CN1269639C - 层压片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造包含薄膜层和织物层的层压片的方法。该方法包括以下步骤：将薄膜层粘合到织物层上，形成层压片，这种层压片中包含至少一个强粘合区域，即薄膜和织物层在该区域的粘合程度要强于层压片的其他区域。该方法还进一步包含以下步骤：对层压片进行伸张，强粘合区域不被伸张或仅仅被部分伸张。还叙述了一种制造尿片后垫以及由聚合物薄膜和织物形成的伸张层压片的方法。

Description

层压片及其制造方法
发明背景
微孔膜的生产工艺在业内是很普遍的。例如，美国专利No.3,870,593(其内容参考粘合于此)叙述了一种微孔膜的生产工艺：(1)将一种不吸湿的无机盐细颗粒，例如碳酸钙，分散到一种聚合物中；(2)用该聚合物制成薄膜；(3)伸张该薄膜以产生微孔。
微孔膜和非织造织物的复合物的生产方法，在本领域中也很知名。这种复合物有很多制造方法，例如，将聚合物薄膜挤压涂敷到非织造织物上。制好的薄膜和织物可通过许多方法，例如用胶粘剂、热粘合和超声波粘合，来进行粘合。
希望对微孔薄膜和织物的复合物进行伸张，但是，伸张也是有缺陷的。例如，对于微孔膜，伸张的典型好处是能获得较好的蒸气渗透性，并且表面较美观。蒸气渗透性(水蒸气透过率-“WVTR”)可通过实验室测试方法来测定，它与薄膜中的微孔的大小和数目有关。伸张微孔膜已知可增大已有微孔的尺寸，同时产生新的微孔。因此，高度伸张的微孔膜和微孔膜/织物复合物一般相对于伸张程度小的类似材料具有较好的蒸气渗透性。
同样，表面手感和悬垂性已知可通过伸张过程而获得改善。当薄膜和织物互相复合后，要比单独的任一成分都要更硬、更粗糙。伸张这种复合物会破坏其刚性结构，因此得到更柔软的表面手感和改善的悬垂性。
另一方面，伸张微孔膜/织物复合物会降低粘合强度，增加针眼数。伸张通过破坏膜和织物之间的连接来提高其柔软性和悬垂性。这就导致了层压片粘合强度的减小。伸张也可能对层压片造成不希望发生的损害，例如薄膜、织物或整个层合布中会形成针眼、撕裂或撕碎。
要仔细控制薄膜和织物的粘合，以避免造成其他功能或美学上的问题。例如，在将聚乙烯薄膜挤压涂敷到纺粘的聚丙烯织物时，工艺条件，例如软化温度和辊隙压力决定了纤维进入到薄膜结构中的程度。在最大程度的进入时，薄膜和织物完全粘合在一起，形成一个整体。然而，这样的层压片具有两种成分的最差性质，并且坚硬易碎。然而，在最小程度的进入时，薄膜和织物几乎没有粘合，因此容易分层。粘合力太大也能限制伸张的程度，因为有针眼的形成。简言之，如果薄膜和织物之间的粘合力太大，经伸张的膜有时会在分层之前就破裂，留下一个针眼。
除了可直接将微孔膜与织物粘合外，也可能先将一无孔膜与织物粘合，然后伸张所得复合物，从而使薄膜产生微孔。先粘合，然后再伸张膜/织物复合物，如美国专利No.5,910,225(其内容参考粘合于此)所述，仅仅获得部分成功，因为伸张过程中对复合物有损害。损害包括但不局限于，针眼、撕破和其他功能或美学上的缺陷。
美国专利No.6,066,221叙述了一种方法，通过在层压片表面沿纵向应用热空气刀处理来增加膜和非织造织物的粘合强度。虽然，这个局域性的热空气刀处理增加了层压片的结构完整性，但对经处理的层压片进行伸张后，将导致薄膜和非织造织物的分离。
美国专利No.6,248,195是粘合技术的另一个例子，但也不能防止薄膜和非织造织物在伸张后的分离。Schmitz指出，可使用热液体或空气在一些局域化的部位进行粘合，从而薄膜的纵向形成一条断道。
美国专利No.5,424,025叙述了使用相互啮合的凹凸辊在主方向上对薄膜进行局域性伸张(zone stretching)。凹凸辊啮合深度的不同，就造成了交替的伸张程度不同的部分。
美国专利No.6,013,151(其内容参考粘合与此)指出，通过高速的增量伸张，可使得膜/非织造织物层压片变得多空和透气。得到的微孔层压片具有高的水蒸气透过率(WVTR)。平的膜/非织造织物层压片比压花膜/非织造织物层压片，可通过增量伸张得更均匀。更为均匀的伸张可得到更大的WVTR和较少的针眼。
聚合物薄膜和非织造织物的复合物，其性能和外观仍需要不断地改进。尤其是希望改进微孔膜/织物复合物的生产工艺，使其具有高蒸气渗透性，同时避免针眼的形成和其他功能和美学方面的缺陷。
发明简述
本发明的第一方面涉及一种制造包含薄膜层和织物层的层压片的方法，它包括：(a)将薄膜层与织物层粘合，形成层压片，所述层压片中包含至少一个强粘合区域，膜和织物层在这个区域的粘合强度比层压片的其他区域大；(b)使用啮合伸幅机选择性伸张所述层压片，使得所述的强粘合区域或者不被伸张，或者仅被部分伸张。
