CN101117040B - 在纵向上表现出低张力性能的弹性膜 - Google Patents

在纵向上表现出低张力性能的弹性膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供了涉及弹性膜的制品和方法，该弹性膜在纵向上表现出低张力。该弹性膜具有两个层和粘结在第一层和第二层之间的弹性体芯层。该弹性膜既在耐久性制品、又在一次性制品中有宽范围的潜在应用，尤其适用于弹性腰带、侧板，以及尿布、训练裤和包括吸收制品的其它制品中。

Description

在纵向上表现出低张力性能的弹性膜
本申请要求于2006年6月22日提交的美国临时专利申请No.60/805,569的优先权，其全文结合参考于此。
技术领域
本发明一般涉及弹性膜，更具体地说，涉及在纵向上表现出低张力性能的弹性膜。该弹性膜既在耐久性制品、又在一次性制品中有宽范围的潜在应用，尤其适用于弹性腰带、侧板，以及尿布、训练裤和包括吸收制品的其它制品中。
背景技术
弹性体膜通常应用于一次性制品，例如婴儿尿布和成人的失禁装置中，并用于这样的制品的领域：预期要贴合穿着者的体形。这种膜的弹性体材料一般是粘性的，由此在膜的制作过程中、和/或在包含膜的制品的制造过程中会造成困难，困难来自于制造过程中与机器部件的接触。另外，单层弹性体膜在辊上储存时有明显结块的问题。
已经开发了多层弹性体膜以避免这样的困难。这样的多层膜一般包括一个弹性芯层，夹在一对不太粘的外表层之间。通常，该芯和表层是共挤出的。聚烯烃材料通常用于这种表层。当要求它们没有粘性时，这种聚烯烃材料的弹性就明显低于弹性体芯层，由此形成的多层膜的弹性就低于单层弹性体芯层，这主要是由于外表层材料无弹性所致。
多层膜的弹性能够通过“活化”膜得以增加。一种活化方法包括：使膜经过机械地拉伸膜的啮合轮子和齿轮等。主要地，经活化程既拉伸非弹性表层，又拉伸弹性芯，赋予膜更接近弹性芯的弹性性能。但是，仅弹性芯收缩了很大的程度。结果，被活化的膜通常具有不规则的波纹状或起伏的表面，这主要是由于经活化程后弹性体芯收缩很大、而非弹性表层收缩不大造成的。例如，当制备包含该多层膜的尿布时，该不规则表面就使后续制造过程变得复杂。多层膜的弹性性能在活化后变化很明显。
对于某些终端应用和/或某些后续制造过程来说，常规的非活化多层膜的弹性太小，而相应的活化膜会不利地可拉伸。也就是说，对于某些制造应用来说，虽然非活化的多层膜具有太高的弹性模量，但是相应的活化膜又具有太低的弹性模量。发现，尤其在制造过程中纵向上的低张力引起膜拉伸至干扰制造过程的程度时，活化的多层膜的增加的可拉伸的性能也会使某些后续制造过程变复杂。在本申请中，纵向(MD)限定为膜移动经过制造设备的方向。
发明内容
本发明提供了一种在纵向上表现出低张力性能的薄多层膜的制造方法。该薄多层膜一般包括：较高弹性(即低张力)、低弹性模量的弹性体芯层，它夹在一对相对无弹性的表层之间。该薄多层膜可以通过共挤出至流延辊、或通过其它常规方法制成。该膜可以是无孔的、或有孔的。有孔膜可以采用已知方法进行穿孔或形成孔，例如真空成孔、钉穿孔、冲切成孔等。
弹性体芯层优选包括高弹性化合物，例如包含至少一种或多种A-B-A或A-B-A’型的嵌段共聚物，该嵌段共聚物具有二烯或氢化二烯中嵌段。本发明的弹性体芯层优选包括这样的弹性体化合物，其弹性模量比一般用于常规多层弹性体膜的弹性化合物的低。
多层膜的每个表层优选比常规多层膜的表层薄，优选为多层膜重量的10％或更低、或6％或更低，在一些实施方式中，为5％或更低。表层优选由聚烯烃材料构成。
定量地说，本发明某些方面的多层膜的实施方式中的低力弹性值(在本文中标识为LFEV)为25-300克/英寸(即：每英寸膜宽度上的力的克数)，优选在50-250克/英寸的范围内，更优选在75-225克/英寸的范围内，最优选在75-175克/英寸的范围内。在一些实施方式中，LFEV可以低于25克/英寸。相反地，常规的多层弹性体膜的LFEV值高于300克/英寸。
本发明的许多示范性的多层膜也具有在纵向上测得的拉伸曲线，在约50％-约300％的应变上，斜率大约为0，例如约0.2-0.6克/英寸/％。在某些实施方式中，拉伸曲线可以是，在约50％-约300％的应变上，约0-0.6克/英寸/％。相反地，发现常规的多层弹性膜具有这样的拉伸曲线：在约50％-约300％的应变上，斜率显著高于0.6克/英寸/％。
