CN102076304A

CN102076304A - 由多个层压结构形成的弹性复合材料

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Publication number: CN102076304A
Application number: CN2009801255397A
Authority: CN
Inventors: J·奥斯汀; O·P·托马斯; S·C·迈耶; H·M·韦尔奇; J·A·西奎拉
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: KR101615401B1; EP2296599A2; EP2296599B1; AR072408A1; CN102076304B; AU2009265213B2; BRPI0910136B1; MX2010013820A; BRPI0910136B8; WO2010001272A2; EP2296599A4; ZA201100021B; US20090325447A1; BRPI0910136A2; WO2010001272A3; AU2009265213A1; KR20110036895A; CO6321211A2; US8679992B2

Abstract

提供了一种由层压物形成的弹性复合材料，所述层压物包含弹性膜和在机器横向(“CD”)上具有低强度的轻质无纺衬面。由于衬面的低强度，因而希望的是弹性膜具有足够的厚度和重量以增强得到的复合材料的强度。不幸的是，随着膜厚度的增大，弹性膜与这样的轻质无纺纤网之间的结合能力的难度随之变大。在这方面，本发明人已发现，可以在弹性复合材料中使用第二由热塑性膜和无纺衬面形成的层压物，以给予复合材料的强度。第二层压物的膜和衬面可由与第一层压物的膜和衬面相同或不同的材料形成。无论如何，如此定位层压物，以便弹性和热塑性膜将处于面对面的状态。通过选择性控制聚合物含量和厚度，本发明人已发现，弹性和热塑性膜在小的压力下容易地结合在一起，甚至在环境温度下。这避免了使用传统压延结合法中可能损坏膜的大量热量，并将对昂贵粘结剂的需求最小化。

Description

由多个层压结构形成的弹性复合材料

发明背景

弹性复合材料常合加入到制品(例如尿布、训练裤、衣物等)中以改进其更好地贴合身体轮廓的能力。例如，弹性复合材料可由弹性膜和无纺衬面形成。无纺衬面可以借助热和压力(例如压延辊)结合至处于拉伸状态的弹性膜，以便当膜回缩时，无纺衬面可在其结合至膜的部位之间聚集并形成“褶”。得到的弹性复合材料可拉伸至褶允许弹性膜延长的程度。为了降低成本，希望用较低基重和强度的无纺衬面来形成这样的复合材料。然而，不幸的是，低强度的衬面由于其缺乏耐久性和完整性而难以制造。例如，传统压延辊所施加的热和压力会明显地破坏衬面的完整性。此外，基重较大的衬面由于材料在层压期间的聚集而通常需要耐久性。

因此，当前需要由轻质和低强度的无纺纤网衬布形成的弹性复合材料，并也在各种应用的有效使用中具有足够的耐久性。

发明简述

根据本发明的一个实施方案，公开了弹性复合材料。该复合材料包括第一层压物，该第一层压物包含第一无纺衬面和弹性膜。第一无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小，且在机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸或更小。该复合材料还包括第二层压物，该第二层压物包含第二无纺衬面和热塑性膜。第一层压物和第二层压物彼此连接，以便弹性膜与热塑性膜相结合，并与之位置相邻。

根据本发明的另一个实施方案，公开了形成弹性复合材料的方法。该方法包括直接将弹性组合物挤出至第一无纺衬面的表面上以形成弹性膜，以及使膜与衬面结合以形成第一层压物。该第一无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小，且机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸或更小。第一层压物与包含第二无纺衬面和热塑性膜的第二层压物相连接，以便弹性膜与热塑性膜相结合，并与之位置相邻。

接下来将详细描述本发明的其它特征和方面。

附图简要说明

本说明书的余下部分将参考附图更具体地阐明对于本领域技术人员而言完整且可能实现的本发明的公开内容(包括最佳方式)，其中：

图1示意性示出了根据本发明一个实施方案形成复合材料的方法；

图2是根据本发明一个实施方案的复合材料的横截面示意图；

图3是可以根据本发明的一个实施方案形成的个人护理产品的透视图；

图4是用于本发明一个实施方案中的槽辊的透视图；以及

图5是示出图4中两个槽辊的之间的接合处的横截面图。

本说明书和附图中重复使用的附图标记意在表示本发明中相同或者类似的特征或者元件。

代表性实施方案的详述

定义

如本文所使用的，术语“无纺纤网”是指具有单纤维或丝结构的纤网，所述单纤维或丝是不以编织织物那样以可确认的方式相互插入。适合无纺织物或纤网的实例包括，但不限于，熔喷纤网、纺粘纤网、粘合梳理纤网、气流法纤网、同成形纤网、水刺缠绕纤网等。

如本文所使用的，术语“熔喷”纤网或衬面通常是指通过以下方法形成的无纺纤网：将熔融的热塑性材料作为熔融纤维挤出穿过多个精细的、通常为环形的模头毛细管，进入会聚的高速气(例如，空气)流中，所述会聚的高速气流会使熔融的热塑性材料的纤维变细以减小它们的直径，可减小到微纤维直径；随后，熔喷纤维由高速气流携带并且沉积在收集表面上，以形成随机分散的熔喷纤维的纤网。这样的方法在例如Butin等人的第3,849,241号美国专利，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

如本文所使用的，术语“纺粘”纤网或衬面通常是指含有小直径、基本连续的纤维的无纺纤网。所述纤维通过将熔融的热塑性材料从多个细的、通常为环形的喷丝头毛细管挤出，然后将挤出丝的直径通过例如离析拉伸(eductive drawing)和/或其它熟知的纺粘机理迅速减小而形成。粘纺纤网的生产例如在Appel等人的第4,340,563号美国专利、Dorschner等人的第3,692,618号美国专利、Matsuki等人的第3,802,817号美国专利、Kinney的第3,338,992号和第3,341,394号美国专利、Hartman的第3,502,763号美国专利、Levy的第3,502,538号美国专利、Dobo等人的第3,542,615号美国专利以及Pike等人的第5,382,400号美国专利中有描述和说明，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。当沉积到收集表面上时，纺粘丝通常不是粘的。通常纺粘纤维的直径可以为大约10至大约20微米。

如本文所使用的，术语“机器方向”或“MD”通常指的是生产材料的方向。术语“机器横向”或“CD”指的是与机器方向相垂直的方向。

如本文所使用的，术语“滞后值”的测定是通过先拉伸样品(“荷载”)后使样品回缩(“卸荷载”)测得的。滞后值是该循环荷载期间能量的损失。

详述

现在将详细参考本发明的各种实施方案，对本发明的一个或多个实施例阐述如下。各实施例均以解释本发明的方式提供，并非限制本发明。实际上，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明作各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分来说明或描述的特征，可以用在另一个实施方案上产生又一个实施方案。因此，本发明旨在涵盖所附权利要求及其等同范围之内这样的修改和变化。

一般来讲，本发明涉及由层压物形成的弹性复合材料，该层压物包含弹性膜和在机器横向(″CD″)上具有低强度的轻质无纺衬面。由于衬面的低强度，所以希望的是弹性膜具有足够的厚度和重量以增强得到的复合材料的强度。不幸的是，随着膜厚度的增加，弹性膜与这样的轻质无纺纤网之间的连接能力的难度随之增大。在这方面，本发明人已发现，在由热塑性膜和无纺衬面形成的弹性复合材料中使用第二层压物，将有助于提高复合材料的强度。第二层压物的膜和衬面可由与第一层压物的膜和衬面相同或不同的材料形成。无论如何，如此定位层压物，以便弹性膜和热塑性膜处于面对面的状态。通过选择性控制聚合物含量和厚度，本发明人已发现，弹性膜和热塑性膜在小压力下即可容易地连接在一起，甚至在环境温度的条件下。这避免了在传统压延结合工艺中会以不同方式损坏膜的大量热量的使用，并还将对昂贵结合剂的需求最小化。

