Проницаемый для воздуха слоистый материал, постоянно принимающий форму, согласующуюся с контурами тела пользователя

Проницаемый для воздуха слоистый материал, постоянно принимающий форму, согласующуюся с контурами тела пользователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к проницаемому для воздуха слоистому материалу (то есть, проницаемому для паров воды, но, по существу, непроницаемому для жидкости), который постоянно принимает форму, согласующуюся с контурами тела пользователя. Слоистый материал растягивается в соответствии с необходимостью для соответствия контурам тела пользователя и остается, по существу, в растянутом или вытянутом состоянии, даже после того, как вытягивающая сила будет удалена.

Предшествующий уровень техники

Слоистые материалы проницаемые для паров воды, но, по существу, непроницаемые для жидкой воды, известны в данной области техники и повсеместно используются для подкладок подгузников, других впитывающих элементов одежды персонального ухода, медицинской одежды и т.п. Такие слоистые материалы могут быть составлены из проницаемой для воздуха, утончаемой при растяжении пленки с наполнителем и нетканого материала, полученного фильерным способом производства. Проницаемая для воздуха пленка может быть сформирована путем смешивания одного или нескольких полиолефинов с наполнителем в виде неорганических частиц, формирования пленки из смеси и вытягивая пленки, в результате чего вокруг частиц наполнителя формируются поры. В полученной в результате пленке могут образовываться тонкие мембраны из полимера вокруг частиц наполнителя, через которые происходит молекулярная диффузия паров воды, в то время как вся пленка, в основном, блокирует пропускание жидкой воды, или может иметь микропоры, проходящие через всю пленку. Проницаемая для воздуха пленка может быть соединена для формирования слоистого материала с нетканым материалом, например с нетканым материалом, полученным фильерным способом производства, с использованием теплового соединения или соединения клеем. Нетканый материал, полученный фильерным способом производства, добавляет прочность и целостность слоистому материалу, проницаемому для воздуха, и придает ему мягкое ощущение на ощупь, аналогичное ткани.

Одна из тенденций, влияющая на производство впитывающих изделий одежды персонального ухода и медицинской одежды, представляет собой спрос и потребность в продуктах с высокой степенью проницаемости для паров воды, которые удерживают жидкости или имеют улучшенные барьерные свойства в отношении воды, крови и других жидкостей. Эта тенденция отражает спрос на повышенный комфорт для пользователя без потери барьерных функций. Другая тенденция, влияющая на это направление производства, заключается в росте спроса и потребности в продуктах, обеспечивающих лучшую подгонку к контурам тела пользователя. До настоящего времени значительное количество разработок в этой области включали использование эластичных материалов.

Одна из проблем, связанных с использованием эластичных материалов, состоит в том, что большое количество продуктов, включая впитывающие предметы одежды, имеют комплексную слоистую структуру. Впитывающие предметы одежды обычно включают, по меньшей мере, проницаемый для жидкости верхний слой, впитывающий слой внутренней части и проницаемое для воздуха, по существу, непроницаемое для жидкости внешнее покрытие слоистого материала. Если один из этих материалов будет выполнен эластичным, впитывающий предмет одежды не обязательно будет эластичным. Для того чтобы предмет одежды имел свойства эластичности, каждый слой должен либо а) проявлять требуемый минимальный уровень растяжимости и способности к сокращению или b) быть "свободно плавающим" и не прикрепленным к эластичному или растяжимому слоям.

Другая проблема, связанная с использованием эластичных материалов для улучшения комфортабельности, состоит в преобразовании в ходе растяжения кинетической энергии в потенциальную. Накопленная в областях растяжения предмета одежды потенциальная энергия создает силу сокращения, которая воздействует на тело пользователя, вызывая сжатие кожи и дискомфорт. Всегда, когда эластичный предмет одежды растягивается в отдельных областях для соответствия телу пользователя, эта одежда становится более тесной в областях растяжения. Рубцы на коже, красные отметки или даже сыпь могут образоваться в тех местах, где эластичный материал действует с наибольшей силой сокращения на кожу пользователя. Эти проблемы обостряются, когда предмет одежды содержит более чем один эластичный слой.

