CN101277776B - 多层非织造织物结构 - Google Patents

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Abstract

提供了包括至少一个聚合物薄膜层和至少一个非织造织物层的多层结构和由此类结构制备的产品。该聚合物薄膜层包括至少一种增粘剂树脂。该至少一种增粘剂树脂可以选自各种树脂，包括合成树脂和天然树脂，在某些实施方案中，该至少一种增粘剂树脂可以按该聚合物层的大约0.1wt％-大约50wt％的浓度存在。该聚合物薄膜层可以包括一种或多种选自各种聚合物材料的聚合物组分。示例性的聚合物材料包括聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯，但是如下文中所述，与非织造织物连接的有多种聚合物。该多层结构可以包括由各种材料制成的附加层。该结构显示有利的在聚合物层和非织造织物层之间的剥离强度性能。

Description

多层非织造织物结构
技术领域
本公开内容涉及包括至少一个聚合物薄膜层和至少一个非织造织物层的多层结构和使用此类结构制备的产品。
发明背景
包括聚合物薄膜层和非织造织物层的多层结构是本领域中已知的。用来由该薄膜层和非织造织物层制备所述结构的方法包括使用例如热轧粘合(bonding calendar)系统将薄膜层和非织造织物层熔融粘结在一起。这类示例性的方法在以下美国专利：Carroll等人的6,677,258；Mathis的6,610,163；Groitzsch等人的6,403,505；Morman等人的5,932,497和Stoller的3,988,519中进行了公开。还已知的是使用涂覆到非织造织物层上的粘合剂组合物，然后使用该粘合剂将该非织造织物层连接到薄膜层上。这类示例性的方法在以下美国专利：Zhou等人的6,774,069；Lim等人的6,187,696；Cochran的5,928,648和Degrand等人的5,807,796中进行了公开。
在各种最终用途应用(包括消费品、卫生品和医疗品)中使用这些类型的多层结构是已知的。可以由本文描述的结构制备的示例性的产品包括尿布、失禁产品和女性护理品，其中顶层由纺粘和/或熔喷的非织造织物构成，底层由聚合物薄膜层构成。
因种种原因，这些多层结构对用于制备许多最终用途产品是合乎需要的。例如，在保护性服装中，如病号服和手术服，所述多层结构帮助防止病人和医务人员之间的微生物交叉交换。同时这对于简单的聚合物结构也是适合的。该多层结构通常与简单的聚合物结构相比美学上更令人愉悦。许多有利的性能由非织造织物层引入到该多层结构中而产生。具体来说，从触觉和视觉这两个观点考虑，该非织造织物层使得有可能制备更像“布料状”的产品。
发明概述
本公开内容涉及多层结构和由此类结构制备的产品，所述多层结构包括与至少一个非织造织物层粘附的至少一个聚合物薄膜层。该聚合物层包括至少一种增粘剂树脂。该聚合物层可以通过挤出、涂覆或其它手段提供。所述至少一种增粘剂树脂可以选自各种树脂，包括合成树脂和天然树脂。该至少一种增粘剂树脂可以按该聚合物薄膜层的大约0.1wt％-大约50wt％的浓度存在。该聚合物薄膜层可以包括一种或多种选自各种聚合物材料的聚合物材料组分。示例性的聚合物材料包括聚乙烯，乙烯与其它烯烃单体的共聚物，聚丙烯和丙烯与其它烯烃单体的共聚物，和乙烯-乙酸乙烯酯。该多层结构可以包括由各种其它材料制成的附加层。
聚合物薄膜层和非织造织物层可以通过各种方法彼此粘附，包括压延，将聚合物层挤出涂覆到非织造织物层上，通过凹版涂覆、辊涂、喷涂等涂覆该聚合物层，通过将粘合剂涂覆到聚合物层上，然后通过压力或压力结合加热将其粘结到非织造织物层上。一旦彼此粘附，该聚合物层和该非织造层就显示有利的剥离强度性能。这些有利的剥离强度性能提供在使用过程中显示降低的层离倾向的多层结构。
本文描述的多层结构可以用于制备各种产品，包括消费品、卫生品和医疗服装产品。可以由该多层结构制备的示例性的产品是尿布、失禁产品、女性护理品、病号服和手术服。
附图简述
图1报道了数据并提供了本文描述的塑性体/轻质织物多层结构和对比塑性体/轻质织物多层结构的剥离强度随温度变化的图解示图。
