CN1414843A - 苯乙烯嵌段共聚物可透气弹性体薄膜 - Google Patents

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Abstract

一种可透气弹性薄膜，其中包括一种高性能弹性体例如苯乙烯嵌段共聚物和一种填充了许多适合于在该薄膜拉伸变薄时能在薄膜中成孔的微粒的低性能弹性体例如聚烯烃，该薄膜已经拉伸变薄，因而该薄膜的低性能弹性体部分形成了许多微孔。也公开了采用这种可透气弹性薄膜的层压体。

Description

苯乙烯嵌段共聚物可透气弹性体薄膜
发明领域
本发明涉及一种从高性能弹性体例如苯乙烯嵌段共聚物和有填料的低性能弹性体例如聚烯烃制成的可透气弹性体薄膜，还涉及一种包含所述可透气弹性体薄膜和非织造纤维网的柔软、可透气弹性层压体。该层压体尤其可作为一种外罩用于一次性尿布及其它一次性个人护理制品，和用于可透气外科用长袍及其它可透气用途。此外，本发明还涉及此类薄膜和层压体的生产方法。
发明背景
本发明涉及可透气弹性体薄膜和非织造材料及其层压体。这样的层压体有种类繁多的用途，尤其在有限使用和一次性物品的领域。
传统上，一直将薄膜用来在有限使用或一次性物品中提供遮断性。所谓有限使用或一次性，系指该制品和/或成分在抛弃之前只使用少数几次或可能只使用一次。此类制品的实例包括但不限于与外科和保健有关的制品例如手术大单和长袍、一次性工装例如连衣裤工作服和实验室外套、和个人护理吸收性制品例如尿布、训练(婴幼儿大小便用)裤、失禁者服装、卫生巾、绷带、抹布等。在个人护理吸收性制品例如婴儿尿布和成人失禁者用品中，薄膜用来作为外罩，从而防止人体废物沾污衣物、卧具以及使用的周围环境的其它方面。在防护性服装例如医院长袍中，薄膜用来防止微生物在穿着者与患者之间的交叉感染。
尽管这些薄膜一般来说对水蒸气等是有效的阻挡层，但它们在美学上不是令人愉快的，因为它们的表面是光滑的而且或者感到滑溜或者感到发粘，而且它们在视觉上是不讨人喜欢的，使得它们在服装应用以及它们要与人体皮肤接触的其它用途上不太有希望。因此，理想的是，无论从手感还是从视觉观点来看，这些物品都要更像布。对于外罩材料来说，也理想的是具有弹力和恢复性能，以提供更好的合身与舒适。特别理想的是，弹力和恢复性能是双轴的，以适应穿着者在不同方向上的运动。
薄膜的层压体已被用来创造既能防水又在外观和纹理上有点儿像布的材料。这样一种层压体的一个实例是一次性尿布的外罩。在此类层压体中该薄膜的一个基本目的是提供遮断性。然而，也存在着一种需要：这样的层压体是可透气的，从而它们能让水蒸气透过，这又要求该薄膜是可透气的。从可透气或微孔薄膜的层压体制成的服装是穿着更舒适的，因为它们降低了服装物品下的水蒸气浓度和后果性的皮肤水合作用。
有许多已知途径能使薄膜变得可透气，包括刺孔和使用填料。可透气聚烯烃薄膜可通过使一种填充了填料例如碳酸钙微粒的前体薄膜拉伸来生产。杉本等人的美国专利4,472,328公开了气体/蒸气能透过而液体不能透过的可透气薄膜。杉本等人的这份专利公开了一种从有20～80重量％填料例如表面处理碳酸钙的聚烯烃/填料组合物制备的可透气聚烯烃薄膜。有人发现一种液体或蜡样烃类聚合物弹性体能生产一种前体薄膜，后者可进行单轴或双轴拉伸而使该薄膜变得可透气。Sheth的美国专利4,777,073公开了一种从前体薄膜生产的可透气薄膜，该前体薄膜是从一种包含至少一种聚烯烃成分和一种填料的聚合物组合物制备的。该专利指出，适合于薄膜生产的聚烯烃包括聚丙烯、丙烯共聚物、乙烯均聚物和共聚物、及其共混物。还指出适用的填料是对该聚烯烃的亲合力低且弹性显著低于该聚烯烃成分或者根本无弹性的任何一种有机或无机材料，优选是一种有非光滑疏水表面的刚性材料，或者一种为赋予其表面以疏水性而进行了处理的材料。
McCormack的美国专利5,695,868公开了可透气薄膜和非织造材料的层压体或复合材料。该层压体或复合材料是从一种已拉伸变薄并粘结到一种纤维性聚烯烃纤维网上的可透气薄膜制作的。
PCT国际专利公开No.WO 99/14044公开了一种柔软、可透气的弹性层压体，其中包含一种水蒸气不可透过或水蒸气可透过的、填充了一种有适合于成孔的粒度的填料的弹性薄膜材料和一种粘结到该弹性薄膜上的非织造纤维网，该薄膜是在至少两个方向上拉伸的。该薄膜的拉伸赋予该薄膜以微孔，因而使之可透气，或者在一开始就是可透气的薄膜的情况下变得更加可透气。该可透气弹性体薄膜是一种金属茂催化的聚乙烯聚合物树脂材料，其中包含该薄膜的至少10体积％的填料材料。该金属茂催化的聚乙烯聚合物树脂材料有约0.850～约0.917g/cc的密度，且该薄膜包含约10体积％～约50体积％填料。尽管有良好的弹性性能，但有比金属茂催化的聚乙烯弹性体更好的弹性性能的薄膜是所希望的。
Pelkie的美国专利5,733,628公开了一种这样的薄膜，即采用了从高性能弹性体材料例如苯乙烯嵌段共聚物制作的刺孔薄膜的可透气弹性聚合物薄膜层压体。
当使用有填料的弹性体生产可透气的拉伸变薄薄膜时发现的一个问题是，在拉伸变薄过程期间形成的微孔倾向于在由于该弹性体的弹性恢复性能而释放拉伸力时关闭。对于像苯乙烯嵌段共聚物这样的高性能弹性体来说，这是特别真实的。结果，对于拉伸变薄的有填料弹性材料来说，总是在透气性与拉伸和恢复性能之间进行权衡。
发明概要
因此，本发明的一个目的是提供一种一旦将其拉伸变薄就能高度透气和高度拉伸与恢复的薄膜。
本发明的另一个目的是提供一种有高透气性而且有能高度双轴拉伸的高度弹性拉伸与恢复的薄膜。
本发明的这些及其它目的是用一种可透气弹性薄膜实现的，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种填充了适合于在该薄膜拉伸变薄时在该薄膜中成孔的许多微粒的低性能弹性体。按照本发明的一种特别优选的实施方案，该高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物，且该低性能弹性体是一种聚烯烃。该薄膜拉伸变薄时，该薄膜的低性能弹性体部分就形成微孔。按照本发明的一种实施方案，该高性能弹性体也填充了适合于成孔的微粒。因此，该薄膜拉伸变薄时，该薄膜的高性能弹性体部分和低性能弹性体部分都形成微孔。本发明的微孔性拉伸变薄薄膜既显示了高透气性，也显示了大于100％的弹性拉伸性能和恢复。
按照本发明的一种实施方案，该微孔性薄膜被层压到一个纤维层上。该纤维层可以包含一种非织造纤维网，例如一种可伸长非织造纤维网。本发明的薄膜/非织造纤维网层压体可以作为一种遮断层用于个人护理物品中，例如，作为外罩用于尿布、成人失禁者服装、防护服等。此外，本发明的可透气微孔性薄膜和/或薄膜层压体还可以包含一种吸收剂整体物品的一个组成部分。作为一个实例，一种吸收剂整体物品可以包含一个液体透过性衬里；一个吸收剂芯；和本发明的一种微孔薄膜或薄膜层压体，其中，该吸收剂芯置于该液体透过性衬里与微孔薄膜或薄膜层压体之间。
本发明的薄膜是这样生产的：将一种高性能弹性体与一种低性能弹性体共混或配混，其中至少一种填充了适合于在该薄膜拉伸时成孔的微粒，形成一种共混的或配混的产物，使该共混或配混的产物成形为一种有填料的薄膜并使该薄膜拉伸变薄，在该薄膜的高性能弹性体部分和低性能弹性体部分中至少一种上形成许多微孔。
按照一种特别优选的实施方案，本发明的薄膜生产如下：将一种有填料的苯乙烯嵌段共聚物与一种有填料的聚烯烃共混或配混，形成一种共混的或配混的产物，使该共混的或配混的产物成形为一种包含苯乙烯嵌段共聚物与该聚烯烃的充分分散共混物的有填料薄膜，并使该薄膜拉伸变薄，在整个拉伸变薄的薄膜中形成许多微孔。
附图简要说明
图1是一种按照本发明的多层薄膜和一种按照本发明的多层薄膜/非织造织物层压体的形成工艺的示意侧视图。
图2是一种利用了按照本发明的多层薄膜和多层薄膜/非织造织物层压体的个人护理吸收性物品示例(在这种情况下为一种尿布)的部分剖开顶视平面图。
优选实施方案的描述
定义
本文中使用的“包含”这一术语是闭区间的或开放式的，而且不排除尚未列举的元素、组成成分、或方法步骤。
本文中使用的“恢复”这一术语系指在施加一个偏力使一种材料拉伸之后，在该偏力终止时该拉伸材料的收缩。例如，若一种在松弛、无偏力状态下长度为1英寸(2.5cm)的材料通过拉伸而伸长50％达到1英寸(3.75cm)的长度，则该材料就会伸长50％而且会有1.5X的拉伸长度。若这种示例的拉伸材料在该偏力和拉伸力释放之后收缩即恢复到11/10英寸(2.75cm)的长度，则该材料就恢复其1/2英寸(1.25cm)伸长的80％。百分恢复率可以表达为〔(最大拉伸长度-最终样品长度)/(最大拉伸长度-初始样品长度)〕×100。
本文中使用的“非织造纤维网”这一术语系指具有相互交叠但不呈可识别重复方式的单根纤维或线的结构的纤维网。过去，非织造纤维网是用各种各样的工艺例如熔喷工艺、纺粘工艺、共成形工艺、水乱丝工艺、气流成网工艺和粘梳成网工艺形成的。
