CN1612801A - 具有包封不连续材料区的柔性层合结构 - Google Patents

Abstract

一种柔性层合结构，由第一基材与第二基材和夹在二者之间的功能材料的不连续区构成。具体地说，第一和第二基材包含热塑性聚合物，它们在特定部位熔结在一起从而形成熔结部分和未熔结部分。未熔结部分形成袋，其中装着功能材料并且尺寸比较小。在某些实施方案中，例如，这些袋具有小于约10的近似宽度与高度之比。

Description

具有包封不连续材料区的柔性层合结构

相关申请

本发明要求2000-12-28提交的美国临时申请序列号60/259,129的优先权。

背景技术

为提高层合材料的功能，常要求将某些不连续功能材料包封在层合物中。例如，为提高一次性尿布的吸水性，可将超吸收剂颗粒的不连续区包封在由尿布层合材料构成的袋中，以限制使用期间不希望的迁移、沟流、凝胶板结、粉尘生成或沉降。为将此种不连续颗粒沉积在袋内，已开发出各种各样的技术。例如，美国专利4,327,728，授予Elias，和4,381,783，授予Elias，描述一种吸收剂制品，它包含至少一个装有超吸收剂不连续颗粒和不连续颗粒的均匀掺混物的袋。

此种传统技术存在的一个问题是，这样的袋提供的性能不足，即，功能材料利用得不充分，对它们的约束不充分等。结果，又开发了其他成形包含功能材料的不连续区的袋(pocket)的技术。例如，美国专利4,715,918，授予Lang；4,994,053，授予Lang；以及5,030,314，授予Lang，全都属于本申请受让人所有，描述一种设备，它包括一种辊，具有用于接受颗粒材料并将该材料选择性地转移给纤网的不连续凹陷。例如，在一种实施方案中，在可热合聚合物片材上沉积不连续堆的材料，然后熔融到同样也由可熔融材料制成的覆盖纤网上。二纤网熔融在一起，从而形成包围装有颗粒物质的袋区的熔结区。

此外，美国专利5,425,725，授予Tanzer等人；5,433,715，授予Tanzer等人；和5,593,3 9，授予Tanzer等人，也属于本申请受让人所有，描述一种包含袋区的吸收制品。例如，在一种实施方案中，水敏感的贴附手段将诸载体层贴附在一起从而提供基本上贴附的区和基本上未贴附的区。基本来贴附区提供许多装有超吸收剂材料颗粒的袋区。

尽管上面描述的技术提供了改进，但目前仍需要进一步改进。例如，包括有功能材料的不连续区的袋的某些传统层合结构不总能适合对结构的柔性有一定要求的场合使用(例如，旨在围绕人体某一部分包裹的柔性包身用品)。具体地说，装入此种层合结构的袋中的功能材料有时柔性较差，可能限制层合结构的整体柔性。

因此，目前需要一种层合结构，它能将功能材料的不连续区保持在袋中，同时又具有改进的柔性。

发明概述

按照本发明一种实施方案，提供一种柔性层合结构，它包括含热塑性聚合物的第一基材和含热塑性聚合物的第二基材。在某些情况下，基材之一或多个可以是厚度小于约0.1英寸的非织造纤网。在另一些情况下，基材之一或多个可以是厚度小于约0.05英寸的薄膜。典型而言，每种基材的热塑性聚合物熔融在一起形成熔结部分和位于熔结部分之间的未熔结部分。未熔结部分界定了装有功能材料，例如颗粒和/或液体，的不连续区的袋。例如，在某些实施方案中，功能材料可借助沉积技术，例如，模板、真空板、粘合剂、带纹理的基材、静电、静电印刷术、印刷(例如，凹印)、图案转移辊(真空或粘合)之类，首先沉积在第一基材上。

在大多数实施方案下，袋的宽/高比小于约10，在某些实施方案中，为约1～约8，而在某些实施方案中，为约1～约5。除了具有一定重量/高度比之外，袋的其他大致尺寸也可为一定范围。例如，在某些实施方案中，袋的长宽比可小于约20。

一般而言，该柔性层合结构的基材可由各种不同的材料制成。例如，基材可包含非织造纤网、薄膜或者其组合。需要的话，可选择基材之一或多个的渗透性以便给最终层合结构提供某种特性。例如，在一种实施方案中，可采用一种基本上不透液但基本上透气的薄膜。另外，在某些实施方案中，基材之一或多个可包含弹性体成分。

本发明其他特征和方面将在下面更详细地讨论。

附图简述

针对本领域技术人员，有关本发明更全面和可操作的公开，包括其最佳模式，将在下文中更具体地给出，其中将参考着附图，包括：

图1是一种本发明层合结构实施方案的成形步骤示意图，其中图1A显示颗粒被沉积到第一基材上。图1B显示第二基材覆盖在颗粒上；而图1C显示两片基材熔结在一起；

图2是按照本发明一种实施方案成形的袋的一种实施方案侧视图；

图3是图2中所示袋的平面图；

图4是一种可用来成形本发明层合结构一种实施方案的技术的图示；以及

图5是另一种按本发明成形的层合结构实施方案的平面图。

参考字母在本说明和附图中的重复使用旨在表示本发明相同或类似的特征和要素。

代表性实施方案的详述

定义

本文所使用的术语″粘合梳理纤网″是指一种由短纤维制成的纤网，其由短纤维送过精梳或梳理装置从而将各个短纤维分开或撕开并排齐，进而形成非织造纤网。纤网一旦成形，便利用几种已知粘合方法之一或多种进行粘合。此种粘合方法之一是粉末粘合，其中将粉末状粘合剂沿整个纤网分布，然后将其活化，通常借助热空气将纤网和粘合剂加热来实现。另一种合适的粘合方法是花纹粘合，其中加热的压辊或超声波粘合设备用于将纤维粘合在一起，通常沿着局部粘合花纹进行，尽管纤网也可沿着其整个表面全部粘合(若需要的话)。另一种合适并且熟知的粘合方法，尤其当采用双组分短纤维时，是穿透空气粘合。

