CN1270556A - 用作环式紧固件部件的层压件 - Google Patents

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Abstract

一种复合材料,其适合于机械式紧固件中用作与钩件互补的环件。此复合材料是通过把具有无定形聚合物层的膜(10、116)层压到预粘合的非织造织物(30、114)上,所用的粘合花纹不同于此非织造织物上的粘合花纹,而得以在此层压件的粘合点之间提供松释的丝或纤维。此复合材料最好具有至少约100g/m2/24小时的水汽透过率和至少约50mbar的液位差。在用作一次性贴身制品如一次性尿布时,紧固件中的环件可以是基本上为整个的背片,以提供舒适的,保护性的和可高度变化的配合。

Description

用作环式紧固件部件的层压件
                         发明背景
发明领域
本发明涉及复合材料，这种材料能设计成用作透气的阻挡层，且特别适用作钩-环型的紧固件的部件，后者典型的有VELCROINTERNATIONAL曾广泛销售而现今可从多种来源购到的，可用作从鞋带到高尔夫球手套以及需要作非永久性连接的许多其他用途。这类紧固件基本上包括钩件与环件，它们当压合时以缠结的方式抵抗剪切力，但当在所需水平的剥离力作用下则可分开。这些部件的设计已变得十分精巧，并已通过改变例如钩的形状、尺寸与挠性这类因素以及环的类似的这类特点而拓宽其性质。对于许多低成本的应用，例如用作尿布和成人失禁衣着等一次性制品上的紧固件，必须开发廉价的制造技术和材料来用于这类紧固件，而这类紧固件则应满足性能要求。特别是在这种环件又用作背片材料时，为舒适起见极其希望它能透气，同时也希望它能用作防漏的阻挡层。本发明提供了膜料与非织造织物的复合材料，用作特别适合上述这类一次性产品的理想环式紧固件部件。
背景技术
这里所述的技术有着众多的涉及一次性制品如一次性尿布等所用钩-环型紧固件以及这类紧固件所用部件的参考文献。举例来说，可以参见授予Jackson等人的共同转让的美国专利NO.5614281，其中提供了许多背景信息，因而将其整体内容综合于此供参考。其他的环式紧固件材料例如描述于以下各美国专利中：NO.4761318(Ott等人)、NO.5032122(Noel等人)、NO.5326612(Goulait)、NO.5595567(King等人)以及NO.5647864(Allen等人)。简单地说，特别经济的环件可以用例如纺粘法等非织造技术制成。在丝没有相互粘合的粘合点之间形成较大的织物区域，而能用来与互补的钩件接合。非织造织物中的因素例如粘合点的构型、个数和覆盖面积以及所选择的特定钩件的因素，都可以在指定的成本范围内变化以实现所需水平的剥离强度和其他性质。此外，非织造物和/或钩件所用聚合物或其他组份的选择在具体的应用中也会影响紧固件的性能和/或成本。仍然需要有这样的环式紧固件，它能具有例如适当的剥离强度、剪切强度与可再紧固性以及阻挡层等特定性质，而在需要时还能具有可用作一次性制品的背片组件且成本合理的透气功能。具有布类属性的透气的阻挡材料的其他用途，如外科用罩衣与窗帘等则是内行的人士所熟知的。
发明概述
本发明针对非织造物与膜层的复合材料，这种复合材料具有许多使其特别适用于用作环式紧固件部件的性质，此部件则包括膜层和预粘合层的层压件，其中以层压件的粘合点相互分开并同预粘合的非织造织物的粘合位置相分开，而在此层压件的这种粘合位置之间则余留有粘合和未粘合的丝或纤维。为了改进作为个人贴身制品如一次性尿布的背衬件的舒适性和实用性，所述层压件例如可以是透气的，湿汽透过率高于约100g/m2/24小时，同时可以具有至少50mbar的液位差值。在与互补的钩件使用时，由上述复合材料形成的环式紧固件能在贴身产品的背片上任何地方形成紧固，并能在一段时间内和多次的开与合循环中具有一致的可再紧固性，因而能适用于多种一次性的和有限制的应用。上述非粘合层包含均匀或不均匀的粘合印痕组成的粘合花纹，它们在任何100cm见方的非织造物表面上都形成有至少70％的非粘合区。此外，这样的粘合频率提供的花纹密度为约50～约200粘合点/英寸2，覆盖面积约5％～约30％，最好约10％～约25％。所述膜层则取多层或共挤压的结构，带有显露的软的无定形聚合物层，或者是单层形式，而在任一种情形下则主要是有微孔但不透液体的阻挡层，舒适且可与非织造物匹配。例如，可以利用无定形聚合物的性质通过加热和加压来形成层压件，这或者取多层膜的实施形式，或者是在单层膜的实施形式中作为分别施加的粘合层。选择独立的层压件粘合花纹，使得在此层压件粘合点之间的区域包含有分离开的非织造物粘合点，它们将此非织造物表面上的纤维或丝进一步结成整体。例如，层压件粘合花纹可以占小于层压件表面面积50％而最好是小于其30％的覆盖面积，并且可以取均匀或非均匀的形状和/或构型，且其数目一般显著地少于非织造物的预粘合点数。为了在上述环件的应用中改进钩件的布状美观特性和接合性，可以在层压到非织造物上之前通过拉伸膜料而形成回缩的层压件，然后允许此层压件松驰或回缩，而在膜料和非织造物的保持固定结合的粘合区之间形成柔软的/高度膨松的非织造物-膜料层压件。本发明还包括用来制造这种复合材料的方法。
