CN105078660B - 抗撕裂层压体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多层层压材料，其抵抗洞、撕裂或孔的增长并且包括与弹性体膜层以面对面关系接合的可延展非织造层。所述弹性体膜层包含SEEPS弹性体嵌段共聚物，其具有介于10℃和20℃之间的Tm。所述层压体表现出超过2小时的层压体完整时间。

Description

抗撕裂层压体
本申请是基于申请日为2012年2月14日，优先权日为2011年2月14日，申请号为201280003605.5(PCT/US2012/024985)，发明名称为：“抗撕裂层压体”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及可拉伸层压体，其包括对撕裂、洞、孔、或其它间断的非期望增长表现出改善的抗性的膜。具体地，本发明涉及包括由弹性体聚合物形成的弹性体膜材料的层压体，所述弹性体聚合物表现出合适的应变结晶性能(尤其是在该膜中的撕裂或其它间断的前部末端)，从而有助于抵抗所述撕裂或间断的非期望增长。
背景技术
包括膜(尤其是弹性膜)的可延展层压材料常用于多种多样的应用。例如，一次性吸收制品通常包括依赖弹性体层压材料所提供的弹性性能的一个或多个组件来在穿着者穿着该制品时提供舒适的适形贴合性。虽然已知弹性膜在某些吸收制品组件(例如，侧片、腰带、腿带)中提供期望的弹性性能，但是所述膜可能不在该制品穿着者的皮肤上提供期望的触感(例如，柔软性和光滑度)。因此，所述弹性膜通常接合到另一种材料，其旨在保持接触穿着者的皮肤并且提供期望的触感。例如，将弹性膜层夹于两个可塑性延展非织造层之间并不少见，所述可延展非织造层经选择以提供期望的柔软感觉。
在一些情况下，例如，当需要弹性层压材料时，层压体可经受增量拉伸方法，其有时称为活化。增量拉伸方法使所述层压体的可塑性延展非织造材料永久性地机械变形，这降低了所述非织造材料的抗拉伸趋势。但是所述膜层仍然表现出期望的弹性性能。常规增量拉伸方法和其它严格的制造方法(例如，压花、高压粘结、热粘结)的一个缺点在于洞、撕裂、或其它间断在层压体的弹性膜层中的非期望形成。另外，常规的弹性膜材料可在经受正常磨损和使用期间的制品撕裂(例如，接触尖锐物体、受到穿着者的拉拽、穿着者的剧烈活动和/或在穿着期间经受的重复性机械应力)时形成洞或撕裂。最初，撕裂开始可能很小并且对于膜、层压体、制品组件、和/或制品的期望的功能而言相对无关紧要，但是随着撕裂尺寸的增长(例如，由于通常与所述层压体的使用相关联和/或在制造过程中的机械性严苛条件)，所述膜、层压体、制品组件、或制品发生严重损坏的可能性升高。制品或组件的非预期严重损坏通常是非期望的，但是当所述制品是一次性吸收制品(诸如尿布或训练裤)时该制品或组件严重损坏的结果可能尤为恶劣。例如，尿布或裤子的内容物可从该制品渗出，和/或该制品可能甚至与穿着者分离。
在某些应用中，可能期望提供包含膜的层压体，所述膜具有预成形的间断(例如，一个或多个孔，所述孔至少部分地延伸穿过该膜和/或层压体的厚度)以便控制例如所述层压体的透气性、对液体和/或固体的渗透性、不透明度、延展性等。但是膜和/或层压体中的开口(无论是期望的还是非期望的)均可能增长并且最终导致该膜和/或层压体预期功能的部分或完全损坏此外，至少一些制造商期望更薄/更低基重的膜来降低与将该膜结合层压体和/或制品中相关的材料成本。与膜中的撕裂、洞和孔的形成相关联的潜在问题在更薄/更低基重的膜中可能甚至更为尖锐。
为了降低可延展层压体中的弹性膜由于洞、撕裂和/或孔的存在而导致损坏的可能性，可能期望提高该膜的强度。然而，提高膜的强度通常是指增加膜的厚度或者由不同的材料形成膜，两者均可对制造该层压体的成本和/或复杂度和/或该层压体对特定用途的适宜性造成不利影响。例如，在旨在用于一次性尿布侧片的层压体中使用更结实的膜可能提高所述侧片对穿着者的皮肤所施加的压力，有可能引起对穿着者不期望的红印和/或不适。另外，提高膜的总体强度可能仅仅改善了膜和/或层压体对洞或撕裂的初始形成的抗性，并非对其随后增长的抗性。
用于降低膜中(尤其是低基重膜中)的撕裂、洞和/或孔的非期望增长的可能性的另一种方法包括将一个或多个增强层与该膜接合。例如，可使用一种或多种通常已知的“皮肤层”形成该膜(例如，通过共挤出方法)。然而，加入皮肤层来改善膜和/或包含该膜的层压体的性能可能不利地提高了产生所述层压体的成本和/或复杂度，并且/或使该层压体不适于其预期用途。因此，仍然需要提供包含弹性膜的可延展层压体，所述弹性膜不使用附加增强材料下在多种环境(例如，低基重下)中表现出对撕裂、洞、和/或孔的增长的抗性。
因此，期望提供一种包含弹性膜的可延展层压体，所述弹性膜表现出对撕裂、洞或孔的增长的改善的抗性。
发明内容
为了提供对上述问题解决方案，本文的至少一个实施例公开了抵抗洞、撕裂或孔的增长的多层层压材料。所述层压体包括至少一个可延展非织造层，其以面对面关系接合到至少一个弹性体膜层。所述弹性体膜层包含SEEPS弹性体嵌段共聚物，其具有介于约10℃和20℃之间的Tm。所述层压体具有根据层压体完整性测试超过约2小时的层压体完整时间。
附图说明
图1为吸收制品的平面图。
图2是示出在滞后测试期间生成的示例性应力-应变曲线的图表。
图3是用于DSC测试的时间对温度的图表。
