CN102264972A - 用于形成包括交联弹性膜的弹性层压品的方法 - Google Patents

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J·A·V·D·斯奎拉
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Abstract

本发明提供一种用于形成由包含交联弹性膜和非织造面层的层压品形成的弹性复合材料的方法。

Description

用于形成包括交联弹性膜的弹性层压品的方法
背景技术
弹性复合材料一般被结合至产品(如尿布、训练裤、衣服等等)中，以提高它们更好地贴合身体轮廓的能力。例如，弹性复合材料可以由弹性膜和非织造面层形成。目前可利用的弹性材料范围内，在中等性能和高性能的弹性材料之间存在空白。例如，与具有较低应力松弛的SpandexTM或LycraTM基材料相比，基于苯乙烯SEBS聚合物的材料通常提供具有相对高的应力松弛的中等性能的材料。然而，与苯乙烯嵌段共聚物相比，SpandexTM和LycraTM材料更贵。尽管如此，由昂贵的弹性材料表现出的更好的弹性性能是期望的。
因而，当前对有成本效益的弹性复合材料存在需要，所述弹性复合材料由轻量级和低强度的非织造面层形成，并且还表现出接近更贵的高性能弹性材料的弹性性能。
发明内容
根据本发明的一个实施例，公开了一种用于形成弹性复合材料的方法。所述方法包括：将弹性体芯层组合物和可以有的第一表层组合物直接挤出到第一非织造面层的表面形成第一膜/非织造层压品，所述第一膜/非织造层压品的特征是所述弹性芯层直接接合至第一非织造面层或者通过置入可以有的第一表层而间接接合至第一非织造面层。在制备第一膜/非织造层压品之后，暴露的弹性体芯层组合物被交联以提高弹性性能。第二面层随后被层压至所述第一膜/非织造层压品的暴露的弹性体芯层。所述第二面层可以包括非织造面层，以及可以有的膜层。所述可以有的膜层可以包括如在第一膜/非织造层压品中的表层或芯层。所述第一膜/非织造层压品的暴露的交联芯层和暴露的第二面层被布置成面对面的关系。然后所述第一和第二膜/非织造层压品被接合在一起。
根据另一个实施例，公开了另一种形成弹性复合材料的方法。所述方法包括以下步骤：将热塑性组合物直接挤出到第一非织造物的表面形成第一膜，其中所述热塑性组合物包括可交联的弹性聚合物；使所述第一膜接合至所述第一非织造物形成层压品；交联所述可交联的弹性聚合物；以及随后将所述第一膜直接连接到第二面层，所述第二面层包含第二非织造物。在一个方案中，所述第二面层包括第二膜，其中所述第一膜被直接放置和接合到所述第二膜。
在一个实施例中，所述第一非织造物可以具有约45克/平方米或更小的基重，以及在横向于制造方向的方向上约350克力/英寸或更小的最大负荷。在另一个实施例中，所述第一非织造物可以是熔喷纤网。在进一步的实施例中，所述第一非织造物可以包括聚乙烯聚合物。
在一个实施例中，所述第一膜包括弹性层和热塑性层，其中所述热塑性层布置在所述第一非织造物和所述弹性层之间。在另一个实施例中，所述弹性层包括所述可交联的弹性聚合物。
在另一个实施例中，所述第二面层可以包括聚丙烯聚合物。
本发明的其它特征和方面将在下面进行更详细的描述。
附图说明
本发明的完整而能实现的内容，包括对本领域技术人员而言最佳的实施方式，在参照附图的本说明书的其余部分作了更详细的阐述，其中：
图1示意性地示出了用于形成根据本发明的一个实施例的复合材料的方法；以及
图2为本发明的复合材料的一个实施例的横截面图。
在说明书和附图中重复使用的附图标记旨在代表本发明的相同或相似特征或元件。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的多个实施例，以下列出这些实施例的一个或多个实例。各实例仅以说明方式提供，并不限制本发明。事实上，在不背离本发明范围或精神的情况下，对于本领域技术人员来说可以在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征，可以用于另一个实施例而产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖这样的修改和变化。
一般而言，本发明涉及由层压品构成的弹性复合材料，所述层压品包含交联的弹性膜和优选在横向于制造方向的方向(“CD”)上具有低强度的轻量级非织造面层。“横向于制造方向的方向”或“CD”是指垂直于生产材料方向的方向。“制造方向”是生产材料的方向。由于面层的低强度，弹性膜优选具有足以增强所得到的复合材料的强度的厚度和重量。在这方面，在所述弹性复合材料中可以使用由非织造面层和任选的热塑性膜形成的第二面层来赋予该复合材料增加的强度。所述第二面层的任选的膜和面层可以由与第一层压品的膜和面层相同或不同的材料形成。无论如何，所述层压品被布置成使得在成品复合材料中弹性膜和热塑性膜为面对面的关系。在以面对面关系放置所述膜/非织造层压品和第二面层材料之前，所述弹性芯膜被交联。在以面对面关系放置层压品之前交联弹性芯以在弹性芯中形成更有效的交联，并且减少了层压品中的其它组分暴露于交联过程。在交联之后，并且在将膜/非织造层压品和第二面层材料以面对面关系放置之后，这些材料可以在光压下\在常规热轧粘合工艺下、通过使用粘合剂、通过开槽辊等等容易地固结在一起。
在这方面，将更详细地描述本发明的多个实施例。
I.第一层压品
A.非织造面层
如上所述，第一层压品的非织造面层通常为轻量级的并且在横向于制造方向的方向(“CD”)具有低强度，其增加了复合材料的弹性，并且在其制造中还明显节约了成本。更具体地，基重可以为约45克/平方米或更小，在一些实施例中为约1克/平方米至约30克/平方米，以及在一些实施例中为约2克/平方米至约20克/平方米。同样地，非织造面层在横向于制造方向的方向(“CD”)上具有的最大负荷为约350克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施例中为约300克力/英寸或更小，在一些实施例中为约50克力/英寸至约300克力/英寸，在一些实施例中为约60克力/英寸至约200克力/英寸，以及在一些实施例中为约75克力/英寸至约200克力/英寸。若需要，非织造面层还可以沿制造方向(“MD”)具有低强度，例如沿制造方向的最大负荷为约3000克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施例中为约2500克力/英寸或更小，在一些实施例中为约50克力/英寸至约2000克力/英寸，以及在一些实施例中为约100克力/英寸至约1500克力/英寸。
非织造面层通常为具有置于中间的(但不是以像在针织物中那样可识别的方式)独立纤维或丝线结构的纤网。合适的非织造面层的实例包括但不限于熔喷纤网、纺粘纤网、固结梳理纤网、气流成网纤网、同成形纤网、水力缠结纤网、以及它们的组合等等。非织造面层可以由已知的多种工艺形成，如熔喷、纺粘、梳理、湿法成网、气流成网、水力缠结、同成形等等。