在这方面，现在将更加详细地描述本发明的多种实施方案。

I.第一层压物

A.无纺衬面

如上所述，第一层压物的无纺衬面通常为轻质的，且在机器横向(″CD″)上具有低强度，这将提高复合材料的柔软性并还显著降低了其制造成本。更具体地，基重可以大约45克/平方米或更小，在一些实施方案中为大约1至大约30克/平方米，在一些实施方案中是大约2至大约20克/平方米。同样地，无纺衬面在机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施方案中，为大约300克力/英寸或更小，在一些实施方案中，为大约50至大约300克力/英寸，在一些实施方案中，为大约60至大约250克力/英寸，并且在一些实施方案中，为大约75至大约200克力/英寸。如果希望的话，无纺衬面在机器方向(″MD″)上具有低强度，例如，在机器方向上的峰值荷载为大约3000克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施方案中，为大约2500克力/英寸或更小，在一些实施方案中，为大约50至大约2000克力/英寸，并且在一些实施方案中，为大约100至大约1500克力/英寸。

无纺衬面可按多种已知的方法形成，诸如熔喷法、纺粘法、梳理法、湿法成网法、气流成网法、同成形法等。在一个具体的实施方案中，例如，无纺衬面是包含“微纤维”的熔喷衬面，其中所述微纤维的平均尺寸为大约15微米或更小，在一些实施方案中，为大约0.01至大约10微米，并且在一些实施方案中，为大约0.1至大约5微米。

无论其形成的方式如何，无纺衬面通常由具有相对高维卡软化温度(ASTM D-1525)的聚合物形成，例如大约100℃至大约300℃，在一些实施方案中，为大约120℃至大约250℃，并且在一些实施方案中，为大约130℃至大约200℃。用于形成无纺衬面的示例性的高软化点聚合物可以包括，但不限于，例如，聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙酯等；聚乙烯基乙酸酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏1，1-二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸；它们的聚合物；它们的共混物等。应当注意的是，聚合物还可以包含其它添加剂，如操作助剂或赋予纤维希望的性质的处理性组合物、余量的溶剂、颜料或色料等。

单组分和/或多组分纤维可用来形成无纺衬面。单组分纤维通常由一种聚合物或聚合物的共混物经单挤出机挤出形成。多组分纤维通常由两种或更多种聚合物(例如，双组分纤维)经分离的挤出机挤出形成。所述聚合物被布置在纤维横截面上基本上恒定定位的不同区域中。所述组分可以以任何希望的构型来布置，如皮芯型、并列型、馅饼型(pie)、海中岛型、三岛型、牛眼、或其它本领域已知的构型等等。形成多组分纤维的不同方法在Taniguchi等人的第4,789,592号美国专利、Strack等人的第5,336,552号美国专利、Kaneko等人的第5,108,820号美国专利、Kruege等人的第4,795,668号美国专利、Pike等人的第5,382,400号美国专利、Strack等人的第5,336,552号美国专利、Marmon等人的第6,200,669号美国专利中有描述，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。具有各种不规则形状的多组分纤维也可以诸如以下美国专利所描述的来形成：Hogle等人的第5,277,976号美国专利、Hills的第5,162,074号美国专利、Hills的第5,466,410号美国专利、Largman等人的第5,069,970号美国专利、Largman等人的第5,057,368号美国专利中，在此将其全部内容出于所有目的引入本文作为参考。

用于形成无纺衬面的纤维的希望的丹尼尔可根据所需用途而不同。通常，形成的纤维的单丝丹尼尔(即，线密度的单位等于每9000米纤维的质量(以克计))小于大约6，在一些实施方案中，为小于大约3，并且在一些实施方案中，为大约0.5至大约3。

虽然没有要求，但是无纺衬面可以利用任何传统的技术进行任选地结合，如利用粘结剂或自发性的(如熔融和/或在无需施加外部粘结剂的情况下纤维的自身粘结)。适合的自发性结合技术可以包括超声波结合、热结合、热风结合、压延结合等。需要的温度和压力会依据多种因素而变化，包括但不限于，图案结合区、聚合物的性质、纤维的性质和无纺纤网的性质。例如，衬面通过两个辊之间形成的辊隙，这两个辊通常不具有图案，即是平的。这样，仅需在材料上施加少量的压力来将它们轻轻地结合在一起。不受到理论的限制，本发明人认为这样轻轻结合的材料可以保持较高的延伸性并因而增加了得到的复合材料的弹性和延伸性。例如，辊隙的压力是大约0.1至大约20磅/线性英寸，在一些实施方案中，为大约1至大约15磅/线性英寸，并且在一些实施方案中，为大约2至大约10磅/线性英寸。同样地，一个或多个辊的表面温度为大约15℃至大约60℃，在一些实施方案中，为大约20℃至大约50℃，并且在一些实施方案中，为大约25℃至大约40℃。

在与本发明的膜进行层压之前，还可在机器方向和/或在机器横向上拉伸无纺衬面。适合的拉伸技术包括颈缩、拉幅、槽辊拉伸等。例如，可如Morman的第5,336,545号、第5,226,992号、第4,981,747号和第4,965,122号美国专利以及Morman等人的第2004/0121687号美国专利申请公开中所述的方法颈缩衬面。供选择地，在与膜层压之前，无纺衬面在至少一个方向上保持相对不可拉伸。在这样的实施方案中，无纺衬面可在一个或多个方向上任选地进行拉伸，随后与膜层压。衬面还可经过其它已知的加工步骤，诸如穿孔、热处理等。

B.弹性膜

第一层压物的弹性膜由一种或多种可熔融加工的(即，热塑性)的弹性体聚合物形成。各种热塑性弹性体聚合物的任何一种均可用于本发明中，如弹性体聚酯、弹性体聚氨酯、弹性体聚酰胺、弹性体共聚物、弹性体聚烯烃等。在一个实施方案中，例如，可以使用基本为无定形的嵌段共聚物，该嵌段聚合物包含单链烯基芳烃与饱和的共轭二烯的嵌段。由于这样的嵌段共聚物具有高度的弹性和粘性，因而特别适用于本发明，用以增强膜结合至无纺衬面的能力。

单链烯基芳烃嵌段可以包括苯乙烯及其类似物和同系物，如邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1，3二甲基苯乙烯对甲基苯乙烯等；以及其它单链烯基多环芳香族化合物，如乙烯基萘、乙烯基蒽等。优选的单链烯基芳烃是苯乙烯和对甲基苯乙烯。共轭二烯嵌段可以包括共轭二烯单体的均聚物、两种或更多种共轭二烯的共聚物、以及一种或多种二烯与另一种单体的共聚物，其中嵌段主要为共轭二烯单元。优选地，共轭二烯包含4至8个碳原子，如1，3-丁二烯(丁二烯)、2-甲基-1，3丁二烯、异戊二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯(间戊二烯)、1，3-己二烯等。单链烯基芳烃(如聚苯乙烯)嵌段的量可以变化，但通常占共聚物的大约8重量％至大约55重量％，在一些实施方案中，占大约10重量％至大约35重量％，并且在一些实施方案中，占大约25重量％至大约35重量％。适合的嵌段共聚物可以包含数均分子量为大约5,000至大约35,000的单链烯基芳烃末端嵌段和数均分子量为大约20,000至大约170,000的饱和共轭二烯中间嵌段。嵌段聚合物的总数均分子量为大约30,000至大约250,000。

特别适合的热塑性弹性体共聚物可从Houston，Texas的Kraton PolymersLLC获得，商标名为KRATON

KRATON

聚合物包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯。KRATON

聚合物还包括，通过苯乙烯-二烯嵌段共聚物经选择性氢化作用形成的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物。这样的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物的实例包括，苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)、和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯。这些嵌段共聚物均具有线性的、放射状的或星形的分子结构。具体的KRATON

嵌段共聚物包括，那些按商标名G1652、G1657、G1730、MD6673和MD6973在售的产品。在第4,663,220号、第4,323,534号、第4,834,738号、第5,093,422号和第5,304,599号美国专利中描述了各种适合的苯乙烯嵌段共聚物，在此出于所有目的将这些文献引入本文作为参考。其它的可商购的嵌段共聚物包括，可从日本冈山的Kuraray Company，Ltd.获得的，商品名为SEPTON

的S-EP-S弹性体共聚物。其它适合的共聚物包括可从Houston，Texas的Dexco Polymers获得的，商品名为VECTOR

的S-I-S和S-B-S弹性体共聚物。适合的聚合物还有如Taylor等人的第5,332,613号美国专利中描述的A-B-A-B四嵌段共聚物，在此出于所有目的将其引入作为参考。这样的四嵌段共聚物的实例是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(″S-EP-S-EP″)嵌段共聚物。