详细说明
定义
下面用到的词除非上下文要求不同的意义或表I为不同的意义，都具有特定的意义；此外，除非另有说明，词的单、复数不加区别而可以互指。
“非织造物”指纤维或丝的这样的织物，它是由针织或织造以外的方法形成，在这些纤维或丝的某些或全部之间包含有粘合点，它们例如可以由加热、粘合剂或机械方式形成为缠结件。
“纤维”指限定长度的细长丝，例如将连续单纱切成2～5cm段而形成的短纤维。纤维的集合可以具有相同或不同的长度。
“丝”指一般连续的单纱，其具有较大的长度对直径比例如为1000或更大的长度对直径比。
“纺粘织物”是指熔融挤压聚合物成为单纱所形成的丝的非织造织物，这里的单纱通常由高速空气骤冷和拉伸，以增强集中到成形面上的纱，而后常常通过按花纹形式的加热和加压使其粘合。纺粘工艺例如描述于下述美国专利号NO.4340563(Appel等人)、NO.3802817(Matsuki等人)、NO.3692618(Dorschner等人)，进一步的细节可参考它们。
“环”指非织造织物中至少是一根纤维或丝与其他的纤维或丝所分开的区域，且包括但不限于同一纤维或丝本身相交的构型，即不必形成例如完整的圆形或卵形。
“互补钩”指适用于机械式固接件部件并具有凸起的轮廓、高度、密度、几何形状和取向的结构得以可释脱地接附于本发明的环式紧固件材料上，并能提供所需水平的钩剥离和剪切强度性质。这种凸起的轮廓并不需形成“钩”而是可以具有其他的构型，例如蘑菇形。适用的钩材料例如可以是单向的或双向的，且通常包括约16～约620钩/cm2而钩的高度为约0.00254cm～约0.19cm。它们例如可以购自Velcro International of Manchester，NH。和3M of St.Paul，MN。
“无定形聚合物”当在此用来描述作为多层膜组件或独立施加的层的粘合层时，是指热塑性聚合物如某些聚烯烃，其密度为约0.85～约0.89，以及低的例如小于约30％的结果如常用作粘合剂组份且具有有限热熔体性质。
“热点粘合”涉及到使待粘合的纤维的织物或织幅通过加热的轧辊和砧辊之间。轧辊以某种方式形成花纹，以使整个织物不在其整个表面上粘合。结果，出于功能和美观的原因，已为轧辊开发了多种花纹。内行的人士当知，粘合面积百分数必须以近似的程度描述或用范围描述，因为粘合销通常为锥形而随时间磨损。内行的人士同样可知，涉及到销/英寸2和粘合点/英寸2时，它们多少是可换的，这是因为砧销在衬底上所形成的粘合点与此砧上的销实质上有相同的尺寸和表面关系。对于非织造织物，有关花纹的一个例子是Hansen-Pennings或“H & P”花纹，如授予Hansen与Pennings的美国专利NO.3855046所述。它有约30％的粘合面积带有约200粘合点/英寸2。这种H & P花纹具有方形的点或销的粘合区，其中各个销可以有例如0.038英寸(0.965mm)的侧边尺寸，形成了具有约30％粘合面积的花纹。另一种典型的点粘合花纹是展开的Hansen与Pennings或“EHP”粘合花纹，它产生约15％-18％的粘合面积，可以具有侧边尺寸例如为0.037英寸(0.94mm)的方形销，销密度约为100销/英寸2。另一种典型的称作为“714”的点粘合花纹具有方形的销粘合区，其中例如对于15％-20％的粘合面和约270销/英寸2，各个销可以具有0.023英寸的侧边尺寸。其他的一般花纹包括“Ramish”钻石花纹呈重复的钻石形，其具有粘合面积为8％-14％以及52销/英寸2；还包括如这一名称所示的金属丝网花纹外观，亦即类似于窗纱形状且具有粘合面积15％-20％和302销/英寸2。通常，百分粘合面积有很广的变化，从织物层压件织幅的面积的约10％至约30％，同时销/英寸2的数目也可以有广大范围的变化。粘合花纹构型的组合实际并无限制，但要选择适用于本发明的粘合花纹。为此，粘合面积为约5％-约30％而最好是约10％-约25％，而销密度为约50-200％销/英寸2而最好约75-约125销/英寸2。这里所用的词“预粘合”非织造织物是指业已用依据上述参数确定的花纹粘合的。正如本技术中周知的，这种点粘合使层压件的各层保持到一起，并通过各层中粘合的丝和/或纤维赋予各个单独层以整体性。
用于将预粘合的非织造织物粘合到或层压到膜上的层压件粘合装饰花纹的例子是图5与图6所示的C星形和微型物图象。这里的C星形花纹具有横向的条或灯芯绒的图样为流星截断；且一般具有约17％的百分粘合面积；而微型物花纹(同样示明于1995年3月28日授予Uitenbroek等人的共同转让的美国设计专利NO.356688中)具有约12％-约20％的百分粘合面积。
试验程序
液位差：织物阻液性的一种测度是液位差。液位差试验确定预定量的液体通过织物之前的织物能支承的水的高度(以mbar表示)。有较高的液位差读数的织物表明它比具有较低液位差的织物能较好地阻挡液体的渗透。液位差试验是根据联邦试验标准191A，方法5514进行。