熔喷纤网或面层是由这样的工艺形成的非织造纤网，即是指以熔丝的形式从许多细小的、通常是圆形的模板毛细孔中挤出的熔融热塑性材料到高速气(如空气)流中形成的纤维，该高速气流使熔融的热塑性材料纤维变细以降低它们的直径，可以降低到微纤维直径。之后，熔喷纤维由高速气流携带并堆积在收集面上，从而形成随机分布的熔喷纤维网。这种工艺在例如Butin等人的美国专利US3,849,241中公开，其通过引用整体结合入本文。例如，在一个特定实施例中，非织造面层为包含“微纤维”的熔喷面层，其中微纤维的平均尺寸为约15微米或更小，在一些实施例中为约0.01微米至约10微米，以及在一些实施例中为约0.1微米至约5微米。
纺粘纤网或面层是包含小直径的、基本连续的纤维的非织造纤网。这些纤维如此形成，即将熔融的热塑性材料从喷丝板的许多细小的且通常是圆形的毛细孔中挤出，其中这些挤出长丝的直径然后如通过抽拉丝机构和/或其它已知的纺粘机构被迅速减小形成纤维。纺粘纤网的生产方法在以下专利中进行了描述和说明，如Appel等人的美国专利US4,340,563，Dorschner等人的美国专利US3,692,618，Matsuki等人的专利US3,802,817，Kinney的专利US3,338,992和US3,341,394，Hartman的美国专利US3,502,763，Levy的美国专利US3,502,538、Dobo等人的美国专利US3,542,615和Pike等人的美国专利US5,382,400，上述专利的内容通过引用整体结合入本文。当纺粘纤维沉积到收集面上时，它们通常不是粘性的。纺粘纤维的直径通常为约10微米至约20微米。
可以用于形成非织造面层的聚合物可以包括，例如聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等等；聚四氟乙烯；聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯等；聚醋酸乙烯酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚胺酯；聚乳酸；它们的共聚物；它们的混合物；等等。在一个实施例中，非织造面层包括在暴露于电磁辐射时交联的聚乙烯聚合物。应当指出的是，聚合物还可以包含其它添加剂，如赋予纤维期望的性能的加工助剂或处理组合物、残留量的溶剂、颜料或着色剂、等等。
单组分和/或多组分纤维可以被用于形成非织造面层。用于形成多组分纤维的多种方法在Taniquchi等的美国专利US4,789,592、Strack等的美国专利US5,336,552、Kaneko等的美国专利US5,108,820、Kruege等的美国专利US4,795,668、Pike等的美国专利US5,382,400、Strack等的美国专利US5,336,552、以及Marmon等的美国专利US6,200,669中有所描述，其为了全部目的整体引入本文作为参考。具有多种不规则形状的多组分纤维还可以如此形成，如Hogle等的美国专利US5,277,976、Hills的美国专利US5,162,074、Hills的美国专利US5,466,410、Largman等的美国专利US5,069,970、以及Largman等的美国专利US5,057,368所述，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。
用于形成非织造面层的纤维的期望的旦数可以随所需的应用而变化。一般地，形成的纤维具有单丝旦数(即线密度的单位，相当于每9000米纤维以克为单位的质量)小于约6，在一些实施例中小于约3，在一些实施例中为约0.5至约3。
虽然并非必需的，非织造面层可以使用任何一种常规技术来被任选地固结，如使用粘合剂的技术或自生技术(如无需施加外部粘合剂的纤维的熔合和/或自粘合)。合适的自生固结技术可以包括超声接合、热接合、热风式接合、热轧式接合等等。需要的温度和压力可以随许多因素改变，这些因素包括但不限于图案接合区、聚合物特性、纤维特性和非织造物特性。例如，面层可以通过一般无图案(即光滑的)的两个辊之间形成的辊隙。以这种方式，仅有少量的压力被施加于材料以将它们轻轻地固结在一起。并不打算受理论所限制，本发明的发明人认为这种轻轻固结的材料可以保持更大程度的可伸展性，从而增加所获得复合材料的弹性和可伸展性。例如，辊间压力可以为约0.1磅/线英寸至约20磅/线英寸，在一些实施例中为约1磅/线英寸至约15磅/线英寸，以及在一些实施例中为约2磅/线英寸至约10磅/线英寸。同样地，一个或多个辊的表面温度可以为约15℃至约60℃，在一些实施例中为约20℃至约50℃，以及在一些实施例中为约25℃至约40℃。
在层压至本发明的膜之前，非织造面层还可以沿制造方向和/或横向于制造方向的方向被拉伸。合适的拉伸技术可以包括颈缩、拉幅、槽辊拉伸等等。例如，面层可以被颈缩，如Morman的美国专利US5,336,545、US5.226.992、US 4.981.747和US4.965.122，以及Morman等的美国专利申请公开No.2004/0121687。或者，在层压至膜之前，非织造面层可以在至少一个方向上保持为相对不可伸展的。在这样的实施例中，在层压至膜之后，非织造面层可以任选地沿一个或多个方向被拉伸。面层还可以经历其它已知的加工步骤，如开孔、热处理等等。
B.弹性膜
第一层压品的弹性膜由一种或多种可熔融加工的(即热塑性的)弹性聚合物形成。本发明中通常可以使用很多种热塑性弹性聚合物中的任何一种，如弹性聚酯、弹性聚胺酯、弹性聚酰胺、弹性共聚物、弹性聚烯烃等等。例如，在一个实施例中，可以利用基本上无定形的嵌段共聚物，其包含单烯基芳烃和饱和共轭双烯嵌段。这种嵌段共聚物在本发明中是特别有用，这是由于它们高的弹性和粘性，其增强了膜接合至非织造面层的能力。
单烯基芳烃嵌段可以包括苯乙烯及其类似物和同系物，如邻-甲基苯乙烯；对-甲基苯乙烯；对-叔丁基苯乙烯；1，3-二甲基苯乙烯对-甲基苯乙烯等等，以及其它单烯基多环芳基化合物，如乙烯基萘；乙烯基蒽等等。优选的单烯基芳烃是苯乙烯和对-甲基苯乙烯。共轭双烯嵌段可以包括共轭双烯单体的均聚物、两个或更多共轭双烯的共聚物、以及一个或多个双烯与另一个单体的共聚物，其中所述嵌段主要是共轭双烯单元。优选地，共轭双烯包含4至8个碳原子，如1，3-丁二烯(丁二烯)；2-甲基-1，3-丁二烯；异戊二烯；2，3-二甲基-1，3-丁二烯；1，3-戊二烯(戊间二烯)；1，3-己二烯等等。单烯基芳烃(如聚苯乙烯)嵌段的量可以变化，但是一般占共聚物的约8重量％至约55重量％，在一些实施例中为约10重量％至约35重量％，以及在一些实施例中为约15重量％至约25重量％。合适的嵌段共聚物可以包含，数均分子量为约5,000至约35,000的单烯基芳烃端嵌段，以及数均分子量为约20,000至约170,000的饱和的共轭双烯中嵌段。嵌段聚合物的总数均分子量可以为约30,000至约250,000。