本发明的第二方面涉及一种制造尿片后垫的方法，它包括以下步骤：(a)将薄膜层粘合到织物层形成层压片，其中所述层压片上至少有一个强粘合区域，在该区域中薄膜和织物层的粘合强度大于层压片的其他区域；(b)使用啮合伸幅机选择性伸张所述层压片，使得所述强粘合区域不被伸张或仅被部分伸张。
本发明的第三方面涉及一块包含聚合物薄膜和织物层的增量且选择性伸张的层压片，它包括：(a)聚合物膜；(b)与所述膜粘合的织物，其中，所述层压片包含至少一个强粘合区域，膜和织物层在这个区域的粘合强度比层压片的其他区域大；其中所述的至少一个强粘合区域不被伸张或仅被部分增量伸张。
本发明涉及一种膜/织物复合物，以及生产具有较好物理和美学性能的该复合物的方法。用一种新颖的方式将织物结构层压到薄膜上，然后伸张得到可透气的复合物，能满意地作为具有高水蒸气渗透性的防水物用于很多场合。薄膜和织物层通过沿纵向的一些窄道而粘合起来。然后，复合物通过一个特殊的伸张装置，这样除强粘合的窄道部分外，复合物的其他部分都被伸张。本发明适合在卫生学方面的应用，例如生产尿布后垫，它要求复合物不会分层，具有高的WVTR(水蒸气透过率)是柔软的，手感象布。
本发明能利用所述的好处而避免缺点。织物通过两种水平的粘合强度粘附在膜上。大多数区域的粘合是非常弱的，这就使得复合物的大部分可被伸张到最大程度，这样就能得到所希望的高WVTR和美学属性(例如，表面柔软性和悬垂性)。由于有一些强粘合的区域，这样整个材料就不会分层。强粘合的区域不被伸张或只是被部分伸张，因此产品就不会有由伸张强粘合区域所造成的针眼问题。
这里叙述的薄膜和织物可通过很多不同的方法来复合，包括但不限于挤压涂覆、胶粘剂层压和热点粘合。复合物形成以后，就用多种方法对其进行伸张，包括但不限于CD啮合有环轧辊。使用例如有环轧辊的方法来伸张高填充的热熔性聚合物薄膜的工艺在业内是已知的。美国专利No.4,350,635就叙述这种方法的一个例子。
例如，膜/织物复合物可通过在制造薄膜时先将织物粘附到薄膜上制得。在通过挤压涂覆的注造操作中，织物可在辊隙部位粘合到薄膜上。在辊隙之前或之后的其他粘合方法，包括热熔粘合和热或超声波点粘合。依照这里叙述的工艺，可使用所述三种方法的任一种，也可使用未在这里提到但在业内很普遍的许多其他方法。对粘合方法的唯一要求，是薄膜上的强粘合部分在伸张过程中不被伸张。
一种满足所述要求的方法，是通过声波密封器沿纵向的窄道将织物热粘合到薄膜上，从而使得在复合物的一些特定区域具有较强的粘合力。密封器可位于辊隙以后的任意位置。在任意的一种情况下，粘合力增加的窄道使得在剥离力小于150克/线性英寸时，织物不会从薄膜上分离。其他避免或减少伸张的要求可通过使用在粘合窄道有间隙的CD啮合有环轧辊来实现。
附图简述
图1是本发明一个实施方式中用来生产层压片的装置的示意图。
图2是可在图1装置中使用的一个金属铸轧辊的示意图。
图3是本发明一个实施方式中的一对CD啮合有环轧辊的示意图。
图4是本发明一个实施方式中一块层压片的示意图。
图5是图1所示装置中粘合装置的俯视图。
发明详述
本发明提供一种由薄膜层和织物层组成的层压片，同时也提供一种制造这种层压片的方法。将薄膜层粘合在织物层上，然后对层压片进行伸张。然而，薄膜层粘合在织物层上，要使得有一个或多个的强粘合区域(或窄道)。在伸张过程中，这些强粘合区域不被伸张，或仅仅被部分伸张(也就是说，比层压片的其他部分的伸张程度要小)。在一个具体的实施方式中，薄膜层的至少一部分是多微孔的，适合用作尿布后垫。例如，薄膜层可包含一种造孔剂(例如一种无机填料)，这样在伸张过程中，薄膜层就产生了微孔(或通过伸张而增大了其微孔率)。由于强粘合区域未被伸张(或仅被部分伸张)，薄膜层的强粘合区域可能没有微孔或微孔率要小于薄膜层的其他区域。
图4是依照本发明制造的一块层压片10的示意图。该层压片10被画成具有无限的长度，然而应被理解为本发明不限于此。层压片10由薄膜层11(至少一部分是多微孔的)和织物层12组成。织物层12通过沿层压片10纵向的，接近织物层12的边缘的强粘合区域(或窄道)15与薄膜层11粘合。在两个强粘合区域15之间的区域16中，织物层要么与薄膜层11不粘合，或粘合程度要小于区域15。实际上，在这里用到的术语“强粘合区域”只是指：在层压片的这个区域，织物层与薄膜层粘合程度要比层压片的其他区域大(在其他区域织物层可能与薄膜层粘合或没粘合)。
