彈性層壓物及其製備方法
2024-01-25 04:49:15
專利名稱：彈性層壓物及其製備方法
技術領域：
本發明總地涉及彈性層壓物領域，更具體地說，涉及從聚合物網以及兩層織物層製成的彈性層壓物，其中該層壓物提供了改進的彈性和舒適性。
背景技術：
彈性層壓物以前已被用於各種製品，包括彈性吸收結構，如汗帶、繃帶、尿布、失禁裝置。目前已有幾種生產這些彈性層壓物的方法。例如美國專利No.4,606,964(授予Wideman)指出將可收集材料與一拉緊的彈性網的每一側相連。可收集的材料通過自粘化合物、粘合劑或熱結合在預先拉緊的狀態下連接彈性網。連接後，當彈性網中的張力鬆弛時，網發生收縮，從而將可收集材料摺疊起來。
美國專利No.4,522,863(授予Keck等人)公開了一種彈性層壓物，它包含一個網，該網的一側連接織物層，另一側連接一層微纖維。織物層和微纖維層通過粘合劑與網連接，這些層的一部分保持與網不結合，以提供柔軟的布一樣的手感和外觀。
美國專利No.4,977,011(授予Smith)指出了一種彈性層壓物，它具有低基重的可透氣材料外層、一層彈性中間層，以及將所有層連接在一起的粘合劑層。彈性層可以由置於針眼間的單條彈性線製成以形成多條不交叉彈性線，或可以由呈直角交叉的多條彈性線製成，並與低基本重量的可透氣材料粘連起來。
儘管上述彈性層壓物適用於其預期的目的，但是仍希望提供一種具有其它優點和特點的改進的彈性層壓物。例如，以前描述的結構是在結構上線條從兩個不同方向延伸，(或是一種在針腳間單向排列單條線的複雜方法)。然而，在切割所得彈性層壓物(如這些層壓物)時，線條的切割邊緣會伸出結構的切割側，如果該結構貼身穿戴(例如在繃帶、身體護墊、尿布、失禁裝置等場合下)，那麼線條的切割邊緣將引起刺激。另外，如果希望彈性層壓物具有大的模量數值(即應力與應變之比)，則通常需要彈性線條具有較大橫截面積。然而，此類大的線條在接觸身體時會產生粗糙或「竹節(nubby)」的感覺。因此，希望另提供一種彈性層壓物，它能提供具有大的橫截面積的彈性條，並且穿在身上仍感舒適。本發明提供了一種改進的彈性層壓物以及形成該結構的方法，該結構所提供的設計具有上述結構特徵和優點。
發明概述本發明涉及一種生產彈性層壓物結構的方法，該方法包括下列步驟a)提供第一載體層；b)提供第二載體層；c)提供一個網，該網置於所述第一和第二載體層之間，具有多股第一線條與多股第二線條交叉，所述第一和第二線條在施加的壓力下具有一個軟化溫度，其中在所述施加的壓力下，所述第二線條的所述軟化溫度大於所述第一線條的所述軟化溫度；d)將所述網加熱至所述第一線條的所述軟化溫度且小於所述第二線條的所述軟化溫度；e)向所述第一線條施加粘合壓力；和f)使約10％至約100％的所述第一線條與所述第一和第二載體層整體粘合。
本文所用的所有百分數和比值均用重量表示，所用測定均在25℃下進行，除非另有特指。
附圖簡述儘管本發明是以特定指出的並清楚要求本發明權利的權利要求作為結論，但是相信從結合下列附圖的下文描述中可以更好地了解本發明
圖1是網、第一和第二載體層在形成本發明製得的彈性層壓物之前的分解圖。
圖2是根據本發明製得的彈性層壓物的部分透視圖，其中已除去了一部分第一和第二載體層，以便顯示整體粘合的第一線條；圖2A是圖2中彈性層壓物的整體粘合的第一線條的部分放大透視圖；圖3是本發明用於形成圖2所示彈性層壓物的生產示意圖；圖4是本發明用於形成圖2所示彈性層壓物的平板法示意圖。