图2报道了数据并提供了本文描述的塑性体/重质织物多层结构和对比塑性体/重质织物多层结构的剥离强度随温度变化的图解示图。
图3报道了数据并提供了本文描述的低密度聚乙烯/重质织物多层结构和对比低密度聚乙烯/重质织物多层结构的剥离强度随温度变化的图解示图。
图4报道了数据并提供了本文描述的EVA/重质织物多层结构和对比EVA/重质织物多层结构的剥离强度随温度变化的图解示图。
发明详述
本公开内容涉及多层结构和使用此类多层结构制备的产品，所述多层结构包括与非织造织物层连接的聚合物薄膜。该多层结构显示有利的性能，这使得它们可用于制备各种产品。如上所讨论，由包括聚合物层和非织造织物层的多层结构制备的产品显示各种有利的性能特性。然而，此类多层结构的显著缺点是不同的层可能由于层间的低剥离强度而层离。该低剥离强度导致该结构不适合于许多用途。
本文描述的多层结构与常规的聚合物/织物多层结构相比显示提高的聚合物薄膜层和非织造织物层间的剥离强度。
适用于包括在本文描述的多层结构的聚合物薄膜层中的聚合物材料包括至少一种选自各种聚合物的聚合物。至少一种增粘剂树脂(选自各种增粘剂树脂)也包括在本文描述的多层结构的聚合物薄膜层中。
在某些实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物层包括大约20wt％-大约99wt％所选的聚合物材料。在其它实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层包括大约30wt％-大约95wt％所选的聚合物材料。在仍然其它的实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层包括大约40wt％-大约90wt％所选的聚合物材料。
适用于包括在该聚合物薄膜层中的示例性聚合物材料是热塑性材料如聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，含乙烯的共聚物如乙烯-丙烯共聚物，含丙烯的共聚物和三元共聚物，含乙烯的三元共聚物如乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物，和它们的结合物。
适用于包括在该聚合物薄膜层中的其它示例性的聚合物材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯，其它的聚酯，包括但不限于，聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇[PETG]、聚萘二甲酸乙二醇酯[PEN]，液晶聚合物[LCP]，尼龙(包括取向尼龙)，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，热塑性聚氨酯，乙烯-乙烯醇共聚物，弹性体聚合物和它们的结合物。
适用于包括在该聚合物薄膜层中的某些具体的聚合物材料是牌号为LD 151的低密度聚乙烯；牌号为FL 218、FL 728和LD 306的EVA；牌号为EXCEED 1018CA和EXCEED 1327CA的金属茂聚乙烯；牌号为EXACT 0201H、8203的塑性体等级；和牌号为PP 4772的聚丙烯均聚物；所有这些聚合物可从ExxonMobil Chemical商购。
在某些实施方案中，所述聚合物薄膜层包括至少一种密度为大约0.86g/cm3-大约0.95g/cm3的聚乙烯材料。这种密度范围涵盖从塑性体至高密度聚乙烯的材料。该聚乙烯材料可以由不同的催化剂体系，包括金属茂和齐格勒-纳塔催化剂体系制备。该聚乙烯材料可以是线性、支化的并且可以是共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(“EVA”)、乙烯-丙烯酸(“EAA”)和乙烯-甲基丙烯酸(“EMA”)。
任何上述聚合物的共混物也被考虑用作结合到本文所述多层结构的聚合物层中的聚合物。