特别合适的热塑性弹性共聚物可购自位于德克萨斯州休斯顿的Kraton Polymers LLC公司，其商标为
Figure BDA0000071383980000061
聚合物包括苯乙烯-双烯嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯及其混合物等等。
Figure BDA0000071383980000062
聚合物还包括由选择加氢的苯乙烯-双烯嵌段共聚物形成的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物。这种苯乙烯-烯烃嵌段共聚物的实例包括苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯及其混合物等等。这些嵌段共聚物可以具有直线形、放射形或星形的分子构型。特殊的
Figure BDA0000071383980000071
嵌段共聚物包括以商品名G 1652、G 1657、G 1730、MD6673和MD6973出售的那些。多种合适的苯乙烯嵌段共聚物在美国专利US4,663,220、US4,323,534、US4,834,738、US5,093,422和US5,304,599号中有所描述，上述专利为全部目的整体引入本文作为参考。其它市售的嵌段共聚物包括购自日本冈山的Kuraray Company，Ltd.，商标为
Figure BDA0000071383980000072
的S-EP-S弹性共聚物。还有其它合适的共聚物包括购自位于德克萨斯州休斯顿的DexcoPolymers公司，商标为
Figure BDA0000071383980000073
的S-I-S和S-B-S弹性共聚物。还有合适的是由A-B-A-B四嵌段共聚物组成的聚合物，如在Taylor等的美国专利US5,332,613中所描述的，上述专利所有目的在此整体引入本文作为参考。这种四嵌段共聚物的一个实例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(“S-EP-S-EP”)嵌段共聚物。
当然，其它热塑性弹性聚合物也可以用于单独地或者与嵌段共聚物一起形成所述膜。例如，可以使用的半结晶聚烯烃具有或能够显示基本上规则的结构。示例性半结晶聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、及其混合物和共聚物。在一个特定的实施例中，使用的聚乙烯是乙烯和α-烯烃如C3-C20α-烯烃或C3-C12α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃可以为线性的或支化的(如一个或多个C1-C3烷基支链或芳基基团)。具体的实例包括1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3，3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；以及苯乙烯。用于本发明的优选聚乙烯是乙烯基的共聚物塑性体，商品名为EXACTTM，购自位于德克萨斯州休斯顿的ExxonMobil化学公司。其它合适的聚乙烯塑性体商品名为ENGAGETM和AFFINITYTM，购自位于密歇根州米德兰的陶氏化学公司。还有其它合适的乙烯聚合物商品名为DOWLEXTM(LLDPE)和ATTANETM(ULDPE)，购自陶氏化学公司。其它合适的乙烯聚合物在Ewen等的美国专利US4,937,299；Tsutsui等的美国专利第US5,218,071；Lai等的美国专利US5,272,236；以及Lai等的美国专利US5,278,272，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。
当然，本发明决不限于使用乙烯聚合物。例如，丙烯塑性体同样适合用于所述膜。合适的塑性丙烯聚合物可以包括，例如丙烯的共聚物或三元聚合物，包括丙烯和α-烯烃(如C3-C20)的共聚物，所述α-烯烃例如乙烯、1-丁烯、2-丁烯、各种戊烯同分异构体、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、乙烯环己烯、苯乙烯等等。合适的丙烯聚合物以商品名VISTAMAXXTM购自位于德克萨斯州休斯顿的ExxonMobil Chemical Co公司；以商品名F1NATM(如8573)购自位于比利时Feluy的Atofina Chemicals公司；以商品名TAFMERTM购自Mitsui Petrochemical Industries；以及以商品名VERSIFYTM购自位于密歇根州米德兰的陶氏化学公司。合适的丙烯聚合物的其它实例在Datta等的美国专利US6,500,563；Yang等的美国专利US5,539,056；以及Resconi等的美国专利US5,596,052中有所描述，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。
多种已知技术中的任何一种通常可以被用于形成半结晶聚烯烃。例如，烯烃聚合物可以使用自由基或配位催化剂(如Ziegler-Natta)形成。优选地，烯烃聚合物由单点配位催化剂如茂金属催化剂形成。
当然，除弹性聚合物外，一般也可以使用无弹性的热塑性聚合物，只要它们不会不利地影响复合材料的弹性。例如，热塑性组合物可以包含其它聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯等等)。在一个实施例中，热塑性组合物可以包含附加的丙烯聚合物，如均聚丙烯或丙烯的共聚物。例如，附加的丙烯聚合物可以由基本上全同立构的聚丙烯均聚物或包含等于或更小约10重量％其它单体的共聚物(即丙烯按重量计至少约90％)形成。这种聚丙烯可以以接枝、随机或嵌段共聚物的形式存在，并且可能主要是晶体，因为其具有明确的熔点，该明确的熔点为约110℃以上，在一些实施例中为约115℃以上，以及在一些实施例中为约130℃以上。这种附加的聚丙烯的实例在Datta等的美国专利US 6,992,159中有所描述，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。
