層的非彈性材料制成的現(xiàn)有技術(shù)層壓材料，在任何方向都未被拉伸，仍通過非彈性的微孔薄膜透氣。另外，在如尿布物品的腰帶部件中使用的現(xiàn)有技術(shù)非彈性材料的層壓材料，通過首先拉伸彈性腰帶，然后將該層壓材料如此粘合在拉伸的腰帶上，以致腰帶收縮時它在其層壓材料中拉動，這樣使得其層壓材料比較貼合。這種設(shè)計的問題是層壓材料難以聚集或聚束在一起，并且得到產(chǎn)品的可延性和可收縮性很小。這種聚束的層壓材料的制造又非常困難，且外觀差，與身體接觸時不舒適。
本發(fā)明提供的一種由非彈性頸縮層壓材料和至少一種彈性材料制成的價廉復(fù)合材料，可以避免這些和其他的困難，這種復(fù)合材料可達(dá)到拉伸與回復(fù)，還不損害如透氣性、液體阻擋層性質(zhì)和強度之類的其他性質(zhì)。
發(fā)明的簡要說明本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料與生產(chǎn)這種材料的方法。該復(fù)合材料可以透氣，由至少一層彈性材料和一層頸縮層壓片層構(gòu)成。這片層包括至少一層非彈性可頸縮的層壓材料，它層壓在至少一層界定縱向與橫向的非彈性薄膜上，其中層壓材料在至少一個方向上是可伸長的和可收縮的，而不會嚴(yán)重降低薄膜層的透氣性和/或液體阻擋層性質(zhì)。這種層壓材料的可延性和可收縮性是例如薄膜層縱向條紋皺曲的結(jié)果，其薄膜能使頸縮層壓材料在橫向具有一定的可延性和可收縮性。首先部分拉伸填充的非彈性薄膜層，粘合非彈性的可頸縮層得到一種層壓材料，然后拉伸該層壓材料，以使層壓材料頸縮，并使薄膜伸長到其所要求的整個拉伸構(gòu)型，于是制得了可透氣的層壓材料。在頸縮層壓材料上粘合至少一層彈性材料還可提供在至少一個方向上的拉伸與回復(fù)性質(zhì)。
附圖的簡要描述

圖1是圖示表示生產(chǎn)本發(fā)明復(fù)合材料的示范性方法。
圖2是制造本發(fā)明復(fù)合材料的層壓材料在被頸縮時的俯視平面圖，顯示出縱向條紋皺曲。
圖3是圖1方法透視圖，顯示了拉伸非彈性薄膜層、粘合非彈性可頸縮的材料、使層壓材料頸縮、以及粘合彈性材料，制成本發(fā)明的復(fù)合材料。
圖4是示范性個人護理吸收用品的部分剖面俯視平面圖，在這種情況下，其物品為可使用本發(fā)明復(fù)合材料的尿布。
圖5是示范性醫(yī)療用品平面圖，在這種情況下，其用品為可使用本發(fā)明復(fù)合材料的面罩。
圖6是構(gòu)成本發(fā)明復(fù)合材料的頸縮層壓材料的非彈性薄膜層側(cè)的光學(xué)顯微照片俯視平面圖，該圖顯示了條紋皺曲。
圖6a是圖6放大部分的光學(xué)顯微照片俯視平面圖，該圖顯示了條紋皺曲的變化和隨意性。
圖7、8和9是構(gòu)成本發(fā)明復(fù)合材料的層壓材料的截面光學(xué)顯微照片，這些照片分別顯示梯形的、褶狀和小圓齒狀的條紋。
圖10是現(xiàn)有技術(shù)的層壓材料的光學(xué)顯微照片斜視圖。
圖11a、b和c以及12a、b和c圖示說明各種樣品的載荷與伸長的關(guān)系曲線。
圖13是圖示表示制造本發(fā)明復(fù)合材料的示范性方法，該材料具有拉伸的彈性體絲層。
圖14-15圖示說明了各種樣品的載荷與伸長的放大曲線。
圖16-18圖示說明了用各種樣品進行的循環(huán)試驗結(jié)果。
圖19a和b分別說明了正弦波與點粘合圖案，它們用于將頸縮層壓材料與彈性材料結(jié)合生成本發(fā)明的復(fù)合材料。
圖20是構(gòu)成本發(fā)明復(fù)合材料的頸縮層壓材料在非彈性可頸縮的材料面的圖像俯視平面圖。
圖21是圖20的相反一側(cè)，顯示彈性體絲層，它沿LD拉伸，同時與頸縮層壓材料的非彈性薄膜面縱向粘合。
圖22是頸縮層壓材料的非彈性可頸縮材料面的圖像附視平面圖，該層壓材料構(gòu)成本發(fā)明的復(fù)合材料，該圖顯示彈性體絲層，它縱向地與頸縮層壓材料的非彈性薄膜面TD粘合。
圖23是復(fù)合材料的截面光學(xué)顯微照片，在這種情況下，使用不拉伸的彈性熔融吹塑非織膜料，生成本發(fā)明的彈性材料層。
圖24是復(fù)合材料的截面光學(xué)顯微照片，在這種情況下，使用不拉伸的彈性熔融吹塑非織膜料，生成本發(fā)明的彈性材料層。
圖25是復(fù)合材料的截面光學(xué)顯微照片，在這種情況下，使用拉伸的彈性熔融吹塑非織膜料，生成本發(fā)明的彈性材料層。
圖26-28圖示說明各種樣品的LD張力試驗載荷與伸長的關(guān)系曲線的結(jié)果。
圖29-31圖示說明各種樣品的TD張力試驗載荷與伸長的關(guān)系曲線的結(jié)果。
圖32-34圖示說明各種樣品的LD循環(huán)試驗結(jié)果。
圖35-37圖示說明各種樣品的TD循環(huán)試驗結(jié)果。
發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，它是透氣性的，由至少一層非彈性薄膜、至少一種非彈性可頸縮的材料和一種彈性材料構(gòu)成。至少一種非彈性可頸縮的材料層壓到至少一種非彈性薄膜的片層經(jīng)組合生成一種頸縮層壓材料，其中層壓材料界定了縱向和橫向方向，以致層壓材料在至少一個方向是可伸長的或可收縮的，同時沒有明顯降低薄膜層的透氣性和/或液體阻擋層的性質(zhì)。這種層壓材料的可延性或可收縮性是例如在薄膜層縱向(如下面定義的“LD”)條紋皺曲的結(jié)果，該薄膜層能夠使頸縮的層壓材料具有在橫向(如下面定義的“TD”)一定量的可延性和收縮性。至少一層彈性材料粘合在頸縮層壓材料上，生成一種具有可拉伸和可回復(fù)兩種性質(zhì)的復(fù)合材料。
如本文所預(yù)料的，復(fù)合材料中，彈性材料可以呈各種形式。例如，彈性材料可以呈彈性非頸縮的材料形式(例如一層彈性的熔融吹塑非織膜料)、彈性體細(xì)絲形式(例如如在共同轉(zhuǎn)讓的Wright的US 5 385775中見到長的、基本上是連續(xù)的纖維)等。
如果本發(fā)明復(fù)合材料中彈性材料是一層彈性體絲，則這些絲在粘合到在橫向具有可延性或可收縮性的頸縮層壓材料之前，可以或不可以沿縱向拉伸。當(dāng)彈性體絲縱向拉伸，并且拉伸時按照頸縮層壓材料的TD粘合到頸縮的層壓材料上時，該復(fù)合材料在LD具有拉伸或回復(fù)性質(zhì)，在TD具有可延性或可收縮性。另外，這層彈性體絲可縱向地按照頸縮層壓材料橫向粘合，因此提供了TD拉伸和回復(fù)性質(zhì)。
如果彈性材料是以未拉伸的彈性材料存在，得到的復(fù)合材料會具有TD拉伸和回復(fù)性質(zhì)。但是，TD拉伸受到頸縮層壓材料延性的限制，因為頸縮層壓材料的非彈性薄膜部分實際上不伸長，而沿橫向施加位移力時，條紋皺曲基本上是臨時移動。如果這些條紋皺曲沒有例如通過沿橫向過度伸長層壓材料或加熱伸長的層壓材料達(dá)到永久性移動。以獲得“新”記憶，那么這種層壓材料將易于回復(fù)到，或收縮到原來的尺寸。
如果彈性材料以彈性非頸縮的材料存在，則可以被拉伸，并在被拉伸時粘合到頸縮層壓材料上以生成在多方向都具有可拉伸的或可回復(fù)的復(fù)合材料。彈性非頸縮的材料例如可以在LD被拉伸，然后粘合到具有在TD可延性或可收縮性的頸縮層壓材料上。通過加入已縱向拉伸的彈性非頸縮的材料，可以達(dá)到LD拉伸和回復(fù)，這樣應(yīng)該補足在頸縮層壓材料和未拉伸彈性非頸縮的材料中見到的TD拉伸和回復(fù)。這種復(fù)合材料不僅應(yīng)在LD和TD拉伸和回復(fù)，而且在所有方向還具有一些拉伸和回復(fù)。
制造頸縮材料的方法例如是，首先部分拉伸非彈性薄膜層，將非彈性可頸縮的層粘合在薄膜層上，以生成層壓材料，然后拉伸該層壓材料使層壓材料頸縮，使薄膜層的拉伸/取向達(dá)到其所要求的完全拉伸構(gòu)型。然后把一層彈性體絲粘合在該頸縮層壓材料上，以制得復(fù)合材料。另一方案是，一種彈性材料可以沿縱向拉伸，然后粘合到層壓材料上，以得到該復(fù)合材料。作為另一種可選擇的實施方案，不用首先拉伸就把彈性材料粘合在頸縮層壓材料上，以得到該復(fù)合材料。層壓材料被“完全拉伸”時，它具有的性質(zhì)如透氣性和抗拉強度對于所打算的應(yīng)用是完全足夠的。本文使用的術(shù)語“部分拉伸”是指薄膜和/或?qū)訅翰牧蠜]有完全被拉伸。
本文使用的術(shù)語“頸縮”或“頸縮拉伸”是可互換使用的，是指層壓材料在通過拉和伸長減少其寬度或其橫向尺寸的條件下被拉伸，以增加織物長度?？梢栽诶涞臏囟取⑹覝鼗蚋叩臏囟认逻M行控制拉伸，并且限制在被拉方向的總尺寸增加到使層壓材料破裂所需要的伸長，在許多情況下是約1.2-1.6倍。松弛時，層壓材料不縮回到原來縱向尺寸，或伸長到原來的橫向尺寸，而基本上保持其頸縮尺寸。頸縮方法典型地涉及從供料輥解片，讓片通過以一定線性速度驅(qū)動的制動夾輥裝置。卷片輥或夾輥的操作線速度高于制動夾輥，由此拉織物，并產(chǎn)生使織物拉長和頸縮所需要的張力。轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明轉(zhuǎn)讓人的共同轉(zhuǎn)讓的Morman的US 4 965 122公開了可逆的頸縮非織材料，這種材料可以采用將材料頸縮，然后加熱已頸縮材料，接著冷卻而制得，該專利文獻以全部內(nèi)容作為參考文獻引入本文。加熱頸縮材料可引起聚合物的附加結(jié)晶作用，造成其部分熱固化和一些收縮。