本文所使用的术语″熔喷纤维″是指按如下方法成形的纤维：将熔融热塑性材料从多个纤细、通常为圆形的纺丝孔中以熔融丝或束形式挤出到逐渐汇聚的高速气流(例如空气流)中，气流将熔融热塑性材料丝束拉细，直径变小，可能小到微纤维的直径范围。然后，熔融纤维被高速气流夹带着，最后沉积在收集表面上，形成由散乱分布的熔喷纤维组成的纤网。此类方法，例如公开在授予Butin的美国专利3,849,241中。例如，熔喷纤维属于微纤维，可以是连续的或不连续的，平均直径一般小于约10μm。

术语″非织造纤网″或″非织造布″是指其结构系由单根纤维或丝交叉铺置构成的纤网，但它们不是像针织物中那样按照可辨认方式排列的。非织造纤网或非织造布一向采用多种方法成形，如熔喷法、纺粘法以及粘合-梳理纤网法。

本文使用的术语″花纹未粘合″、″点粘合″或″PUB″通常指具有界定许多不连续未粘合区域的连续热粘合区域的织物花纹。不连续未粘合区域内的纤维或长丝因有连续粘合区域包围或环绕着每一个未粘合区域而变得尺寸稳定。未粘合区域专门设计成用来在未粘合区域内的纤维或长丝之间提供空间。适合成形本发明花纹-未粘合非织造布材料的方法，例如美国专利5,962,117所描述的，包括使加热的非织造布(例如，非织造纤网或多层非织造纤网)送过压花辊之间，其中至少一个辊在其最外表面具有粘合花纹，其中包含接触(land)区域组成的连续图案，该图案界定大量不连续孔眼、凹陷、小孔或孔。连续接触区域界定的辊(或多个辊)上的每个孔在制成的非织造布至少一个表面上形成不连续未粘合区域，这些区域中的纤维或长丝基本上或完全未粘合。该方法的替代方案包括先预粘合该非织造布或纤网，然后再将织物或纤网送过压花辊形成的辊隙之间。

本文使用的术语″纺粘纤维″是指一类小直径纤维，其成形方法包括将熔融热塑性材料从纺丝板的多个纤细，圆形或其他形状的纺丝孔中挤出为丝束，随后，挤出丝束的直径，借助例如以下文献中的方法迅速拉细：授予Appel等人的美国专利4,340,563及授予Dorschner等人的美国专利3,692,618、授予Matsuki等人的美国专利3,802,817、授予Kinney的美国专利3,338,992、授予Kinney的美国专利3,341,394、授予Hartman的美国专利3,502,763、授予Dobo等人的美国专利3,542,615。纺粘纤维当沉积到收集表面上时通常是不发粘的。纺粘纤维通常为连续状且直径大于约7μm，更具体地说为约10～40μm。

本文使用的术语“超吸收剂材料”(SAM)通常指任何在水溶液，例如水中能吸收、溶胀或胶凝其自重的至少约10倍，在某些实施方案中至少约其自重的至少约30倍的显著可水溶胀、不溶于水的材料。另外，超吸收剂材料通常能吸收至少约20g水溶液每克SAM，尤其是至少约50g，更尤其至少约75g，更特别至少约100g～约350g水溶液每克SAM。某些可使用的合适的超吸收剂材料包括无机和有机材料。例如，某些合适的无机超吸收剂材料可包括吸收粘土和硅胶。再有，某些合适的超吸收剂有机材料包括天然材料如琼脂、果胶、瓜耳胶等，以及合成材料如合成水凝胶聚合物。例如，一种合适的超吸收剂材料是FAVOR 880，由Stockhausen公司(位于Greensboro，北卡)供应。

本文所使用的术语“热点粘合”通常涉及使待粘合织物(如纤维片材或多层纤网)或纤网从加热压辊之间穿过。通常，一个辊带有某种花纹，使得整个织物不沿其整个表面发生粘合，另一个辊通常是光滑的。结果，已开发出各种各样用于压辊的花纹。一种花纹的例子包括许多点，就是Hansen-Pennings或“H&P”图案，粘合面积为约30％，每平方英寸有约200个粘合点，正如美国专利3,855,046中所教导的。H&P花纹具有方块形的点或针状粘合区。另一种典型的点粘合花纹是扩展型Hansen-Pennings，或“EHP”粘合图案，它能产生15％的粘合面积。另一种叫做“714”的典型点粘合花纹具有方块针粘合区，产生的花纹具有约15％的粘合面积。另一种常见花纹包括菱形花纹，由重复和略微偏置的菱形组成，粘合面积为约16％，以及一种波浪线花纹，顾名思义像窗纱似的，具有约18％粘合面积。就典型而言，压辊赋予所制成的布料约10％～30％粘合面积。诸如本领域熟知的，粘合点将制成的布料保持在一起。

本文使用的术语“超声波粘合”一般指，例如将基材送过超声波发生头与砧辊之间来实施的方法，正如美国专利4,374,888，授予Bornslaeger所描述的。

发明详述

现在，详细描述本发明的各种不同实施方案，下面给出其一种或多种实施例。每个实施例的给出旨在说明本发明，而不是限制它。事实上，本领域技术人员很清楚，在不偏离本发明范围或精神的前提下还可在本发明内做出各种各样修改和变化。例如，作为一种实施方案一部分例举或描述的特征，可用于另一种实施方案，结果产生又一种实施方案。因此，本发明的意图在于涵盖此类效果和变化，只要它们落在所附权利要求及其等价物的范围内。