图4A是根据层压体完整性测试绘制的示例性层压体样品的顶部平面图。
图4B是图4A中的样品的侧视图。
具体实施方式
定义
“吸收制品”是指吸收和容纳身体渗出物的装置，并且更具体地是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳各种从身体排放的渗出物的装置。示例性吸收制品包括尿布、训练裤、套穿裤型尿布(即，如美国专利6,120,487中所示具有预成形的腰部开口和腿部开口的尿布)、可重复扣紧的尿布或裤型尿布、失禁短内裤和内衣、尿布固定器和衬里、妇女卫生衣服例如紧身短裤衬里、吸收插件等。
“活化”是可塑性延展材料的机械变形，其导致可延展材料在材料的X-Y平面中的活化方向上的永久性伸长。例如，当纤维网或纤维网的一部分经受使得材料应变超过塑性出现的应力时发生活化，所述应变可包括或者不包括材料或材料一部分的完全机械损伤。包括接合到可塑性延展材料的弹性材料的层压体的活化通常导致所述塑性材料的永久性变形，同时所述弹性材料基本上回复至其初始尺寸。“活化”和其变体是指使材料经受活化过程。
“孔”是指在膜制造或层压制造期间在膜中有意加入的开口，其旨在赋予期望的特性诸如透气性。孔的增长是由于膜临近所述孔的部分的机械性损坏所导致的孔尺寸的增大。
“基重”是材料的片材或纤维网的质量除以其表面积。本文的基重单位是克/平方米(g/m2)。
“可透气的”是指在下述的透气率测试中给出介于5和50m3/m2/min之间的透气率值的膜或层压体。
“共聚物”是指衍生自两种或更多种单体种类的聚合物，其中所述聚合物链各包含来自多于一种单体种类的重复单元。
“结晶熔融温度”通过差示扫描量热法确定，其在下文更详尽地描述。熔融吸热峰温度以特定晶体群体的Tm(Tpm，根据ASTM D3418-08)获取。本发明的材料可具有一个或多个熔融吸热峰。
“设置”是指某个构件定位在相对于另一个构件的特定位置中。
“弹性的”、“弹性体的”和“可弹性延展的”是指材料在给定负荷下拉伸至少50％而不破裂或断裂以及在释放负荷时所述弹性材料或组件表现出至少80％的恢复率(即，具有小于20％的永久变形率)的能力。例如，具有100mm初始长度的弹性材料可拉伸到至少150mm(50％拉伸)，并且在移除力时，缩回到110mm的长度(即，具有10mm或10％的永久变形率)。拉伸(有时称为应变、百分比应变、工程应变、拉伸比、或伸长率)连同恢复率和永久变形率可各自根据下文更详尽描述的滞后测试进行确定。然而，应当了解，弹性的这种定义并不适用于不具有合适尺寸(例如，不够宽)以适当地经受滞后测试的材料。相反，如果在施加偏置力时它可拉伸到至少50％，并且在释放偏置力时基本上回复到其初始长度(即，表现出小于20％的永久变形率)，则认为此类材料具有弹性。
“可延展的”是指拉伸或伸长至少50％而不破裂或断裂的能力。
“膜”是指片状材料，其中该材料的长度和宽度远远超过该材料的厚度(例如，10×、50×、或甚至1000×或更多)。膜通常是液体不可渗透的，但可被构造成可透气的。
“洞”是指膜中的非期望开口，在断裂力学上其可发挥“断裂”的作用。洞的增长是由于膜临近所述洞的部分的机械性损坏所导致的洞尺寸的增大。
“接合”是指如下构型，其中利用这些构型可通过将一个构件直接固定到另一个构件，从而使该构件直接固定到另一构件；也指如下构型，其中利用这些构型将一个构件固定到一个或多个中间构件，然后再把中间构件固定到其它构件，从而使该构件间接固定到另一个构件。
“层压体”是指通过本领域已知的任何合适的方法(例如粘合剂粘结、热粘结、超声粘结、或采用非加热或加热的图案辊的高压粘结)彼此相结合的两种或更多种材料。
“纵向”是指当所述制品处于平展未收缩状态时与从吸收制品的腰部端边到相对的腰部端边，或者在双重折叠的制品中从腰部端边到裆的底部基本上垂直运行的方向。在纵向的45度以内的方向被认为是“纵向”。“横向”是指从制品的一个侧边延伸到相对的侧边并且大致垂直于纵向的方向。在横向的45度以内的方向被认为是横向。
“纵向”或“MD”是在制造过程中平行于纤维网行进方向的方向。“横向”或“CD”是基本上垂直于MD的方向并处于大致由纤维网限定的平面中。
“非织造材料”是指通过例如纺粘法、熔喷法、气流成网法、共成形(coforming)法、粗梳法、水刺法等方法由连续的(长的)长丝(纤维)和/或不连续的(短的)长丝(纤维)以无规则方式交叉制成的多孔纤维材料。非织造材料的纤维可使用常规的技术结合在一起，诸如热点粘结、超声点粘结、粘合剂图案粘结和粘合剂喷涂粘结。非织造材料不具有纺织丝或针织长丝图案。非织造材料可为液体可渗透的或不可渗透的。
“塑性的”和“可塑性延展的”是指材料在给定负荷下拉伸至少50％而不破裂或断裂以及在释放负荷时材料或组件表现出至少20％的永久变形率(即，恢复率小于80％)的能力。例如，当经受下述滞后测试时，具有100mm初始长度的可延展材料可至少拉伸到150mm(50％拉伸)，并且在移除作用力时，材料缩回到35mm的长度(即具有35mm的永久变形率(35％的永久变形率))。
“松弛的”是指构件、材料或组件的静止状态，在该状态除重力外基本上无外力作用于该构件。
“撕裂”是指膜中与该膜的一个或多个边缘相交的非期望开口，在断裂力学上其可发挥“断裂”的作用。撕裂的增长是由于膜临近所述撕裂的一个或多个部分的机械性损坏所导致的撕裂尺寸的增大。