“弹性的”和“弹性体的”这些术语可互换使用，系指一种一般来说能在形变之后当去掉形变力时恢复其形状的材料。具体地说，如本文中所使用的，弹性的或弹性体的系指任何材料当加上一个偏力时允许该材料可拉伸到一个比其松弛的无偏力长度大至少约25％的拉伸的有偏力长度而且在该拉伸伸长力释放时会使该材料恢复其伸长的至少40％的性能。会满足一种弹性体材料的这个定义的一个假设例是，一种可伸长到至少1.25英寸且当伸长到1.25英寸并释放时会恢复到不大于1.15英寸的长度的材料的-(1)英寸样品。很多弹性材料可拉伸比其松弛长度的25％大得多，且其中许多材料在拉伸伸长力释放时会恢复到实质上其原来的松弛长度。
本文中使用的“百分率拉伸”系指通过测量拉伸尺寸增量并将该数值除以原始尺寸而确定的比值，即(拉伸尺寸增量/原始尺寸)×100。
本文中使用的“扯断伸长率”这一术语应当理解为系指一种预定伸长百分率。
本文中使用的“永久变形”这一术语系指一种材料样品在伸长和恢复之后，即在该材料已被拉伸并使之松弛之后的保留伸长。
本文中使用的“百分率永久变形”这一术语是该材料在经历周期变化之后从其原始长度拉伸的数量的量度。所施加应力去除之后的剩余应变是作为百分率永久变形量度的。百分率永久变形就是一个周期的回复曲线与伸长轴交叉的地方，如以下进一步讨论的。
本文中使用的“机器方向”或“MD”这一术语系指一种织物在它被生产的那个方向上的长度。“横跨机器方向”或“CD”系指织物的宽度，即总体上垂直于MD的方向。
本文中使用的“纺粘纤维”这一术语系指通过使熔融热塑性材料从纺丝板的许多微细、通常为圆形的毛细管挤出成为单丝并使所挤出的单丝的直径迅速缩小而形成的小直径纤维，例如，如同下列专利中所述：Appel等人的美国专利4,340,563、Dorschner等人的美国专利3,692,618、Matsuki等人的美国专利3,802,817、Kinney的美国专利3,338,992和3,341,394、Hartmann的美国专利3,502,763、和Dobo等人的美国专利3,542,615。纺粘纤维一般来说当将其沉积到集丝表面上时是不粘的。纺粘纤维一般是连续的，其平均直径(来自至少10根纤维的样品)大于7μm、更具体地是在约10～30μm之间。这些纤维也可以有诸如以下专利中描述的那些形状：Hogle等人的美国专利5,277,976、Hills的美国专利5,466,410、和Largman等人的美国专利5,069,970与5,057,368，这些专利描述了有非惯常形状的混合物。用熔体纺丝法生产的纺粘纤维的非织造纤维网简称为“纺粘物”。
本文中使用的“熔喷纤维”这一术语系指通过使一种熔融的热塑性材料通过许多微细、通常圆形的模头毛细管挤出而成为熔融线或单丝并进入集束的高速、通常热的气体(例如空气)流中，该气体流使熔融热塑性材料的单丝细化以缩小其直径(可达到微纤直径)而形成的纤维。然后，该熔喷纤维由该高速气体流载带并沉积到集丝表面上而形成一种无规分散熔喷纤维网。例如，Butin等人的美国专利3,849,241公开了这样一种工艺。熔喷纤维是微细纤维，可以是连续的或不连续的，且平均直径一般小于10μm。
本文中使用的“粘梳纤维网”这一术语系指从经由精梳或梳理单元输送的切段纤维制成的网，该单元使切段纤维分裂开并对准机器方向，形成一种总体上沿机器方向取向的非织造纤维网。这样的纤维通常是成包购买的，把这些包放在清棉机或开棉机上，它们把纤维分开然后送往梳棉单元。一旦形成了纤维网，就用若干种已知粘结方法中的一种或多种使之粘结。
本文中使用的“聚合物”这一术语一般包括但不限于均聚物，共聚物例如嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物、三元共聚物等，及其共混物和改性物。此外，除非另有特别限定，否则“聚合物”这一术语也包括该分子的一切可能几何构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规对称。
本文中使用的“微细纤维”  (微纤)这一术语系指其平均直径不大于约100μm、例如其平均直径为约0.5μm～约50μm、或更具体地说其平均直径为约2μm～约40μm的小直径纤维。纤维直径的另一种常用表达是旦，其定义为一种纤维每9000米的克数，可以计算为：用μm表示的纤维直径的平方乘以用g/cc表示的密度再乘以0.00707。旦值越低表明纤维越细，旦值越高表明纤维越粗或越重。例如，以15μm给出的一种聚丙烯纤维的直径，可通过将其平方、将结果乘以0.89g/cc再乘以0.00707来换算成旦值。因此，一种15μm聚丙烯纤维的旦值为约1.42。在美国以外，该计量单位更常见的是“特”(tex)，其定义为一种纤维每千米的克数。特可以计算为旦/9。
本文中使用的“共混物”这一术语系指两种或多种聚合物的混合物，而“合金”这一术语系指共混物的一个亚类，其中各成分是不可混溶的但已经相互兼容。“可混溶”和“不可混溶”定义为其混合自由能分别为负值和正值的共混物。进而，“兼容”定义为改进一种不可混溶聚合物共混物的界面性质以期制作一种合金的过程。
本文中使用的“双组分纤维”这一术语系指从各自独立的挤出机挤出的至少两种聚合物形成但一起纺丝以形成一种纤维的纤维。双组分纤维有时也称为共轭纤维或多组分纤维。这些聚合物是以实质上恒定配置的不同区域排布在该双组分纤维的整个横截面上并沿着该双组分纤维的长度方向不断延伸的。这样一种双组分纤维的构型可以是诸如一种皮芯型排列，其中，一种聚合物被另一种聚合物包围，也可以是一种并列型排列、一种馅饼型排列、或一种“天星型”排列。双组分纤维可参阅Kaneko等人的美国专利5,108,820、Krueger等人的美国专利4,795,668、Marcher等人的美国专利5,540,992、和Strack等人的美国专利5,336,552。双组分纤维也可参阅Pike等人的美国专利5,382,400。对于双组分纤维来说，这些聚合物可以以75/25、50/50、25/75的比值或任何其它所希望的比值存在。
本文中使用的“个人护理吸收性物品”这一术语系指一次性尿布、训练(婴幼儿大小便用)裤、吸收剂衬裤、成人失禁者用品、妇女卫生用品包括卫生衬垫和卫生巾、抹布、薄纱巾、绷带、纱布等。
本文中使用的“颈缩”或“颈缩材料”这一术语系指已通过诸如拉伸或集束等工艺在至一维上进行了颈缩的任何一种材料。
本文中使用的“可颈缩材料”这一术语系指能进行颈缩的任何一种材料。
本文中使用的“高性能弹性体”这一术语系指用以下所述方法测定的滞后水平低于约75％、优选低于约60％的弹性体。滞后值是通过先使一个样品伸长到50％的扯断伸长率然后使该样品回复到一个阻抗量为零的数量来确定的。为了本申请之目的，扯断伸长率这一术语应当理解成系指一种预定的伸长百分率。为了本申请之目的，高性能弹性体和低性能弹性体定义中使用的(和以下进一步解释的)滞后值测定数是在横跨机器方向上在30％和50％总扯断伸长率时读取的。按照本公开的高性能弹性体可表征为具有诸如壳牌公司以KRATON品牌销售的那些苯乙烯基嵌段共聚物的弹性性能的材料。
本文中使用的“低性能弹性体”这一术语系指用以下所述方法测定的滞后水平高于约75％的弹性体。按照本公开的低性能弹性体可以表征为具有聚烯烃包括金属茂催化聚烯烃例如单一部位金属茂催化线型低密度聚乙烯的弹性性能的材料。
本文中使用的“可透气”这一术语系指一种最低WVTR(水蒸气透过速率)为约1,000g/m2/24小时的水蒸气透过性材料。一种织物的WVTR，在一个方面，表明一种织物穿起来到底会有多舒适。WVTR是像以下所指出的那样测定的，并以g/m2/24小时为单位报告结果。然而，通常可透气遮断层的应用理想地具有较高的WVTR，而且本发明的可透气遮断层可以具有超过约1,200g/m2/24小时、1,500g/m2/24小时、1,800g/m2/24小时或甚至超过2,000g/m2/24小时的WVTR。
本文中使用的“粒度”这一术语描述填料的最大尺度或长度。
本文中使用的“挠性聚烯烃”(FPO)这一术语系指含有有无规立构聚丙烯单元的受控区域的基于丙烯的聚合物以达到所希望的结晶度的材料，例如Hetzler和Jacobs的题为“有挠性聚烯烃的取向聚合物微孔薄膜及其制造方法”的美国专利No.5,910,136中所述；该专利的全部内容列为本文参考文献。
本文中使用的“可拉伸双组分纺粘”(FPO/PP)这一术语系指一种兼备MD和CD拉伸性能的材料。这种材料已经显示50～75％之间的拉伸伸长、柔软的手感、环境FDU(纤维拉伸单元)温度下纤维卷曲、和传统纺粘物的强度。已经生产出并列(S/S)含有聚丙烯与挠性聚烯烃的片状材料。聚合物比值范围可从50/50到70/30 PP/FPO。虽然已生产出单经纱织物(single bank fabrics)，但对层状或双经纱材料来说可望有改善的性能。纤维拉伸单元空气供给范围可从室温到260°F。利用汉森与潘宁粘结方式和金属丝织粘结方式，已经生产出有类似性质的材料。FPO/PP纺粘物可以用来作为一次性个人护理用品的可拉伸成员，例如尿布衬里、尿布外罩、hook and loop fastener基材、颈缩纺粘材料的代用品、薄膜层压体的一种成分、及其它希望有拉伸与恢复的层压体的一种成分。可拉伸双组分纺粘(FPO/PP)可以在线一步制成。从这样的工艺生产的织物由于固有的弹性而显示出拉伸后的恢复。挠性聚烯烃的进一步描述可参阅授予Sustic并出让给Rexene公司的美国专利No.5,723,546。
