專利名稱：材料幅及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尿布封閉元件的制造方法。本發(fā)明尤其是涉及用于這種制造的材料幅。
背景技術(shù)：
典型的可彈性拉伸的尿布封閉元件分別包括非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域，封閉部件能連接到該區(qū)域。其從具有平行且相互間隔開的薄膜帶的材料幅沖裁出，該薄膜帶由在非織造材料的兩個(gè)覆蓋層之間層疊的可彈性拉伸的聚合物制成。
DE102004035649公開一種用于制造尿布封閉元件的方法。在彈性薄膜帶之間的區(qū)域中，非織造材料幅直接相互粘合。從材料幅沖裁出的尿布封閉元件分別具有一個(gè)彈性拉伸區(qū)域和兩個(gè)非織造材料的雙側(cè)側(cè)面連接區(qū)域。尿布封閉元件能以帶的形式或具有稱為尿布耳狀物的形式，在一片尿布上的尿布封閉元件的連接區(qū)域比用于連接封閉部件的連接區(qū)域更寬。強(qiáng)作用力通過封閉部件傳遞到尿布封閉元件。具有高抗拉強(qiáng)度的抗彎連接區(qū)域在對(duì)尿布封閉元件的力的均勻施加方面是有利的。此外，必須注意當(dāng)使用中尿布封閉元件拉伸到彈性范圍的彈性極限時(shí)，非織造材料的連接區(qū)域不散線或塑性拉伸。
US6255236公開一種尿布封閉兀件,其具有作為核心層的彈性薄膜和層疊到核心層上的非織造材料層。非織造材料層和核心層外尺寸相同，即在拉伸方向上彈性核心層與兩側(cè)層疊的非織造材料層具有相同寬度。用于封閉部件的連接區(qū)域和用于固定到尿布的連接區(qū)域均由非彈性聚合物層加強(qiáng)。通過高抗拉強(qiáng)度薄膜(例如聚丙烯均聚物)實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)， 該高抗拉強(qiáng)度薄膜層疊在彈性薄膜和兩個(gè)覆蓋層之一之間的連接區(qū)域中，并且限制彈性核心層的彈性。由于彈性聚合物是昂貴的材料，因此有將復(fù)合材料中的彈性聚合物的相對(duì)百分比保持得盡可能低、但不會(huì)對(duì)復(fù)合材料的彈性和機(jī)械性能產(chǎn)生負(fù)面影響的需要。
US6051094公開一種尿布封閉元件，其具有包括彈性區(qū)域和非彈性區(qū)域的襯背。特別是該襯背由包括彈性核心層和非彈性覆蓋層的共擠出薄膜制成?？椢飳盈B到襯背的一個(gè)表面上。封閉部件連接到襯背的另一個(gè)表面上。彈性拉伸區(qū)域通過局部拉伸產(chǎn)生，其中襯背的非彈性覆蓋層和層疊的非織造材料在一定區(qū)域中過度拉伸。這表現(xiàn)為選擇性機(jī)械激活。 這里另一不利的方面是，彈性襯背在具有非彈性連接區(qū)域的尿布封閉元件的整個(gè)寬度上延伸。另一不利的方面是，尿布封閉元件僅在一側(cè)具有織物表面。
US6875710描述一種尿布封閉兀件,其包括例如由非織造材料制成的織物襯背。襯背通過以熱塑性狀態(tài)施加的非彈性聚合物層在預(yù)定區(qū)域中加強(qiáng)，以便滲入非織造材料層的至少部分纖維結(jié)構(gòu)。在與之隔開的另一區(qū)域中，襯背具有熱塑性彈性體的涂層，其也滲入非織造材料的至少部分纖維結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生彈性拉伸區(qū)域。如果材料拉伸到彈性范圍的彈性極限，那么存在僅由非織造材料制成的織物將在彈性區(qū)域和非彈性區(qū)域之間塑性變形和破壞的風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供制造材料幅的改進(jìn)的方法，由該材料幅能沖裁出彈性尿布封閉兀件。