“纤维网”是指能够被缠绕成卷的材料。纤维网可为膜、非织造材料、层压体、开孔膜和/或层压体等。纤维网的正面是指其二维表面中的一个，与其边缘相对。
“X-Y平面”是指由使纤维网运动的MD和CD或者材料片的长度和宽度限定的平面。
聚合物
多种弹性体聚合物可用于制备弹性膜。弹性体聚合物的非限制性例子包括均聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物等。尤其适用于表现出抗撕裂增长性的膜的聚合物是嵌段共聚物，其通常由不同重复单元的嵌段(或链段)制成，所述嵌段各自有助于该聚合物的性能。认为嵌段共聚物有用的一个原因(至少部分地)是由于共聚物的嵌段彼此共价键合并且形成微相分离结构，其具有提供良好可延展性的橡胶结构域，同时玻璃端嵌段结构域提供机械完整性(例如，良好机械强度以及避免了非期望的应力弛豫或流动)。适用于本文的嵌段共聚物可表现出弹性体和热塑性两种特性。例如，端嵌段可形成在最终使用期间主要的温度(例如，20℃-40℃)下展示出硬的刚性机械性能的结构域，由此而向整个聚合物增加了刚性和强度。此类端嵌段有时称为“硬嵌段”。中嵌段可容受与弹性体相关联的较大变形并且当该材料受到应力时(即，受到拉伸或延伸)提供回缩力。此类中嵌段有时称为“软嵌段”或“类橡胶嵌段”。适用于本文的嵌段共聚物包括至少一个硬嵌段(A)和至少一个软嵌段(B)。嵌段共聚物可具有多个嵌段。在某些实施例中，嵌段共聚物可为A-B-A三嵌段共聚物、A-B-A-B四嵌段共聚物、或A-B-A-B-A五嵌段共聚物。其它合适的共聚物包括具有端嵌段A和A'的三嵌段共聚物，其中A和A'衍生自不同的化合物。在某些实施例中，所述嵌段共聚物可具有多于一个的硬嵌段和/或多于一个的软嵌段，其中每个硬嵌段可衍生自相同或不同的单体且每个软嵌段可衍生自相同或不同的单体。
合适的硬嵌段组分具有超过25℃或45℃或甚至65℃但通常低于100℃的玻璃化转变温度(Tg)。硬嵌段部分可衍生自乙烯基单体，所述乙烯基单体包括乙烯基芳烃诸如苯乙烯和α-甲基苯乙烯或它们的组合。软嵌段部分可为衍生自共轭脂族二烯单体的聚合物。软嵌段单体通常包含少于6个碳原子。合适的二烯单体(诸如，例如，丁二烯和异戊二烯)可作为聚合形式或以其氢化形式使用。合适的软嵌段聚合物包括聚(丁二烯)、聚(异戊二烯)和乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物等。在某些实施例中，可能期望使所述共聚物或其部分(例如，中嵌段或端嵌段)中所包含的任何残余烯属双键部分或完全地氢化。
在尤其合适的实施例中，弹性体聚合物可为苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(“SEEPS”)嵌段共聚物，其包括两个各约8kg/摩尔的聚苯乙烯端嵌段和45kg/摩尔的中嵌段。所述中嵌段可例如通过共聚异戊二烯和丁二烯并然后氢化来形成。可能期望氢化所述共聚物，使得所述中嵌段中95-99％或甚至98-99％的初始C＝C双键饱和，但是使聚苯乙烯端嵌段芳香性保持无损。如果氢化程度过低，则该聚合物可开始失去其经受应变诱导结晶的能力。据信，不受理论的限制，聚合物中的应变诱导结晶对于向由这种聚合物制成的膜提供抗撕裂性特性是重要的。在某些实施例中，将异戊二烯和丁二烯共聚产生类橡胶中嵌段可产生在共聚单体序列和乙烯基含量两者上均有所变化的共聚物。虽然SEEPS共聚物是嵌段共聚物，但是乙烯-乙烯-丙烯(“EEP”)中嵌段相对嵌段或交替共聚物而言更是无规共聚物。但是可存在随机性的轻微偏离。所述随机性的偏离以及共聚物的乙烯基含量可通过调节聚合期间的条件进行控制。例如，异戊二烯与丁二烯共聚，随后氢化，可产生多种分枝型。下表1例示了可能产生的不同分枝型。尽管有甲基分枝的部分例外，但是所述分枝通常并不“贴合”于聚乙烯型晶体，并且因此而降低了中嵌段的结晶度和Tm。例如，SEEPS嵌段共聚物的中嵌段在低于-50℃的温度下可为约7％结晶的，并且具有约0℃的Tm。相比之下，基本上无分枝的聚乙烯为约75％结晶的，并且具有约135℃的Tm。
表1
异构体 氢化后的分枝型
1,2异戊二烯 甲基、乙基
3,4异戊二烯 异丙基
1,4异戊二烯 甲基
1,2丁二烯 乙基
1,4丁二烯 不发生分枝-可能结晶
可结晶的CH2序列的运行长度(其直接影响聚合物中嵌段的熔融温度)(至少部分地)取决于结合到该中嵌段中的共聚单体序列(例如，异戊二烯总是产生某一型分枝)以及所述二烯的1,4和1,2(或3,4)聚合之间的总体平衡。晶体的Tm可提供有关可结晶序列的长度和该材料经受应变诱导结晶的能力的信息，两者均与所述中嵌段主链上的分枝的数量、类型和分布有关。适用于本文的弹性体包括足够长的CH2基团可结晶序列(其形成聚乙烯型晶体)，其具有高于10℃的Tm(与此前已知材料的例如-5℃相比较)。适用于本文弹性体的Tm介于10℃和20℃之间；12℃和18℃之间；13℃和17℃之间；或甚至介于14℃和16℃之间。
除上述的EEP中嵌段之外，还期望提供“EB”型的中嵌段(即，氢化聚丁二烯)，其包含类似的可结晶序列，例如，通过选择合适的溶剂极性(其控制1-4对1-2含量)而实现，如Anionic Polymerization:Principles and Practical Applications,Henry Hsieh,Roderick Quirk；第9章，第197-229页；Marcel Decker,New York(1996)中所述。