当然，也可使用其它热塑性弹性体聚合物来形成膜，可以单独或与嵌段共聚物结合使用。还可使用例如具有或能显示基本规则结构的半结晶聚烯烃。示例性半结晶聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、其共混物和共聚物。在一个具体的实施方案中，使用的聚乙烯是乙烯和α-烯烃的共聚物，α-烯烃如C₃-C₂₀α-烯烃或C₃-C₁₂α-烯烃。适合的α-烯烃可以是直链的或支链的(例如，一个或多个C₁-C₃烷基支链或芳基基团)。具体的实例包括1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3，3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二碳烯；和苯乙烯。特别希望的α-烯烃共聚单体是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。在这样的共聚物中，乙烯的含量为大约60摩尔％至大约99摩尔％，在一些实施方案中，为大约80摩尔％至大约98.5摩尔％，并且在一些实施方案中，为大约87摩尔％至大约97.5摩尔％。同样地，α-烯烃的含量是大约1摩尔％至大约40摩尔％，在一些实施方案中，为大约1.5摩尔％至大约15摩尔％，并且在一些实施方案中，为大约2.5摩尔％至大约13摩尔％。

特别适合的聚乙烯共聚物是那些“线性”或“基本为线性”的。述语“基本为线性”指的是除了加入共聚单体的短链支链外，乙烯聚合物还包含作为聚合物骨架的长链支链。“分支长链”指的是长度至少为6个碳的链。每个长链支链可具有与聚合物骨架相同的共聚单体分布，并与其结合的聚合物骨架的长度相同。优选的基本为线性的聚合物用0.01长链支链/1000碳至1长链支链/1000碳取代，并且在一些实施方案中，用0.05长链支链/1000碳至1长链支链/1000碳取代。与术语“基本为线性”形成对比，术语“线性”是指聚合物缺乏可测的或可证明的长链支链。即，聚合物用平均少于0.01长链支链/1000碳取代。

线性乙烯/α-烯烃共聚物的密度是α-烯烃的长度和含量的函数。也就是说，α-烯烃的长度越大且α-烯烃的含量越大，共聚物的密度越小。虽然不是必需的，但是线性聚乙烯“塑性体”是特别希望的，因为α-烯烃短链分支成分的含量使乙烯共聚物同时显现出塑性和弹性体的特性，即“塑性体”。因为用α-烯烃共聚单体的聚合将降低结晶度和密度，因而得到的塑性体通常具有比聚乙烯热塑性聚合物(即LLDPE)小的密度，但接近和/或超过弹性体的密度。例如，聚乙烯塑性体的密度是0.91克/立方厘米(g/cm³)或更小，在一些实施方案中，为0.85-0.88g/cm³，并且在一些实施方案中，为0.85g/cm³-0.87g/cm³。尽管塑性体的密度接近弹性体的密度，但塑性体通常显现出更高的结晶度、相对不粘的，以及可形成不粘结且相对易于流动的小球。

用于本发明的优选的聚乙烯是可从Houston，Texas的埃克森美孚化学公司获得的、商品名为EXACT^TM的基于乙烯基的共聚物塑性体。其它适合的聚乙烯塑性体是可从Midland，Michigan的陶氏化学公司获得的，商品名为ENGAGE^TM和AFFINITY^TM的成分。还有其它的适合的乙烯聚合物是可从陶氏化学公司获得的，商品名为DOWLEX^TM(LLDPE)和ATTANE^TM(ULDPE)。在Ewen等人的第4,937,299号美国专利、Tsutsui等人的第5,218,071号美国专利、Lai等人的第5,272,236号美国专利和Lai等人的第5,278,272号美国专利中描述了其它适合的乙烯聚合物，在此出于所有目的将这些文献引入作为参考。

当然，本发明并不限于使用乙烯聚合物。例如，丙烯塑性体也适用于膜中。适合的塑性丙烯聚合物可以包括，例如丙烯的共聚物或三元共聚物，包括丙烯与α-烯烃(如C₃-C₂₀)的共聚物，所述α-烯烃如乙烯、1-丁烯、2-丁烯、各种戊烯异构体、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、乙烯基环己烯、苯乙烯等。丙烯聚合物的共聚单体的含量为大约35重量％或更少。在一些实施方案中，为大约1重量％至大约20重量％，并且在一些实施方案中，为大约2重量％至大约10重量％。优选地，聚丙烯(如丙烯/α-烯烃共聚物)的密度可以为0.91克/立方厘米(g/cm³)或更小，在一些实施方案中，为0.85-0.88g/cm³，并且在一些实施方案中，为0.85g/cm³-0.87g/cm³。适合的丙烯聚合物可以是商购自Houston，Texas的埃克森美孚化学公司的，商品名为VISTAMAXX^TM、购自Feluy，Belgium的Atofina Chemicals的FINA^TM(如8573)、购自日本三井石油化工工业的TAFMER^TM和购自Midland，Michigan的陶氏化学公司的VERSIFY^TM。在Datta等人的第6,500,563号美国专利、Yang等人的第5,539,056号美国专利和Resconi等人的第5,596,052号美国专利中描述了适合的丙烯聚合物的其它实例，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。

许多已知方法中的任何一种均可用于形成半结晶的聚烯烃。例如，烯烃聚合物可利用自由基或配位催化剂(如Ziegler-Natta)制得。优选地，烯烃聚合物由单位点配位催化剂，诸如金属茂催化剂形成。这样的催化剂体系制备乙烯共聚物，其中共聚单体将随机分布在分子链中，并均匀地分布在不同的分子量部分之间。例如，在McAlpin等人的第5,571,619号美国专利、Davis 等人的第5,322,728号美国专利、Obiieski等人的第5,472,775号美国专利、Lai等人的第5,272,236号美国专利和Wheat等人的第6,090,325号美国专利中描述了金属茂催化的聚烯烃，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。金属茂催化剂的实例包括，二(正丁基茂基)二氯化钛、二(正丁基茂基)二氯化锆、二(茂基)氯化钪、二(茚基)二氯化锆、二(甲基茂基)二氯化钛、二(甲基茂基)二氯化锆、二茂钴、茂基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(茂基-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。用金属茂催化剂制备的聚合物通常具有较窄的分子量分布。例如，金属茂催化的聚合物的多分散性数值(M_w/M_n)在4以下，决定短链分支分布以及决定全同立构规整度。

虽然半结晶聚烯烃的熔体流动指数(MI)一般可以变化，但通常是在190℃下测得的大约0.1克/10分钟至大约100克/10分钟，在一些实施方案中，为大约0.5克/10分钟至大约30克/10分钟，并且在一些实施方案中，为大约1克/10分钟至大约10克/10分钟。熔体流动指数是在190℃下，当受到10分钟的5000克力的压力，通过挤出流变仪孔口(0.0825英寸直径)时根据ASTM检测法D1238-E测得的聚合物的重量(克)。

当然，除了弹性体聚合物之外，只要非弹性热塑性聚合物不会不利地影响复合材料的弹性，一般就也可以使用它。例如，热塑性组合物可包含其它聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯等)。在一个实施方案中，热塑性组合物可包含额外的丙烯聚合物，如均聚丙烯或丙烯的共聚物。额外的丙烯聚合物可以是，例如由基本为全同立构的聚丙烯均聚物或含有等于或小于大约10重量％的其它单体(即至少大约90重量％的丙烯)的共聚物形成。这样的聚丙烯的存在形式可以是接枝、无规或嵌段共聚物，并可以主要是结晶体，其最高熔点是大约110℃以上，在一些实施方案中，为大约115℃以上，并且在一些实施方案中，为大约130℃以上。在Datta等人的第6,992,159号美国专利中描述了这样的额外的聚丙烯的实例，在此出于所有目的将该文献全文引入作为参考。

弹性膜还包含其它现有技术已知的组分。在一个实施方案中，例如，弹性膜包含填料。填料是颗粒状或其它形式的材料，可将其加入膜聚合物挤出的共混物中，且不会化学地影响挤出的膜，但会均匀地分散在膜中。填料可以出于各种目的来使用，包括增强膜的不透明性和/或透气性(即，可渗透气体的且基本上不可渗透液体)。例如，填料膜可以通过拉伸来制成可透气的，这将造成聚合物脱离填料并产生微孔的通道。在例如McCormack等人的第5,997,981号、第6,015,764号和第6,111,163号美国专利；Morman等人的第5,932,497号和Taylor等人的第6,461,457号中描述了可透气的微孔弹性膜，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。适合的填料的实例包括，但不限于，碳酸钙、各种粘土、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、碳酸钠、碳酸镁、滑石、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、二氧化钛、沸石、纤维素型粉末、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、浆料粉、木粉、纤维素的衍生物、甲壳质和甲壳质衍生物。在某些情况下，膜中填料的含量为膜的大约25重量％至大约75重量％，在一些实施方案中，为大约30重量％至大约70重量％，并且在一些实施方案中，为大约40重量％至大约60重量％。