从图4中还可注意到，薄膜层和织物层并不需要互相在尺寸上完全重合。因此，在所示的实施方式中，织物层12的宽度小于薄膜层11的宽度。然而，如果有需要，织物层和薄膜层的宽度也可以相等。此外，在某些实施方式中，也希望层压片的织物层宽度大于薄膜层。而且，虽然层压片10被画成包含两个沿着织物层12边缘的强粘合区域(或部分)，强粘合区域可以是所希望的任意数目和方向。
制造过程中，在用所述方法将织物层粘合到薄膜层上以后，将到的层压片在至少一个方向上伸张。如果薄膜层包含造孔剂，在伸张过程中薄膜层中产生微孔，正如美国专利No.6,013,151所述。然而，层压片的强粘合区域不被伸张或仅被部分伸张。术语“部分伸张”只是指虽然层压片的强粘合区域可能被一定程度地伸张，这些区域的伸张还是要小于层压片其他区域的伸张。这种选择性伸张的结果，是层压片伸张的好处可以获得，而同时不会损害强粘合区域的的粘合强度。这就就可以从层压片的伸张中得到所需要的好处，同时避免它的一些缺陷。
薄膜和织物层可以通过许多种方法粘合，例如胶粘剂粘合、电磁粘合、热板粘合和超声波粘合。代替上面的方法，或者附加于上述一种或多种方法，可以将织物层与薄膜进行挤压涂覆。
图1是一个实施方式中用来生产图4所示层压片的一套装置示意图，其中薄膜层是一种热塑性膜，织物层是一种非织造纺纤维织物。实际上，图1的装置与美国专利6,013,151所述的装置类似，只是增加了一套机械机构用来在层压片上形成强粘合区域，并对至少一套压伸张辊做了改进。使用图1的装置，在挤出过程中沿着热塑性挤出物的方向将非织造织物引入到一对辊的起轧点上，从而将热塑性薄膜层压到非纺纤维织物上。然后对得到的层压片进行横行增量伸张(横向或“CD”伸张)。然而，强粘合区域没有被伸张(或仅被部分伸张)。也可对层压片在纵向(“MD”伸张)和/或对角线方向进行伸张。
为了生产如图4所示连续的层压片，组成的薄膜层从一个挤出机21通过槽模22供料，形成挤出物26(对应于层压片的薄膜层11)。挤出物26输入到一个铸轧辊24(一般是金属辊)和一个支承辊25(一般是橡胶辊)之间的辊隙中。空气刀23可以被用来协助消除延伸共振，如美国专利No.4,626,574所述。也可以使用序列号为09/489,095的美国专利申请(提交于2000年1月20日)所述的空气冷却装置来防止延伸共振。来自辊33的非织造织物层12被拉入辊子25和24之间的辊隙。在这个辊隙中，织物层12与刚从槽模22出来的熔融薄膜(即挤出物)26被挤压涂覆。实际上，在此挤压层合过程中，织物的纤维被包埋在薄膜中。
在层压片上形成强粘合区域的方法有很多种。例如，熔化温度和辊隙压力一般决定着织物纤维进入到薄膜中的程度，从而决定薄膜和织物层之间的粘合强度。增加熔化温度和/或辊隙压力一般也能增加薄膜和织物层之间的粘合强度。这样，通过辊隙就很容易控制粘合程度。而且，粘合程度可随着辊隙的宽度而变化，例如通过使辊隙的某些区域，其辊隙压力大于辊隙的其他区域。通过这种方法，可得到层压片的一些强粘合区域。
作为例子，图2是一个经改造的金属铸塑轧辊124的示意图。如图2所示，铸塑轧辊124大体上是圆轴形的，然而它有两个凸起的部分130，此凸起部分130在铸塑轧辊124的周边呈环形，并大致垂直于铸塑轧辊124的纵轴。凸起部分124可通过很多方法获得，例如沿铸塑轧辊124的周边缠绕带子(例如Teflon带)。也可以对铸塑轧辊124进行雕刻，得到凸起部分130。铸塑轧辊124在凸起部分130处的直径大于铸塑轧辊124其他部分的直径，这样，当在图1的装置中使用此铸塑轧辊124时，铸塑轧辊124与支承辊25之间的辊隙压力在凸起部分130与支承辊25之间较大。在这种方法中，当薄膜和织物层从辊隙通过时，在某些区域的较大的辊隙压力将导致在离开辊隙的层压片22上形成强粘合区域。实际上，当铸塑轧辊124上的突出部分如图2所示时，得到的层压片将与图4所示的相类似(也就是，在接近层压片织物层的两个边缘有两个沿着层压片纵向延伸的强粘合区域)。
为在层压片上获得强粘合区域，代替如上所述的提供较高辊隙压力的区域，或者对其附加，也可使用许多其他的装置和方法。例如，可将一个粘合装置直接放在辊隙之前或之后，该粘合装置被配置来对进入或离开辊隙的层压片的选择区域施加一种粘合能量。这种粘合能量的施加包括例如热量和/或压力的选择性施加。粘合甚至可通过超声波焊接(例如使用一台声波密封装置)来实现，其中，是对层压片施加振动能量，产生摩擦热，在界面使层熔化从而发生粘合。当然，也可设想将粘合装置放置在辊隙前，在织物层和/或薄膜层的一部分上选择性地施加一种胶粘剂(例如热熔胶)。