一般而言，本发明涉及一种柔性层合结构，它包含通过至少两片基材熔结在一起形成的袋。这些袋包含功能材料，例如，颗粒(如超吸收剂材料、过滤材料等)和/或液体(例如，水、含水液体、油基液体等)的不连续区。基于本发明，现已发现，柔性较差的功能材料可结合到层合物中而不显著赋予结构以柔性。例如，在某些实施方案中，袋可成形为较小的尺寸，以便提高层合结构的柔性。再有，基材的厚度、基材成形中使用的材料等，全都可以改变，以便给制成的层合结构提供柔性。

本发明柔性层合结构通常可由二或更多片基材构成，每片可包含一个或多个层。例如，基材可以是亲水或疏水的。再有，本发明使用的基材还可由各种各样不同的材料制成，只要这二或更多片基材的至少一部分当接受热、超声波、粘合剂或其他类似粘合技术处理时可熔融即可。例如，在某些实施方案中，基材通常不含纤维素材料，以便提高基材熔结在一起的能力。例如，本发明使用的基材可由薄膜、非织造纤网或其组合(例如，层合到薄膜上的非织造布)形成。

例如，在一种实施方案中，基材可由一或多层非织造纤网成形。在某些情况下，非织造纤网的基重和/或厚度可在一定范围内选择，以便提高层合结构的柔性。例如，现已发现，在某些情况下，某一特定基材厚度的增加可导致该基材的挺度随厚度呈三次方地增加。于是，在某些实施方案中，非织造纤网的厚度可小于约0.1英寸，在某些实施方案中为约0.005英寸～约0.06英寸，而在某些实施方案中，为约0.015英寸～约0.03英寸。另外，在某些实施方案中，非织造纤网的基重可小于约5盎司每平方码，在某些实施方案中，为约0.5～约4盎司每平方码，而在某些实施方案中，为约0.5～约2盎司每平方码。

典型而言，本发明使用的非织造布包含合成纤维或长丝。该合成纤维或长丝可由各种各样热塑性聚合物成形。例如，某些合适的热塑性塑料包括但不限于，聚氯乙烯；聚酯；聚酰胺；聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等)；聚氨酯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；上述材料的共聚物、三元共聚物和共混物等。

某些合适的聚烯烃，例如可包括聚乙烯如Dow Chemical的PE XU61800.41线型低密度聚乙烯(“LLDPE”)以及25355和12350高密度聚乙烯(“HDPE”)。另外，其他合适的聚烯烃可包括聚丙烯，如Exxon化学公司的Escorene7 PD 3445聚丙烯和Montell化学公司的PF-304和PF-015。

再有，某些合适的聚酰胺可见诸于《聚合物树脂》，Don E.Floyd主编(国会图书馆目录号66-20811，Reinhold出版，纽约，1966)。可使用的市售供应的聚酰胺包括尼龙-6、尼龙6，6、尼龙-11和尼龙-12。这些聚酰胺可从许多来源获得，例如，Emser工业公司(Sumter，南卡)(Grilon^&Grilamid^尼龙)，Atochem公司，Glen Rock聚合物分部(新泽西)(Rilsan^尼龙)，Nyltech公司(Manchester，新罕布什维尔)(品级2169，尼龙6)，以及Custom Resins公司(Henderson，肯塔基)(Nylene 401-D)等。

在某些实施方案中，也可采用双组分纤维。双组分纤维是可包含两种材料的纤维，例如但不限于，并列排列；基质-细纤排列，其中芯聚合物具有复杂断面形状；或者皮芯排列。在皮芯纤维中，通常皮聚合物的熔融温度比芯聚合物的低，以便有利于纤维的热粘合。例如，芯聚合物，在一种实施方案中，可以是尼龙或聚酯，而皮聚合物可以是聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯。此类市售供应的双组分纤维包括“CELBOND”纤维，由Hoechst Celanese公司销售。

如上所述，可使用一层或多层薄膜来成形本发明层合结构的基材。在某些情况下，薄膜的厚度可在一定范围内选择以提高层合结构的柔性。例如，如上所述，特定基材厚度的增加可导致该基材挺度随厚度呈三次方地增加。于是，在某些实施方案中薄膜的厚度可小于约0.05英寸，在某些实施方案中，为约0.0003英寸～约0.01英寸，并在某些实施方案中为约0.0007英寸～约0.02英寸。

为制作薄膜，可采用各种各样材料。例如，某些适合制造薄膜使用的热塑性聚合物可包括但不限于，聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯等)，包括均聚物、共聚物、三元共聚物及其共混物；乙烯-醋酸乙烯酯；乙烯-丙烯酸乙酯；乙烯-丙烯酸；乙烯-丙烯酸甲酯；乙烯-丙烯酸正丁酯；聚氨酯；聚(醚-酯)；聚(酰胺-醚)嵌段共聚物等。

不论包含薄膜和/或非织造纤网，本发明使用的基材的渗透性也都可针对具体用途来改变。例如，在某些实施方案中，基材之一或多个可透液。此类基材，例如可用于各种类型流体吸收和过滤用途中。在另一些实施方案中，基材之一或多个可不透液，例如由聚丙烯或聚乙烯成形的薄膜。另外，在另一些实施方案中，可能要求基材之一或多个不透液但透气和水蒸汽(即，透气的)。

例如，某些合适的透气、不透液基材可包括例如美国专利4,828,556，授予Braun等人，在此收作参考，所公开的基材。Braun等人的透气性基材是包括至少三层的多层、布样阻挡材料。第一层是多孔非织纤网；第二层，与第一层一侧相邻，包含聚乙烯醇的连续薄膜；第三层，连接第二层或者第一层不与第二层相连的那一侧，包含另一个多孔非织造纤网。该聚乙烯醇连续薄膜构成的第二层不带微孔，就是说，它基本上没有连通薄膜上下表面的空穴。

