Нетканая эластичная пленка с отверстиями, обладающая улучшенными характеристиками скрепления

Нетканая эластичная пленка с отверстиями, обладающая улучшенными характеристиками скрепления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нетканые эластичные композиционные материалы обычно включают в состав изделий (например, подгузников, трусов для приучения к горшку, предметов одежды и т. п.) для улучшения их способности к лучшему прилеганию к контурам тела. Например, композиционный материал может быть образован из эластичной пленки и одного или более материалов нетканого полотна. Материал из нетканого полотна может прилегать к эластичной пленке, когда пленка находится в растянутом состоянии, так что материал из нетканого полотна может собираться в складки между местами, в которых он скреплен с пленкой, когда она находится в ослабленном состоянии. Получаемый в результате эластичный композиционный материал поддается растяжению до той степени, в которой материал из нетканого полотна, собранный в складки между местами скрепления, позволяет удлиняться эластичной пленке. К сожалению, эластичные пленки могут быть неприятными и неудобными по отношению к коже носящего. В стремлении к улучшению этих свойств были предприняты попытки создания отверстий в композиционном материале для повышения способности пропускать воздух. Эластичный материал может иметь отверстия, например, в различных областях, соответствующих местам скрепления, так что первое и второе полотна сообщаются посредством отверстий. Несмотря на достигаемые благоприятные эффекты способ, однако, может быть времязатратным, и поэтому остается необходимость в улучшении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к нетканому композиционному материалу, содержащему эластичную пленку, скрепленную с материалом из нетканого полотна во множестве отдельных точек скрепления, при этом указанные точки скрепления образуют общую площадь скрепления, составляющую менее чем приблизительно 25% от всей площади нетканого композиционного материала, и где указанная пленка содержит множество отверстий, расположенных вблизи указанных точек скрепления, и где указанный нетканый композиционный материал содержит множество нескрепленных областей так, что нескрепленные области образуют нескрепленную часть эластичной пленки, расположенную смежно с указанным нетканым полотном, но не соединенную с ней так, что нескрепленные области создают осязаемый узор на всей площади нетканого композиционного материала; при этом указанный нетканый композиционный материал содержит ряд штампованных узоров, повторяющихся на всем протяжении композиционного материала, где штампованные узоры находятся на расстоянии, измеренном в CD-направлении по ширине полосы, составляющей от приблизительно 0,050 дюйма до приблизительно 0,150 дюйма, нетканого композиционного материала, и измеренном в MD-направлении по расстоянию, составляющему от приблизительно 0,5 дюйма до приблизительно 10,0 дюйма, для нетканого композиционного материала, и где штампованные узоры содержат одну или более групп, при этом указанная группа содержит по меньшей мере 3 штырька для указанных точек скрепления, при этом указанные штырьки расположены в группе для обеспечения углового двунаправленного вытягивания пленки вокруг указанного отверстия для повышения способности пропускать воздух. Нетканый композиционный материал по настоящему изобретению может содержать штампованный узор, где узор напоминает разнообразные типы узоров, такие как цветы, квадраты, круги, звезды, зигзаги, стрелки, мультипликационные персонажи, лица, воздушные шары, животные, картины природы, волны, завитки, прямоугольники, овалы, треугольники, ромбы, многоугольники и абстрактные формы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Полное и достаточное раскрытие настоящего изобретения изложено более конкретно в остальной части описания, включающей ссылку на прилагаемые фигуры, на которых приведено следующее.

На фигуре 1 иллюстрируется один вариант осуществления узора скрепления, который можно применять в соответствии с настоящим изобретением.

На фигуре 2 иллюстрируется другой вариант осуществления узора скрепления, который можно применять в соответствии с настоящим изобретением.

На фигуре 2A иллюстрируется вид в увеличенном масштабе, на котором приведена на примере «группа» в соответствии с настоящим изобретением.

На фигуре 2B иллюстрируется вид в увеличенном масштабе, на котором приведена на примере «группа» в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 3 представляет собой SEM-микрофотографию (5 кВ, 60x) образца, образованного в примере 1, на которой показаны отверстия в эластичной пленке, образованные в одном варианте осуществления узора скрепления, который можно применять в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 4 представляет собой SEM-микрофотографию (5 кВ, 60x), на которой показаны отверстия в эластичной пленке, образованные нитями узора скрепления в виде проволочного переплетения.