作为例子，如图1所示，一个适合的粘合装置包括一个或多个声波密封装置36，邻近辊27，直接在辊子24和25的辊隙后面。声波密封装置业内专家是很熟悉的，一个转动鼓式超声波密封器可用做声波密封装置36和辊27。这样的一个转动鼓式超声波密封器一般包括一个邻近转动鼓(例如辊27)的振动发生器，其结构应使层压片可连续地输送到振动发生器和鼓之间。振动发生器所发生的的高频机械运动粘合着振动发生器与鼓之间的压缩力，在振动发生器接触层压片的部位上产生摩擦热，因此使得层压片的两层在这个部位粘合。为使声波密封装置只粘合层所需的层压片区域(也就是强粘合区域)，可以在需要粘合的位置将一定式样的凸起区域加工到鼓上。例如，为了制造图4中的层压片，声波密封装置36的结构只在层压片上邻近织物层两个边缘的狭窄部分造成粘合。
当层压片从辊轧24与25之间的辊隙和粘合装置(如果使用的话)离开之后，层压片就在一个或多个伸张装置中伸张。尤其是，层压片可以通过业内一些人们熟知的方法被增量伸张。然而，至少在其中一个伸张装置中，层压片的强粘合区域不被伸张(或仅被部分伸张)。业内一些已知的伸张装置都可用来伸张层压片，例如美国专利No.6,013,151中的各种伸幅机。作为例子，使用了一台对角线啮合伸幅机、一台横向(CD)啮合伸幅机和/或一台纵向(MD)伸幅机。
对角线啮合伸幅机一般在其两个平行的轴上有一对左旋和右旋的螺旋齿轮似的部件。在一个实施方式中，两个圆轴放在两块机器侧板之间，下面的圆轴在固定轴承上，上面的圆轴在两个垂直可滑动部件的轴承上。可滑动部件通过一个楔形部件在垂直方向上可以调节，而楔形部件是通过调节螺母来控制的。用螺母将楔子旋出或旋进，将使得垂直可滑动部件向下或上移动，从而使上方的啮合轧辊的齿进一步啮合或脱离下方的啮合式辊轧。可以操作安装于侧架上的千分尺来测量啮合式轧辊的齿啮合的深度。
气筒被用来将可滑动部件稳固地保持在其下啮合位置顶住，用以抗衡被伸张材料所产生的向上的力。也可以让这些气筒缩回，使上下两个啮合轧辊相互分离，为的是通过此啮合装置或结合一个安全电路对材料进行轧制伸张，当安全电路通电时，它就开后所有的机器辊隙。
一般都要使用一种驱动方法来驱动固定的啮合轧辊。如果为了进行轧制伸张或是出于安全的考虑，上啮合轧辊是可以脱开的话最好在上下两个啮合轧辊之间采用一种无齿隙齿轮装置，以确保在重新啮合时，一个啮合轧辊上的齿总是落在另一个啮合轧辊上两个齿之间，同时避免对于啮合齿齿高之间的物理接触可能的损害。如果啮合轧辊一直保持恒定啮合状态，上啮合轧辊一般不需要驱动。通过被伸张的材料而从动的啮合轧辊可以产生驱动。
如前所述，对角线啮合轧辊很像小螺距斜齿轮。在一实施方式中，轧辊的直径为5.935”，螺旋角为45°，法向螺距为0.100”，30径节，14.5°的压力角，基本上就是一个长齿高顶端齿轮。这就产生了狭窄而深的齿形，使得啮合深度可达到0.090”左右，齿的两边有供材料厚度用的间隙大约0.005”。这些齿不是用来传递转动扭矩，没有一般啮合伸张操作中的金属之间的接触。
CD啮合伸幅机可以和对角线啮合伸幅机类似，但在啮合轧辊的设计上和其他细微地方有下述的不同。由于CD啮合构件通常能达到很大啮合深度，就有必要在装置中采用一套方法，使得当上轴在上下移动时，两个啮合轧辊的轴能够保持平行。这是有必要的，为的是确保一个啮合轧辊上的齿总是落在另一个啮合轧辊上的两齿之间，同时避免对于啮合齿之间的物理接触可能的损害。这个平行运动是通过一个齿条齿轮装置来保证的，其中一个固定的齿轮齿条装在与垂直可滑动部件并置的两个边框上。一根轴穿过这两个边框，在垂直可滑动部件上的轴承上旋。位于该轴末端的一个齿轮与齿条啮合运转，得到所需的平行运动。
CD啮合伸幅机的驱动必须同时运转上下两个啮合轧辊，除非对具有较大摩擦系数的材料进行伸张时。然而此驱动不需要无齿隙，因为少量的纵向不对准或驱动滑动不会产生问题。这个的原因在叙述CD啮合部件时就自然会清楚。
CD啮合部件可由一整体材料加工而成，但最好可描述为由两个不同直径的盘组成的交替堆叠。在一个实施方式中，啮合盘直径为6”，厚度为0.031”，在盘的边缘是全半径。啮合盘之间的间一些隔盘直径为51/2”，厚度为0.069”。两个这种构造的轧辊可以啮合到0.231”，在四周剩下0.019”的间隙给所加工的材料。和对角线啮合伸幅机一样，这个CD啮合部件的螺距为0.100”。CD啮合轧辊可以是在圆轴形辊子上附有一系列沿着辊子周边方向的环(下面将进一步叙述)。