本文中使用的聚乙烯塑性体或聚烯烃塑性体是低密度乙烯弹性体，包括其密度低于约0.90g/cm3、优选约0.86g/cm3～约0.89g/cm3、甚至更优选约0.87g/cm3～约0.88g/cm3的乙烯共聚物。适用的是，该乙烯弹性体包括线型低密度聚乙烯。适用的是，该乙烯弹性体包括一种聚合物，其中，乙烯单体与α-烯烃聚合，使得所得到的聚合物组合物有约2的狭窄分子量分布(Mw/Mn)、均匀的支化、和受控的长链支化。适用的α-烯烃包括但不限于1-辛烯、1-丁烯、1-己烯和4-甲基-1-戊烯。聚合物实例包括用“金属茂”、“约束几何学”或“单一部位”催化剂制成的那些，该催化剂详见Obijeski等人的美国专利5,472,775、Erderly等人的美国专利5,451,450、Kaminsky等人的美国专利5,204,429、Etherton等人的美国专利5,539,124、Krishnamurti等人的美国专利5,554,775；这些专利每一篇都列为本文参考文献。
在此公开的本发明是一种可透气、有填料的弹性薄膜，是按如下生产的：使一种高性能弹性体和一种低性能弹性体共混或配混，其中至少一种填充了一种填料，使该混合物熔体挤塑成一种薄膜，和使薄膜拉伸变薄以产生微孔、从而产生透气性。这样的高性能弹性体包括基于苯乙烯的嵌段共聚物，例如可从壳牌公司购买的、品牌KRATON的那些。按照一个特别优选的实施方案，该高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物KRATONG(壳牌化学公司)，该低性能弹性体是一种聚烯烃。适合用于本发明薄膜的一种优选聚烯烃是AFFINITY，即一种单一部位金属茂催化的线型低密度聚乙烯(LLDPE)，可购自Dow化学公司。金属茂催化的共聚物详见授予Obijeski等人并出让给Dow化学公司的美国专利No.5,472,775，该专利全部内容列为本文参考文献。该金属茂工艺一般使用一种金属茂催化剂，后者用一种助催化剂活化、即离子化。金属茂催化剂的实例包括二氯化二(正丁基环戊二烯基)钛、二氯化二(正丁基环戊二烯基)锆、氯化二(环戊二烯基)钪、二氯化二(茚基)锆、二氯化二(甲基环戊二烯基)钛、二氯化二(甲基环戊二烯基)锆、二茂钴、三氯化(环戊二烯基)钛、二茂铁、二氯化二茂铪、二氯化异丙基(环戊二烯基-1-芴基)锆、二氯化二茂钼、二茂镍、二氯化二茂铌、二茂钌、二氯化二茂钛、氯化·氢化二茂锆、二氯化二茂锆、及其它。此类化合物的一份更详尽清单包括在授予Rosen等人并出让给Dow化学公司的美国专利5,374,696中。在授予Stevens等人而且出让给Dow化学公司的美国专利5,064,802中也讨论了此类化合物。然而，许多其它金属茂、单一部位和/或类似催化剂体系是技术上已知的；请参阅例如Etherton等人的美国专利No.5,539,124、Krishnamurti等人的美国专利No.5,554,775、Erderly等人的美国专利No.5,451,450和《化学技术百科全书》，Kirk-Othermer，第4版，第17卷(烯烃聚合物)，pp.765-767(John Wiley & Sons 1996)，以上专利的全部内容列为本文参考文献。填料使得在该薄膜拉伸期间能够展现微孔。如同在整个说明书和权利要求书中使用的，“填料”这一术语系指可以添加到一种或多种聚合物中而且化学上不会干扰该挤出薄膜或对其产生有害影响但能均匀地分散于构成该薄膜的整个聚合物中的材料的颗粒物及其它形式。一般地说，该填料呈颗粒物形式而且通常有无规则形状，平均粒度在约0.50～约8μm的范围内。此外，以该薄膜层的总重量为基准，该薄膜通常含有约10～65重量％范围内的填料。有机填料和无机填料都适合用于本发明中，只要它们不干扰成膜过程、所得到薄膜的透气性、或该薄膜与另一层例如聚烯烃非织造纤维网粘结的能力即可。
适用填料的实例包括碳酸钙(CaCO3)、不同种类的粘土、硅石(SiO2)、氧化铝、硫酸钡、碳酸钠、滑石、硫酸镁、二氧化钛、沸石、硫酸铝、纤维素型粉末、硅藻土、碳酸镁、碳酸钡、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、纸浆粉、木粉、纤维素衍生物、聚合物微粒、甲壳质和甲壳质衍生物。按照本发明的一个特别优选的实施方案，该填料是碳酸钙微粒。
已经发现，低性能弹性体例如金属茂催化的聚乙烯塑性体、密度为0.91g/cc和更低的低密度金属茂单一部位催化聚烯烃例如可购自Dow化学公司的AFFINITY PL1845和EG8200以该薄膜的约10～约30重量％的数量与KRATON G橡胶材料、和超过约50重量％的碳酸钙浓度的熔体共混，产生一种在拉伸变薄(取向)之后有高透气性和高弹性拉伸与恢复的薄膜。按照本发明的优选实施方案的优选KRATON G树脂是四嵌段树脂和二嵌段树脂。为了生产这种薄膜，优选的是在该薄膜生产之前使薄膜前体与碳酸钙预配混。然而，KRATON G/碳酸钙共混物和聚乙烯塑性体/碳酸钙共混物可以在该薄膜生产之前彼此独立地预配混、然后干共混。该薄膜的拉伸变薄优选在其原始长度的约200～500％的范围内。
按照本文的一个实施方案，该薄膜层压到一种非织造纤维网材料例如一种纺粘、熔喷或粘梳纤维网材料上，产生一种液体不可透过的可透气层压体，因此，适合用来作为个人护理吸收性物品例如一次性尿布、训练裤、失禁者服装等的外罩或衬里。对于包含诸如一种层压到一种纺粘物上的、按照本发明的可透气薄膜的层压体来说，有必要使该薄膜在机器方向上拉伸然后层压到一种可CD拉伸的纺粘材料上以提供一种可CD拉伸的层压体。为了提供MD拉伸以及CD拉伸，该薄膜优选层压到该纺粘材料上而在机器方向上仍处在拉伸张力之下。层压之后，让该薄膜/层压体充分回复，然后卷绕到一个辊筒上。这种回复导致该纺粘材料的群聚，这使该层压体能在机器方向上拉伸而不受该纺粘材料妨碍，后者典型地在机器方向上不拉伸。
产品薄膜10c的形成工艺显示于附图图1中，然而，在制造前体薄膜10a之前，必须先让原材料即聚合物和填料通过一种业内人士一般都知道的工艺进行配混。例如，可以将原材料干混在一起并添加到一台双螺杆挤塑机的料斗中。在料斗中，这些材料被分散混合在该熔体中并通过啮合的旋转螺杆的作用进行传送。当离开该双螺杆挤塑机时，立即将该材料冷却并切成粒料形式。
再次参照该图，前体薄膜10a是从一种单层挤塑薄膜装置40例如一种流延或吹塑单元形成的。首先，将配混的材料导入薄膜挤塑机(料斗)中。
把薄膜10a挤塑到一个冷辊42上，后者可以是有图案的。模头40a的流出物立即在冷辊42上冷却。位于毗邻冷辊的真空盒43沿该辊的表面造成真空，以有助于保持前体薄膜10a紧贴该辊的表面。此外，风刀或静电卡44有助于当前体薄膜10a围绕该旋转辊运动时迫使它向该冷辊表面靠拢。风刀是技术上已知的一种器具，它把一股流量率非常高的空气流聚焦以卡住该薄膜的边沿。结果是产生一种薄的薄膜。这种薄的前体薄膜10a可以收集起来，也可以遭遇进一步加工。
让前体薄膜遭遇进一步加工，以使之变得可透气。因此，从共挤塑薄膜装置40出来的前体薄膜10a引导到薄膜拉伸单元47，例如一种机器方向取向器或“MDO”，这是一种市售器件，可购自罗德岛Marshall& Williams Company of Providence。这种装置47有多个拉伸辊46a-e，它们在该薄膜的机器方向即如图1中所示该薄膜通过该工艺运行的方向上使多层薄膜渐进式地拉伸变薄。虽然这个MDO用五个辊说明，但应当理解的是，辊的数目可以更高或更低，这取决于所希望的拉伸水平和每个辊之间的拉伸程度。该薄膜可以用或者单一拉伸操作或者多个分立拉伸操作进行拉伸。理想的是，该未拉伸有填料薄膜(前体薄膜)要拉伸其原始长度的约2～约6倍，使拉伸薄膜10b具有原始薄膜长度的3～约5.5倍的永久变形。
再次参照图1，加热辊46a和46b可以充当预热辊。这最初的少数几个辊把该薄膜加热到稍高于室温(90°F)。慢辊46c以慢于随后的快辊46d的圆周速度运行。毗邻辊的不同速度起到使有填料的前体薄膜10a拉伸的作用。这些辊拉伸的速度决定该薄膜的拉伸量，从而决定其透气性水平。慢辊46c和快辊46d之一或两者均可加热。拉伸之后，可以让薄膜10b慢慢回复和/或进一步加热或者用一个或多个加热辊例如用加热退火辊46e退火。这些辊典型地加热到约120°F以让该薄膜退火。在该薄膜离开MDO之后，与原始前体薄膜相比，它包括一种永久伸长率。此时，可以将拉伸变薄的有填料产品薄膜卷绕起来贮存或进行进一步加工。