膜
本文所公开的可延展层压体包括弹性体抗撕裂膜层。与形成表现出最低或无抗撕裂性的膜的常规弹性体膜(例如，由已知的弹性体如来自Dexco Polymers L.P.,Houston,TX的Vector 4211形成的膜)不同，本文的弹性膜包含有效量的至少一种弹性聚合物，其赋予该膜合适的抗撕裂性。应当了解，这种抗性并不限于针对撕裂，而且还包括狭缝、孔、开口、洞和/或膜中的任何其它间断。Mansfield在2011年2月14日提交的题为“TearResistant Film”并且还被标识为律师代理人卷号11993的共同未决的美国系列号13/026,533中所述的慢撕裂测试(Slow Tear Test)提供了合适的方法以用于对膜对撕裂、洞、孔或其它间断的增长的抗性进行定量。合适的损坏时间值包括根据慢撕裂测试测量的超过1小时、2小时、4小时、6小时、10小时、15小时、或甚至最多24小时或更多的值，例如最多30小时、36小时、40小时、44小时、48小时、或甚至最多60小时的值。理想上，所述膜能够无限期地抵抗撕裂的增长。尽管如本文所述本发明的膜有利地提供了抗撕裂增长性，但是还可能期望本文的膜对较高量的机械应力的迅速施用表现出抗性。例如，当根据前述题为“TearResistant Film”的共同未决的专利申请中所述的高速拉伸测试进行测量时，本发明的膜可具有介于10和25MPa之间；15和20MPa之间；16和19MPa之间；或甚至介于17和18MPa之间的高速拉伸强度。还可能期望提供当根据前述题为“Tear Resistant Film”的共同未决的专利申请中所述的有凹口的高速拉伸强度测试进行测量时表现出介于10和约20MPa之间；14和19MPa之间；或甚至介于15和18MPa之间的有凹口的高速拉伸强度的膜。据信，不受理论的限制，膜中的合适高速拉伸和/或有凹口的拉伸强度对于针对与较高速率非期望机械应力有关的膜损坏提供至少一些抗性可能是重要的。
本发明的抗撕裂性膜并不限于任何特定的尺寸，并且可被构造为较薄的材料片。在某些实施例中，所述膜可具有介于1μm-1mm之间；3μm-1500μm之间；或5μm-100μm之间；或处于这些范围内的任何值的有效平均厚度。根据下文的基重测试，适用于本文所公开的膜的基重范围包括20至140g/m2，例如25至100g/m2；30至70g/m2；或甚至35至45g/m2。所述抗撕裂性膜可通过本领域任何合适的方法形成，例如，通过狭缝模具挤出熔融的热塑性和/或弹性体聚合物并且随后冷却该挤出的片材。用于制备膜的其它非限制性例子包括浇铸、吹塑、溶液流铸、压延以及通过水性或浇注非水性分散物来形成。由聚合物材料产生膜的合适方法描述于Plastics Engineering Handbook of the Society of the PlasticsIndustry,Inc.，第四版，1976，第156、174、180和183页中。在某些实施例中，根据下文更详尽描述的滞后测试，所述弹性膜在200％的应变下可具有介于约0.8和2MPa之间、1.0和1.5MPa之间、或甚至介于1.0和1.2MPa之间的负荷工程应力(L200)，并且在50％的应变下可具有介于0.3和0.8之间、0.4和0.6之间、或甚至介于0.5和0.6MPa之间的非负荷工程应力(UL50)。上文所公开的L200和UL50值对于提供适用于层压体和/或一次性吸收制品的膜可能是重要的(例如，用于提供低力恢复拉伸、舒适的适形贴合性、更低的非期望下垂、在预期位置对身体渗出物的围堵、抵抗洞或撕裂的初始形成的强度)。
适用于本发明的抗撕裂层压体的其它示例性膜公开于题为“Tear ResistantFilm”的前述共同未决的专利申请中。
层压体
本发明的抗撕裂层压体并不限于任何特定的构型并且根据需要可包括接合到一个或多个非织造材料和/或膜层的弹性膜层，只要所述抗撕裂层压体表现出合适的抗撕裂性。例如，抗撕裂层压体应具有根据下文所述的层压体完整性测试进行测试的超过2小时、5小时、10小时、20小时、30小时或甚至超过50小时但通常低于100小时的最低层压体完整时间。理想上，本文所述的抗撕裂层压体可无限期地抵抗洞、撕裂或孔的增长。在某些实施例中，所述层压体可包括夹于两个非织造层之间的抗撕裂的弹性体膜层，所述弹性体膜层具有介于50和100克/平方米(“gsm”)之间的基重，所述非织造层各具有介于8和100gsm之间的基重。所述可延展层压体的膜和非织造层可通过本领域中已知的任何合适的方法接合在一起(例如，粘接剂、粘性物、热粘结、这些的组合等)。在某些实施例中，所述非织造层均可形成为另外两层的层压体，例如通常已知的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)构型。示例性SMS构型中的各个非织造层可具有介于1和25gsm之间、2和20gsm之间、或甚至介于3和10gsm之间的基重。SMS非织造材料的尤其合适的例子包括具有介于5和25gsm之间的基重的纺粘层和具有介于1和5gsm之间的基重的熔喷层。