В области производства впитывающих предметов одежды для персонального ухода и медицинской одежды существует потребность или спрос в менее дорогостоящих материалах, которые растягиваются для соответствия контурам тела пользователя. Также существует потребность или спрос в материалах, в которых при растяжении не накапливается существенное количество потенциальной энергии, и которые не проявляют излишнюю силу сокращения по отношению к телу пользователя. То есть, существует потребность или спрос в материалах и предметах одежды, которые остаются растянутыми, постоянно соответствуя контурам тела пользователя.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение направлено, по существу, на непроницаемый для жидкости слоистый материал, включающий, по меньшей мере, один нетканый материал из термопластичного волокна и, по меньшей мере, одну пленку, предпочтительно проницаемую для воздуха, по существу, непроницаемую для жидкости, которая нанесена на него в виде слоя. Слоистый материал (который, предпочтительно, выполнен проницаемым для воздуха) имеет продольное направление (направление формирования), которое соответствует основному направлению ориентации нетканых волокон, и поперечное направление, которое перпендикулярно продольному направлению. Слоистый материал, проницаемый для воздуха, может растягиваться в поперечном направлении до ширины в растянутом состоянии, которая, по меньшей мере, на 25% больше, чем первоначальная ширина в нерастянутом состоянии, при приложении силы растяжения. Когда силу растяжения удаляют, слоистый, проницаемый для воздуха материал либо не сокращается, либо сокращается, но не более чем на 30% от разности между шириной в растянутом состоянии и первоначальной шириной.

Проницаемый для воздуха, по существу, непроницаемый для жидкости слоистый материал, предпочтительно, включает проницаемую для воздуха микропористую пленку, имеющую способность к растяжению в поперечном направлении, по меньшей мере, такую же, как и у слоистого материала, и волоконный нетканый материал, соединенный с пленкой, который также имеет способность к растяжению в поперечном направлении, по меньшей мере, в такой же степени, что и слоистый материал. В качестве альтернативы, пленка может быть изготовлена, по существу, из полимера, проницаемого для воздуха. Компонент, который имеет наименьшую степень растяжения в поперечном направлении (пленка или нетканый материал), будет ограничивать полезную степень растяжения в поперечном направлении всего слоистого материала. Другими словами, слоистый материал будет растяжим в той же или меньшей степени, что и в наименьшей степени растяжимый слой. Аналогично, ни пленка, ни материал не должны проявлять существенно большую силу сокращения, чем требуется от слоистого материала в целом. Если пленка либо нетканый материал имеют большую тенденцию к сокращению, чем 30% разности между его шириной в растянутом состоянии и первоначальной нерастянутой шириной, то весь слоистый материал может слишком сильно сокращаться или прикладывать излишнюю силу сокращения к телу пользователя.

В одном из вариантов осуществления нетканый материал из термопластичных волокон представляет собой вытянутый нетканый материал, например вытянутый материал, полученный эжектированием высокоскоростным потоком воздуха. Нетканый материал, который изготовлен из относительно неэластичного полимерного материала, вытягивают в машинном направлении для создания сужения или утончения материала в поперечном направлении. Этот материал соединяют с образованием слоистой структуры с проницаемой для воздуха микропористой пленкой, пока материал находится в утонченном состоянии. Пленка включает, по меньшей мере, один термопластичный полимер, который придает пленке свойства растяжимости (но не эластичности, или существенного сокращения) в поперечном направлении. При этом, когда слоистый материал растягивают в поперечном направлении, пленка растягивается, и нетканый материал возвращается в свое исходное, неутонченное состояние. Растянутый слоистый материал проявляет незначительную силу сокращения или ее отсутствие после выдерживания в течение одной минуты в растянутом состоянии. В данном варианте осуществления слоистый материал имеет растяжимость в поперечном направлении, но может не иметь растяжимости в машинном направлении, если нетканый материал изготовлен из нерастяжимого полимера.