Фигура 5 представляет собой SEM-микрофотографию (5 кВ, 60x), на которой показаны отверстия в эластичной пленке, образованные нитями узора скрепления в виде ластичного переплетения.

Фигура 6 представляет собой иллюстрацию параллельного сравнения картин стягивания пленки, которые имеют место:

6A - в варианте осуществления узора скрепления, который можно применять в соответствии с настоящим изобретением;

6B - для узора скрепления, образованного по типу узора скрепления в виде проволочного переплетения; и

6C - для узора скрепления, образованного по типу узора скрепления в виде ластичного переплетения.

Фигура 7 представляет собой SEM-микрофотографию (5 кВ, 60x), на которой показан нетканый композиционный материал, изготовленный в соответствии с вариантом осуществления улучшенных характеристик скрепления по настоящему изобретению.

Фигура 8 представляет собой SEM-микрофотографию (5 кВ, 60x), на которой показан нетканый композиционный материал, изготовленный в соответствии с другим вариантом осуществления улучшенных характеристик скрепления по настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определения

Используемый в данном документе термин «нетканое полотно» обычно относится к полотну, имеющему структуру из отдельных волокон или нитей, которые переслаиваются, но не идентифицируемым образом, как в случае трикотажного текстильного материала. Примеры подходящих нетканых текстильных материалов или полотен включают без ограничения полотна мелтблаун, полотна спанбонд, скрепленные кардочесанные полотна, полотна, полученные путем суховоздушного формования, полотна коформ, полотна, полученные путем гидравлического переплетения, и т. д.

Как используется в данном документе, термин «полотно мелтблаун» обычно относится к нетканому полотну, образуемому с помощью способа, в котором расплавленный термопластичный материал экструдируют через множество мелких, обычно круглых, капилляров формующей головки в виде расплавленных волокон в сходящихся высокоскоростных потоках газа (например, воздуха), которые способствуют уменьшению диаметра волокон расплавленного термопластичного материала, которое может происходить до диаметра микроволокон. После этого волокна мелтблаун переносятся высокоскоростным потоком газа и укладываются на принимающую поверхность с образованием полотна из распределенных случайным образом волокон мелтблаун. Такой способ раскрыт, например, в патенте США № 3849241, выданном Butin и соавт., который включен в данный документ посредством ссылки на него во всей своей полноте во всех отношениях. В общем, волокна мелтблаун могут представлять собой микроволокна, которые являются практически непрерывными или дискретными, диаметром обычно менее 10 микронов, и обычно являются клейкими при укладывании на принимающую поверхность.

Термин «штырек» или «скрепляющий штырек» относится к элементу вальца, используемому для скрепления или соединения пленки с нетканым полотном.

Термин «размерный коэффициент узора» определяет взаимосвязь между краевой частью угла расположения узора и интервалом между штырьками в машинном направлении.

Как используется в данном документе, «площадь штырька» относится к площади каждого штырька, измеренной по диаметру.

Как используется в данном документе, «соотношение размеров штырька» представляет собой соотношение длины и ширины штырька по отношению друг к другу.

Как используется в данном документе, «ориентация штырька» относится к углу расположения штырька по отношению к оси машинного направления.

Как используется в данном документе, «форма штырька» представляет собой форму штырька, которая может изменяться в зависимости от общего желаемого узора на нетканом композиционном материале.

Как используется в данном документе, термин «полотно спанбонд» обычно относится к полотну, содержащему практически непрерывные волокна небольшого диаметра. Волокна образуют путем экструдирования расплавленного термопластичного материала из множества мелких, обычно круглых, капилляров фильеры, при этом диаметр экструдированных волокон затем быстро уменьшают, например, путем выводящего протаскивания и/или с помощью других хорошо известных механизмов технологии спанбонд. Производство полотен спанбонд описано и проиллюстрировано, например, в патентах США № 4340563, выданном Appel и соавт., № 3692618, выданном Dorschner и соавт., № 3802817, выданном Matsuki и соавт., № 3338992, выданном Kinney, № 3341394, выданном Kinney, № 3502763, выданном Hartman, № 3502538, выданном Levy, № 3542615, выданном Dobo и соавт., и № 5382400, выданном Pike и соавт. Волокна спанбонд обычно не являются клейкими при их укладывании на принимающую поверхность. Волокна спанбонд иногда могут иметь диаметр, составляющий меньше чем приблизительно 40 микронов, а зачастую от приблизительно 5 микронов до приблизительно 20 микронов.