發明詳述現在將詳細參照本發明的較佳實施方案，附圖中描述了這些實施方案的例子，其中在整個圖中，相同的數字代表相同的元件。圖1是熱粘合的彈性層壓物66在其形成前各組成的分解圖(彈性層壓物66示於圖2中)。如圖所示，彈性層壓物66由一個具有多股第一線條24和多股第二線條26的彈性網36製得，該網置於第一載體層37和第二載體層38之間，並和它們整體熱粘合。如圖2所示，彈性層壓物宜具有至少一個結構方向D，其中結構方向D的至少一部分有彈性。更佳的，彈性層壓物66具有這樣一個結構方向D，它沿第二線條26的方向和整個長度上有彈性。儘管第一載體層37和第二載體層38最好大致上共同延伸，但是認為它們也可按照需要具有互不相同的形狀和大小。還考慮到本發明的彈性層壓物結構中可以插入多個彈性網，這些網與一個或多個載體層整體粘合。
本文所用的術語「結構方向」(例如D)是指基本上沿著並且平行於第一載體層37和第二載體層38的平面延伸的方向。彈性層壓物66可插入各種製品中(未描述)，其中至少要有一個結構方向，在其長度上有部分或全部彈性。這些製品的例子包括彈性尿布、失禁裝置、繃帶、身體護墊等。
儘管彈性層壓物66最好具有至少一個具有彈性的結構方向D，但是也估計到彈性層壓物66可以是沒有彈性的，從而不具有彈性的結構方向。或者，彈性層壓物66也可具有這樣一個結構方向，在該方向上一部分長度是有彈性的，另一部分長度則沒有彈性。
本文所用的術語「彈性」指材料的一種性質，當該材料受到張力時，它會在受力方向上拉伸或伸長，而在除去該力後，材料基本上能恢復到其原來未拉伸的尺寸。更具體地說，術語「彈性」是指一種方向上的性質，其中元件或結構在受到大於50％的應變百分數ε％後恢復到其原來長度Lo上下大約10％範圍內。本文所用的應變百分數ε％指ε％＝[(Lf-Lo)/Lo]×100其中Lf＝伸長的長度Lo＝原來的長度為了保持一致和進行比較，元件或結構的回覆率宜在從其伸長長度Lf鬆弛後30秒測定。如果元件或結構在從50％的應變百分數ε％鬆弛後在30秒內沒有回覆到其原來長度Lo上下大約10％的範圍內，則認為所有這些元件或結構沒有彈性。沒有彈性的元件或結構還包括在受到50％的應變百分數ε％時發生破裂和/或永久性/塑性變形的元件或結構。
現在參看圖1和圖2，彈性網36包括多股第一線條24，這些線條在結節31處以預定角度α與多股第二線條26交叉或交錯(有或沒有粘合)，從而形成具有多個孔眼33的網狀開孔結構。每個孔眼33由至少兩條相鄰的第一線條(即42和43)以及至少兩條相鄰的第二線條(即44和45)確定，因此孔眼33的形狀基本上為矩形(較佳的是正方形)。也能提供其它孔眼形狀，例如平行四邊形或圓弧段。這些形狀能用來提供非線形的彈性結構方向。較佳的是，第一線條24基本筆直且基本上相互平行，更佳的是，第二線條26也基本筆直並且基本上相互平行。最佳的是，第一線條24與第二線條26在結節31處以大約90°的預定角度α交叉。每個結節31是一個重疊的結節，其中第一線條24和第二線條26宜在交叉點處結合或連接(雖然認為可能不需要連接或結合)，而結節處的線條仍然能單獨分辨。然而，相信其它結節構型(如合併的或合併與重疊相組合的構型)也同樣是合適的。
儘管較佳的是第一線條24和第二線條26基本筆直、平行並以大約90°的角度α交叉，但應注意，第一線條24和第二線條26也能以其它角度α交叉，第一線條24和/或第二線條26能以圓形、橢圓形或其它相互間呈非線形的圖形排列。儘管為了便於生產，打算使第一線條24和第二線條26在插入層壓物結構66之前具有基本圓形的橫截面形狀，但是第一線條24和第二線條26也可以有其它橫截面形狀，例如橢圓形、正方形、三角形或它們的組合形式。