在某些实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层包括大约0.1wt％-大约50wt％所选的增粘剂树脂。在其它的实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层包括大约1wt％-大约30wt％所选的增粘剂树脂。在仍然其它的实施方案中，该聚合物薄膜层包括大约5wt％-大约20wt％所选的增粘剂树脂。在仍然其它的实施方案中，该聚合物薄膜层包括大约5wt％-大约10wt％所选的增粘剂树脂。
适用于包括在本文描述的多层结构的聚合物层中的增粘剂树脂包括烃类树脂、合成聚萜烯、树脂酯和天然萜烯，和它们的结合物。在某些实施方案中，增粘剂树脂在大约40℃-大约150℃的温度下软化或变成液体。在某些实施方案中，增粘剂树脂的由蒸气压渗透法测量的数均分子量小于包括在该聚合物薄膜层中的聚合物材料的数均分子量。在某些实施方案中，增粘剂树脂的数均分子量小于大约5,000。在其它的实施方案中，增粘剂树脂的数均分子量小于大约1,000。在另外的实施方案中，增粘剂树脂的数均分子量为大约500-大约1000。
在某些实施方案中，增粘剂树脂具有大约20℃-大约160℃的环球法软化点。在另外的实施方案中，增粘剂树脂具有大约40℃-大约160℃的环球法软化点。在仍然其它的实施方案中，增粘剂树脂具有大约50℃-大约160℃的环球法软化点。
可以使用各种类型的天然和合成树脂(单独地或以彼此混合物的形式)以选择为增粘剂树脂。适合的树脂包括但不限于，天然松香和松香酯，氢化松香和氢化松香酯，香豆酮-茚树脂，石油树脂，聚萜烯树脂和萜烯-酚醛树脂。适合的石油树脂的具体实例包括但不限于脂族烃类树脂，氢化脂族烃类树脂，混合脂族和芳族烃类树脂，氢化混合脂族和芳族烃类树脂，脂环族烃类树脂，氢化脂环族树脂，混合脂环族和芳族烃类树脂，氢化混合脂环族和芳族烃类树脂，芳族烃类树脂，取代的芳族烃和氢化芳族烃类树脂。本文所使用的“氢化”包括完全、基本上和至少部分氢化的树脂。适合的芳族树脂包括芳族改性的脂族树脂，芳族改性的脂环族树脂和氢化芳族烃类树脂。任何上述树脂可以接枝有不饱和酯或酸酐以为该树脂提供提高的性能。对于增粘剂树脂的其它描述，可以参考技术文献，例如，HydrocarbonResins，Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，4th Ed.v.13，pp.717-743(J.Wiley & Sons，1995)。
氢化石油树脂通常通过将热聚合的蒸汽裂化的石油馏出物馏分，尤其是沸点为20℃-280℃的馏分催化氢化来制备。这些馏分通常具有分子中含有一个或多个不饱和环状环的化合物，如环二烯、环烯和茚。将通过不饱和烃的催化聚合制备的树脂氢化也是可能的。在氢化发生之前，通常将聚合的树脂溶于饱和烃溶剂如庚烷中。可以使用的氢化催化剂包括镍，还原镍或硫化钼。氢化可以按单阶段在200℃-330℃的温度下，在大约2MPa-15MPa的压力下进行5-7小时。在滤出催化剂之后，通过蒸馏移除溶剂并将其回收用于再循环。使高质量氢化烃类树脂的产率增加的改进氢化方法在Bossaert等人的EP 0 082726中进行了描述。
适用于本文描述的应用的示例性增粘剂树脂包括可从ExxonMobil Chemical获得的EMPRTM 100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、116、117和118树脂，OPPERATM树脂和EMFR树脂；可以从Arakawa Chemical Company of Japan获得的ARKONTMP140、P125、P115、M115和M135和SUPER ESTERTM松香酯；可以从ArizonaChemical Company获得的SYLVARESTM聚萜烯树脂、苯乙烯化萜烯树脂和萜烯酚醛树脂和SYLVATACTM和SYLVALITETM松香酯；可以从CrayValley of France获得的NORSOLENETM脂族芳族树脂；可以从DRTChemical Company of France获得的DERTOPHENETM萜烯酚醛树脂和DERCOLYTETM聚萜烯树脂；可以从Eastman Chemical Company ofKingsport，Tenn.