本文使用的術(shù)語“可頸縮的材料或?qū)印笔侵缚梢员活i縮的任何材料，例如非織的、織的或針織的材料。本文使用的術(shù)語“頸縮的材料”是指沿至少一個方向(例如縱長)拉伸，同時相反方向(例如寬度)縮小，去掉拉力時，其材料可以返回到原來寬度的任何材料。應(yīng)該理解，術(shù)語“可頸縮的”描述了材料能夠被頸縮的屬性，并不要求該材料實際上被頸縮。頸縮材料的單位面積基重高于未頸縮材料。當(dāng)頸縮材料返回其原來未頸縮材料寬度時，它的基重與未頸縮材料的基本相同。這與使薄膜層拉伸/定向不同，在拉伸/定向時薄膜變薄，基重降低。
本文所使用的術(shù)語“層壓材料”是指由至少兩層片制成的組合件，其中至少一層片是非彈性薄膜，和至少一層片是非彈性可頸縮的材料。另外，術(shù)語“縱向或LD”是指生產(chǎn)材料時該材料沿生產(chǎn)方向移動的材料長度?！翱v向尺寸”因此是縱向方向的尺寸。術(shù)語“橫向或TD”是指材料的寬度，即一般與縱向垂直的方向。同樣地，“橫向尺寸”因此是橫向的尺寸。
參看圖1，圖示說明了生產(chǎn)本發(fā)明復(fù)合材料8的示范性方法10。對于所有的圖，同樣標(biāo)號表示同樣或等效結(jié)構(gòu)或部件。非彈性薄膜層12是從第一個供料輥16解卷的，并用導(dǎo)向輥26加到拉伸裝置20。一旦在拉伸裝置20中，非彈性薄膜層12部分被拉伸輥24沿縱向拉伸，它們將薄膜層12拉伸并變薄。這樣拉伸的薄膜通常幾乎無頸縮或沒有任何頸縮。如果輥之間的距離太大，可能出現(xiàn)薄膜層的不可逆變窄。在部分拉伸薄膜層12之后而在層壓到可頸縮材料14之前，薄膜層12的張力僅足以保持薄膜層不下垂或回復(fù)。換句話說，在拉伸裝置20至層合裝置30之間不是必需連續(xù)拉伸薄膜層12。
同樣地，非彈性可頸縮材料14從第二供料輥18放卷，它沿其中相關(guān)箭頭方向旋轉(zhuǎn)。在為避免薄膜頸縮而控制部分薄膜拉伸的實施方案中，薄膜寬度與可頸縮材料寬度匹配是有利的。應(yīng)該理解，非彈性可頸縮材料和/或薄膜層可以如在線制成，不是預(yù)制和放卷。
粘合劑噴射器34將粘合劑涂到可頸縮材料14表面上，然后用壓合部件30(例如夾輥)將該材料層壓在薄膜層12上，以制成頸縮層壓材料。該層壓材料也可以采用熱點粘合、超聲粘接、點粘合等制成。這樣生成的層壓材料2再用頸縮部件22(例如卷片)進行頸縮，如圖1所示的部件就可完成，其中壓合部件30的表面速度V0小于頸縮部件22的表面速度V1。如本發(fā)明使用時，可以說層壓材料已拉伸，1X是指表面速度V0等于表面速度V1。“頸縮拉伸”因此是表面速度V1除以表面速度V0。另外，壓合部件30與頸縮部件22之間的距離x應(yīng)該足以讓層壓材料頸縮，使層壓材料的橫向尺寸小于未頸縮層壓材料的尺寸。作為一般規(guī)律，距離x應(yīng)該是層壓材料橫向尺寸(寬度)的至少兩倍。這樣的頸縮提供了在薄膜和/或?qū)訅翰牧现械臈l紋皺曲，使頸縮層壓材料2具有橫向延性和收縮性，因此更“像棉的”美感(例如因為條紋皺曲，所以頸縮層壓材料比現(xiàn)有技術(shù)的層壓材料更軟，更像織物材料)。
另外，形成彈性材料的裝置48用于形成彈性材料50，例如通常用于生產(chǎn)彈性熔融吹塑的非織膜料的裝置，像在共同轉(zhuǎn)讓的Wisneski等人的US 4 663 220中見到的裝置，該文獻作為參考文獻全文引入本文。熔融吹塑的纖維放在在頸縮層壓材料2上，送過一對粘合輥52和52′，使彈性材料層50與頸縮層壓材料2粘合在一起。另一方案是，長的基本上連續(xù)的彈性體絲51的層(可參見圖4)可以同樣地粘合在頸縮材料2上。正如前面已經(jīng)討論的，彈性材料可以拉伸或未拉伸狀態(tài)粘合，這取決于所需要的性質(zhì)。
如圖1所示，粘合輥52和52′的旋轉(zhuǎn)速度足以完成如上述的頸縮功能，因此，這些輥在此說明中具有粘合和頸縮雙重功能。另外，在這里示出復(fù)合材料8是如卷繞在輥52上。由于彈性材料50可能是粘性的，因此不易放卷，復(fù)合材料8可能正好很容易地轉(zhuǎn)到在線物品上。圖3基本上與圖1相同，只是它是透視圖，取下了上粘合輥52′，因為該粘合輥對于將彈性材料50層粘合到頸縮層壓材料2上不是必需的。換句話說，彈性材料50的層可以基本上熔化到頸縮層壓材料2上。
參看圖13，在這種情況下的形成彈性材料的裝置48用來形成基本平行的彈性體絲51的行。長的基本上連續(xù)的彈性體絲放在形成的網(wǎng)56上。彈性體絲51的層被拉伸，同時采用與上述頸縮部件同樣的部件將其粘合到頸縮層壓材料2上。粘合輥52的表面速度V0小于壓合部件30的表面速度V1，這樣彈性體絲51的層被拉伸，同時層壓到頸縮材料2上。拉伸彈性體絲51的張力因此被保持，同時層壓到頸縮材料2上。在這個實施方案中，如此生成的復(fù)合材料8具有在LD的拉伸和回復(fù)的性質(zhì)和在TD的可延性和可收縮性。
現(xiàn)在參看圖20，示出了頸縮層壓材料2的非彈性可頸縮材料14′面的圖像俯視平面圖，該層壓材料構(gòu)成本發(fā)明的復(fù)合材料8。在LD 28處可以看到條紋皺曲。圖21是圖20的反面，顯示彈性體絲51的層，它在LD被拉伸，同時與頸縮層壓材料2的非彈性薄膜12′的面縱向粘合。圖22是頸縮層壓材料2的非彈性可頸縮材料14′面的圖像俯視平面圖，該層壓材料構(gòu)成本發(fā)明的復(fù)合材料8，顯示出彈性體絲51的層，它縱向地與頸縮層壓材料2的非彈性薄膜12′面TD粘合。
已知使充填薄膜層拉伸和取向可導(dǎo)致在薄膜中生成微孔，但拉伸時在薄膜層中未典型地生成縱向條紋皺曲。而薄膜層會自然地變得更薄，還可能稍微窄些。另外，然后試圖使定向的填充薄膜層在TD伸長，施加非常小的力時都可能造成撕裂，這似乎由于沿LD微裂縫撕裂，其微裂縫是因拉伸和定向填充薄膜層生成的。用來制造該薄膜的聚合物、填充劑的量、以及總體上有多少薄膜被拉伸，都影響多少薄膜在其撕裂之前可能被TD拉長。通過使層壓材料頸縮，與非彈性薄膜層粘合的非彈性可頸縮材料會頸縮，并且因此使非彈性薄膜層與其層壓材料形成在薄膜中的縱向條紋皺曲，這使得薄膜層在TD伸長和收縮，同時沒有相反地影響薄膜的透氣性和/或阻擋層性質(zhì)。在圖2中，以橫向TD頸縮的層壓材料2沿縱向LD圖示出條紋皺曲28。未頸縮的橫向尺寸32是層壓材料的如果不是由于頸縮而會有的尺寸。雙箭頭表示層壓材料在TD的延性和收縮性。本文使用的術(shù)語“條紋皺曲”是指在頸縮層壓材料2的非彈性薄膜層12中薄的、窄溝或槽狀皺紋。參看圖6，在樣品6(在下面實施例中)的薄膜層12′表面于28處一般地顯示了條紋皺曲。圖6a是圖6放大視圖。正如在這些圖中可以看到的，條紋皺曲有各種不同的隨機圖樣。圖7-9是圖6層壓材料2在沿顯示薄膜層12′不同條紋的截面不同點的放大截面端視圖，其薄膜層12′與可頸縮材料14′粘合。圖7一般地顯示梯形條紋40；圖8一般地顯示褶42，而圖9一般顯示方齒形條紋44。本文使用的術(shù)語“方齒形的”如在方齒形成型中使用，根據(jù)Webster第三新國際詞典(Webster′Third New International Dictionary)，未經(jīng)刪節(jié)的，版權(quán)所有1986，方齒形成型是“一種在中世紀(jì)建筑中流行的鋸齒形圖樣的……成型”。條紋皺曲實際上主要在非彈性薄膜層中出現(xiàn)，但通過頸縮材料也可看到，使整個層壓材料具有一種比較像棉的外觀。如果在頸縮之后要使薄膜層與可頸縮材料脫層，薄膜層應(yīng)在視覺上保留條紋皺曲，而頸縮材料不這樣。分離的薄膜應(yīng)在TD伸長和收縮，非常像手風(fēng)琴。可以對這種現(xiàn)象進行描述的理論是，在薄膜生成條紋皺曲時薄膜實際上結(jié)晶和/或在一定程度上塑性變形，因此將一種“記憶”放入薄膜中，一旦薄膜伸長時，該薄膜動作使層壓材料收縮。
關(guān)于術(shù)語“非彈性的”，它的意義是由聚合物制成的該片層，該聚合物一般地認(rèn)為是非彈性的。換句話說，使用這樣的非彈性聚合物制成該片層會導(dǎo)致此片層是非彈性的。本文使用的術(shù)語“彈性”是指施加位移力時可伸縮的任何材料，即可伸長至少約60％(即可拉伸到伸縮位移長度是松馳非位移長度的至少約160％)，并且這種材料在釋放拉伸的，伸長的力時立刻回復(fù)至少其伸長的55％?！傲⒖獭笔侵笍椥圆牧侠绫憩F(xiàn)像一旦除去伸長的力就回復(fù)的橡膠帶。一種假設(shè)實例是1英寸材料樣品，它可伸長到1.60英寸(4.06厘米)，并且在伸長到1.60英寸(4.06厘米)并釋放時，它會立刻(即不到1秒鐘)回復(fù)到其長度不大于1.27英寸(3.23厘米)。許多彈性材料可以伸長大于60％，例如100％或100％以上，在釋放拉伸力時，許多材料會基本回復(fù)到它們的起始松馳長度，例如回復(fù)到它們的起始松馳長度的105％以內(nèi)。
選用術(shù)語“可延伸的和可收縮的”描述由本發(fā)明非彈性片層制成的層壓材料在施加和除去位移力時是可延伸的和可收縮的。對于本文所描述的新的頸縮層壓材料，制造該片層所使用的材料不是彈性的，因此為描述在施加和除去位移力時層壓材料具有的這種現(xiàn)象所選擇的術(shù)語是“可延伸的和可收縮的”。在彈性材料技術(shù)領(lǐng)域熟知的那些術(shù)語通常使用短語“拉伸和回復(fù)”，以描述在如上所述的施加和除去位移力時彈性材料拉伸和回復(fù)。本文使用的術(shù)語“回復(fù)”和“回復(fù)的”是指在終止位移力時拉伸彈性材料立刻收縮，接著施加位移力時材料又被拉伸。