弹性膜还可以包含本领域内已知的其它组分。例如，在一个实施例中，弹性膜包含填充剂。填充剂是微粒或其它形式的材料，其可以被添加到膜聚合物挤出混合物并且不会化学干扰挤出的膜，但是所述填充剂可以均匀地分散于整个膜中。填充剂可以用于多种目的，包括提高膜的不透明度和/或透气性(如渗透水汽但是基本上不渗透液体)。例如，填充的膜可以通过拉伸制成透气性的，所述拉伸导致聚合物从填充剂脱离并且形成微孔通道。透气性的微孔弹性膜例如在McCormack等的美国专利US5,997,981；US6,015,764及US6,111,163；Morman等的美国专利US5,932,497；Taylor 等的美国专利US6,461,457中有所描述，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。合适的填充剂实例包括但不限于碳酸钙、各种类型的粘土、硅石、矾土、碳酸钡、碳酸钠、碳酸镁、滑石、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、二氧化钛、沸石、纤维素型粉末、高岭土、云母、石墨、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、纸浆粉、木粉、纤维素衍生物、甲壳素和甲壳素衍生物。在某些情况下，膜的填充剂含量范围为膜的约25重量％至约75重量％，在一些实施例中为约30重量％至约70重量％，以及在一些实施例中为约40重量％至约60重量％。
其它添加剂也可以被结合至膜中，如熔化稳定剂、交联催化剂、pro-rad添加剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、防堵剂、粘结剂、增粘剂、粘度调节剂等等。合适的增粘剂树脂的实例可以包括，例如氢化的碳氢化合物树脂。REGALREZTM烃类树脂是这种氢化的烃类树脂的实例，可购自Eastman Chemical。其它增粘剂可购自ExxonMobil，商品名为ESCOREZTM。还可以使用粘度调节剂，如聚乙烯蜡(如EPOLENETM C-10，购自Eastman Chemical)。亚磷酸盐稳定剂(如IRGAFOS，购自位于纽约Terrytown的Ciba Specialty Chemicals公司，以及DOVERPHOS，购自位于俄亥俄州多佛的Dover Chemical Corp)是示例性的熔化稳定剂。此外，受阻胺类稳定剂(如CHIMASSORB，购自CibaSpecialty Chemicals)是示例性的热和光稳定剂。更进一步地，受阻酚类是膜生产中常用的抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括那些购自Ciba SpecialtyChemicals，商标为
Figure BDA0000071383980000091
如1076、1010或E 201的受阻酚。此外，粘结剂还可以被添加至膜中以促进膜粘结至另外的材料(如非织造物纤网)。一般地，这种添加剂(如增粘剂、抗氧化剂、稳定剂等等)分别以膜的约0.001重量％至约25重量％，在一些实施例中为约0.005重量％至约20重量％，以及在一些实施例中为0.01重量％至约15重量％的量存在。
本发明的弹性膜可以为单层或多层。多层膜可以通过共挤或任何其它常规成层技术来制备。当使用时，多层膜一般包含至少一热塑性(或可塑性)层和至少一弹性层。热塑性层可以用于为所获得的复合材料提供强度和完整性，而弹性层可以用于提供弹性和粘附至非织造面层的充足粘性。为给膜赋予期望的弹性特性，弹性体一般构成用于形成弹性层的弹性复合材料的聚合物含量的约55重量％或更多，在一些实施例中，约60重量％或更多，以及在一些实施例中为约65重量％至100重量％。事实上，在某些实施例中，弹性层通常不含无弹性的聚合物。例如，这样的无弹性聚合物可以构成弹性复合材料的聚合物含量的约15重量％或更少，在一些实施例中约10重量％或更少，以及在一些实施例中约5重量％或更少。
虽然热塑性层可以具有一定程度的弹性，但这种层通常由比弹性层弹性更小的热塑性组合物形成，以确保充分增强膜的强度。例如，一种或多种弹性层可以主要由基本上无定形的弹性体(如苯乙烯-烯烃共聚物)形成，并且一种或多种热塑性层可以由聚烯烃塑性体(如单点催化的乙烯或丙烯共聚物)，这在上文中进行了更详细的描述。虽然具有一些弹性，但这种聚烯烃通常比基本上无定形的弹性体的弹性更小。当然，热塑性层通常可以包含无弹性聚合物，如常规的聚烯烃如聚乙烯(低密度聚乙烯(″LDPE″)、Ziegler-Natta催化的线性低密度聚乙烯(″LLDPE″)等等)、聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物、聚丁烯等等；聚四氟乙烯；聚酯如聚乙烯对苯二酸盐等等；聚乙酸乙烯酯；聚乙烯乙酸酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等等；聚酰胺如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚胺酯；聚乳酸；及其共聚物和混合物等等。在某些实施例中，聚烯烃(如常规和/或塑性体)可以被使用，并且构成用于形成热塑性层的热塑性组合物的聚合物含量的约55重量％或更多，在一些实施例中约60重量％或更多，以及在一些实施例中约65重量％至100重量％。
热塑性和弹性层的厚度通常被选择成能达到期望的膜弹性和强度。例如，弹性层的厚度一般为约20微米至约200微米，在一些实施例中为约25微米至约175微米，以及在一些实施例中为约30微米至约150微米。弹性层还构成膜总厚度的约70％至约99.5％以及在一些实施例中构成膜总厚度的约80％至约99％。另一方面，热塑性层的厚度通常为约0.5微米至约20微米，在一些实施例中为约1微米至约15微米，以及在一些实施例中为约2微米至约12微米。弹性层还可以构成膜总厚度的约0.5％至约30％，以及在一些实施例中构成膜总厚度的约1％至约20％。在一些实施例中，膜的总厚度(全部层组合)可以为约20微米至约250微米，在一些实施例中约25微米至约225微米，以及在一些实施例中为约30微米至约200微米。
层压至非织造物之后和层压至第二层压品之前，用在膜中的弹性聚合物被交联以提供具有增强的弹性特性的膜。交联通常通过形成连接在一起形成众多碳-碳共价键的自由基(未成对电子)来实现。这些键由原始线性聚合物链形成三维网络。通过交联，三维交联的网络可以为材料提供沿制造方向、横向于制造方向的方向或者两个方向的额外的弹性和/或改进的滞后特性。
自由基的形成通常通过电磁辐射单独地或在pro-rad添加剂存在的情况下进行。可以使用的电磁辐射的一些合适实例包括但不限于，紫外线、电子束辐射、天然和人工放射性同位素(如α、β和γ射线)、x-射线、中子束、正电荷束、激光束等等。例如，电子束辐射包括通过电子束装置产生加速的电子。电子束装置通常为本领域内所熟知。例如，在一个实施例中，可以使用的电子束装置以商品名“Microbeam LV”购自位于马萨诸塞州沃本的Energy Sciences股份有限公司。合适的电子束装置的其它实例描述于Livesay的美国专利US5,003,178；Avnery的美国专利US5,962,995；Avnery等的美国专利US 6407492，其为了全部目的整体引入本文作为参考。