获得的EASTOTACTM树脂、PICCOTACTM树脂、REGALITETM和REGALREZTM氢化脂环族/芳族树脂；可以从Goodyear ChemicalCompany获得的WINGTACKTM树脂；可以从Eastman Chemical Company获得的PICCOLYTETM、PERMALYNTM聚萜烯树脂、松香和松香酯；可以从Neville Chemical Company获得的香豆酮/茚树脂；可以从Nippon Zeonof Japan获得的QUINTONEUTM酸改性的C5树脂、C5/C9树脂和酸改性的C5/C9树脂；和可以从Yasuhara获得的CLEARONTM氢化萜烯树脂。上述实例仅是说明性的并且决不是限制性的。
具体的增粘剂树脂包括可从ExxonMobil Chemical商购的任何E-5000系列烃类树脂；由ExxonMobil Chemical制造的任何官能化烃类树脂如EMFR-100；和由ExxonMobil Chemical制造的Oppera PR104N或113N。
在某些实施方案中，所述增粘剂树脂是经官能化的以促进与聚合物层的聚合物材料的相容性。当将极性聚合物材料用于本文描述的多层结构的聚合物层时，促进相容性是尤其重要的。示例性的极性聚合物材料包括聚酯和聚氨酯。官能化可以在双螺杆反应挤出中通过马来酸酐完成。
任何上述增粘剂树脂的结合物也被考虑用作结合到本文所述多层结构的聚合物薄膜层中的增粘剂。
在某些实施方案中，增粘剂树脂应该均匀分散在聚合物薄膜层内。大多数增粘剂树脂在形状和尺寸上是不规则的，这使得难以精确地将增粘剂树脂计量加入挤出机。增粘剂的低熔点还使得它倾向于在挤出机加料斗中过旱熔融，这使得难以将聚合物和增粘剂进料入螺杆和影响进料精确度。为了促进增粘剂树脂的均匀分布和聚合物材料与增粘剂树脂的精确比例，发现该增粘剂树脂和该聚合物材料的母料组合物是有用的。
在某些实施方案中，增粘剂树脂的母料可以包括大约5wt％-大约80wt％的增粘剂树脂。在其它的实施方案中，所述母料可以包括大约20wt％-大约60wt％的增粘剂树脂。这些实施方案中的母料的其余部分可以得自于用于聚合物薄膜层的聚合物材料。
然后通过将合适比例的母料和所选的聚合物材料进料而将该母料用于薄膜挤出或涂覆挤出机。例如，在某些实施方案中，如果该母料组合物包括50wt％的增粘剂树脂，则10wt％母料和90wt％聚合物材料的结合物将提供含5wt％增粘剂的聚合物薄膜。通过调节母料和聚合物材料的比例，可以在聚合物薄膜层中获得不同浓度水平的增粘剂树脂。可以将母料材料与聚合物树脂预先共混然后进料入挤出机加料斗，或可以将母料材料和聚合物材料作为单独的原料进料入挤出机，使得更容易调节该增粘剂在聚合物薄膜层中的含量。
在某些实施方案中，根据所需的比例称量聚合物材料和增粘剂树脂并装入混合器如鼓式拌合机、胶凝材料混拌器或设计用来共混固体颗粒材料的任何低强度混合设备。在该共混物已经达到均匀阶段之后，将该混合物装入配混设备的加料斗或进料机。所述配混设备可以包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或通常用于配混工业的任何其它熔融共混设备如Banbury、FCM(“Farrel Continuous Mixer”)等。
包括增粘剂树脂的聚合物薄膜层可以包括加工助剂或无机微粒如二氧化钛或空隙引发剂以提高基材的白度或颜色或提高抗粘连性能。示例性的空隙引发剂和技术在美国专利Su等人的5,885,721和Su等人的6,168,826中进行了公开。其它的示例性添加剂是本领域中熟知的滑爽剂、抗粘连剂和抗静电剂并且用来改进基材的功能性和性能。此外，如此前所提及，基材可以是镀金属的。
在某些实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层具有大约5μm-大约80μm的厚度。在其它的实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层具有大约20μm-大约40μm的厚度。在仍然其它的实施方案中，本文描述的多层结构的聚合物薄膜层具有大约25μm-大约30μm的厚度。