如果希望，可以将产品薄膜10b附着到一个或多个支撑层30上，形成一种薄膜/层压体32。适用的层压体材料包括非织造织物、多层非织造织物、稀松窗帘用布、机织织物及其它类似材料。为了得到一种有改善的身体一致性的层压体，该纤维层理想地是一种可伸长织物、甚至更理想地是一种弹性织物。例如，在MD方向上拉伸一种非织造织物引起该织物在CD方向上“颈缩”或变窄，并给该颈缩织物以CD可拉伸性。另一些适用可拉伸和/或弹性织物的实例包括但不限于下列专利中所述的那些：Meitner等人的美国专利No.4,443,513、Morman等人的美国专利No.5,116,662、Morman等人的美国专利4,965,122、Morman等人的美国专利5,336,545、Vander Wielen等人的美国专利4,720,415、Kieffer等人的美国专利4,789,699、Taylor等人的美国专利5,332,613、Collier等人的美国专利5,288,791、Wisneski等人的美国专利No.4,663,220、Shawver等人的美国专利5,540,976。以上所述专利的全部内容列为本文参考文献。要与这样的薄膜层压的非织造织物理想地具有约10g/m2～约70g/m2之间的单位重量、甚至更理想地具有在约15g/m2～34g/m2之间的单位重量。作为一个特定实例，聚丙烯纺粘纤维的17g/m2(0.5盎司/平方码)纤维网可以颈缩所希望的数量、然后层压到一种可透气、拉伸、有填料的产品薄膜10b上。因此，产品薄膜10b会在轧光辊组件的层压辊上轧合到一种颈缩的或CD可拉伸的纺粘非织造纤维网上。
该薄膜和纺粘材料典型地以与该薄膜离开MDO时一样的速度或较低的速度进入层压辊。外非织造织物层可以用技术上已知的一种或多种手段层压到该可透气的有填料产品薄膜上。该非织造织物层和有填料薄膜可以通过诸如施用热的、超声波的、微波的和/或压缩的力或能量赋予该薄膜和/或纤维性织物以充分的能量以引起该材料软化和/或流动来进行粘结，例如点粘。可以把粘结剂或增粘剂添加到该薄膜中以改善各层的粘合。在本发明的一个进一步方面，有填料的薄膜和纤维层可以用粘合剂彼此层压。为了达到改善的悬垂性，该粘合剂理想地是以图案方式施用到这些织物之一上或者只施用到外纤维层上。通过把粘合剂施用到外纤维层例如一种非织造织物上，该粘合剂一般将只在纤维接触点上覆盖该薄膜，从而给层压体提供改善的悬垂性和/或透气性。适用粘合剂的实例包括但不限于犹他州盐湖城Huntsman公司的REXTACTM2730、威斯康星州沃瓦托萨市Findley粘合剂公司销售的苯乙烯嵌段共聚物粘合剂H2525A、和新泽西州布里奇沃特市NationalStarch，Starch and Chemical公司销售的苯乙烯嵌段共聚物粘合剂34-5610。适合于本发明使用的热熔体粘合剂中使用的市售无定形聚-α-烯烃(APAO)包括但不限于犹他州盐湖城Huntsman公司的REXTACTM乙烯-丙烯APAO E-4与E-5以及丁烯-丙烯BM-4与BH-5，和德国马尔市Hüls公司的VESTOPLASTTM792。无定形聚-α-烯烃可以用一种齐格勒-纳塔载带催化剂和一种烷基铝助催化剂合成，而该烯烃例如丙烯是与不同数量的乙烯、1-丁烯、1-己烯或其它材料组合进行聚合，产生一种无规结构占主导的烃链。理想的是，在叠加该支撑层和有填料薄膜之前向纤维性支撑织物上施用约1g/m2～约10g/m2粘合剂。也可以使用额外的粘结助剂或增粘剂。
再次参照图1，显示了从一种预制的可拉伸非织造材料创造一种三层层压体的工艺。显示了一种拉伸的有填料产品薄膜10b附着到一种可拉伸纤维层30例如一种颈缩的纺粘纤维网上，形成一种薄膜/非织造织物层压体。可颈缩材料30是从一个供给辊62上解卷下来的。然后，可颈缩材料30在与其相联系的箭头所指的方向上运行。然后，该可颈缩材料30沿着与重叠辊68和70相联系的箭头所指出的逆S-包缠途径，穿过由辊68与70重叠形成的S-辊排列66的夹持点64。由于S-辊排列66的那些辊的圆周或外围速度被控制得慢于如图1中看到的下游压紧罗拉组件58的外围线速度，因而可颈缩材料30受到了张力，从而它颈缩了所希望的数量。颈缩材料30也可以脱机颈缩并在有张力的颈缩条件下解卷。颈缩材料30在它从喷雾设备72下通过时保持有张力的颈缩条件，该喷雾设备通过粘合剂模头74把粘合剂73喷雾到颈缩材料30上。一旦拉伸的有填料产品薄膜10b变得足够薄，颈缩材料30形成并向其上施用了粘合剂，就可以把各层合在一起，并处理粘合剂(必要时加热)，从而形成可透气层压体32。
替而代之，可以使用一种惯常的非织造纤维网形成装置例如一对纺粘机来以一种在线工艺形成支撑层30。在这样一种在线工艺中，把基本上连续的长纤维沉积到一种成形金属丝网上成为一种未粘结的纤维网。然后，该未粘结的纤维网经由一对粘结辊输送以使该纤维粘结在一起并提高所得到纤维网支撑层的撕裂强度。这些辊中的一个或两个可以加热以有助于粘结。典型地说，这些辊之一也是有图案花纹的，从而能赋予该纤维网以一种有预定粘结表面积的分立粘结图案。另一个辊通常是一个光滑的砧辊，但如果如此愿意的话这个辊也可以有图案。一旦该产品薄膜已经变得充分薄并取向而且形成了支撑层，那么，就会将这两层合在一起，而且用一对层压辊或其它手段使之彼此层压。
如同用粘合辊一样，层压辊58也可以加热。此外，这些辊当中的至少一个也可以有图案，以便为所得到的层压体创造一种有预定粘结表面积的分立粘结图案。一般来说，该层压体的一面上某一给定表面积的最大粘结点表面积不会超过总表面积的约50％。有许多分立的粘结图案可以利用，例如H&P粘结图案、C-星粘结图案或婴儿物品粘结图案。例如，见Bock等人的美国专利No.4,041,203，其全文列为本文参考文献。一旦该层压体离开该层压辊，就会将其卷绕到一个辊筒上以备随后加工。替而代之，该层压体可以继续在线进行进一步加工或转化。
图1中所示的工艺也可以用来创造一种三层层压体32。对以上所述工艺的唯一改进是将一种第二非织造纤维网支撑层30a的供料63在产品薄膜10b与另一个非织造纤维网支撑层30相对的那一面进料到层压辊58中。如图1中所示，支撑层30的供料呈一种预成形卷材62的形式。替而代之，同其它层一样，支撑层30也可以在线直接形成。在两者当中任意一种情况下，第二支撑层30a都进料到层压辊58中并以与第一支撑层30相同的方式层压到产品薄膜10b上。
如同已经说过的，一旦层压体32产生，该材料就连续卷绕到络筒机上。当该材料向该络筒机移动时，就让它回复。这是通过让该络筒机的速度放慢以调节该材料的回复来实现的。这种工艺使得能在该材料的机器方向上拉伸，因为该纺粘织物会随回缩薄膜一起“群聚”，因此，当在成品层压体32的机器方向上拉伸时有“弹力”。
如同前面已经说过的，层压体32中的产品薄膜10b可以用于种类繁多的用途，其中并非最不重要的包括个人护理吸收性物品，例如尿布、训练裤、失禁者用器具和妇女卫生用品诸如卫生巾。在附图的图2中显示了一种举例说明的物品80，在这种情况下是一种尿布。参照图2，此类个人护理吸收性物品80多半包括一种液体可透过的上层或衬里82，一种背衬或外罩84，和一种配置于上层82与背衬84之间并被两者所包含的吸收剂芯86。物品80例如尿布也可以包括某种类型的紧固手段88例如粘合剂紧固带或机械钩环型拉链。
产品薄膜10b本身或呈其它形式例如薄膜/支撑层层压体32，可以用来形成该物品的各个部分，包括但不限于上层82和背衬84。如果该薄膜要用来作为衬里82，则很可能不得不给它刺孔或以其它方式使之变得可透过液体。当使用一种薄膜/非织造织物层压体32作为外罩84时，通常有利的是将该非织造织物一侧面朝外放置而远离使用者。此外，在这样的实施方案中，也许可以利用该层压体32的非织造织物部分作为该钩环组合的环部分。
按照本发明的薄膜和薄膜/非织造织物层压体的其它用途包括但不限于手术大单和长袍、抹布、阻断层材料和服装/布料物品或其组成部分，包括工装和实验室外套这样的物品。
以前已经发现，碳酸钙填充的KRATON薄膜在拉伸变薄后产生微不足道的透气性乃至不产生透气性，但有优异的弹性性能，而碳酸钙填充的聚乙烯塑性体薄膜产生透气性但拉伸性能不充分。结果，进行了试验，以确定这两种材料的混合物是否会产生一种在透气性与弹性性能之间有所希望的平衡的薄膜。
进行了一系列薄膜试验和层压试验，以产生评估用材料。对于第一个薄膜试验，将苯乙烯嵌段共聚物和混合密度聚乙烯塑性体与不同的碳酸钙填料水平配混如下：
45％KRATON G1730，55％CaCO3(1730-45)
25％KRATON G1657，75％CaCO3(1657-25)
25％KRATON G1730，75％CaCO3(1730-25)
20％AFFINITY PL1845/20％AFFINITY EG 8200，60％CaCO3(P4592-106A)
这些材料以表1中所示比值进行熔体配混。为每种组合物产生一种100g/m2(gsm)单一薄膜层，例外的是最后一种用25％KRATONG1730，75％CaCO3(合计100％)制成。关于这个最后样品的努力由于在该薄膜上形成许多大孔而流产，这可能是由于吸收水分的缘故。这些材料是在可高达约435°F的温度熔融的。此外，挤塑机模头间隙也从0.05″缩小到0.038″。
                                                    表1
  样品   薄膜 P4592-106A   1730-45   1657-25   1730-25