選擇第一線條24的材料，使得第一線條24能在形成層壓物結構66之前與第二線條保持相對排列。還希望第一線條24和第二線條26的材料能在施加預定壓力或壓力與熱通量的組合時變形成(或最初形成)預定的形狀，這在後文中有更詳細的描述。這些經變形的形狀(即橢圓形的第二線條、基本扁平的第一線條等)所提供的層壓物結構66能舒適地穿在身上而不會引起刺激或其它不舒適。還希望選作第一線條24的材料提供類似粘合劑的性能，以便使變形的第二線條27的一部分外表面49與一部分第一載體層內表面50和第二載體層內表面52連接。
第一線條24的材料還應能和載體層37與38整體粘合，作為形成層壓物結構66的一部分。如下文更詳細的描述那樣，第一線條24能通過施加壓力或壓力與熱通量的組合而與載體層37和38整體粘合。本文所用的術語「整體粘合」及其衍生含義指，整體粘合的線條(即整體粘合的第一線條25)的一部分外表面(即第一線條外表面47)已經滲入載體層37和38並與它們結合。如圖2A所示，整體粘合的線條中滲入載體層37和38的線條外表面部分能通過機械方法(即通過包封、合圍或吞沒)和/或化學方法(即聚合、融合或其它化學反應)與載體層37和38的纖維51結合。關於滲入，整體粘合指一部分線條外表面至少已經滲入層壓物結構66中載體層37和38的大約10％(較佳的至少約25％、更佳的至少約50％、還要佳的至少約75％、最佳的約100％)的載體層結構厚度T。另外，由於整體粘合的線條增加了層壓物結構66穿在身上的舒適感，因此應有至少約10％、較佳的至少約50％、更佳的至少約90％、最佳的為100％的第一線條24與層壓物結構66的載體層37以及38整體粘合。
上述優點可通過選擇第一線條材料來實現，該材料在用來形成層壓物結構66的加工壓力下的軟化溫度低於第二線條26的軟化溫度。本文所用的術語「軟化溫度」是指，材料在施加的壓力下開始流動，從而促使材料與一層或多層載體層整體粘合的最低溫度。通常是向材料施加熱量以達到軟化溫度。這通常會導致材料的粘度降低，這可能涉及或不不涉及到材料的「融化」，而融化則與融化潛熱有關。熱塑性材料會表現出因溫度增加而粘度降低，從而使得它們在經受施加壓力時流動。應理解，隨著施加壓力的增加，材料的軟化溫度降低，因此，一個給定的材料能有多個軟化溫度，因為該溫度將隨施加的壓力而變化。為了便於生產和加工，當通常採用聚合物材料作為線條24和26時，若兩種材料經受相同的施加壓力(如加工壓力)，第一線條24的軟化溫度宜比第二線條26的軟化溫度低至少約10℃、更佳的低至少約20℃。本文所用的術語「粘合壓力」指，當兩股線條在第一線條24的軟化溫度下但低於第二線條26的軟化溫度時，使第一線條24與載體層37與38整體粘合、而第二線條26不與載體層37和38整體粘合的壓力。除了選擇第一和第二線條材料的軟化點溫度外，第二線條最好由能賦予第二線條26適當彈性的材料製得，這樣層壓物結構66沿第二線條26結構方向也具有所需的適當彈性。
已經發現，諸如聚烯烴、聚醯胺、聚酯和橡膠(即丁苯橡膠、聚丁二烯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等)之類的聚合物是適用於製成彈性網36的第一和第二線條的材料(但不局限於這些)。具有不同的相對軟化溫度或彈性的其它材料或化合物(即粘合性第一線條)都可以用來替代，只要替代的材料具有上述優點即可。另外，在包含第一和第二線條的基材中可以加入輔助材料(即，顏料、染料、光亮劑、重質蠟等的混合物)，使其具有所需的視覺、結構或功能上的特徵。彈性網36可以用本領域已知的各種方法之一製得。
為了便於生產和減少成本，載體層37和38宜由(但不局限於)無紡織物製得，該無紡織物具有例如從聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、粘膠、棉花或羊毛製得的纖維。這些纖維可以通過粘合劑、熱結合、針/縮絨、或本領域已知的其它方法結合起來，以形成載體層37和38。儘管載體層37和38宜從無紡織物製得，但是其它織物如機織物和針織物也是合適的。