在另一些情况下，各种基材可用包含微孔的薄膜制造，以便给基材提供透气性。这些微孔形成贯通薄膜的所谓“曲折路径”。具体地说，接触薄膜一侧的液体不具有贯通薄膜的直接路径。相反，薄膜中的微孔渠道构成的网络阻止液体水通过但允许水蒸汽通过。

在某些情况下，透气、不透液基材由包含任何合适的物质如碳酸钙，的聚合物薄膜制成。薄膜是通过对充填薄膜拉伸从而在拉伸期间随着聚合物与碳酸钙脱离而产生微孔通路制成的。

透气但不透液基材的另一个例子描述在美国专利5,591,510中，授予Junker等人，在此全文收作参考用于任何目的。Junker等人所描述的织物材料包含透气性纸料外层和一层透气、挡液非织造材料。该布料还包括一种具有大量通孔因而透气，但阻止液体直接从中流过的薄膜。

除了上面提到的基材之外，也可使用各种各样其他透气性基材。例如，一种可使用的基材类型是无孔连续薄膜，它由于其分子结构的原因能形成一种蒸汽可透的阻挡层。例如，在属于此种类型的各种聚合物薄膜当中，包括由足以使它们透气数量的聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、乙烯-乙烯醇、聚氨酯、乙烯-丙烯酸甲酯和乙烯-甲基丙烯酸制成的薄膜。

再一些可用于本发明的其他透气性基材包括开孔薄膜。例如，在一种实施方案中，可采用一种由诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯或聚乙烯的共聚物之类热塑性薄膜制成的开孔薄膜，或者碳酸钙充填的薄膜。获得开孔薄膜层所使用的具体开孔技术可有所不同。薄膜可通过机械开孔成形为开孔薄膜或者可成形为连续、无孔薄膜，然后再接受机械开孔处理。

另外，在某些实施方案中，柔性层合结构中使用的基材之一或多个可包含一种包括至少一种弹性体材料的弹性体成分。例如，弹性体或弹性材料可指这样的材料，它在受到外力之后，可伸长到一种相当于其未拉伸长度至少约150％，或者一倍半的伸长、偏置长度，该拉长、偏置力一旦松开，它将回复其伸长(量)的至少约50％。在某些情况下，弹性体成分通过使结构能较容易弯曲和扭曲可提高制成层合结构的柔性。当存在于基材中时，弹性体成分可采取各种形式。例如，弹性体成分可构成整个基材或者构成基材的一部分。在某些实施方案中，例如，弹性体成分可包含均匀或无规地分布在整个基材中的弹性线或段。替代地，弹性体成分可以是弹性薄膜或弹性非织造纤网。弹性体成分还可以是单一层或一种多层材料。

一般而言，任何本领域已知具有弹性体特性的材料都可用在本发明弹性体成分中。例如，合适的弹性体树脂包括是通式为A-B-A′或A-B的嵌段共聚物，其中A和A′各自是热塑性聚合物端嵌段，其包含苯乙烯部分，例如聚(乙烯基芳烃)，而其中B是弹性体聚合物“链中嵌段”，例如，共轭二烯或低级链烯聚合物。用于A和A′的嵌段共聚物，以及目前的嵌段共聚物旨在涵盖线型、支化和星形嵌段共聚物。就此而论，星形嵌段共聚物可表示为(A-B)_m-X，其中X是多官能原子或分子且其中每个(A-B)_m-从X呈辐射状伸出并以A作为端嵌段。在星形嵌段共聚物中，X可以是有机或无机多官能原子或分子，并且m可以是数值与X中原有官能团数目相同的整数，通常至少是3，经常是4或5，但不限于此。于是，术语“嵌段共聚物”，以及特别是“A-B-A”和“A-B”嵌段共聚物可包括所有具有如上面讨论的此类橡胶嵌段和热塑性嵌段的嵌段共聚物，它们可挤出(例如，通过熔喷加工)，并且在嵌段数目上没有限制。例如，可使用诸如(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物之类的弹性体材料。此种弹性体共聚物的市售品实例例如是被称之为KRATON^材料由Shell化学公司(休斯顿，德克萨斯)的那些。KRATON^嵌段共聚物分几种不同配方供应，其中许多在美国专利4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422和5,304,599中给出，在此全文收作参考用于所有目的。

由弹性体A-B-A-B四嵌段共聚物组成的聚合物也可使用。此种聚合物在美国专利5,332,613，授予Taylor等人，中做了讨论。在这些聚合物中，A是热塑性聚合物嵌段；B是异戊二烯单体单元并已被氢化为基本上是聚(乙烯-丙烯)单体单元了。此种四嵌段共聚物的例子是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或S-EP-S-EP弹性体嵌段共聚物，由Shell化学公司(休斯顿，德克萨斯)以商品名KRATON^G-1657供应。

其他可使用的范例弹性体材料包括聚氨酯弹性体材料，例如，由B.F.Goodrich & Co.供应的ESTANE^或由Morton Thiokol公司供应的MORTHANE^，以及聚酯弹性体材料，例如由杜邦公司按商品名HYTREL^供应的共聚聚酯，以及叫做ARNITEL^的共聚聚酯，以前由Akzo塑料公司(Amhem，荷兰)现在由DSM(Sittard，荷兰)供应。