抓样张力试样：此抓样张力试验用来测量织物在单向应力作用下时的断裂强度和伸长率或应变。这项试验是有关技术中周知的，根据联邦试验法标准191A中方法5100的规程。所得结果表示为断裂时的磅数或克数和断裂前的百分伸长率。较高的数值表示较强，可拉伸得较长的织物。“载荷”一词是指张力试验下断裂或扯断试样所需的最大载荷或力，以重量单位表示。“总能量”一词是指相对于伸长率曲线在载荷下的总能量，以重量-长度单位表示。“伸长”一词是指试样在张力试验下长度的增加。此抓样张力试验采用两个夹具，每个夹具有两个爪，各个爪有一面与试样接触。这两个夹具将试样保持于同一平面上，通常取垂直方向，分开3英寸(76mm)并依规定的拉伸率运动。求得抓样张力强度和抓伸长率的值时，使用的试样尺寸为4英寸(102mm)×6英寸(152mm)，爪面尺寸为1英寸(25mm)×1英寸，恒定的拉伸率为300mm/分钟。试样比夹具的爪宽，给出的结果表明的是纤维在夹定的宽度下，结合由织物中相邻纤维所提供的额外强度下的有效强度。试样例如夹定于Sintech 2试样机中，此试验机可购自Sintech Corporation，1001 Sheldon Dr.，Cary，NC 27513；或夹定于Instron Model TM中，可购自Instron Corporation 2500 WashingtonSt.，Camton，MA02021；或夹定于Thwing-Albert Model INTELLECT II中，可购自Thwing-Albert Instrument CO.，10960 DuttonRd.，Phila.，PA19154。这种试样严格地模拟了织物在实际使用中的应力条件。所报导的结果是试验的三个试样的平均值，试验进行时，试样可取横切机器方向(CD)或机器方向(MD)。
条样张力：此条样张力试验与上述抓样试验类似，测量织物的峰值载荷和断裂载荷以及峰值和断裂百分伸长率。该试验计量载荷(强度)以克表示，以及其伸长率以百分数表示。在此条样张力试验中，用两个夹具，它们各有两个爪，而各爪有一面与试样接触来将试样保持于同一平面内，通常取垂直方向，这两个夹具分开3英寸，按规定的伸长率移离开。求得条样拉伸强度和条样伸长率的值时，所用试样尺寸为3英寸×6英寸，爪面尺寸为1英寸高×3英寸宽，恒定的拉伸率为300mm/分钟。试验中，能够采用Sintech 2试验机可购自SintechCorporation，1001 Sheldon Dr.，Cary，NC 27513；Instron Model TM，可购自Instron Corporation，2500 Washington St.，Canton，MA02021；或是Thwing-Albert Model INTELLECT II，可购自Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Phila.，PA 19154。所报导的结果是三个试样试验的平均值，试验时试样可取横向(CD)或取机器方向(MD)。
剥离试验：在剥离或分层试验中，试验了将把层压件各层拉开的张力量。取得剥离强度值时，采用了确定的织物宽度、夹具爪宽度和恒定的拉伸率。对于具有薄膜侧的试样，以屏蔽带或某种其他的合适材料盖住试样的膜侧面以防止其在试验中拉离。这种屏蔽带只在层压件的一侧，不会影响试样的剥离强度。试验采用两个夹具，各有两个爪，每个爪有一面与试样接触而将其保持于同一的通常取垂向的平面中，分开2英寸开始试验。试样尺寸为4英寸宽，而长度为足以使试样长度分层开的所需长度。爪面尺寸为1英寸高×至少4英寸宽，恒定的拉伸率为300mm/分钟。试样用手分层出足以使其夹定就位的量，这两个夹具按规定的拉伸率移离开运动，以将此层压件拉开。试样在两层之间按分开180°拉开，所报导的剥离强度为三次试验的平均值，峰值载荷以克表示。当层压件已被拉开16mm时，开始力的测量直到已分层到170mm的总量。试验中能采用Sintech2试验机，可购自Sintech Corporation，1001 Sheldon Dr.，Cary，NC 27513；InstronModel TM，可购自Instron Corporation，2500 WashingtonSt.，Canton，MA 02021；或是Thwing-Abert Model INTELLECT II，可购自Thwing-Albert Instrument Co.，10960 Dutton Rd.，Phila.，PA 19154。试样于试验中的方向可取横向(CD)或机器方向(MD)。
Martindale磨损试验：此试验测定织物对磨损的相对抵抗性。试验结果按1至5个级报导，5级磨损最小而1级磨损最大，是在1.3磅/英寸2的重量荷载下经120次循环的平均试验结果。试验采用Martindale磨耗与磨损试验机，例如型号为103或403型，可购自James H.Heal & Company，Ltd.of West Yorkshire，Englamd。所用的磨料为36英寸×4英寸的0.05英寸厚的硅橡胶轮，以玻璃纤维增强，其橡胶的表面强度为81A硬度计，邵氏硬度81±9。这种磨料可购自Flight Insulation Inc，它是Connecticut Hard Rubber，925Industrial Park，NE，Marietta，GA30065的一家批发商。
