具有包封不連續(xù)材料區(qū)的層合結(jié)構(gòu)的受控脫層的制作方法

專利名稱：具有包封不連續(xù)材料區(qū)的層合結(jié)構(gòu)的受控脫層的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本發(fā)明要求2000-12-28提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/259,134的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
為提高層合材料的功能，常要求將某種顆粒包封在層合物中。例如，為提高一次性尿布的吸水性，可將超吸收劑顆粒包封在由尿布層合材料構(gòu)成的袋中，以限制使用期間不希望的遷移、溝流、凝膠板結(jié)、粉塵生成或沉降。為將此種不連續(xù)顆粒沉積在袋內(nèi)，已研發(fā)出各種各樣的技術(shù)。例如，美國專利4,327,728，授予Elias，和4,381,783，授予Elias，描述一種吸收劑制品，它包括至少一個(gè)裝有超吸收劑不連續(xù)顆粒和不連續(xù)顆粒的均勻摻混物的袋。
但是，當(dāng)包括接觸液體時(shí)發(fā)生溶脹或膨脹的超吸收劑顆粒或其他材料時(shí)，某些將顆粒包封在袋中的傳統(tǒng)技術(shù)已證明是不完善的。例如，在某些情況下，隨著顆粒吸水，它們能溶脹到開始與基材下表面平齊的程度。之后，隨著顆粒繼續(xù)溶脹到或接近飽和，它們將施加不斷增加的力在基材表面，最終導(dǎo)致基材的破裂。除了引起基材破裂之外，顆粒還常常溶脹到阻礙液體流到袋內(nèi)其他、未溶脹顆粒的程度。
為解決這些問題，已開發(fā)出各種各樣技術(shù)。例如，美國專利5,983,650，授予Baer等人，描述一種不含木漿或其他纖維素材料的吸收劑芯。該芯包含裝在由粘合網(wǎng)格界定的平袋中的超吸收聚合物。隨著液體加在層合物的某一區(qū)域，該袋中的聚合物顆粒便溶脹。隨著顆粒的溶脹，這些粘合區(qū)域形成許多三維渠道，并容許一個(gè)部位多余的液體迅速流到相鄰或更遠(yuǎn)的袋中。在某些用途中，溶脹的SAP顆粒所產(chǎn)生的力可能或?qū)?dǎo)致至少一部分封合線的破裂。
盡管上面描述的技術(shù)代表著某些改進(jìn)，但這些技術(shù)對(duì)裝在袋中的顆粒利用方面依然不充分。因此，目前需要一種改進(jìn)和更有效的將顆粒包封在層合物袋中的方法。
發(fā)明概述按照本發(fā)明一種實(shí)施方案，提供一種層合結(jié)構(gòu)，它包括第一基材和第二基材。例如，在一種實(shí)施方案中，基材可包含能熔結(jié)在一起形成粘合部分和位于粘合部分之間的未粘合部分的熱塑性聚合物。
層合結(jié)構(gòu)的未粘合部分界定了裝有顆粒的不連續(xù)區(qū)的狹長袋。該狹長袋具有大于約2的長/寬比。另外，在某些實(shí)施方案中，狹長袋具有為約4～約100，某些實(shí)施方案中為約6～約10的長/寬比。
另外，這些粘合部分界定至少一個(gè)周邊區(qū)和至少一個(gè)內(nèi)區(qū)。內(nèi)區(qū)的粘合程度保證在對(duì)其施加力之后能立即脫層，例如，在某些情況下，可使用一種一旦接觸水便立即溶脹的超吸收劑顆粒。此種溶脹產(chǎn)生一個(gè)反抗層合結(jié)構(gòu)內(nèi)區(qū)的力，從而導(dǎo)致那一區(qū)的結(jié)構(gòu)綻開。再有，在一種實(shí)施方案中，周邊區(qū)的粘合程度大于內(nèi)區(qū)，致使周邊區(qū)在施加同樣力之后基本不脫層。例如，在某些實(shí)施方案中，周邊區(qū)在粘合后可具有與基材強(qiáng)度相近的強(qiáng)度。
本發(fā)明其他特征和方面將在下面更詳細(xì)地討論。
附圖簡述針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員，有關(guān)本發(fā)明更全面和可操作的公開，包括其最佳模式，將在下文中更具體地給出，其中將參考著附圖，包括

圖1是一種本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的成形步驟示意圖，其中圖1A顯示顆粒被沉積到第一基材上。圖1B顯示第二基材覆蓋在顆粒上；而圖1C顯示兩片基材粘合在一起；圖2是按照本發(fā)明成形的層合結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方案的平面圖；圖3是圖2中所示層合結(jié)構(gòu)的平面圖，其中層合結(jié)構(gòu)的內(nèi)區(qū)已經(jīng)脫層；和圖4是本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方案的側(cè)視圖；圖5是圖4所示層合結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，但其中層合結(jié)構(gòu)的內(nèi)區(qū)已經(jīng)脫層；圖6一種可用來成形本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方案的技術(shù)的圖解；圖7是用來成形實(shí)施例中層合結(jié)構(gòu)的粘合板的示意圖；以及圖8～13是針對(duì)實(shí)例2樣品所做應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其中載荷(磅)作為伸長(英寸)的函數(shù)來確定。
參考字母在本說明和附圖中的重復(fù)使用旨在表示本發(fā)明相同或類似的特征或要素。
代表性實(shí)施方案的詳述定義本文所使用的術(shù)語″粘合梳理纖網(wǎng)″是指一種由短纖維制成的纖網(wǎng)，其由短纖維，送過精梳或梳理裝置從而將各個(gè)短纖維分開或撕開并排齊，進(jìn)而形成非織造纖網(wǎng)。纖網(wǎng)一旦成形，便利用幾種已知粘合方法之一或多種進(jìn)行粘合。此種粘合方法之一是粉末粘合，其中將粉末狀粘合劑沿整個(gè)纖網(wǎng)分布，然后將其活化，通常借助熱空氣將纖網(wǎng)和粘合劑加熱來實(shí)現(xiàn)。另一種合適的粘合方法是花紋粘合，其中加熱的壓輥或超聲波粘合設(shè)備用于將纖維粘合在一起，通常沿著局部粘合花紋進(jìn)行，盡管纖網(wǎng)也可沿著其整個(gè)表面全部粘合，(若需要的話)。另一種合適并且熟知的粘合方法，尤其當(dāng)采用雙組分短纖維時(shí)，是穿透空氣粘合。
本文所使用的術(shù)語″熔噴纖維″是指按如下方法成形的纖維將熔融熱塑性材料從多個(gè)纖細(xì)通常為圓形的紡絲孔中以熔融絲或束形式擠出到逐漸匯聚的熱氣流(例如空氣流)中，氣流將熔融熱塑性材料絲束拉細(xì)，直徑變小，可能小到微纖維的直徑范圍。然后，熔融纖維被高速氣流夾帶著，最后沉積在收集表面上，形成由散亂分布的熔噴纖維組成的纖網(wǎng)。此類方法，例如公開在授予Butin等人的美國專利3,849,241中。例如，熔噴纖維屬于微纖維，可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，直徑小于10μm。