本文描述的多层结构的聚合物薄膜层可以通过各种方法制备。例如，可以通过简单的挤出技术及其它较简单的聚合物薄膜层制备技术制备聚合物薄膜层。在其它的实施方案中，可以通过更复杂的挤出和取向方法制备聚合物薄膜层。适合的聚合物薄膜层包括由许多方法中的任一种制成的取向和热吹塑薄膜。取向聚合物薄膜层可以按各种方法制造，包括双轴取向、纵向取向(MDO)、双重鼓泡(doublebubble)、纵向和横向同时取向(LISIM
Figure 2006800366473_0
)、带鼓泡(tape bubble)、捕集鼓泡(trapped bubble)或拉幅机拉幅。使用线性电动机直接推动拉幅机夹具以进行纵向和横向同时取向在Hommes等人的美国专利4,853,602中进行了公开。
还可以通过吹塑薄膜和挤出涂覆方法制备聚合物薄膜层。在吹塑薄膜方法中，经由环形模头挤出熔融聚合物材料。熔融聚合物I成形为通过捕集在该气泡中的空气膨胀的管状气泡形式。该膨胀增加气泡直径并因此降低薄膜厚度，此外还在横向上将该聚合物取向。还通过收卷机的引出速度控制薄膜厚度。在流延薄膜方法中，将熔融聚合物沉积到旋转骤冷辊上。在该骤冷辊上将聚合物骤冷并形成薄膜。通过旋转骤冷辊的速度和卷取速度控制薄膜的厚度。
在挤出涂覆方法中，将来自模头的熔融聚合物材料沉积到基材如非织造织物上。在由两个辊子形成的辊隙间压制热聚合物薄膜和基材。可以将该辊子骤冷并且该辊子中的一个可以是金属或橡胶辊。该压力和冷却用来将薄膜粘结到基材上。
在某些实施方案中，聚合物薄膜层是涂层。在这些实施方案中，可以通过将聚合物材料作为溶于溶剂中的涂料涂覆而将聚合物薄膜层施加到非织造织物层上。可以通过工艺技术如凹版涂覆、辊涂、喷涂等涂覆此类涂层。通常应该以满足该非织造织物层的表面上将沉积光滑、均匀分布的层的量涂覆该涂料组合物。在某些实施方案中，按足以在非织造织物层上提供大约10g/m2-大约100g/m2聚合物材料的层的浓度涂覆涂料组合物。在其它的实施方案中，按足以在非织造织物层上提供大约10g/m2-大约50g/m2聚合物材料的层的浓度涂覆涂料组合物。在附加的实施方案中，按足以在非织造织物层上提供大约15g/m2-大约40g/m2聚合物材料的层的厚度涂覆涂料组合物。在仍然其它的实施方案中，按足以在非织造织物层上提供大约20g/m2-大约30g/m2聚合物材料的涂层的厚度涂覆涂料组合物。
当然，选择用来制备聚合物层的方法由以下确定：层的所需性能和可获得的不同制备技术的可利用性，将聚合物薄膜层连接到非织造织物层上的方式，和成本。
本文描述的多层结构的非织造织物层可以包括各种非织造织物材料。该非织造织物层可以是多层结构。此类结构可以包括纺粘层、熔喷层和由各种聚合物制成的薄膜层的任何组合。例如，非织造织物层可以是聚丙烯纺粘或聚丙烯纺粘/熔喷/纺粘复合织物。
在某些实施方案中，本文描述的多层结构的非织造织物层包括大约10wt％-大约95wt％所选的非织造织物。在其它的实施方案中，本文描述的多层结构的非织造织物层包括大约30wt％-大约60wt％所选的非织造织物。在仍然其它的实施方案中，本文描述的多层结构的非织造织物层包括大约40wt％-大约50wt％所选的非织造织物。
适合的非织造织物包括由聚烯烃纤维的共混物、其它纤维构成、或由聚烯烃纤维和其它纤维构成的纺粘纤维网、熔喷纤维网、纱布(scrim)、梳理纤维网、闪纺纤维网、和非织造薄片。该非织造织物层可以是由各种非织造织物的任何结合物构成的复合织物如纺粘/熔喷/纺粘织物。在某些实施方案中，可以使用聚烯烃纤维或其它合成纤维的纤维网，因为它们提供各种合乎需要的性能，包括良好的透气性、挠性、柔软性和强度。
用来制备非织造织物层的纤维可以由任何适合的方法制造，包括纺丝(包括熔体和溶液纺丝(包括纺粘))、熔喷、切膜成纤和薄膜原纤化。纺粘方法广泛地用来制备非织造织物。纺粘非织造织物可以包括尺寸为大约10μm-大约30μm的纤维和织物的重量为大约10g/m2至数百g/m2。熔喷方法也用来制备纤维直径为小于1μm至大约10μm的非织造织物。如果将熔喷纤维沉积在纺粘织物的顶部上，熔喷织物的基重可以低到数克，而对于作为擦拭产品和吸附产品的那些应用，该基重可以达到数百克。也可以通过纺粘和熔喷方法的组合制备非织造织物以在线制造纺粘/熔喷/纺粘复合织物。使用常规的纤维纺丝来制备短纤维，然后将所述短纤维梳理和热粘结以制备非织造织物。溶液纺丝、冲洗纺丝(flush spinning)及其它纤维制备方法也可以用来制备用于本文描述的结构的非织造织物层的非织造织物。