基重：这里所述各种材料的基重是依据联邦试验法NO.191A/5041测定的。试样的尺寸为15.24cm×15.24cm，对各试验求得三个值，然后平均。下面所报导的值是其平均值。
钩件剥离：此180°剥离强度试验是用来计量钩件与环件相接合的程度，同时涉及到将钩环紧固系统的钩件材料接附到环件材料上，然后依180°角将此钩件材料从环件材料上剥离。作为需用来将这两者脱开接合或剥离所需的三个最高峰值载荷的平均值，以克为单位记录下最大载荷。为了进行这项试验，需要具有5000g满刻度载荷的拉伸张力试验机的持续速率，例如Sintech System 2 Computer IntegratedTesting System，可购自在Research Triangle Rark，N.C.有营业所的Sintech Inc.。采用的环件材料试样的尺寸为3英寸(7.6cm)×6英寸(15.2cm)。将由粘合和超声方法固定于实质上无弹性的非织造材料上的2.5英寸(6.3cm)宽的钩件材料试样定位成，使钩侧向下并作用到上面表面上以覆盖环件材料试样至约有1英寸搭叠。为了确保钩件材料能适当而均匀地与环件材料接合，采用了压榨机，型号LW1，部件号14-9969，购自Atlas Electric DevicesCO.，Chicago，IL，用来压榨组合的钩件材料和环件材料一个循环，而一个循环等于通过采用总重40磅的压榨机一次。将支承钩件材料的指状接头料的一端固定于此张力试验机的上爪中。同时将指向此上爪的环件材料的端部向下折叠而固定于张力试验机的下爪内。这两种材料在张力试验机的爪内的位置应加以调节，使得在起动此试验机之前，各材料之内的松驰为最小而拉伸试样的规格长度为3英寸(7.6cm)。钩件材料中的钩件取大致垂直于张力试验机中的爪欲取的运动方向。张力试验机按500mm/分钟的恒定分离速率起动，然后记录下构件材料从环件材料上依180°角脱开接合或剥离时峰值载荷的克数，所记录的是三个最高峰值的平均数。
钩件剪切：动态的剪切强度试验涉及到，使环-钩紧固系统的钩件材料与环件材料接合，然后将此钩件材料拉过环件材料的表面。使钩件从环件上脱开接合所需的最大载荷按克数计量。为了述行这项试验，需要具有5000g满刻度载荷的拉伸张力试验机如Sintech System2 Computer Integrated Testing System取恒定的速率。将3英寸×6英寸的环件材料试样用屏蔽带接附到平的支承面上。将由粘接与超声方法固定到实质上无弹性的非织造材料上钩件材料的2.5英寸×0.75英寸的试样，置于并作用在沿较短方向定中的且距裁切边2英寸的环件材料试样的上表面。为了确保此钩件材料能均匀地接合到环件材料上，采用了购自Atlas Electric Devices Co.，Chicago，IL的型号LW1、部件号14-9969的压榨机对组合起的钩件材料和环件材料作一个循环的压榨，而一个循环等于通过采用总重40磅的压榨机一个MD(更长距离)的通过。将支承钩件材料的非织造材料的一端固定于此张力试验机的上爪中，同时将此环件材料指向下爪的端部固定于张力试验机的下爪内。各材料在张力试验机的爪内的位置应加以调节，使得在起动张力试验机之前，存在于各材料间的间隙最小。钩件材料中的钩件取大致垂直于张力试验机中的爪欲取的运动方向。张力试验机按拉伸试样的规格长度为3英寸，十字头速度为250mm/分钟的条件起动，然后作为三个试样的最高峰值的平均值以克数记录下钩件材料自环件材料上脱开接合的峰值。
附图的简要描述
图1示意性地阐明了用来制造本发明的复合材料的方法；
图2是采用本发明的复合材料的环式紧固件一实施例的横剖面；图2A是图2中圆圈区内结构的放大表示；
图3表示用作个人贴身制品的背衬部件的本发明的环式紧固件材料；
图4示明依据本发明所用的一种非织造织物的粘合花纹；
图5示明依据本发明所用的层压粘合花纹；和
图6示明依据本发明所用的第二种层压粘合花粘。
实施例的详述
下面参照附图和阐明某些实施形式的例子。内行的人士应可认识到这些实施例并不代表本发明的整个范围，本发明可以按照后附的权利要求书所包括的内容，以种种变型和等效形式作广泛的应用。
参看图1，图示的方法以挤压机41开始，以挤压机提供有膜拉伸膜40，形成的充填共挤压膜10通过导辊42导向，从支承辊上转动通过而到机器方向取向部44。在取向过程，膜10的温度将取决于其成份以及复合材料的可透气性及其他所需的最终性质。例如，作为环式紧固件时，回缩的量将影响柔软的非织造织物的尺寸。在绝大多数情形下，这种膜将保持为不高于其熔点下的10℃。加热此膜的目的在于允许其能快速拉伸而不造成薄膜缺陷。加热了的膜于包括转动辊46的机器方向取向部44沿机器方向拉伸。辊46可以在提速下驱动而使此膜沿行进方向(机器方向或MD)拉伸。拉伸的量将取决于环式紧固件所需的最终性质，但一般地说，此膜将拉伸到至少是将原有长度的300％，少于这个数量就会造成薄膜缺陷。对于以聚烯烃为基料的膜的绝大多数应用，上述拉伸例如至少是原有膜长的200％而通常是约250％-500％。非织造织物的成形部，例如包括纺粘成形机48，将丝50挤压到支承件52上，形成织物54，将该织物导引到由辊对56形成的粘合辊隙中。在辊对58之间的辊隙用第二种花纹将预粘合的纺粘织物30层压到膜10上。经辊隙层压后，加或不加热，允许这两层料松驰，而在减速下，例如辊隙速度的80％-90％下卷取此层压件，允许膜10回缩而促使面层30皱缩。回缩后，这组合起的两层可以通过与大致按线速度驱动以免显著另外拉伸的加热辊等接触而退火。此退火温度可依环式紧固件所需的最终性质及此两层材料的成份变化，但例如可在拉伸用温度的±15℃范围之内。退火后，可将已组合起的层例如通过与气刀的空气或激冷辊接触而冷却，必要时或直接收集到辊60上或导引到转换线上而组合到个人贴身制品中。