載體層37和38的軟化溫度(在所受加工壓力下)應高於層壓結構66成型時施加在彈性網36上的任何加工溫度。另外，當載體層37和38被製成層壓物結構66時，它們在沿第二線條26方向上在單位應變εμ至少約為1(即Lf＝2×Lo)時的模量宜小於約100克力/釐米。本文所用的術語「模量」指，施加的應力σ與產生的單位應變εμ之比，其中應力σ和應變εμ是σ＝Fa/Wεμ＝(Lf-Lo)/Lo其中Fa＝施加的力
W＝受施加力Fa的元件或結構的垂直尺寸(通常是結構寬度)Lf＝伸長的長度Lo＝原來的長度例如，20克力垂直施加到寬5釐米的織物時應力σ為4克力/釐米。進而，如果和施加力Fa同一方向上原始長度Lo是4釐米，所得的伸長長度Lf為12釐米，則所得的單位應變εμ為2，模量為2克力/釐米。
據信，當主織物方向(subject fabric direction)與層壓物結構66中的彈性第二線條26同向並置，載體層沿主織物方向上模量低於100克力/釐米的話，層壓物結構66沿第二線條26方向上的模量在很大程度上是第二線條26的材料性質、尺寸和排列方式的函數。換句話說，載體層37和38的模量將足夠地低，使得第二線條26的模量在很大程度上決定著層壓物結構66在主方向上的模量。如果希望層壓物結構66沿變形的層壓物第二線條27方向作為彈性結構方向，那麼這種構型是特別有用的。
如果載體層37和38本質上不具備所需的模量，則載體層37和38可以在形成層壓物結構66之前或之後經受一個活化過程。例如美國專利No.4,834,741(1989年5月30日授予Sabee，全部納入本文作參考)中所描述的，載體層37和38經受活化過程(分開進行或作為層壓物結構66的一部分進行)將使載體層37和38發生塑性變形，從而提供所需的模量。在一個活化過程(例如Sabee描述的過程)中，使載體層37和38(或插入這些載體層的層壓物結構66)在瓦楞輥之間通過，在垂直機器方向上側向拉伸載體層37和38，以賦予其延伸性。逐漸拉伸載體層37和38，以賦予其在垂直機器方向上的永久性伸長以及織物纖維取向。該方法可在層壓物結構66連接之前或之後用來拉伸載體層37和38。這提供了一個較佳的層壓物結構，該結構在彈性結構方向上能被最小的力拉伸，因為載體層37和38(以及任何附加層)最初已經被「活化」或在此方向上被分開，從而在主方向上模量較低，使得層壓物結構模量取決於層壓物第二線條27的模量。
層壓物結構66最好這樣來形成並置載體層37和38以及彈性網36，施加預定的壓力或預定的壓力以及熱通量(這取決於載體層37和38以及彈性網36的材料)，從而使第一線條24與載體層37以及38整體粘合。除了使第一線條24與載體層37和38整體粘合外，還希望用上述方法使第一線條24變形，使得整體粘合的第一線條外表面47的形狀基本上是扁平的。本文所用的術語「基本扁平的」及其衍生含義指，整體粘合的第一線條25的主要尺寸M的長度(即平行於線條橫截面主軸的最大尺寸，如圖2所示)至少是次要尺寸N的長度(即平行於線條橫截面次軸的最小尺寸，如圖2所示)的大約2倍。因此，顯然，整體粘合的第一線條25的外表面47可以具有不規則性(即有凸出和凹陷等，如圖2A所示)，並且仍在基本上扁平狀態。更佳的是，希望整體粘合的第一線條25的一部分外表面47還與載體層內表面50和52基本上共面，這樣最小尺寸N大致等於或小於載體層37和38的結構厚度T，並且基本上所有的最小尺寸均在結構厚度T內，如圖2所示。還可認為，沿第一線條25長度上，整體粘合的第一線條25的基本扁平和共面形狀可以有些變化，並且不脫離這些定義的範圍。換句話說，由於加工的差異，部分整體粘合的第一線條25可以是基本扁平的和/或共面，而沿同一線條的其它部分可能並非如此。但這些構型仍在上述的「基本上扁平的」和「共面」的定義範圍內。
