包括網狀熱塑性膜的層合物及其制造方法
【專利說明】包括網狀熱塑性膜的層合物及其制造方法
【背景技術】
[0001] 具有一個或多個結構化表面的制品可用于多種應用（例如，研磨盤、汽車零件組 裝和一次性吸收制品）中。該制品可提供為膜，該膜表現出例如增加的表面積、機械緊固結 構或光學特性。
[0002] 機械緊固件也稱為鉤環緊固件，通常包括多個密集間隔開的直立突起，該突起具 有可用作鉤構件的環接合頭部，并且環構件通常包括多個織造、非織造或針織環。在許多應 用中，機械緊固件可用于提供可釋放附接。例如，機械緊固件廣泛用于可穿著一次性吸收制 品中以圍繞人的身體緊固此類制品。在典型的構型中，例如，位于附接到尿布或失禁衣服的 后腰部的緊固拉袢上的鉤條帶或貼片可緊固到前腰部上的環材料著陸區，或者鉤條帶或貼 片可緊固到前腰區中的尿布或失禁衣服的底片（例如，非織造底片）。機械緊固件也可用于 一次性制品，諸如衛生巾。衛生巾通常包括旨在與穿著者的內衣相鄰放置的底片。該底片 可包括鉤緊固件元件，以將衛生巾牢固地附接到內衣，該內衣與鉤緊固件元件機械接合。
[0003] -些機械緊固件已制成在背襯中具有開口，凸形緊固元件從該開口突出。參 照，例如，美國專利4, 001，366 (Brumlik)和7, 407, 496 (Peterson)、美國專利申請公 布2012/0204383 (Wood等人）、和國際專利申請公布W02005/122818 (Ausen等人）和 W01994/02091(Hamilton)。
【發明內容】
[0004] 本公開提供了一種網狀膜的層合物以及一種制造層合物的方法。網狀膜可簡單地 通過以下方式制造于可延展層合物上：沿第一方向拉伸熱塑性背襯，將該熱塑性背襯層合 到可延展載體，然后沿與第一方向垂直的第二方向拉伸層合物。在拉伸之前不需要對膜進 行裁切或打孔。該制造網狀膜的層合物的方法利用與膜的拉伸誘導分子取向相關聯的較低 抗撕強度。
[0005] 在一個方面，本公開提供了一種接合到可延展載體的至少部分網狀熱塑性膜的層 合物。該網狀熱塑性膜具有熱塑性背襯，該熱塑性背襯具有第一主表面和第二主表面、熱 塑性背襯中的多個開口、以及從熱塑性背襯的第一主表面突起的多個分立元件。存在鄰接 任何給定開口的相對兩端的沿第一方向對齊的兩個分立元件。沿與第一方向垂直的第二方 向，存在位于沿第二方向對齊的給定開口與相鄰開口之間的一個分立元件。熱塑性背襯的 圍繞給定開口的每個部分沿其縱向塑性變形。
[0006] 在另一方面，本公開提供了一種制造層合物的方法。該方法包括提供熱塑性背襯， 該熱塑性背襯具有第一主表面和第二主表面以及從熱塑性背襯的第一主表面突起的多個 分立元件。分立元件中的至少一些分立元件沿第一方向對齊成行。該方法還包括沿第一方 向拉伸熱塑性背襯，以使該熱塑性背襯塑性變形并且將沿第一方向對齊成行的至少一些分 立元件分開。在沿第一方向拉伸該熱塑性背襯之后，該熱塑性背襯在多個分立元件之間保 持完整。該方法還包括將熱塑性背襯層合到可延展載體以提供層合物。該可延展載體能夠 至少沿與第一方向垂直的第二方向延展。該方法還包括沿與第一方向垂直的第二方向拉伸 層合物。沿第二方向拉伸層合物在熱塑性背襯中在沿第一方向對齊成行的分立元件中的兩 個相鄰分立元件之間形成撕裂，并且該撕裂被分立元件中的兩個相鄰分立元件中斷。