另一目的是提供制造這種材料幅的改進(jìn)的方法，其克服了上面給出的缺點(diǎn)，特別是其有助于制造便宜并且耐用的尿布封閉元件。
從材 料幅能沖裁出可彈性拉伸的尿布封閉元件，所述尿布封閉元件分別包括用于固定封閉部件的非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域和相鄰的彈性拉伸區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)非織造材料層的覆蓋層之間插入多對(duì)可彈性拉伸的聚合物的彈性薄膜帶，各薄膜帶彼此平行并在側(cè)向上間隔開。在每一對(duì)彈性薄膜帶之間插入一條加強(qiáng)薄膜，該加強(qiáng)薄膜在覆蓋層之間具有支撐層并且在至少一側(cè)上具有聚乙烯的外層，每個(gè)加強(qiáng)薄膜帶在各自的重疊區(qū)域上覆蓋各自一對(duì)彈性薄膜帶的每一個(gè)。將加強(qiáng)薄膜帶在重疊區(qū)域中連接到彈性薄膜帶上，并且通過超聲波焊接或熱焊接將非織造材料覆蓋層連接到加強(qiáng)薄膜帶上。連接到加強(qiáng)薄膜的聚乙烯外層上的覆蓋層本身由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成。加強(qiáng)薄膜的支撐層由具有比外層的聚乙烯更高熔點(diǎn)的聚合物制成。
加強(qiáng)薄膜的支撐層由聚合物制成，其特征在于具有比彈性薄膜帶更大的抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，以及具有比外層的聚乙烯更高的熔點(diǎn)。支撐層優(yōu)選由聚丙烯制成，特別是聚丙烯均聚物。此外，環(huán)烯烴共聚物、苯乙烯聚合物、聚酰胺、聚乳酸、熱塑性聚氨酯以及提到的這些聚合物的各種混合物都適合用于作為支撐層。
加強(qiáng)薄膜的聚乙烯外層在熱或超聲產(chǎn)生的焊點(diǎn)上永久連接到形成非織造材料覆蓋層的雙組分纖維的聚乙烯鞘上。局部熔化使得材料形成永久連接，以致產(chǎn)生點(diǎn)狀的、橢圓體的、或桿狀的接合點(diǎn)的均勻圖案。由于聚乙烯的低熔點(diǎn)，用于超聲波焊接或熱焊接的低能量輸入是足夠的。超聲波焊接以加強(qiáng)薄膜的支撐層和雙組分纖維的聚丙烯芯都不會(huì)熔化的方式進(jìn)行。當(dāng)使用熱焊接時(shí)，這種情況是類似的。聚丙烯的纖維芯確保纖維保持它們的結(jié)構(gòu)而不會(huì)被破壞。特別是低密度聚乙烯(LD-PE)、低密度線性聚乙烯(LLD-PE)或極低密度聚乙烯(VLD-PE)能用于加強(qiáng)薄膜的由聚乙烯制成的外層，也能用于非織造材料覆蓋層的雙組分纖維的鞘材料。
聚乙烯具有在105°C到145°C范圍的熔化溫度，而聚丙烯的熔化溫度更高。在那些產(chǎn)生用于封閉部件的、抗彎并且高抗拉強(qiáng)度的連接區(qū)域的材料區(qū)域中，加強(qiáng)薄膜的支撐層提供具有期望的機(jī)械性能的材料，并且特別是確定該區(qū)域的撕裂強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。顯然加強(qiáng)薄膜的支撐層必須具有足夠的層厚度以便獲得期望的加強(qiáng)，而加強(qiáng)薄膜的外層僅需要確保與由非織造材料制成的覆蓋層的可靠的熱結(jié)合。加強(qiáng)薄膜的由聚乙烯制成的外層優(yōu)選具有在2 20 μ m之間的層厚度，而用于加強(qiáng)的支撐層應(yīng)當(dāng)具有在20 100 μ m之間的厚度。