整體粘合的第一線條25的上述形狀對層壓物結構66是有利的，裁剪這種層壓物結構66(從而使整體粘合的第一線條25外露)並穿在身上後，線條25不會突出而引起刺激或其它不適。因此，至少約25％、較佳的至少約50％、更佳的至少約75％、最佳的約100％的整體粘合的第一線條25基本上是扁平的並且共面。
與層壓物結構66中整體粘合的第一線條25的基本扁平的和共面的形狀相反，通過施加上述壓力和熱通量，層壓物第二線條27最好只和載體層37和38內表面50和52連接(與整體粘合相反)，如圖2所示。然而可以認為，如果需要的話，第二線條26也能和載體層37與38整體粘合。還可以使第一線條24與載體層37以及38整體粘合，從而以第一線條24作為粘合劑，在結節31處，連結第二線條26和載體層內表面50和52。或者，第二線條26可以包括自粘合材料，以幫助一部分第二線條外表面49與載體層內表面50和52的連接。
從圖3看出，最好採用這樣一種方法來生產層壓物結構66，該方法包括一個基本非彈性的第一表面148(即用鋼等製成)、一個基本非彈性的第二表面150，以及一個基本為彈性的第三表面152(即由聚矽氧烷或其它能形變的橡膠製成)，這些表面為軋輥表面。第一表面148與第二表面150相鄰，它們之間形成了縫隙156，而第二表面150與第三表面152呈表面相互接觸，從而形成槽型縫隙(interference nip)。縫隙156的大小宜使得第一線條24和第二線條26容易從中通過。或者，縫隙156的大小可以使第二線條26從中壓過時發生變形。
第一載體層37與彈性網36毗鄰並置，而彈性網與第二載體層38毗鄰並置，這樣，當繞第一表面148進料時(如圖3所示)，彈性網36被置於第一載體層37和第二載體層38之間。較佳的是，彈性網36的第一線條24與第一載體層37的內表面50毗鄰並置，第二線條26與第二載體層38的內表面52毗鄰並置。第一載體層37的取向最好毗鄰第一表面148。將第一表面148加熱至溫度T1，該溫度與並置的第一載體層37、彈性網36和第二載體層38在第一表面148上的進料速度相結合，將第一線條24的溫度升高至或高於它們的軟化溫度。由於縫隙156處施加的壓力Pd較低，因此第一線條24和第二線條26變形很少(如果有的話)。
並置的第一載體層37、彈性網36以及第二載體層38通過縫隙156後，第二載體層38的取向宜毗鄰第二表面150並置於第二表面150與彈性網36以及第一載體層37之間。第二表面宜加熱至溫度T2，該溫度和並置的第一載體層37、彈性網36以及第二載體層38在第二表面150上的進料速度相結合，使第二線條26的溫度升高至其軟化溫度。然後，並置的第一載體層37、彈性網36和第二載體層38通過槽型縫隙154，其中第一線條24在輥縫隙154處第二表面150和第三表面152受到粘合壓力Pb並整體粘合在第一載體層37和第二載體層38上。由於彈性第三表面152的結構特性，它所提供的粘合壓力Pb均勻地施加在第二線條26之間的第一線條24上。更佳的，由第三表面152施加的壓力Pb以及來自第二表面150溫度為T2的熱通量足以使第一線條24變形成為基本扁平的、整體粘合的第一線條25。最佳的是，施加的壓力和熱通量足以使第一線條24變形成為整體粘合的第一線條25，該線條與第一載體層37的內表面50以及第二載體層38的內表面52基本上共面。