该方法还提供芯与表层的组合的选择、提供所需LFEV性能的芯与表层材料和芯与表层单位重量的组合的选择，或其它组合的选择，包括在300％应变下的张力、应力-应变曲线上50％-300％之间的平均斜率、所述的R1和R2。例如，膜可以包含具有较低弹性模量的弹性化合物，可具有较高单位重量的表层、或在表层内较高的弹性材料模量。另一种实施方式可以是：膜包含较高弹性模量的弹性化合物，具有较薄表层，或在表层内具有较低的弹性材料模量。多层弹性膜的实施方式可以包含LFEV值、或以下性能的组合，所述性能包括规定范围内的在300％应变下的张力、应力-应变曲线上50％-300％之间的平均斜率、R1和R2。将层、层材料和单位重量的组合作为彼此的函数进行选择，使得多层弹性膜具有所需的性能。
本发明涉及多层弹性膜。该多层弹性膜具有LFEV值、或以下性能的组合：包括在纵向上300％应变处的张力、应力-应变曲线上50％-300％之间的平均斜率、R1和R2。本发明的实施方式包括多层弹性膜，包含第一表层、第二表层、粘合在第一表层与第二表层之间的弹性体芯层。本发明多层弹性膜的实施方式具有25-300克/英寸范围内的低力弹性值，在某些实施方式中，具有50-250克/英寸范围内的低力弹性值，或75-225克/英寸范围内的低力弹性值，在某些应用中，多层弹性膜具有75-175克/英寸范围内的低力弹性值。
本发明的多层弹性膜可以包含这样的第一表层和第二表层，它们具有与弹性体芯组合起来能够形成所需性能的任何重量百分率，但是，在某些应用中，表层可以占多层弹性膜总重量的10％以下，在需要第一和第二层较薄的某些应用中，第一表层和第二表层占多层弹性膜总重量的6％以下。在其它实施方式中，第一表层和第二表层可以是无弹性层，或仅有有限的弹性。
第一和第二表层可以包含至少一种聚合物。该聚合物可以是均聚物或共聚物。聚合物包括、而不局限于：聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、或它们的共混物，包括单位点催化类型的烯烃(金属茂催化的类型)。该第一和第二表层还可以包含弹性聚合物，例如而不局限于：包含至少一种或多种例如A-B-A或A-B-A’类型的嵌段共聚物的聚合物，该共聚物具有二烯或氢化二烯；例如具有异戊二烯、丁二烯、乙烯-丙烯或乙烯-丁烯的苯乙烯共聚物。另外，第一和第二表层还可以包含烯烃嵌段共聚物、弹性体聚氨酯、乙烯共聚物，例如乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯；例如乙烯/丙烯共聚物弹性体、或乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体。
弹性体芯可以包含至少一种聚合物，其中，弹性体芯的聚合物包括、而不局限于：苯乙烯共聚物。苯乙烯共聚物包括、而不局限于：例如，苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯共聚物、或者苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯共聚物。用作芯层的其它有用的弹性体组合物包括：烯烃嵌段共聚物、弹性体聚氨酯、乙烯共聚物例如乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯，乙烯/丙烯共聚物弹性体、或乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体。这样的聚合物可以彼此共混，和/或与其它改性添加剂共混。
本发明的多层弹性膜可以活化或不活化，而且可以在活化前或之后包含本文中上述的性能。弹性膜可以通过例如啮合齿轮进行活化。如果膜被活化，膜可以仅部分活化。部分活化的膜包含活化区域和非活化区域。
其它的实施方式涉及这样的多层弹性膜，包含第一表层、第二表层、以及弹性体芯层，该弹性体芯层粘结在第一表层与第二表层之间。在这样的实施方式中，多层弹性膜可以包含：在纵向上测得的在300％应变处的＜350克/英寸的张力，和应力-应变曲线上50％-300％之间的为约0的平均斜率。这些独特的性能使弹性膜容易伸长，并在50％-300％伸长范围内具有一致的张力。在某些应用中，有利的是弹性膜包括：在纵向上测得的应力-应变曲线上在50％-300％之间的平均斜率＜2.0克/英寸/％，或优选＜0.6克/英寸/％，或在0.2-0.6克/英寸/％的范围内。
多层弹性膜可以包含在纵向上大于0.05的R1/R2，或优选大于0.3，或在0.3-0.5的范围内，其，中R1是周期1中100％应变处未负荷力除以100％应变处的负荷力，R2是周期2中100％应变处未负荷力除以100％应变处的负荷力。R1/R2表示第二应变所需的力值相对于第一应变的比值。在某些实施方式中，R1可以优选＞0.15。
本发明的多层弹性膜可以包含其它添加剂，例如加工助剂。添加剂例如染料、颜料、抗氧剂、抗静电剂、粘合剂或密封助剂、抗结块剂、滑动剂、热稳定剂、光稳定剂、UV稳定剂、发泡剂、玻璃微球、增强纤维、以及其它的添加剂。
