CN102371741A - 透气弹性层合物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透气弹性层合物及其制造方法，是将二种以上分别具有不同弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物；再利用热融加工技术对所述弹性层合物进行局部加热处理而在弹性层合物上形成多个硬化部；再对所述弹性层合物施予拉伸应力，使该硬化部被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复；利用被破坏的硬化部产生透气效果，而未被破坏的层合物则具备弹性效果。

Description

透气弹性层合物及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在抛弃式多层层合物形成透气性的方法，以及藉由该方法所制成的透气弹性层合物。

背景技术

在抛弃式消费性用品市场上，例如：抛弃式尿布、婴儿学习裤、及其它抛弃式卫生用品等，一直有提升合身及舒适度的需求，因此，具有高度弹性、高度弹性回复率及高度透气性的层合物即为满足此项需求的产品。一般亦期待弹性层合物可朝双方向弹性伸展。抛弃式个人护理用品及健康护理用品通常具有透气性及足够强度去应付一般正常的使用。透气性是指可透过气体或水气的程度；而强度与抗拉性有关。理论上虽然可分别增进各层合物的聚合物膜的上述任一性质，却难以在维持层合物强度的同时，又增进聚合物膜的透气性。举例而言，当某一聚合物较其它聚合物更具有透气性时，此某一聚合物的抗拉性即不佳。反之，当其它聚合物具有较优异的抗拉性时，其透气性即不足。因此，长期以来，一直有同时具备良好透气性及强度的透气弹性层合物来制造个人护理用品、健康护理用品等的需求。

过去，用以使不织布层合物具有高度伸展性的技术时常会导致层合物组织成分受到损坏，因而降低层合物的强度，特别是抗拉强度。此外，利用现有技术所制造的层合物时常缺乏足够的弹性回复率而无法有效地使用在所欲应用上。

在将弹性薄膜或不织布等材料结合成层合物之前，先对该薄膜或不织布进行穿孔是一种提供层合物透气性的简单方法。然而，该些穿孔常造成层合物整体强度无法满足使用上的需求。

此外，现有的打孔技术亦会使打孔后的余料残留在弹性薄膜或不织布等材料的洞孔边缘，必须另外费工加以清理；其打孔数目亦无法精确控制；打孔的加工效率低落。

使层合物产生透气性亦能利用本领域人员所知的其它穿孔程序在层合物各部材料结合后再进行穿孔而获得，但该些穿孔程序会导致整个层合物上出现多个薄弱点，该些薄弱点时常变为撕裂起点而导致抗拉强度不足。

因此，目前需要发展一种具有高度弹性的层合物及制造此高度弹性层合物兼具有高度弹性回复率的方法，以供应抛弃式产品的市场需求。除此之外，此层合物必须能大量降低过去存在于旧式层合物上的撕裂起点。最后，亦需要在维持上述所欲的效能(透气、高强度)的同时，减少制造此种层合物所需的复杂步骤及困难度。

发明内容

为满足上述需求，本发明提供一种包含至少二种以上不同弹性系数组成的弹性层合物，当其在制造时，同时赋予本发明产品实质上且符合商品化标准的足够的抗拉强度与透气性。

本发明的其中一技术手段，可以利用热压加工技术对前述初始弹性层合物进行局部加热压印处理而在前述初始弹性层合物上形成多个硬化部；再对所述弹性层合物施予拉伸应力，使弹性层合物的材料因局部受热熔融且冷却而脆化的硬化部被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复；利用被破坏的硬化部产生透气效果，而未被破坏的层合物则具备弹性效果，藉此得以保持原层合物具备高抗拉强度的性质。

本发明的另一技术手段，可以将前述初始层合物置于具有多个凹孔的治具表面，再利用音波能量通过该初始层合物，使得对应治具表面洞孔位置的初始层合物分子结构因电子能阶变化而改变，进而在对应该洞孔的位置形成硬化部，而后再对所述弹性层合物施予拉伸应力，使硬化部被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复。

本发明对于弹性不织布与含有弹性高分子聚合物的弹性薄膜结合形成初始弹性层合物的技术手段，可以是采用胶黏、超音波贴合、热压贴合、放电贴合、电子束贴合、静电贴合等技术予以达成。