Используемые в данном документе термины «удлиняемый» или «способность к удлинению» обычно относятся к материалу, который растягивается или удлиняется в направлении приложения усилия по меньшей мере на приблизительно 25%, в некоторых вариантах осуществления на приблизительно 50% и в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере на приблизительно 75% от его длины или ширины в ослабленном состоянии. Удлиняемый материал не обязательно обладает свойствами восстановления. Например, эластомерный материал представляет собой удлиняемый материал, обладающий свойствами восстановления. Полотно мелтблаун может быть удлиняемым, но не обладать свойствами восстановления и поэтому быть удлиняемым неэластичным материалом.

Используемые в данном документе термины «эластомерный» и «эластичный» относятся к материалу, который в случае приложения растягивающего усилия поддается растяжению по меньшей мере в одном направлении (таком как CD-направление) и который при сбросе растягивающего усилия сжимается/возвращается примерно к своим исходным размерам. Например, растянутый материал может иметь длину в растянутом состоянии, которая по меньшей мере на 50% превышает его длину в ослабленном нерастянутом состоянии и которая восстанавливается до значения в пределах по меньшей мере 50% от его длины в растянутом состоянии при сбросе растягивающего усилия. Гипотетическим примером может быть образец материала размером один (1) дюйм, который поддается растяжению до величины по меньшей мере 1,50 дюйма и который при сбросе растягивающего усилия восстанавливается до длины не более 1,25 дюйма. В желательном случае материал сжимается или восстанавливается по меньшей мере до 50%, а в еще более желательном случае по меньшей мере до 80% длины в растянутом состоянии.

Используемые в данном документе термины «машинное направление» или «MD» обычно относятся к направлению, в котором производится материал, по длине материала. Термин «поперечное направление» или «CD» относится к направлению, перпендикулярному машинному направлению, или направлению по ширине материала.

Используемые в данном документе термины «зауженный» и «зауженный материал» обычно относятся к любому материалу, который был вытянут по меньшей мере по одному размеру (например, в машинном направлении) с уменьшением его поперечного размера (например, в поперечном направлении), так что при устранении вытягивающего усилия материал может вернуться к своей исходной ширине. Зауженный материал обычно имеет более высокий основной вес на единицу площади, чем незауженный материал. При возвращении зауженного материала к своей исходной ширине он должен иметь приблизительно такой же основной вес, как и у незауженного материала. Это отличается от ориентации пленки, при которой пленка утончается, а основной вес уменьшается. Способ зауживания, как правило, включает развертывание материала с подающего вальца и пропускание его через узел тормозных прижимных вальцов, движущихся при заданной линейной скорости. Натяжной валец или зажимной элемент, работающий при более высокой линейной скорости, чем тормозной прижимной валец, вытягивает материал и создает натяжение, необходимое для удлинения и зауживания материала.

Используемый в данном документе термин «термическое точечное скрепление» обычно относится к способу, осуществляемому, например, путем пропускания материала между вальцом с узором (например, вальцом каландра) и другим вальцом (например, опорным вальцом), который может иметь или не иметь узор. Один или оба вальца, как правило, нагреваются.

Используемый в данном документе термин «ультразвуковое скрепление» обычно относится к способу, осуществляемому, например, путем пропускания материала между рупорным ультразвуковым излучателем и вальцом с узором (например, опорным вальцом). Например, ультразвуковое скрепление путем применения неподвижного рупорного излучателя и вращающегося опорного вальца с узором описано в патентах США № 3939033, выданном Grgach и соавт., № 3844869, выданном Rust Jr., и № 4259399, выданном Hill, которые включены в данный документ посредством ссылки на них во всей своей полноте во всех отношениях. Кроме того, ультразвуковое скрепление путем применения вращающегося рупорного излучателя с вращающимся опорным вальцем с узором описано в патентах США № 5096532, выданном Neuwirth и соавт., № 5110403, выданном Ehlert, и № 5817199, выданном Brennecke исоавт., которые включены в данный документ посредством ссылки на них во всей своей полноте во всех отношениях. Разумеется, в настоящем изобретении также можно применять любую другую методику ультразвукового скрепления.