当施加电磁辐射时，通常期望选择性地控制辐射的多种参数，以增强例如双烯聚合物、半结晶聚烯烃等等的交联度。例如，可以控制的一种参数是电磁辐射的波长λ。具体地，电磁辐射的波长λ随电磁辐射光谱的辐射的不同类型变化。虽然并不是必需的，电磁辐射的波长λ通常为约1000纳米或更小，在一些实施例中为约100纳米或更小，以及在一些实施例中约1纳米或更小。例如，电子束辐射的波长λ一般为约1纳米或更小。除了选择电磁辐射的特定波长λ外，同样可以选择其它参数以实现期望的交联度。例如，更高的加速电压、辐射的剂量和能级别一般将导致更高的交联度；但是通常期望的是，材料不会对辐射“曝光过度”。这种曝光过度可能导致不期望有的产品降解水平。因此，在一些实施例中，加速电压的范围为约50千伏至约300千伏，以及在其它实施例为约75千伏至约250千伏，并且在进一步的实施例中为约100千伏至约200千伏。剂量范围为约1兆拉德至约30兆拉德，在一些实施例中为约3兆拉德至约25兆拉德，以及在其它实施例中为约5兆拉德至约15兆拉德。此外，在一些实施例中，能量水平范围为约0.05兆电子伏至约600兆电子伏。
然而，应当理解的是，需要的实际剂量和/或能级取决于聚合物和电磁辐射的类型。具体地，某些类型的聚合物可能倾向于形成较少或较多量的交联，这将会影响所使用辐射的剂量和能量。同样地，某些类型的电磁辐射可能不太有效地交联聚合物，因而可能要在较高剂量和/或能级下使用。例如，在交联聚合物时，具有相对大的波长(较低频率)的电磁辐射比具有相对小的波长(较高频率)的电磁辐射低效。因而，在这样的情况下，所需的剂量和/或能级可增加至能实现期望的交联度。
II.第二面层/层压品
A.非织造面层
第二面层/层压品的非织造面层可以包括任何一种合适的非织造材料，如熔喷纤网、纺粘纤网、固结梳理纤网、湿法成网纤网、气流成网纤网、同成形纤网、水力缠结纤网等等，以及它们的组合。例如，可以使用以上所描述的用于第一非织造面层的任何一种非织造材料。在一种特定实施例中，面层可以为固结梳理面层。在另一个实施例中，面层可以包括聚丙烯聚合物。具有任何期望长度的纤维可以被用于固结梳理面层，如短纤维、长纤维等等。例如，可以使用的短纤维的纤维长度为约1毫米至约150毫米，在一些实施例中为约5毫米至约50毫米，在一些实施例中为约10毫米至约40毫米，以及在一些实施例中为约10毫米至约25毫米。这种纤维通过将成捆的纤维放置到分离纤维的松棉机而形成梳理纤网。接着，纤维被送至梳毛或梳理装置进一步断开并在制造方向上排列纤维，以形成制造方向-定向的纤维非织造纤网。然后，梳理纤网可以如上所描述的方式被轻轻地固结。
虽然不是必需的，第二面层/层压品的非织造物还可以为轻量级和低强度的。例如，非织造物的基重为约1克/平方米至约45克/平方米，在一些实施例中为约2克/平方米至约30克/平方米，以及在一些实施例中为约3克/平方米至约20克/平方米。非织造物在横向于制造方向的方向(“CD”)上的最大负荷为约350克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施例中约300克力/英寸或更小，在一些实施例中为约50克力/英寸至约300克力/英寸，在一些实施例中为约60克力/英寸至约250克力/英寸，以及在一些实施例中为约75克力/英寸至约200克力/英寸。若需要，非织造面层还可以在制造方向(“MD”)上具有低强度，如在制造方向上的最大负荷为约3000克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施例中为约2500克力/英寸或更小，在一些实施例中为约50克力/英寸米至约2000克力/英寸，以及在一些实施例中为约100克力/英寸至约1500克力/英寸。
如上所述，在层压至本发明的膜之前，第二面层/层压品的非织造面层还可以在制造方向和/或横向于制造方向的方向上被拉伸，以及经历其它已知的处理步骤，如开孔、热处理等等。
B.可以有的膜
第二面层/层压品的可以有的热塑性膜由一种或更多热塑性聚合物形成。若需要，热塑性聚合物可以为如上所述的弹性体，从而使得膜具有一定程度的弹性。这样的弹性体可以与用于第一层压品的弹性膜相同或不同。如用于上面所述的第一层压品的膜，层压至第二非织造物之后和层压第二面层/层压品至第一层压品之前，所述可以有的膜被交联。例如在一个实施例中，可以有的热塑性表层可以由包括基本上为聚烯烃塑性体(如单点催化的乙烯或丙烯共聚物)的组合物形成，以及弹性芯可以由包括无定形弹性体(如苯乙烯-烯烃共聚物)的组合物形成，这在上文中进行了更详细的描述。当然，热塑性膜通常还可以包含如以上所述的无弹性聚合物。事实上，聚烯烃(如常规和/或塑性体)可以构成用于形成一层或更多层热塑性膜的组合物的聚合物含量的约55重量％或更多，在一些实施例中约60重量％或更多，以及在一些实施例中约65重量％至100重量％。热塑性膜还可以具有单层或多层结构，如以上所描述。
不考虑含量，可以有的弹性芯和可以有的热塑性表层的基重通常被选择成能在膜弹性和强度之间达到合适的平衡。例如，弹性芯的基重可以为约1克/平方米至约45克/平方米，在一些实施例中为约2克/平方米至约30克/平方米，以及在一些实施例中为约5克/平方米至约20克/平方米。同样地，热塑性表层的基重可以为约1克/平方米至约45克/平方米，在一些实施例中为约2克/平方米至约30克/平方米，以及在一些实施例中为约5克/平方米至约20克/平方米。膜的总厚度还可以为约1微米至约100微米，在一些实施例中为约10微米至约80微米，以及在一些实施例中为约20微米至约60微米。
III.复合材料的形成
为增强耐久性和稳定性，第一层压品一般通过将膜直接挤出至非织造面层的表面上形成。这提高了膜组合物与非织造面层纤维之间的接触程度，进一步增加了非织造物纤维接合至膜组合物的能力。用这种方式，无需施加在常规热轧粘合工艺中使用的会破坏非织造面层的低强度的相当大量的热和压力，就能实现了充分的固结程度。若需要，可以通过使用多种技术如粘合剂、抽吸力等等来促进层压。例如，在一个实施例中，在层压过程中用抽吸力使膜偏向面层。在将膜层压至非织造面层之后，弹性膜中的弹性聚合物被交联，如上所述。
根据期望的用途，第二面层/层压品可以使用相同或不同的技术形成。无论如何，第一层压品和第二面层/层压品要被布置成能使得所述膜(若存在的话)处于面对面的关系。通过选择性地控制聚合物的含量和厚度，在光压甚至在室温条件下，膜可以被容易地连接在一起。进一步地，膜可以通过热接合、超声接合或粘结剂连接。