術(shù)語″非織造纖網(wǎng)″或″非織造布″是指其結(jié)構(gòu)系由單根纖維或絲交叉鋪置構(gòu)成的纖網(wǎng)，但它們不是像針織物中那樣按照可辨認(rèn)方式排列的。非織造纖網(wǎng)或非織造布一向采用多種方法成形，如熔噴法、紡粘法以及粘合-梳理纖網(wǎng)法。非織造布的基重通常以每平方碼材料的盎司數(shù)(“osy”)或者每平方米克數(shù)(“gsm”)表示，而纖維直徑通常以微米表示。(注，要從“osy”換算為“gsm”，可將“osy”(數(shù)值)乘以33.91)。
本文使用的術(shù)語″花紋未粘合″、″點(diǎn)粘合″或″PUB″通常指具有界定許多不連續(xù)未粘合區(qū)域的連續(xù)熱粘合區(qū)域的織物花紋。不連續(xù)未粘合區(qū)域內(nèi)的纖維或長絲因有連續(xù)粘合區(qū)域包圍或環(huán)繞著每一個(gè)未粘合區(qū)域而變得尺寸穩(wěn)定。未粘合區(qū)域?qū)ｉT設(shè)計(jì)成用來在未粘合區(qū)域內(nèi)的纖維或長絲之間提供空間。適合成形本發(fā)明花紋-未粘合非織造布材料的方法，例如美國專利5,962,117所描述的，包括使加熱的非織造布(例如，非織造纖網(wǎng)或多層非織造纖網(wǎng))送過壓花輥之間，其中至少一個(gè)輥在其最外表面具有粘合花紋，其中包含接觸(land)區(qū)域組成的連續(xù)圖案，該圖案界定大量不連續(xù)孔眼、凹陷、小孔或孔。連續(xù)接觸區(qū)域界定的輥(或多個(gè)輥)上的每個(gè)孔在制成的非織造布至少一個(gè)表面上形成不連續(xù)未粘合區(qū)域，這些區(qū)域中的纖維或長絲基本上或完全未粘合。該方法的替代方案包括先預(yù)粘合該非織造布或纖網(wǎng)，然后再將織物或纖網(wǎng)送過壓花輥形成的輥隙之間。
本文使用的術(shù)語″紡粘纖維″是指一類小直徑纖維，其成形方法包括將熔融熱塑性材料從紡絲板的多個(gè)纖細(xì)，圓形或其他形狀的紡絲孔中擠出為絲束，隨后，擠出絲束的直徑，借助例如以下文獻(xiàn)中的方法迅速拉細(xì)授予Appel等人的美國專利4,340,563及授予Dorschner等人的美國專利3,692,618、授予Matsuki等人的美國專利3,802,817、授予Kinney的美國專利3,338,992、授予Kinney的美國專利3,341,394、授予Hartman的美國專利3,502,763、授予Dobo等人的美國專利3,542,615。紡粘纖維當(dāng)沉積到收集表面上時(shí)通常是不發(fā)粘的。紡粘纖維通常為連續(xù)狀且直徑大于約7μm，更具體地說為約10～40μm。
本文使用的術(shù)語“超吸收劑材料”(SAM)通常指任何在水溶液，例如水中能吸收、溶脹或膠凝其自重的至少約10倍，在某些實(shí)施方案中至少約其自重的30倍的顯著可水溶脹、不溶于水的材料。另外，超吸收劑材料通常能吸收至少約20g水溶液每克SAM，尤其是至少約50g，更尤其至少約75g，更特別至少約100g～約350g水溶液每克SAM。某些可使用的合適的超吸收劑材料包括無機(jī)和有機(jī)材料。例如，某些合適的無機(jī)超吸收劑材料可包括吸收粘土和硅膠。再有，某些合適的超吸收劑有機(jī)材料包括天然材料如瓊脂、果膠、瓜耳膠等，以及合成材料如合成水凝膠聚合物。例如，一種合適的超吸收劑材料是FAVOR880，由Stockhausen公司(位于Greensboro，北卡)供應(yīng)。
本文所使用的術(shù)語“熱點(diǎn)粘合”通常涉及使待粘合織物(如纖維片材或多層纖網(wǎng))或纖網(wǎng)從加熱壓輥之間穿過。通常，一個(gè)輥帶有某種花紋，使得整個(gè)織物不沿其整個(gè)表面發(fā)生粘合，另一個(gè)輥通常是光滑的。結(jié)果，已開發(fā)出各種各樣用于壓輥的花紋。一種花紋的例子包括許多點(diǎn)，就是Hansen-Pennings或“H&P”圖案，粘合面積為約30％，每平方英寸有約200個(gè)粘合點(diǎn)，正如美國專利3,855,046中所教導(dǎo)的。H&P花紋具有方塊形的點(diǎn)或針狀粘合區(qū)。另一種典型的點(diǎn)粘合花紋是擴(kuò)展型Hansen-Pennings，或“EHP”粘合圖案，它能產(chǎn)生15％的粘合面積。另一種叫做“714”的典型點(diǎn)粘合花紋具有方塊針粘合區(qū)，產(chǎn)生的花紋具有約15％的粘合面積。另一種常見花紋包括菱形花紋，由重復(fù)和略微偏置的菱形組成，粘合面積為約16％，以及一種波浪線花紋，顧名思義像窗紗似的，具有約18％粘合面積。就典型而言，壓輥賦予所制成的布料約10％～30％粘合面積。諸如本領(lǐng)域熟知的，粘合點(diǎn)將制成的布料保持在一起。
本文使用的術(shù)語“超聲波粘合”一般指，例如將基材送過超聲波發(fā)生頭與砧輥之間來實(shí)施的方法，正如美國專利4,374,888，授予Bornslaeger所描述的。
發(fā)明詳述現(xiàn)在，詳細(xì)描述本發(fā)明的各種不同實(shí)施方案，下面給出其一種或多種實(shí)施例。每個(gè)實(shí)施例旨在說明本發(fā)明，而不是限制它。事實(shí)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員很清楚，在不偏離本發(fā)明范圍或精神的前提下還可在本發(fā)明內(nèi)做出各種各樣修改和變化。例如，作為一種實(shí)施方案一部分例舉或描述的特征，可用于另一種實(shí)施方案，結(jié)果產(chǎn)生又一種實(shí)施方案。因此，本發(fā)明的意圖在于涵蓋此類效果和變化，只要它們落在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
一般而言，本發(fā)明涉及一種層合結(jié)構(gòu)，它包含至少兩片基材通過粘合在一起形成的狹長袋。該狹長袋裝有顆粒(例如，超吸收性材料)的不連續(xù)區(qū)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明成形的層合結(jié)構(gòu)能夠提供，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，對(duì)其中所裝顆粒更有效的利用。例如，在某些實(shí)施方案中，袋的長寬比使得袋能夠在施加力時(shí)較容易地沿高度方向脫層。具體地說，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，此種狹長袋可讓顆粒溶脹產(chǎn)生的力以比沿袋長度方向更大的程度沿寬度方向作用，從而使層合結(jié)構(gòu)沿內(nèi)粘合區(qū)比沿周邊粘合區(qū)脫層的可能性更大。