本文使用的術(shù)語“聚合物”一般包括(但不限于)均聚物、共聚物，例如嵌段共聚物、接枝共聚物、無規(guī)共聚物和交替共聚物、三聚物等，摻混物及其改性產(chǎn)物。這樣的摻混物包括非彈性聚合物與彈性聚合物的摻混物，只要彈性聚合物的使用量和組成不會致使聚合物成為彈性的。除非另外特別限制，術(shù)語“聚合物”將包括所有可能的分子幾何構(gòu)型。這些構(gòu)型包括(但不限于)全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)對稱。
非彈性薄膜層12可以采用鑄塑或吹塑薄膜設(shè)備制造，如果希望的話，可以采用共擠出和可以采用壓花制造。薄膜層可以由任何適合的非彈性聚合物組合物制造。
這樣的聚合物包括(但不限于)非彈性的可擠出聚合物，例如聚烯烴或聚烯烴、尼龍、聚酯和乙烯醇的摻混物。更特別地，使用的聚烯烴包括聚丙烯和聚乙烯。其他使用的聚烯烴包括在轉(zhuǎn)讓給ExxonChemical Patents公司的Sheth的US 4 777 073中描述的聚烯烴，例如聚丙烯和低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯的共聚物。
其他使用的聚合物包括稱為單位催化聚合物的那些聚合物，例如根據(jù)金屬茂方法生產(chǎn)的“金屬茂”聚合物，并且它們具有有限的彈性性質(zhì)。如本文使用的術(shù)語“金屬茂催化的聚合物”包括使用金屬茂或受限形狀的催化劑(一類有機金屬配合物)作為催化劑，使至少乙烯聚合生產(chǎn)的那些聚合物材料。例如通常的金屬茂是二茂鐵，一種兩個環(huán)戊二烯(Cp)配位體之間的金屬配合物。金屬茂方法催化劑其中包括雙(正-丁基環(huán)戊二烯基)二氯化鈦、雙(正-丁基環(huán)戊二烯基)二氯化鋯、雙(環(huán)戊二烯基)氯化鈧、雙(茚基)二氯化鋯、雙(甲基環(huán)戊二烯基)二氯化鈦、雙(甲基環(huán)戊二烯基)二氯化鋯、二茂鈷、環(huán)戊二烯基三氯化鈦、二茂鐵、二茂鉿二氯化物、異丙基(環(huán)戊二基，-1-芴基)二氯化鋯、二茂鉬二氯化物、二茂鎳、二茂鈮二氯化物、二茂釕、二茂鈦二氯化物、二茂鋯氯化物氫化物、二茂鋯二氯化物。在轉(zhuǎn)讓給DowChemical Company的Rosen等人的US 5 374 696中比較詳細(xì)的列出了這樣的化合物。在轉(zhuǎn)讓給Dow Chemical Company的Stevens等人的US 5 064 802中也討論這樣的化合物。
這樣的金屬茂聚合物采購自得克薩斯州貝敦，Exxon ChemicalCompany，其商品名為EXXPOL，是以聚丙烯為主要成分的聚合物，商品名為EXACT是以聚乙烯為主要成分的聚合物。密歇根州，米德蘭，Dow Chemical Company有市場上可采購到的商品名ENGAGE的聚合物。優(yōu)選地，金屬茂聚合物選自乙烯和1-丁烯共聚物、乙烯和1-己烯共聚物、乙烯和1-辛烯共聚物及其組合。為了更詳細(xì)描述在本發(fā)明中可使用的金屬茂聚合物及其生產(chǎn)方法，可以參見Gwaltney等人于1996年12月27日提出的共同轉(zhuǎn)讓的US專利申請?zhí)?74 852和854658，其中每個申請都作為參考文獻以全文引入本文。一般地，本發(fā)明的以金屬茂-衍生的乙烯-為主要成分的聚合物具有密度至少是0.900克/毫升。
非彈性薄膜層可以是多層的薄膜層，它們可以包括核心層，即“B”層，和在心層的一面或兩面上的一層或多層表層，即“A”層。表層多于一層時，這些表層就不必相同。例如，可以有A層和A′。上述討論的任何聚合物都適合用作多層薄膜的核心層。這里公開的任何填料也都適合用于任何的薄膜層。
表層典型地包括可擠出的熱塑性聚合物和/或使非彈性薄膜層具有特別性質(zhì)的添加劑。因此表層可以用提供如殺菌、防滲透、阻擋層、水蒸汽透過、粘合和/或防粘連性質(zhì)的聚合物制造。因此為所希望的特定品質(zhì)選擇聚合物。可以單獨或組合使用的可能聚合物實例包括均聚物、共聚物和聚烯烴摻混物以及乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯-丙烯酸(EAA)、乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)、聚酯(PET)、尼龍(PA)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)，和烯烴熱塑性彈性體，它們是多步驟反應(yīng)器產(chǎn)物，其中無定形乙烯丙烯無規(guī)共聚物以分子分散在主要是半結(jié)晶高聚丙烯單體/低乙烯單體的連續(xù)基體中。表層可以由任何半結(jié)晶的或無定形聚合物制得，其中包括是彈性的。但是，表層一般地是聚烯烴如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或乙烯-丙烯共聚物，但也可以是全部或部分聚酰胺如尼龍，聚酯，如聚對苯二甲酸乙烯酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸酯，如聚(甲基丙烯酸甲酯)(僅為摻混物)等及其摻混物。
本發(fā)明層壓材料中非彈性薄膜層可以由透氣的或非透氣的材料制得，并可以打孔。非彈性薄膜層可以含有如微孔擴展填料，例如碳酸鈣之類的填料；遮光劑，例如二氧化鈦；以及防粘連添加劑，如膨潤土。
在使非彈性薄膜層定向得到可透氣薄膜時，可以加入填料用于擴展微孔。一旦制成填充微粒的薄膜，那么就拉伸或壓碎產(chǎn)生通過薄膜層的通道。一般地，為了確定本發(fā)明的層壓材料是“可透氣的”，得到的層壓材料的水蒸汽透過速率(WVTR)應(yīng)該至少是約250克/米2/24小時，如可以采用下面所述試驗方法測量的。優(yōu)選地，層壓材料的WVTR是至少約1000克/米2/24小時。
本文使用的“微孔擴展填料”是指包括可以加入聚合物的微粒和其他形式的材料，它們不會化學(xué)干擾擠出的薄膜或?qū)D出的薄膜有有害的影響，但能夠均勻地分散在整個薄膜層中。一般地，微孔擴展填料應(yīng)為微粒形式，通常還會有些球形，其平均粒度是約0.5-8微米。非彈性薄膜層通常含有以薄膜層總體積計至少約20體積％，優(yōu)選地是約20-40體積％微孔擴展填料。有機和無機微孔擴展填料都應(yīng)理解是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要它們不干擾薄膜生成過程、得到非彈性薄膜層的透氣性、薄膜層的液體阻擋層性質(zhì)或與其他片層結(jié)合能力。
微孔擴展填料實例包括碳酸鈣(CaCO3)、各種粘土、二氧化硅(SiO2)、氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈉、滑石、硫酸鎂、二氧化鈦、沸石、硫酸鋁、纖維素類粉末、膨潤土、碳酸鎂、碳酸鋇、高嶺土、云母、炭、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、紙漿粉、木粉、纖維素衍生物、聚合物微粒、幾丁質(zhì)及其衍生物。微孔擴展填料微粒可以任選地涂布脂肪酸，如硬脂酸，或比淀粉更長鏈的脂肪酸，如山崳酸，它們可能有利于微粒(在本體內(nèi))自由流動以及它們易于分散在聚合物基體中。還可以有有效量的含二氧化硅的填料，以便具有防粘連性質(zhì)。
在本文中還應(yīng)考慮的是附加的非彈性可頸縮的材料粘合，與頸縮的層壓材料相反，該材料不頸縮，還會非常有利地與未拉伸的彈性材料粘合。這樣附加層的外觀和感覺要比復(fù)合材料其他面應(yīng)更滿意。
至少一層非彈性的可頸縮材料加到本發(fā)明的復(fù)合材料上。該非彈性的可頸縮材料14(例如參見圖1)包括非織膜料、織材料和針織材料，它們是透氣的。
本文使用的術(shù)語“非織織物或膜料”是指具有單根纖維或單紗結(jié)構(gòu)的膜料，它們?yōu)閵A層，但不像針織織物以相同方式的夾層。非織織物或膜料可用許多方法制得，例如像粘合粗梳膜料法、熔融吹塑法和紡粘合法。非織織物基重通常地是以每平方碼材料盎司(osy)或每平方米克(gsm)表示，使用的纖維直徑通常以微米表示。(注由osy換算成gsm時，osy乘以33.91)。本發(fā)明可頸縮材料的基重是5-90gsm，優(yōu)選地是10-90gsm，更優(yōu)選地是20-60gsm。
制造非彈性的可頸縮材料的合適纖維包括天然和合成的纖維以及雙組分、多組分和成形的聚合物纖維。根據(jù)本發(fā)明，也可以使用多種非彈性的可頸縮材料。這樣材料實例可以包括例如紡粘合/熔融吹塑復(fù)合材料和紡粘合/熔融吹塑/紡粘合復(fù)合材料，如Brock等人在US4 041 203中所提到的，該文獻作為參考文獻以全文引入本文。非彈性的可頸縮材料還可以用“共成型”制得，如在共同轉(zhuǎn)讓的Anderson等人的US 4 100 324中所描述的。
本文使用的術(shù)語“紡粘纖維”是指小直徑纖維，它們是通過一個或多個擠出機擠出制得的，這些擠出機與一個或多個由至少轉(zhuǎn)移管道和抽絲板構(gòu)成的機組相連，以便在具有擠出絲直徑的抽絲板中由多根細(xì)的，通常是圓的毛細(xì)管生產(chǎn)出熔融熱塑性材料絲，然后例如在Appel等人的US4 340 563；Matsuki等人的US3 802 817；Dorschner等人的US 3 692 618；Kinney等人的US 3 338 992和3 341 394；Hartman的US 3 502 763；Dobo等人的US 3 542 615中描述的方法快速縮徑。紡粘纖維一般在將它們放到收集表面上時不粘。紡粘合纖維一般是連續(xù)的，其平均直徑(由至少10個樣品得到的)大于7微米，更經(jīng)常地是約10-40微米。得到的纖維毛然后經(jīng)粘合得到堅固的可頸縮的織物?？梢圆捎贸曊澈稀⒒瘜W(xué)粘合、粘合劑粘合、熱粘合、針刺、水纏結(jié)(hydroentangle)等方法進行這種粘合。