MD啮合伸幅机也和对角线伸幅机类似，除啮合轧辊的设计有所不同外。MD啮合轧辊很象小螺距正齿轮。在一个实施方式中，轧辊的直径为5.935”，螺旋角为45°，法向螺距为0.100”，30径节，14.5°的压力角，基本上就是一个长齿高顶端齿轮。啮合深度为0.090”时，这种构造将使得在两边有供材料厚度用的间隙0.010”。
所述的对角线、CD和/或MD啮合伸幅机可用于本发明的方法中。然而，其中至少要有一台伸幅机的结构，使得通过该伸幅机后，层压片的强粘合区域不被伸张(或仅部分伸张)。在图1的实施方式中，一台CD啮合伸幅机装在第一伸张装置28中，一台MD啮合伸幅机装在第二伸张装置29中。进一步将叙述，该CD啮合伸幅机的结构应使在第一伸张装置中，层压片的强粘合区域不被伸张(或仅部分伸张)。此外，为了在伸张前将层压片加热，温度控制的辊45和46装在第一和第二伸张装置之前。
第一伸张装置28的CD啮合伸幅机一般有两个增量轧辊30和31。虽然伸张轧辊30和31可以有很多种构造，图3是一个典型实施方式中CD啮合环状轧辊30和31的示意图。每个环状轧辊都有一个圆轴形辊子37，在其外周有很多环38。环38一般是沿着圆轴形辊子37的长度均匀分布，然而，伸张轧辊30上的环和轧辊31上的环是错开的，这样当以图3所示的方式将这些环放置在一起时，伸张轧辊30上的环将与伸张轧辊31上的环啮合。通过这种方法，当层压片从伸张轧辊30和31之间通过时，层压片将被横向伸张(即与图1装置中的纵向垂直)。
为确保图3中的CD啮合伸幅机不伸张(或仅部分伸张)层压片的强粘合区域，在与层压片的强粘合区域(见图3)对应的圆轴形辊子37上的区域，没有环38。这样，如图3所示，在伸张轧辊30和31上就有间隙39，在这些间隙39中没有环38。因此，当层压片从伸张轧辊30和31之间通过时，层压片的强粘合区域将从间隙39中通过，因此就不会被啮合的环38所伸张(或被间隙39邻近的啮合环部分地伸张)。
在图1的典型实施方式中，材料经过CD环状轧辊之后，再经过一对MD啮合轧辊40和41。MD啮合轧辊40和41也可以包含间隙，在间隙中没有啮合部件来伸张层压片的强粘合区域。也可选择使用传统的MD啮合轧辊，这样整个层压片在纵向都被伸张(包括强粘合区域)。本专利申请人已发现，只在纵向伸张强粘合区域，而横向不伸张(或仅部分伸张)可以改善层压片的性质。离开第二伸张装置后，层压片就缠绕成卷(例如通过一重绕机，图中未画出)。
美国专利No.6,256,045(简称“’045专利”，其内容粘合参考于此)中的装置可起到与图3中轧辊同样的作用，能防止强粘合区域的伸张，其中，’045专利中的装置，其结构使得本发明中的层压片的强粘合区域与不伸张的“松弛”区域(’045专利所用的术语)对应。
本发明的装置和方法尤其适合用来生产包含微孔薄膜层和织物层的增量伸张层压片。挤压到辊隙的薄膜的组合物包含填料颗粒(造孔剂)，这样当层压片被伸张时，在薄膜层中填料颗粒的位置将形成微孔。织物层可以是例如人造短纤维或纺粘纤维的非织造织物。此外，本发明一个实施方式的增量伸张能够给一种看起来象布的复合物提供一种非常软的纤维饰纹。通过这种增量伸张或啮合伸张制得的复合物具有很好的蒸气渗透性和防水性，仍具有柔软的象布一样的质地。而且，由于层压片包含一个或多个不被伸张(或仅被部分伸张)的强粘合区域，层压片上那些不粘合或粘合力小于强粘合区域的其他部分就可以被伸张到更大的程度。
A.复合物的材料
微孔膜的生产工艺在业内是众所周知的。膜的生产过程是：将研磨得很细的无机填料(例如碳酸钙或其他盐)混合到一种聚合物中合适的，形成填充聚合物的薄膜，然后伸张该薄膜以获得好的微孔性和蒸气渗透性。
微孔膜通常是用其中微孔的大小来表征的。相当直径为0.01到0.25微米的孔可以阻止不润湿液体的通过。如果这些孔隙足够多，这种材料就可以让一定量的水蒸气通过，同时有效地阻止液态水的通过。
根据本发明的一个实施方式，层压片的薄膜层是一种聚烯烃组合物，例如一种或多种聚丙烯、聚乙烯、官能化聚烯烃或它们的组合。例如，本发明一个实施方式中的薄膜层可以是首先通过熔融混合以下成分制得的：
(a)约35重量％到约45重量％的线型低密度聚乙烯，
(b)约3重量％到10重量％的低密度聚乙烯，
(c)约40重量％到60重量％的碳酸钙填料，
(d)约1重量％到约10重量％的添加剂，该添加剂是一种或多种以下成分：颜料、加工助剂、抗氧化剂和聚合物改性剂。