В другом варианте осуществления термопластичный нетканый материал не обязательно утончают, а изготовляют с использованием растяжимого (но не эластичного или проявляющего значительное сокращение) полимерного материала. Пленка также включает, по меньшей мере, один термопластичный полимер, который придает пленке растяжимость (но не эластичность или существенное сокращение) в поперечном направлении. Когда слоистый материал растягивают в поперечном направлении, пленка растягивается, и волокна в нетканом материале также растягиваются. Растянутый слоистый материал проявляет незначительную силу сокращения или ее отсутствие. В данном варианте осуществления слоистый материал может иметь растяжимость в продольном направлении, а также в поперечном направлении, поскольку как пленка, так и нетканый материал выполнены из растяжимых полимеров.

В другом варианте осуществления термопластичный материал не обязательно утончают или изготовляют с использованием растяжимого полимера. Вместо этого нетканому материалу придают свойства растяжимости путем придания извитости волокнам. Извитые волокна имеют волнистую и/или спиральную форму вдоль своей длины, которая растягивается при приложении силы растяжения, придавая, таким образом, волокнам способность удлинения. И снова повторим, что пленка включает, по меньшей мере, один термопластичный полимер, который придает пленке способность к растяжению (но не эластичность или значительную степень сокращения) в поперечном направлении. Когда слоистый материал растягивают в поперечном направлении, пленка растягивается, и извитые волокна нетканого материала проявляют тенденцию к растяжению. И снова, растянутый слоистый материал проявляет незначительную силу сокращения или ее отсутствие. В данном варианте осуществления слоистый материал может проявлять растяжимость в продольном направлении, а также в поперечном направлении, поскольку пленка выполнена из растяжимого полимера, и материал будет растягиваться в любом направлении.

В еще одном варианте осуществления термопластичный нетканый материал частично утончают или растягивают, например, до половины его максимально возможной степени растяжения в продольном направлении. Растяжимую полимерную пленку, такую, как гибкий полиолефин (ГПО) или другую мягкую полимерную пленку, также предпочтительно, но не обязательно, растягивают в продольном направлении. Затем изготавливают слоистый материал путем соединения частично растянутого нетканого материала и предпочтительно, но не обязательно, частично растянутой пленки. Слоистый материал затем подвергают дополнительному растяжению в продольном направлении, при этом создаются складки или морщины в части пленки слоистого материала. Когда вытянутый слоистый материал затем растягивают в поперечном направлении, складки пленки легко разравниваются при незначительной силе натяжения, обеспечивая растяжение слоистого материала в поперечном направлении. Следует понимать, что, хотя термин "легко" является относительным, в общем контексте настоящего описания он будет использоваться в отношении такой величины силы натяжения, которая обычно прикладывается при надевании на тело пользователя законченного предмета одежды, в котором используется такой слоистый материал. Затем прикладывают вторую силу, большую по величине, для получения дополнительного растяжения в поперечном направлении, для утончения пленки в поперечном направлении за пределы точки, в которой складки были полностью выровнены. И снова повторим, что при этом растянутый слоистый материал проявляет незначительную силу сокращения или ее отсутствие. В данном варианте осуществления профиль силы растяжения полученного в результате слоистого материала может регулироваться различным образом с использованием различных процедур, до компоновки слоистого материала или после компоновки слоистого материала, или с использованием обоих способов.

Учитывая вышеприведенное, настоящее изобретение направлено на обеспечение свойств и преимуществ, состоящих в формировании, по существу, непроницаемого для жидкости (предпочтительно, проницаемого для воздуха) слоистого материала, который растягивается в случае необходимости, и проявляет незначительную силу сокращения, постоянно соответствуя, таким образом, контуру тела пользователя.

Кроме того, настоящее изобретение направлено на свойства и преимущества, состоящие в формировании слоистого материала, который соответствует контурам тела пользователя, и который является относительно не дорогостоящим в производстве по сравнению с эластичными слоистыми материалами известного уровня техники.

Кроме того, свойства и преимущества настоящего изобретения состоят в формировании различных предметов одежды персонального ухода и медицинской одежды, в которых используется проницаемый для воздуха слоистый материал в соответствии с настоящим изобретением, и которые (благодаря их растяжимости и низкой степени сокращения) постоянно соответствуют контуру тела пользователя.