在其它实施方式中，多层弹性膜可以包含第一表层、第二表层、以及弹性体芯层，该弹性体芯层粘结在第一表层与第二表层之间，其中，多层弹性膜可以包含：在纵向上测得的在300％应变处的＜350克/英寸的张力，和应力-应变曲线上50％-300％之间的在0.2-0.6克/英寸/％的范围内的平均斜率，和在纵向上的＞0.05的R1/R2。
此外，本发明涉及这样的多层弹性膜，它包含第一表层、第二表层、以及弹性体芯层，该弹性芯层粘结在第一表层与第二表层之间，其中，多层弹性膜具有负的滞后作用。负的滞后作用定义为在两个周期滞后作用测试期间，周期2给定伸长(例如200％)下的力意外地大于周期1给定伸长下的力。该特性对于包括表层的多层弹性膜是非常不寻常的，是很意外的。具体的是，发现包括均聚物聚丙烯表层和位于芯层内的SIS或SEBS弹性体化合物的多层弹性体膜表现出该特性。
具有上述规定的范围内的特性的本发明的多层膜为终端应用提供了所需程度的弹性，同时也提供足够的硬度，以避免加工困难、和制膜之后的某些制造工艺中的困难。除非另有说明，本文中所述的所有性能都指在纵向上的性能。即使在没有多层膜的预活化的情形下也是如此，即，在多层膜自身制备之后的制备处理之前的多层膜活化。虽然在某些应用中，不需活化加工是有利的，但是根据需要，本发明的多层膜也可以预活化，例如以常规方式预活化。
附图说明
下面参照附图，由具体例子来描述本发明，其中：
图1是本发明的示范性多层膜的放大的剖面图。
图2是图1所示膜的有纹理的表面的顶部俯视图，显示出没有活化区。
图3是本发明的多层膜的示范性滞后作用图。
图4是本发明的多层膜的示范性拉伸图。
具体实施方式
本发明涉及弹性膜及其制造方法。该弹性膜在纵向上具有低张力性能。当其加入一次性制品例如尿布、弹性腰带、侧板、训练裤、失禁制品和其它制品中时，该低张力和在50％-300％应变范围内恒定的张力使得应用变得容易。
现在参看附图，尤其图1，示出了本发明的示范性的多层膜100的放大的剖面图。它具有外表面101和102。任选地，外表面102是有纹理的表面，具有纹理峰103和纹理谷104。
多层膜100可以由常规的共挤出方法制成。授予Middlesworth等人的美国专利No.6472084揭示了一种示范性流延方法，其全文结合参考于此。其它的挤出和粘结方法是本领域内已知的。在膜由流延方法形成的实施方式中，一个或多个表面可以是平坦的、不光滑的、压纹的或光滑的表面中的一种。
在一个实施方式中，膜被压纹，表面102是有纹理的。在另一个实施方式中，膜被穿孔，表面102包括孔。膜的压纹和穿孔可以在常规的压纹或真空成形工艺中进行。授予Pelkie的美国专利No.5733628是优选的用于多层弹性膜的真空成形工艺的一个例子，其全文结合参考于此。
再次参看图1，示范性的膜100包括第一表层110、芯层120和第二表层130。芯层120具有第一芯层表面121和第二芯层表面123。第一表层110包括：第一层内表面115，与第一芯层表面121相邻，和第一层外表面111，形成膜100的外表面101。第二表层130包括第二层内表面135，与第二芯层表面123相邻，和第二层外表面131，形成膜100的另一个表面102(有纹理的表面)。芯层120优选基本与第一和第二层110和130中的每一个都连续接触。
尽管为了说明的目的，讨论了示范性的膜为三层膜，但是本领域普通技术人员明白，本发明的多层膜可以具有三层以上的层数。例如，示范性的五层膜可以包括：两个外表层、和构成中心弹性体芯层的三个不同的弹性体层。膜也可以包括复合薄膜粘结层，如本领域内已知的。
因此，如上所述，示范性的膜100与常规膜的总的层状结构略微相似。
常规的多层弹性体膜具有一个或多个较厚的表层，它们各个一般占膜的各面的重量的7％-15％或更大。这样的厚表层在常规的多层膜内是优选的，这出于许多原因，包括：降低昂贵的弹性体芯的百分率而使膜的成本降低、避免挤出过程中的拉伸共振、和增加膜的撕裂强度。表层赋予抗结块性能，并提高制造的可加工性。未活化的表层赋予膜以与弹性芯相同或更大的张力。
与这样的常规弹性体多层膜相反，示范性的多层膜包含一个或多个较薄的表层，它们各自占多层膜的重量的10％或更小，优选6％或更小，或5％或更小。每个表层110和130由相对无弹性的化合物构成，优选聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、或它们的共混物，包括单位点催化类型的烯烃(金属茂催化的类型)。表层也可以包含弹性材料，例如包含至少一种或多种A-B-A或A-B-A’型嵌段共聚物的化合物，该嵌段共聚物具有二烯或氢化二烯，例如苯乙烯/异戊二烯、丁二烯、乙烯-丙烯、或乙烯-丁烯/苯乙烯(SIS，SBS，SEPS，或SEBS)嵌段共聚物。其它有用的弹性材料包括：烯烃嵌段共聚物、弹性体聚氨酯、乙烯共聚物例如乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯共聚物弹性体、或乙烯/丙烯/二烯的三元共聚物弹性体。