如前所述，上面的组合物可挤压到轧辊24和25之间的辊隙中，以550fpm左右到1200fpm左右的速度制成膜，不会发生延伸共振。织物层和聚合物挤出物一起送入辊隙中，然后对得到的层压片沿着所述薄膜的方向以相同的速度进行增量伸张，从而得到包含微孔薄膜层和织物层的层压片。制得的薄膜层的单位重量在10到40gsm左右之间，更可取的是在20到30gsm左右之间。织物层的单位重量在10到30gsm左右之间，更可取的是在15到25gsm左右之间。层压片的WVTR大于500g/(m2·day)，水压头(hydrohead)超过60cm(使层压片产生渗漏的最小水柱高度)。
一个具体的薄膜组合物可包含约42重量％的LLDPE，约4重量％的LDPE，约44重量％的平均颗粒尺寸为1微米左右的碳酸钙填料。如果需要，微孔薄膜产品的刚性可通过加入约0-5重量％的高密度聚乙烯来控制。薄膜的颜色(白色)可通过加入约0-4重量％的二氧化钛来控制。加入约0.1重量％到约0.2重量％的加工助剂，例如氟碳聚合物，例如1，1，2，3，3，3-六氟-1-丙烯和1，1-二氟乙烯的共聚物。加入的抗氧化剂，例如Irganox 1010和Irgafos 168的总浓度为500-4000ppm。
合适的织物层包含天然或合成的纤维或长丝，它们被粘结或以其他方式结合成一织物结构。织物一般分为机织的和非织造的。机织织物的一般生产方法是：先将单独的纤维纺成线，然后机织或针织成织物。非织造织物是单步或多步制造的。一个单步非织造工艺的例子是纺粘工艺，此时热塑性树脂被从小孔中挤出，被拉伸，落在一条移动的带子上，以供后续的处理，例如热压花。一个多步非织造工艺的例子，是预成形热塑性纤维，再梳理，然后进行热点粘结。可用于生产本发明复合物的非织造织物层有很多制造方法，这只是其中的两个。E.A.Vaughn的“Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler”(Association of the Nonwoven Fabric Industry，第三版，1992)对非织造织物进行了详细的说明。可用的典型的织物有纺粘聚丙烯、纺粘聚乙烯、经梳理热粘结的聚丙烯。
可采用多种方法来对依照本发明生产的层压片的性质进行测试。例如，水蒸气透过率(WVTR)可根据ASTM E 96“材料水蒸气传输的标准测定方法“(“Standard Test Methods for Water Transmission of Materials.”)来测定。将已知量的干燥剂和样品被放入一个杯状的容器中，然后用一个定位环和垫圈固定之。上述整个集合体放置在恒温(40)恒湿(75％)室中5小时。干燥剂所吸收的水汽通过重量分析测定，用来获得样品的WVTR(单位为g/m2·24hr)。
ASTM E 1294-89：“使用自动液体孔隙测量仪的滤膜孔径的标准测定方法”(“Standard Test Method for Pore Size Characteristics of Membrane Filtersusing Automated Liquid Porosimeter”)用来测定最大孔隙尺寸(MPS)。这种方法测定微孔膜和非纺复合物的MPS(单位为微米)的机理，是一种基于表面张力引起的毛细作用的液体置换技术，然后用Washburn式计算出孔径。
薄膜层和织物层的粘合强度通过Clopay粘合强度测试法(HCTM-08)测定，它是测量将粘合的或层压的结构的两层分离所需的拉力。这个测试使用一台Instron Model 4301(Instron Corporation，Canton，Mass)或类似的装置。样品被切成1”×7”的带子，较长的尺寸是横向。要被测的样品沿着长的方向(7英寸)被剥离1英寸，使层分开。标距(初始的钳距)设定为1”±1/32”。十字头的速度设定为12”每分钟。每个测试样品要被分离的层夹在测试机器上端的钳中，使得样品对中，其纵轴垂直于夹钳平面。对应层以同样的方式夹在测试机器下端的1.5”钳中。启动十字头。在加载的整个测试过程中没有分层的样品定为“TB”，即全粘合。也就是说，“TB”意味着织物将最终被撕裂，才会分层。
层压片中针眼的数目用Clopay针眼测试方法(HCTIM-02)来测量，该方法是测量层压片对一种酒精溶液(在100ml70％异丙醇中加入1.0ml的红色食用染料)的渗透的阻力。这种测试是这样进行的：将约6平方英尺的层压片，样品的薄膜层与72ml的上述溶液接触，保持10分钟，然后用餐巾纸轻拍干。将样品反转过来，对染色标记进行计数，从而得到测试区域的针眼数。
下面的实施便将说明一种制造本发明薄膜/非织造织物复合物的方法。根据这些实施例和更进一步的详细的叙述，只要不偏离本发明的范围，可以对本发明进行一些改动，这对于那些具有基本专业技能的人来说是显而易见的。举这些实施例只是向那些业内人士说明如何应用本发明的原则，并不是要限制本发明的权利要求。