现在将更详细地描述本发明的层压技术的多个实施例。参考图1，例如，示出了用于形成复合材料的方法的一个实施例。在这个实施例中，第一层压品310由通过将原材料(如聚乙烯或聚丙烯)从料斗106输送至挤出机108后，并随后将挤出的组合物供给到熔喷模109而在线制备的熔喷面层130形成。由于聚合物从孔(未示出)离开所述模109，高压流体(如热空气)使聚合物流变细并伸展成微纤维111，这些微纤维随机沉积到网带(foraminous)表面170(如造纸网、带、织物等等)上形成熔喷面层130。真空源140可能有助于通过抽吸高压流体穿过网带表面而将微纤维111沉积于网带表面170上。应当理解的是，熔喷面层130可以简单地从供料辊松卷，而不是在线形成。
在图1示出的实施例中，还形成包含单热塑性层123和单弹性层121的弹性膜。弹性层121的原材料可以被添加至弹性挤出机114的料斗112，而热塑性层123的原材料可以被添加至热塑性挤出机124的料斗122。材料在挤压机114和124内在升高的温度下被分散混合并复合。选择适当的熔化加工温度将有助于熔化和/或软化膜的弹性聚合物。然后被软化的热塑性聚合物可以流动并且熔融入熔喷面层，从而形成一体的层压品结构。此外，由于热塑性聚合物可能直接夹到或粘附至在固结点处的纤维，而无需将用于形成面层的聚合物充分软化就可以实现形成足够的键。当然，应当理解的是，在某些实施例中，面层的温度可以高于其软化点。
例如，在弹性材料挤出机114内，弹性复合材料的熔融混合物可以出现的温度为约50℃至约300℃，在一些实施例中为约60℃至约275℃，以及在一些实施例中为约70℃至约260℃。热塑性组合物的熔融混合可以在与弹性组合物所采用的相同、较低或较高的温度下出现在热塑性挤出机124内。例如，热塑性组合物的熔融混合物在一些情况下出现的温度为约50℃至约250℃，在一些实施例中为约60℃至约225℃，以及在一些实施例中为约70℃至约200℃。
可以使用任何一种已知技术包括流延、平模挤出等等经复合的材料来形成膜。例如，在图1的具体实施例中，如本领域内已知，弹性和热塑性层是“流延”到位于网带表面170上的熔喷面层130上。因而，流延复合材料弹性膜241形成于面层130上，使得热塑性层121直接邻近面层130布置。为增强复合材料弹性膜241和面层130之间的固结，施加抽吸力来使复合材料弹性膜241靠着熔喷面层130的上表面。这可以通过多种方式(如真空吸嘴、真空靴、真空辊等等)并且在整个复合材料形成工艺在多个位置处完成。例如，在图1示出的实施例中，复合材料弹性膜241流延于其上的网带表面170被放置在能够施加所需抽吸力的真空源141上方。可以选择性控制抽吸力的大小，以增强固结而不会明显损坏低强度面层的完整性。例如，可以使用气动真空压力来施加约0.25千帕或更大的抽吸力，在一些实施例中约为约0.3千帕至约5千帕的抽吸力，以及在一些实施例中约0.5千帕至约2千帕。这种真空辅助层压能形成结实的复合材料，而无需通常用在热轧层压方法中的、可能会另外减小非织造面层完整性的较大量的热和压力。
将复合材料弹性膜241层压至非织造面层130之后，弹性层121通过暴露于从交联能量源146发出的电磁辐射145而被交联。交联将聚合物链连接在一起以形成多个碳-碳共价键。这些键将初始线性聚合物链形成三维网络。更具体地，通过让弹性层121的至少一部分经历电磁辐射而产生交联，所述电磁辐射如为紫外线、电子束辐射、天然和人工放射性同位素(如α、β和γ射线)、x-射线、中子束、正电荷束、激光束等等。所需的实际剂量和/或能级取决于聚合物和电磁辐射的类型。具体地，可以调整所需的剂量和/或能级来实现期望的交联度。
第二面层320由在线制备的或来自供给辊(如辊162)的非织造面层131形成。非织造面层131可以包括任何一种非织造材料，如熔喷纤网、纺粘纤网、固结梳理纤网等等。第二面层320还可以包含靠近非织造面层131布置的热塑性膜242。第二面层320可以包括与第一层压品310构造相同或相似的层压品。在说明性实施例中，使用了真空层压技术。更具体地，可以有的表层221的原材料被添加至挤出机214的料斗212，而可以有的芯层223的原材料被添加至挤出机224的料斗222。然后将材料共挤出至非织造面层131上来形成热塑性膜242。还施加抽吸力来使热塑性膜242偏向靠着非织造面层131的上表面来形成第二面层320。
一旦形成，第一层压品310和第二面层320被连接在一起形成复合材料180。可以采用多种技术中的任何一种技术来将材料连接在一起。例如，在图1中示出的实施例中，层压品310和面层320通过图案接合技术(如点接合、超声接合等等)连接在一起，其中材料被供给至由至少一个带图案的辊(如辊190)限定的辊隙。例如，点接合一般利用两个辊之间形成的辊隙，两个辊中的至少一个是带图案的。另一方面，超声接合一般使用超声振杆和带图案的辊之间形成的辊隙。与所选择的技术的无关，带图案的辊包含多个接合元件以同时接合各层压品的膜。图案接合期间辊所施加的压力(“辊间压力”)可相对小但仍能获得相当大的剥离强度。例如，辊间压力可以为约1磅/线英寸至约200磅/线英寸，在一些实施例中为约2磅/线英寸至约100磅/线英寸，以及在一些实施例中为约5磅/线英寸至约75磅/线英寸。各层压品的膜在相对低的温度下可以容易地接合在一起。事实上，所述辊甚至可以保持在室温下。例如，辊的表面温度优选为约5℃至约60℃，在一些实施例中为约10℃至约55℃，以及在一些实施例中为约15℃至约50℃。当然，应当理解的是，若需要的话可以采用更高的辊间压力和/或温度。同样地，材料的停留时间可能会影响使用的具体接合参数。
在不背离本发明的精神和范围的情况下，还可以进行本领域内已知的各种处理和/或完成步骤如切开、拉伸等等。例如，复合材料可以在横向于制造方向的方向和/或制造方向上被机械拉伸来增强可伸长性。例如，在图1示出的实施例中，辊190在CD方向和/或MD方向上可以具有沟槽，这增加了复合材料180在CD和/或MD方向上的拉伸并且还将层压品310和320连接在一起。或者，辊190可以将层压品310和320连接在一起，并且独立的开槽辊(未示出)可以被用于增加复合材料180的拉伸。开槽的辅助辊/支承辊配置在Rhim等的美国专利申请公开No.2004/01 10442和Gerndt等的美国专利申请公开No.2006/0151914中有所描述，上述专利申请公开为了全部目的整体引入本文作为参考。
除了以上所描述的开槽辊之外，还可以使用其它技术在一个或多个方向上机械拉伸复合材料。例如，复合材料可以通过拉伸复合材料的拉幅机。这种拉幅机在本领域是已知的，并且在例如Morman等的美国专利申请公开No.2004/0121687中有所描述。复合材料还可以被颈缩。合适的颈缩技术在Morman的美国专利US5,336,545、US5,226,992、US4,981,747和US4,965,122，以及Morman等的美国专利申请公开No2004/0121687中有所描述，上述专利和专利申请公开为了全部目的整体引入本文作为参考。
参见图1，形成的复合材料180可以随后被切开、卷绕和贮存于接收辊195上。在卷绕到接收辊195之前和/或卷绕到接收辊195的过程中，可以允许复合材料180在制造方向上回缩。这可以通过使用使辊195具有减慢的线速度来实现。可选择地，复合材料180可以在紧张状态下卷绕到辊195上。