本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)通?？捎蓛善蚨嗥臉?gòu)成，每一片包含一個(gè)或多個(gè)層。例如，基材可以是疏水或親水的。再有，本發(fā)明使用的基材還可由各種各樣不同的材料制成，只要這二或更多片基材的至少一部分當(dāng)接受熱、超聲波、粘合劑或其他類似粘合技術(shù)處理時(shí)可粘合即可。例如，在某些實(shí)施方案中，基材通常不含纖維素材料，以便提高基材粘合在一起的能力。另外，典型情況下還要求基材具備足夠強(qiáng)度，以便裝在其中的顆粒溶脹后基材將基本上不破裂。例如，本發(fā)明使用的基材可由薄膜、非織造纖網(wǎng)、非織造布、針織織物或其組合(例如，層合到薄膜上的非織造布)形成。
例如，在一種實(shí)施方案中，基材可由一或多層非織造纖網(wǎng)成形。在某些情況下，非織造纖網(wǎng)的基重和/或厚度可在一定范圍內(nèi)選擇，以便提高層合結(jié)構(gòu)的柔性。例如，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，某一特定基材厚度的增加可導(dǎo)致該基材的挺度隨厚度呈三次方地增加。于是，在某些實(shí)施方案中，非織造纖網(wǎng)的厚度可小于約0.1英寸，在某些實(shí)施方案中為約0.005英寸～約0.06英寸，而在某些實(shí)施方案中，為約0.015英寸～約0.03英寸。另外，在某些實(shí)施方案中，非織造纖網(wǎng)的基重可小于約5盎司每平方碼，在某些實(shí)施方案中，為約0.5～約4盎司每平方碼，而在某些實(shí)施方案中，為約0.5～約2盎司每平方碼。
典型而言，本發(fā)明使用的非織造纖網(wǎng)包含合成纖維或長絲。該合成纖維或長絲可由各種各樣熱塑性聚合物成形。例如，某些合適的熱塑性塑料包括但不限于，聚氯乙烯；聚酯；聚酰胺；聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等)；聚氨酯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；上述材料的共聚物、三元共聚物和共混物等。
某些合適的聚烯烴，例如可包括聚乙烯如Dow Chemical的PE XU61800.41線型低密度聚乙烯(“LLDPE”)以及25355和12350高密度聚乙烯(“HDPE”)。另外，其他合適的聚烯烴可包括聚丙烯，如Exxon化學(xué)公司的EscorenePD3445聚丙烯和Montell化學(xué)公司的PF-304和PF-015。
再有，某些合適的聚酰胺可見諸于《聚合物樹脂》，Don E.Floyd主編(國會(huì)圖書館目錄號(hào)66-20811，Reinhold出版，紐約，1966)?？墒褂玫氖惺酃?yīng)的聚酰胺包括尼龍-6、尼龍6，6、尼龍-11和尼龍-12。這些聚酰胺可從許多來源獲得，例如，Emser工業(yè)公司(Sumter，南卡)(Grilon&Grilamid尼龍)，Atochem公司，Glen Rock聚合物分部(新澤西)(Rilsan尼龍)，Nyltech公司(Manchester，新罕布什維爾)(品級(jí)2169，尼龍6)，以及Custom Resins公司(Henderson，肯塔基)(Nylene 401-D)等。
在某些實(shí)施方案中，也可采用雙組分纖維。雙組分纖維是可包含兩種材料的纖維，例如但不限于，并列排列；基質(zhì)-細(xì)纖排列，其中芯聚合物具有復(fù)雜斷面形狀；或者皮芯排列。在皮芯纖維中，通常皮聚合物的熔融溫度比芯聚合物的低，以便有利于纖維的熱粘合。例如，芯聚合物，在一種實(shí)施方案中，可以是尼龍或聚酯，而皮聚合物可以是聚烯烴如聚乙烯或聚丙烯。此類市售供應(yīng)的雙組分纖維包括“CELBOND”纖維，由Hoechst Celanese公司銷售。
如上所述，可使用一層或多層薄膜來成形本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)的基材。在某些情況下，薄膜的厚度可在一定范圍內(nèi)選擇以提高層合結(jié)構(gòu)的柔性。例如，如上所述，特定基材厚度的增加可導(dǎo)致該基材挺度隨厚度呈三次方地增加。于是，在某些實(shí)施方案中薄膜的厚度可小于約0.05英寸，在某些實(shí)施方案中，為約0.0003英寸～約0.01英寸，并在某些實(shí)施方案中為約0.0007英寸～約0.02英寸。
為制作薄膜，可采用各種各樣材料。例如，某些適合制造薄膜使用的熱塑性聚合物可包括但不限于，聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯等)，包括均聚物、共聚物、三元共聚物及其共混物；乙烯-醋酸乙烯酯；乙烯-丙烯酸乙酯；乙烯-丙烯酸；乙烯-丙烯酸甲酯；乙烯-丙烯酸正丁酯；聚氨酯；聚(醚-酯)；聚(酰胺-醚)嵌段共聚物等。
本發(fā)明使用的基材的滲透性也可針對(duì)具體用途來改變。例如，在某些實(shí)施方案中，基材之一或多個(gè)可透液。此類基材，例如可用于各種類型流體吸收和過濾用途中。在另一些實(shí)施方案中，基材之一或多個(gè)可不透液，例如由聚丙烯或聚乙烯成形的薄膜。另外，在另一些實(shí)施方案中，可能要求基材之一或多個(gè)不透液但透氣和水蒸汽(即，透氣的)。
例如，某些合適的透氣、不透液基材可包括例如美國專利4,828,556，授予Braun等人，在此收作參考，所公開的基材。Braun等人的透氣性基材是包括至少三層的多層、布樣阻擋材料。第一層是多孔非織纖網(wǎng)；第二層與第一層一側(cè)相鄰，包含聚乙烯醇的連續(xù)薄膜；第三層，連接第二層或者第一層不與第二層相連的那一側(cè)，包含另一個(gè)多孔非織造纖網(wǎng)。該聚乙烯醇連續(xù)薄膜構(gòu)成的第二層不帶微孔，就是說，它基本上沒有連通薄膜上下表面的空穴。
在另一些情況下，各種基材可用包含微孔的薄膜制造，以便給基材提供透氣性。這些微孔形成貫通薄膜的所謂“曲折路徑”。具體地說，接觸薄膜一側(cè)的液體不具有貫通薄膜的直接路徑。相反，薄膜中的微孔渠道構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)阻止液體水通過但允許水蒸汽通過。
在某些情況下，透氣、不透液基材由包含任何合適的物質(zhì)如碳酸鈣，的聚合物薄膜制成。薄膜是通過對(duì)充填薄膜拉伸從而在拉伸期間隨著聚合物與碳酸鈣脫離而產(chǎn)生微孔通路制成的。
透氣但不透液基材的另一個(gè)例子描述在美國專利5,591,510中，授予Junker等人，在此全文收作參考用于任何目的。Junker等人所描述的織物材料包含透氣性紙料外層和一層透氣、擋液非織造材料。該布料還包括一種具有大量通孔因而透氣，但阻止液體直接從中流過的薄膜。