膜中还可加入其它添加剂，如熔融稳定剂、交联催化剂、pro-rad添加剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、抗结块剂、粘合剂、增粘剂、粘度调节剂等。适合的增粘剂树脂的实例包括，例如氢化烃树脂。这样的氢化烃树脂的实例是REGALREZ^TM烃树脂，可自Eastman Chemical获得。其它的增粘剂是可自埃克森美孚获得的，商品名为ESCOREZ^TM的。也可使用粘度调节剂，如聚乙烯蜡(例如，得自Eastman Chemical的EPOLENE^TM C-10)。亚磷酸盐稳定剂(例如，可得自Terrytown，New York的Ciba Specialty Chemicals的IRGAFOS和得自Dover，Ohio的Dover Chemical Corp.的DOVERPHOS)是示例性的熔融稳定剂。此外，受阻胺稳定剂(如可得自Ciba Specialty Chemicals的CHIMASSORB)是示例性的热和光稳定剂。此外，受阻酚在膜的制备过程中常用作抗氧化剂。一些适合的受阻酚包括购自Ciba Specialty Chemicals的，商标名″Irganox

″的那些，如Irganox

1076、1010或E201。此外，还可以将膜结合剂加入至膜以促进膜与额外材料(如无纺纤网)结合。通常，这样的添加剂(如增粘剂、抗氧化剂、稳定剂等)在膜中的含量分别为大约0.001重量％至大约25重量％，在一些实施方案中，为大约0.005重量％至大约20重量％，并且在一些实施方案中，为0.01重量％至大约15重量％。

本发明的弹性膜是单层或多层的。多层膜可通过共挤出或任何其它传统的分层技术制得。当使用时，多层膜通常包含至少一个热塑性层和至少一个弹性层。热塑性层用来赋予得到的复合材料的强度和完整性，而弹性层将赋予其弹性和足够的胶粘性以粘附至无纺衬面。在本发明的一个具体的实施方案中，膜包括至少一个位于至少两个弹性层之间的热塑性层。这样，热塑性层基本不接触无纺衬面，并因此能避免在层压期间的实质性损坏。在这样的实施方案中，一个或多个弹性层通常由弹性组合物形成，如上所述的，以赋予膜希望的弹性度。为了赋予膜希望的弹性性质，弹性体通常占用于形成弹性层的弹性组合物中聚合物成分的大约55重量％或更多，在一些实施方案中，为大约60重量％或更多，并且在一些实施方案中，为大约65重量％至100重量％。事实上，在某些实施方案中，弹性层通常不含有非弹性的聚合物。例如，这样的非弹性聚合物可以占弹性组合物的聚合物成分的大约15重量％或更少，在一些实施方案中，为大约10重量％或更少，并且在一些实施方案中，为大约5重量％或更少。

虽然热塑性层具有一定的弹性度，但这样的层通常由弹性弱于弹性层的热塑性组合物形成，以确保膜的强度足以大。例如，一个或多个弹性层可以主要由基本为无定形的弹性体(如苯乙烯-烯烃共聚物)形成，而一个或多个热塑性层可由聚烯烃塑性体(如单位点催化乙烯或丙烯共聚物)形成，这在上文中均有详细描述。虽然这样的聚烯烃具有一些弹性，但它的弹性通常弱于基本为无定形弹性体的弹性。当然，热塑性层可包含基本无弹性的聚合物，如传统的聚烯烃，如聚乙烯(低密度聚乙烯(″LDPE″)，Ziegler-Natta催化的线性低密度聚乙烯(″LLDPE″)等)、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙酯等；聚乙烯基乙酸酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏1，1-二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚丙醇酸；它们的共聚物及混合物等。在某些实施方案中，使用了聚烯烃(如传统的和/或塑性体)并占用于形成热塑性层的热塑性组合物的聚合物成分的大约55重量％或更多，在一些实施方案中，为大约60重量％或更多，并且在一些实施方案中，为大约65重量％至100重量％。

热塑性层和弹性层的厚度通常是被选择的以实现在膜弹性和强度之间适当的平衡。例如，弹性层的厚度通常为大约20至大约200微米，在一些实施方案中，为大约25至大约175微米，并且在一些实施方案中，为大约30至大约150微米。弹性层也可占膜的总厚度的大约70％至大约99.5％，在一些实施方案中，占膜的总厚度的大约80％至大约99％。另一方面，热塑性层的厚度通常为大约0.5至大约20微米，在一些实施方案中，为大约1至大约15微米，并且在一些实施方案中，为大约2至大约12微米。弹性层也可占膜的总厚度的大约0.5％至大约30％，并且在一些实施方案中，占膜的总厚度的大约1％至大约20％。膜的总厚度为大约20至大约250微米，在一些实施方案中，为大约25至大约225微米，并且在一些实施方案中，为大约30至大约200微米。

不管具体的膜成分，膜和/或用于形成膜的材料还可以经过一个或多个额外的加工步骤。在一个实施方案中，例如，用于膜中的弹性体聚合物在与无纺衬面层压之前、之后和/或期间发生交联，以赋予膜更强的弹性特性。可通过将聚合物进行电磁辐射以诱导交联，如紫外光、电子束辐射、自然和人工放射性同位素(如α、β和γ射线)、X射线、中子束、正电子束、激光束等。电磁辐射的波长(“λ”)是大约1000纳米或更小，在一些实施方案中，为大约100纳米或更小，并且在一些实施方案中，为大约1纳米或更小。电子束辐射，例如通常具有大约1纳米或更小的波长。同样地，使用的总量(在一个或多个步骤中)可以为大约1兆拉德(Mrad)至大约30兆拉德，在一些实施方案中，为大约3兆拉德至大约25兆拉德，并且在一些实施方案中，为大约5至大约15兆拉德。此外，能级可以为大约0.05兆电子伏特(MeV)至大约600MeV。通过交联，可以形成三维交联网络，以赋予材料机器方向、机器横向或在这两个方向上的额外的弹性。

II.第二层压物

A.无纺衬面

第二层压物的无纺衬面可以包括任何适合的无纺材料，如熔喷纤网、纺粘纤网、粘合梳理纤网、湿法纤网、气流法纤网、同成形纤网、水刺缠绕纤网等、以及上述的组合。在一个具体的实施方案中，衬面可以是粘合梳理衬面。在粘合梳理衬面中可以使用任何希望长度的纤维，如短纤维、连续纤维等。例如，可使用的短纤维的纤维长度为大约1至大约150毫米，在一些实施方案中，为大约5至大约50毫米，在一些实施方案中，为大约10至大约40毫米，并且在一些实施方案中，为大约10至大约25毫米。这样的纤维可通过将打包的纤维置于分离纤维拣选机中以成形成粘合梳理纤网。然后，将纤维通过精梳或梳理装置传送，进一步在机器方向上分离和排列纤维，从而形成了沿机器方向的含纤维的无纺纤网。然后可以以如上所述的方式将梳理纤网轻轻地结合。

虽然没有要求，但是第二层压物的衬面也可以是轻质且低强度的。例如，衬面的基重为大约1至大约45克/平方米，在一些实施方案中，为大约2至大约30克/平方米，并且在一些实施方案中，为大约3至大约20克/平方米。衬面在机器横向(″CD″)上的峰值荷载为大约350克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施方案中，为大约300克力/英寸或更小，在一些实施例中，为大约50至大约300克力/英寸，在一些实施方案中，为大约60至大约250克力/英寸，并且在一些实施方案中，为大约75至大约200克力/英寸。如果希望的话，无纺衬面在机器方向(″MD″)也具有低强度，如在机器方向上的峰值荷载为大约3000克力/英寸(宽度)或更小，在一些实施方案中，为大约2500克力/英寸或更小，在一些实施方案中，为大约50至大约2000克力/英寸，并且在一些实施方案中，为大约100至大约1500克力/英寸。