Следует отметить, что термины «скрепление» и «наслоение» или «наслаивание» можно использовать взаимозаменяемо для обозначения способа, посредством которого пленку присоединяют к нетканому полотну, в результате чего получают усовершенствованный нетканый композиционный материал по настоящему изобретению.

Подробное описание

Поскольку описание настоящего изобретения завершается формулой изобретения, в которой конкретно определяется и однозначно заявляется настоящее изобретение, предполагается, что следующее описание будет способствовать лучшему пониманию последующего описания.

В общем, настоящее изобретение относится к нетканому композиционному материалу, содержащему эластичную пленку, скрепленную с нетканым полотном во множестве стратегических геометрических точек скрепления для обеспечения наличия осязаемого узора, повышенной способности пропускать воздух и удобства для конечного пользователя. Нетканый композиционный материал содержит эластичную пленку, наслоенную на один или более материалов из нетканого полотна, где с учетом углов и интервалов при скреплении в нескрепленной области полотна остается пустое пространство для создания узорного осязаемого признака с получением в результате нетканого композиционного материала с повышенной способностью пропускать воздух. Композиционный материал образуют путем пропускания пленки через зазор между вальцами с определенным узором, образованным различными скрепляющими штырьками, определенным образом ориентированными и расположенными для скрепления пленки с материалом(материалами) из нетканого полотна. Одновременно с образованием скреплений также образуются отверстия в эластичной пленке. Отверстия имеют размер, достаточный для обеспечения желаемого уровня плотности, мягкости, качества на ощупь и/или эстетической привлекательности композиционного материала без наличия значительного неблагоприятного эффекта в отношении его эластичных свойств. Образование отверстий и скреплений в настоящем изобретении осуществляют путем избирательного контроля некоторых параметров способа наслоения, таких как состав пленки, узор скрепления, степень натяжения пленки, условия скрепления и т. п. В дополнение, внимание к параметрам скрепляющих штырьков, таким как площадь скрепления, угол расположения штырька, форма штырька, соотношение размеров штырька, ориентация штырька и размерный коэффициент узора из штырьков, а также особенный их контроль обеспечивают возможность получения не только узора из штырьков, но и получаемого в результате узора на нетканом композиционном материале, создаваемого пустыми пространствами нескрепленных областей нетканого полотна. В связи с этим теперь ниже будут более подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения.

I. Эластичная пленка

Эластичную пленку по настоящему изобретению образуют из одного или более эластомерных полимеров, перерабатываемых в расплаве, т. е. термопластичных. В настоящем изобретении обычно можно использовать любой из разнообразных термопластичных эластомерных полимеров, таких как эластомерные сложные полиэфиры, эластомерные полиуретаны, эластомерные полиамиды, эластомерные сополимеры, эластомерные полиолефины и т. д. В одном конкретном варианте осуществления используются эластомерные частично-кристаллические полиолефины по причине их уникальной комбинации механических и эластомерных свойств. Это означает, что механические свойства таких частично-кристаллических полиолефинов обеспечивают возможность образования пленок, в которых легко создаются отверстия в ходе термического скрепления, но которые в то же время сохраняют свою эластичность. Частично-кристаллические полиолефины имеют или способны демонстрировать практически регулярную структуру. Например, частично-кристаллические полиолефины могут быть практически аморфными в их недеформированном состоянии, но образовывать кристаллические домены при растяжении. Иллюстративные частично-кристаллические полиолефины включают полиэтилен, полипропилен, их смеси и сополимеры. Особенно подходящими сополимерами полиэтилена являются «линейные» или «практически линейные» сополимеры. Термин «практически линейный» означает, что, в дополнение к короткоцепочечным ответвлениям, объясняемым включением сомономеров, полимер этилена также содержит длинноцепочечные ответвления от основной цепи полимера. «Длинноцепочечное ответвление» относится к цепи длиной по меньшей мере 6 атомов углерода. Каждое длинноцепочечное ответвление может иметь такое же распределение сомономеров, как и основная цепь полимера, и иметь такую же длину, как и основная цепь полимера, к которой оно присоединено.