除了上面提到的基材之外，也可使用各種各樣其他透氣性基材。例如，一種可使用的基材類型是無孔連續(xù)薄膜，它由于其分子結(jié)構(gòu)的原因能形成一種蒸汽可透的阻擋層。例如，在屬于此種類型的各種聚合物薄膜當(dāng)中，包括由足以使它們透氣數(shù)量的聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、乙烯-乙烯醇、聚氨酯、乙烯-丙烯酸甲酯和乙烯-甲基丙烯酸制成的薄膜。
再一些可用于本發(fā)明的其他透氣性基材包括開孔薄膜。例如，在一種實(shí)施方案中，可采用一種由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯或聚乙烯的共聚物之類熱塑性薄膜制成的開孔薄膜，或者碳酸鈣充填的薄膜。獲得開孔薄膜層所使用的具體開孔技術(shù)可有所不同。薄膜可通過機(jī)械開孔成形為開孔薄膜或者可成形為連續(xù)、無孔薄膜，然后再接受機(jī)械開孔處理。
另外，在某些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)層合結(jié)構(gòu)中使用的基材可包含一種包括至少一種彈性體材料的彈性體成分。例如，彈性體或彈性材料可指這樣的材料，它在受到外力之后，可伸長到一種相當(dāng)于其未拉伸長度至少約150％，或者一倍半的伸長、偏置長度，該拉長、偏置力一旦松開，它將回復(fù)其伸長的至少約50％。在某些情況下，彈性體成分通過使結(jié)構(gòu)能較容易彎曲和畸變可提高制成層合結(jié)構(gòu)的柔性。另外，在另一些實(shí)施方案中，彈性體成分還可通過讓基材更容易畸變使顆粒膨脹程度加大。特別是，彈性體材料的使用，在某些實(shí)施方案中，增加了基材破裂所需要的力。
當(dāng)存在于基材中時(shí)，彈性體成分可采取各種形式。例如，彈性體成分可構(gòu)成整個(gè)基材或者構(gòu)成基材的一部分。在某些實(shí)施方案中，例如，彈性體成分可包含均勻或無規(guī)地分布在整個(gè)基材中的彈性線或段。替代地，彈性體成分可以是彈性薄膜或彈性非織造纖網(wǎng)。彈性體成分還可以是單層或多層材料。
一般而言，任何本領(lǐng)域已知具有彈性體特性的材料都可用在本發(fā)明彈性體成分中。例如，合適的彈性體樹脂包括是通式為A-B-A′或A-B的嵌段共聚物，其中A和A′各自是熱塑性聚合物端嵌段，其包含苯乙烯部分，例如聚(乙烯基芳烴)，而其中B是彈性體聚合物“鏈中嵌段”，例如，共軛二烯或低級(jí)鏈烯聚合物。用于A和A′的嵌段共聚物，以及目前的嵌段共聚物旨在涵蓋線型、支化和星形嵌段共聚物。就此而論，星形嵌段共聚物可表示為(A-B)m-X，其中X是多官能原子或分子且其中每個(gè)(A-B)m-從X呈輻射狀伸出并以A作為端嵌段。在星形嵌段共聚物中，X可以是有機(jī)或無機(jī)多官能原子或分子，并且m可以是數(shù)值與X中原有官能團(tuán)數(shù)目相同的整數(shù)，通常至少是3，經(jīng)常是4或5，但不限于此。于是，術(shù)語“嵌段共聚物”，以及特別是“A-B-A”和“A-B”嵌段共聚物可包括所有具有如上面討論的此類橡膠嵌段和熱塑性嵌段的嵌段共聚物，它們可擠出(例如，通過熔噴加工)，并且在嵌段數(shù)目上沒有限制。例如，可使用諸如(聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯)嵌段共聚物之類的彈性體材料。此種彈性體共聚物的市售品實(shí)例例如是被稱之為KRATON材料由Shell化學(xué)公司(休斯頓，德克薩斯)的那些。KRATON嵌段共聚物分幾種不同配方供應(yīng)，其中許多在美國專利4,663,220、4,323,534、4,834,738、5,093,422和5,304,599中給出，在此全文收作參考用于所有目的。
由彈性體A-B-A-B四嵌段共聚物組成的聚合物也可使用。此種聚合物在美國專利5,332,613，授予Taylor等人，中做了討論。在這些聚合物中，A是熱塑性聚合物嵌段；B是異戊二烯單體單元并已被氫化為基本上是聚(乙烯-丙烯)單體單元了。此種四嵌段共聚物的例子是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)或S-EP-S-EP彈性體嵌段共聚物，由Shell化學(xué)公司(休斯頓，德克薩斯)以商品名KRATONG-1657供應(yīng)。
其他可使用的范例彈性體材料包括聚氨酯彈性體材料，例如，由B.F.Goodrich&Co.供應(yīng)的ESTANE或由Morton Thiokol公司供應(yīng)的MORTHANE，以及聚酯彈性體材料，例如由杜邦公司按商品名HYTREL供應(yīng)的共聚聚酯，以及叫做ARNITEL的共聚聚酯，以前由Akzo塑料公司(Amhem，荷蘭)現(xiàn)在由DSM(Sittard，荷蘭)供應(yīng)。
另一種合適的材料是下列通式的聚酯嵌段酰胺共聚物 其中n是正整數(shù)，PA代表聚酰胺聚合物鏈段，PE代表聚醚聚合物鏈段。具體地說，聚醚嵌段酰胺共聚物的熔點(diǎn)為約150℃～約170℃，按照ASTM D-789測(cè)定；其熔體指數(shù)為約6g/10min～約25g/10min，按照ASTM D-1238，條件Q(235℃/1kg載荷)；撓曲彈性模量為約20MPa～約200MPa，按照ASTM D-790測(cè)定；斷裂抗張強(qiáng)度為約29MPa～約33MPa，按照ASTM D-638測(cè)定，以及斷裂極限伸長為約500％～約700％，按照ASTM D-638測(cè)定。聚醚嵌段酰胺共聚物的一種具體實(shí)施方案的熔點(diǎn)為約152℃，按照ASTM D-789測(cè)定；其熔體指數(shù)為約7g/10min，按照ASTM D-1238，條件Q(235℃/1kg載荷)；撓曲彈性模量為約29.50MPa，按照ASTM D-790測(cè)定；斷裂抗張強(qiáng)度為約29MPa，按照ASTM D-639測(cè)定；以及斷裂極限伸長為約650％，按照ASTM D-638測(cè)定。此種材料可由ELF Atochem公司(Glen Rock，新澤西)按商品名PEBAX以各種不同品級(jí)購得。此類聚合物的應(yīng)用實(shí)例可見諸于美國專利4,724,184、4,820,572和4,923,742，授予Killian。
彈性體聚合物還可包括乙烯與至少一種乙烯基單體如醋酸乙烯、不飽和脂族單羧酸以及此種單羧酸的酯的共聚物。彈性體共聚物以及由這些彈性體共聚物成形彈性體非織造纖網(wǎng)的方法公開在，例如美國專利4,803,117中。
熱塑性共聚聚酯彈性體包括具有下列通式的共聚醚酯
其中“G”選自聚(氧亞乙基)-α，ω-二醇、聚(氧亞丙基)-α，ω-二醇、聚(氧四亞甲基)-α，ω-二醇，并且“a”和“b”是包括2、4和6的正整數(shù)，“m”和“n”是包括1～20的正整數(shù)。此類材料的斷裂伸長一般為約600％～750％，按照ASTM D-638測(cè)定；熔點(diǎn)為約350°F～約400°F(176℃～205℃)，按照ASTM D-2117測(cè)定。