另一种合适的材料是下列通式的聚酯嵌段酰胺共聚物：

其中n是正整数，PA代表聚酰胺聚合物链段，PE代表聚醚聚合物链段。具体地说，聚醚嵌段酰胺共聚物的熔点为约150℃～约170℃，按照ASTM D-789测定；其熔体指数为约6g/10min～约25g/10min，按照ASTM D-1238，条件Q(235℃/1kg载荷)；挠曲弹性模量为约20MPa～约200MPa，按照ASTM D-790测定；断裂抗张强度为约29MPa～约33MPa，按照ASTM D-638测定，以及断裂极限伸长为约500％～约700％，按照ASTM D-638测定。聚醚嵌段酰胺共聚物的一种具体实施方案的熔点为约152℃，按照ASTM D-789测定；其熔体指数为约7g/10min，按照ASTM D-1238，条件Q(235℃/1kg载荷)；挠曲弹性模量为约29.50MPa，按照ASTM D-790测定；断裂抗张强度为约29MPa，按照ASTM D-639测定；以及断裂极限伸长为约650％，按照ASTM D-638测定。此种材料可由ELF Atochem公司(Glen Rock，新泽西)按商品名PEBAX^以各种不同品级购得。此类聚合物的应用实例可见诸于美国专利4,724,184、4,820,572和4,923,742，授予Killian。

弹性体聚合物还可包括乙烯与至少一种乙烯基单体如醋酸乙烯、不饱和脂族单羧酸以及此种单羧酸的酯的共聚物。弹性体共聚物以及由这些弹性体共聚物成形弹性体非织造纤网的方法公开在，例如，美国专利4,803,117中。

热塑性共聚聚酯弹性体包括具有下列通式的共聚醚酯：

其中“G”选自聚(氧亚乙基)-α，ω-二醇、聚(氧亚丙基)-α，ω-二醇、聚(氧四亚甲基)-α，ω-二醇，并且“a”和“b”是包括2、4和6的正整数，“m”和“n”是包括1～20的正整数。此类材料的断裂伸长一般为约600％～750％，按照ASTM D-638测定；熔点为约350°F～约400°F(176℃～205℃)，按照ASTM D-2117测定。

另外，某些适宜弹性体烯烃聚合物的例子是，可由Exxon化学公司(Baytown，德克萨斯)按商品名ACHIEVE^购得的聚丙烯基聚合物和按商品名EXACT^和EXCEED^购得的聚乙烯基聚合物。Dow化学公司(Midland，密歇根)按商品名ENGAGE^市售供应聚合物。这些材料据信是采用非立构选择性金属茂催化剂制备的。Exxon通常称他们的金属茂催化剂技术为“单部位”催化剂，而Dow称他们的为“形状可限”催化剂并采用商品名INSIGHT^以示它们与传统齐格勒-纳塔催化剂有别，后者具有多反应部位。

当含弹性体材料的弹性体成分，例如上面所描述的，结合到基材中时，则有时要求弹性体成分是一种弹性层合物，包含一种弹性体材料与一个或多个其他层，例如，泡沫体、薄膜、开孔薄膜和/或非织造纤网。弹性层合物通常包含许多层，它们可粘合在一起，结果至少一个层具有弹性聚合物的特性。弹性层合物中使用的弹性材料可由例如上面所描述的材料制成，它们可成形为薄膜，例如，微孔薄膜，纤网，例如，由熔喷纤维、纺粘纤维制成的纤网，泡沫体，以及诸如此类。

例如，在一种实施方案中，弹性层合物可以是“颈缩-粘合”层合物。“颈缩粘合”层合物是指一种复合材料，具有至少两个层，其中一个层是颈缩的、非弹性层，而另一层是弹性层。制成的层合物因而是一种沿横向为弹性的材料。颈缩粘合层合物的某些例子描述在美国专利5,226,992、4,981,747、4,965,122和5,336,545中，全部授予Morman等人，在此将其全部内容收作参考用于所有目的。

弹性层合物也可以是“拉伸-粘合”的层合物，指的是一种复合材料，具有至少两个层，其中一个层是可抽褶(gatherable)层，而其中另一个层是弹性层。当弹性层处于伸展状态时将二层结合在一起，以便在各层一旦松开后，可抽褶层出现抽褶。例如，一个弹性件可在该弹性件伸长其松弛长度的至少约25％的同时粘合到另一个件上。此种多层复合弹性材料可拉伸到直至非弹性层完全展平为止。

例如，一种拉伸-粘合层合物的适当类型是纺粘层合物，例如，公开在美国专利4,720,415中，授予VanderWielen等人，在此将其全部内容收作参考用于所有目的。另一种拉伸-粘合层合物的适宜类型是一种连续长丝纺粘层合物，例如公开在美国专利5,385,775中，授予Wright，在此将其全部内容收作参考用于所有目的。例如，Wright公开一种复合弹性材料，包括：(1)各向异性弹性纤网，具有至少一个弹性体熔喷纤维层和至少一个弹性体长丝层，后者自发粘合到弹性体熔喷纤维的一部分上，以及(2)至少一个可抽褶层，它在一定间隔的部位连接到各向异性弹性纤网上，于是该可抽褶层便在各个间隔部位之间抽褶。可抽褶层是在当弹性纤网处于拉伸状态时连接到弹性纤网上的，因此，当弹性纤网松开时，可抽褶层便在间隔粘合部位之间抽褶。其他复合弹性材料被描述和公开在美国专利4,789,699中，授予Kieffer等人；4,781,966，授予Taylor；4,657,802，授予Morman；和4,655,760，授予Morman等人，所有这些全部收作参考用于所有目的。

在一种实施方案中，弹性层合物也可以是颈缩、拉伸粘合的层合物。本文所使用的术语“颈缩拉伸粘合层合物”被定义为一种由颈缩层合物与拉伸-粘合层合物组合制成的层合物。颈缩拉伸粘合层合物的例子公开在美国专利5,114,781和5,116,662，在此将这两篇全文收作参考用于所有目的。特别有利的是，颈缩拉伸粘合层合物可沿纵向和横向两个方向拉伸。