用来制备非织造织物的纤维可以由各种聚合物材料制备。用来制备非织造织物的适合的示例性聚合物材料包括丙烯均聚物和共聚物，聚酯均聚物和共聚物，尼龙树脂，和乙烯均聚物和共聚物。该非织造织物材料可以是单组分或多组分材料。例如，非织造织物也可以是双组分非织造织物。示例性的双组分非织造织物是包括与聚乙烯壳层相结合的聚丙烯芯层的层状物或包括与聚乙烯或聚丙烯壳层粘附的聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)芯层的层状物。聚乙烯层通常在非织造织物中用来提供更软的感觉。
在示例性的实施方案中，在非织造织物层的制备中使用的纤维由36MFR聚丙烯均聚物制备，该聚丙烯均聚物可从ExxonMobil以名称PP3155商购。
在某些实施方案中，非织造织物层可以具有使得该非织造织物层具有大约10g/m2-大约500g/m2的重量的密度和厚度。在其它的实施方案中，非织造织物层可以具有使得该非织造织物层具有大约15g/m2-大约100g/m2的重量的密度和厚度。在附加的实施方案中，非织造织物层可以具有使得该非织造织物层具有大约20g/m2-大约60g/m2的重量的密度和厚度。
如上所讨论，通过将聚合物薄膜层和非织造织物层连接制备多层结构。在一个实施方案中，通过压延方法将聚合物薄膜层和非织造织物层连接。在压延方法中，将薄膜和非织造织物进料入由加热的金属辊和加压辊如橡胶辊形成的辊隙中。该压力和热引起薄膜和非织造织物粘结和形成复合网幅。温度、压力和生产线速度影响两个网幅的粘结性能。然而，聚合物层和非织造织物层的性能也显著地影响该两种材料的粘结特性。在其它的实施方案中，可以通过将聚合物薄膜层挤出涂覆到非织造织物层上而将该聚合物薄膜层和非织造织物层连接在一起。在挤出涂覆方法中，将熔融聚合物的幕帘沉积到非织造织物层上。非织造织物可以在线制备(如在纺粘生产线中)或从成品非织造织物的卷材上展开。在将熔融聚合物材料沉积在非织造织物上之后，让该复合材料穿过由金属辊和橡胶辊形成的辊隙。所施加的压力引起熔融聚合物与非织造织物粘附并防止层离。
可以通过其它方法如超声波焊接、粘合剂粘结和它们的组合将薄膜和非织造织物连接。
可以在包括聚合物层和非织造织物层的多层结构中提供附加层。该附加层可以是附加的非织造层和/或聚合物层。例如，可以提供附加层来提高多层结构的阻隔性能。附加层还可以用来为多层结构提供不同的颜色或改变该结构的其它光学性能。
在某些实施方案中，所述多层结构包括大约0.1wt％-大约50wt％的聚合物层和大约50wt％-大约99.9wt％的非织造织物层。在其它的实施方案中，所述多层结构包括大约5wt％-大约50wt％的聚合物层和大约50wt％-大约95wt％的非织造织物层。在附加的实施方案中，所述多层结构包括大约10wt％-大约50wt％的聚合物层和大约50wt％-大约90wt％的非织造织物层。
实验评价
在下列实施例中的每一个中，制备了本文描述的多层结构。该多层结构包括聚合物层和非织造织物层。每种结构的聚合物层包括所述的增粘剂树脂。在对比多层结构的每个实施例中，制备了不含增粘剂树脂的对比聚合物层。在所制备的每种结构中，使用热封棒来模拟压延过程将聚合物层(层B)的第一表面与非织造织物层层压。此外，在所制备的每种结构中，将聚合物薄膜层(层B)与第二薄膜层(层A)共挤出以致该第二薄膜层(层A)与该聚合物薄膜层(层B)的第二表面粘结。在温度范围内测定每种结构中的聚合物薄膜层(层B)和非织造织物层之间的剥离强度。
在所有实施例中，通过使用共挤出吹塑薄膜工艺制备薄膜层(层A)和本文描述的聚合物薄膜层(层B)来制备厚度为30μm(1.2密耳)的两层薄膜结构。通过主挤出机制备的层A占该两层薄膜结构厚度的75％。层A的聚合物材料是可从ExxonMobil Chemical以名称Exceed1018CA商购的1MI，0.918g/cm3密度聚乙烯。层B是通过卫星(satellite)挤出机制备的并且占该两层薄膜结构厚度的25％。层B的组成如下面实施例中所示。与层A相对的层B的表面与纺粘非织造织物层粘结。在其中层B是聚合物材料和增粘剂树脂的结合物的结构中，在供给该卫星挤出机之前将该两种组分预先共混并在单螺杆挤出机中配混并造粒。