相反，至少約25％(較佳的至少約50％、更佳的至少約75％、最佳的約100％)的第二線條26在縫隙154處被加工成基本橢圓的形狀，因為第二表面150將壓力Pb全部施加於第二線條26上。希望第二線條27的橫截面形狀為橢圓形，否則未變形的第二線條26的橫截面會在層壓物結構66穿在身上時產生一種「竹節」或粗糙的感覺。較佳的，層壓物結構層66的輥隙後結構厚度I約為並置的第一載體層37、第一彈性網36以及第二載體層38的輥隙前結構厚度S的大約50％。
可以調節並置的第一載體層37、彈性網36和第二載體層38通過第一、第二和第三表面148、150和152的進料速度，使得第一線條24和第二線條26具有足夠的停留時間毗鄰加熱的第一表面148和第二表面150，從而使這些線條可以如本文所述的那樣軟化變形。
根據前述方法，已經發現下列組成能形成沿層壓物第二線條27的方向具有彈性結構方向的令人滿意的層壓物結構66第一載體層37和第二載體層38宜包含從熱粘合聚丙烯形成的粗梳無紡織物，它具有32克/m2的基重，單纖維大小約為2.2旦尼爾，厚度在約0.01至0.03釐米之間，在單位應變εμ為1時，模量約為100克力/釐米(例如Fibertech，Landisville，N.J.出售的織物，Phobic Q-1)；彈性網36包含一個網，其中第一線條24由聚乙烯製得，第二線條由苯乙烯或丁二烯嵌段共聚物製得(例如Conwed，Minneapolis，MN生產並以T50018的名稱出售的網)。具體地說，將成形前結構厚度S為大約0.09-0.13釐米(較佳的約為0.10-0.12釐米，更佳的約為0.11釐米)的並置的Phobic Q-1織物、T50018網和Phobic Q-1織物，以大約6至14米/分鐘(更佳的約7至12米/分鐘，最佳的約8至10米/分鐘)的速度送到第一表面148上，該表面被加熱至大約71℃-141℃(較佳的約為130℃-141℃，更佳的約137℃至139℃)的溫度T1。在一個較佳的排列中，縫隙156宜大於或等於0.13釐米。當並置的織物和網通過第二表面150和槽型縫隙154時，第二表面150宜加熱至約71℃-141℃(較佳的約130℃-141℃，更佳的約137℃-139℃)內的溫度T2。縫隙154處的壓力Pb宜為約55至85千克/釐米，更佳的約為70至75千克/釐米。當並置的織物和網從縫隙154出現後，所得熱粘合彈性層壓物66的厚度I約為0.05至0.09釐米，較佳的約0.06釐米至0.08釐米，更佳的約0.07釐米。
除了用上述方法形成本發明的層壓物結構外，這些層壓物結構還可用具有第一平板158和第二平板160的方法(如圖4所示)來製得。與前述方法相反，第一平板表面最好是基本非彈性的，而第二平板表面151基本上有彈性。第一平板表面149宜加熱至溫度T1。通過使第一平板表面149向第二平板表面151適當移動，向並置的織物和網施加粘合壓力Pf。由於溫度T1將第一線條24加熱相應粘合壓力Pf時的軟化溫度，因此粘合壓力Pf的施加使得第一線條24與第一載體層37以及第二載體層38整體粘合。更佳的是，粘合壓力Pf的施加還使第一線條24變形成基本上扁平的形狀，並且還與第一載體層37的內表面50以及第二載體層38的內表面52共面。最佳的是，粘合壓力Pf的施加還使得第二線條26變形成基本橢圓的形狀。
採用上述的Phobic Q-1和T50018網的組合，如果將第一平板158加熱至約110℃至約130℃的溫度T1，並施加350-700克力/平方釐米的粘合壓力Pf約10至20秒，就能獲得令人滿意的第一線條24與第一載體層37以及第二載體層38整體粘合的層壓物結構66。