另外，某些適宜彈性體烯烴聚合物的例子是，可由Exxon化學(xué)公司(Baytown，德克薩斯)按商品名ACHIEVE購得的聚丙烯基聚合物和按商品名EXACT和EXCEED購得的聚乙烯基聚合物。Dow化學(xué)公司(Midland，密歇根)按商品名ENGAGE市售供應(yīng)聚合物。這些材料據(jù)信是采用非立構(gòu)選擇性金屬茂催化劑制備的。Exxon通常稱他們的金屬茂催化劑技術(shù)為“單部位”催化劑，而Dow稱他們的為“形狀可限”催化劑并采用商品名INSIGHT以示它們與傳統(tǒng)齊格勒-納塔催化劑有別，后者具有多反應(yīng)部位。
當(dāng)含彈性體材料的彈性體成分，例如上面所描述的，結(jié)合到基材中時(shí)，則有時(shí)要求彈性體成分是一種彈性層合物，包含一種彈性體材料與一個(gè)或多個(gè)其他層，例如，泡沫體、薄膜、開孔薄膜和/或非織造纖網(wǎng)。彈性層合物通常包含許多層，它們可粘合在一起，結(jié)果至少一個(gè)層具有彈性聚合物的特性。彈性層合物中使用的彈性材料可由例如上面所描述的材料制成，它們可成形為薄膜，例如微孔薄膜；纖網(wǎng)，例如由熔噴纖維、紡粘纖維制成的纖網(wǎng)；泡沫體，等等。
例如，在一種實(shí)施方案中，彈性層合物可以是“頸縮-粘合”層合物?！邦i縮粘合”層合物是指一種復(fù)合材料，具有至少兩個(gè)層，其中一個(gè)層是頸縮的、非彈性層，而另一層是彈性層。制成的層合物因而是一種沿橫向?yàn)閺椥缘牟牧?。頸縮粘合層合物的某些例子描述在美國專利5,226,992、4,981,747、4,965,122和5,336,545中，全部授予Morman等人，在此將其全部內(nèi)容收作參考用于所有目的。
彈性層合物也可以是“拉伸-粘合”的層合物，指的是一種復(fù)合材料，具有至少兩個(gè)層，其中一層是可抽褶(gatherable)層，而其中另一層是彈性層。當(dāng)彈性層處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)將二層結(jié)合在一起，以便在各層一旦松開后，可抽褶層出現(xiàn)抽褶。例如，一個(gè)彈性件可在該彈性件伸長其松弛長度的至少約25％的同時(shí)粘合到另一個(gè)件上。此種多層復(fù)合彈性材料可拉伸到直至非彈性層完全展平為止。
例如，一種適當(dāng)類型的拉伸-粘合層合物是紡粘層合物，例如公開在美國專利4,720,415中，授予VanderWielen等人，在此將其全部內(nèi)容收作參考用于所有目的。另一種適宜類型的拉伸-粘合層合物是一種連續(xù)長絲紡粘層合物，例如公開在美國專利5,385,775中，授予Wright，在此將其全部內(nèi)容收作參考用于所有目的。例如，Wright公開一種復(fù)合彈性材料，包括(1)各向異性彈性纖網(wǎng)，具有至少一層彈性體熔噴纖維和至少一層彈性體長絲，后者自發(fā)粘合到彈性體熔噴纖維的一部分上，以及(2)至少一個(gè)可抽褶層，它在一定間隔的部位連接到各向異性彈性纖網(wǎng)上，于是該可抽褶層便在各個(gè)間隔部位之間抽褶?？沙轳迣邮窃诋?dāng)彈性纖網(wǎng)處于拉伸狀態(tài)時(shí)連接到彈性纖網(wǎng)上的，因此，當(dāng)彈性纖網(wǎng)松開時(shí)，可抽褶層便在間隔粘合部位之間抽褶。其他復(fù)合彈性材料被描述和公開在美國專利4,789,699中，授予Kieffer等人；4,781,966，授予Taylor；4,657,802，授予Morman；和4,655,760，授予Morman等人，所有這些全部收作參考用于所有目的。
在一種實(shí)施方案中，彈性層合物也可以是頸縮、拉伸粘合的層合物。本文所使用的術(shù)語“頸縮拉伸粘合層合物”定義為一種由頸縮層合物與拉伸-粘合層合物組合制成的層合物。頸縮拉伸粘合層合物的例子公開在美國專利5,114,781和5,116,662，在此將這兩篇全文收作參考用于所有目的。特別有利的是，頸縮拉伸粘合層合物可沿縱向和橫向兩個(gè)方向拉伸。
在某些實(shí)施方案中，成形本發(fā)明基材中使用的材料可提供“光散射”效果，從而掩蓋其中所包含顆粒的顏色。例如，正如下面將要詳細(xì)描述的，顆粒有時(shí)包含的顆粒具有某種顏色。在許多用途中，可能要求該顏色不透過整個(gè)制成的層合結(jié)構(gòu)顯露出來。因此，按照本發(fā)明一種實(shí)施方案，基材成形并粘合到其他基材上之后，顆粒的顏色可基本上被掩蓋。例如，在一種實(shí)施方案中，由合成纖維成形的熔噴非織造纖網(wǎng)可用作基材，而其間夾著黑色顆粒(例如，活性炭)。在此種實(shí)施方案中，熔噴非織造布基材的細(xì)纖維網(wǎng)絡(luò)可基本上掩蓋住層合結(jié)構(gòu)的袋中裝的顆粒的顏色。
按照本發(fā)明，如上所述，還提供一種用于沉積在一個(gè)或多個(gè)基材之上的顆粒。該顆粒可以是化學(xué)上活性或惰性的。一般而言，顆?？删哂腥魏纬叽纭⑿螤詈?或類型。例如，顆粒可以是球形或者是半球形、立方、棒狀、多面體等，但也包括其他形狀，例如針狀、片狀和纖維。另外，某些適當(dāng)顆粒的例子可包括但不限于，超吸收劑、除臭劑、著色劑(例如，囊封染料)、香料、催化劑、殺菌材料、過濾介質(zhì)(例如，活性炭)、蛋白質(zhì)、藥劑顆粒等。例如，顆粒可選自無機(jī)固體、有機(jī)固體等。某些可使用的無機(jī)固體包括但不限于，二氧化硅、金屬、金屬配合物、金屬氧化物、沸石和粘土。再有，某些適宜使用的有機(jī)固體的例子包括但不限于，活性炭、活性炭(activated charcoals)、分子篩、聚合物微孔泡沫塑料、聚丙烯酸酯、聚酯、聚烯烴、聚乙烯醇和聚偏二鹵乙烯(polyvinylidine halides)。其他可使用的固體可包括漿粕材料，例如，微晶纖維素、高度精制漿粕、細(xì)菌纖維素以及諸如此類。
顆粒通?？衫酶鞣N各樣沉積技術(shù)沉積到基材上。例如，在某些實(shí)施方案中，可利用樣板將顆粒按照要求的圖案沉積到基材上。具體地說，樣板可具有使它能物理地阻止在那些準(zhǔn)備粘合的區(qū)域沉積上顆粒的構(gòu)造。另外，在某些實(shí)施方案中，可采用真空板。真空板利用吸力將顆粒抽吸到要求的區(qū)域。另外，還可采用粘合劑沉積。例如，粘合劑可施涂到顆粒要沉積的基材部位上。隨后，顆粒將粘附到包含粘合劑的那些基材部分上。
再者，在某些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)基材可加工成帶有紋理，以便使基材包含許多凹陷和凸起。在此種情況下，顆?？沙练e到帶紋理的基材上，使得它基本聚集在基材的凹陷中。除了上面提到的沉積技術(shù)之外，也可使用其他技術(shù)。例如，一些其他將顆粒沉積到基材上的已知技術(shù)包括但不限于，靜電、靜電印刷術(shù)、印刷(例如，凹印)、圖案轉(zhuǎn)移輥(真空或粘合劑)等。
例如，參見圖1，其中顯示一種將顆粒包封到層合結(jié)構(gòu)內(nèi)的方法的實(shí)施方案。如圖1A所示，顆?？墒紫瘸练e到第一基材12上。一旦沉積后，第二基材14隨后可粘合到部分第一基材12上。