内行的人士应知，以上方法可适用于多种膜料和面层，以生产出具有广泛不同性质的透气或不透气的阻挡层环式紧固件材料。但是，为使本发明的环式紧固件材料有效地起到其应有作用，选择上述这些组成部分时最好要考虑多方面的因素。低重量的膜例如必须结实到足以经受必要的处理步骤，来提供所需的挠性和柔软性以及保持低成本。此外，所述膜必须能有效地粘合到面层上同时保持阻挡形质和湿气透过率。在许多应用中，最好使拉伸的膜还能给此复合材料提供不透明性。
满足上述要求的膜料包括聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、包括聚烯烃的混合物；以及共聚物，如乙烯与丙烯的共聚物，这种膜料例如一般具有的基重为约10～50gsm，而供环件应用时最好为约15～约30gsm。具体的例子包括线性低密度聚乙烯，如DowLex2535，3347和3310，Affinity5200，可购自Dow chemical Company of Midland，Michigan。这种膜料组分最好含有按重量计约40％而最好约45％至约65％的填料如碳酸钙，例子包括Supercoat碳酸钙，购自EnglishChina Clag of Sylacauga，Alabama，它包含有按重量计约15％的硬脂酸或山嵛酸，以提高填料的分散性。特别有利的膜的例子包括这样的共挤压膜，在它的一侧或两侧有作为其外层的无定形聚合物，如富丙烯的聚α-烯烃的三聚物或共聚物，可以不需分别施加的粘合层而能粘合到面层上，例如购自Montell USA，Inc.ofWilmington，Delaware的Catalloy聚合物，这是一种烯烃的多级反应产物，其中的无定形乙烯-丙烯无规共聚物是以分子形式分散于主要是半结晶的高丙烯单体/低乙烯单体的连续基质中，它的一个例子描述于授予Ogale的美国专利NO.5300365中。此外，这种无定形聚合物层还可包括热熔体粘合剂或其他的无定形聚α-烯烃树脂，它们具有的熔体粘度例如按此层的重量高达约100％计最好为100000mPasec或更大。市售的无定形聚α-烯烃，如用于热熔体粘合剂的，适用于本发明同时包括(但不限于)REXTAC乙烯-丙烯APAO E-4与E-5和丁烯-丙烯BM-4与BH-5，以及REXTAC2301，购自HuntsmanCorporation of Salt Lake City，Utah；以及VESTOPLAST792，购自Huls AG of Marl，Germany。这些无定形聚烯烃一般在Ziegler-Natta支承的催化剂和烷基铝助催化剂上合成，而烯烃如丙烯则同不等量的乙烯、1-丁烯、1-己烷或其他材料相结合而聚合，生成主要是无规的烃链。同样可采用的是某些弹性的聚丙烯，例如描述于美国专利NO.5539096(Yang等人)和NO.5596092(Resconi等人)中，它们的整体内容已综合于此供参考；聚乙烯类，如AFFINITY，EG8200，购自Dow Chemical of Midland，Michigan与EXACT4049、4011和4041，购自Exxon of Houston，TX，以及包括一种或多种增稠剂和购自Shell Chemical Company of Houston，Texas的KRATON的混合物。只在一层上有粘合层的复合材料在有需要时可以具有较高的湿汽透过率的优点。这类膜较详细地描述于共同转让的美国专利申请系列NO.08/929562(代理人案号NO.13257)，以及与此在同一日期提出的在McCormack与Haffner名义下而题为“透气的填料膜层压件”(快件NO.RB879662575 US)中，它们的整体内容已综合于此供参考。通过以上提供的例子，内行的人士可以了解到其他膜层。
预粘合的面层应选择成能与膜或粘合层匹配，并应具有适合所需用途的种种性质如基重、松密度和强度。主要是出于经济上的考虑，非织造织物最为理想，特别是基重一般为约10～约50gsm而通常例如为约15～约25gsm的纺粘非织造织物。面层的成份应选择成与膜层匹配同时能在环式紧固件中提供所需性质。一般使用的是合成聚合物如聚烯烃，例如聚丙烯、聚乙烯、混合物和包括聚丙烯与乙烯的共聚物。这类非织造织物已如上描述在此列举出的参考文献中，它们的制造方法是本技术中周知的。具体的例子包括ACCORD纺粘非织造织物，可购自Kimberly-Clark Corporation，Dallas，Texas。上面所述的用于面层的粘合花纹将在粘合点之间提供环件，以形成互补钩件的结合区。适用的例子包括：展开的RHT花纹，例如Vogt的美国设计专利239566中所述；EHP花纹；δ点花纹，包括成行的偏错开的圆形粘合点，对于9％-20％的粘合面积具有约102销/英寸2；以及以前所述的，Ramish花纹。