因而，所获得的复合材料包含以面对面的关系放置并且互相接合的交联弹性膜和可以有的热塑性表层。第一非织造面层以面对面的关系放置在并且接合至交联的弹性膜或可以有的表层的任一侧。第二非织造面层以面对面的关系放置在并且接合至交联膜或另一个可以有的表层的任一另一侧。例如，参见图2，示出了复合材料500的一个实施例，其包括第一层压品520和第二层压品或非织造物530。第一层压品520由第一非织造面层522、交联的弹性膜524和可以有的表层526形成。第二层压品530由第二非织造面层532和可以有的热塑性膜或表层534形成。在这种实施例中，交联的弹性膜524的下表面551被布置成邻近并且接合至热塑性膜的上表面553或表层534。这种复合材料结构以节省成本的方式提供了强度和弹性特性的独特结合。例如，使用轻量级非织造面层增强了柔性并降低成本，而使用独立交联的弹性膜允许生产有效的弹性材料，无需将整个复合材料暴露于可能影响面层或膜完整性的交联工艺。
所获得的复合材料具有高的可伸长性和弹性回复率。也就是说，复合材料表现出在横向于制造方向的方向、制造方向或者两个方向上最大负荷伸长率(“最大伸长率”)为约75％或更多，在一些实施例中为约100％或更多，以及在一些实施例中为约150％至约500％。复合材料还可以为弹性的，由于它在施加的拉伸力时在至少一个方向上是可伸长的，在解除拉伸力时大致缩回/恢复到其原始尺寸。例如，已拉伸的材料可以具有大于它的松弛未拉伸长度的至少50％的伸长长度，并且在拉伸力解除时将恢复至它的伸长长度部分的至少50％内。假定的实例是1英寸材料样品，其可伸长至至少1.50英寸，并且在拉伸力解除时将恢复至不大于1.25英寸的长度。优选地，复合材料缩回或恢复至伸长长度部分的至少50％，并且更优选至少80％。
复合材料还可以具有在制造方向和/或横向于制造方向的方向上的高的强度。例如，复合材料的CD最大负荷可以至少为约1000克力/英寸，在一些实施例中为约1100克力/英寸至约3000克力/英寸，以及在一些实施例中为约1200克力/英寸至约2500克力/英寸。同样地，MD最大负荷可以至少为约1500克力/英寸，在一些实施例中为约1500克力/英寸至约6000克力/英寸，以及在一些实施例中为约2000克力/英寸至约5000克力/英寸。
IV.物品
本发明的复合材料可以用于各种应用场合。例如，如上面提到的，复合材料可以用于吸收性物品中。“吸收性物品”通常是指能够吸收水或其它流体的任何物品。一些吸收性物品的实例包括但不限于，个人护理吸收性物品如尿布、训练裤、吸收性内衣裤、失禁物品、女性卫生产品(如卫生巾)、泳衣、婴儿擦拭巾等等；医用吸收性物品如衣服、开窗术材料、尿垫、床垫、绷带、吸收性消毒盖布以及医用湿巾；餐饮服务湿巾；衣服物品等等。适合于形成这种吸收性物品的材料和工艺是本领域内技术人员所熟知的。一般地，吸收性物品包括基本上不透液层(如外覆层)，透液层(如体侧内衬、浪涌层等等)，以及吸收芯。在一个具体的实施例中，本发明的复合材料可以用于提供弹性背心、裤边/衬垫、可拉伸耳状物、侧片或可拉伸外罩。
吸收性物品的几个实例在DiPalma等的美国专利US5,649,916；Kielpikowski等的美国专利US6,110,158；Blaney等的美国专利US6,663,611，上述专利为了全部目的整体引入本文作为参考。此外，可以结合这种材料的个人护理产品的其它实例是训练裤(如在侧片材料中)和女性护理产品。仅作为举例，适合与本发明一起使用的训练裤和用于构造训练裤的多种材料和方法在Fletcher等的美国专利US6,761,711；Van Gompel 等的美国专利US4,940,464；Brandon等的美国专利US5,766,389；以及Olson等的美国专利US6,645,190中公开，其为了全部目的整体引入本文作为参考。
参考以下实施例可以更好地理解本发明。
测试方法
滞后性
使用恒速拉伸型拉力试验机确定弹性材料的滞后性。拉力试验系统为Sintech拉力试验机，其购自位于明尼苏达州伊甸草原的MTS Corp。拉力试验机配备购自MTS Corporation的TESTWORKS 4.08B软件来支持试验。选择适当的测力传感器使得测试值落在满刻度载荷的10％-90％范围内。将弹性材料切成条，每条材料的宽度为3英寸，长度为6英寸。材料的两端都如此夹紧到仪器的相对的钳口中，使得材料各端2.5厘米长度被保持于钳口中，而10厘米长度可用于拉伸。将样品保持于具有尺寸为25.4毫米×76毫米的正面和背面的一组夹钳中。夹钳面包有橡胶，并且夹钳的较长尺寸垂直于拉力的方向。夹钳压力被气动保持在410千帕至550千帕的压力下。各材料条以51厘米/分钟的速率被拉伸以位移10厘米，同时获得并记录位移和相应的载荷值。接着将数据减去载荷曲线下的面积积分(代表力X位移)，并记录为“载荷能量”。然后让材料条恢复至拉伸力为零时的长度，再次获得并记录位移和相应的载荷值。在缩回曲线之下的面积积分并记录为“卸载能量”。根据以下公式确定滞后性百分比：
滞后性＝[(载荷能量-卸载能量)/载荷能量]×100％
拉伸性能
基本上根据ASTM标准D-5034确定材料条的抗拉强度值。特别地，样品被切断或以其它方式提供25.4毫米(宽度)×152.4毫米(长度)的尺寸大小。使用恒速拉伸型拉力试验机，例如Sintech拉力试验机，其可购自位于明尼苏达州伊甸草原的MTS Corp公司。选择适当的测力传感器使得测试值落在满刻度载荷的10％-90％范围内。将样品保持于具有尺寸25.4毫米×76毫米的正面和背面的夹钳之间。夹钳面包有橡胶，并且夹钳的较长尺寸垂直于拉力的方向。夹钳压力被气动保持在410千帕至550千帕的压力下。拉力测试以10厘米的标距和40％的损坏灵敏度在51厘米/分钟速率下进行。3份样品沿着制造方向(“MD”)测试，3份样品沿着横向于制造方向的方向(“CD”)测试。此外，记录极限抗拉强度(“最大负荷”)和最大伸长率。
实例
证明了由第一和第二非织造面层以及交联的弹性膜形成弹性复合材料的能力。第一非织造面层为18克/平方米(gsm)熔喷纤网，其包含100重量％DNDA 1082 NT-7(陶氏化学)。DNDA 1082 NT-7是线性低密度的聚乙烯树脂，其具有155g/10分钟(190℃，2.16kg)的熔融指数，0.933g/cm3的密度，以及125℃的熔点。熔喷纤网使用51厘米宽的熔喷系统以340℃的初始空气温度和250℃的模温度形成于成形带上，所述熔喷系统每厘米具有12根毛细管。成形带速度设置为18米/分钟，并且聚合物通过量在计量泵控制下为大约3.3克/厘米/分钟。