由芯-鞘類型的雙組分纖維制成的覆蓋層比由聚丙烯纖維制成的非織造材料具有更多有益的使用性能。雙組分纖維的聚乙烯組分提高了非織造材料的斷裂韌性和斷裂延伸率，并且為非織造材料提供了改進(jìn)的摩擦和磨損性能。當(dāng)材料幅被機(jī)械激活以提高彈性時(shí)，由雙組分纖維制成的非織造材料保持其纖維結(jié)構(gòu)，在雙組分纖維中，纖維包括聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘。在機(jī)械激活期間，材料幅通過成型輥結(jié)構(gòu)并在局部過度拉伸它們自身到這樣的程度使得聚丙烯纖維撕裂，成型輥?zhàn)饔迷诓牧戏膹椥岳靺^(qū)域上。雙組分纖維的較堅(jiān)韌的聚乙烯鞘使得在機(jī)械激活期間盡管過度拉伸，但是纖維結(jié)構(gòu)被保持。
加強(qiáng)薄膜能由共擠出薄膜制成，該共擠出薄膜的支撐層由聚丙烯制成并且連接到由聚丙烯纖維制成的非織造材料上。在根據(jù)本發(fā)明的方法的該實(shí)施例中，生成具有兩個(gè)不同成型的覆蓋層的材料幅。第一覆蓋層由雙組分纖維的非織造材料制成，該雙組分纖維具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘。直接連接到支撐層上的第二覆蓋層由聚丙烯纖維的非織造材料制成。第一覆蓋層與加強(qiáng)薄膜的聚乙烯層的粘合度高于在由聚丙烯制成的非織造材料層與支撐層之間的連接的粘合度，其中加強(qiáng)薄膜的支撐層也由聚丙烯制成。精確降低成在加強(qiáng)薄膜的一側(cè)上粘合可能具有在疊層體的撕裂強(qiáng)度上的積極效果。
加強(qiáng)薄膜可以在聚丙烯支撐層和聚乙烯外層之間具有一層或多層。特別是加強(qiáng)薄膜可以具有聚乙烯外層、聚丙烯支撐層和用于提供來自抗彎聚合物的加強(qiáng)作用的中間層。
加強(qiáng)薄膜還可以由多層薄膜制成，該多層薄膜具有作為芯的支撐層和在兩側(cè)的聚乙烯覆蓋物。由雙組分纖維制成的非織造材料用于兩個(gè)覆蓋層，所述雙組分纖維具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘。以這樣的方式調(diào)整能量輸入，即由聚乙烯制成的接觸表面至少在最初熔化或融合，使得在雙組分纖維的鞘和加強(qiáng)薄膜的側(cè)面聚乙烯覆蓋物之間產(chǎn)生緊密連接。這產(chǎn)生加強(qiáng)薄膜在非織造材料覆蓋層中的特別可靠的錨固。
彈性薄膜帶優(yōu)選膠合到由非織造材料制成的覆蓋層上。超聲波焊接或熱焊接限于疊層體的在操作尿布封閉元件時(shí)受到強(qiáng)拉力的那些區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例，加強(qiáng)薄膜在兩側(cè)的重疊區(qū)域中膠合到彈性薄膜帶上。在重疊區(qū)域中的粘合隨后有助于超聲波焊接。超聲波焊接涉及非織造材料制成的覆蓋層和加強(qiáng)薄膜在超聲波焊頭和圖素輥之間通過，所述圖素輥的輥表面具有凸凹結(jié)構(gòu)。纖維能在入口間隙聚集。要相互連接的材料層在邊緣彼此膠合有助于將材料輸送進(jìn)位于超聲波焊頭和圖素輥之間的入口區(qū)域中。為了防止發(fā)生任何折疊，通過粘合劑將加強(qiáng)薄膜固定到至少一個(gè)覆蓋層上是有利的，在通過超聲波焊接將加強(qiáng)薄膜永久連接到兩個(gè)覆蓋層上之前，已經(jīng)施加多條粘合劑。