在位于Textile and Nonwoven Development Center(位于University of Tennessee)的纺粘生产线中制备纺粘非织造织物层。该纺粘生产线由Reifenhauser GmbH & Co.of Troisdorf，Germany制造。该纺粘织物由可从ExxonMobil Chemical以名称PP 3155商购的聚丙烯均聚物制备。该纺粘层具有对应于15g/m2的厚度和密度。在以下实施例的某些中还使用42g/m2的更重基重的织物，如所示。
使用0.953cm宽和12.7cm长的加热的热封棒，在105℃-135℃的温度范围内将纺粘非织造织物层和层B的层彼此粘结。该热封棒产生一条大约0.953cm宽和12.7cm长的粘结区域。该热封机由ThellerHeat Sealing System，Model PC制造。为了试验该粘结强度，从该粘结的织物样品上切下2.5cm宽和10.16cm长的长条，其中该长度方向与该12.7cm粘结棒尺寸垂直。因此，该粘结区域仅在试验长条的中部。为了试验粘接强度或剥离力，将该试验长条安装在拉力试验机上。将该聚合物薄膜层附接到一个夹具上，将该纺粘非织造织物层的未粘结表面附接到另一个夹具上。将该聚合物薄膜层和非织造织物层分离的力记录为剥离力。
实施例1
在这一实施例中，层B包括90wt％熔体指数为1和密度为0.902g/cm3并且可从ExxonMobil Chemical以名称Exact 0201HS商购的乙烯塑性体。层B还包括10wt％马来酸酐官能化的烃类树脂。在粘结实验期间，层B与纺粘织物接触。以同样方式制备对比多层结构，不同之处在于该聚合物层B仅包含Exact 0201HS乙烯塑性体。织物和聚合物薄膜层的粘结强度或剥离强度按上述方式测定。图1报道了在粘结实验期间使用的温度范围内两种结构的剥离强度。
实施例2
在这一实施例中，如实施例1制备本文描述的多层结构和对比多层结构，不同之处在于每种结构中的非织造织物纺粘层具有与实施例1的所述结构的非织造织物层不同的基重。在这一实施例中，该非织造织物层具有对应于42g/m2的厚度和密度。织物和聚合物薄膜层的粘结强度或剥离强度按上述方式测定。图2报道了在105℃-135℃的温度范围内两种结构的剥离强度。
实施例3
在这一实施例中，层A与实施例1中的层A相同。层B包括90wt％密度为0.918g/cm3和熔体指数为1并且可从ExxonMobil Chemical以名称Exceed 1018 CA商购的低密度金属茂催化的聚乙烯。层B还包括10wt％马来酸酐官能化的烃类树脂。以同样方式制备对比多层结构，不同之处在于层B仅包含该Exceed 1018 CA低密度金属茂催化的聚乙烯。织物和聚合物薄膜层的粘结强度或剥离强度按上述方式测定。图3报道了在温度范围内两种结构的剥离强度。
实施例4
在这一实施例中，聚合物薄膜层的层A与实施例1中的层A相同。层B包括90wt％可从ExxonMobil Chemical Company以名称LD306.38商购的EVA聚合物，该EVA聚合物具有为2的熔体指数和5％VA。层B还包括10wt％马来酸酐官能化的烃类树脂。该非织造织物纺粘层具有对应于42g/m2的厚度和密度。以同样方式制备对比多层结构，不同之处在于层B仅包含LD306.38。织物和聚合物薄膜层的粘结强度或剥离强度按上述方式测定。图4报道了在温度范围内两种结构的剥离强度。
可以看出，将增粘剂树脂添加到聚合物层中显著地改进了包括聚合物薄膜层和非织造织物层的多层结构的剥离强度。还应指出，在试验期间，含10wt％烃类树脂的薄膜在较低的温度下显示粘结引发。这可以通过比较在恒定剥离力下的粘结温度来证实。结果表明，当层B包含10％烃类树脂时，可以在更低的粘结温度下获得相同的剥离力。在较低的温度下粘结的能力在用来制备本文描述的多层结构的许多工艺中是有利的。例如，在挤出涂覆工艺中，聚合物层和非织造织物层之间的接触时间在辊隙中非常短暂，在更低的温度下粘结使得该工艺能够在更高的生产线速度下运行并提高生产率。此外，一些基材可能不能耐受高温，因此较低的粘结温度使得本文所述的多层结构的制备与常规多层结构相比能够采用更宽种类的材料。