可由本领域通常已知用于制备非织造纤维的任何合适的塑性材料、弹性材料、或它们的组合来形成纤维，并且其可形成为单组分纤维、双组分纤维、多组分纤维、或这些纤维的组合。弹性体材料的合适例子包括苯乙烯嵌段共聚物、弹性体聚烯烃和聚氨酯。用于制备纤维的弹性材料的合适例子包括以商品名VISTAMAXX购自ExxonMobil,Houston,TX的弹性体聚丙烯树脂。用于形成塑性可延伸纤维的合适聚合物不受特别的限制，只要它们具有塑性变形性能即可。合适的塑性聚合物的非限制性例子包括聚烯烃，通常为聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸丁酯、聚氨酯、聚(醚-酯)嵌段共聚物、聚(酰胺-醚)嵌段共聚物、以及它们的组合。可将纤维构造为单组分、双组分、或多组分纤维。例如，所述纤维可为芯-壳型双组分纤维，其被构造成具有聚丙烯芯和聚乙烯壳。
在某些实施例中，所述非织造材料可被构造成以包括两层纤维或任选地三层纤维。在此类实施例中，第一层纤维可为具有介于10μm至30μm(例如15μm至25μm)之间的第一数均纤维直径的纺粘纤维。第二层纤维可为具有低于第一数均纤维直径的第二数均纤维直径(例如，1μm至10μm，如1μm至5μm)的熔喷纤维。当提供时，第三层纤维可为具有低于第二数均纤维直径的第三数均纤维直径(例如，0.1μm至1μm，如0.5μm)的纳米纤维。第一直径与第二直径的比率可为2至50、或3至10，例如5。第二直径与第三直径的比率可为2至10，或者例如5。在某些实施例中，第二层纤维可设置在第一层非织造纤维上，并且第三层纤维(当包括时)可设置在第二层纤维上。该布置方式可包括其中使第一和第二(和任选的第三)纤维层形成基本上相邻的层使得所述层的一部分重叠以在界面处形成互穿的纤维网络(例如，来自第一和第二层的纤维重叠，和/或来自第二和第三层的纤维重叠)的实施例。该布置方式还可包括其中使第一和第二纤维层基本上完全混合以形成互穿纤维的单一异质层的实施例。在某些实施例中，所述层压体可被构造为双层层压体，所述层压体具有与第二层熔喷微纤维和/或纳米纤维接合的第一层纺粘纤维，其经选择以提供所述纺粘纤维层与该层压体中的抗撕裂膜层之间的合适粘结(例如，粘合剂粘结)。在某些实施例中，所述非织造材料可包括至少四层并且任选地五层堆叠排列的不同种类纤维。例如，所述非织造材料可以SMNS、SMNM或SMNMS构型进行排列(即，纺粘、熔喷、纳米纤维、熔喷和纺粘)。
熔喷层的精细纤维可增强层压体的不透明度，这通常是期望的结构。熔喷纤维还可具有在所述熔喷纤维重叠并且散布于其它非织造材料的非织造纤维中时(例如，处于SMS非织造层压体中时，在所述层压体中该熔喷层设置在两个纺粘层之间并且与之接合)改善所述非织造材料的结构完整性的有益效果。由于结合具有显著不同长度尺度的纤维而导致的自我缠结可提高所述非织造材料的内部粘结完整度，从而而减少了(并且可能甚至消除了)对所述非织造材料进行粘结的需要。熔喷纤维还可形成“接合层”，其提高了其它非织造材纤维与相邻的聚合物层之间的粘附性，尤其在该熔喷纤维由粘性材料形成时。
第一(顶)层可包含纺粘纤维。第二层可设置在第一层上并且可包含熔喷纤维。第三层可设置在第二层上并且可包含纳米纤维。第四层可设置在第三层上并且可包含熔喷纤维。任选的第五(底)层可接合到第四层并且可包含纺粘(或者梳理)纤维，其通常为塑性纤维(例如，包括高延展性非织造纤维或高伸长率的梳理材料纤维网)或塑弹性共混纤维。所述第五层包含塑性纤维时，可有利地提供塑性纤维，其延展性足以经受机械活化过程。此类充分可变形纺粘纤维的合适例子公开于WO 2005/073308和WO 2005/073309之中。适用于第五层的商业塑性纤维包括深度活化的聚丙烯、高延展性聚乙烯和聚乙烯/聚丙烯双组分纤维(所有均购自BBA Fiberweb Inc.,Simpsonville,SC)。可将第五层与第一至第四层同时加至非织造材料上，或者第五层可随后在吸收制品的生产过程中加入。在生产过程中加入第五层实现了更好的SOC柔韧性，例如允许吸收制品组件(例如，高性能弹性体带材)向SOC中的插入并且实现了在该吸收制品中不需要第五层的区域(例如，在SOC位于吸收芯的区域)中将其排除。
其它示例性拉伸层压体构型和制备适用于本文的拉伸层压体的方法公开于Mansfield在2006年4月24日提交的并且题为“Stretch Laminate,Method of Making andAbsorbent Article”的美国专利公布2007/0249254中。
制品
在某些实施例中，本发明抗撕裂层压体可结合到制品(例如，尿布或训练裤)中，该情况下对于所述制品在特定量的时间内发挥预期的功能尤为重要。因此，合适的层压体完整时间和损坏时间值对于提供包含该层压体或膜的制品或制品组件较不可能在使用中遭受严重损坏的指示是重要的。