如上所述，在与本发明的膜层压之前，也将第二层压物的无纺衬面在机器方向和/或机器横向上延伸，以及经历其它已知的加工步骤，如穿孔、热处理等。

B.热塑性膜

第二层压物的热塑性膜由一种或多种热塑性聚合物形成。如果希望的话，那么热塑性聚合物可以为如上所述的弹性体，使得膜具有一定的弹性度。这样的弹性体可以与用于第一层压物的弹性膜中的弹性体相同或不同。例如，在一个实施方案中，弹性膜可以由包括基本为无定形的弹性体(如苯乙烯-烯烃共聚物)的组合物形成，并且热塑性膜可以由包括聚烯烃塑性体(如单位点催化的乙烯或丙烯共聚物)的组合物形成，这在上文中已有详细描述。虽然具有一定的弹性，但是这样的聚烯烃的弹性通常弱于基本无定形弹性体的弹性。当然，热塑性膜还可以包含如上所述基本无弹性的聚合物。事实上，聚烯烃(如传统的和/或塑性体)可以占用于形成热塑性膜的组合物的聚合物成分的大约55重量％或更多，在一些实施方案中，为大约60重量％或更多，并且在一些实施方案中，为大约65重量％至100重量％。热塑性膜还可以具有如上所述的单层或多层结构。

不管成分如何，弹性膜和热塑性膜的基重通常是被选择的，以实现膜弹性与强度之间的适当平衡。例如，弹性膜的基重是大约1至大约45克/平方米，在一些实施方案中，为大约2至大约30克/平方米，并且在一些实施方案中，为大约5至大约20克/平方米。同样地，热塑性膜的基重是大约1至大约45克/平方米，在一些实施方案中，为大约2至大约30克/平方米，并且在一些实施方案中，为大约5至大约20克/平方米。膜的总厚度可以为大约1至大约100微米，在一些实施方案中，为大约10至大约80微米，并且在一些实施方案中，为大约20至大约60微米。

III.复合材料的成形

为了增强耐久性和稳定性，第一层压物通常通过直接将弹性体组合物挤出至无纺衬面的表面上来形成。这将增大弹性体组合物与无纺衬面的纤维之间的接触度，进一步提高熔喷纤维结合至弹性体组合物的能力。这样，可以在无需传统压延结合工艺中使用的将损坏低强度的无纺衬面的大量的热和压力的情况下，而实现足够的结合度。如果希望的话，那么可通过使用各种技术来促进层压，如粘结剂、抽吸力等。例如，在一个实施方案中，在层压期间施加抽吸力使膜偏向衬面。可根据希望的应用，用相同的技术或不同的技术形成第二层压物。无论如何，如此定位第一和第二层压物，使得弹性和热塑性膜处于面对面的状态。通过选择性控制聚合物的含量和厚度，本发明人已发现，弹性和热塑性膜在低压下，甚至在环境温度下即可轻易地结合在一起。这可避免传统压延结合工艺中使用的将损坏膜的大量热量，并且还将昂贵的粘结剂的用量最小化。

现在将详细描述本发明层压技术的各种实施方案。参看图1，例如，示出了形成复合材料的方法的一个实施方案。在该实施方案中，第一层压物310由在线上制成的熔喷衬面130来形成：将原料(如聚丙烯)从料斗106进料至挤出机108中，随后将挤出的组合物提供至熔喷模头109中。当聚合物通过孔口(未示出)离开模头109时，高压流体(如，加热的空气)将使聚合物流变细并分散成微纤维111，所述微纤维111随机沉积在辊170的表面上以形成熔喷衬面130。应当理解的是，还可以将熔喷衬面130形成在分离的小孔表面(如线、带、织物等)上，随后横向穿过辊170。此外，应当理解的是，熔喷衬面130也可简单地由供应辊分散，而无需在线上形成。

在图1示出的实施方案中，还形成了包含单热塑性层123和单弹性层121的弹性膜。可以将弹性层121的原料加入至挤出机114的料斗112，并且可以将热塑性层123的原料加入至挤出机124的料斗122。材料在挤出机114和124中在高温下分散地混合和复合。选择适当的熔融处理温度将有助于熔融和软化膜的弹性体聚合物。然后，经软化的弹性体聚合物可以流动并变得与熔喷衬面融合，从而形成完整的层压物结构。此外，由于弹性体聚合物可以在粘合位上物理地陷入或粘附至纤维，因此无需对用来形成衬面的聚合物进行基本软化即可实现足够的结合成形。当然，应当理解的是，在某些实施方案中，衬面的温度可高于其软化点。

在挤出机114内，例如，弹性体组合物的熔融共混可以发生在大约50℃至大约300℃的温度下，在一些实施方案中，为大约60℃至大约275℃，并且在一些实施方案中，为大约70℃至大约260℃。挤出机124内热塑性组分的熔融共混可以发生在与弹性组合物所采用的相同、更低或更高的温度下。例如，在一些实例中，热塑性组合物的熔融共混可以发生在大约50℃至大约250℃的温度下，在一些实施方案中，为大约60℃至大约225℃，并且在一些实施方案中，为大约70℃至大约200℃。在熔融共混期间，表观剪切速率可以为大约100秒^-1至大约10,000秒^-1，在一些实施方案中，为大约500秒^-1至大约5000秒^-1，并且在一些实施方案中，为大约800秒^-1至大约1200秒^-1。该表观剪切速率等于4Q/πR³，其中是Q为聚合物熔体的体积流速(″m³/s″)，R为熔融聚合物流过的毛细管(如挤出机模头)的直径(″m″)。

可用任何已知的技术来将复合的材料形成膜，所述技术包括流延、平模头挤出法等。在图1的具体的实施方案中，例如，弹性和热塑性层被流延在熔喷衬面130上，正如现有技术中已知的，该衬面130位于辊170之上。因此在衬面130上形成了流延的弹性膜241，使得弹性层121直接与衬面130相邻。为了增强在弹性膜241与衬面130之间的结合，施加抽吸力以将弹性膜241偏压向熔喷衬面130的上表面。这可以各种方法(如真空槽、导向板(shoes)、辊等)以及在复合材料成形工艺中的各个位置来完成。在图1示出的实施方案中，例如，在其上流延弹性膜241的辊170是能施加希望的抽吸力的真空辊。可在不显著破坏低强度衬面的完整性的情况下选择性控制抽吸力的量以增强结合。例如，可以使用气体真空压力来施加抽吸力，所述抽吸力为大约0.25千帕或更大，在一些实施方案中，为大约0.3至大约5千帕，并且在一些实施方案中，为大约0.5至大约2千帕。这样的真空辅助层压法能在无需使用压延层压法中通常使用的可能损坏无纺衬面整体性的大量热和压力的情况下形成高强度的复合材料。事实上，如果确实希望的话，在其上形成弹性膜241的辊170甚至可以保持在环境温度下。

第二层压物320也是由线上制成的无纺衬面131或从供应辊(如辊62)形成的。无纺衬面131可以包括任何的无纺材料，如熔喷纤网、纺粘纤网、粘合梳理纤网等。第二层压物320还包含与无纺衬面131相邻的热塑性膜242。在示出的实施方案中，使用了真空层压技术。更具体地，将弹性层221的原料加入至挤出机214的料斗212中，并将热塑性层223的原料加入至挤出机224的料斗222。然后，材料被共挤出至无纺衬面131上以形成热塑性膜242。还向热塑性膜242施加抽吸力以将其朝向无纺衬面131的上表面偏压，来形成第二层压物320。