本文使用的術(shù)語“熔融吹塑纖維”是指以如下方法形成的纖維，將熔融熱塑性材料擠出通過多根細(xì)的、通常是圓的拉絲模毛細(xì)管，以熔融線或絲進入會聚成的高速、通常是熱的氣(例如空氣)物流中，其氣流將熔融熱塑性材料絲衰減，以縮減其直徑，它可以是微纖維直徑。此后，用高速氣流帶走熔融吹塑纖維，并沉積在收集表面，以形成無規(guī)分散熔融吹塑纖維膜料。例如在Butin等人的US 3 849 241中公開了這樣一種方法。熔融吹塑纖維是微纖維，它可以是連續(xù)或非連續(xù)的，并且一般平均直徑小于20微米。
本文使用的術(shù)語“微纖維”是指平均直徑不大于約75微米的小直徑纖維，例如平均直徑約0.5-50微米，更特別地是約2-40微米。另一個通常使用的纖維直徑的表示法是旦尼爾，它定義為每9000米纖維的克數(shù)，也可用纖維直徑(以微米計)平方，乘以以克/毫升表示的聚合物密度，再乘以0.00707計算得到。對于同樣的聚合物，較低的旦尼爾表示纖維較細(xì)，較高的旦尼爾表示纖維較粗或較重。例如，聚丙烯纖維的直徑給定為15微米，將其平方，得到的結(jié)果乘以0.89克/毫升，再乘以0.00707，則可轉(zhuǎn)換成旦尼爾。因此1 5微米聚丙烯纖維的旦尼爾是約1.42(152×0.89×0.00707＝1.415)。除了美國，測量單位比較通用的是“特”，它定義為每千米纖維的克數(shù)。特可以用旦尼爾/9計算。
非彈性可頸縮的材料可以由至少一種選自用非彈性聚合物制成的纖維和絲制得，該聚合物如聚酯例如聚對苯二甲酸乙烯酯、聚烯烴例如聚乙烯和聚丙烯，聚酰胺例如尼龍6和尼龍66。這些纖維或絲可單獨使用或以其兩種或多種混合物使用。
生產(chǎn)本發(fā)明纖維用的許多聚烯烴都可得到，例如生產(chǎn)纖維的聚丙烯包括Exxon Chemical Company′s EscorenePD 3445聚丙烯和Himont Chemical Company′Spf-304。像Dow Chemical′sASPUN6811A線性低密度聚乙烯、2553LLDPE和25355和12350高密度聚乙烯之類的聚乙烯也是合適的聚合物。這些聚乙烯的熔體流量分別是約26、40、25和12。許多其他的聚烯烴是市場上可購買到的。
如果復(fù)合材料上加至少一層彈性體絲51，這些絲可以采用制造基本平行排列的彈性體絲的方法制造，在共同轉(zhuǎn)讓的Wright的US 5 385775中見到這種方法，該文獻作為參考文獻以全文引入本文。彈性體絲的平均直徑是至少約40微米(μm)，優(yōu)選地是至少約40-750微米。
這層彈性體絲和/或彈性材料優(yōu)選地由至少一種選自用彈性(或彈性體)聚合物制成的纖維和絲的材料制得，該聚合物可按上述對非彈性可頸縮材料那樣形成，例如制成例如彈性纖維的非織膜料，例如熔融吹塑彈性纖維。有用的彈性材料層的基重是約5-300gsm(每平方米克)，例如約5-150gsm。在實施本發(fā)明時使用的彈性體熱塑性聚合物可以是由嵌段共聚物制成的，例如聚氨酯、共聚醚酯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、具有通式A-B-A′或A-B的嵌段共聚物，像共聚(苯乙烯/乙烯-丁烯)、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-苯乙烯、聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯、聚(苯乙烯/乙烯-T烯/苯乙烯)等。
有用的彈性體樹脂包括具有通式A-B-A′或A-B的嵌段共聚物，其中A和A′每個都是熱塑性聚合物端基封閉，它含有苯乙烯部分，例如聚(乙烯芳烴)，而B是彈性體聚合物中間嵌段，例如共軛二烯或低級亞烷基聚合物。A-B-A′類型嵌段共聚物的A和A′嵌段可以有不同或相同的熱塑性嵌段聚合物，該嵌段共聚物意在包括線性的，支鏈的和自由基的嵌段共聚物。在這方面，自由基的嵌段共聚物可以設(shè)計成(A-B)m-X，式中X是多官能原子或分子，其中每個(A-B)m-以A是端基封閉的方式由X輻射出去。在自由基嵌段共聚物中，X可以是有機或無機多官能原子或分子，m是X中原來存在的官能團相同值的整數(shù)。它通常是至少3，經(jīng)常是4或5，但又不受限制。因此在本發(fā)明中，術(shù)語“嵌段共聚物”，特別是“A-B-A′”或“A-B”嵌段共聚物，意在包括所如上述所討論的具有這樣有彈性的嵌段和熱塑性嵌段的所有嵌段共聚物，它們可以被擠出(例如采用熔融吹塑)，并且其嵌段數(shù)沒有限制。彈性體非織膜料可以由例如彈性體(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/苯乙烯)嵌段聚合物制成。市售這樣彈性體共聚物的實例例如是稱作KRATON材料的那些共聚物，它們購自德克薩斯，休斯頓ShellChemical Company。KRATON嵌段共聚物可購到幾種不同的配方，其中許多已在US4 663 220和5 304 599中鑒定過，該參考文獻引入本文。
由彈性體A-B-A-B四嵌段共聚物構(gòu)成的聚合物也可以在實施本發(fā)明時使用。Taylor等人的US 5 332 613討論過這樣的聚合物。在這樣的聚合物中，A是熱塑性嵌段，B是氫化到聚(乙烯-丙烯)單體單元的異戊二烯單體單元。這樣的四嵌段共聚物實例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或SEPSEP彈性體嵌段共聚物，它們購自德克薩斯，休斯頓Shell Chemical Company，其商品名為KRATONG-1657。
其他可使用的示范性彈性體材料包括聚氨酯彈性體材料，例如像購自B.F.Goodrich&Co.，其商標(biāo)為ESTANE的材料，或購自MortonThiokol Corp.，其商標(biāo)為MORTHANE的材料；聚醚酯彈性體材料，例如像購自E.I.du Pont de Nemours and Company，Inc.其商品名為HYTREL的那些材料，以及稱作ARNITEL的那些材料，它們原來購自荷蘭，阿納姆Akzo P1astics，和現(xiàn)在購自荷蘭，DSM of Sittard的那些材料。
另一種合適的材料是具有下式的聚醚嵌段酰胺共聚物 式中n是正整數(shù)，PA是聚酰胺聚合物鏈段，PE代表聚醚聚合物鏈段。特別地，根據(jù)ASTM D-789測量，聚醚嵌段酰胺共聚物的熔點是約150-170℃；根據(jù)ASTM D-1238，條件Q(235C/1千克載荷)測量，其熔體指數(shù)是約每10分鐘6克至每10分鐘25克；根據(jù)ASTM D-790測量，其撓曲彈性模量是約20-200兆帕；根據(jù)ASTM D-638測量，其斷裂抗拉伸強度是約29-33兆帕，以及根據(jù)ASTM D-638測量，其斷裂極限拉伸率是約500-700％。一種特定的聚醚嵌段酰胺共聚物實例，根據(jù)ASTM D-789測量，其熔點為約152℃；根據(jù)ASTM D-1238，條件Q(235C/1千克載荷)測量，其熔體指數(shù)是約每10分鐘7克；根據(jù)ASTM D-790測量，其撓曲彈性模量是約29.50兆帕；根據(jù)ASTMD-639測量，其斷裂抗拉強度是約29兆帕；根據(jù)ASTM D-638測量，其斷裂拉伸率是約650％。這樣不同等級的材料購自新澤西州，GlenRock，Atochem Inc.Polymers Division(RILSAN)，其商品名為PEBAX。在轉(zhuǎn)讓與本發(fā)明相同轉(zhuǎn)讓人的Killian等人的US4 724184、4 820 572和4 923 742中，可以看到使用這樣聚合物的實例，這些文獻作為參考文獻引入本文。
彈性體聚合物也包括乙烯和至少一種乙烯單體如像乙酸乙烯酯、非飽和脂族單羧酸和這樣的單羧酸酯的共聚物。例如在US4 803117中公開了這些彈性體共聚物和由這些彈性體共聚物制造彈性體非織膜料。
熱塑性共聚酯彈性體包括具有下述通式的共聚醚酯 式中“G”選自由聚(氧乙烯)-αω-二醇、聚(氧丙烯)-αω-二醇、聚(氧四亞甲基)-αω-二醇，“a”和“b”是包括2、4和6的正整數(shù)，“m”和“n”是包括1-20的正整數(shù)。根據(jù)ASTM D-638測量時，這樣材料一般斷裂拉伸率是約600-750％；根據(jù)ASTM D-2117測量時，其熔點是約350-400°F(176-205℃)。
市售的這樣共聚物材料實例例如是稱之ARNITEL的那些材料，原來購自荷蘭，阿納姆Akzo Plastics，現(xiàn)在購自荷蘭DSM of Sitard，或稱之HYTREL的那些材料，它們購自特拉華州，威爾明頓，E.I.duPont de Nemours and Company。例如在Morman的US 4 741 949和Boggs的US 4 707 398中公開了由聚酯彈性體材料制造彈性體非織膜料，這些文獻作為參考文獻引入本文中。