图1示出了尿布200处于平展未收缩状态(即，没有因弹性引起的收缩)的示例性实施例。图1的一部分被被切除以更清楚地示出尿布200的构造。尿布200的面向衣服的外表面取向为朝向观察者，并且相对的面向穿着者的内表面取向为背离观察者。如图1中所示的尿布200具有沿纵向延伸的纵向中心线211和与其垂直的侧向中心线212。尿布200可包括第一腰区256、第二腰区258、和设置在第一腰区256和第二腰区258之间的裆区257。如图1所示，尿布200可包括液体可透过的顶片230；液体不可透过的外覆盖件220，其例如沿尿布200的周边与顶片230的至少一部分接合；和定位在顶片230和外覆盖件220之间的吸收芯组件240。尿布200的面向穿着者的内表面可包括顶片30的至少一部分和可接合到顶片30的其它组件。面向衣服的外表面可包括外覆盖件220的至少一部分和可接合到外覆盖件220的其它组件。尿布200可包括弹性腰部结构260和扣紧系统。该扣紧系统可包括耳片265，其接合到前腰区256和后腰区258中的至少一者并从该处横向向外延伸。在某些实施例中，可由单一结构例如通过由相同基底形成所述两个构件而形成耳片265和腰区256和/或258之一或两者。耳片265可包括扣紧插片270，其从该处横向向外延伸。扣紧插片270可包括扣紧构件，其可与尿布200的另一部分接合。“可接合”是指一个构件被构造成通过产生缠结型机械粘结而与另一个构件接合。适合与本文所公开的抗撕裂膜一起使用的吸收制品的非限制性例子可见于美国专利3,860,003；4,808,178；4,909,803；5,151,092；5,221,274；5,554,145；5,569,234；5,580,411；6,004,306；7,626,073；美国专利公布2007/0249254；以及Mansfield在2011年2月14日提交的题为“Absorbent Article With Tear Resistant Components”并且还被标识为P&G律师代理人案卷号11995的共同未决的美国系列号13/026,563中。
测试方法。
除非另外指明，本文测试方法的环境条件包括23℃±2℃的温度。在一些情况下，待测试的膜样品可包括与该膜材料接合的其它材料的一个或多个层(例如，取自可商购获得的制品的样品)。在这种情况下，将该膜小心地与材料的其它层分离来避免对该膜的损害。如果该膜由于对该膜与其它材料的分离而受损(即，受到撕裂、切割、穿孔等)，则丢弃该样品并获取另一未受损的样品。
滞后
滞后测试根据ASTM D882-02使用线触夹持件(line-contact grip)和负荷-保持-未负荷的序列进行，具有下文描述的例外和/或条件。提供了图2来示出应力-应变曲线的一部分，其包括滞后测试期间生成的L200值(即，负荷期间在200％应变下的工程应力)和UL50值(即，未负荷期间在50％应变下的工程应力)。运行了一轮负荷-未负荷循环。
●样本宽度：25.4mm
●标距：25.4mm
●测试速度：4.233mm/s
●温度：22-24℃
●施用的位移：50.8mm(200％工程应变)
●在该施用的位移下的保持时间：30秒
●如果夹持件设计并不容受50mm的额外样品长度(标示于ASTM D882-02的第6.1部分中)，则制备样品使其长度允许夹持合适的标距而不干扰该夹持件的其它部分。在这种情况下，必须加以小心来以合适的对齐方式、抓持和标定(gauge definition)安装该样本。
记录以下：
●负荷链段期间在200％工程应变下的工程应力(L200)
●负荷链段期间在50％工程应变下的工程应力(UL50)
●未负荷期间在该样品变松弛的情况下的工程应变(Ls)
然后以Ls定义永久变形率，其以在施用的位移下的工程应变的比例表示。例如，如果将200％的工程应变施用到该样品并且其在未负荷期间在20％的工程应变下松弛，则永久变形率计算为20％/200％＝0.10＝10％。
当使用滞后测试来确定材料是否满足本定义中描述的“弹性的”或“塑性的”的定义时，使用12.7mm的施用的位移(即，50％工程应变)。
基重(质量每单位面积)
膜样品的基重根据INDA Standard Test WSP 130.1(09)进行确定。全部调整和测试在23±2℃的大气和50±5％的相对湿度下进行。
以平均基重报道5组样本的平均值，以克/平方米计，精确至3位有效数字。
有效平均厚度
该膜的有效平均厚度由平均基重如下计算：
有效平均厚度＝平均基重/密度
单位：
厚度：微米(μm)
基重：gsm
密度＝0.92克/cm3(g/cc)
报道结果，以微米(μm)计，精确至3位有效数字。
透气率测试
基底(例如，膜、层压体、或制品组件)的透气率通过测量由指定的压力降所驱动的标准条件化空气穿透测试样本的流速进行确定。该测试尤其适于对气体具有较高渗透性的材料，例如非织造材料、开孔膜等。使用ASTM D737，进行如下改动。
使用TexTest FX3300设备或其等同物，其购自Textest AG,Switzerland或购自Spartanburg SC的Advanced Testing Instruments ATI。遵循了在用于气密性测试和功能与校准检查的TEXTEST FX 3300透气率测试者手册的操作指导中描述的工序。如果使用不同的设备，则根据制造商的说明制订类似的气密性和校准规程。
将测试压降设为125帕斯卡，并且使用5cm2面积的测试头(型号FX3300-5)。在根据TEXTEST FX 3300透气率测试者手册的操作指导中给出的工序对样本作出的测量后，记录结果，精确至三位有效数字。测量了五组样本并且计算所述五组透气率值的平均值并且(以m3/m2/min计)报道为透气率值。
差示扫描量热法(DSC)