在下面的实施例中，使用了一台与图1所示类似的装置。在第一个实施例中，声波密封装置被用来提供强粘合区域。在第二个实施例中，未使用声波密封装置，而将Teflon带子(0.5英寸宽，10密耳厚)缠绕在金属铸轧辊24上(如图2所示)，这样，由于带子而增加了厚度，辊隙压力得以增大。
实例1
采用标准制膜设备和工艺条件，制得组成为50％碳酸钙，47％聚乙烯树脂和3％二氧化钛的薄膜。一张20g/m2的热点粘合已梳的聚丙烯织物解卷后，输入到辊隙中，在运行条件下与熔融的膜流接触。挤出机速度和轧辊线速度设定，使得35g/m2的薄膜层加到织物上。薄膜/织物复合物然后通过声波密封装置，在那里两个半英寸的轮子与复合物接触，在两边形成粘合区域(与图4类似)。具有窄道粘合的复合物然后通过CD啮合环状轧辊(在215°F)。有环轧辊上每隔0.100英寸就有一个环，除了粘合区域的位置外。然后复合物还被MD伸幅机在室温下伸张。
表1中的物理性质结果是三种样品与所需技术说明范围比较的典型数据。样品1a是个对照样，是将膜通过标准挤出涂覆到织物层上，然后经过一标准的无间隙CD环状轧辊，之后是通过MD环状轧辊，然后缠绕。没有用声波密封装置。样品1B和1A一样，只是增加了声波密封装置。CD环状轧辊装置没有间隙。样品1C如本申请书中所述制得，使用了声波密封装置和带间隙的CD环状轧辊，用以避免伸张强粘合区域。值得注意的是，样品1A具有边缘蒸气渗透性和不可接受的粘合分层强度。样品1B具有可接受的性质，除了在强结合区域与环状轧辊接触时产生的针眼外。样品1C具有所有可接受的结果，这是以本发明所述的技术改进为基础的。
                            表1
样品描述   MVTR(g/m2·24hr)   粘合强度(g/in)   针眼数(#/m2)
  #1A-对照样，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 2200 50   0
  #1B-挤出涂覆，区域粘合，标准CD+MD啮合 3500 TB* 10
  #1C-挤出涂覆，区域粘合，间隙CD啮合+MD 3500 TB* 0
*TB＝全粘合，此时织物在从薄膜上脱离之前撕裂。粘合强度是在复合物强粘合区域测量的。
在上面的实施例中，由于样品1B和1C表现出全粘合，就有可能将这些复合物伸张(横向)到比1A更深的啮合程度。这就导致MVTR的显著提高。然而，样品1A的啮合深度不能再增加，因为它的粘合强度差。
实例2
在这个实例中，将Teflon带子(0.5英寸宽，10密耳厚)缠绕在轧辊上，这样在挤出涂覆时，Teflon带子与薄膜和织物接触的区域的压力要比层压片的其他地方要大。一条6英寸宽，20g/m2的热粘合己梳聚丙烯非织造织物被输入到辊隙中，使得缠绕了Teflon带子的区域在两边与织物接触。一张可形成微孔的膜被挤压到辊隙中，在这里被覆上织物。该膜全宽为1米，因此，只在其中部有6英寸宽的织物。Teflon带子在织物的边缘形成强粘合区域，而剩下的5英寸宽位于中间的织物为低粘合区域。为激活微孔薄膜(意思是使薄膜产生微孔)，复合物在粘合之后被CD伸张和MD伸张，但避免在强粘合区域进行CD伸张。为说明粘合强度和物理性质之间的关系，这个试验依次使用了一层Teflon带，然后两层，最后三层。最后的结果是辊隙错开距离变化的影响，样品2a是10密耳，样品2b是20密耳，样品2c是30密耳。
表2的数据说明，轻微粘合的样品没有针眼，从而得到较高的MVTR，这是由于可以使用较大的啮合深度而不损害复合物。这个认识，粘合采用区域性粘合来获得最小可能粘合的方法，就提供了一种改进的生产具有优良蒸气渗透性、防水性能和美学效果的方法。
                                   表2
样品描述   Teflon带子厚度(英寸) CD啮合深度(英寸) MVTR(g/m2·24hr) 针眼数(#/m2)
  #2A-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.010 0.050 950 0
  #2A-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.010 0.060 2200 10
  #2B-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.020 0.050 2100 0