Вышеуказанные и другие свойства и преимущества станут более очевидными из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления, которые необходимо рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами. Подробное описание и чертежи предназначены скорее для иллюстрации, чем для ограничения, при этом объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Определения

Термин "растяжимый" используется здесь для обозначения материала, который при приложении растягивающей силы может растягиваться в определенном направлении, до размера (например, ширины) в растянутом состоянии, который, по меньшей мере, на 25% больше, чем первоначальный размер в нерастянутом состоянии. Когда растягивающую силу удаляют после периода выдержки длительностью в одну минуту, материал не сокращается или сокращается не больше, чем на 30% от разницы между размером в растянутом состоянии и первоначальным размером. Таким образом, материал, имеющий ширину один метр, который имеет определенную способность к растяжению в поперечном направлении, может быть растянут до ширины, по меньшей мере, 1,25 метра. После того, как растягивающая сила будет удалена, после выдержки при ширине в растянутом состоянии в течение одной минуты, материал, растянутый до ширины 1,25 метра, не будет сокращаться или будет сокращаться до ширины, не меньшей чем 1,175 метра. Растяжимые материалы отличаются от эластичных материалов, последние имеют тенденцию к сокращению, в основном, до их исходных размеров после удаления растягивающей силы. Растягивающая сила может представлять собой любую силу, достаточную для растяжения материала от 125% его первоначального размера и до максимального растянутого размера в выбранном направлении (например, поперечном направлении) без разрыва материала.

"Процентное сокращение" определяется, когда сила сокращения падает до величины ниже 10 грамм для образца шириной 3 дюйма (7,62 см), с использованием процедуры, описанной в Примерах. "Процентная постоянная остаточная деформация" равна 100 минус "Процентное сокращение".

Термин "неэластичный" относится как к материалам, которые не растягиваются на 25% или больше, так и к материалам, которые растягиваются на эту величину, но не сокращаются больше, чем на 30%. Неэластичные материалы включают растяжимые материалы, описанные выше, а также материалы, которые не растягиваются, например, которые разрываются, когда к ним прикладывают растягивающую силу.

Термин "продольное направление", используемый по отношению к нетканым материалам, относится к направлению перемещения конвейера, проходящего под фильерами или аналогичным устройством экструзии или формования волокон, что приводит к тому, что волокна имеют основную ориентацию в этом направлении. Хотя волокна выглядят переплетенными, или даже ориентированными случайным образом в определенной секции нетканого материала, они обычно имеют общее продольное направление ориентации, параллельное движению конвейера, который выносит их от устройства выдавливания или формирования.

Термин "продольное направление" в отношении пленки, относится к направлению пленки, которое было параллельно направлению перемещения пленки после выхода ее из устройства экструзии или формирования. Если пленку пропустили, например, через зажимные валки или охлаждающие валки, продольное направление будет представлять собой направление пленки, которое было параллельно движению поверхности валков, когда они находились в контакте с пленкой.

Термин "продольное направление" по отношению к слоистому материалу, включающему, по меньшей мере, одну пленку и, по меньшей мере, один нетканый материал, относится к продольному направлению компонента нетканого материала слоистого материала.

Термин "поперечное направление" для нетканого материала, пленки или слоистого материала относится к направлению, перпендикулярному продольному направлению. Размеры, измеренные в поперечном направлении, обозначены как размеры "ширины", в то время как размеры, измеренные в продольном направлении, обозначены как размеры "длины".

Термин "проницаемая для воздуха пленка", "проницаемый для воздуха слоистый материал" или "проницаемый для воздуха материал внешнего покрытия" относится к пленке, слоистому материалу или материалу внешнего покрытия, имеющему скорость пропускания паров воды ("СППВ" (WVTR)), по меньшей мере, приблизительно 300 г/м² за 24 часа, которая измеряется с использованием испытательной процедуры СППВ, описанной ниже. Термин "более высокая проницаемость для воздуха" просто обозначает, что второй материал имеет более высокое значение СППВ, чем первый материал. Свойство проницаемости для воздуха материала обычно основано на молекулярной диффузии пара или прохождении пара через микропоры, которые, по существу, являются непроницаемыми для жидкости.