    1   XP1823A     50％     50％     -     -
    2   XP1823B     25％     75％     -     -
    3   XP1823C     -     100％     -     -
    4   XP1823D     50％     -     50％     -
    5   XP1823E     25％     -     75％     -
    6   XP1823F     -     -     100％     -
    7   XP1823G     -     -     -     100％
以上样品大多数是以薄膜卷形式收集的。然而，当到了将其拉伸和层压的时间，只有样品1和2才能成功地进行拉伸和层压。这两个样品用粘合剂法层压到两种不同的CD可形变纺粘纤维网材料上：一种45％颈缩/聚丙烯(PP)纺粘物和一种70/30PP/挠性聚烯烃(FPO)双组分(Bico)纺粘(SB)物。每种薄膜的最终拉伸状况是不同的，因为样品1可以拉伸到一个比样品2高的比值。这些薄膜是用一种使得所得到的层压体既能显示MD拉伸也能显示CD拉伸的方法层压的。这是通过用粘合剂法使该纺粘物在受张力的薄膜伸长的同时层压到该薄膜上来实现的。然后，在卷绕到辊筒上之前，使该层压体得以完全回复。使用3gsm(g/m2)加入量的Findley 2525A，即一种可购自威斯康星州沃瓦托萨市Findley粘合剂公司的苯乙烯嵌段共聚物粘合剂。
层压体是按照表2中所示数据生产的。
                                                    表2
  样品   薄膜     纺粘物类型   拉伸比
    1  XP1823A     45％颈缩PP   5.5X
    2  XP1823A     0.8osy 70/30 PP/FPO双组分   5.0X
    3  XP1823B     0.8osy 70/30 PP/FPO双组分   4.0X
    4  XP1823B     45％颈缩PP   4.0X
    5  XP1823B     45％颈缩PP   4.5X
表3列出了对这些层压体进行的试验的结果。
                                                       表3
样品 WVTR平均值 滞后平均值，50％扯断伸长率，30％CD     永久变形％CD30％   滞后平均值，100％扯断伸长率，50％CD   永久变形％CD50％
 XP1823A/45％颈缩SB(5.5X)   2398     73.1     14.1     89.7    30
 XP1823A/FPOBico SB(5.0X)   2064     59.1     10     81.9    18
 XP1823B/FPOBico SB(4.0X)   73     64.6     11.2     80.7
 XP1823B/45％颈缩SB(4.0X)   123     73.1     12     94.5
 XP1823B/45％颈缩SB(4.5X)   113     74.4     13.9     92.9
总体上，这些试验结果显示，有填料PE(XP1823A)水平越高的样品，达到的透气性越大，而且弹性拉伸与恢复对于CD/MD可拉伸服装的需要来说是充分的。在较高的有填料KRATON样品(XP1823B)的情况下，透气性是非常低的。这表明，一定百分率的金属茂催化塑性体LLDPE在总混合物中应当使得该微孔能保持打开以提供透气性。
也发现透气性是拉伸水平的函数。随拉伸比增大，透气性也增大。这些结果表明，对于XP1823A配方来说，要提供2000g/m2/24小时以上的WVTR，至少5X拉伸是理想的。为了得到一个大于3000g/m2/24小时的WVTR，大于5X的拉伸比是理想的。对于XP1823B样品，即使在最高拉伸水平为4.5X，也无法得到可接受的透气性。超过4.5X拉伸水平时，该材料在MDO上就会断裂。
由于用这些层压体得到的有利结果，再次在一台MDO/层压机上以更高的拉伸比拉伸XP1823A薄膜卷，以改善透气性。在这个第二次层压试验期间，评估了表4中所示三种不同类型的CD可形变纺粘物。评估的拉伸比在5～6X之间。这三种CD可形变纺粘物由45％颈缩PP纺粘物、70/30 PP/FPO纺粘物和双组分PP/尼龙纺粘物组成，它们已经通过环槽滚筒工艺进行了加工。这种环槽滚筒工艺，例如可购自威斯康星州尼纳市Biax  Fiberfilm公司，是一种用来使该纺粘物通过能使该纺粘物的粘结点断裂并使之能在横跨机器方向上更充分拉伸的啮合型环槽滚筒捣烂的工艺。表5中所示来自这个试验的结果提供了关于更优选的CD可形变纺粘物以及高拉伸比对透气性和拉伸性能的影响的信息。
                                                表4
 样品     薄膜     纺粘物类型    拉伸比
    1   XP1823A     环槽滚筒双组分     6.0X
    2   XP1823A     环槽滚筒双组分     5.5X
    3   XP1823A     环槽滚筒双组分     5.0X
    4   XP1823A     70/30 PP/FPO双组分     6.0X
    5   XP1823A     70/30 PP/FPO双组分     5.5X
    6   XP1823A     70/30 PP/FPO双组分     5.0X
    7   XP1823A     45％颈缩PP     6.0X
    8   XP1823A     45％颈缩PP     5.5X
    9   XP1823A     45％颈缩PP     5.0X
这个层压试验的结果证实，该薄膜的拉伸比越高，所得到层压品的透气性就越高。把拉伸比提高到6X，也产生了超过3000g/m2/24小时的WVTR结果，即高透气性的一个优选目标。然而，增大的拉伸比确实稍微降低了弹性恢复(50和30％时的CD滞后)和提高了该层压体的％永久变形。然而，当与从增大拉伸比得到的透气性增大相比时，这是弹性恢复方面一个非常小的损失。
                                                  表5
样品 WVTR平均值 滞后平均值，100％扯断伸长率，50％CD  永久变形％CD50％   滞后平均值，50％扯断伸长率，30％CD    永久变形％CD30％
 XP1823A/环槽滚筒双组分SB(6X)   3211     85.64   33.15     73.58     11.98
 XP1823A/环槽滚筒双组分SB(5.5X)   2757     83.48   32.87     68.06     11.28
 XP1823A/环槽滚筒双组分SB(5.0X)   2456     84.54   32.16     68.14     10.6
 XP1823A/FPOBico SB(6X)   3052     80.12   29.13     61.98     9.68
 XP1823A/FPOBico SB(5.5X)   2581     80.16   28.68     61.54     9.56
 XP1823A/FPOBico SB(5X)   2227     78.2   26.52     60.62     9.36
 XP1823A/45％颈缩SB(6X)   3032     87.3   36.84     67.98     11
 XP1823A/45％颈缩SB(5.5X)   2948     89.06   36.09     69.74     10.76
 XP1823A/45％颈缩SB(5X)   2594     87.82   35.07     67.56     10.2
就不同的纺粘物朝向类型而言，其透气性没有任何显著差异。然而，纺粘物朝向类型确实影响弹性性能结果，如同100％CD拉伸结果所指出的。70/30 PP/FPO可拉伸双组分纺粘物产生了优选的弹性性能。在MDO拉伸比为5～6X之间时滞后结果是约78～80％、％永久变形在26～29％之间。这些结果大大优于环槽滚筒纺粘物和颈缩纺粘物面料的结果。拉伸张力结果(数据未列出)也是双组分FPO面料的低于其余两种面料的。这些结果表明，FPO纺粘物是比其余纺粘面料更可CD形变的。它似乎证实在高达100％的水平上对CD拉伸的拉性较小，如同较低的拉伸张力结果所指出的。滞后和％永久变形结果也表明，这种面料有某种弹性回复性能，从而增强了该薄膜在该层压体中的回复作用。
在第二次层压试验之后，进行了第二次薄膜试验，旨在达到约3000WVTR以上的透气性。在这个试验中，评价了更高的碳酸钙填料总水平，以及不同类型的KRATON嵌段共聚物，和KRATON填充配混物与金属茂(met)催化聚乙烯(PE)填充配混物的不同比值。为了这个试验，采用了下列材料：