对于本文给出的各种范围，列举的任何上限当然可以与任何下限结合用于所选的子范围。
本文涉及的所有专利和出版物(包括优先权文件和试验程序)据此以其整体引入作为参考。
尽管已经详细地描述了本发明及其优点，但是应当理解在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以作出各种变化、替换和改变。

Claims (17)

1.多层结构，包括：
(i)具有第一表面、第二表面的第一聚合物薄膜层，该第一聚合物薄膜层包含40wt％-90wt％的具有0.86g/cm3-0.95g/cm3的密度的乙烯-乙酸乙烯酯和5wt％-10wt％的脂环族烃类树脂，该脂环族烃类树脂具有50℃-160℃的环球法软化点和500-1000的数均分子量，其中该脂环族烃类树脂接枝有不饱和酯或酸酐；和
(ii)包含10wt％-95wt％的非织造织物的与该第一聚合物薄膜层的第一表面连接的非织造织物层；
其中该非织造织物层与该第一聚合物薄膜层的第一表面连接和至少一个附加层与该第一聚合物薄膜层的第二表面连接。
2.权利要求1的多层结构，其中该非织造织物由选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯、尼龙以及它们的结合物和共聚物的材料构成。
3.权利要求1的多层结构，其中该非织造织物层包含由聚丙烯、聚乙烯、聚酯和它们的结合物构成的纺粘或熔喷织物。
4.权利要求1的多层结构，其中该至少一个附加层是与该聚合物薄膜层的第二表面连接的薄膜层。
5.权利要求1的多层结构，其中该非织造织物层具有10g/m2-500g/m2的重量。
6.权利要求1-5中任一项的多层结构，其中该第一聚合物薄膜层是涂层。
7.权利要求6的多层结构，其中该涂层具有10g/m2-100g/m2的厚度。
8.多层结构的制备方法，包括：
(i)提供具有第一表面、第二表面的第一聚合物薄膜层，该第一聚合物薄膜层包含40wt％-90wt％的具有0.86g/cm3-0.95g/cm3的密度的乙烯-乙酸乙烯酯和5wt％-10wt％的脂环族烃类树脂，该脂环族烃类树脂具有50℃-160℃的环球法软化点和500-1000的数均分子量，其中该脂环族烃类树脂接枝有不饱和酯或酸酐；
(ii)提供包含10wt％-95wt％的非织造织物的非织造织物层；
(iii)提供至少一个附加层，
(iv)将该第一聚合物薄膜层的第一表面与该非织造织物层连接；和
(v)将该第一聚合物薄膜层的第二表面与该至少一个附加层连接。
9.权利要求8的方法，其中该非织造织物由选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯、尼龙以及它们的结合物和共聚物的材料构成。
10.权利要求8的方法，其中通过选自压延、超声波焊接和它们的组合的方法将该非织造织物层连接到该第一聚合物薄膜层上。
11.权利要求8的方法，其中该非织造织物层包含由聚丙烯、聚乙烯、聚酯和它们的结合物构成的纺粘或熔喷织物。
12.权利要求8的方法，其中该至少一个附加层是与该聚合物薄膜层的第二表面连接的薄膜层。
13.权利要求8的方法，其中通过将该至少一个附加层和该第一聚合物薄膜层共挤出而将该至少一个附加层连接到该第一聚合物薄膜层的第二表面上。
14.权利要求8的方法，其中该非织造织物层具有10g/m2-500g/m2的重量。
15.权利要求8的方法，包括将该第一聚合物薄膜层涂覆在该非织造织物层上以形成涂层。
16.权利要求15的方法，其中该涂层具有10g/m2-100g/m2的厚度。
17.权利要求8-16中任一项的方法，其中通过将包含该脂环族烃类树脂和该乙烯-乙酸乙烯酯的母料与该乙烯-乙酸乙烯酯共混而将该脂环族烃类树脂提供在该第一聚合物薄膜层中。
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