Термин "материал проницаемый для жидкой воды" относится к материалу, представленному одним или несколькими слоями, такими как нетканый материал, которые являются пористыми, и проницаемыми для жидкой воды благодаря проходу воды и других водных жидкостей через поры. Промежутки между волокнами или нитями нетканого материала могут быть достаточно большими и достаточно частыми для обеспечения протечки и потока жидкой воды через материал.

Термин "нетканое полотно или материал" означает материал, имеющий структуру из отдельных волокон или нитей, которые взаимно уложены так, что не образуют регулярную или идентифицируемую структуру как в трикотажном полотне. Нетканые полотна или материалы формируют с помощью различных процессов таких, как, например, процессы формирования аэродинамическим способом из расплава, процессы формирования эжектированием высокоскоростным потоком воздуха, процессы укладки воздухом, процессы совместного формования и процессы формирования нетканого материала из кардного прочеса. Масса единицы площади нетканых полотен обычно выражается в унциях материала на квадратный ярд (osy) или граммах на квадратный метр (г/м²) и диаметр используемых волокон обычно выражают в микронах. (Следует отметить, что для преобразования значения в унциях на квадратный ярд в г/м² необходимо умножить значение в унциях на квадратный ярд на 33,91.)

Термин "микроволокна" означает волокна с малым диаметром, обычно имеющие среднее значение денье волокна приблизительно 0,005-10. Значение денье волокна определяется как масса 9000 метров волокна в граммах. Для волокон, имеющих круглое поперечное сечение, значение денье может быть вычислено как диаметр волокна в микронах в квадрате, умноженный на плотность в г/см³, умноженный на 0,00707. Для волокон, изготовленных из одного полимера, меньшее значение денье указывает на более тонкие волокна, и более высокое значение денье указывает на более толстое или тяжелое волокно. Например, диаметр полипропиленового волокна, равный 15 микрон, может быть преобразован в значение денье путем возведения в квадрат, умножения результата на 0,89 г/см³ и умножения на 0,00707. Таким образом, полипропиленовое волокно диаметром 15 микрон имеет значение денье приблизительно 1,42, которые вычисляются как (15²×0,89×0,00707=1,415). За пределами Соединенных Штатов Америки обычно используют единицу измерения "текс", которая определяется как масса в граммах километра волокна. Значение в текс может быть вычислено как денье/9.

Термин "волокна, полученные эжектированием высокоскоростным потоком воздуха" относится к волокнам малого диаметра, которые формируют путем выдавливания расплавленного термопластического материала в виде волокон через множество тонких капилляров фильер, имеющих круглую или другую конфигурацию, причем диаметр выдавливаемых волокон затем быстро уменьшают, используя, например, способы, описанные в патентах США 4340563 авторов Эппель и др. (Appel et al.), и в патенте США 3692618 авторов Доршнер и др. (Dorschner et al.), патенте США 3802817 авторов Матсуки и др. (Matsuki et al.), патенте США 3338992 и 3341394 автора Кинни (Kinney), патенте США 3502763 автора Хартманн (Hartmann), патенте США 3502538 автора Петерсен (Petersen) и в патенте США 3542615 авторов Добо и др. (Dobo et al.), каждый из которых приводится здесь полностью путем ссылки. Волокна, полученные эжектированием высокоскоростным потоком воздуха, выходят охлажденными и обычно не слипаются при нанесении на собирающую поверхность. Волокна, полученные эжектированием высокоскоростным потоком воздуха, обычно являются непрерывными и часто имеют среднее значение денье большее, чем приблизительно 0,3, более конкретно, приблизительно в диапазоне от 0,6 до 10.