在某些实施方案中，本发明基材成形中使用的材料可提供“光散射”效果，从而掩盖其中所包含功能材料的颜色。例如，正如下面将要详细描述的，功能材料有时包含的颗粒具有某种颜色。在许多用途中，可能要求该颜色不透过整个制成的层合结构显露出来。因此，按照本发明一种实施方案，基材成形并熔结到其他基材上之后，颗粒的颜色可基本上被掩盖。例如，在一种实施方案中，由合成纤维成形的熔喷非织造纤网可用作基材，而其间夹着黑色颗粒(例如，活性炭)。在此种实施方案中，熔喷非织造布基材的细纤维网络可基本上掩盖住层合结构的袋中装的颗粒的颜色。

按照本发明，如上所述，还提供一种功能材料，将其沉积在基材之一或多个上。本文所使用的术语“功能”材料一般指任何给层合结构提供某种功能效益的材料。因此，功能材料可涵盖化学上活性或惰性的材料，只要该材料给制成的结构提供某种功能属性。例如，需要的话，功能材料可以是化学惰性材料，单用来给柔性层合结构增加重量。另外，功能材料还可具有各种各样不同形式。例如，如上所述，功能材料可包含颗粒、液体(例如，水、油等)等。当使用时，液体可利用熟知的液体沉积技术沉积到基材上。

再者，如上所述，颗粒可用作功能材料。一般而言，颗粒可具有任何尺寸、形状和/或类型。例如，颗粒可以是球形或者是半球形、立方、棒状、多面体等，但也包括其他形状，例如，针状、片状和纤维。另外，某些适当颗粒的例子可包括但不限于，超吸收剂、除臭剂、着色剂(例如，囊封染料)、香料、催化剂、杀菌材料、过滤介质(例如，活性炭)、蛋白质、药剂颗粒等。例如，颗粒可选自无机固体、有机固体等。某些可使用的无机固体包括但不限于，二氧化硅、金属、金属配合物、金属氧化物、沸石和粘土。再有，某些适宜使用的有机固体的例子包括但不限于，活性炭、活性炭(activated charcoals)、分子筛、聚合物微孔泡沫塑料、聚丙烯酸酯、聚酯、聚烯烃、聚乙烯醇和聚偏二卤乙烯(polyvinylidine halodes)。其他可使用的固体可包括浆粕材料，例如，微晶纤维素、高度精制浆粕、细菌纤维素以及诸如此类。

功能材料通常可利用各种各样沉积技术沉积到基材上。例如，在某些实施方案中，可利用样板将功能材料按照要求的图案沉积到基材上。具体地说，样板可具有使它能物理地阻止在那些准备粘合的区域沉积上功能材料的构造。另外，在某些实施方案中，可采用真空板。真空板利用吸力将功能材料抽吸到要求的区域。另外，还可采用粘合剂沉积。例如，粘合剂可施涂到要求沉积功能材料的基材部位上。随后，功能材料将选择性地粘附到包含粘合剂的那些基材部分上。

再者，在某些实施方案中，基材之一或多个可加工成带有纹理，以便使基材包含许多凹陷和凸起。在此种情况下，功能材料可沉积到带纹理的基材上，使得它基本聚集在基材的凹陷中。除了上面提到的沉积技术之外，也可使用其他技术。例如，一些其他将功能材料沉积到基材上的已知技术包括但不限于，静电、静电印刷术、印刷(例如，凹印)、图案转移辊(真空或粘合剂)等。

例如，参见图1，其中显示一种将特殊功能材料包封到层合结构内的方法的实施方案。如图1A所示，颗粒可首先沉积到第一基材12上。一旦沉积后，第二基材14随后可熔结到部分第一基材12上。

按照本发明，二基材通常仅在没有沉积颗粒的不连续区的那些部分熔结在一起。例如，如图1B～1C所示，在一种实施方案中，第二基材14可在某些熔结部分24处熔结到第一基材12上。结果，不连续颗粒区28可包封在未熔结部分或袋20内。在某些实施方案中，这些袋20可给制成的层合结构提供实质性功效。例如，当采用一种设计具有吸水性的层合结构时，可能要求液体直接流到不连续的颗粒(例如，超吸收剂)区。于是，在此种情况下，层合结构的熔结部分可由诸如薄膜或非织造纤网之类的某些材料成形，它们是，或者当熔结在一起时将变得基本上不透液。然而，基材的未熔结部分可维持基本可透液，以致任何接触层合结构的液体基本上流向层合结构的未熔结部分或袋，以便使它们接触不连续超吸收剂颗粒区。

然而，除了用于吸收制品中之外，包含熔结部分和未熔结部分(即，袋)的基材对许多其他用途也有功效。例如，层合结构有时可用作柔性身体包裹用品，制成围绕人或动物的一或更多个身体部分包裹的构型。在此种情况下，袋可装有液体，例如，水，或者不连续颗粒，例如，准备向使用者的皮肤递送的药物颗粒。另外，在其他实施方案中，该层合结构可用作过滤介质，其中袋装有过滤介质，例如活性炭的不连续区。然而，尽管上面描述了各种各样用途，但要知道本发明层合结构不限于任何特定用途。事实上，任何类型功能材料都可结合到该层合结构的袋中，因此所制成的层合物可用于多种多样的领域。

为使基材以诸如上面描述的方式熔结在一起，可采用各种的方法。具体地说，任何方法，只要允许基材按照对应于不含功能材料的不连续区基材部分的图案熔结在一起，都可使用。例如，热粘合技术，如热点粘合、花纹未粘合等，以及超声波粘合只是本发明可用来将基材熔结在一起的某些技术例子。另外，要求的话，粘合剂也可与熔结技术配合使用以促进基材在熔结部分的固定。例如，某些合适的粘合剂描述在美国专利5,425,725中，授予Tanzer等人；5,433,715，授予Tanzer等人；以及5,593,399，授予Tanzer等人，在此将它们的全部内容收作参考用于所有目的。