按照本發(fā)明，二基材通常僅在沒有沉積顆粒的不連續(xù)區(qū)的那些部分粘合在一起。例如，如圖1B～1C所示，在一種實(shí)施方案中，基材14可在某些粘合部分24處粘合到第一基材12上。結(jié)果，不連續(xù)顆粒區(qū)28可包封在未粘合部分或袋20內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，這些袋20可給制成的層合結(jié)構(gòu)提供實(shí)質(zhì)性功效。例如，當(dāng)采用一種設(shè)計(jì)具有吸水性的層合結(jié)構(gòu)，例如尿布時(shí)，可能要求液體直接流到不連續(xù)的超吸收劑顆粒區(qū)，以吸收液體。于是，在此種情況下，層合結(jié)構(gòu)的粘合部分可由諸如薄膜或非織造纖網(wǎng)之類的某些材料成形，它們是，或者當(dāng)粘合在一起時(shí)將變得--基本上不透液。然而，基材的未粘合部分可維持基本可透液，以致任何接觸層合結(jié)構(gòu)的液體基本上流向?qū)雍辖Y(jié)構(gòu)的未粘合部分或袋，使得它們接觸不連續(xù)超吸收劑顆粒區(qū)。然而，應(yīng)理解本發(fā)明層合結(jié)構(gòu)不限于任何特定用途。事實(shí)上，任何類型顆粒都可結(jié)合到該層合結(jié)構(gòu)的袋中，因此所制成的層合物可用于多種的領(lǐng)域。
袋20通?？删哂懈鞣N不同尺寸和/或形狀。例如，袋20可具有規(guī)則或不規(guī)則形狀。某些規(guī)則形狀例如可包括圓、橢圓、卵形、正方、六角、矩形、沙漏形、管狀等。而且，在某些情況下，層合結(jié)構(gòu)的某些袋可具有與其他袋不同的形狀和/或尺寸。
為使基材以諸如上面描述的方式粘合在一起，可采用各種的方法。具體地說，任何方法，只要允許基材按照對(duì)應(yīng)于不含顆粒的不連續(xù)區(qū)基材部分的圖案粘合在一起，都可使用。例如，熱粘合技術(shù)，如熱點(diǎn)粘合、花紋未粘合等，以及超聲波粘合是本發(fā)明可用來將基材熔結(jié)在一起的某些技術(shù)例子。另外，其他粘合方法，例如粘合劑粘合也可配合使用將基材粘合在一起。例如，某些合適的粘合劑描述在美國專利5,425,725中，授予Tanzer等人；5,433,715，授予Tanzer等人；以及5,593,399，授予Tanzer等人，在此將它們的全部內(nèi)容收作參考用于所有目的。
參見圖6，其中顯示一種將第二基材14粘合到基材12上的一種具體實(shí)施方案。如圖所示，顆粒28首先由分散器35沉積到基材12上形成預(yù)選的圖案?；?2借助輥37在分散器35的下方移動(dòng)。另外，在此種實(shí)施方案中，為促進(jìn)顆粒28向基材12的沉積，采用了一種真空輥33。具體地說，真空輥33可對(duì)基材12的下表面施加吸力，以便更好地控制顆粒28在基材12的不連續(xù)區(qū)內(nèi)的定位。
隨后，含有顆粒28的基材12從基材14下面送過。在該實(shí)施方案中，基材12和14各自包含可熱熔材料，例如聚丙烯。如圖所示，基材12和14被從加熱且表面帶有各種不同凸起32的輥30下面送過。凸起32形成與基材12上不含顆粒28的那些部分相對(duì)應(yīng)的花紋。在該實(shí)施方案中，還使用另一個(gè)具有光滑表面的加熱輥34促使基材12和14的熔結(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，輥34并非所有情況下都是要求的。另外，輥34還可具有某種凸起的圖案和/或可維持不加熱。在給出的實(shí)施方案中，隨著加熱輥30和34熱壓可熔結(jié)基材12和14，凸起32處的區(qū)域彼此粘合在一起從而形成包圍裝著顆粒的袋(即未熔結(jié)部分)的熔結(jié)區(qū)域。
基材12與14按如上所述粘合所獲得的粘合強(qiáng)度一般可隨具體用途和顆粒溶脹所施加的力的大小改變。例如，參見圖2和4，其中示出層合結(jié)構(gòu)10的一種實(shí)施方案，它包含界定周邊區(qū)64和內(nèi)區(qū)62的粘合部分24(圖1)。內(nèi)區(qū)62通常粘合到這樣的程度，即使得在顆粒28接觸液體發(fā)生充分溶脹之后，內(nèi)區(qū)62能以受控速率脫層。例如，在一種實(shí)施方案中，內(nèi)區(qū)62采用具有144平方英寸表面面積的壓臺(tái)的Carver壓機(jī)進(jìn)行熱粘合。具體地說，壓機(jī)在140℃的溫度下將10,000磅每平方英寸的壓力施加在36平方英寸壓臺(tái)(40％空隙面積)并保持60s。于是，如圖3和5所示，例如內(nèi)區(qū)62的脫層造成一個(gè)含有顆粒28的單個(gè)大袋70。袋70提供一個(gè)更大的空間，顆粒28可在其中隨意膨脹。因此，此前由于幾何障礙而沒有得到利用的顆粒28(例如，未溶脹)現(xiàn)在就很容易暴露于液體了。
內(nèi)區(qū)62和/或周邊區(qū)64的粘合程度可根據(jù)需要改變。例如，在某些實(shí)施方案中，周邊區(qū)64的粘合程度可與內(nèi)區(qū)62的粘合程度接近。另外，周邊區(qū)64的粘合寬度，需要的話，可以大于內(nèi)區(qū)62的粘合寬度。例如，周邊區(qū)64的粘合寬度，在一種實(shí)施方案中，可為約0.60英寸，而內(nèi)區(qū)62的粘合寬度可為約0.10英寸。由于具有較大粘合寬度，周邊區(qū)在受到力的作用之后可部分地脫層但不發(fā)生實(shí)質(zhì)性脫層。具體地說，粘合寬度為約0.10英寸的內(nèi)區(qū)62在受到某種力之后可完全脫層，而粘合寬度為約0.60英寸的周邊區(qū)64則僅脫層約0.10英寸(內(nèi)區(qū)62的粘合寬度)。
另外，在某些實(shí)施方案中，可能還要求粘合程度沿整個(gè)層合結(jié)構(gòu)的粘合區(qū)變化。例如，在某些實(shí)施方案中，周邊區(qū)64可具有比內(nèi)區(qū)62大的粘合程度(例如，較高溫度、較高壓力、較長粘合時(shí)間等)。周邊區(qū)64粘合程度的增加可進(jìn)一步保證周邊區(qū)64在施加力時(shí)基本上不脫層。例如，在一種實(shí)施方案中，周邊區(qū)64可粘合到這樣的程度，以致周邊區(qū)64的粘合強(qiáng)度近似等于基材12和/或基材14的強(qiáng)度。結(jié)果，基材12和14在顆粒28溶脹后通常將不完全脫層。
在某些情況下，還可能要求控制粘合表面面積和未粘合表面面積的比例。例如，在某些實(shí)施方案中，粘合表面面積可以是未粘合表面面積的約10％～約500％，在某些實(shí)施方案中為未粘合表面面積的約10％～約100％，而在某些實(shí)施方案中為未粘合表面面積的約40％～約60％。