非織膜料層可以粘合得到有規(guī)定粘合表面積的不連續(xù)粘合圖樣。這稱之熱點粘合?！盁狳c粘合”涉及讓待粘合的纖維膜料在加熱的壓延機或圖樣輥與觸頭輥之間通過。壓延機輥已刻有圖樣，因此整個可頸縮材料不是通過整個表面粘合的。事實上，這種特點對于如本文所述的對可頸縮的材料進行頸縮是非常重要的。如果在可頸縮的材料上粘合面積太多，在頸縮前就會破裂。如果粘合面積不夠，那么可頸縮材料會撕開。典型地，在本發(fā)明中使用的粘合面積百分?jǐn)?shù)是約5-40％可頸縮材料面積。已研制出許多壓延機輥的圖樣。正如本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的，必要的話，粘合面積百分?jǐn)?shù)以近似值或范圍描述，因為粘合點通常尖端變細(xì)，并且隨著時間流逝而磨損。正如本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)知道的，提及“針/英寸2”與“粘合/英寸2”有時是可互換的，因為這些針以與輥上的針基本相同的尺寸和表面關(guān)系在基體上產(chǎn)生粘合。有許多可以使用的不連續(xù)的粘合圖樣。例如參見Brock等人的US 4 041 203。一種圖樣實例有點，并是HansenPennings或“H&P”圖樣，有200粘合點/平方英寸，如Hansen和Pennings的US 3 855 046中提到的。H&P圖樣具有正方形的點或針粘合面積，其中每個針的側(cè)面尺寸為0.038英寸(0.965毫米)，例如得到的圖樣的粘合面積為約30％。另一典型的點粘合圖樣是擴充的Hansen and Pennings或“EHP”粘合圖樣，它產(chǎn)生的粘合面積約15-18％，其方形針的側(cè)面尺寸例如為0.037英寸(0.94毫米)，針密度約100針/英寸2。命名為“714”的另一典型點粘合圖樣有方形針粘合面積，其中每個針的側(cè)面尺寸例如為0.023英寸，粘合面積為15-20％，約270針/英寸2。其他常見圖樣包括具有重復(fù)鉆石的“Ramish”鉆石圖樣，其粘合面積為8-14％和52針/英寸2；包括點粘合的HDD圖樣，有約460針/英寸2，其粘合面積為約15-23％，以及像名字所暗示的，例如像紗窗的絲織物圖樣，其粘合面積為15-20％，和302粘合/英寸2。紡粘飾面膜料的另一種粘合圖樣是“S”織物圖樣，如在共同轉(zhuǎn)讓的McCormack等人的US 5 964 742中描述的，該文獻作為參考文獻以全文引入本文。
可以采用在該技術(shù)中已知的典型方法將非彈性薄膜層層壓在非彈性可頸縮材料上以制成頸縮材料，這些方法中包括粘合劑粘合、點粘合、熱點粘合和超聲粘接。本文也考慮使用非彈性和/或彈性粘合劑的粘合劑粘合。如下面將更詳細(xì)討論的，尚未發(fā)現(xiàn)使用彈性粘合劑會明顯影響可延性。通過使用熱和/或壓力將薄膜層與可頸縮材料粘合在一起時，可以使用如層壓輥之類的層壓裝置30(圖1)。層壓輥可以加熱，因此可以使用點粘合。層壓輥的加熱溫度取決于薄膜性質(zhì)和/或可頸縮材料，但通常是200-275°F(93-135℃)。層壓輥每個都可以刻成圖樣，或一個輥可以是光滑的，而其他的輥刻成圖樣。如果一個輥刻成圖樣，則產(chǎn)生不連續(xù)的粘合圖樣，具有頸縮層壓材料2的規(guī)定的粘合表面積。
正如前面指出的，具有拉伸和回復(fù)性質(zhì)的復(fù)合材料可以有廣泛的應(yīng)用，其中包括個人護理吸收物品如尿布、訓(xùn)練褲、失禁設(shè)備和婦女衛(wèi)生產(chǎn)品如衛(wèi)生巾。圖4示出了示范性物品80，尿布。參看圖4，大多數(shù)這樣個人護理吸收用品80包括液體可滲透的上層片或襯墊82、反片或最外層片84和置于上層片82與反片84之間并包含其中的吸收心86。物品80，例如尿布，還可以包括某些類型的栓緊部件88如松緊帶或機械吊扣和環(huán)形紐扣，以便使外衣保持在使用者身體的合適部位。
復(fù)合材料還可以用于制造各種物品的部件，其中包括(但不限于)上層片82和反片84。如果復(fù)合材料是用于上層片82，它非?？赡艿匾蚩谆虿捎闷渌绞街瞥煽蓾B透液體的。復(fù)合材料用作反片84時，通常有利的是安放非織物側(cè)。如果僅一側(cè)有非織物，放在使用者外側(cè)。另外，以這樣實施方式，可能的是使用復(fù)合材料非織部件作為吊扣的環(huán)形部件和栓緊部件88的環(huán)形組合件。
復(fù)合材料具有拉伸和回復(fù)性質(zhì)時，彈性腰帶90在生產(chǎn)尿布時可以粘在/加到非拉伸的構(gòu)型中，因此大大簡化改裝過程。得到的腰帶可拉伸、回復(fù)，以及非常好地貼合在嬰兒腰部周圍。本發(fā)明的復(fù)合材料同樣地可用于醫(yī)療應(yīng)用的物品。參看圖5，該復(fù)合材料已用于制造在醫(yī)療應(yīng)用中使用的示范性物品，在這種情況下為面罩60。復(fù)合材料與栓緊部件88′連接，將面罩60栓在使用者的頭部。在這種應(yīng)用中，非彈性薄膜層應(yīng)適當(dāng)打孔，因此可使使用者透氣舒適。這樣孔62的大小和位置應(yīng)如此，以致不影響透氣，但也不應(yīng)太大或太多，以致影響面罩功能(保護戴面罩者)。一種這樣的實施方案必需在面罩的TD邊有孔(未繪出)。
另一種示范性物品是保護外衣，例如實驗室外衣或工作服。使用現(xiàn)有技術(shù)非彈性層壓材料的一個特別令人煩腦的是如前面討論的沒有“適應(yīng)性”。在彎曲層壓材料覆蓋的肘時可更好地理解這一點。如果使用現(xiàn)有技術(shù)的層壓材料生產(chǎn)外衣，肘彎曲時，其材料緊緊貼住肘，這樣可能導(dǎo)致材料撕裂，或至少會使使用者不舒適。如果外衣用本發(fā)明的復(fù)合材料制成，在肘彎曲時，該材料會有“適應(yīng)性”，并且其后易于回到其原來形狀。
在這種應(yīng)用中使用復(fù)合材料的一個優(yōu)點是，物品在其外觀和感覺方面更“像-棉”。另外，拉伸和回復(fù)性質(zhì)會使物品更貼合穿著者的身體。
本發(fā)明的復(fù)合材料能保持如強度、水頭(hydrohead)和透氣性的性質(zhì)，同時在“像-棉”特性，如舒適性和拉伸和回復(fù)性質(zhì)方面還得到改善。通過下面的實施例將會更好地說明本發(fā)明的這些優(yōu)點和其他特點。
實施例如下面所描述的那樣制備本發(fā)明的樣品。然后這些樣品進行下述試驗。
抗拉試驗根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)試驗D 5034-95，以及聯(lián)邦試驗方法標(biāo)準(zhǔn)No.191A萬法5102-78，抗拉試驗測量了織物受到單向應(yīng)力時的強度和拉伸率或應(yīng)變。這個試驗測量了樣品伸長直到斷裂時以磅表示的強度和百分拉伸率。數(shù)字越高分別表示織物越結(jié)實和/或越可拉伸。術(shù)語“峰載荷”是指在抗拉試驗中樣品伸長至破裂或斷裂所需要的最大載荷或力，用磅表示。術(shù)語“伸長”、“應(yīng)變”或“拉伸百分?jǐn)?shù)”是指抗拉試驗期間以百分?jǐn)?shù)表示的樣品長度增加?？墒褂每椢飳挾?×6英寸(76×152毫米)、夾具寬度3英寸(76毫米)、標(biāo)矩長3英寸(76毫米)和拉伸恒定速率12英寸/分(305毫米/分)得到峰載荷值與峰載荷處的應(yīng)變值，此時整個樣品寬度都夾在夾具中。樣品例如夾在購自C Instron orporation的1130 Istron中，或夾在購自賓夕法尼亞州19154，費城，10960Dutton路，Thwing-AlbertInstrument Co.的Thwing-Albert型INTELLECT II中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法進行設(shè)備調(diào)零，平衡和校正。
循環(huán)試驗使用50千克載荷池，在有Microcon II的Instron試驗機上也循環(huán)這些樣品。按照如上所述的設(shè)定樣品尺寸和試驗機，只是測量長度是2英寸(5.08厘米)。記錄紙和十字頭速度設(shè)定為每分鐘20英寸(50.8厘米)。循環(huán)長度的最大拉伸極限設(shè)定在一定的距離，其距離可由抗拉試驗計算50％“破裂伸長率”加以確定。樣品循環(huán)至特定循環(huán)長度兩次，然后進行第三次循環(huán)達(dá)到破裂。用該試驗設(shè)備測量每個循環(huán)以克表示的峰載荷力。在第三次循環(huán)(循環(huán)至破裂)時，測量峰伸長率和峰載荷。
％永久變形永久變形試驗測量了材料在拉伸到特定長度之后的收縮度。一般地，永久變形值越大，樣品收縮就越小。在層壓材料生產(chǎn)與卷繞在輥上之后，使用不可抹去的墨水在材料上橫向標(biāo)出2英寸(5.08厘米)寬的帶。在層壓材料放卷之后，從層壓材料上切下樣品，其面積3英寸(7.62厘米)(LD)×4.5英寸(11.43厘米)(TD)，包括無標(biāo)記的面積。每個樣品放在兩個寬3英寸(7.62厘米)的鉗夾之間。其鉗夾分開距離2英寸(5.08厘米)，鉗夾夾住在前面在材料上所作的標(biāo)記。然后將樣品伸長至特定的量，(例如90％或1.8英寸(4.57厘米))，并讓其收縮。收縮時的力達(dá)到25克時，記錄伸長率?？砂凑障率龇椒ㄓ嬎阌谰米冃危ビ谰米冃危?00×(收縮循環(huán)時層壓材料阻力降低到25克力時鉗夾之間的距離-起始長度)÷總拉伸長度＝[x(英寸)-2(英寸)]÷1.8＝[x(厘米)-5.08(厘米)]÷4.57進行三個重復(fù)，下述實施例中以平均值表示。