参见图4，其中显示一种将第二基材14熔结到基材12上的一种具体实施方案。如图所示，功能材料28首先由分散器35沉积到基材12上形成预选的图案。基材12借助辊37在分散器35的下方移动。另外，在此种实施方案中，为促进功能材料28向基材12的沉积，采用了一种真空辊33。具体地说，真空辊33可对基材12的下表面施加吸力，以便更好地控制功能材料28在基材12的不连续区内的定位。

随后，含有功能材料28的基材12从基材14下面送过。在该实施方案中，基材12和14各自包含可热熔材料，例如聚丙烯。如图所示，基材12和14从加热且表面带有各种不同凸起32的辊30下面送过。凸起32形成与基材12上不含功能材料28的那些部分相对应的花纹。在该实施方案中，还使用另一个具有光滑表面的加热辊34促使基材12和14的熔结。然而，应当理解辊34并非所有情况下都是要求的。另外，辊34还可具有某种凸起的图案和/或可维持不加热。在给出的实施方案中，随着加热辊30和34热压可熔结基材12和14，凸起32处的区域彼此熔结在一起从而形成包围装着功能材料的袋的熔结区域。

在某些情况下，可能要求控制层合结构的粘合比例。例如，在某些实施方案中，粘合的表面面积可为未粘合面积的约10％～约500％，在某些实施方案中为未粘合面积的约10％～约100％，而在某些情况下，为未粘合面积的约40％～约60％。

按本发明成形的层合结构的袋，例如上面所描述的，可能是在尺寸和形状上独特的。例如，袋可以是规则或不规则形状。某些规则形状例如可包括圆、椭圆、卵形、正方、六角、矩形、沙漏形、管状等。而且，在某些情况下，层合结构的某些袋可具有与其他袋不同的形状和/或尺寸。

不论采取的具体形状如何，袋一般都制成尺寸比较小的，为的是不显著妨碍制成层合结构的柔性。例如，参见图2，袋20的近似宽度“w”对高度“h”之比(即，w/h)在某些情况下可小于10，在某些实施方案中为约1～约8，而在某些实施方案中为1～约5。例如，在某些实施方案中，近似高度“h”可等于或小于约1英寸，在某些实施方案中小于约0.5英寸，而在某些实施方案中为约0.005英寸～约0.4英寸。

此外，如图2-5所示，袋20的近似长度“l”对宽度“w”之比(即，l/w)在某些实施方案中可小于约100，在某些实施方案中小于约50，而在某些实施方案中为约1～约20。例如，在某些实施方案中，袋20的近似长度“l”可小于约2英寸，在某些实施方案中为约0.0625英寸～约2英寸，而在某些实施方案中为约0.25英寸～约2英寸。

另外，袋之间的间距也可有所变化。例如，如图5所示，袋20间的大致距离“x”，在某些实施方案中大于约0.0625英寸。另外，在某些实施方案中距离“x”可等于袋20的宽度“w”。

尽管各种各样的尺寸已在上面给出，但要知道，在本发明之内还可考虑其他尺寸。例如，具体的袋尺寸可随着层合结构的整个尺寸不同而不同。况且，还应知道，上面规定的尺寸是给定方向的大致“最大”或“最小”尺寸。因此，具有某种大致高度的袋，例如，在袋宽度方向的不同部位可具有其他高度。在某些情况下，某些袋高度可实际上超出规定尺寸一小段。

尽管不一定在所有实施方案中都这样要求，但本发明人发现，采用具有此种尺寸较小的袋可能容许制成的层合结构即便当装有僵硬的功能材料时仍保持柔韧。例如，如果僵硬的功能材料，例如，活性炭，简单地夹在两片柔性基材之间，则层合结构的柔性很可能严重地受到功能材料柔性的限制。然而，通过将此种僵硬功能材料包封在本发明较小袋中，制成的层合结构可在很大程度上保持基材的柔性。

如上所述，按照本发明成形的柔性层合结构可用在多种多样领域。例如，在某些实施方案中，柔性层合结构可用作绷带、伤口敷料或使用者身体一个或更多个部位的依托。在此种情况下，功能材料可包括多种多样材料，例如但不限于，用于吸收血液和其他体液的超吸收剂材料，药物颗粒、臭味吸收剂等。功能材料也可以是液体，例如，水，它可以冻结起来，使得获得的层合结构可起到柔性冰袋的作用。除了上面提到的用途之外，本发明还想到其他应用。例如，柔性层合结构还可用作柔性过滤介质。

虽然本发明已就其具体实施方案做了详细描述，但本领域技术人员懂得，在取得对上述内容的理解之后，可轻易地联想到这些实施方案的替代、变换和等价方案。因此，本发明范围应根据所附权利要求及其任何等价物来判定。

Claims (39)

1.一种柔性层合结构，包含：

含热塑性聚合物的第一基材和含热塑性聚合物的第二基材，其中所述第一基材的热塑性聚合物与所述第二基材的热塑性聚合物熔结在一起，从而形成熔结部分和位于所述熔结部分之间的未熔结部分，所述未熔结部分界定了许多袋，其含有选自颗粒、液体及其组合的功能材料的不连续区，所述袋具有小于约10的近似宽度与高度之比。