Хотя это не обязательно требуется, линейные полиэтиленовые «пластомеры» являются особенно желательными, поскольку содержание α-олефиновых короткоцепочечных ответвлений является таковым, что сополимер этилена демонстрирует как пластические, так и эластомерные характеристики – т. е. является «пластомером». Поскольку при полимеризации с α-олефиновыми сомономерами снижается степень кристалличности и плотность, получаемый в результате пластомер обычно имеет более низкую плотность, чем термопластичные полиэтиленовые полимеры (например, LLDPE), но приближающуюся к таковой и/или частично совпадающую с таковой у эластомера. Предпочтительные пластомеры для применения в настоящем изобретении представляют собой пластомерные сополимеры на основе этилена, доступные под названием EXACT™ от ExxonMobil Chemical Company, Хьюстон, Техас. Другие подходящие полиэтиленовые пластомеры доступны под названием ENGAGE™ и AFFINITY™ от Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган. Еще некоторые подходящие полимеры этилена доступны от The Dow Chemical Company под названиями DOWLEX™ (LLDPE) и ATTANE™ (ULDPE). Другие подходящие полимеры этилена описаны в патентах США № 4937299, выданном Ewen и соавт.; № 5218071, выданном Tsutsui и соавт.; № 5272236, выданном Lai и соавт.; и № 5278272, выданном Lai и соавт. Разумеется, настоящее изобретение никоим образом не ограничено применением полимеров этилена. Например, полимеры пропилена также могут подходить для применения в качестве частично-кристаллических полиолефинов. Подходящие пластомерные полимеры пропилена могут включать, например, сополимеры или терполимеры пропилена, включающие сополимеры пропилена и α-олефина (например, C₃-C₂₀), такого как этилен, 1-бутен, 2-бутен, различные изомеры пентена, 1-гексен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен, 1-ундецен, 1-додецен, 4-метил-1-пентен, 4-метил-1-гексен, 5-метил-1-гексен, винилциклогексен, стирол и т. п. Содержание сомономеров в полимере пропилена может составлять приблизительно 35 вес. % или меньше, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 20 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 10 вес. %. Плотность полипропилена (например, сополимера пропилена и α-олефина) предпочтительно может составлять 0,91 грамма на кубический сантиметр (г/см³) или меньше, в некоторых вариантах осуществления от 0,85 до 0,88 г/см³ и в некоторых вариантах осуществления от 0,85 до 0,87 г/см³. Подходящие полимеры пропилена коммерчески доступны под названиями VISTAMAXX™ от ExxonMobil Chemical Co., Хьюстон, Техас; FINA™ (например, 8573) от Atofina Chemicals, Фелуй, Бельгия; TAFMER™, доступный от Mitsui Petrochemical Industries, и VERSIFY™, доступный от Dow Chemical Co., Мидленд, Мичиган. Другие примеры подходящих полимеров пропилена описаны в патентах США № 6500563, выданном Datta и соавт.; № 5539056, выданном Yang и соавт.; и №5596052, выданном Resconi и соавт.

Разумеется, для образования эластичной пленки также можно применять другие термопластичные полимеры в отдельности или вместе с частично-кристаллическими полиолефинами. Например, можно использовать практически аморфный блок-сополимер, который имеет по меньшей мере два блока полимера моноалкениларена, разделенных по меньшей мере одним блоком насыщенного полимера диена с сопряженными двойными связями. Блоки моноалкениларенов могут включать в себя стирол и его аналоги и гомологи, такие как о-метилстирол; п-метилстирол; п-трет-бутилстирол; 1,3-диметилстирол; п-метилстирол и т. п., а также другие моноалкенильные полициклические ароматические соединения, такие как винилнафталин; винилантрацен и т. д. Предпочтительными моноалкениларенами являются стирол и п-метилстирол. Блоки диенов с сопряженными двойными связями могут включать в себя гомополимеры мономерных диенов с сопряженными двойными связями, сополимеры двух или более диенов с сопряженными двойными связями и сополимеры одного или более диенов и другого мономера, в которых блоки преимущественно представляют собой звенья диенов с сопряженными двойными связями. Диены с сопряженными двойными связями предпочтительно содержат от 4 до 8 атомов углерода, как, например, в 1,3-бутадиене (бутадиене); 2-метил-1,3-бутадиене; изопрене; 2,3-диметил-1,3-бутадиене; 1,3-пентадиене (пиперилене); 1,3-гексадиене и т. д.