与常规的多层弹性膜相反，本发明一般可以在芯层120内包含一种化合物，该化合物具有固有的低张力性能，即具有比常规芯材料低的弹性模量，例如包含SIS弹性体的低模量化合物。
通过其它例子，芯层优选包括高弹性的化合物，例如包含至少一种或多种A-B-A或A-B-A’型嵌段共聚物的化合物，该嵌段共聚物具有二烯或氢化二烯。通常，这样的化合物在作为单层单独挤出时，表现出较好的自100％拉伸的弹性恢复、或低硬化。苯乙烯/异戊二烯、丁二烯、乙烯-丙烯、或乙烯-丁烯/苯乙烯(SIS，SBS，SEPS，或SEBS)嵌段共聚物尤其有用。用作芯层120的其它有用的弹性体组合物可包括烯烃嵌段共聚物、弹性体聚氨酯、乙烯共聚物例如乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯共聚物弹性体、或乙烯/丙烯/二烯的三元共聚物弹性体。这些聚合物单独、或与其它改性弹性或非弹性材料的共混物，也可用于本发明中。
但是，应当明白，可以选择任何适宜的材料，只要多层膜的LFEV特性落入25-300克/英寸的范围内(即每英寸膜宽度上的力的克数)，优选在50-250克/英寸范围内，更优选在75-225克/英寸范围内，最优选在75-175克/英寸范围内。在某些实施方式中，LFEV可以在0-25克/英寸范围内。
量化这些MD可拉伸的膜的某些独特性能的LFEV定义如下：
LFEV＝(T300)×(R1/R2)×(T300/T50)
在该等式中，T300表示在纵向上300％应变处的张力，测得的值的单位为克/英寸。在该应变值处，由于拉伸和将膜转变成具有非织造材料的叠层物的工艺需要，要求低张力。该膜在300％伸长处的低张力性能对于上述多层膜的特异性有贡献。在纵向上的拉伸性能可以采用ASTM D-882方法测得。
另外，R1/R2由自200％的两个周期滞后作用测试计算得出。R1是在纵向测得的周期1中100％应变处未负荷力除以100％应变处的负荷力，R2是在纵向上测得的周期2中100％应变处未负荷力除以100％应变处的负荷力。当样品被拉伸时，测试的部分称为负荷，当样品松弛时，夹具返回至最迟的起始点时，测试部分称为未负荷。如果膜是未活化的，R1就比预活化的膜的低。对于本文中讨论的弹性膜，R1通常小于R2。对于活化的膜，R1/R2接近1，对于未活化的膜，小于1。测试样品的滞后作用的合适工序在美国专利No.6472084第8栏第9-33行有描述，并在200％应变恒定条件下进行。该专利的全文结合参考于此。
本文中使用的T300/T50是在纵向上测得的张力值的比率(300％处的张力除以50％处的张力)，它与50％-300％应变范围内的拉伸曲线的平坦程度有关。如果该区域内的数据是平坦(flat)的，该值就接近1，如果该区域内的数据是倾斜的，该值就比1大得多。可以采用ASTM D-882方法确定T300/T50。
本发明的示范性的弹性体多层膜具有在25-300克/英寸范围内的LFEV值，优选50-250克/英寸、75-225克/英寸、和75-175克/英寸。
示范性的膜已经通过结合芯内的低力弹性值与薄聚烯烃表层(小于每面重量的6％)来制成。这些膜可以是未活化的，在纵向上的300％伸长处具有小于350克/英寸的起始张力值。这些膜除了在纵向上的低张力性能以外，还具有50％-300％伸长范围内的适度平坦的拉伸曲线。见下表1中的拉伸斜率值。
示范性的实施方式提供了具有较低张力的多层膜，即：即使在多层膜进行任何活化加工之前，也具有较低的弹性模量。因此，本发明的未活化的多层膜提供了所需的纵向硬度与多层膜整体的弹性的平衡，所述纵向硬度提高了制造的可加工性。
与本发明的示范性多层弹性体膜相关的数据如下表1所示。
表1
           单位      膜      膜      膜      膜      膜      膜      膜      膜      膜      膜
性能                 1       2       3       4       5       6       7       8       9       10
                                             聚乙烯
                                             w/密封