本发明的一种实施例，其设于层合物的硬化部，可以是点、线、几何图形其中之一，或其混合排列。

本发明的透气弹性层合物，是由至少一弹性不织布与含有弹性高分子聚合物的弹性薄膜结合而成。所述弹性不织布可以采用专利号为6,746,978的美国专利所揭示的弹性不织布。本发明的层合物因其中的弹性不织布组分的性质可使其仅限于单一方向(例如横向方向)具有弹性，也可以双向(横向与纵向)具有弹性，此结合后形成的初始弹性层合物不需后序加工处理即具有优良弹性与回复能力，相较于现有技术使用非弹性材料组成层合物后再经过延展或破坏所形的假性附合于弹性薄膜上的类弹性层合物，本发明有更佳的弹性表现与制程简化的优势。

本发明可以采用多层弹性不织布结合成一弹性层合物，并利用弹性不织布组分的性质而使其可仅限于单一方向或双向具有弹性。

附图说明

图1为显示本发明的层合物由一弹性不织布与一含有弹性聚合物的弹性薄膜结合组成的实施例示意图。

图2为显示本发明的层合物由一含有弹性聚合物的弹性薄膜结合于两弹性不织布之间的实施例示意图。

图3为显示本发明利用超音波设备对层合物施予音频，以在层合物形成多个硬化部的实施例示意图。

图4A为显示本发明在层合物形成复数硬化部后的结构侧视剖面示意图。

图4B为显示本发明在层合物形成多个硬化部后的结构俯视示意图。

图5A为显示本发明将形成硬化部后的层合物施予拉伸应力，使硬化部破裂的实施例侧视剖面示意图。

图5B为显示本发明将形成硬化部后的层合物施予拉伸应力，使硬化部破裂的实施例俯视示意图。

图6为显示本发明设于层合物上的硬化部，可以由多种形状排列组合的实施例示意图。

图7为显示本发明利用热融加工技术对弹性层合物产生硬化部的实施例示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

如图1所示，本发明提供的弹性层合物1的实施例，可以由分别具有不同弹性系数的一层弹性不织布1A与一层含有弹性高分子聚合物的弹性薄膜1B结合而成；或如图2所示，将含有弹性高分子聚合物的一弹性薄膜1B结合于两层弹性不织布1A之间而构成；甚至可以利用更多层所述弹性薄膜与弹性不织布组构成更多层的弹性层合物；或利用多层弹性不织布结合成弹性层合物。所述弹性薄膜1B包含的弹性高分子聚合物占该弹性层合物的最佳比例应大于15％的重量百分比。所述弹性不织布1A与弹性薄膜1B的结合，可以在两者的对合面涂布黏胶后进行胶黏，或两者对合后采用超音波贴合、加热加压贴合、放电贴合、电子束贴合、静电技术、或化学触媒贴合贴合；也可以利用吹膜、挤出流延成膜、发泡成膜、或直接淋膜方式将弹性高分子聚合物涂布于弹性不织布表面。

所述弹性不织布1A由短化学纤维或/及长化学纤维所组成，该弹性不织布本质上具有延展性与高弹性回复能力。该些不织布纤维可为单聚合物、双组分或混合纤维(blended fibers)。

弹性薄膜1B可由多种弹性聚合物制成，但材料最初必须使空气及液体等流体皆无法渗透。在目前的实施例中，使用0.02至0.03mm厚度的弹性聚氨基甲酸酯(polyurethane)薄膜。于另一实施例中，弹性薄膜1B可由多层薄膜组成。其它具有弹性的材料亦可做为弹性薄膜，例如单层弹性体或发泡塑料层，但该些薄膜必须具有液体及空气皆无法渗透的材料组成。

弹性薄膜1B亦可由其它高弹性化合物的薄膜所组成，例如嵌段共聚物，其由相同单体单元(A)的长段(嵌段)与不同型单元(B)的长段共价键结所形成。嵌段之间可以多种方式连接，例如AB嵌段及ABA嵌段构造架构。通常该化合物展现相当优良的弹性回复力，或当以单一层单独挤出时，伸展超过100％但仍不易失去弹性与回复能力。在一特定实施例中，弹性材料可包括高效能弹性材料，例如苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯或苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SIS、SBS或SEBS)或Kraton化学公司出产的KratonTM弹性树脂，其皆为弹性嵌段共聚物。嵌段共聚物的特殊形态对主体的功能性有显著的效果。

其它作为弹性薄膜1B的有用弹性组合物可包含乙烯共聚物，例如乙烯醋酸乙酯、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。本发明亦可单独使用这些聚合物的混合物或该些聚合物与其它修饰的弹性或非弹性材料的混合物制造所述弹性薄膜。