纺粘面层织物的一种有利的粘合花纹是“S”形编织花纹，例如描述于共同转让的、同期提交的美国专利申请序列号No.08/929808(代理人案号NO.13324)，在McCormack、Fuqua与Smith名下，题名为“改进了强度和耐磨性能的非织造的粘合花纹产生的织物”快件NO.EM331625424US中，其总体内容已综合于此供参考。所有情形中的粘合面积的百分比将小于约30％例如约5％～约30％而最好是约10％-约25％，而粘合点密度则最好为约75-约125/英寸2。这种粘合点密度应在约50～约200/英寸2范围内。此外，为了应用于环式紧固件，上述面层所具有的依前述方法测量的抗张强度沿机器方向至少约3000g，沿横截机器方向至少约1500g，同时其如前所述测量的Martindale耐磨损度至少约3。
使用时，单独施加的无定形聚合物粘合层应与面层和膜层两者匹配，而在这两者之间能形成不妨碍湿气透过的粘合。此粘合层最好通过熔喷上无定形聚烯烃如REXTAC2730或2330(可购自HuntsmanCorporation，Salt Lake City，Utah)形成。上述熔喷层当以低重量例如小于10gsm而最好小于5gsm施加上时，是可透气的和廉价的。其他的例子包括VestopLast703、704与508，购自Huls AG ofMarl，Germany和National Starch NS5610，购自National starchChemical Companyof Bridgewater New Jersey，以及前述的弹性料。
不论用或不用独立施加的粘合层粘合，面层与膜层之间的按前述层压件剥离试验所测量的粘合强度，最好应超过钩面向件与互补的钩件按上述钩剥离试验所测量的剥离强度，用以防止有害的分层影响。以上两者的强度差最好至少约100g。此外，在许多应用中特别是用作尿布之类个人贴身制品的背衬时，这种复合材料例如按前述试验方法部分所述剥离试验所测量的液位差，在第一次压力降时至少应约50mbar，而最好至少约90mbar。特别是当用作一次性个人贴身制品的背片时，这种复合材料具有的湿汽透过率至少应约为100g/m2/24小时而最好至少约为800g/m2/24小时。在这方面的应用中，按联邦试验标准191A，方法5514所测的钩件剥离强度最好应超过100g，而按上述试验方法部分中所述方法测量的钩件剪切强度最好应超过1500g。
参看图2，其中示明了本发明的环式紧固件的实施例的横剖面。面层114例如是纺粘制品包含的预粘合区115(图2A)的花纹，不同于层压件粘合区112的花纹。在层压件粘合区112之间的环区110形成于纺粘面层114之中，后者则在各个层压粘合区112处粘合到包含有粘合侧或层118和底层120的共挤压膜116上。如图所示，环区110包含未粘合到共挤压膜116上的丝或纤维，可用来与互补的钩件区124中的钩件122缠结。如图所示，为清楚起见，钩件层和环件层有部分是分开的。图2A是图2圆圈中所示区域经放大的表示图，同时表明了预粘合非织造织物的粘合区115和层压粘合区112的不同粘合花纹。
参看图3，其中示明了用作一次性个人贴身尿布产品背面材料的本发明的环式紧固件例子。尿布210包括衬里212、吸湿件214和背片216。如所周知，衬里212可让尿液通过而为吸湿件214吸收，背片216(为醒目起见，部分剖开以表明层118和120(图2A))则是不透尿的，有助于防止泄漏。在此，整个背片是由本发明的环式紧固件材料形成，且如结合图2所作的描述，外侧是非织造的环件。这样在与钩式紧固件218相组合时，可以实现实质上无限程度的调节。使用中，可以拉起钩件218而能在背片216的任何地方适贴地配合和固定上。此外，若是需要在此配合中进行调节，只需把钩件218剥离开而重新于背片216上定位到任何所需之处即可。在最佳的实施例中，背片是可透湿汽的，这样能增加舒适度与干燥性。
图4与5示明了能用于本发明的复合材料中的预粘合非织造部件的代表性层压花纹。图4示明了带有粘合区400的如前所述的“微型物”，图5示明了带有粘合区500的如前所述的“C-星形”。
例子
以下各例中，除非另有说明，都是采用图1所示的方法来形成环式紧固件的。
                            例1
本例中，面层是由聚丙烯与3.5％乙烯的共聚物(Union Carbide6D43，可购自Union Carbide Corporation ofDanbury，Connecticut)所制的2.0旦尼尔(den)纤维的纺粘织物，织物的基重约0.7osy(约24gsm)，已由“S形织纹”的花纹粘合，粘合密度为111销/英寸2(17.2销/cc)，而实际测量的粘合面积为17.7，与共同未决和共同转让的美国专利申请序号No.08/929808中所述的相同，该申请是随此同期提交的，在McCormack等的名下，题名为“改进了强度与耐磨性的非织造粘合花纹产生的织物”(代理人案号NO.13324)，它的整个内容已综合于此供参考。