一旦形成，然后就将第一层压物310和第二层压物320结合在一起以形成复合材料180。可以使用各种方法中的任何一种来将层压物连接在一起。在图1示出的实施方案中，例如，层压物310和320经图案结合技术(如点结合、超声结合等)连接在一起，其中将材料供应至由至少一个图案辊(patterned roll)(如辊190)限定的辊隙中。点结合，例如，通常使用在两个辊之间形成的辊隙，两个辊中至少一个是有图案的。另一方面，超声结合通常使用形成在声音号角(sonic horn)和图案辊之间的辊隙。无论选择哪种技术，图案辊均包含多种结合部件以同时结合每个层压物的膜。本发明人已发现，在图案结合期间，辊带来的压力(“辊隙压力”)可能相对低，但仍然能实现相当可观的剥离强度。例如，辊隙压力可以为大约1至大约200磅/线性英寸，在一些实施方案中，为大约2至大约100磅/线性英寸，并且在一些实施方案中，为大约5至大约75磅/线性英寸。本发明人还已发现，每个层压物的膜可在较低温度下轻易地结合到一起。事实上，辊甚至可保持在环境温度下。例如，辊理想的表面温度是大约5℃至大约60℃，在一些实施方案中，伟大约10℃至大约55℃，并且在一些实施方案中，为大约15℃至大约50℃。当然，应当理解的是，如果确实需要的话，可以使用更大的辊隙压力和/或更高的温度。同样，材料的停留时间也将影响采用的特定的结合参数。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以进行各种现有技术已知的加工和/或修饰步骤，如切割、拉伸等。例如，可任选地在机器横向和/或机器方向上机械地拉伸复合材料，以提高延展性。在图1示出的实施方案中，例如，辊190在CD和/或MD方向上可以具有凹槽，它可在CD和/或MD方向上递增拉伸复合材料，并还将层压物310和320连接在一起。供选择地，辊190可与层压物310和320连接在一起，而分离的槽辊(未示出)可用来递增拉伸复合材料180。在Rhim等人的第2004/0110442号和的第2006/0151914号美国专利申请中描述了带槽的附属辊(Grooved satellite roll)/支承辊的结构，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。

图4-5还示出了槽辊可以递增拉伸复合材料的方式。如图所示，例如，附属辊(satellite roll)382可与支承辊384接合，它们中的任一个均包括多个脊(ridge)383，所述脊限定了与机器横向上的槽辊的相交叉的多个凹槽385。凹槽385通常定向地与材料拉伸的方向相垂直。换句话说，凹槽385定向为机器方向以在机器横向上拉伸复合材料。同样地，凹槽385也可定向在机器横向上，以在机器方向上拉伸复合材料。附属辊382的脊383与支承辊384的凹槽385互相啮合，且附属辊382的凹槽385和支承辊384的脊383互相啮合。

凹槽385和脊383的尺寸和参数均对由辊382和384带来的延伸度具有极大影响。例如，辊上装有的凹槽385的数量通常为大约3-15个凹槽/英寸，在一些实施方案中，为大约5-12个凹槽/英寸，并且在一些实施方案中，伟大约5-10个凹槽/英寸。凹槽385还可以具有特定的深度“D”，通常为大约0.25至大约1.0厘米，并且在一些实施方案中，为大约0.4至大约0.6厘米。此外，凹槽385之间的峰与峰的距离“P”通常为大约0.1至大约0.9厘米，并且在一些实施方案中，为大约0.2至大约0.5厘米。而且，凹槽385和脊383之间的槽辊啮合距离“E”可以为大约0.05至大约0.8厘米，在一些实施方案中，为大约0.1至大约0.7厘米，并且在一些实施方案中，为大约0.15至大约0.6厘米。无论如何，可以在一个或多个方向上将复合材料180(图1)的尺寸(如长度或宽度)拉伸为其拉伸前初始尺寸的大约100％至大约750％，在一些实施方案中，为大约125％至大约500％，并且在一些实施方案中，为大约150％至大约400％。如果希望的话，在实施递增延伸之前或期间，还加热复合材料，使其稍微松弛和易于延伸。可利用现有技术中已知的任何适当的方法进行加热，例如热空气、红外线加热器、加热的夹辊、或用一个或多个加热辊或蒸汽罐部分地包围层压物等。还可以加热槽辊本身。应当理解的是，其它槽辊的布置也是同样适合的，如两个槽辊彼此紧紧相邻。

除了上述的槽辊之外，还可使用其它技术来在一个或多个方向上机械地拉伸复合材料。例如，复合材料可以穿过用来拉伸复合材料的拉幅框。这样的拉幅框是现有技术已知的，例如，在Morman等人的第2004/0121687号美国专利申请公开中已有描述。还可以颈缩复合材料。在Morman的第5,336,545号、第5,226,992号、第4,981,747号和第4,965,122号美国专利以及Morman等人的第2004/0121687号美国专利申请中描述了适合的颈缩技术，在此出于所有目的将上述文献全文引入作为参考。

再次参照图1，当成形时，可以将复合材料180切割、缠绕并储存在卷取辊195上。复合材料180在缠绕至卷取辊195上之前和/或期间可在机器方向上出现回缩。这可通过利用较小的线速度的辊195来实现。供选择地，复合材料180可以在拉紧的情况下缠绕至辊195上。

因此，得到的复合材料包含定位为面对面并彼此结合的弹性膜和热塑性膜。弹性膜还可被层压至第一无纺衬面上，而热塑性膜可被层压至第二无纺衬面上。参照图2，例如示出了复合材料500的实施方案，它包括第一层压物520和第二层压物530。第一层压物520由第一无纺衬面522和弹性膜524形成，而第二层压物530由第二无纺衬面532和热塑性膜534形成。在该实施方案中，弹性膜524的上表面551被定位与热塑性膜534的下表面553相邻并与之结合在一起。这样的复合材料结构具有独特的基于有效成本方式的强度和弹性的组合。例如，使用轻质无纺衬面增大了柔软性并降低了成本，而使用分别结合的膜使得采用通常不会破坏衬面或膜完整性的技术(如真空层压法、光图案结合法(light pattern bonding)等)来生产高强度复合材料。

本发明人已发现，得到的复合材料具有高的延伸性和弹性的复原性。即，复合材料可以在机器横向上、机器方向上或这两个方向上显现出峰值荷载时的伸长率(“峰值伸长率”)的大约75％或更大，在一些实施方案中，为大约100％或更大，并且在一些实施方案中，为大约150％至大约500％。复合材料也是弹性的，因此在至少一个方向上施加拉伸力时它将延伸，并且当释放拉伸力时，将收缩/回到接近其原来的尺寸。例如，经拉伸的材料具有比其放松时未经拉伸的长度长至少50％的拉伸长度，并且当释放拉伸力时，它将回复其拉伸长度的至少50％。一个假设的实例是：一个1英寸长的材料样品被拉伸至至少1.50英寸，以及当释放拉伸力时，它将回复到不长于1.25英寸的长度。理想地，复合材料收缩或回复拉伸长度的至少50％，且甚至更理想的，至少80％。

复合材料还具有在机器方向和/或机器横向上的高强度。例如，复合材料的CD峰值荷载为至少大约1000克力/英寸(″g_f/in″)，在一些实施方案中，为大约1100至大约3000g_f/in，并且在一些实施方案中，为大约1200至大约2500g_f/in。同样地，MD峰值荷载是至少大约1500克力/英寸(″gf/in″)，在一些实施方案中，为大约1500至大约6000g_f/in，并且在一些实施方案中，为大约2000至大约5000g_f/in。

IV.制品

本发明的复合材料可广泛地用于各种应用。如上所述，例如，该复合材料可用于吸收性制品。“吸收性制品”通常指的是能够吸收水或其它流体的任何制品。一些吸收性制品的实例包括，但不限于，个人护理用品，如尿布、训练裤、吸收衬裤、失禁用品、妇女卫生用品(如卫生巾)、泳衣、婴儿拭巾等；医用吸收性制品如服装、开窗术材料、底垫、床垫、绷带、吸收帘、医用拭巾；以及餐巾，衣着用品等等。适用于形成这样的吸收性制品的材料和方法是本领域技术人员已知的。通常，吸收性制品包括基本不可渗透液体的层(如外层)、可渗透液体的层(如体侧衬里、涌出层等)以及吸收芯。在一个具体的实施方案中，本发明的复合材料可用于提供弹性腰带、腿套/填料、可拉伸的耳状物(stretchable ear)、侧面板或可拉伸外罩的用途。

现在将详细描述依据本发明可形成的吸收性制品的各种实施方案。参照图3，例如，示出了一次性尿布450的一个实施方案，它通常限定了前腰部分455、后腰部分460、和相互连接前和后腰部分的中间部分465。前腰部分455和后腰部分460包括构造来在使用期间分别拉伸至穿戴者的前和后腹部区域的尿布的常规部分。尿布的中间部分465包括构造来拉伸穿过穿戴者腿之间的胯部区域的尿布的常规部分。因而，中间部分465是尿布中通常重复出现液体涌出的区域。