為促使施加某種力之后內(nèi)區(qū)62的脫層，袋20也可成形為具有某種大小和/或形狀。例如，在某些實(shí)施方案中，袋20可以是狹長的。具體地說，狹長袋通常具有大于約2的長度“l(fā)”與寬度“w”之比(即，l/w)，在某些實(shí)施方案中為約4～約100，而在某些實(shí)施方案中為約6～約10。例如，袋20的長度尺寸“l(fā)”在某些實(shí)施方案中可小于約2英寸，而在某些實(shí)施方案中為約0.0625英寸～約2英寸，而在某些實(shí)施方案中為約0.25英寸～約2英寸。
通過提供具有一定長/寬比的狹長袋，例如上面給出的，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)內(nèi)區(qū)可在施加力后更容易以受控速率脫層。具體地說，據(jù)信狹長袋使顆粒溶脹產(chǎn)生的力在比沿袋20長度“l(fā)”方向大的程度上沿寬度“w”方向施加到袋20上，從而進(jìn)一步促進(jìn)袋20以圖5所示的方式脫層的能力。例如，如圖2～5所示，隨著袋20中所裝的顆粒28開始溶脹，它們對(duì)層合結(jié)構(gòu)10的周邊區(qū)64和內(nèi)區(qū)62施加壓力。然而，由于袋20是狹長的，故據(jù)信較大的力沿內(nèi)區(qū)62的寬度“w”方向作用，從而導(dǎo)致這些區(qū)先于周邊區(qū)64破裂。于是，盡管如上所述，周邊區(qū)64通常粘合程度比內(nèi)區(qū)62大，但周邊區(qū)64可能粘合得比具有其他形狀和/或尺寸的袋所要求的程度低。
另外，袋之間的間距也可以變化。例如，在某些情況下，彼此間距較密的袋可能比距離較遠(yuǎn)的袋更容易脫層。因此，如圖2所示，袋20之間的大致最大距離“x”在某些實(shí)施方案中可能大于約0.0625英寸，在某些實(shí)施方案中為約0.0625英寸～約0.5英寸，而在某些實(shí)施方案中為約0.125英寸～約0.25英寸。
除了具有一定長/寬比和袋之間的間距之外，袋的長、寬和高的邊界可能需要落在一定范圍內(nèi)才能使形成的袋比較小和使制成的層合結(jié)構(gòu)具有柔性。例如，參見圖2，袋20的近似寬度“w”對(duì)高度“h”之比(即，w/h)在某些情況下可小于10，在某些實(shí)施方案中為約1～約8，而在某些實(shí)施方案中為1～約5。例如，在某些實(shí)施方案中，即將發(fā)生脫層時(shí)的大致高度“h”可能等于或小于1英寸，在某些實(shí)施方案中小于約0.5英寸，而在某些實(shí)施方案中為約0.005英寸～約0.4英寸。
雖然，各種各樣的尺寸已在上面給出，但要知道，在本發(fā)明之內(nèi)還可考慮其他尺寸。例如，具體的袋尺寸可隨著層合結(jié)構(gòu)的整個(gè)尺寸不同而不同。況且，還應(yīng)知道，上面規(guī)定的尺寸是給定方向的大致“最大”或“最小”尺寸。因此，具有某種大致高度的袋，例如，在袋寬度方向的其他部位可具有其他高度。在某些情況下，某些袋高度可實(shí)際上超出規(guī)定尺寸一小段。
本發(fā)明通過以下實(shí)施例來解釋也許能更好地理解。
實(shí)施例1本實(shí)施例展示形成能脫層的層合結(jié)構(gòu)的能力。首先，兩片(2)聚丙烯熔噴片材，各自基重2盎司每平方碼，采用Carver12英寸×12英寸熱壓機(jī)在15,000磅每平方英寸的水力壓力和150℃的溫度下熱層壓在一起60秒。粘合期間，帶有6英寸×8英寸帶圖案的粘合板，如圖7所示，抵住聚丙烯片材壓印從而形成粘合區(qū)和未粘合區(qū)。具體地說，無陰影的矩形區(qū)界定的區(qū)域保持未粘合，而陰影的矩形之間和周圍的區(qū)域?yàn)檎澈系?。未粘合區(qū)中按照上面描述的方式充填了超吸收劑顆粒，圍繞這些區(qū)的粘合則限制著這些顆粒。
成形后，層合結(jié)構(gòu)隨后與液體接觸，致使超吸收劑顆粒膨脹，充滿未粘合區(qū)的容積。該膨脹導(dǎo)致顆粒沿z-方向擠壓聚丙烯片材，致使形成大致呈圓柱形的袋，具有約0.125英寸的直徑和約1英寸的長度。
一旦繼續(xù)膨脹，顆粒的尺寸開始超出該圓柱形袋的容積，直至各個(gè)平行袋間的粘合脫層，從而形成加大的方形袋。具體地說，粘合區(qū)脫層，導(dǎo)致0.125英寸寬和0.125英寸高的袋聯(lián)合成為寬約1英寸和高約0.5英寸的較大袋，如圖2～3所示。該結(jié)構(gòu)的邊緣還保持粘合著，使得所形成的三維層合結(jié)構(gòu)包裝著原來超吸收劑顆粒外加大量液體。
實(shí)施例2本實(shí)施例展示形成能脫層的層合結(jié)構(gòu)的能力。首先，按實(shí)施例1所述成形層合結(jié)構(gòu)。為物理展示該層合結(jié)構(gòu)溶脹后脫層的能力，對(duì)6個(gè)層合結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行了抓樣抗張?jiān)囼?yàn)。抓樣抗張通常是織物在受到應(yīng)力時(shí)斷裂強(qiáng)度和伸長或應(yīng)變的度量尺度。該試驗(yàn)是本領(lǐng)域已知的并且符合ASTM D-5035-95規(guī)范。在本實(shí)施例中，抓樣抗張?jiān)囼?yàn)是采用兩個(gè)夾具完成的，每個(gè)夾具具有兩個(gè)爪，每個(gè)爪具有接觸樣品一個(gè)層的面。夾具以間距3英寸將材料保持在一個(gè)平面內(nèi)，并以恒定伸長速度分開。抓樣抗張強(qiáng)度和抓樣伸長的數(shù)值是采用樣品尺寸1英寸×4英寸、不接觸面大小1英寸×1英寸和恒定伸長速度的條件下獲得的。樣品被夾在Instron(抗張?jiān)囼?yàn)機(jī))型號(hào)TM上(Instron公司生產(chǎn)，2500Washington St. Canton，Mass.02021)。
試驗(yàn)期間，從每個(gè)樣品得到一種應(yīng)力-應(yīng)變曲線，以展示層合結(jié)構(gòu)的脫層過程。結(jié)果以載荷(磅)對(duì)伸長量(英寸)表示，并示于圖8～13中。參見圖8，例如，在伸長約1英寸之后，樣品沿袋的長度方向“l(fā)”脫層，正如在約1英寸～約2英寸伸長之間出現(xiàn)的相對(duì)恒定載荷值所指出的。再有，伸長約2英寸之后，樣品沿袋的寬度方向“w”脫層，如圖8～13所示的交替峰-谷所指出的。繼續(xù)伸長超過3英寸之后，樣品在此沿長度方向“l(fā)”脫層，表示下一組袋脫層，隨后又是沿寬度方向“w”的進(jìn)一步脫層。
雖然本發(fā)明已就其具體實(shí)施方案做了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在取得對(duì)上述內(nèi)容的理解之后，可輕易地聯(lián)想到這些實(shí)施方案的替代、變換和等價(jià)方案。因此，本發(fā)明范圍應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求及其任何等價(jià)物來判定。
權(quán)利要求