Особенно подходящие термопластичные эластомерные сополимеры доступны от Kraton Polymers LLC, Хьюстон, Техас под торговым наименованием KRATON®. Еще некоторые подходящие coполимеры включают эластомерные сополимеры S-I-S и S-B-S, доступные от Dexco Polymers, Хьюстон, Техас, под торговым названием VECTOR®. Также подходящими являются полимеры, состоящие из тетраблок-сополимера A-B-A-B, такие как обсуждаемые в патенте США № 5332613, выданном Taylor и соавт.

Помимо полимеров эластичная пленка по настоящему изобретению также может содержать другие компоненты, известные из уровня техники. В одном варианте осуществления, например, эластичная пленка содержит наполнитель. Наполнители являются материалами в форме частиц или другими формами материала, которые можно добавлять в полимерную смесь для экструзии пленки и которые не будут оказывать неблагоприятное влияние на экструдированную пленку с химической точки зрения, но могут равномерно распределяться по всей пленке. Наполнители могут служить для разнообразных целей, в том числе для повышения непрозрачности пленки и/или ее способности пропускать воздух (т. е. делая ее паропроницаемой и практически непроницаемой для жидкости). Например, пленки с наполнителями можно сделать пропускающими воздух путем растяжения, которое вызывает отделение полимера от наполнителя и создание микропористых каналов. Пропускающие воздух микропористые эластичные пленки описаны, например, в патентах США № 5997981; № 6015764 и № 6111163, выданных McCormack и соавт.; № 5932497, выданном Morman и соавт.; № 6461457, выданном Taylor и соавт. Примеры подходящих наполнителей включают без ограничения карбонат кальция, различные виды глины, кремнезем, глинозем, карбонат бария, карбонат натрия, карбонат магния, тальк, сульфат бария, сульфат магния, сульфат алюминия, диоксид титана, цеолиты, типы порошковой целлюлозы, каолин, слюду, углерод, оксид кальция, оксид магния, гидроксид алюминия, порошковую пульпу, древесные опилки, производные целлюлозы, хитин и производные хитина. В состав пленки также можно включать другие добавки, такие как стабилизаторы расплава, стабилизаторы технологических свойств, термостабилизаторы, светостабилизаторы, антиоксиданты, стабилизаторы теплового старения, отбеливающие средства, средства, препятствующие слипанию, связывающие средства, средства для повышения клейкости, модификаторы вязкости и т. п.

Эластичная пленка по настоящему изобретению может быть моно- или многослойной. Многослойные пленки можно получить путем совместной экструзии слоев, нанесения покрытий экструзионным методом или посредством любого традиционного способа нанесения слоев. Такие многослойные пленки обычно содержат по меньшей мере один базовый слой и по меньшей мере один поверхностный слой, но могут содержать любое желаемое количество слоев. Например, многослойная пленка может быть образована из базового слоя и одного или более поверхностных слоев, где базовый слой образован из частично-кристаллического полиолефина. В таких вариантах осуществления поверхностный(поверхностные) слой(слои) может(могут) быть образован(образованы) из любого пленкообразующего полимера. При желании поверхностный(поверхностные) слой(слои) может(могут) содержать более мягкие, более легкоплавкие полимер или полимерную смесь, которые делают слой(слои) более подходящими в качестве термосварочных скрепляющих слоев для термического скрепления пленки с нетканым полотном. Например, поверхностный(поверхностные) слой(слои) может(могут) быть образован(образованы) из полимера олефина или его смесей, таких как описанные выше. Дополнительные пленкообразующие полимеры, которые могут подходить для применения в настоящем изобретении в отдельности или в комбинации с другими полимерами, включают сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и этилакрилата, сополимер этилена и акриловой кислоты, сополимер этилена и метилакрилата, сополимер этилена и нормального бутилацетата, нейлон, сополимер этилена и винилового спирта, полистирол, полиуретан и т. д.