DSC测试用于测量聚合物的Tm。通过根据ASTMD3418-08进行的DSC测量来确定Tm(注意Tm是指该ASTM方法中的Tpm)，不同的是使用图3中示出的时间-温度特征图进行测量。以20℃/min的加热速率进行校准。如图3所示，温度特征图可包括特征图在时间＝30-42分钟时的非线性部分301。非线性部分301是该设备的冷却能力上受限的体现。已经认识到该偏离标称冷却速率的偏差对于观测到的熔融曲线可能具有适度的影响，但是本文全部DSC数据遵循相同的特征图。
层压体完整性测试
通过对拉伸层压体沿其拉伸方向施用100％的工程应变并且在保持其在37.8℃的温度下的同时针对洞或撕裂的发生和增长监视所述层压体，这一测试提供了对所述拉伸层压体的机械完整性的估测。提供了图4A和4B来示出所述层压体完整性测试的某些方面。图4A示出了样品400的顶部平面图，而图4B示出了样品400的侧视图。
通过切出层压体405的矩形片而制备样品400，其具有以下尺寸：
●长度420：100mm(沿层压体拉伸方向)
●宽度430：50.8mm(垂直于层压体拉伸方向)
●标距440：80mm(沿层压体拉伸方向)
注意避免对样品400边缘的刻划或换句话讲损害，如ASTMD882-02中所述。将样品400的末端夹于遮蔽带材410的层之间，从而使带材410的内侧边限定了样品400上为80mm的标距440。样品400的一端钉于硬纸板片450上，所述纸板片450大到足以在持续测试时间内保持处于拉伸构型下的样品400。如图所示，钉445将样品400固定于纸板450并且基本上沿样本的整个宽度适当地间隔和定位。钉445位于遮蔽带材410中，与限定所述样品标距440的边相距一毫米以内。将样品400的另一端(即，未钉的末端)运动80毫米使得所述样品发生变形达到100％工程应变。如图所示，然后应用钉445以将样品400的另一端固定于纸板450。然后将其上钉有样品的纸板450置于温度维持在37.8℃的室或空间中。通过目测或使用摄录像机针对洞或撕裂的出现和增长监视所述样品。将洞/断裂/撕裂的尺寸(以占所述样品总体宽度的比例表示)记录为时间的函数。采集足够数量的数据点以使能对撕裂进展至所述样品宽度的50％的时间的合理估计。这一时间为层压体完整时间。
如果可获得的样品对于制备具有这些尺寸的样品而言不够大，可使用较小的样品，前提是成比例地降低施加于该样本的位移以达到100％的工程应变。
实例
表2示出了制备多种膜样品的配方。表2中示出的S4033、JL-007和JL-014是氢化的SEEPS嵌段共聚物，其购自Pasadena,TX的Kuraray America,Inc.。S4033是已知的SEEPS嵌段共聚物，而JL系列(例如，JL-007和JL-014)可被认为是针对改善的可加工性进行改性的S4033类型的嵌段共聚物。SEEPS嵌段共聚物的JL-系列具有46/54至44/56(例如，45/55)的异戊二烯与1,3丁二烯的质量比。表2中的油是白矿物油，诸如Drakeol 600、Hydrobrite550或Krystol 550。REGALREZ 1126和REGALITE 1125是增粘剂，购自Kingsport,TN的Eastman Chemical Company。PS 3190是聚苯乙烯均聚物，购自NOVA Chemical Company,Canada。AO是合适的抗氧化剂，诸如Irganox 100，购自Switzerland的Ciba SpecialtyChemicals。
通过将热塑性组合物经槽冲模挤出以形成100mm宽和100μm厚的膜来产生样品1-11。所述热塑性组合物通过在具有挤出混合部的Leistritz(27mm)双螺杆挤出机挤出材料来形成。首先，将油和Septon聚合物混合在一起，并且然后将聚苯乙烯和增粘剂共混到该混合物中，然后将其进料到该挤出机中。该挤出机中的温度范围通常为170-230℃。随后使用ThermoFisher 20mm单螺杆挤出机将组合物成形为膜。ThermoFisher挤出机中的温度范围通常为170-230℃。
表2
表3示出了多种弹性体膜材料的损坏时间和熔融温度。提供了样品1-6和9-10来显示本发明膜的合适例子。提供了样品7和11作为比较例来显示并非所有的SEEPS嵌段共聚物必定提供合适的抗撕裂性和/或可加工性。根据慢撕裂测试获得损坏时间测量值，并且根据DSC方法获得Tm值。通过两步压塑工序形成表3中的样品12-15，其中在热板(215℃)之间压缩所述弹性体并使用垫片将其保持3分钟的保压时间，这产生了厚弹性体片(约2.5mm厚)，然后折叠并堆积该厚膜并进行无垫片按压并且保持约30秒的保压时间，从而产生了厚度介于80-200μm之间的膜。多种成分的百分比全部为基于该膜重量计的重量百分比。提供了样品12作为比较例并且其由56％S4033、13％PS3160和31％白矿物油形成。样品13-15包括与样品12相同的相对量的SEEPS嵌段共聚物、聚苯乙烯均聚物和矿物油，但是在用于其形成的SEEPS共聚物的种类(包括聚合物的Tm)上有所变化。使用56％JL-007形成样品13。使用JL-014形成样品14。使用JL-013形成样品15。将这些成分加入小型间歇式搅拌器(Haake)并在210℃的温度下以50RPM混合3分钟。随后通过在保持于210℃下的热板之间按压来产生片。
表3
如表3可见，包含S4033SEEPS嵌段共聚物的样品未能提供约一小时或更多的损坏时间和/或介于10至20℃之间的Tm，而通过JL-系列的SEEPS嵌段共聚物形成的样品提供了这些所期望的性能。