膜层是浇铸的“AB”膜，其底层包括45％LLDPE(DowlexNG3310，密度为0.918g/cc，熔体指数在190℃下为3.5g/10min，可购自Dow chemicalCo.of Midland，MI)；50％SupercoatTM，这是一种磨碎的由硬脂酸涂层的CaCO3(可购自English China Clay Co.of Sylacauga，AL)；5％LDPE(Dow 4012，密度为0.916g/cc，溶体指数在190℃下为12.0g/10min，可购自Dow Chemical CO.of Midland MI)，同时此膜层在其一侧之上的粘合层则包括60％Supercoat CaCO3；20％无定形富丙烯聚α-烯烃(APAO)，(Huls Vestoplast，密度为0.865g/cc，熔体粘度据DIN53019在190℃下为125000mPa，可购自HulsAmerica，Inc of Somerset，NJ)；20％弹性的聚乙烯(DowAffinityEG8200，催化的受约束的几何形状，密度为0.87g/cc，熔体指数在190℃下为5.0g/10min，可购自Dow Chemical Co.ofMidland，MI)。按重量计，上述底层占90％而粘合层占10％。此共挤压膜的总的基重为58gsm(约1.5mil)。膜的拉伸操作包括在50℃的预热步骤，沿机器方向于66℃下按211英尺/分钟(64m/min)在单一区域中拉伸3.8倍，然后将此膜于82℃下退火。此拉伸的膜成功地依191英尺/分钟(58m/min)的速度按175PLI由“微型物”粘合花纹(1995年3月28日授予Uitenbroek等人的美国设计专利NO.356688)，于92℃花纹温度和66℃平滑的钢砧温度下粘合。可使此层压件松驰2.5％(粘合机速度：191英尺/分钟(53m/min)，卷取机速度186英尺/分钟(57m/min))，然后将层压件再加热到92℃，再松驰另外的4％。形成的层压件的基重为43gsm、液位差为水101mbar、层压件剥离强度为490g而水汽透过率(WVTR)为127g/m2/24小时。当用互补的钩件，即VelCro 51 1003，购自VelcroInternational of Manchester，NH的钩件试验时，按10次试验平均求得钩件的剥离强度为167g而剪切强度为3239g。
                            例2
本例中，面层是由聚丙烯与3.5％乙烯的共聚物(Union Carbide6D43，可购自Union Carbide Corporation of Danbury，Connecticut所制的2.0den纤维的纺粘织物，织物的基重约0.7osy(约24gsm)，已由“S形织纹”的花纹粘合，粘合密度为111销/英寸2(17.2销/cm2)，而实际测量的粘合面积为17.7，与共同未决和共同转让的美国专利申请序号NO.08/929808中所述的相同，该申请是随此同期提交的，在McCormack等人的名下，题名为“改进了强度与耐磨性的非织造粘合花纹产生的织物”(代理人案号NO.13324)，它的整个内容已综合于此供参考。膜层是浇铸的“AB”膜，其底层包括45％LLDPE(DowlexNG3310，密度为0.918g/cc，熔体指数在190℃下为3.5g/10min，可购自Dow Chemical Co.of Midland，MI)；50％Supercoat，这是一种磨碎的由硬脂酸涂层的CaCO3(可购自EnglishChina Clay Co.of Sylacauga，Al)；5％LDPE(DOW 4012，密度为0.916g/cc，熔体指数在190℃下为12.0g/10min，可购自DowChemical CO of Midland，MI)，同时此膜层在其一侧之上的粘合层则包括：60％SupercoatTMCaCO3，NJ，40％弹性聚乙烯(DowAffinityEG8200，催化的受约束的几何形状，密度为0.87g/cc，熔体指数在190℃下为5.0g/10min，可购自Dow Chemical CO.ofMidland，MI)。按重量计，上述底层占85％而粘合层占15％。此共挤压膜总的基重为58gsm(约1.5mil)。膜的拉伸操作包括在50℃的预热步骤，沿机器方向于66℃下按400英尺/分钟(61m/min)在单一区域中拉伸3.8倍，然后将此膜于82℃下退火。此拉伸的膜成功地以370英尺/分钟(113m/min)按175PLI由“微型物”粘合花纹(1995年3月28日授予Uitenborek等人的美国专利设计NO.356688)，于110℃花纹温度和82℃平滑的钢砧温度下粘合。可使此层压件松驰约6.7％(粘合机速度：370英尺/分钟(113m/min)，卷取机速度345英尺/分钟(105m/min)]。形成的层压件的基重为43gsm，液位差为水59mbar，层压件剥离强度为172而WVTR为449g/m2/24小时。当用互补的钩件Velcro511004试验时，按10次试验平均结果，求得钩件的剥离强度为177g，剪切强度为1882g，而用Velcro 511003试验时，按10次试验平均结果，求得钩件的剥离强度为114g，剪切强度为3236g。