Термин "волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава", означает волокна, сформированные путем выдавливания расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых, капилляров фильер в виде расплавленных нитей или волокон в сходящиеся высокоскоростные потоки подогретого газа (например, воздуха), которые вытягивают волокна из расплавленного термопластичного материала, снижая их диаметр так, что могут формироваться микроволокна. После этого волокна, полученные аэродинамическич способом из расплава, переносят высокоскоростным потоком газа и откладывают на собирающую поверхность для формирования полотна из случайным образом распределенных волокон, полученных аэродинамическим способом из расплава. Такой процесс описан, например, в патенте США 3849241 авторов Бутин и др. (Butin et al.) Волокна, полученные аэродинамическим способом из расплава, представляют собой микроволокна, которые могут быть непрерывными или иметь разрывы, и обычно имеют значение денье меньшее, чем приблизительно 1,0 денье, и обычно они самостоятельно соединяются при нанесении на собирающую поверхность.

Термин "пленка" относится к термопластичной пленке, изготовленной с использованием процесса выдавливания пленки, такого, как отливка пленки или процесс выдавливания пленки с выдуванием. Этот термин включает пленки, которым придана микропористая структура путем подмешивания в полимер наполнителя, с формированием пленки из этой смеси и с последующим вытягиванием этой пленки.

Термин "микропористая" относится к пленкам, имеющим поры, разделенные мембранами тонкого полимера, и пленкам, в которых микропоры проходят через толщину пленки. Поры или микропоры могут быть сформированы, когда смесь полимера и наполнителя выдавливают, формируя пленку, и затем эту пленку растягивают, предпочтительно в продольном направлении. Микропористые пленки имеют тенденцию к пропусканию паров воды, благодаря молекулярной диффузии паров воды через мембраны или микропоры, но, по существу, блокируют проход водных жидкостей.

Термин "полимер" включает без ограничений гомополимеры, сополимеры, такие, как например, блоксополимеры, привитые сополимеры, статистические и чередующиеся сополимеры, терполимеры и т.д., а также их смеси и модификации. Кроме того, если только не будет конкретно ограничено другим образом, термин "полимер" должен включать все возможные геометрические конфигурации материала. Эти конфигурации включают, но не ограничиваются, изотактические, синдиотактические и атактические симметрии.

Термин "впитывающее изделие" включает впитывающие изделия персонального ухода и медицинские впитывающие изделия. Термин "впитывающее изделие персонального ухода" включает без ограничения подгузники, тренировочные трусы, одежду для плавания, впитывающее нижнее белье, салфетки для детей, изделия для взрослых, страдающих недержанием, а также изделия женской гигиены.

Термин "медицинское впитывающее изделие" включает без ограничения впитывающие предметы одежды, прокладки, бинты, маски для лица, впитывающие халаты и медицинские салфетки.

Термины "шейка" или "вытягивание в шейку (сужение)" взаимозаменяемо означают, что ткань, нетканый материал или слоистый материал были вытянуты так, что он был растянут при непрерывном уменьшении его ширины или его поперечного размера путем вытягивания в продольном направлении или при увеличении длины ткани. Контролируемое вытягивание может происходить при холодной температуре, комнатной температуре или повышенных температурах и ограничено увеличением общего размера в направлении вытягивания до степени удлинения, требуемой для разрыва ткани, нетканого материала или слоистого материала, которая в большинстве случаев составляет приблизительно от 1,2 до 1,6 раз. При освобождении ткань, нетканый материал или слоистый материал не возвращаются полностью к первоначальным размерам. Процесс утончения обычно включает разматывание листа с подающего рулона и пропускание его через узел тормозящих-зажимных валков, приводимых в движение с заданной линейной скоростью. Подхватывающий валок или зажим, работающий с линейной скоростью, более высокой, чем тормозящий зажимной валок, вытягивает ткань и создает натяжение, необходимое для удлинения и утончения ткани. В патенте США №4965122, выданном Морман (Morman), и который передан правопреемнику настоящего изобретения и приводится здесь полностью путем ссылки, описан нетканый материал, обратимо вытянутый в шейку, который может быть сформирован путем вытягивания материала в шейку с последующим нагревом вытянутого в шейку материала, после чего следует охлаждение. Нагрев вытянутого в шейку материала создает дополнительную кристаллизацию полимера, что приводит к частичной тепловой усадке. Если вытянутый в шейку материал представляет собой материал, полученный эжектированием высокоскоростным потоком воздуха, некоторые волокна материала могут текстурироваться в ходе процесса утончения, как описано в американском патенте 4965122.