非限定性地，尿布450包括外罩或底层470、与底层470面对布置的可渗透液体的体侧衬里或顶层475、和吸收芯主体或液体滞留结构480，如吸收垫，位于底层470与顶层475之间。底层470限定了长度或纵向方向486和宽度或横向方向485，在示出的实施方案中，它们与尿布450的长度和宽度一致。液体滞留结构480通常分别具有比底层470的长度和宽度短的长度和宽度。因此，尿布450的边缘部分，如底层470的边缘，可延伸穿过液体滞留结构480的端边。在示出的实施方案中，例如底层470延伸出液体滞留结构480的末端边缘区域以形成尿布450的侧边和端边。顶层475通常与底层470一同延伸，但如所希望的，可任选地覆盖比底层470的面积更大或更小的区域。

为了改进贴合状态和有助于减少体液从尿布450漏出的情况，如以下进一步解释的，尿布侧边和端边可用适当的弹性部分使之具有弹性。例如，代表性地如图3所示，尿布450可包括腿部松紧带490，构造以可拉紧尿布450的侧边以得到弹性腿部带，该弹性腿部带可紧密地贴合穿戴者腿部周围，减少泄漏并获得更好的舒适感和外观。腰部松紧带495用来使尿布450的端边具有弹性，提供弹性的腰带。腰部松紧带495构造来提供穿戴者腰部周围有弹力的、舒适的紧密贴合度。本发明的弹性复合材料适用作腿部松紧带490和腰部松紧带495。示例性的这样的材料是层压片材，包括或粘附至底层，使得可向底层470施加弹性紧缩力。

众所周知，紧固部件，如钩或环扣，可用来将尿布450固定在穿戴者身上。供选择地，也可使用其它紧固部件，如纽扣、大头针、扣、胶带紧固件、粘合剂、织物和环的紧固件等。在示出的实施方案中，尿布450包括结合在紧固件402上的一对侧面板400(或耳状物)，如钩和环扣的钩部分所示出的。通常，侧面板400结合在腰部分455、460中的一个的尿布的侧边上，并横向向外延伸。侧面板400由于使用了本发明的弹性复合材料而具有弹性或以其它方式具有弹性。在Roessler的第WO95/16425号PCT专利申请、Roessler等人第5,399,219号美国专利、Fries的第5,540,796号美国专利和第5,595,618号Fries的美国专利中描述了包括弹性侧面板和选择性构造的紧固件标志的吸收性制品的实例，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。

尿布450还可以包括涌出控制层405，位于顶层475与液体滞留结构480之间，以迅速地接收液体分泌物并将液体分泌物分布到尿布450中的液体滞留结构480。尿布450还可以包括透气层(未示出)，也称为间隔区或间隔层，位于液体滞留结构480与底层470之间以将底层470与液体滞留结构480隔开来减少可透气的外罩的外表面或底层470带给衣物的湿气。在Bishop的第5,486,166号美国专利和Ellis的第5,490,846号美国专利中描述了适合的涌出控制层305的实例。

如图3代表性示出的，一次性尿布450还包括一对容纳折翼(containment flap)410，构造来给横向流动的身体分泌液提供障碍。容纳折翼410可以沿尿布的横向相对侧边，并与液体滞留结构480的侧边相邻。每个容纳折翼410通常限定了未粘附边，其被构造来维持尿布450的至少中间部分465中的直立垂直的构型，以形成与穿戴者身体的密闭性。容纳折翼410还可沿着液体滞留结构480的整个长度纵向延伸，或可以仅沿着液体滞留结构的长度部分延伸。当容纳折翼410比液体滞留结构480的长度短时，容纳折翼410可选择性地位于沿着中间部分465中的尿布450的侧边的任意位置。这样的容纳折翼410对本领域技术人员来说是熟知的。例如，在Enloe的第4,704,116号美国专利中描述了适合的容纳折翼410的结造和布置。

尿布450可以是各种适合的形状。例如，尿布可以是整个的矩形、T形或接近滴漏的形状。在示出的实施方案中，尿布450通常为I形的。可加入至本发明的吸收性制品的其它适合的部件可以包括本领域技术人员公知的腰部折翼等。在Meyer等人的第4,798,603号、Bernardin的第5,176,668号、第5,176,672号Bruemmer等人、Proxmire等人的第5,192,606号和Hanson 等人的第5,509,915号美国专利中描述了适合与本发明的弹性复合材料一同使用的尿布结构的实例，这些尿布还可以包括可用于尿布的其它部件，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。

可采用任何已知的连接机制来将尿布450的各种区域和/或部件组装到一起，如粘结剂结合、超声结合、热粘结合等。适合的粘结剂包括例如热熔粘结剂、压敏粘结剂等。当使用粘结剂时，粘结剂可施用成均匀层、有图案的层、喷射的图案或任意的分离的线、漩涡或点。在示出的实施方案中，例如，顶层475和底层470可用线状的结合剂彼此结合，并且与液体滞留结构480结合在一起，粘结剂如热熔粘结剂、压敏粘结剂。同样地，其它尿布部件，如弹性组件490和495、紧固组件402和涌出层405均可利用上述的连接机制组装在制品上。

虽然上面已经描述了尿布的各种构型，但应当理解的是，其它尿布和吸收性制品的构型也是落入本发明的范围的。此外，本发明并不限于尿布。事实上，在DiPalma等人的第5,649,916号美国专利、Kielpikowski的第6,110,158号和Blanev等人的第6,663,611号中描述了各种吸收性制品的实例，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。此外，可并入此类材料的个人护理用品的其它实例是训练裤(如侧面板材料)和妇女卫生用品。仅仅是示例性的方式，在Fletcher等人的第6,761,711号、Van Gompel等人的第4,940,464号、Brandon等人的第5,766,389号和Olson等人的第6,645,190号美国专利公开了适于与本发明一同使用的训练裤和构造训练裤的各种材料和方法，在此出于所有目的将这些文献全文引入作为参考。

参看以下实施例，本发明将变得更易理解。

检测方法

拉伸性能：

基本依据ASTM标准D-5034来测定条状物的拉伸强度值。具体地，将样品切割成或以其它方式提供成1英寸(25.4毫米)(宽度)×6英寸(152.4毫米)(长度)的尺寸大小。使用恒速拉伸型的拉伸检测仪。拉伸检测系统是Sintch拉伸检测仪，可自Eden Prairie，Minnesota的MTS Corp.获得。拉力检测器配备有购自MTS公司的TESTWORKS 4.08B软件，以进行检测。选择适当的荷载元件，使得检测值将落入满荷载规模的10-90％的范围内。样品固定在前和背面为1英寸(25.4毫米)×3英寸(76毫米)的夹子之间。夹子表面经橡胶化处理，且夹子较长的尺寸与拉力方向相垂直。夹子的压力在空气作用下保持为60至80磅/平方英寸的压力。拉力检测按20英寸/分钟的速率、4英寸的标距长度和40％的断裂敏感度来运行。沿着机器方向(“MD”)检测三个样品，沿着机器横向(“CD”)检测三个样品。此外，还记录极限拉伸强度(“峰值荷载”)和峰值伸长率。

拉伸至停止

利用TESTWORKS 4.08b软件(Eden Prairie，Minnesota的MTS Corp.)在具有Renew MTS mongoose box(控制器)的Sintech进行测试。如下所述，测定荷载2000克力的材料的伸长率百分比。利用基本依据ASTM D5035-95的说明书中的“条状物伸长率检测法”进行这样的测定。检测使用两个夹钳，每个夹钳具有两个钳口，每个钳口具有与样品接触的一个断面。夹钳将材料固定在同一平面上，并向外以特定的速率延伸。选择机器横向上3英寸和机器方向上7英寸的样品尺寸。夹子尺寸为宽度3英寸，并使用相互啮合的夹子，使得材料在检测期间不会滑落。夹子隔开4英寸。装载入样品，使得样品的机器方向位于垂直方向。设置接近5至10克力的预加载。用20英寸/分钟的十字头速度检测样品。直到产生了2000克力的拉伸时移开样品，且随后停止检测。当产生2000克力的拉伸时的检测被记为伸长率％。得到的结果是三种样品的平均值，并且给出了样品在机器横向(CD)和/或机器方向(MD)上的检测结果。

