CN102452192A - 弹性层合物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种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，其中包含弹性系数相对较小的纤维网层材料位于该弹性层合物的表面；再使该弹性层合物通过一拉伸装置对所述弹性层合物施予拉伸应力，使该弹性层合物中弹性系数相对小的纤维被破坏，而后解除该拉伸应力，利用弹性纤维被破坏而改变纤维的长度与位置提升层合物的触感，而未被破坏的层合物则仍具备弹性效果，让弹性层合物弹性回复。

Description

弹性层合物及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种以简单的施作步骤将抛弃式多层层合物形成更优越的延伸性与更佳触感的方法，以及藉由该方法所制成的弹性层合物。

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。一般也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延伸性，却必须是采用延伸率更好的材料，以致于提高了材料成本。因此，长期以来，一直有同时具备良好强度及弹性延伸率的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过度损坏，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欲用的应用上。对于如同绒毛般触感的需求也无法达成。

因此，目前需要发展一种具有高度延伸性与弹性回复率的弹性层合物，及制造此弹性层合物同时又能使弹性层合物表面产生更佳触感的方法，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，也需要在维持上述欲用的效能(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材料组成的弹性层合物，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；所述透气性，可由材料本身的性质来获得。

本发明的弹性层合物的特征，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版结合而成。所述弹性不织布可以采用美国专利第6,746,978号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版上的类弹性层合物，本发明有更佳的弹性表现与制程简化的优势。

本发明的另一特征，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。

本发明的另一特征，可以将弹性材料先成型为独立的纤维网层或薄版，再结合于弹性不织布上；或将弹性材料直接涂布、或直接融喷纤维成型于其它弹性材料表面上。

本发明的其中一技术手段，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，其中弹性系数相对较小的纤维网层材料位于该弹性层合物的表面；再使该弹性层合物通过一拉伸装置，利用拉伸装置对所述弹性层合物施予拉伸应力，使该弹性层合物中弹性系数相对小的纤维网层材料受到破坏，而后解除该拉伸应力，此时，纤维网层材料受到破坏的位置，其纤维长度、直径或位置因为受到改变而产生如同绒毛般的触感，而未被破坏的层合物则仍具备弹性效果，让弹性层合物弹性回复。

本发明的另一技术手段，是采用至少两个波浪形滚轮做为所述拉伸装置，将弹性层合物通过该两波浪形滚轮之间，弹性层合物受到两滚轮滚压而强制受到拉伸应力以破坏弹性系数相对较低的纤维，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复。

本发明的再一技术手段，可以采用至少两个齿轮形状的滚轮做为所述拉伸装置，将弹性层合物通过该两齿轮形滚轮之间，弹性层合物受到两滚轮滚压而强制受到拉伸应力以破坏弹性系数相对较低的纤维，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版结合形成初始弹性层合物的技术手段，可以采用胶黏、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。

本发明所述纤维网层材料中的纤维被破坏的方式至少包含以下其中一种：纤维长度减短、纤维外径变小、纤维卷绕度改变、纤维成网纠结方式改变、纤维间距或密度改变、纤维开纤或纤维外皮被改变。

本发明所述具有不同于该弹性层合物的原始触感，至少包含以下其中一种形式的改变：材料悬垂度、材料厚度与蓬松度、材料表面柔软度、材料表面平滑度与磨擦力、材料表面相对极性与抗静电力、材料表面相对拨水性与吸湿率。

附图说明

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

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

图3为显示本发明利用相对的波浪形滚轮对层合物施予预拉应力前的实施例示意图；

图4为显示本发明利用相对的波浪形滚轮对层合物施予预拉应力，使层合物中弹性系数相对较低的纤维断裂的实施例示意图；

图5A为显示本发明的层合物的部分纤维断裂后，使纤维卷绕度改变的局部示意图；

图5B为显示本发明的层合物的部分纤维断裂后，使纤维外径变小的局部示意图；

图5C为显示本发明的层合物的部分纤维断裂后，使纤维开纤的局部示意图；

图6为显示本发明利用相对的齿轮形滚轮对层合物施予预拉应力前的实施例示意图；

图7为显示本发明利用相对的齿轮形滚轮对层合物施予预拉应力，使层合物中弹性系数相对较低的纤维断裂的实施例示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图及组件符号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版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版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版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；结合后的弹性层合物，使弹性系数相对较小的纤维网层材料位于该弹性层合物的表面。所述弹性薄版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，其可为弹性化学聚合物层版或弹性纤维网层。所述弹性不织布1A与弹性薄版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；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；也可以将弹性高分子聚合物采用直纺、融喷纺丝、静电纺丝、静电植绒方式形成纤维薄版，或直接生成纤维在弹性不织布1A表面上形成弹性薄版1B。