透氣性試驗為了測量樣品的透氣性，一般根據(jù)下述試驗方法計算出樣品材料的水蒸汽透過速率(WVTR)。該試驗程序建立一種在穩(wěn)定態(tài)條件下測量水蒸汽透過固體和多孔薄膜、非織材料和其他材料的標(biāo)準(zhǔn)化速率的方法。待評價的材料密封在水杯上部，再放在可控制溫度的環(huán)境中。杯中水蒸發(fā)導(dǎo)致杯中水蒸汽壓高于杯外環(huán)境的蒸汽壓力。這種蒸汽壓力差可造成杯內(nèi)蒸汽通過試驗材料流向杯外。這種流動的速率取決于密封在杯上部的試驗材料的可滲透性。開始與終了杯重量之差可用來計算水蒸汽透過速率。
特別地，從每種試驗材料和對照材料切下直徑三英寸的測量圓形樣品，其對照材料是一片來自Hoechst Celanese Corporation的CELAGARD2500薄膜。CELAGARD2500薄膜是微孔聚丙烯薄膜。試驗盤是由賓夕法尼亞州，費城Thwing-Albert Instrument Co.提供的68-1Vapometer杯。每個Vapometer杯倒入一百毫升水，單個試驗材料樣品和對照材料樣品橫放在每個杯的開口上部。在樣品上方放置橡膠墊圈和金屬環(huán)(與杯相配)，并用金屬夾具夾住。樣品試驗材料和對照材料有6.5厘米直徑的圓暴露在室溫下，暴露面積約33.17平方厘米。將這些杯放在溫度約38℃(100°F)的爐子中，其時間足以使杯達(dá)到熱平衡。從爐子取出杯，稱重，然后再放入爐中。該爐子是為防止水蒸汽在爐內(nèi)積累，用外部空氣循環(huán)通過其爐子而達(dá)到溫度穩(wěn)定不變的爐子。合適的加壓空氣爐子例如是伊利諾斯州，Blue speak，BlueM.Electric Company提供的Blue M Power-O-Matic 60爐子。在24小時之后，從爐子取出杯子，再稱重。采用下述方程式(1)計算出初步試驗的水蒸汽透過速率值A(chǔ)PP MVT＝(24小時后重量損失克數(shù))×7571/24，以克/米2/24小時表示用“APP MVT”表示近似水蒸汽轉(zhuǎn)移。在預(yù)設(shè)定的約38℃(100°F)和環(huán)境相對濕度的條件下，確定CELAGARD2500對照材料的WVTR是24小時每平方米5000克。因此，每次試驗都用對照樣品進行，并且用下述方程式(II)將初步試驗值校正到設(shè)定的條件(II)WVTR＝(試驗WVTR/對照WVTR)×(5000克/米2/24小時)水頭測量織物的液體阻擋層性質(zhì)是水頭試驗。水頭試驗測量織物在預(yù)定量液體通過(通常3滴)之前所承載的水的高度(以厘米計)。具有較高水頭讀數(shù)的織物，其阻檔液體透過高于具有較低水頭的織物。根據(jù)聯(lián)邦試驗標(biāo)準(zhǔn)191A，方法5514，使用購自北加利福利亞，康科德，郵政信箱1071，Marlo Industries，Inc.的Textest FX-3000Hydrostatic Head Tester進行了水頭試驗。使用具有內(nèi)圓周26厘米的圓形頭夾住樣品。
％理論可延性％理論可延性是可延性和可收縮性的量，基于原來寬度減少多少，與假設(shè)原來層壓材料沒有任何固有的可延性，可以預(yù)料本發(fā)明頸縮層壓材料的可延性和可收縮性的量。在下面方程式中，原來的寬度是層壓材料的未頸縮寬度(橫向尺寸)，而頸縮寬度是層壓材料在頸縮之后的寬度。％理論可延性可以確定如下％理論可延性＝100×[(原來寬度-頸縮的寬度)÷頸縮的寬度]它可以改寫如下％理論可延性＝100×[(原來寬度÷頸縮的寬度)-1]可以用下列方程式表示待頸縮層壓材料原來寬度的％％原來寬度＝100×(頸縮寬度÷原來寬度)它可以改些如下(原來寬度÷頸縮寬度)＝100÷％原來寬度將這個方程式替換成上述的％理論可延性％理論可延性＝100×[(100÷％原來寬度)-1]因此，對于下面每個樣品，測量了原來寬度，也測量頸縮寬度，計算出％理論可延性，示于表3中。
實施例1該實施例解釋了用于制造頸縮層壓材料的方法，該層壓材料然后用作下面復(fù)合材料的部分。該頸縮層壓材料由非彈性薄膜層和非彈性非織膜料層制得。1.5密耳吹制薄膜層由下述材料制得48％(重量)(25％(體積))SUPERCOAT碳酸鈣，由阿拉巴馬州，sylacauga，English China Clay America，Inc生產(chǎn)、47％(重量68％(體積))線性低密度聚乙烯(LLDPE)，由Dow Chemical Company(“Dow”)生產(chǎn)，其商品名為DOWLEX NG3347A、5％(重量)(7％(體積))低密度聚乙烯(LDPE)，由Dow生產(chǎn)，其商品名為6401、以及2000ppm抗氧化穩(wěn)定劑，由紐約，Tarrytown，Ciba Specialties Company生產(chǎn)，商品名為B900。由上述組合物制得的薄膜層經(jīng)預(yù)制后卷繞在輥上。為使這種薄膜層是高透氣的，應(yīng)該拉伸約4×(4倍其原來長度)以上，例如直到5×以及5×以上。然后，薄膜層從薄膜放卷設(shè)備放卷到通常的縱向?qū)蚱髦?，它由Marshall and Williams Company生產(chǎn)，其中它部分地沿縱向被拉伸，如下面表1所示(拉伸)，以生產(chǎn)部分拉伸的透氣薄膜層。同樣地，0.4OSY基重的具有線織物粘合圖樣的標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯紡粘(例如由得克薩斯，達(dá)拉斯Kimberly-Clark Corporation生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯紡粘)被放卷，使用氣助噴灑設(shè)備將3克重粘合劑(在涂布點)(購自Ato-Findley of Wauwadosa，WI，其商品名為H2525A)涂布到非織膜料層的一個面上，其噴灑設(shè)備例如前面Butin等人所述的熔融吹塑設(shè)備。這樣的設(shè)備例如在共同轉(zhuǎn)讓的Heindel等人的US 4949 668、轉(zhuǎn)讓給Nordson Corporation的Miller等人的US 4 983109；以及轉(zhuǎn)讓給J&M Laboratories，Inc.的Allen等人的US 5 728219中描述過。
然后，使用在一側(cè)為光滑回彈(包裹橡膠)觸頭輥和光滑未加熱的鋼輥，壓力為30磅/線英寸(5.4千克/線厘米)的層壓輥，將非織膜料層的粘合劑側(cè)層壓到部分拉伸的薄膜層上。
然后讓該層壓材料以高于層壓輥的速度通過拉伸輥隙，沿縱向拉伸和沿橫向頸縮其層壓材料(見下表1，層壓材料頸縮拉伸)。頸縮拉伸引起層壓材料橫向收縮(頸縮)。層壓輥與拉伸輥隙相距約8英尺(2.4米)。表1中“總拉伸”是頸縮拉伸乘以張拉，它確保足夠使薄膜層取向或拉伸，以便使其有很好的透氣性。如此得到的橫向可延伸和可收縮的頸縮層壓材料卷繞在輥上。從頸縮層壓材料切下樣品進行試驗，其結(jié)果匯集于下表1。樣品C1和C2是對比(基準(zhǔn))樣品，其中如所指出的，薄膜層經(jīng)過拉伸，但層壓材料未進行頸縮。圖10表示現(xiàn)有技術(shù)樣品C1層壓材料的傾斜圖像，其中薄膜層12完全被拉伸之后，將其層壓到可頸縮的材料14上，得到層壓材料，它不再接著進行頸縮。樣品8重復(fù)樣品7?！胺鍛?yīng)變”是在“峰載荷”處的應(yīng)變。
表1
樣品6具有最高的TD峰應(yīng)變。在這種層壓材料中，薄膜層拉伸總量為5.0×，這是種物品的典型拉伸。該層壓材料還附加地頸縮1.4×拉伸。樣品C1薄膜層也拉伸總量為5.0×，但該層壓材料完全沒有頸縮。即使薄膜層被拉伸同樣的量，本發(fā)明實施例的樣品6的TD峰應(yīng)變比對比實施例高得多，這是本發(fā)明橫向可延性和可收縮性改善的一個跡象。圖11a、b和c和12a、b和c圖示說明了樣品C1和6的載荷與拉伸關(guān)系，而圖14和15圖示說明這些樣品的載荷與拉伸的放大曲線。圖11a、b和c涉及樣品C1脫層的薄膜層的三次重復(fù)，而圖12a、b和c涉及樣品6脫層的薄膜層的三次重復(fù)，該樣品具有條紋皺曲。
下表3表示以英寸(厘米)為單位的頸縮寬度隨拉伸百分?jǐn)?shù)變化的關(guān)系，表明表1每個樣品的頸縮層壓材料沿橫向伸長的難易程度。由上述抗拉強度試驗，在下表2記錄到每個樣品在30％、60％、90％、120％、150％和180％伸長率時的以磅(千克)為單位的力。頸縮到較窄寬度的層壓材料(樣品5、6、8；表3“層壓頸縮的寬度”欄)，在相同％伸長率的條件下，可用比對照小得多的力伸長，并且在破裂之前達(dá)到高得多的程度。如果在百分?jǐn)?shù)段變化時或之前樣品破裂，這表示為“--”。
表2
表3還示出了表1每個樣品如上述計算的％理論可延性。
表3
頸縮層壓材料是呈TD延伸構(gòu)型時，采用WVTR測量了該材料的透氣性，因為這正是在例如尿布中使用時應(yīng)該具有的構(gòu)型。樣品6拉伸100％和166％重復(fù)三次，并進行了WVTR試驗。這些結(jié)果列于下表4。應(yīng)指出，TD拉伸層壓材料的WVTR比任一個對比實施例高得多。
表4