迟滞性

使用配备有TESTWORKS软件的Sintech 1/S设备来测定弹性材料的迟滞性。将弹性体材料切成条状物，每个条状物的宽度为3英寸、长度为6英寸。材料的两端夹在设备的相对的钳口中，使得材料两端各1英寸的长度保持在钳口内，4英寸的长度可用于拉伸。按20英寸/分钟的速率拉伸每个材料的条状物至数据表中的特定伸长值，测定曲线下的面积(表示力×位移)，记载为“荷载能”。随后，使材料条状物回复至拉伸力为0时的长度。在回缩期间，再次测定曲线下的面积并记录。这是“卸载能”。依据下述等式计算迟滞性：

实施例1

阐释了第一和第二无纺膜层压物形成弹性复合材料的能力。第一层压物由包含95重量％弹性体组合物和5重量％热塑性组合物的膜形成。弹性体组合物包含96重量％KRATONMD6673(Houston Texas的Kraton Polymers，LLC)和4重量％Standridge Color Corporation(″SCC″)4837。KRATON

MD6673包含接近68重量％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(″SEBS″)嵌段共聚物、增粘剂和聚乙烯蜡，并具有目标熔体流动速率10g/10min(200℃、5kg)。SCC 4837是包含与聚乙烯共混的二氧化钛的颜料。热塑性组合物包含96％Standridge Color Corporation(″SCC″)25609和4重量％SCC 4837。SCC 25609包括大约50重量％EVA树脂(埃克森美孚)和大约50重量％KS357P聚丙烯共聚物(Basell)。第一层压物的衬面是包含60重量％DNDA1082NT-7(陶氏化学)和40重量％VISTAMAXX^TM 2330(埃克森美孚)的20gsm熔喷纤网。VISTAMAXX^TM 2330是熔体流动速率为285g/10min和密度为0.868g/cm³的聚烯烃共聚物/弹性体。DNDA 1082 NT-7是熔融指数为155g/10min(190℃、2.16kg)、密度为0.933g/cm³和熔点为257℉的线性低密度聚乙烯树脂。熔喷无纺纤网在机器横向上的峰值荷载是113克力/英寸。

在复合后，利用20”宽的共挤出膜的模头形成基重为18gsm的第一层压物的弹性体膜。将膜的弹性体组合物以5.5rpm的旋转泵速度进料至挤出机且软管和模头温度为大约450℉。膜的热塑性组分以4.2rpm的速度进料至挤出机和软管温度为大约380℉。利用20”宽的熔喷系统形成的基重为20gsm的熔喷纤网，该系统在每英寸模头宽度上具有30毛细管，旋转泵速度为25.0rpm，空气温度为大约650℉，且模头温度为大约480℉。为了形成第一层压物，熔喷无纺纤网形成在移动速度为65英尺/分钟的成形线上。随后将膜挤出在熔喷纤网上，并在仍然保持熔融的期间被施加抽吸力和挤出至膜上。用1″H₂O-15″H₂O的真空压力来施加抽吸力。

由包含100重量％弹性体组合物的膜形成第二层压物。弹性体组合物包含96重量％KRATON

MD6673和4重量％SCC 4837。第二层压物的衬面是Kimberly-Clark制得的22gsm聚丙烯热粘合梳理纤网。粘合梳理纤网在机器横向上的峰值荷载大约为195克力/英寸。对于第二层压物来讲，在复合后，用14”宽的共挤出膜模头形成基重为19gsm的第二层压物的弹性膜。将膜聚合物进料至30rpm旋转泵速度的挤出机且软管和模头温度为大约450℉。用辊供给结合的粘合梳理纤网，随后松散地进入速度为65英尺/分钟的步骤中。膜被挤出至热粘的粘合梳理纤网上，随后在熔融期间被施加抽吸力和挤出至膜层上。用1″H₂O-15″H₂O的真空压力来施加抽吸力。

为了形成最终的复合材料，将第一和第二层压物进料至槽辊系统，该系统在每英寸宽度上具有5个凹槽，且每个进入的复合材料的膜侧彼此相对，速度为大约65英尺/分钟。槽与阻碍物的啮合深度为0.168英寸。槽辊系统不经加热。层压物在槽辊系统中熔合在一起，形成多层的弹性体片材，随之缠绕在辊上。表1和2示出了该复合材料的成分和材料性质。

表1 层压物的成分

表2 材料性质

实施例2

除了槽辊与障碍物的啮合为0.224英寸之外，如实施例1所述形成复合材料。下表3示出了得到的材料性质。

表3 材料性质

实施例3

除了槽辊障碍啮合为0.280英寸之外，如实施例1所述形成复合材料。下表4示出了得到的材料性质。

表4 材料性质

实施例4

除了槽辊障碍啮合为0.336英寸之外，如实施例1所述形成复合材料。下表5示出了得到的材料性质。

表5 材料性质

尽管已经详细描述了本发明的具体实施方案，但是应注意的是，本领域的技术人员通过对前述内容的理解，可以很容易地想到这些实施方案的修改、变化和等同方式。因此，本发明的范围应该被认为是所附的权利要求及其等同方式的范围。

Claims

1.一种弹性复合材料，所述复合材料包括：

第一层压物，所述第一层压物包含第一无纺衬面和弹性膜，其中所述无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小，且优选为大约2至大约20克/平方米；并且在机器横向上的峰值荷载是大约350克力/英寸或更小，优选为大约50至大约300克力/英寸；以及

第二层压物，所述第二层压物包含第二无纺衬面和热塑性膜，其中所述第一层压物与所述第二层压物连接在一起，使得弹性膜与热塑性膜结合在一起并与之位置相邻。

2.权利要求1所述的弹性复合材料，其中所述第一无纺衬面在机器方向上的峰值荷载为大约3000克力/英寸或更小。

3.权利要求1或2所述的弹性复合材料，其中所述复合材料在机器方向上、机器横向上或在这两个方向上显现出的峰值伸长率为大约75％或更大，优选为大约150％至大约500％。

4.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述第一无纺衬面由含有聚烯烃的组合物形成。

5.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述弹性体组合物的大约55重量％或更多的聚合物成分由至少一种基本无定形的弹性体构成。

6.权利要求5所述的弹性体复合材料，其中所述弹性体包括苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯，或它们的组合。

7.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述第一无纺衬面包括熔喷纤网。

8.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述第二无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小；在机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸。

9.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述热塑性膜由弹性体组合物形成。

10.上述任一项权利要求所述的弹性复合材料，其中所述聚烯烃占所述热塑性膜的聚合物成分的大约55重量％或更多。

11.一种吸收性制品，其包括上述任一项权利要求所述的复合材料。

12.一种形成弹性复合材料的方法，所述方法包括：

将弹性体组合物直接挤出至第一无纺衬面的表面上以形成弹性膜，其中第一无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小，且优选为大约2至大约20克/平方米，且在机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸或更小，且优选在机器横向上的峰值荷载为大约50至大约300克力/英寸；

使弹性膜结合至第一无纺衬面以形成第一层压物；以及

将第一层压物和第二层压物相连接以形成复合材料，所述第二层压物包含第二无纺衬面和热塑性膜，其中所述弹性膜与热塑性膜结合在一起并与之位置相邻。

13.权利要求12所述的方法，其中所述第一无纺衬面包括熔喷纤网。

14.权利要求12或13所述的方法，其中所述第二无纺衬面的基重为大约45克/平方米或更小；在机器横向上的峰值荷载为大约350克力/英寸或更小。

15.权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述热塑性膜由弹性体组合物形成。

16.权利要求12至15中任一项所述的方法，所述方法还包括施加抽吸力以使弹性膜偏向第一无纺衬面的表面。

17.权利要求12至16中任一项所述的方法，其中所述第一和第二层压物通过两个辊之间形成的辊隙，其中在辊隙处施加压力使弹性膜与热塑性膜相结合，所述压力如大约1至大约200磅/线性英寸。

18.权利要求17所述的方法，其中所述辊是槽辊。

19.权利要求12至18中任一项所述的方法，所述方法还包括在机器方向上、机器横向上或在这两个方向上拉伸复合材料，例如拉伸前宽度的大约100％至大约750％。

20.权利要求12至19中任一项所述的方法，其中所述复合材料通过在机器横向上递增拉伸复合材料的槽辊。