表层                 聚乙烯  聚乙烯  聚乙烯  添加剂  聚丙烯  聚乙烯  聚乙烯  聚乙烯  聚乙烯  聚乙烯
芯                   SIS     SIS     SIS     SIS     SIS     SIS     SIS     SIS     SIS     SIS
加工                 真空    真空    真空    真空    真空    流延    真空    真空    真空    真空
方法                 形成    形成    形成    形成    形成            形成    形成    形成    形成
单位重量   克/米2    29      29      30      30      31      32      27      31      20      30
摩擦系数             2.3     2.1     1.9     2.0     0.8
MD撕裂     克        253     399     252     381     424     297     229             148     237
TD撕裂     克        293     333     246     192     472     461     295             176     218
透气率     cfm                                                                               165
50％-300％ 克/英寸/
的拉伸斜率 ％       0.43     0.36    0.29    0.46    0.20    0.46    0.46    0.52    0.32    0.49
R1                  0.197    0.221   0.297   0.198   0.187   0.280   0.199   0.174   0.192   0.175
R2                  0.587    0.521   0.592   0.636   0.567   0.649   0.600   0.470   0.532   0.547
R1/R2               0.335    0.424   0.502   0.311   0.330   0.431   0.331   0.371   0.361   0.320
滞后作用   ％       10       6       2       12      -3      7       10      9       8       8
MD拉伸@
300％(T300)克/英寸  259      212     185     279     220     302     272     291     181     250
T300/T50            1.715    1.738   1.652   1.701   1.294   1.624   1.722   1.796   1.792   1.953
低力弹性值
(LFEV)     克/英寸  149      156     153     148     94      211     155     194     117     156
在上表1中，透气率由ASTM D737测试确定。“VF”表示与流延形成的膜相对比的真空形成的膜。纵向(MD)和横向(TD)撕裂值由Elmendorf撕裂测试(ASTM D1922)方法确定，膜与钢之间的摩擦系数由ASTM D1894确定。
在一个优选的实施方式中，膜100仅包括未活化区106，膜没有任何部分被活化，而膜仍具有所要求的LFEV。或者，膜包括活化区，而且具有所要求的LFEV。
为了提供具有上述LFEV范围的膜，必须选择芯树脂(一种或多种)、表层树脂(一种或多种)和单位重量的组合。多种芯材料、表层材料、和单位重量提供了这样的多层膜：对于每个所要求的芯与表层的组合，都具有位于规定范围内的LFEV。这些因素是互相关联的，必须以组合的形式选择，以提供具有规定范围的LFEV值。
根据本发明的示范性方法，首先确定所要求的芯与表层的组合。例如，考虑所要求的是：具有单个芯层，夹在一对表层之间。
然后，确定每单位测试膜上弹性体芯提供的力值，作为选择弹性体材料的函数。在一个示范性的实施方式中，为芯选择这样的弹性体化合物，它提供了在纵向上300％伸长处的3.5-3.9克/英寸/克/米2张力(T300)。该值对于弹性体化合物是较低的。也可以使用提供更大的力的其它常用的膜等级的弹性体化合物，如下所述。