所述弹性不织布1A是由短化学纤维或/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)。弹性不织布1A的纤维相较于弹性薄版1B，具有相对较低的弹性系数；所述弹性不织布具有至少在单轴向或双轴向大于130％的延伸率与回复能力，以及百分之百拉伸再回复后，小于15％的第一次永久变形率。

弹性薄版1B可由多种弹性聚合物制成。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)薄版。于另一实施例中，弹性薄版1B可由多层薄版组成。其它具有弹性的材料也可做为弹性薄版，例如单层弹性体或发泡塑料层。

弹性薄版1B也可由其它高弹性化合物的薄版所组成，例如嵌段共聚物，其是由相同单体单元(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Kraton^TM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。

其它作为弹性薄版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。本发明也可单独使用这些聚合物的混合物或这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版。

本发明可以利用最经济且可大量生产的拉伸装置对组构后的弹性层合物1施予拉伸应力，进而提升弹性层合物的延伸性。如图3与图4所示，该拉伸装置2包含有至少一波浪形的第一滚轮21A与一第二滚轮2B，两滚轮分别具有波峰22与波谷23，两滚轮的波峰22与波谷23互补地配合。对弹性层合物1进行预拉伸处理时，将弹性层合物1两端被固定的状态下通过第一滚轮21A与第二滚轮21B之间，弹性层合物1受到两滚轮输送的同时会受到波峰22与波谷23的作用力而产生高于弹性不织布1A的纤维所能承受应力的拉伸应力，使得位于弹性层合物1表面的弹性不织布1A所含的部分纤维网层材料被拉断、改变直径或改变位置，改变后的纤维1C可以形成如图5A至图5C所示的各种形态，有别于弹性层合物1的原始触感，以及利用纤维受到破坏的位置产生增加25％以上透气率的透气性。弹性层合物1通过拉伸装置2后即解除拉伸应力，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。

图6与图7显示本发明的另一拉伸装置2可以包含有至少一齿轮形状的第三滚轮21C与一第四滚轮2D，两滚轮分别具有齿尖24与齿根25，两第三滚轮21C与第四滚轮21D的齿尖24与齿根25补地配合。对需要将弹性层合物1的纵向进行预拉伸处理时，是将弹性层合物1以纵向通过第三滚轮21C与第四滚轮21D之间，弹性层合物1受到两滚轮输送的同时会受到齿尖24与齿根25的作用力而产生高于弹性不织布1A的纤维所能承受应力的拉伸应力，使得位于弹性层合物1表面的弹性不织布1A所含的部分纤维网层材料被拉断、改变直径或改变位置，进而形成不同于弹性层合物1的原始触感，以及利用纤维受到破坏的位置产生增加25％以上透气率的透气性。弹性层合物1通过拉伸装置2后即解除拉伸应力，让弹性层合物1回复。

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 (16)

1.一种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相对弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物，所述弹性层合物至少包含一种位于表面的纤维网层材料，使该纤维网层相较于该弹性层合物包含的其它材料有相对较低的弹性系数，将该弹性层合物通过一拉伸装置，使所述弹性层合物至少受到二个相反方向的拉伸应力，进而使该弹性层合物中弹性系数相对小的部份纤维被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复，而层合物未被破坏的部位仍具备弹性效果，利用该纤维网层材料的纤维受到破坏的位置产生透气性提升，以及不同于该弹性层合物的原始触感。

2.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述纤维被破坏的方式与形态，是依该弹性层合物所需求的悬垂度、柔软度与触感而控制施作。

3.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述拉伸装置，包含有至少二个波浪形滚轮，该两滚轮的波峰与波谷互补配合，所述弹性层合物是在其相对两侧分别被施予相反的拉力状态中通过滚动中的该两滚轮的波峰与波谷之间，使该弹性层合物进一步被强制产生拉伸应力。