1.一種層合結(jié)構(gòu)，包含含熱塑性聚合物的第一基材和含熱塑性聚合物的第二基材，其中所述第一基材的熱塑性聚合物與所述第二基材的熱塑性聚合物熔結(jié)在一起，從而形成熔結(jié)部分和位于所述熔結(jié)部分之間的未熔結(jié)部分，所述未熔結(jié)部分界定了許多狹長袋，其含有顆粒的不連續(xù)區(qū)，所述袋具有大于約2的長/寬比，其中所述熔結(jié)部分界定至少一個(gè)周邊區(qū)和至少一個(gè)內(nèi)區(qū)，所述內(nèi)區(qū)的粘合程度使所述內(nèi)區(qū)當(dāng)力作用在其上之后能脫層，所述周邊區(qū)在所述力施加后能抵抗顯著脫層。
2.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述周邊區(qū)的粘合程度比所述內(nèi)區(qū)大。
3.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述周邊區(qū)與所述內(nèi)區(qū)的粘合程度大致相同。
4.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述周邊區(qū)的粘合寬度大于所述內(nèi)區(qū)。
5.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述基材的強(qiáng)度使得所述力不引起所述基材顯著破裂。
6.權(quán)利要求5的層合結(jié)構(gòu)，其中所述周邊區(qū)的粘合程度使得所述周邊區(qū)的強(qiáng)度大致等于所述基材的強(qiáng)度。
7.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述力是由所述顆粒在接觸液體后發(fā)生的溶脹施加的。
8.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述顆粒包含超吸收劑材料。
9.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述袋的長/寬比為約4～約100。
10.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述袋的長/寬比為約6～約10。
11.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述袋的大致寬/高比小于約10。
12.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述袋的大致寬/高比為約1～約5。
13.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中至少一種所述基材包含非織造纖網(wǎng)。
14.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中至少一種所述基材包含薄膜。
15.權(quán)利要求1的層合結(jié)構(gòu)，其中所述未熔結(jié)部分基本上透液，而所述熔結(jié)部分基本上不透液。
16.一種吸收制品，包含含熱塑性聚合物的第一基材和含熱塑性聚合物的第二基材，其中所述第一基材的熱塑性聚合物與所述第二基材的熱塑性聚合物熔結(jié)在一起，從而形成熔結(jié)部分和位于所述熔結(jié)部分之間的未熔結(jié)部分，所述未熔結(jié)部分界定了許多狹長袋，其含有超吸收劑材料的不連續(xù)區(qū)，該材料在接觸液體之后能溶脹，所述袋具有約4～約100的長/寬比，其中所述熔結(jié)部分界定至少一個(gè)周邊區(qū)和至少一個(gè)內(nèi)區(qū)，所述內(nèi)區(qū)的粘合程度使得所述內(nèi)區(qū)當(dāng)所述超吸收劑材料溶脹而在其上施加力之后能脫層，所述周邊區(qū)在所述力施加后能抵抗顯著脫層。
17.權(quán)利要求16的吸收制品，其中所述袋的長/寬比為約6～10。
18.權(quán)利要求16的吸收制品，其中所述基材的強(qiáng)度使得所述力不引起所述基材顯著破裂。
19.權(quán)利要求16的吸收制品，其中所述袋的大致寬/高比小于約10。
20.權(quán)利要求16的吸收制品，其中所述袋的大致寬/高比為約1～約5。
21.權(quán)利要求16的吸收制品，其中至少一種所述基材包含選自非織造纖網(wǎng)、薄膜及其組合的材料。
22.權(quán)利要求16的吸收制品，其中所述未熔結(jié)部分基本上透液，而所述熔結(jié)部分基本上不透液。
23.一種成形層合結(jié)構(gòu)的方法，包括提供包含熱塑性聚合物的第一基材；使顆粒沉積在所述第一基材的不連續(xù)區(qū)上；將包含熱塑性聚合物的第二基材放在與所述第一基材相鄰的位置，使得所述顆粒夾在所述第一與第二基材之間；使所述第一基材的熱塑性聚合物與所述第二基材的熱塑性聚合物熔結(jié)，從而形成熔結(jié)部分和位于所述熔結(jié)部分之間的未熔結(jié)部分，所述未熔結(jié)部分界定了許多狹長袋，其含有顆粒的所述不連續(xù)區(qū)，所述狹長袋的長/寬比大于約2，且其中所述熔結(jié)部分界定了至少一個(gè)周邊區(qū)和至少一個(gè)內(nèi)區(qū)，所述內(nèi)區(qū)的粘合程度使所述內(nèi)區(qū)當(dāng)于其上施加力之后能脫層，所述周邊區(qū)在所述力施加后能抵抗顯著脫層。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述力由所述顆粒在接觸液體后的溶脹提供。
25.權(quán)利要求23的方法，其中所述顆粒包含超吸收劑材料。
26.權(quán)利要求23的方法，其中所述袋的長/寬比為約4～約100。
27.權(quán)利要求23的方法，其中所述袋的長/寬比為約6～約10。
28.權(quán)利要求23的方法，其中所述基材的強(qiáng)度使得所述力不引起所述基材顯著破裂。
29.權(quán)利要求23的方法，其中至少一種所述基材包含選自非織造纖網(wǎng)、薄膜及其組合的材料。
30.權(quán)利要求23的方法，其中所述熔結(jié)是采用選自熱粘合、超聲波粘合、粘合劑粘合及其組合的技術(shù)完成的。
全文摘要
一種層合結(jié)構(gòu)，由第一基材與第二基材和夾在二者之間的顆粒的不連續(xù)區(qū)構(gòu)成。具體地說，第一和第二基材在某些部分粘合在一起從而形成粘合部分和未粘合部分。未熔結(jié)部分形成裝著顆粒的袋。該袋的長/寬比大于約2。本發(fā)明的制成的層合結(jié)構(gòu)可具有施加某種力(例如，超吸收劑顆粒的溶脹)后將脫層的內(nèi)區(qū)，以及施加同一力后基本不脫層的周邊區(qū)。
文檔編號(hào)B32B1/06GK1681643SQ01821431
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者J·E·菲斯, J·A·格里菲斯 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司