超聲波焊頭用于超聲波焊接，超聲波焊頭通過引入高頻機(jī)械振動(dòng)而發(fā)生共振。超聲波焊頭作用于圖素輥，該圖素輥的表面具有凸凹結(jié)構(gòu)。圖素輥的表面結(jié)構(gòu)決定了焊接點(diǎn)的形狀和布置。根據(jù)本發(fā)明的方法能通過具有光滑接觸表面的超聲波焊頭執(zhí)行。如果輸入到疊層體中的能量過多，那么存在熔融的聚乙烯會(huì)沉積在超聲波焊頭上的風(fēng)險(xiǎn)。沉積物能形成長條紋，它們最終分離并且污染材料幅。通過使用圓柱形的且可旋轉(zhuǎn)的超聲波焊頭，能降低在超聲波焊頭和圖素輥之間材料沉積的風(fēng)險(xiǎn)。由此，可旋轉(zhuǎn)的超聲波焊頭的使用構(gòu)成本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式。


參考附圖，上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下說明變得顯而易見，其中
圖I是彈性尿布封閉元件的在拉伸方向上的示意性縱剖視圖，該彈性尿布封閉元件具有用于固定封閉部件的非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域；
圖2是能沖裁出如圖I中所示的尿布封閉元件的材料幅的俯視圖3示出材料幅在非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域中的層疊結(jié)構(gòu)；
圖4示出用于將圖3中示出的材料層超聲波焊接在一起的工具組件；
圖5示出用于將圖3中示出的材料層超聲波焊接在一起的另一工具組件；
圖6示出圖3中示出的層疊結(jié)構(gòu)的變型方案。具體實(shí)施方式

如圖I中所示，根據(jù)本發(fā)明的尿布封閉元件I具有彈性拉伸區(qū)域2、用于固定到尿布上的非彈性連接區(qū)域3以及用于連接到封閉部件5上的也非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域4。 尿布封閉元件是疊層體，其具有非織造材料的外部的覆蓋層6和7的和一條沖裁出的層疊在覆蓋層6和7之間的彈性聚合物的薄膜帶8。覆蓋層6和7在拉伸方向D上比層疊的彈性薄膜帶8長，并且覆蓋層6和7在形成非彈性連接區(qū)域3和4的突出端上彼此連接。
用于固定到尿布上的第一連接區(qū)域3是柔軟的且有柔性的，并且僅由兩層相互連接的非織造材料層6和7制成。另一方面，用于封閉部件5的第二連接區(qū)域4由一條沖裁出的加強(qiáng)薄膜帶10加強(qiáng)，其中加強(qiáng)薄膜帶10在重疊區(qū)域11中連接到層疊的彈性薄膜帶8 上。這些重疊區(qū)域11大約2mm到IOmm寬。
加強(qiáng)薄膜帶10由聚合物制成，該聚合物的特征在于具有比彈性薄膜帶8的抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度更大的抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。尿布封閉元件I的彈性拉伸區(qū)域2通過疊層體的單軸拉伸激活。局部限制拉伸引起非織造材料層6和7的纖維通過機(jī)械激活過度拉伸， 使得在區(qū)域2中減小疊層體的伸長阻力。拉伸區(qū)域在方向D比彈性區(qū)域2窄，并且在其內(nèi)部邊緣上終止于重疊區(qū)域11之前。
在圖2中以俯視圖示出從寬材料幅12沖裁出尿布封閉元件11。為了制造圖2中示出的材料幅12，可彈性拉伸的聚合物的、平行且間隔的多個(gè)薄膜帶8，在兩層非織造材料覆蓋層6和7之間成對(duì)地層疊。此外，加強(qiáng)薄膜帶10插入在覆蓋層6和7之間，并且跨過每兩條成一對(duì)的彈性薄膜帶8的間隔，并且在重疊區(qū)域11沿著兩個(gè)邊緣膠合到各自對(duì)的彈性薄膜帶8。