Термин "вытягиваемый в шейку материал" или "вытягиваемый в шейку слой" означает любой материал или слой, который может вытягиваться в шейку, такой как нетканый, тканый или текстильный материал, или слоистый материал, содержащий один из таких слоев. Используемый здесь термин "вытянутый в шейку материал" относится к любому материалу, который был вытянут, по меньшей мере, в одном направлении (например, в продольном), с уменьшением поперечного размера (например, ширины) так, что при удалении вытягивающей силы материал может сократиться обратно до исходной ширины. Вытянутый в шейку материал обычно имеет большую массу единицы площади, чем не вытянутый в шейку материал. Когда вытянутый в шейку материал сокращается обратно до своей первоначальной ширины, он должен иметь такую же массу единицы площади, что и не вытянутый в шейку материал. Это отличается от растяжения/ориентирования слоя пленки, в ходе которого пленка утончается, с уменьшением массы единицы площади уменьшается. Предпочтительные нетканые материалы, предназначенные для использования в настоящем изобретении, изготовлены из неэластичного полимера.

Термин "процентное сужение" означает отношение, определенное путем измерения разности между не вытянутым размером и вытянутым размером вытягиваемого в шейку материала с последующим делением этой разности на не вытянутый размер вытягиваемого в шейку материала.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сверху волокнистого нетканого материала, который может представлять собой не вытянутый в шейку материал, полученный фильерным способом производства.

Фиг.2 изображает вид сверху вытянутого в шейку волокнистого нетканого материала, который может представлять собой материал, полученный фильерным способом производства.

Фиг.3 изображает вид в разрезе проницаемой для воздуха микропористой пленки, которая может быть нанесена в виде слоя на нетканый материал фиг.1 или фиг.2.

Фиг.4 схематично изображает процесс, который может быть использован для формирования проницаемых для воздуха слоистых материалов в соответствии настоящим изобретением.

Фиг.5 изображает вид сверху растяжимой пленки, которая была растянута для образования в ней складок.

Фиг.6 изображает вид в разрезе слоистого материала вдоль поперечного направления, представляющий складки в материале.

Фиг.7 изображает приложение силы натяжения к слоистому материалу фиг.6, показывая растяжение в поперечном направлении через разглаживание складок.

Фиг.8 изображает приложение силы натяжения к разглаженному слоистому материалу фиг.7, представляя дополнительное растяжение пленки слоистого материала из-за дополнительного растяжения в поперечном направлении.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Как показано на фиг.1, нетканый материал 10, который может представлять собой материал, полученный фильерным способом производства, включает множество отдельных элементов 12 из термопластичных волокон, соединенных вместе с использованием структуры соединения, которая в данном случае включает множество точечных соединений 14. Отдельные волокна 12, как показано на чертеже, имеют переплетенную или в определенной степени случайную ориентацию, если их рассматривать под микроскопом. При рассмотрении под микроскопом так, чтобы была видна вся длина волокон 12, волокна 12 имеют общее основное направление ориентации, которое параллельно продольному направлению, обозначенному стрелкой 16. Если нетканый материал представляет собой материал, полученный фильерным способом производства, он может быть первоначально получен с высокой степенью ориентации волокон в продольном направлении, и тепловые соединения ориентированы преимущественно в продольном направлении. Это обеспечивает материалу, полученному фильерным способом производства, свойство растяжимости в поперечном направлении, очень похожее на то, которое существует в обычном нетканом материале из кардного прочеса.