接下来，将膜表层挤出到熔喷纤网上，并且是在膜仍处于熔融时通过吸力和夹压而加到熔喷纤网上。1″H2O至15″H2O的真空压力用于施加抽吸力。使用51厘米宽的流延膜模形成基重为15gsm的膜表层，所述流延膜模具有聚合物软管且模温度设置为230℃。表层组合物包含96重量％基于聚乙烯的塑性体(EXACTTM 5361，ExxonMobil Chemical Company)和4重量％的TiO2浓缩物(SCC-4857，Standridge Color Corporation)的混合物。EXACTTM 5361是茂金属催化的聚乙烯塑性体，具有0.86克/立方厘米的密度，36℃的最大熔化温度，以及3.0克/10分钟的熔融指数(190℃，2.16kg)。
接着，将弹性膜芯层挤出到以上步骤生成的双层层压品的膜表层上。使用51厘米宽的流延膜模并且其设置为190℃。使用以下表1中描述的四种不同的弹性膜芯配方。
表1
Figure BDA0000071383980000201
Figure BDA0000071383980000211
样品1和2包含的SBS-聚合物，购自Dexco Polymers公司。
Figure BDA0000071383980000212
666D是聚苯乙烯聚合物，购自陶氏化学公司。EscorezTM 2203是增粘剂，购自ExxonMobil化学公司。EscoreneTM混合物是指以50/50重量百分比混合的EscoreneTM 761.36和755.12，两种EVA聚合物都可购自ExxonMobil化学公司。AffinityTM GA 1900是聚乙烯基的流动改性剂，购自陶氏化学公司。D1160是SIS基弹性体，购自Kraton Polymers LLC公司。SCC-22454是经复合的抗氧剂，购自Standridge Color Corporation。SCC-23456是经复合的防结块剂，也购自Standridge Color Corporation。06SAM2184是聚合物加工助剂，也购自Standridge Color Corporation。
熔喷/膜层压品以4.6米/分钟的速度展开，并且层压品的膜侧被暴露于使用高级电子束试验线设备在150KV的加速电压和10或15兆拉德的剂量下发出的电子束辐射。
交联之后，制备用于层压至以上所描述的交联的弹性膜/非织造层压品的第二熔喷/膜层面层。聚丙烯基17gsm热固结梳理纤网被用于非织造材料。与上面描述的表层相同，膜层以与上述用于第一膜层压品相同的方式挤出到固结梳理纤网。通过以面对面的关系放置各自的膜并随后使层压品在一对开槽辊之间经过，将第一和第二非织造物/膜层压品层压在一起形成成品复合材料。
通过测量交联的膜在交联之前和之后的滞后性确定电子束交联对弹性特性的影响。复合材料的材料特性在下表2中给出。
表2-材料特性
Figure BDA0000071383980000214
虽然已经详细地描述了本发明及其具体的实施例，应当认识到，根据对上文的理解，本领域技术人员可以容易地想到这些实施例的改变、变型或等同。因而，本发明的范围应当确定为后附权利要求书的范围及其任何等同。

Claims (20)

1.一种用于形成弹性复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
将热塑性组合物直接挤出到第一非织造物的表面来形成第一膜，其中所述热塑性组合物包括可交联的弹性聚合物；
使所述第一膜接合至所述第一非织造物来形成层压品；
交联所述可交联的弹性聚合物；以及
随后将该第一膜直接连接到第二面层，所述第二面层包含第二非织造物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二面层包括第二膜，其中所述第一膜被直接放置和接合至第二膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联步骤包括使所述可交联的弹性聚合物受到足以交联所述弹性聚合物的电磁辐射剂量的影响。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一非织造物包含聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电磁辐射具有约100纳米或更小的波长。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述电磁辐射为电子束辐射。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述电磁辐射的剂量为约1兆拉德至约30兆拉德。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二非织造物包含聚丙烯。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一非织造物具有约45克/平方米或更小的基重，以及在横向于制造方向的方向上约350克力/英寸或更小的最大负荷。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一膜包括弹性层和热塑性层，其中所述热塑性层布置在所述第一非织造物和所述弹性层之间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述弹性层包含所述可交联的弹性聚合物。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一非织造面层包括熔喷纤网。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二层压品穿过两个辊之间形成的辊隙，其中在该辊隙处施加压力以将该弹性膜接合至该热塑性膜。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述辊为开槽辊。
15.一种弹性复合材料，所述弹性复合材料包括：
第一层压品，其包含第一非织造面层和弹性膜，其中所述非织造面层具有约45克/平方米或更小的基重，以及在横向于制造方向的方向上约350克力/英寸或更小的最大负荷；以及
第二层压品，其包含第二非织造面层和热塑性膜，其中所述第一层压品和第二层压品被连接在一起，使得所述弹性膜靠近所述热塑性膜接合和布置，并且进一步地，其中所述弹性膜通过电磁辐射被交联，并且所述第一非织造面层未被电磁辐射降解。
16.根据权利要求15所述的弹性复合材料，其中所述第二非织造面层未被电磁辐射降解。
17.根据权利要求15所述的弹性复合材料，其中所述第一非织造面层由包含聚乙烯聚合物的组合物形成。
18.根据权利要求15所述的弹性复合材料，其中所述弹性膜包括苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、或它们的组合。
19.根据权利要求15所述的弹性复合材料，其中所述第一非织造面层包括熔喷纤网。
20.一种吸收性物品，其包括权利要求15所述的复合材料。
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