本发明可以利用最经济且可大量生产的超音波设备在组构后的弹性层合物1形成多个脆化而强度相对微弱的硬化部11。如图3所示，该超音波设备2包含有一超音波产生装置21与至少一滚轮22，滚轮22的外径表面设有预定的洞孔221，该些洞孔221可以依设计者的需要而设为各种形状。对弹性层合物1进行处理时，将弹性层合物1通过超音波产生装置21与滚轮22之间，且弹性层合物1贴触于滚轮22表面，滚轮22受到驱动而输送弹性层合物1，在弹性层合物1被滚轮22输送的过程中，由超音波产生装置21施放出音频，音频的音波能量通过弹性层合物1后，对应洞孔221位置的弹性层合物1因没有受到滚轮22阻挡而容易产生电子能阶变化，进而改变材料性质，致使其形成对应洞孔221形状的凹陷，该凹陷区的表面相对较脆、较硬但强度相对弱化，而成为前述的硬化部11(如图4A与图4B所示)；该硬化部11对应洞孔221的形状而可以是圆形，也可以是直线形、三角形、椭圆形、星形、矩形等任何一种形状，也可以是多种形状的排列组合(如图6所示)。所述硬化部11的形状，可藉由更换设置不同形状的洞孔221的滚轮22而改变。

本发明也可以利用热压加工技术对弹性层合物1进行局部加热压印处理，以在弹性层合物1上形成多个硬化部。如图7所示，所述热压加工技术，可以在一热压设备3设置一加热器31，加热器31则设置多个可以导热的模具311，模具311的端面为欲成型获得的硬化部11的形状。进行热压加工时，将弹性层合物1通过模具311下方，模具311与加热器31一起被驱动下降，使模具311端面适合地对弹性层合物1施加压力，且加热器31将适当热量经由模具311传导至弹性层合物1，弹性层合物1受热后熔融而改变材料分子结构，模具311离开弹性层合物后，熔融的位置因冷却而形成硬化部11。

形成多个硬化部11后的弹性层合物1，则利用拉伸设备对该弹性层合物1的相对两端施予相反方向的拉力而产生适当的拉伸应力，由于弹性层合物1的具有弹性，致使弹性层合物1受到拉伸应力后产生拉伸变形，但硬化部11则因为相对脆弱及弹性系数的差异而会受损破裂(参图5A与图5B所示)，其破裂后的孔隙即具有可供气体通过的透气性；当硬化部11破裂后，再解除拉伸应力，让弹性层合物1回复。在本发明的实施例，该弹性层合物的拉伸变形率大于20％，解除拉伸应力后，层合物的永久变形率甚低。

为了使弹性层合物1具有透气性，本发明的较佳实施例，是使硬化部11占弹性层合物1的总表面积的5％至35％。

藉由前述方法所制成的透气弹性层合物，当以水气透过率测量时，该层合物具有符合商业价值上可接受的透气性。本领域人员可了解，本发明的各参数可依实施例的应用而予以调整，包含改变弹性不织布层的重量、弹性薄膜的聚合物的选择、弹性薄膜的厚度、以及硬化部的大小数目与分布位置。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (10)

1.一种透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，包括：

将二种以上分别具有不同弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物；

利用改变材料分子结构的技术对所述弹性层合物进行局部处理而在弹性层合物上形成多个强度相对脆弱且弹性系数相对低的硬化部；

对所述弹性层合物施予拉伸应力，使该硬化部被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复。

2.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述改变材料分子结构的技术，是采用超音波技术，在该弹性层合物上的多个不同位置施予音频，利用音频的音波能量在该弹性层合物产生电子能阶变化而改变材料性质，进而产生所述硬化部。

3.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述改变材料分子结构的技术，是采用热压技术，利用具有热量的模具对该弹性层合物上的多个不同位置施予压力，使该弹性层合物受到压力与热量的位置的分子结构发生改变，该位置冷却后形成所述硬化部。

4.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述具有弹性系数的材料包含有占该弹性层合物大于重量百分比15％的弹性化学聚合物。

5.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述具有弹性系数的材料包含有弹性不织布。

6.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述硬化部的形状为点、线、几何图形其中之一，或其混合排列。

7.如权利要求1所述的透气弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述硬化部占该弹性层合物的总表面积的5％至35％。

8.一种透气弹性层合物，其特征在于，所述弹性层合物包括二种以上分别具有不同弹性系数的材料，该弹性层合物具有多个受到破坏以产生透气性的硬化部。

9.如权利要求8所述的透气弹性层合物，其特征在于，所述硬化部的形状为点、线、几何图形其中之一，或其混合排列。

10.如权利要求8所述的透气弹性层合物，其特征在于，所述硬化部占该弹性层合物的总表面积的5％至35％。

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