由非織造材料制成的覆蓋層6和7通過超聲波焊接而連接到加強(qiáng)薄膜上。為了完成這一點(diǎn)，非織造材料覆蓋層6和7以及加強(qiáng)薄膜10在熱超聲波焊頭13或13’和圖素輥 14之間通過，其中圖素棍14的表面具有升聞的結(jié)構(gòu)、凸起、和/或凹進(jìn)。在圖4和5中不出用于超聲波焊接的工具組件。具有平滑接觸表面的垂直的超聲波焊頭13用在圖4的實(shí)施例中。在圖5的實(shí)施例中，使用具有平滑外表面的、圓柱形的、可旋轉(zhuǎn)的超聲波焊頭13’。
在圖3中提供了非彈性的且加強(qiáng)的連接區(qū)域4中的材料幅12的層疊結(jié)構(gòu)的放大圖。加強(qiáng)薄膜10具有聚丙烯的支撐層15和在兩個(gè)表面上的聚乙烯的外層16。兩個(gè)非織造材料覆蓋層6和7都是由具有聚丙烯芯和聚乙烯鞘的雙組分纖維制成。非織造材料層6和 7通過超聲波焊接而連接到加強(qiáng)薄膜10的聚乙烯外層16。加強(qiáng)薄膜10沿著兩側(cè)邊緣覆蓋區(qū)域11由粘合劑粘接到彈性薄膜帶8上。彈性薄膜帶8接著通過粘合劑帶17膠合到覆蓋層6和7上。
在圖6的實(shí)施例中的加強(qiáng)薄膜10中，支撐層15由聚丙烯制成，以及外層16由聚乙烯制成且僅存在于一側(cè)。連接到加強(qiáng)薄膜10的聚乙烯層上的覆蓋層6由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成。加強(qiáng)薄膜10的支撐層15連接到由聚丙烯纖維制成的非織造材料7’上。
權(quán)利要求
1.一種用于制造材料幅的方法，從所述材料幅能沖裁出可彈性拉伸的尿布封閉元件， 所述尿布封閉元件分別包括非彈性的且加強(qiáng)的、用于固定封閉部件的連接區(qū)域以及包括相鄰的彈性拉伸區(qū)域，所述方法包括在兩個(gè)非織造材料覆蓋層之間插入多對(duì)由可彈性拉伸的聚合物制成的彈性薄膜帶，各彈性薄膜帶彼此平行并在側(cè)向間隔開；在每一對(duì)彈性薄膜帶之間插入一個(gè)加強(qiáng)薄膜帶，該加強(qiáng)薄膜帶在覆蓋層之間具有支撐層并且在至少一側(cè)上具有聚乙烯外層，每個(gè)加強(qiáng)薄膜帶將相應(yīng)一對(duì)彈性薄膜帶中的每一個(gè)彈性薄膜帶分別在一個(gè)重疊區(qū)域上覆蓋；將加強(qiáng)薄膜帶在重疊區(qū)域中連接到彈性薄膜帶上；以及通過超聲波焊接或熱焊接將非織造材料覆蓋層連接到加強(qiáng)薄膜帶上，連接到加強(qiáng)薄膜的聚乙烯外層上的覆蓋層本身由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成，力口強(qiáng)薄膜的支撐層由具有比外層的聚乙烯更高熔點(diǎn)的聚合物制成。
2.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，所述支撐層由聚丙烯制成。
3.權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯是聚丙烯均聚物、環(huán)烯烴共聚物、苯乙烯聚合物、聚酰胺、聚乳酸、熱塑性聚氨酯或它們的混合物。
4.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，所述加強(qiáng)薄膜帶的支撐層由聚丙烯制成，并且非織造材料具有聚丙烯纖維。
5.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，所述加強(qiáng)薄膜帶由多層薄膜制成，所述多層薄膜具有作為芯的支撐層和位于兩側(cè)的聚乙烯外層，非織造材料覆蓋層由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成。
6.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，彈性薄膜帶通過膠合而連接到覆蓋層上。