4.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述拉伸装置，包含有至少二个齿轮形滚轮，该两滚轮的齿尖与齿根互补配合，所述弹性层合物是在被施予拉力状态中通过滚动中的该两齿轮形滚轮齿尖与齿根之间，使该弹性层合物进一步被强制产生拉伸应力。

5.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述具有相对弹性系数较大的材料包含有占该弹性层合物大于重量百分比15％的弹性化学聚合物层版或弹性纤维网层。

6.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述具有相对弹性系数较小的纤维网层材料包含有弹性不织布，该弹性不织布具有至少在单轴向或双轴向大于130％延伸率与回复能力，以及小于15％的第一次永久变形率。

7.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述透气性提升，是利用材料本身的性质，通过所述制造方法使其至少增加25％以上的透气率。

8.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述纤维网层材料中的纤维被破坏的方式至少包含以下其中一种：

纤维长度减短、纤维外径变小、纤维卷绕度改变、纤维成网纠结方式改变、纤维间距或密度改变、纤维开纤或纤维外皮被改变。

9.如权利要求1所述的弹性层合物的制造方法，其特征在于，所述具有不同于该弹性层合物的原始触感，至少包含以下其中一种形式的改变：

材料悬垂度、材料厚度与蓬松度、材料表面柔软度、材料表面平滑度与磨擦力、材料表面相对极性与抗静电力、材料表面相对拨水性与吸湿率。

10.一种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相对弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物，所述弹性层合物包含各自独立形成的弹性薄版与纤维网层，将该弹性层合物通过一拉伸装置，使所述弹性层合物至少受到二个相反方向的拉伸应力，进而使该弹性层合物中弹性系数相对小的部份纤维被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复，而层合物未被破坏的部位仍具备弹性效果，利用该纤维网层材料的纤维受到破坏的位置产生透气性提升，以及不同于该弹性层合物的原始触感。

11.一种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相对弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物，所述弹性层合物直接将纤维挤出成型在层合物其它材料表面上，将该弹性层合物通过一拉伸装置，使所述弹性层合物至少受到二个相反方向的拉伸应力，进而使该弹性层合物中弹性系数相对小的部份纤维被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复，而层合物未被破坏的部位仍具备弹性效果，利用该纤维网层材料的纤维受到破坏的位置产生透气性提升，以及不同于该弹性层合物的原始触感。

12.一种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相对弹性系数的材料结合在一起成为一弹性层合物，所述弹性层合物是直纺融喷纤维在层合物其它材料表面上，将该弹性层合物通过一拉伸装置，使所述弹性层合物至少受到二个相反方向的拉伸应力，进而使该弹性层合物中弹性系数相对小的部份纤维被破坏，而后解除该拉伸应力，让弹性层合物弹性回复，而层合物未被破坏的部位仍具备弹性效果，利用该纤维网层材料的纤维受到破坏的位置产生透气性提升，以及不同于该弹性层合物的原始触感。

13.一种弹性层合物，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，其中至少包含一种位于表面的纤维网层材料，使该纤维网层相较于该弹性层合物包含的其它材料有相对较低的弹性系数，该弹性层合物的较低弹性系数纤维网层部份纤维受到破坏以产生透气性提升以及不同于该弹性层合物的原始触感。

14.如权利要求13所述的弹性层合物，其特征在于，所述透气性提升，是利用材料本身的性质，配合权利要求1所述的制造方法，使其至少增加25％以上的透气率。

15.如权利要求13所述的弹性层合物，其特征在于，所述纤维网层材料中的纤维被破坏的方式至少包含以下其中一种：

纤维长度减短、纤维外径变小、纤维卷绕度改变、纤维成网纠结方式改变、纤维间距或密度改变、纤维开纤或纤维外皮被改变。

16.如权利要求13所述的弹性层合物，其特征在于，所述具有不同于该弹性层合物的原始触感，至少包含以下其中一种形式的改变：

材料悬垂度、材料厚度与蓬松度、材料表面柔软度、材料表面平滑度与磨擦力、材料表面相对极性与抗静电力、材料表面相对拨水性与吸湿率。

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