接着，选择芯层单位重量。在考虑所选择的弹性体化合物的张力性能的基础上，来选择单位重量。对于表现出3.5-3.9克/英寸/克/米2张力的示范性的实施方式(见表1，膜5)，选择27.6克/米2芯层单位重量会形成这样的芯层：提供97-108克/英寸范围内的张力。
因此，由于所选择的芯层会提供较低张力，表层材料(和/或单位重量)就可以选择成：提供达到较高张力的材料，因为这些因素是互相关联的。
然后，在考虑芯层提供的张力的基础上，选择表层材料。对于示范性实施方式，选择聚烯烃表层(聚乙烯和聚丙烯)，提供40-60克/英寸/克/米2的T300。
下面，在考虑芯层所提供的张力和表层选用的材料的基础上，选择表层单位重量。对于具有2.4克/米2的示范性实施方式(每面1.2克/米2单位重量)，表层提供96-144克/英寸/克的T300。
由此，包含该弹性体芯层和这些表层的多层膜就会具有193-252克/英寸的T300(注意表1中膜5是220克/英寸)，远远低于所规定的350克/英寸。
对于未活化膜，R1/R2会较低(0.2-0.6)。因此，对于具有220克/英寸的T300值(见表1中的膜5)、0.33的R1/R2和1.29的T300/T50，该示范性多层膜具有94克/英寸的LFEV，很好地位于规定的LFEV范围内。
本领域内的普通技术人员会明白，这些参数可以以任何顺序来确定，而且在第一次选择所产生的LFEV超出所述范围以外时，可以重新选择上述一个或多个参数，以提供这样的层数、层材料和单位重量的组合，该组合能够形成具有规定范围内的LFEV的多层膜。
虽然上述的示范性实施方式包括这样的弹性体：具有3.5-3.9克/英寸/克/米2的T300张力，还可以就其它弹性体化合物确定合适的配方。通过另一个例子，对于所选择的提供7.4克/英寸/克/米2T300的弹性体化合物、以及所选择的27.6克/米2芯层单位重量，芯层能够提供204克/英寸的T300张力。对于2.4克/米2聚烯烃表层单位重量(每面1.2克/米2)，表层会提供96-144克/英寸的T300力。因此，对于包括芯层和表层的多层膜，T300是300-348克/英寸。由此，本发明多层膜的该另一个实施方式包括较高力/高模量弹性体(几乎是上述示范性实施方式的负荷的两倍)，仍落入所规定的力范围内。
对于348克/英寸的T300值、0.4的R1/R2值、和1.65的T300/T50值，LFEV是230克/英寸，仍很好地落入所规定的LFEV范围内。因此，通过例子，可以采用提供力值两倍于示范性实施方式的力的弹性体芯，来制备在优选LFEV范围内的膜。
各种其它的组合也是可行的。通常，包括弹性模量较低的弹性化合物的膜会具有较厚的表层(或表层内弹性材料的模量较高)，包括弹性模量较高的弹性化合物的膜会需求较薄的表层(或表层内弹性材料的模量较低)。层数、层材料、和单位重量，作为彼此的函数进行选择，使得包括所选层、层材料和单位重量的多层膜具有所要求的LFEV性能。
要理解，单位重量较高的膜和表层单位重量较高的膜较容易加工。结果，为提供低力(即低弹性模量)的芯层选择弹性体化合物就有许多优点。
多层膜的一个确定的示范性的实施方式包括：SIS三元嵌段共聚物芯、和聚丙烯表层、以及占膜重量百分率为4/92/4表层/芯/表层。已经发现：具有聚丙烯表层(见上表1中膜5的数据)、以及芯层内具有SIS或SEBS弹性体化合物的实施方式，在滞后作用测试中具有独特的和意外好的特性。具体地说，已经发现：这样的聚丙烯表层的实施方式表现出负的滞后作用，意味着，例如在200％伸长的两周期滞后作用测试过程中，周期2的200％处的力意外地大于周期1的200％处的力。该特性对于具有表层的弹性体膜是非常不同寻常的，很意外的。示范性膜的负滞后作用数据如上表1所示。示范性滞后作用如图3所示。注意：膜5的数据点，对应具有薄聚丙烯表层的本发明多层弹性体膜。
采用上述常规的真空形成(VF)方法，制成了示范性膜，采用较低真空压力形成深压纹的膜。由于在纵向需要低力来拉伸该膜，该深压纹提供了数个加工优点。这些优点包括：膜的结块可能性较低、可以用小得多的力解卷、起皱的趋势更小。由于这些优点，预期深压纹的膜在尿布/训练裤生产线上更容易加工。
示范性膜包括SIS三元嵌段共聚物芯和均聚物聚丙烯表层。包括这样的聚丙烯表层的实施方式，相对于包含聚乙烯基表层的类型，是独特的，因为张力在低应变下增大更快，并到达力平台(即，聚丙烯使膜在低应变下较刚硬)。具有聚丙烯表层的类型在约15％伸长处开始达到平台，而聚乙烯基类型的值是约50％。更具体地说，拉伸曲线上约50％-300％应变范围内的斜率接近为0。例如，约0.2-0.6克/英寸/％的拉伸曲线上约50％-300％应变范围内的斜率的接近为0。一个示范性的拉伸图如图4所示。注意：膜5的平台(斜率接近为0)，对应本发明的多层弹性体膜。0-50％伸长范围内的拉伸曲线的形状的区别很明显。因为这些独特的拉伸性能，PP表层在LFEV的低端是有意义的。