QST P5492-95A-55％Supercoat CaCO3(可购自ECC国际公司，佐治亚州亚特兰大)+45％met PE树脂混合物(Dow AFFINITY PL1845和EG 8200)
QST P5492-106A-60％Supercoat CaCO3+40％met PE树脂混合物(Dow AFFINITY PL 1845和EG 8200)
SCC 18897-60％Supercoat CaCO3+40％KRATON G 1730四嵌段
SCC 18898-60％Supercoat CaCO3+40％KRATON G 2760三嵌段
SCC 27410-75％Supercoat CaCO3+Dow 2553 LLDPE(40MI)(一种惯常齐格勒-纳塔催化LLDPE)
QST 1657-25-75％Supercoat CaCO3+25％KRATON G 1657三嵌段
把这些材料以不同比例的共混物制成表6中所示80gsm单位重量目标的单层薄膜。
                                                       表6
  样品   代码     ％CaCO3     ％Kraton    ％PE    SCC18897    QST1657-25   SCC18898    P5492-106A   P5492-95A    SCC27410
  1     A     57.5     20    22.5    50％    50％
  2     B     58     24    18    60％    40％
  3     C     60     20    20    50％    50％
  4     D     60     24    16    60％    40％
  5     E     65     12.5    22.5    50％    50％
  6     F     67     15    18    60％    40％
  7     G     57.5     20    22.5    50％    50％
  8     H     58     24    18    60％    40％
  9     I     58.5     28    13.5    70％    30％
  10     J     57     16    27    40％    60％
  11     K     67.5     20    12.5    100％
  12     L     67.5     20    12.5    50％    50％
  13     M     69     16    15    50％    50％
  14     N     100    100％
  对照XP1823A     57.5     22.5    20
这些薄膜大多数能够成功地收集到。其中一些样品存在着模唇积垢问题(聚合物材料在模头出口积累)，以及与由于熔体强度差造成边缘流动不均引起的该材料粘到流延辊上导致该薄膜离开模头时破裂有关的问题。此外，由于P5492-95A材料尚未干透，因而在用该材料制作的那些薄膜上看到了透镜斑(水斑)的证据。一些薄膜有轻微杂斑出现，犹如两种不同的化合物没有充分混合。然而，样品12和13没有收集到，因为这些材料根本没有充分混合。该薄膜是非常脆的，当它从模头出来时往往有洞。在KRATON材料与LLDPE之间，各不相同的分离是显著。这表明，KRATON与惯常的齐格勒-纳塔催化LLDPE没有充分熔体混合。为了生产必要的充分分散的熔体混合前体薄膜，金属茂催化的LLDPE塑性体优选与KRATON苯乙烯嵌段共聚物一起使用。样品5和6经历了过量的模头积垢，后者脱落并引起薄膜上的洞。结果，这些样品只收集到小卷材。
表6中列出的样品中采用的总碳酸钙百分率在约57.5％～约69％之间不等。共混物中KRATON百分率范围从约12.5％～约30％，而met PE百分率范围为约12.5％～约27％。
然后，生产的薄膜在一台MDO上用粘合剂法层压到一种0.8osy(盎司/平方码)70/30 FPO/纺粘物上。这些薄膜再次层压得使该层压体在机器方向上和横跨机器方向上都可以拉伸。这是通过在受到张力的薄膜伸长的同时用粘合剂法使该纺粘物层压到该薄膜上然后在卷绕之前使该层压体完全回复来实现的。这些薄膜被拉伸约3.5X～约5.0X。
这些薄膜大多数被层压。然而，样品6、8、9、11和14遇到了一些问题。样品6、8和9由于来自P5492-95A树脂的透镜作用造成的光斑和洞而在拉伸期间经常破裂。样品11和14由于拉伸期间张力太大而从MDO出来就破裂，因为这些样品只含有KRATON而不含有metPE。这是该共混物中需要添加金属茂催化LLDPE以降低因KRATON的高弹性而造成的高张力的另一个实例。只有样品1～5、7、和10成功地进行层压和测试而给出结果。
表7列出了表6中样品的弹性值和透气性。
                                                        表7
样品   100％伸长率，50％时的滞后     ％永久变形  50％伸长率，30％时的滞后     ％永久变形     WVTRg/m2/24小时
 A，3.5X     81.6     26.09     63.8     10.8     1301
 A，4.0X     84.9     28.12     64.9     10.9     2144
 A，4.5X     85.1     28.68     65.4     11.1     2728
 A，4.75X     85.9     29.22     66.3     11.8     3113
 B，3.5X     84.4     25.88     65.7     11.4     1597
 B，4.0X     85.3     26.4     97     11     1789
 B，4.5X     85.4     27.95     67     11.1     2338
 B，4.75X     85.2     27.23     68.4     12.3     2559
 C，3.5X     84.1     25.84     65.8     11.5     2307
 C，4.0X     84.2     26.37     66.1     11.8     2641
 C，4.5X     85.8     29.12     66.5     12.1     3260
 C，4.75X     85.6     28.53     65     10.4     3045
 C，5.0X     85.7     28.62     65.7     10.1     3075
 D，3.5X     84.1     25.7     64.4     9.3     1693
 D，4.0X     84.3     26     63.6     8.5     2236
 D，4.5X     85.4     28.3     65.3     8.6     2779
 D，4.75X     85.1     28.29     64.3     8.6     2876
 G，3.5X     88.2     34.26     67.6     10.9     1763
 G，4.0X     89     35.9     68.2     8.3     2110
 G，4.5X     90.3     37.14     69.3     0*     2729
 G，4.75X     90.2     36.73     67.5     4     2698
 G，5.0X     89.9     37     66.9     0*     2990
 H，3.5X     87.9     32.22     67.2     0*     585
 H，4.0X     87.6     32.28     66.6     0*     1632
 I，3.5X     84.6     29.11     66     0*     439
 I，4.0X     86.2     30.79     65.3     0*     1332
 I，4.5X     88.9     32.12     71.5     13.4     2259
 I，4.75X     88.1     31.33     69.5     12.4     2418
 I，5.0X     88.7     31.65     69.2     11.8     2822