II. Материал из нетканого полотна

Полимеры, применяемые для образования материала из нетканого полотна, как правило, имеют температуру размягчения, более высокую, чем температура, передаваемая им при скреплении. Следовательно, полимеры практически не размягчаются при скреплении до такой степени, чтобы волокна материала из нетканого полотна становились полностью текучими в расплаве. Например, можно использовать полимеры, которые имеют температуру размягчения по Вика (ASTM D-1525), составляющую от приблизительно 100°C до приблизительно 300°C, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 120°C до приблизительно 250°C и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 130°C до приблизительно 200°C. Иллюстративные полимеры с высокой температурой размягчения для применения в образовании материалов из нетканого полотна могут включать, например, полиолефины, например, полиэтилен, полипропилен, полибутилен и т. п.; политетрафторэтилен; сложные полиэфиры, например, полиэтилентерефталат и т. д.; поливинилацетат; поливинилхлоридацетат; поливинилбутираль; акриловые смолы, например, полиакрилат, полиметилакрилат, полиметилметакрилат и т. д.; полиамиды, например, нейлон; поливинилхлорид; поливинилиденхлорид; полистирол; поливиниловый спирт; полиуретаны; полимолочную кислоту; их сополимеры и т. д. При желании можно также использовать биоразлагаемые полимеры, такие как описанные выше. Можно также применять синтетические или натуральные целлюлозные полимеры, в том числе без ограничения сложные эфиры целлюлозы; простые эфиры целлюлозы; нитраты целлюлозы; ацетаты целлюлозы; ацетобутираты целлюлозы; этилцеллюлозу; регенерированные типы целлюлозы, такие как вискоза, искусственный шелк и т. д. Следует отметить, что полимер(полимеры) может(могут) также содержать другие добавки, такие как технологические добавки или композиции для обработки для придания желаемых свойств волокнам, остаточные количества растворителей, пигментов или красителей и т. д.

Монокомпонентные и/или многокомпонентные волокна можно применять для образования материала из нетканого полотна. Монокомпонентные волокна обычно образованы из полимера или смеси полимеров, экструдированной из одного экструдера. Многокомпонентные волокна обычно образованы из двух или более полимеров (например, двухкомпонентные волокна), экструдированных из отдельных экструдеров. Полимеры могут быть расположены в практически постоянно размещенных отдельных зонах по всему поперечному сечению волокон. Компоненты могут быть расположены в любой желаемой конфигурации, такой как «оболочка-сердцевина», «бок о бок», «пирог», «остров в море», «три острова», «бычий глаз» или различные другие типы расположения, известные из уровня техники, и т. д. Различные способы образования многокомпонентных волокон описаны в патенте США № 4789592, выданном Taniguchi и соавт., и патентах США № 5336552, выданном Strack и соавт., № 5108820, выданном Kaneko и соавт., № 4795668, выданном Kruege и соавт., № 5382400, выданном Pike и соавт., № 5336552, выданном Strack и соавт., и № 6200669, выданном Marmon и соавт., которые включены в данный документ посредством ссылки на них во всей своей полноте во всех отношениях. Также могут быть образованы многокомпонентные волокна, имеющие различные неправильные формы, такие как описанные в патентах США № 5277976, выданном Hogle и соавт., № 5162074, выданном Hills, № 5466410, выданном Hills, № 5069970, выданном Largman и соавт., и № 5057368, выданном Largman и соавт., которые включены в данный документ посредством ссылки на них во всей своей полноте во всех отношениях.

Хотя можно применять любую комбинацию полимеров, полимерные многокомпонентные волокна, как правило, изготавливают из термопластичных материалов с разными температурами стеклования или плавления, где первый компонент (например, оболочка) плавится при более низкой температуре, чем второй компонент (например, сердцевина). Размягчение или плавление первого полимерного компонента многокомпонентного волокна позволяет многокомпонентным волокнам образовывать клейкую каркасную структуру, которая при охлаждении стабилизирует волокнистую структуру.