為了更好地描述上述樣品C1和6的薄膜層TD延性，薄膜層從紡粘層脫層，以便進一步試驗。在脫層之前，在層壓材料薄膜面沿TD標(biāo)記3英寸(7.62厘米)長度。在變性的乙醇中完全浸沒和浸透層壓材料進行脫層，其乙醇使薄膜層與紡粘層之間的粘合劑軟化和部分溶解，因此沒有除去，損傷，或另外地破壞薄膜層的條紋皺曲。一旦脫層，如前面所描述的，使用抗拉試驗機檢驗薄膜層，并且薄膜層被拉伸0.3英寸(0.762厘米)(10％應(yīng)變)時，測量了力。使樣品C1拉伸(平均三次重復(fù))所需要的力是約每密耳薄膜層厚度為1000克。另一方面，使樣品6拉伸(平均三次重復(fù))所需要的力是約每密耳薄膜層厚度為60克，這是條紋皺曲被弄平所確定的厚度。
實施例2如上面所描述的，制造另外的層壓材料，只是在某些樣品中使用非彈性粘合劑，某些樣品在頸縮后進行加熱。進行這些修改以評價下述的影響1)使用非彈性粘合劑與前面所使用的半-彈性粘合劑比較；2)頸縮過程后加熱層壓材料。對于每個樣品，非彈性薄膜層在層壓到紡粘層之前被拉伸到其長度的4X。如表5中所指出的使層壓材料進行頸縮，并且如前面所描述的進行永久變形。使用的非彈性粘合劑是Rextac2730，購自德克薩斯州，奧德薩，Huntsman Polymers。另外，頸縮后已加熱的樣品與保持在溫度約170°F(76℃)的熱輥接觸。
測量10厘米×10厘米(3.94英寸×3.94英寸)樣品，這時層壓材料仍卷繞在輥上。由于在張力下卷繞材料，隨著時間流逝，易于出現(xiàn)一定程度的松馳，所以在從輥上切下之后樣品進行再測量。樣品C9和C10是對比(基準(zhǔn))材料，其中薄膜被拉伸，但沒有對層壓材料進行頸縮。
表5
基于從輥上切下前后樣品尺寸之間的比較，熱固化材料，樣品14和15，比已頸縮但未熱固化的材料能更好地保持其原來尺寸。另外所有的材料，不管使用彈性的或非彈性的粘合劑，都具有相同的永久變形。用半-彈性粘合劑制造的層壓材料永久變形與用非彈性粘合劑制造的層壓材料永久變形之間的差別不大，這表明使用少量彈性粘合劑不會對非織膜料層壓材料的總可延性和可收縮性有影響。
根據(jù)前面所描述的試驗方法，還試驗了樣品的橫向(TD)抗拉性質(zhì)和WVTR性質(zhì)。這些結(jié)果匯集于表6。
表6
這些樣品伸長50％時，對照(未頸縮)材料(樣品C9和C10)的載荷比頸縮材料(樣品11-16)高得多，這表明對照樣品橫向拉伸需要大得多的力。
實施例3使用3M″Super 77″噴灑粘合劑，使呈橡膠帶形式的彈性體絲料縱向地與實施例1樣品6的頸縮層壓材料薄膜面縱向粘合。整個薄膜表面噴灑粘合劑。將拉伸的橡膠帶壓向粘合劑，并保持在此約15秒鐘。橡膠帶仍處在張力下，把嬰兒粉(購自Johnson & Johnson)噴灑在涂布粘合劑的樣品上，以消除粘合劑在除橡膠帶粘住部位之外的部位中的影響。在釋放斜力時，彈性體絲回復(fù)，隨其拉動頸縮的層壓材料。這樣生產(chǎn)的復(fù)合材料具有LD拉伸和回復(fù)性質(zhì)以及TD可延性和可收縮性。圖20和21顯示如此生產(chǎn)的復(fù)合材料的圖像。
實施例4基本如上述實施例3所描述的方法制造一種復(fù)合材料，只是彈性體絲未拉伸，并且與縱向和條紋皺曲垂直粘合。換句話說，如圖22可以看到的，彈性體絲沿頸縮層壓材料的橫向粘合。這樣生產(chǎn)的復(fù)合材料具有TD拉伸和回復(fù)性質(zhì)。
實施例573gsm彈性材料的拉伸粘合層壓材料(SBL)作為內(nèi)彈性材料，它具有標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯紡粘飾面，例如由得克薩斯，達(dá)拉斯Kimberly-ClarkCorporation制造的，并粘合到內(nèi)彈性材料兩面上，這種材料被仔細(xì)地從其中一層紡粘層脫層?！袄煺澈系摹蓖ǔＪ侵概c其他彈性成員粘合的一種彈性成員，而該彈性成員可拉伸至少約25％其松馳長度?！袄煺澈蠈訅翰牧稀笔侵敢环N具有至少兩層的材料，其中一層是可收縮層，另一層是彈性層。彈性層處于拉伸狀態(tài)時，將這些層連在一起，因此這些層松弛時，可收縮層則收縮起來。這樣一種材料可以拉伸到如此程度，在粘合部位之間收縮的彈性材料可使彈性材料伸長。例如在共同轉(zhuǎn)讓的Vander Wielen等人的US 4 720 415中公開了一類拉伸粘合層壓材料，其中使用了由多組擠出機生產(chǎn)的多層相同聚合物。
具有一個紡粘飾面的彈性材料粘合到由上述實施例1得到的層壓材料上。對于本發(fā)明使用的脫層的SBL彈性材料，通過熔融吹塑一種摻混物可制造該彈性材料，該摻混物由70％(重量)A-B-A′嵌段共聚物和30％(重量)聚乙烯(由U.S.I.Chemical Company得到，其商品名為PE Na601)組成，其中共聚物具有聚苯乙烯“A”和“A′”端基封閉，和聚(乙烯-丁烯)“B”中嵌端(由Shell Chemical Company得到，其商品名為KRATONGX 1657)。
如共同轉(zhuǎn)讓的Wisneski等人的US 4 663 220中描述的，通過擠出機擠出材料摻混物，再通過熔融吹塑?？梢酝瓿蓮椥圆牧系娜廴诖邓?。
然后，該彈性材料和紡粘層層壓到上述實施例1的頸縮層壓材料上，得到如下面表7中的復(fù)合材料。通過使用正弦波圖樣粘合板和Carver Press(型號1528，系列號2518-66)，可將彈性材料面直接粘合到頸縮的層壓材料的薄膜面上。使用的粘合圖樣示于圖19a。使用壓機的溫度為150°F(65.56℃)，粘合時間是15秒鐘。用Carver Press測量表明，使用的力是20 000磅(88 960牛頓)。樣品尺寸是約9×10英寸(22.86×25.4厘米)。
上述實施例1的樣品1-8可分別用作制造樣品9-16復(fù)合材料的頸縮層壓材料。這些樣品伸長到破裂，并記錄其峰載荷以及在此峰載荷時伸長率，列于下表7。通過具有附加的紡粘層(由SBL得到)，所有樣品9-16的“TD峰應(yīng)變”都增加到約150-160％。這是因為現(xiàn)在由SBL紡粘層增加峰載荷，如由高TD峰載荷所表明的。一種例外是，樣品14(它是具有粘合彈性層和附加紡粘層的樣品6)的應(yīng)變?yōu)?89.657％，可與樣品6′應(yīng)變?yōu)?97.79％相比，因為樣品6本身具有這樣高的伸長率。圖25是復(fù)合材料截面光學(xué)顯微照片，其復(fù)合材料中彈性材料未被拉伸，顯示出樣品14的多層。
表7
在表8中，上述實施例1的樣品1-8與樣品9-16分別就如上所述實施的循環(huán)試驗進行比較。每個樣品循環(huán)到不同的長度，這取決于由上述抗拉試驗得到的“在峰載荷處的伸長率”。正如由這個數(shù)據(jù)可以推導(dǎo)的，彈性材料有助于保持在開始拉伸之后的拉伸力和收縮力，例如樣品1-8拉伸而沒有撕破，但收縮不是非常嚴(yán)重，或至少不是非?？?。另一方面，正如通過較低的永久變形和保持在50％伸長距離處的拉伸力和收縮力可以看到的，樣品9-16在TD方向拉伸和回復(fù)。圖16顯示了樣品6的循環(huán)，而圖17顯示了樣品1的循環(huán)。與樣品14相比，樣品6具有高的永久變形。
表8
實施例6如上述實施例5所描述的制造具有73gsm彈性材料的拉伸粘合層壓材料(SBL)，只是從樣品18-22除去兩紡粘飾面。然后不拉伸將內(nèi)彈性材料，KRATON彈性熔融吹塑物，組合到上述實施例1的如下頸縮層壓材料上樣品18由樣品C1制得；樣品19由樣品C2制得；樣品21和22由樣品6制得。另外，這時，使用壓機的溫度為120°F(48.89℃)，粘合時間30秒鐘。樣品尺寸是8×10英寸(20.32×25.4厘米)。樣品18-22使用圖19a的正弦波粘合圖樣，而樣品21使用圖19b的點粘合圖樣。如上述實施例2所描述的，這些樣品進行了循環(huán)試驗，其結(jié)果匯集于下表9。此外，使用彈性材料制造復(fù)合材料時，永久變形可大大降低。拉伸和收縮力大大增加。圖16顯示樣品16的循環(huán)，而圖18顯示樣品20的循環(huán)。
表9
表10提供了所有上述樣品的WVTR和水頭試驗結(jié)果，這些樣品中包括通過將樣品20橫向拉伸100％所制得的樣品22。
表10
下表11匯總了樣品C1、C2和6的WVTR數(shù)據(jù)，它們分別相應(yīng)于上述實施例5(樣品9、10和14)和實施例6(樣品18、19和20)的對應(yīng)物。具有未被拉伸的彈性材料的復(fù)合材料沒有因加入彈性材料而對透氣性有相反的影響。
表11
實施例7將在上述實施例6描述的由內(nèi)彈性材料制得的彈性材料(KRATON熔融吹塑非織膜料)加到上述實施例1的樣品6中，制得了樣品17。首先彈性材料沿LD拉伸，再以拉伸狀態(tài)粘合到樣品6的薄膜面上。使用上述實施例5描述的Carver壓機實現(xiàn)粘合。使用的粘合圖樣是圖19a中顯示的正弦波圖樣。使用壓機的溫度為110°F(43.33℃)，粘合時間是15秒。使用的力是20 000磅(88 960牛頓)。樣品尺寸是約6×6英寸(15.24×15.24厘米)。樣品經(jīng)試驗后所得到的結(jié)果列于下表12。圖26-31顯示了LD和TD兩試驗的示范性張力試驗曲線。圖25是本發(fā)明復(fù)合材料截面光學(xué)顯微照片，顯示出樣品17多層結(jié)構(gòu)。如所指出的拉伸某些樣品，當(dāng)復(fù)合材料如其可能實際使用那樣而被拉伸時，再試驗WVTR，以達(dá)到模擬透氣性。樣品17在LD和TD以及在所有方向有拉伸和回復(fù)兩種性質(zhì)，使用這個數(shù)據(jù)還不能特別地表明其性質(zhì)。這種樣品還具有極好的液體(水)阻擋層特性、透氣性、以及具有非常好的外觀與感覺。
表12
*由重量輕(約0.4osy)的紡粘層支承，因為它是彈性的，否則在水的重量下會破裂。