 J，3.5X     89.7     36.51     70.3     13.7     1280
 J，4.0X     89.9     36.88     70.3     13.4     1879
 J，4.5X     89.7     37.07     71     13.5     2433
 J，4.75X     89.7     37.39     70.4     14.1     2690
 J，5.0X     90.5     38.68     71.8     14.2     2913
*测试未记录到信息
总体结果总结如下：
透气性(WVTR)显著改善，并提高了MDO拉伸比。在很多情况下，当拉伸比从3.5增加到5X时，WVTR增加一倍。
当CaCO3加入量从低达57％增加到60％而且KRATON与met PE的比例相同时，WVTR只稍微增加。然而，这是一个非常小的(填料)添加量变异范围，从而可以解释这个不显著的差异。在这些碳酸钙范围内，对其中一些代码来说，得到了所希望的透气性。
弹性性能随KRATON百分率增加而增加，但往往以透气性(WVTR)为代价。此外，在较高的KRATON水平上也会产生太大的拉伸张力，而且该薄膜往往倾向于在MDO上拉伸的同时破裂。随着该共混物中金属茂催化PE百分率的增加，弹性性能降低，尤其CD％永久变形。对弹性的影响很少或不归因于填料％的增加。这再一次可能是由于本实验中评估的碳酸钙水平范围小的缘故。
KRATON G 1730的表现确实优于KRATON G 2760。与G1730比较，用G2760生产的共混物大多数产生较低的弹性性能以及较低的WVTR结果。这是出乎意料之外的，因为这些性能典型地显示出彼此间接的关系。
考虑所有结果，这个实验的优选表现者是C代码材料，尽管它与A代码材料不相上下。用C代码材料在较低拉伸比时就得到较高的WVTR，而弹性性能仍然不相上下。然而，与以上实验的XP1823A相比，本XP1823A滞后结果是优选的。XP1823A代码材料在本试验期间没有再现，因为这个实验使用了临薄膜挤塑前干共混的两种预配混材料的混合物。因此，无法得到与来自以上试验的XP1823A代码材料中相同的树脂比。
从用这些配方进行的所有实验得出结论是，KRATON与金属茂催化LLDPE树脂的优选比例接近于50/50。在这个比例上，似乎在弹性拉伸与恢复性能和透气性之间有足够的平衡。在任意一个方向上偏离50/50比例的任何显著变化都导致透气性损失、在MDO上拉伸时出现弹性恢复或加工问题。考虑到这一点，一种优选的薄膜配方包含约58％CaCO3+21％KRATON G1730+21％在MDO上拉伸到5X的金属茂催化LLDPE塑性体混合物。
尽管如此，还是生产了一种相对于金属茂催化LLDPE塑性体的数量而言有实质上较少数量的KRATON的、有可接受拉伸和透气性性能的材料。在这种情况下，薄膜配方有58％CaCO3、10.5％KRATON和31.5％金属茂催化LLDPE塑性体混合物。该材料的单位重量以拉伸前计是69.5gsm、以拉伸后计是21.7gsm。所得到的薄膜有约4427g/m2/24小时的WVTR，采用这种薄膜的层压体有约4482g/m2/24小时的WVTR。
测试程序
WVTR：样品材料的水蒸气透过速率(WVTR)是按照ASTM标准E96-80计算的。从每种测试材料上切割直径实测3英寸的圆形样品，和一种对照样，即一枚来自Hoechst Celanese公司(新泽西州萨默维尔市)的CELGARD2500薄膜。CELGARD2500薄膜是一种微孔性聚丙烯薄膜。每种材料制备三个样品。测试碟是Thwing-Albert仪器公司(宾夕法尼亚州费城)经销的一种60-1号Vapometer盘。将100毫升水注入每个Vapometer盘上，把测试材料和对照材料的样品逐个放在各个盘的开口顶部上。将有螺纹的法兰拧紧，沿该盘的边缘形成密封，让相关的测试材料或对照材料以一个6.5cm直径的圆暴露于周围大气，其暴露面积为大约33.17cm2。这些盘置于约100 EF(38EC)的强制风烘箱中1小时进行平衡。该烘箱是一个恒温烘箱，有外部空气通过它循环以防止水蒸气在内部积累。适用的强制风烘箱是例如一台Blue M Power-O-Matic 60烘箱，由Blue M.电器公司(伊利诺伊州蓝岛市)经销。平衡完成时，将这些盘从烘箱中取出、秤重、立即放回烘箱中。24小时后，将这些盘从烘箱中取出、再次称重。从以下方程(I)计算初步测试水蒸气透过率数值：
(I)测试WVTR＝(24小时克重损失)×315.5g/m2/24小时烘箱内的相对湿度没有专门控制。
在约100°F(38℃)和环境相对湿度这套预定的条件下，CFLGARD2500对照膜的WVTR已被定义是5000g/m2/24小时。因此，每次试验都做对照样品，并修正初步测试数值，以使用以下方程(II)设定条件：
(II)WVTR＝(测试WVTR/对照WVTR)×(5000g/m2/24小时)
拉伸/回复：拉伸试验包括一个两周期、50％扯断(目标)伸长率拉伸试验(即一个预先定义的伸长率点)，其第一周期拉伸张力和第二周期拉伸张力在30％取值，和一个两周期、100％拉伸试验，其第一周期拉伸张力和第二周期拉伸张力在50％取值。对于50％扯断伸长率拉伸试验来说，先使该样品伸长到50％的扯断伸长率，然后使之回复/恢复到阻抗量为零的数量。测试是在Sintech 1/S或2/S设备上进行的，利用Windows 3.02的TESTWORKS软件记录数据。在进行拉伸/回复试验时，把该材料的一个3英寸宽样品固定在夹具内(100％用3英寸测试标距，50％用4英寸测试标距)以500mm/分钟的速率拉到或者50％或者100％的目标伸长率，并回到原始距离(典型地为4英寸)，共两个周期。测试是在环境温度和湿度条件下进行的。
滞后是按照以下方程计算的：
虽然在以上说明书中就其某些优选实施方案描述了本发明，而且列举了很多细节以期说明，但对于业内人士显而易见的是，本发明还容许额外的实施方案，而且这里描述的细节中某些在不背离本发明的基本原则的情况下可以有颇大变动。

Claims (61)

1.一种可透气弹性薄膜，包含
一种高性能弹性体，和
一种填充了许多适合于在所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒的低性能弹性体，所述薄膜已经拉伸变薄，因而，所述薄膜的低性能弹性体部分形成了许多微孔。
2.权利要求1的薄膜，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
3.权利要求1的薄膜，其中，所述微粒是碳酸钙微粒。
4.权利要求1的薄膜，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
5.权利要求1的薄膜，其中，所述低性能弹性体是LLDPE。
6.权利要求1的薄膜，其中，所述高性能弹性体填充了许多适合于在所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的所述微粒。
7.权利要求6的薄膜，其中，所述薄膜的高性能弹性体部分形成了许多所述微孔。
8.权利要求6的薄膜，其中，所述微粒是碳酸钙微粒。
9.权利要求1的薄膜，进一步包含一种双轴拉伸性能。
10.权利要求1的薄膜，进一步包含大于约100％的弹性拉伸性能。
11.权利要求1的薄膜，其中，所述高性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约5～约30重量％的范围内。
12.权利要求1的薄膜，其中，所述微粒占所述薄膜的约50％重量以上。
13.权利要求1的薄膜，其中，所述低性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约10～约35重量％的范围内。
14.权利要求1的薄膜，其中，所述高性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约5～约30重量％的范围内，所述低性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约10～约35重量％的范围内，所述微粒在所述薄膜中所占的比例在约51～约70重量％的范围内。
15.一种可透气的层压材料，包含
至少一层非织造纤维网材料；和
一种拉伸变薄的薄膜，其中包含一种高性能弹性体和一种填充了许多适合于所述拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒的低性能弹性体，且所述薄膜的低性能弹性体部分形成了许多微孔。
16.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述至少一层非织造纤维网材料选自下列组成的一组：纺粘物、熔喷物、粘梳纤维网及其组合。