使用由表4中标明的SEEPS嵌段共聚物形成的膜来制备层压体。单个膜组分的重量百分比是基于该膜的总重量计的并且还在表4中示出。通过在实验室规模的挤出设备上挤出来形成所述膜，所述挤出设备具有在第一圆筒阶段处180℃和挤出模具中215℃的温度特征。所述膜具有在130至140gsm范围内的基重。以螺旋图案将热熔性粘合剂(例如，产品代码2031，购自Bostik)施用于防粘纸片，所述防粘纸具有足以覆盖非织造材料并且形成下述层压体样品的尺寸。以6.2gsm的基重通过喷熔法施用所述粘合剂。通过将非织造材料置于所述防粘纸上并在所述非织造材料上以温和的手工压力轻柔按压以确保该非织造材料和粘合剂之间的良好接触来将所述粘合剂从所述防粘纸转移至第一非织造材料(16.5gsm SMS非织造材料，以产品号ESM0337购自Fibertex)。然后将所述非织造材料小心地从该防粘纸上剥离，从而将所述粘合剂从该防粘纸转移至该非织造材料。重复该过程使得粘合剂两次施用到该非织造材料的相同侧。在第二次从该防粘纸上移除所述非织造材料后，将该非织造材料包含粘合剂的一侧置于膜上以将非织造材料粘附于该膜。然后对第二个相同的非织造材料重复所述将粘合剂施用到非织造材料的过程。然后将第二非织造材料粘附于所述膜的相对侧(即，所述膜的相对表面各有一层非织造材料)。确保所述非织造材料和膜的纵向一致。将所述层压体修整至长度和宽度分别为100mm和50.8mm。然后将全部样品在同一堆中堆叠并且经受20kPa的压力三秒钟。然后使各层压体经受活化过程，其中所述层压体在200-节距环辊盘上的8mm啮合深度进行活化，其中啮齿具有120μm的末端半径。用这种方法，在0.2秒内沿所述层压体定位于各对啮齿之间的各个材料跨度的纵向上将250％的工程应变施用到所述层压体。这导致了所述非织造材料的永久性变形。因此，所述弹性体膜能够进行拉伸而具有显著降低的来自所述非织造材料的机械干涉(相对于非活化的层压体)。
表4
表5示出了根据层压体完整性测试进行测试时表4的层压体的层压体完整时间和损坏时间。
表5
如表5中可见，样品2表现出超过2小时的合适层压体完整时间。相比之下，作为比较例而提供的样品1并未表现出超过2小时的合适层压体完整时间。类似地，样品1并未提供超过1小时的合适损坏时间。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。此外，本文描述的性能可包括一种或多种范围的数值。应当了解，这些范围包括所述范围内的每个值，即使所述范围内的单个值可能未明确地公开。
具体实施方式中引用的所有文献的相关部分以引用方式并入本文；任何文献的引用均不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时，将以赋予本文献中那个术语的含义或定义为准。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (13)

1.一种层压体，其抵抗撕裂、洞或孔的增长，所述层压体包括：至少一个可延展非织造层，其与至少一个弹性体膜层接合，其中所述弹性体膜层包含SEEPS弹性体嵌段共聚物，其中所述SEEPS嵌段共聚物包含异戊二烯和丁二烯的氢化共聚物的类橡胶中嵌段，其中所述弹性体膜层具有根据美国材料试验协会D882-02(ASTM D882-02)在200％的应变下0.8至2MPa的负荷工程应力，和在50％的应变下0.3至0.8MPa的非负荷工程应力。
2.根据权利要求1所述的层压体，其中所述弹性体膜层夹于两个或更多个非织造层之间。
3.根据权利要求1所述的层压体，其中所述非织造层是可塑性延展的并且所述非织造层的至少一部分被活化。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的层压体，其中所述层压体是能够透气的。
5.根据权利要求1所述的层压体，其中所述非织造层是可弹性延展的。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的层压体，其中所述非织造层与所述弹性体膜层以粘结方法接合。
7.根据权利要求6所述的层压体，其中所述非织造层之一的至少一部分被活化。
8.根据权利要求6所述的层压体，其中所述非织造层中的至少一个被构造为纺粘-熔喷-纺粘非织造层。
9.根据权利要求7所述的层压体，其中所述非织造层中的至少一个被构造为纺粘-熔喷-纺粘非织造层。
10.根据权利要求8或9所述的层压体，其中所述纺粘-熔喷-纺粘构型的每个层具有1gsm至25gsm的基重。
11.权利要求2所述的层压体，其中当所述弹性体膜层夹于至少三个非织造层之间时，所述非织造层包含数均纤维直径为0.1μm至1μm的纳米纤维层。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的层压体，其具有根据层压体完整性测试大于2小时的层压体完整时间。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的层压体，其中所述层压体结合到吸收制品中作为组件，所述组件选自顶片、底片、外覆盖件、翻边、侧片、耳片、扣件、以及这些的组合。
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