具有聚丙烯表层的示范性膜具有其它区别和优点。例如，它的摩擦系数(COF)比聚乙烯基表层的低，这会为尿布生产线上的加工提供优越性。较低的COF可以使膜在一些辊上更容易滑动，避免膜内局部高应力集中。另一个优点是对膜的热熔粘合强度。对于卫生应用来说，该膜可以拉伸，非织造织物采用热熔粘合剂叠压到两面上。已经发现，热熔粘合剂可以显著佳地粘合到具有聚丙烯表层的膜上(粘结强度较高)。另一个优点是采用超声波结合时的结合强度。对于卫生应用来说，该膜可以拉伸，非织造织物采用超声波结合方式叠压到两面上。
已经制备了许多本发明的实施方式，如表2所示。表2的多层膜一般包括较高弹性，即低张力、低弹性模量、弹性体芯层夹在一对相对无弹性的表层之间。膜可以是无孔的，或有孔的。有孔膜可以采用已知方法形成孔或穿孔，例如真空形成孔、钉穿孔、冲切成孔等。具有孔及其所赋性能的实施方式ID#22、23、50、62和63属于有孔膜。正如可以看到的那样，有许多能够形成具有本发明性能的膜的组合，即：芯材料、表层材料、芯重量％、表层重量百分率、和总单位重量的组合。意外地，数个实施方式也包括负的滞后作用。该本发明多层膜实施方式的意外好的性能包括表现出在纵向上的低张力性能。
表2的多层弹性膜的多数表层是较薄的。该表层可以是能够形成基于芯性能和表层性能的所要求性能的任何厚度。如表2中的实施方式所示，表层可以基于较高的重量百分率，但是优选每个表层是10重量％或更小，或优选6重量％或更小。表层优选由聚烯烃材料构成。
定量地，表2中多层膜的实施方式具有本发明的性能，包括：具有25-300克/英寸宽范围内的LFEV、具有在纵向上测得的约50％-300％应变上斜率接近为0的拉伸曲线(斜率优选小于0.6克/英寸/％、或0.2-0.6克/英寸/％)、在300％应变处的张力小于350克/英寸、在纵向上的R1/R2为0.3-0.5、或这些性能的组合。将层数、层材料和单位重量作为彼此的函数进行选择，使得包括所选层数、层材料和单位重量的多层膜具有所要求的性能。表2的膜的独特性能使弹性膜能很容易地伸长，而且在50％-300％伸长率范围内的张力恒定。
具有本发明规定范围内的性能的多层膜对终端应用提供了所要求的弹性程度，同时，也提供了足够的硬度，以免在制膜后的某些后续加工中出现困难。除非另有说明，本文中所述的所有性能都是在纵向上测得的。即使多层膜没有预活化，即，制造多层膜本身之后的制备加工之前的多层膜的活化，也是如此。虽然在某些应用中，不需活化工序是有利的，但是根据需要，本发明的多层膜也可以进行预活化，例如以常规方式进行。
Figure G071C8035320070717D000141
Figure G071C8035320070717D000151
Figure G071C8035320070717D000161
虽然主要以吸收剂制品等形式描述了本发明，但是要明白本发明也可以适用于许多其它用途和环境中。例如，本发明尤其可以很好地适用于采用本发明膜作为腰带组分或侧板组分的一次性制品。对于本领域本领域普通技术人员而言很明显的是，在不脱离本发明精神和范围的情形下，可以对本发明进行各种变化和改变，这些变化和改变覆盖本发明所附权利要求书的范围。所有这些变化都在本发明所要求的范围内。

Claims (20)

1.一种制造多层弹性膜的方法，包括：
(a)选择非弹性聚合物，所述非弹性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯及其混合物；
(b)选择弹性聚合物，所述弹性聚合物选自烯烃嵌段共聚物；弹性体聚氨酯；乙烯共聚物；以及它们的混合物；
(c)将所述非弹性聚合物和弹性聚合物浇铸成多层膜，其中所述弹性聚合物浇铸成芯层，所述非弹性聚合物浇铸成位于芯层各侧的表层；
(d)所述浇铸的多层膜的单位重量为19.7-40.9克/平方米，两个表层总共占所述多层膜总重量的6-17.9％；