17.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述高性能弹性体填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的所述微粒。
18.权利要求17的可透气层压材料，其中，所述薄膜的高性能弹性体部分形成了许多所述微孔。
19.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述薄膜包含双轴拉伸性能。
20.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述薄膜包含大于约100％的弹性拉伸性能。
21.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
22.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
23.权利要求15的可透气层压材料，其中，所述高性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约5～约30重量％的范围内、所述低性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约10～约35重量％的范围内、所述微粒在所述薄膜中所占的比例在约51～约70重量％的范围内。
24，一种弹性可透气薄膜的生产方法，包含下列步骤：
一种高性能弹性体与一种有填料的低性能弹性体的共混和配混之一，形成一种共混或配混产物；
使所述共混或配混产物成形为一种包含高性能弹性体部分和低性能弹性体部分的薄膜；和
使所述薄膜拉伸变薄，在所述拉伸变薄薄膜的所述低性能弹性体部分形成许多微孔。
25.权利要求24的方法，其中，所述低性能弹性体填充了许多碳酸钙微粒。
26.权利要求24的方法，其中，所述高性能弹性体填充了许多适合于所述拉伸变薄时在所述薄膜的所述高性能弹性体部分形成微孔的微粒。
27.权利要求26的方法，其中，所述拉伸变薄薄膜的所述高性能弹性体部分形成了许多所述微孔。
28.权利要求24的方法，进一步包含使所述拉伸变薄薄膜粘结到一种非织造纤维网材料上，形成一种可透气层压体的步骤。
29.权利要求28的方法，其中，所述非织造纤维网材料选自下列组成的一组：纺粘物、熔喷物、粘梳纤维网及其组合。
30.权利要求24的方法，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
31.权利要求24的方法，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
32.权利要求24的方法，其中，所述共混或配混产物，以未加填料为基准，包含约5～约30重量％范围内的所述高性能弹性体和约10～约3 5重量％范围内的所述低性能弹性体。
33.一种可透气弹性薄膜，包含
一种高性能弹性体和一种低性能弹性体的一种共混物，所述共混物填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒，所述薄膜已经拉伸变薄，从而在所述薄膜上形成许多微孔。
34.权利要求33的薄膜，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
35.权利要求33的薄膜，其中，所述微粒是碳酸钙微粒。
36.权利要求33的薄膜，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
37.权利要求33的薄膜，其中，所述低性能弹性体是LLDPE。
38.权利要求33的薄膜，进一步包含一种双轴拉伸性能。
39.权利要求33的薄膜，进一步包含大于约100％的弹性拉伸性能。
40.权利要求33的薄膜，其中，所述高性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约5～约30重量％的范围内、所述低性能弹性体在所述薄膜中所占的比例在约10～约35重量％的范围内、所述微粒在所述薄膜中所占的比例在约51～约70重量％的范围内。
41.一种个人护理吸收性物品，包含
一种液体渗透性面层和一种液体不透过性背衬，所述液体渗透性面层和所述液体不透过性背衬中至少一种包含一种可透气弹性薄膜，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种低性能弹性体的一种共混物，所述共混物填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒，所述薄膜已经拉伸变薄，因而在所述薄膜上形成了许多微孔。
42.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
43.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述微粒是碳酸钙微粒。
44.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
45.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述低性能弹性体是LLDPE。
46.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述薄膜包含一种双轴拉伸性能。
47.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述薄膜包含大于约100％的弹性拉伸性能。
48.权利要求41的个人护理吸收性物品，其中，所述可透气弹性薄膜包含约5～约30重量％范围内的所述高性能弹性体、约10～约35重量％范围内的所述低性能弹性体、和约51～约70重量％范围内的所述微粒。
49.一种尿布，包含
一种液体渗透性面层、一种液体不透过性背衬和一种配置于所述液体渗透性面层与所述液体不透过性背衬之间的吸收层，所述液体渗透性面层、所述液体不透过性背衬和所述吸收层中至少一种包含一种可透气弹性薄膜，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种低性能弹性体的一种共混物，所述共混物填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒，所述薄膜已经拉伸变薄，因而在所述薄膜中形成了许多微孔。
50.权利要求49的尿布，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
51.权利要求49的尿布，其中，所述微粒是碳酸钙微粒。
52.权利要求49的尿布，其中，所述低性能弹性体是一种聚烯烃。
53.权利要求49的尿布，其中，所述薄膜包含一种双轴拉伸性能。
54.权利要求49的尿布，其中，所述薄膜包含大于约100％的弹性拉伸性能。
55.权利要求49的尿布，其中，所述可透气弹性薄膜包含约5～约30重量％范围内的所述高性能弹性体、约10～约35重量％范围内的所述低性能弹性体、和约51～约70重量％范围内的所述微粒。
56.一种个人护理吸收性物品，包含
一种液体渗透性面层和一种液体不透过性背衬，所述液体渗透性面层和所述液体不透过性背衬中至少一种包含一种可透气层压体材料，该材料包含一种弹性薄膜，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种低性能弹性体的一种共混物，所述共混物填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒，所述薄膜已经拉伸变薄，因而在所述薄膜上形成了许多微孔。
57.权利要求56的个人护理吸收性物品，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
58.一种尿布，包含
一种液体渗透性面层、一种液体不透过性背衬和一种配置于所述液体渗透性面层与所述液体不透过性背衬之间的吸收层，所述液体渗透性面层、所述液体不透过性背衬和所述吸收层中至少一种包含一种可透气弹性薄膜，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒的低性能弹性体，所述薄膜已经拉伸变薄，因而所述薄膜的低性能弹性体部分形成了许多微孔。
59.权利要求58的尿布，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
60.一种医用服装，包含
一种液体渗透性面层和一种液体不透过性背衬，所述液体渗透性面层和所述液体不透过性背衬中至少一种包含一种可透气弹性薄膜，该薄膜包含一种高性能弹性体和一种低性能弹性体的一种共混物，所述共混物填充了许多适合于所述薄膜拉伸变薄时在所述薄膜中形成微孔的微粒，所述薄膜已经拉伸变薄，因而在所述薄膜上形成了许多微孔。
61.权利要求60的医用服装，其中，所述高性能弹性体是一种苯乙烯嵌段共聚物。
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