  #2B-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.020 0.060 2400 15
  #2C-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.030 0.050 1000 0
  #2C-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.030 0.060 2100 0
  #2C-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.030 0.070 3100 0
  #2C-区域粘合，挤出涂覆，标准CD+MD啮合 0.030 0.080 3300 8

Claims (21)

1.一种制造包含薄膜层和织物层的层压片的方法，包括：
(a)将薄膜层与织物层粘合，形成层压片，所述层压片中包含至少一个强粘合区域，膜和织物层在这个区域的粘合强度比层压片的其他区域大；
(b)使用啮合伸幅机选择性伸张所述层压片，使得所述的强粘合区域或者不被伸张，或者仅被部分伸张。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜层是由一种热塑性组合物形成的，所述将薄膜层粘合到织物层的步骤是将所述热塑性组合物挤压到所织物层上。
3.权利要求2所述的方法，还包括热粘合所述层压片的至少一个区域，提供所述的至少一个强粘合区域。
4.权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热粘合的步骤是通过声波密封或热点粘合来实现的。
5.权利要求2所述的方法，还包括用胶粘剂粘合所述层压片的至少一个区域，提供所述的至少一个强粘合区域。
6.权利要求2所述的方法，其特征在于，热塑性组合物连同织物层被挤压到铸塑轧辊装置中，所述的铸塑轧辊装置包含一对轧辊，在它们之间有辊隙，至少其中的一个所述辊具有凸起部分，该凸起部分能增大辊隙压力，得到所述的强粘合区域。
7.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的热塑性组合物是聚烯烃类物质，包含：40％到60％其表面涂覆有脂肪酸的碳酸钙，1到10％的至少一种选自颜料、抗氧化剂和加工助剂的添加剂，余下的组分是一种或多种选自聚丙烯、聚乙烯、官能化聚烯烃的聚烯烃。
8.权利要求1所述的方法，其特征在于，薄膜的单位重量在10到40g/m2之间。
9.权利要求1所述的方法，其特征在于，薄膜的单位重量为20到30g/m2。
10.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述织物层是聚烯烃基非织造材料。
11.权利要求10所述的方法，其特征在于，所述织物层选自纺粘聚丙烯、纺粘聚乙烯、己梳热粘合聚丙烯。
12.权利要求10所述的方法，其特征在于，所述织物的单位重量在10到30g/m2之间。
13.权利要求10所述的方法，其特征在于，所述织物的单位重量在15到25g/m2之间。
14.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合物的水蒸气透过率大于500g/m2·24hr，水压头超过60cm。
15.权利要求1所述的层压片，其特征在于，使用啮合伸幅机，所述层压片在横向被伸张。
16.一种制造尿片后垫的方法，包括以下步骤：
(a)将薄膜层粘合到织物层形成层压片，其中所述层压片上至少有一个强粘合区域，在该区域中薄膜和织物层的粘合强度大于层压片的其他区域；
(b)使用啮合伸幅机选择性伸张所述层压片，使得所述强粘合区域不被伸张或仅被部分伸张。
17.一块包含聚合物薄膜和织物层的增量且选择性伸张的层压片，它包括：
(a)聚合物膜；
(b)与所述膜粘合的织物，其中，所述层压片包含至少一个强粘合区域，膜和织物层在这个区域的粘合强度比层压片的其他区域大；
其中，所述的至少一个强粘合区域不被伸张或仅被部分增量伸张。
18.权利要求17中的层压片，其特征在于，所述膜是多微孔的。
19.权利要求17中的层压片，其特征在于，所述层压片在横向被增量伸张。
20.权利要求17中的层压片，其特征在于，聚合物薄膜包含：
(a)聚乙烯；
(b)造孔剂。
21.权利要求17所述的层压片，其特征在于，至少一个强粘合区域未被伸张。
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