如上述實施例5所描述的，這些樣品進行循環(huán)試驗，其結(jié)果匯集于下表13和14。表13的樣品進行LD循環(huán)試驗，在圖32-34中圖示說明了這種循環(huán)試驗。表14的樣品進行LD循環(huán)試驗，在圖35-37中圖示說明了這種循環(huán)試驗。
表13
表14
因此，已詳細(xì)說明了本發(fā)明，但應(yīng)該顯而易見的是，在不超出后續(xù)權(quán)利要求的精神和保護范圍的條件下，可對本發(fā)明作各種修改。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料，該材料含有a)至少一層第一層非彈性可頸縮的材料；b)至少一層第二層非彈性薄膜，它與所述的至少一層第一層粘合形成層壓材料；其中所述的層壓材料在第一個方向頸縮，形成頸縮的層壓材料，其中所述的第二薄膜層在與所述第一方向垂直的方向具有條紋皺曲；以及c)至少一層與所述頸縮的層壓材料粘合的彈性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中所述的材料在至少一個方向具有伸長和收縮的性質(zhì)，在至少一個方向具有拉伸和回復(fù)的性質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述的條紋皺曲包括梯形的、褶狀和小圓齒狀的條紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述的粘合裝置包括點粘合、熱點粘合、粘合劑粘合或超聲粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其中使用粘合劑粘合這些層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述的第一方向定義為橫向方向，所述的垂直方向定義為縱向方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述的材料是透氣的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述非彈性可頸縮的材料的基重是約0.3osy(10gsm)-2.7osy(90gsm)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其中所述的非彈性可頸縮的材料或所述的非彈性薄膜包含聚烯烴。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或9所述的復(fù)合材料，其中所述的可頸縮的材料包含紡粘非織材料。
11.一種用于衣服的貼合復(fù)合材料，該材料含有a)至少一層第一層非彈性可頸縮的材料；b)至少一層第二層非彈性薄膜，它與所述的至少一層第一層粘合形成層壓材料；其中所述的層壓材料在第一個方向頸縮，形成頸縮的層壓材料，其中所述的第二薄膜層在與所述第一方向垂直的方向具有條紋皺曲；以及c)至少一層與所述頸縮的層壓材料粘合的彈性材料，其中在所述材料的所述第一方向施加位移力，將引起所述材料延伸，拉伸和貼合在使用者身體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的條紋皺曲包括梯形的、褶狀和小圓齒狀的條紋。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的粘合裝置包括點粘合、熱點粘合、粘合劑粘合或超聲粘接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的貼合復(fù)合材料，其中使用粘合劑粘合這些層。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的第一方向定義為橫向方向，所述的垂直方向定義為縱向方向。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的非彈性可頸縮的材料基重是約0.3osy(10gsm)-2.7osy(90gsm)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料是透氣的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的層壓材料構(gòu)成至少個人護理吸收物品的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求11、17或18所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的層壓材料構(gòu)成用于至少個人護理吸收物品的外罩的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料有孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料構(gòu)成用于至少個人護理吸收物品的至少一部分襯墊。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料構(gòu)成至少一部分防護衣服。
23.根據(jù)權(quán)利要求11或22所述的貼合復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料構(gòu)成至少一部分面罩。
24.一種生產(chǎn)復(fù)合材料的方法，該方法包括a)提供至少一層第一層非彈性可頸縮的材料；b)提供至少一層第二層非彈性薄膜層；c)所述的非彈性可頸縮的材料與所述的第二層非彈性薄膜層粘合，以形成層壓材料；d)沿第一方向拉伸所述的層壓材料，以使所述的層壓材料沿與所述第一方向垂直的方向頸縮，從而形成頸縮的層壓材料，以致在所述的垂直方向在所述的非彈性薄膜層中生成了條紋皺曲；以及e)進一步讓至少一層第三層彈性材料與所述的頸縮的層壓材料粘合。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，該方法還包括在形成層壓材料之前部分拉伸所述的非彈性薄膜層，以便使在層壓材料中的所述薄膜層變成可透氣的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的非彈性薄膜層含有約20-45體積％的填料。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述層壓材料的WVTR是至少約1000克/米2/24小時。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，該方法還包括加熱所述的層壓材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述的粘合步驟包括粘合劑粘合、熱點粘合、點粘合或超聲粘接。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中使用粘合劑粘合這些層。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述的層壓材料拉伸至約1.2-1.6倍原來長度。
32.一種用于衣服的透氣的、貼合的復(fù)合材料，它含有a)至少一層第一層非彈性的可頸縮紡粘材料，它的基重是約0.3osy(10gsm)至約0.7osy(24gsm)；b)至少一層第二層含有約20-45體積％的填料的非彈性薄膜，所述的第二薄膜層與所述非彈性的可頸縮紡粘材料粘合形成一種層壓材料；其中所述的層壓材料沿第一方向頸縮至約30-80％的原來寬度，以形成頸縮的層壓材料，以及其中所述的薄膜層在與所述第一方向垂直的方向有條紋皺曲，以致向所述的層壓材料的第一方向施加斜力會引起所述的頸縮層壓材料拉伸并貼合使用者的身體；以及c)至少一層拉伸的彈性材料與所述的緊縮層壓材料粘合，以致該復(fù)合材料在至少一個方向具有拉伸和回復(fù)的性質(zhì)。
33.根據(jù)權(quán)利引起32所述的透氣的、貼合的復(fù)合材料，其中所述的復(fù)合材料在多個方向具有具有拉伸和回復(fù)的性質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料和生產(chǎn)這種材料的方法。該復(fù)合材料可以是透氣的,由至少一層彈性材料和一層頸縮的層壓材料片構(gòu)成。該片層包括至少一種非彈性的可頸縮材料,它層壓在至少一種界定縱向和橫向方向的非彈性薄膜上,其中層壓材料在至少一個方向是可拉伸和可收縮的,并且不明顯降低薄膜層的透氣性和/或液體的阻擋層特性。層壓材料的可延性和可收縮性是例如在薄膜層縱向方向的條紋皺曲的結(jié)果,該薄膜層能夠使頸縮的層壓材料具有一定量的橫向延性和收縮性。透氣性層壓材料的制造方法是,首先部分拉伸填充的非彈性薄膜層,粘合非彈性可頸縮層以形成層壓材料,然后拉伸該層壓材料使該層壓材料頸縮,并且使該薄膜伸長至所要求的完全拉伸的構(gòu)型。至少一層彈性材料與該頸縮層壓材料粘合還可提供在至少一個方向的拉伸和回復(fù)。
文檔編號D04H3/16GK1344204SQ99816299
公開日2002年4月10日 申請日期1999年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者M·T·莫爾曼, R·J·施瓦茨, H·M·維爾克, P·H·王 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司