作为比较，用上述各例中的相同钩件试验了常规的非织造织物/膜层压件的尿布背片的试样。求得了下述结果：Kimberly-ClarkCorporation的HuggiesUltratrim1996市售产品非织造织物一膜层压件外罩(聚丙烯2.5den纺粘织物以金属丝网花纹粘合，302销/英寸2，18％粘合面积)，当以Velcro钩件858试验时，10次试验的平均结果是钩件的剥离强度为29g而剪切强度为171g；当以Velcro钩件51-1003试验时，10次试验的平均结果是钩件的剥离强度为71g而剪切强度为589g。根据用户使用的试验测定，为了能初步地紧固住现行的儿童短衫要求钩件的剥离强度至少约100g而剪切强度至少约1500g。
内行的人士一定会认识到，本发明在前面所说明的范围内是具有多种变更型式、改进型式和等效型式的，而所有这些都应视之为为后附权利要求书所包含和概括。为此，上述的等效型式应包括在功能上、结构上和组成上的等效形式。例如，钉子和螺丝即使它们可以具有不同的结构，但在功能上是等效的紧固件。

Claims (24)

1.一种复合材料，此复合材料包括：预粘合的非织造织物，它具有分开的粘合区花纹而在所述区之间有未粘合的纤维或丝；膜层，它在包括有其花纹不同于所述非织造织物的相分开的粘合区的花纹的相分开的层压件粘合区的位置粘合到上述非织造织物上，所述膜层换言之基本上未粘合到此非织造织物上，其中所述非织造物在其基本上不粘合到所述膜层上的区域中包含有粘合部位。
2.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述的复合材料的湿汽透过率(WVTR)至少约100g/m2/24小时而液位差值至少约为水50mbar。
3.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述相分开的粘合区包括约5％～约30％的所述预粘合非织造织物表面积，而粘合频次则为约50～约200/英寸2。
4.如权利要求2所述的复合材料，其中，所述相分开的粘合区包括约5％-约30％的所述预粘合非织造织物表面积，而粘合频次则为约50～约200/英寸2。
5.如权利要求3所述的复合材料，其中，所述层压件粘合区所覆盖面积小于此层压件表面积的30％。
6.如权利要求4所述的复合材料，其中，所述层压件粘合区所覆盖面积小于此层压件表面积的30％。
7.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述粘合到非织造织物上的膜层包括无定形聚合物。
8.如权利要求7所述的复合材料，其中，所述膜层是由多层组成而所述无定形聚合物包括所述层中与所述非织造织物相接触的一层。
9.如权利要求7所述的复合材料，其中，所述无定形聚合物包括在与所述非织造织物接触之前单独加到所述膜层上的一层。
10.如权利要求2所述的复合材料，其中，在所述相分开粘合区之间的所述纤维或丝形成了用于互补的钩式紧固件的环式接合区。
11.如权利要求10所述的复合材料，它用作钩-环紧固系统的环件，其中，所述钩件的剥离强度为约100g-约800g。
12.如权利要求11所述的复合材料，其中，所述钩件的剪切强度为约1000g-约6000g.
13.一种包括权利要求1所述复合材料的个人贴身制品。
14.一种包括权利要求5所述复合材料的个人贴身制品。
15.如权利要求14所述的个人贴身制品，其中，所述复合材料包括背片材料，其能在所述背片上基本上任何地方提供可紧固性。
16.如权利要求15所述的个人贴身制品，它选自尿布、训练用短裤、失禁衣着和女用贴身制品构成的组中。
17.一种制造复合材料的方法，此方法包括下述步骤：
a)提供预粘合的非织造织物，它具有相分开的粘合区花纹而在所
述粘合区之间有未粘合的纤维或丝；
b)提供透气膜；
c)提供在所述非织造织物和所述膜之间的无定形聚合物层；以及
d)将所述非织造织物、无定形聚合物层和膜按下述条件组合，即
使得所述非织造织物以不同于所述预粘合非织造织物粘合区
花纹的相分开粘合区的花纹粘合到所述膜上，且使其粘合区花
纹所覆盖的面积小于非织造织物表面积的30％。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述膜在粘合到前述非织造织物上后拉伸并回缩，促使在所述相分开的粘合区之间的纤维或丝成环，为互补钩件提供结合区。
19.一种包括钩件与环件的机械式紧固件，其中，环件包括权利要求4所述的复合材料。
20.一种包括钩件与环件的机械式紧固件，其中，环件包括权利要求5所述的复合材料。
21.如权利要求5所述的复合材料，其中，所述相分开的层压件粘合区包括所述预粘合非织造织物表面积的约10％-约25％。
22.如权利要求21所述的复合材料，其中，所述预粘合非织造织物的粘合频次为约75～约125/英寸2。
23.如权利要求22所述的复合材料，它具有至少为3的Martindale耐磨度。
24.如权利要求23所述的复合材料，它具有至少约800g/m2/24小时的湿汽透过率和至少为50mbar的液位差。
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