2.权利要求1的柔性层合结构，其中所述袋具有约1～约8的近似宽度与高度之比。

3.权利要求1的柔性层合结构，其中所述袋具有约1～约5的近似宽度与高度之比。

4.权利要求1的柔性层合结构，其中所述袋具有小于约20的近似长度与宽度之比。

5.权利要求1的柔性层合结构，其中至少一个所述基材包含非织造纤网。

6.权利要求1的柔性层合结构，其中至少一个所述基材包含薄膜。

7.权利要求1的柔性层合结构，其中所述第一基材和所述第二基材选自厚度小于约0.1英寸的非织造纤网、厚度小于约0.05英寸的薄膜及其组合。

8.权利要求1的柔性层合结构，其中所述第一基材和所述第二基材选自厚度为约0.015英寸～约0.03英寸的非织造纤网、厚度为约0.0007英寸～约0.002英寸的薄膜及其组合。

9.权利要求1的柔性层合结构，其中至少一个所述基材包含基本上不透液但基本上透气的薄膜。

10.权利要求1的柔性层合结构，其中所述未熔结部分基本上透液，而所述熔结部分基本上不透液。

11.权利要求1的柔性层合结构，其中至少一个所述基材包含弹性体成分。

12.权利要求1的柔性层合结构，其中所述功能材料具有某种颜色，当所述基材熔结在一起时所述基材基本上掩盖住所述颜色。

13.权利要求1的柔性层合结构，其中所述功能材料包含颗粒，其选自超吸收剂、除臭剂、着色剂、香料、催化剂、杀菌材料、过滤介质、蛋白质、药物及其组合。

14.权利要求1的柔性层合结构，其中所述熔结部分的面积相当于所述未熔结部分面积的约40％～约60％。

15.一种柔性层合结构，包含：

第一基材和第二基材，所述第一基材和所述第二基材选自厚度小于约0.1英寸的非织造纤网、厚度小于约0.05英寸的薄膜及其组合，所述第一基材包含热塑性聚合物且所述第二基材包含热塑性聚合物，其中所述第一基材的热塑性聚合物与所述第二基材的热塑性聚合物熔结在一起，从而形成熔结部分和位于所述熔结部分之间的未熔结部分，所述未熔结部分界定了许多袋，其含有选自颗粒、液体及其组合的功能材料的不连续区，所述袋具有约1～约8的近似宽度与高度之比。

16.权利要求15的柔性层合结构，其中所述袋具有约1～约5的近似宽度与高度之比。

17.权利要求15的柔性层合结构，其中所述袋具有小于约20的近似长度与宽度之比。

18.权利要求15的柔性层合结构，其中所述第一基材和所述第二基材选自厚度为约0.015英寸～约0.03英寸的非织造纤网、厚度为约0.0007英寸～约0.002英寸的薄膜，及其组合。

19.权利要求15的柔性层合结构，其中至少一种所述基材包含基本上不透液但基本上透气的薄膜。

20.权利要求15的柔性层合结构，其中所述未熔结部分基本上透液，而所述熔结部分基本上不透液。

21.权利要求15的柔性层合结构，其中至少一种所述基材包含弹性体成分。

22.权利要求15的柔性层合结构，其中所述功能材料具有某种颜色，当所述基材熔结在一起时所述基材基本上掩盖住所述颜色。

23.权利要求15的柔性层合结构，其中所述功能材料包含颗粒，其选自超吸收剂、除臭剂、着色剂、香料、催化剂、杀菌材料、过滤介质、蛋白质、药物及其组合。

24.权利要求15的柔性层合结构，其中所述熔结部分的面积相当于所述未熔结部分面积的约40％～约60％。

25.一种成形柔性层合结构的方法，包括：

提供包含热塑性聚合物的第一基材；

将功能材料在所述第一基材的不连续区上沉积，所述功能材料选自颗粒、液体及其组合；

将包含热塑性聚合物的第二基材放在与所述第一基材相邻的位置，使得所述功能材料夹在所述第一与第二基材之间；

熔结所述第一基材的热塑性聚合物与所述第二基材的热塑性聚合物，从而形成熔结部分和位于所述熔结部分之间的未熔结部分，所述未熔结部分界定了许多袋，其含有所述功能材料的所述不连续区，所述袋具有小于约10的近似宽度与高度之比。

26.权利要求25的方法，其中所述功能材料沉积到所述第一基材上采用的是选自真空筛网、样板、静电印刷术、静电、印刷及其组合的方法。

27.权利要求25的方法，其中所述袋具有约1～约8的近似宽度与高度之比。

28.权利要求25的方法，其中所述袋具有约1～约5的近似宽度与高度之比。

29.权利要求25的方法，其中所述袋具有约20的近似长度与宽度之比。

30.权利要求25的方法，其中至少一种所述基材包含选自非织造纤网、薄膜及其组合的材料。

31.权利要求25的方法，其中所述第一基材和所述第二基材选自厚度小于约0.1英寸的非织造纤网、厚度小于约0.05英寸的薄膜及其组合。

32.权利要求25的方法，其中所述第一基材和所述第二基材选自厚度为约0.015英寸～约0.03英寸的非织造纤网、厚度为约0.0007英寸～约0.002英寸的薄膜，及其组合。

33.权利要求25的方法，其中至少一种所述基材包含基本上不透液但基本上透气的薄膜。

34.权利要求25的方法，其中所述未熔结部分基本上透液，而所述熔结部分基本上不透液。

35.权利要求25的方法，其中至少一种所述基材包含弹性体成分。

36.权利要求25的方法，其中所述功能材料具有某种颜色，当所述基材熔结在一起时所述基材基本上掩盖住所述颜色。

37.权利要求25的方法，其中所述功能材料包含颗粒，其选自超吸收剂、除臭剂、着色剂、香料、催化剂、杀菌材料、过滤介质、蛋白质、药物及其组合。

38.权利要求25的方法，其中所述熔结部分的面积相当于所述未熔结部分面积的约40％～约60％。

39.权利要求25的方法，其中所述熔结是采用选自热粘合、超声波粘合、粘合剂粘合及其组合的技术完成的。

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