При желании материал из нетканого полотна, применяемый для образования нетканого композиционного материала, может иметь многослойную структуру. Подходящие многослойные материалы могут включать, например, слоистые материалы спанбонд/мелтблаун/спанбонд (SMS) и слоистые материалы спанбонд/мелтблаун (SM). Различные примеры подходящих слоистых материалов SMS описаны в патентах США № 4041203, выданном Brock и соавт.; № 5213881, выданном Timmons и соавт.; № 5464688, выданном Timmons и соавт.; № 4374888, выданном Bornslaeger; № 5169706, выданном Collier и соавт., и № 4766029, выданном Brock и соавт. В дополнение, коммерчески доступные слоистые материалы SMS можно получить от Kimberly-Clark Corporation под названиями Spunguard® и Evolution®.

Другим примером многослойной структуры является полотно спанбонд, полученное на вязальной машине с несколькими платинами, в которой с помощью платины вязальной машины волокна укладывают поверх слоя волокон, уложенного с предыдущей платины вязальной машины. Такое отдельное нетканое полотно спанбонд может также рассматриваться как многослойная структура. В этой ситуации различные слои уложенных волокон в нетканом полотне могут быть одинаковыми или они могут отличаться по основному весу и/или в отношении состава, типа, размера, уровня извитости и/или формы получаемых волокон. В качестве другого примера, может предусматриваться единое нетканое полотно в виде двух или более полученных по отдельности слоев полотна спанбонд, кардочесанного полотна и т. д., которые были скреплены вместе с образованием нетканого полотна. Эти полученные по отдельности слои могут отличаться в отношении способа получения, основного веса, состава и волокон, как обсуждается выше.

Материал из нетканого полотна также может содержать дополнительный волокнистый компонент, так что он считается композиционным материалом. Например, нетканое полотно может быть переплетено с другим волокнистым компонентом с применением любой из разнообразных методик переплетения, известных из уровня техники (например, гидравлического, воздушного, механического и т. п.). В одном варианте осуществления нетканое полотно переплетено с целлюлозными волокнами в единое целое путем гидравлического переплетения. В обычном способе гидравлического переплетения используют струйные потоки воды высокого давления для переплетения волокон с образованием цельной волокнистой структуры с высокой степенью переплетенности, например, нетканого полотна. Полученные путем гидравлического переплетения нетканые полотна из волокон штапельной длины и непрерывных волокон раскрыты, например, в патентах США № 3494821, выданном Evans, и № 4144370, выданном Boulton. Полученные путем гидравлического переплетения композиционные нетканые полотна, содержащие нетканое полотно из непрерывных волокон и слой пульпы, раскрыты, например, в патентах США № 5284703, выданном Everhart и соавт., и № 6315864, выданном Anderson и соавт.

Хоть это и не требуется, материал из нетканого полотна может быть заужен в одном или более направлениях перед скреплением с пленкой по настоящему изобретению. Подходящие методики зауживания описаны в патентах США №№ 5336545, 5226992, 4981747 и 4965122, выданных Morman, а также в публикации заявки на патент США № 2004/0121687, поданной Morman и соавт. В качестве альтернативы, нетканое полотно может оставаться относительно неудлиняемым по меньшей мере в одном направлении перед скреплением с пленкой. В таких вариантах осуществления нетканое полотно может необязательно растягиваться в одном или более направлениях после скрепления с пленкой.

III. Скрепление, отверстия и узоры

Преимущества настоящего изобретения можно понять главным образом посредством одноэтапного способа скрепления и создания отверстий, в ходе которого создается уникальная характеристика пленки, в результате чего на всей площади нетканого композиционного материала формируется текстильный узор. Такие характеристики включают без ограничения улучшенную воздухопроницаемость, при которой сохраняются прочность и эластичные свойства пленки с отверстиями, и усовершенствованные осязаемые признаки.

Для одновременного образования отверстий и скреплений между пленкой и материалом из нетканого полотна скрепление обычно осуществляют в настоящем изобретении с помощью методики скрепления с нанесением узора (например, термического точечного скрепления, ультразвукового скрепления и т. п.), в которой материалы подают в зазор, ограниченный по меньшей мере одним вальцом с узором. При термическом точечном скреплении, например, как правило, используется зазор, образующийся между двумя вальцами, по меньшей мере один из которых имеет узор. В то же время при ультразвуковом скреплении, как правило, используется зазор, образующийся между рупорным ультразвуковым излучате