7.權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，加強(qiáng)薄膜基本上僅在重疊區(qū)域上膠合到彈性薄膜帶上。
8.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，首先通過施加多條粘合劑將加強(qiáng)薄膜連接到至少一個(gè)覆蓋層上，并隨后通過超聲波焊接或熱焊接將加強(qiáng)薄膜永久地連接到兩個(gè)覆蓋層上。
9.權(quán)利要求I中所述的方法，其特征在于，通過使非織造材料覆蓋層和加強(qiáng)薄膜在超聲波焊頭和圖素輥之間經(jīng)過，進(jìn)行超聲波焊接，所述圖素輥的表面具有凸起和/或凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)。
10.權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，超聲波焊頭是豎直的，并且具有光滑接觸表面。
11.權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，超聲波焊頭是圓柱形的并且是可旋轉(zhuǎn)的。
12.—種材料幅，從該材料幅能沖裁出可彈性拉伸的尿布封閉元件，所述尿布封閉元件分別包括非彈性的且加強(qiáng)的、用于固定封閉部件的連接區(qū)域以及與該非彈性區(qū)域相鄰的彈性拉伸區(qū)域，該材料幅包括一對(duì)長形的非織造材料覆蓋層；多個(gè)層疊在非織造材料覆蓋層之間的、由可彈性拉伸的聚合物制成的彈性薄膜帶，各薄膜帶彼此平行并在側(cè)向間隔開；在每一對(duì)彈性薄膜帶之間的相應(yīng)一個(gè)非彈性的加強(qiáng)薄膜帶，所述加強(qiáng)薄膜帶在非織造材料覆蓋層之間具有聚合物支撐層并且在至少一側(cè)上具有聚乙烯外層，所述加強(qiáng)薄膜帶在兩側(cè)的重疊區(qū)域上覆蓋相應(yīng)一對(duì)彈性薄膜帶；以及將非織造材料覆蓋層連接到加強(qiáng)薄膜上的超聲波焊頭或熱焊頭，連接到非彈性的加強(qiáng)薄膜帶的聚乙烯外層上的非織造材料覆蓋層由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成，加強(qiáng)薄膜的支撐層 由具有比外層的聚乙烯更高熔點(diǎn)的聚合物制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種材料幅及其制造方法，從該材料幅能沖裁出可彈性拉伸的尿布封閉元件，所述尿布封閉元件分別包括非彈性的且加強(qiáng)的、用于固定封閉部件的連接區(qū)域以及相鄰的非彈性區(qū)域的彈性拉伸區(qū)域，該材料幅包括一對(duì)非織造材料覆蓋層；多個(gè)彈性薄膜帶，各薄膜帶彼此平行并在側(cè)向間隔開；在每一對(duì)彈性薄膜帶之間的相應(yīng)一個(gè)非彈性的加強(qiáng)薄膜帶，所述加強(qiáng)薄膜帶在覆蓋層之間具有較高熔點(diǎn)的聚合物支撐層并且在至少一側(cè)上具有聚乙烯外層，所述加強(qiáng)薄膜帶在兩側(cè)的重疊區(qū)域上覆蓋相應(yīng)一對(duì)彈性薄膜帶；以及將非織造材料覆蓋層連接到加強(qiáng)薄膜上的超聲波焊頭或熱焊頭，非織造材料覆蓋層由具有聚丙烯纖維芯和聚乙烯纖維鞘的雙組分纖維制成。
文檔編號(hào)B32B3/18GK102975401SQ201210460079
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者M·舍恩貝克 申請(qǐng)人:諾爾迪尼亞技術(shù)有限公司