(e)所述的多层弹性膜具有25-300克/英寸范围内的LFEV。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述弹性聚合物选自苯乙烯与二烯或氢化二烯的A-B-A或A-B-A’嵌段共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯；乙烯-丙烯酸甲酯；乙烯/丙烯共聚物弹性体；乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体；以及它们的混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述的多层弹性膜具有50-250克/英寸范围内的LFEV。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述的多层弹性膜具有75-225克/英寸范围内的LFEV。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述的多层弹性膜具有75-175克/英寸范围内的LFEV。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述多层弹性膜未被活化。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述多层弹性膜被活化。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述非弹性聚合物包括聚丙烯，所述弹性聚合物包括苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物或者苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物，所述多层膜在50-300％的应变范围内具有0％的滞后作用。
9.一种多层弹性膜，包括：
(a)第一层，其包含选自以下的非弹性聚合物：聚乙烯、聚丙烯及其混合物；
(b)第二层，其包含选自以下的非弹性聚合物：聚乙烯、聚丙烯及其混合物；
(c)粘结在所述第一层与第二层之间的芯层，所述芯层包含选自以下的弹性聚合物：烯烃嵌段共聚物；弹性体聚氨酯；乙烯共聚物；以及它们的混合物；
(d)所述多层膜的单位重量为19.7-40.9克/平方米，第一层和第二层总共占所述多层膜总重量的6-17.9％；
(e)所述的多层弹性膜具有25-300克/英寸的低力弹性值。
10.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述弹性聚合物选自苯乙烯与二烯或氢化二烯的A-B-A或A-B-A’嵌段共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯；乙烯-丙烯酸甲酯；乙烯/丙烯共聚物弹性体；乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体；以及它们的混合物。
11.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述的多层弹性膜具有50-250克/英寸的低力弹性值。
12.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述的多层弹性膜具有75-225克/英寸的低力弹性值。
13.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述的多层弹性膜具有75-175克/英寸的低力弹性值。
14.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述的多层弹性膜未经活化。
15.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述的多层弹性膜被活化。
16.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述多层膜包含在300％应变处的小于350克/英寸的张力，和应力-应变曲线上50％-300％伸长范围内0.2-0.6克/英寸/％的平均斜率。
17.如权利要求9所述的多层弹性膜，其还包含紫外稳定剂。
18.如权利要求9所述的多层弹性膜，其还包含用于改进密封性质的添加剂。
19.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中周期1中100％应变情况下膜的未负荷力除以周期1中100％应变情况下膜的负荷力，所得数值大于0.15。
20.如权利要求9所述的多层弹性膜，其中所述芯层包含苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物或者苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物，所述膜的滞后作用为-1％至-5％。
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