Нетканый материал 10 предпочтительно представляет собой нетканый материал фильерного способа производства, но также может быть материалом, полученным аэродинамическим способом из расплава, нетканым материалом из кардного прочеса, материалом, уложенным воздухом или слоистым материалом, или составным материалом, включающим один или большее количество нетканых материалов. Нетканый материал также может быть сформирован или модифицирован с использованием процесса гидроперепутывания. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения нетканый материал или слоистый материал, включающий его, может вытягиваться в шейку, как определено выше. На фиг.2 показан вид сверху вытянутого в шейку нетканого материала 20, который может представлять собой нетканый материал 10, вытянутый в продольном направлении 16 для создания удлинения материала в машинном направлении 16 и сужения или вытягивания в шейку в поперечном направлении 18. Как показано на фиг.2, вытягивание в шейку создает большую степень выравнивания отдельных волокон 12 по отношению друг к другу, и более тесное их размещение по отношению друг к другу. Когда используют вытягиваемый в шейку нетканый материал или слоистый материал, он должен иметь процент сужения, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 15%, более предпочтительно, приблизительно 25-75%, наиболее предпочтительно, приблизительно 35-65%. Перед сужением нетканый материал 10 должен иметь массу единицы площади приблизительно 0,05-4,0 унций на квадратный ярд, (1,70-135,6 г/м²), предпочтительно приблизительно 0,3-2,0 унций на квадратный ярд (10,17-67,82 г/м²), более предпочтительно приблизительно 0,4-1,0 унций на квадратный ярд (13,56-33,91 г/м²).

При использовании утончаемого нетканого материала нетканый материал может быть составлен из не растяжимого, либо из растяжимого полимера. Примеры подходящих не растяжимых полимеров включают, без ограничения, полиолефины, полиамиды и полиэфиры. Предпочтительные полимеры включают полиолефины, такие как полипропилен и/или полиэтилен. Другие подходящие полимеры включают сополимеры, в основном, этилена и С₃-С₁₂ альфа-олефинов, с плотностью приблизительно 0,900-0,935 граммов на см³, которые обычно известны как линейные полиэтилены низкой плотности. Также сюда включены сополимеры, состоящие, по меньшей мере, из 90 мас.% пропилена с не более чем 10 мас.% С₃ или C₄-C₁₂ альфа-олефинов. Растяжимые полимеры (как описано ниже), которые являются предпочтительными в случае, когда нетканый материал 10 используют без вытягивания в шейку или без извитых волокон, также могут использоваться при его утончении растяжением. Полиолефины, полученные при использовании одноцентрового катализатора (то есть, катализированные металлоценом или катализированные с ограниченной геометрией), также используются в данном изобретении. Эти полиолефины могут быть растяжимыми или не растяжимыми, в зависимости от их плотности и содержания мономера. Полиолефины, полученные с использованием одноцентрового катализатора, описаны в патентах США 5571619; 5322728; и 5272236, описания которых приведены здесь путем ссылки.

Полимеры, полученные с использованием одноцентровых катализаторов, имеют очень узкий диапазон молекулярной массы. Числа полидисперсности (Mw/Mn) меньше 4 и даже меньше 2 являются возможными для полимеров, полученных с помощью металлоцена. Эти полимеры также имеют контролируемое узкое распределение разветвления цепи, по сравнению с аналогичными в остальном полимерами, полученными с помощью катализатора Циглера-Натта.

Кроме того, можно использовать систему металлоценовых катализаторов для непосредственного управления изотактичностью полимера. В общем, полиэтиленовые полимеры и сополимеры, имеющие плотность 0,900 г/см³ или выше, имеют тенденцию к меньшей степени растяжимости или нерастяжимости, а полимеры, имеющие плотность ниже 0,900 г/см³ являются более растяжимыми. В общем, полипропиленовые полимеры и сополимеры, содержащие 0-10% этилена или другого альфа-олефинового сомономера имеют тенденцию быть в меньшей степени растяжимыми или не растяжимыми, в то время как сополимеры пропилена и альфа-олефина, содержащие больше, чем 10% сомономера, являются в большей степени растяжимыми.

Коммерческое производство полимеров с использованием одноцентровых катализаторов в определенной степени ограничено, но растет. Такие полимеры поставляются Компанией Exxon Chemical Company из города Бэйтаун, Штат Техас под торговым наименованием ACHIEVE для полимеров на основе полипропилена и EXACT, а также EXCEED, для полимеров на основе полиэтилена. Компания Dow Chemical Company, город Мидлэнд, штат Мичиган коммерчески поставляет полимеры