為使層壓結構在沿第二線條27方向上具有彈性結構，必需適當選擇第一線條24的線條密度、線條橫截面積和/或熔體指數(如果第一線條24由聚合物製成)。第一線條24的線條密度、線條橫截面積和/或熔體指數選擇不恰當會導致層壓物結構中部分整體粘合的第一線條25會在層壓物結構66中重疊或合併。整體粘合的第一線條25的這種合併或重疊會導致只有小部分層壓物第二線條27在受到拉力時能伸展或延伸，這與沒有這種重疊的層壓物的情況正好相反，基本上所有第二線條27的伸長分布在整個長度方向上。為了最大程度地減少這種情況，應當選擇線條密度、線條橫截面積和/或第一線條24的熔體指數，使得整體粘合的第一線條25具有低於約50％的線條覆蓋率Sc。本文所用的術語「線條覆蓋率」是衡量接觸本發明整體粘合的第一線條25的第一載體層內表面50以及第二載體層內表面52的表面積的標準。該線條覆蓋率Sc定義為Sc＝(E-F)/E×100其中E＝任何兩個毗鄰的整體粘合的第一線條25的線條中線間距離，如圖2所示F＝任何兩個毗鄰的整體粘合的第一線條25的線條邊緣間距離，如圖2所示E和F可由本發明層壓物結構66的任何橫截面上任何毗鄰的整體粘合的第一線條25間距測定。
本文所用的術語「線條密度」是指沿主線條橫向方向上每釐米的主線條數。例如，第一線條24的線條密度可在第二線條26的預定長度A內測得，如圖1所示。同樣，第二線條26的線條密度可在第一線條24的預定長度B上測得。本文所用的術語「線條橫截面積」是指，用本領域已知的技術測得的任一第一線條24的橫截面積。
聚合物的熔體指數表示了聚合物在給定溫度或壓力時流動的能力。在給定溫度下，熔體指數低的聚合物將比熔體指數較高的聚合物更具粘性(因此不容易流動)。因此相信，在施加給定壓力和熱通量期間，含有熔體指數較高的聚合物的第一線條24比含有熔體指數較低的聚合物、並經受相同壓力和熱通量的第一線條24更有合併或重疊的趨勢。由於這個差別，可以選擇形成第一線條24的聚合物具有預定的熔體指數，並再結合線條密度和線條橫截面積，使得第一線條24與第一載體層37以及第二載體層38整體粘合的線條覆蓋率約為50％。另外，當希望提高第一載體層37和第二載體層38的密度而維持相同的加工條件時，改變聚合物的熔體指數也是特別有用的。在這種情況下，可以改變第一線條24的聚合物，選擇較高的熔體指數，使得第一線條24能夠在受預定壓力和熱通量時更容易滲入並粘合載體層37和38。因此，儘管增加了載體層37和38的密度，但是不改變加工條件就能獲得相同水平的整體粘合。
根據前述內容，認為第一線條24宜這樣排列使得線條密度為大約2至10股線條/釐米和橫截面積約0.0005至0.03平方釐米，更佳的是大約3至6股線條/釐米與大約0.001至0.005平方釐米的橫截面積，這樣就能避免整體粘合的第一線條25在層壓物結構66中發生合併或重疊。已經發現，約2至15的熔體指數(根據ASTMD1238測定)結合上述線條密度和線條橫截面積是非常合適的。
對於第二線條26，認為第二線條26的線條密度、線條橫截面積以及模量也會影響沿第二線條26方向(即沿圖2的方向D)上層壓物結構66的彈性性能(即層壓物結構66的模量)。例如，隨著第二線條26的線條密度和/或線條橫截面積的增加，層壓物結構66的模量將降低。對於要插入本發明的一次性彈性護背的層壓物結構66，希望它在應變εμ為1時模量為約100至250克力/釐米。只要第二線條26的線條密度約為2至5、橫截面積約為0.003至0.02平方釐米、且包含苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，層壓物結構66沿第二線條26方向上就有較佳的模量。層壓物結構66的模量可用本領域已知的技術來測定。例如，可以用常規恆速拉伸儀(例如Instron EngineeringCorp.，Canton，MA生產的Instron Model#1122)測定層壓物結構66的模量。
層壓物結構66還能進行本領域已知的其它各種成形後的加工。例如，根據本文製得的層壓物結構可包括與層壓物結構連接的附加織物層(即填料層)，以便進一步改進結構的穿著性能和舒適性。附加織物層可以通過粘合劑、熱粘合、壓粘合、超聲粘合、動態力學粘合或本領域已知的其它合適方法固定到層壓物上。
在顯示和描述了本發明的較佳實例後，本領域技術人員能在不脫離本發明的範圍內通過適當變化進一步改進此改進的彈性層壓物結構。本文已經描述了許多變化和改動，其它一些對本領域技術人員也將是顯而易見的。例如，儘管本發明的彈性層壓物結構已經在本發明較佳實例中公開了物理可測定參數的寬範圍，但是應當認為，可以改變彈性層壓物結構的物理參數，以生產所需的本發明改進的彈性層壓物結構的其它較佳例子。另外，很明顯的是，第一線條24的排列、性能和組成可以與第二線條26互換，或可以添加附加線條(例如多股第三線條等)以改變或增強本發明製得的彈性層壓物結構的性能。因此，本發明的範圍應根據下列權利要求來考慮，並應理解成它不局限於說明書和附圖顯示和描述的具體結構和方法。
權利要求
1.一種彈性層壓物結構，它由以下步驟製得a)提供第一載體層；b)提供第二載體層；c)提供一個網，該網置於所述第一和第二載體層之間，並具有與多股第一線條交叉的多股第二線條，所述第一和第二線條在施加的壓力下具有一個軟化溫度，其中在所述施加的壓力下，所述第二線條的所述軟化溫度高於所述第一線條的所述軟化溫度；d)將所述網加熱至所述第一線條的所述軟化溫度且低於所述第二線條的所述軟化溫度；e)向所述第一線條施加粘合壓力；和f)使10％至100％的所述第一線條與所述第一和第二載體層整體粘合。
2.根據權利要求1所述的彈性層壓物結構，其中所述第一載體層與所述網並置，所述網與所述第二載體層並置，其中所述並置的第一載體層、網、以及第二載體層通過一個基本上沒有彈性的第一表面，以及基本上沒有彈性的第二表面，其中所述表面為軋輥表面。
3.根據權利要求2所述的彈性層壓物結構，其中將所述第一和第二表面加熱至一溫度，該溫度足以使所述第一線條的溫度升高至所述第一線條的軟化溫度。
4.根據權利要求3所述的彈性層壓物結構，其中所述第一表面的位置與所述第二表面毗鄰，它們之間形成一個縫隙，使得所述並置的第一載體層、網以及第二載體層容易通過所述縫隙。
5.根據權利要求4所述的彈性層壓物結構，其中所述第二表面的位置與基本上有彈性的第三表面毗鄰，它們之間形成一個槽型縫隙，使得10％至100％的所述第一線條在所述並置的第一載體層、網以及第二載體層通過所述縫隙時與所述第一載體層以及第二載體層整體粘合。
6.根據前述任一權利要求所述的彈性層壓物結構，其中所述第一線條的外表面滲入所述第一載體層和第二載體層至少10％的結構厚度。
7.根據前述任一權利要求所述的彈性層壓物結構，其中在所述施加的壓力下，所述第一線條的所述軟化溫度比所述第二線條的所述軟化溫度低至少10℃。
8.根據前述任一權利要求所述的彈性層壓物結構，其中所述整體粘合的第一線條的至少50％變形成扁平的形狀並和所述第一載體層和第二載體層共面。
9.根據前述任一權利要求所述的彈性層壓物結構，其中至少25％的所述第二線條變形成基本橢圓的橫截面形狀。
全文摘要
本發明涉及彈性層壓物結構,該結構包含一個整體熱粘合在兩個織物載體層(37、38)之間的開孔聚合物網(36),以及生產這種層壓物的方法。
文檔編號B29C70/08GK1271309SQ98809547
公開日2000年10月25日 申請日期1998年7月31日 優先權日1997年8月21日
發明者D·L·巴羅內, W·R·烏埃利特 申請人:普羅克特和甘保爾公司