[0007] 本文所公開的方法可在一些實施例中用于制造具有獨特和有吸引力的外觀的網 狀機械緊固層合物幅材、條帶或貼片。根據本公開的方法允許在機械緊固件中提供開口，而 沒有浪費的材料損失。該開口可向機械緊固件提供透氣性和柔性，這可增強例如包括通過 本文所公開的方法制造的機械緊固件的吸收制品的穿著者的舒適性。機械緊固件還通常能 夠用相對少量的材料來覆蓋相對大的面積，這可降低機械緊固件的成本。另外，由于吸收制 品中的可由機械緊固件覆蓋的大面積，該機械緊固件可例如通過抵抗偏移力（諸如由吸收 制品的穿著者的移動所引起的扭轉力或旋轉力）來提供性能增強。例如，在使用中，將吸收 制品諸如尿布配合在穿著者周圍通常需要尿布的前腰部和后腰部彼此重疊。當尿布被穿著 時，穿著者的移動往往使重疊的前腰部和后腰部相對于彼此移動位置。除非此類移動受到 限制，否則尿布的配合和包容特性可在所述尿布被穿著時退化。根據本公開制造的機械緊 固件可因其相對較大的面積和柔性而通過抵抗此類移動來提供具有改善的配合和封閉穩 定性。
[0008] 在本申請中，諸如"一個"、"一種"和"所述"等術語并非僅旨在指單一實體，而是包 括一般類別，其具體實例可用于舉例說明。術語"一個"、"一種"和"所述"可與術語"至少 一個（種）"互換使用。后接列表的短語中的至少一個"和"包含...中的至少一個" 指列表中的任一項以及列表中兩項或更多項的任意組合。除非另有說明，否則所有數值范 圍均包括它們的端值以及端值之間的非整數值。
[0009] 在本公開中使用術語"第一"和"第二"。應當理解，除非另有說明，否則這些術語 僅就其相對意義而使用。為方便描述實施例中的一個或多個，"第一"和"第二"的命名可適 用于熱塑性背襯的主表面。
[0010] 通過將諸如"位于……上方"和"位于……下方"及其變形等取向詞用于本公開的 層合物中的各種元件的位置，我們是指元件相對于具有面向上的網狀膜的水平設置的層合 物的相對位置。并非意指層合物在制造期間或之后應具有任何特定空間取向。
[0011] 術語"數個"和"多個"是指不止一個。
[0012] 術語"開口"應理解為由熱塑性背襯圍繞的空隙空間。開口既可封閉也可不封閉 熱塑性背襯的原纖維，該原纖維通常具有小于熱塑性背襯的圍繞開口的每個部分的寬度的 10%或5%的寬度。
[0013] 在一些實施例中，根據本公開的網狀膜為連續或延伸幅材，有時具有不確定長度。 幅材通常可按卷繞法處理。在一些實施例中，根據本公開的方法在連續幅材上進行。本文 使用的術語"縱向（machine direction)" (MD)表示在制造工藝期間行進材料幅材的方向。 當從連續幅材切割條帶時，縱向對應于條帶的長度"L"。術語"縱向（machine direction)" 和"縱向（longitudinal direction)"可互換使用。本文使用的術語"橫向（cross-machine direction)"（⑶）表示與縱向基本上垂直的方向。當從連續幅材切割條帶時，橫向對應于 條帶的寬度"W"。在本文所公開的方法的一些實施例中，第一方向為縱向，并且第二方向為 橫向，但并不需要這樣。
[0014] 術語"可延展的"是指能夠在施加拉伸力的方向上拉伸或伸長而不破壞材料或材 料纖維的結構的材料。彈性材料為具有恢復特性的可延展材料。在一些實施例中，可延展 材料可被拉伸到比其松弛長度大至少約5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、或50 %的長度，而不 破壞材料或材料纖維的結構。
[0015] 術語"彈性的"是指能夠從拉伸或變形表現出恢復的任何材料（諸如0. 002mm至 0. 5mm厚的膜）。在一些實施例中，如果在施加拉伸力時材料可被拉伸到大于其初始長度 至少約25% (在一些實施例中，50%)的長度且可在釋放拉伸力時恢復其伸長率的至少 40 %、50 %、60 %、70 %、80 %或90 %，則所述材料可被視為彈性的。
[0016] 術語"非彈性的"是指從拉伸或變形在很大程度上未表現出恢復的任何材料（諸 如0. 002mm到0. 5mm厚的膜）。例如，被拉伸到大于其初始長度的至少約50%的長度的非 彈性材料將在釋放其拉伸力時恢復其伸長率的小于約40%、25%、20%或10%。在一些實 施例中，如果非彈性材料被拉伸超過其可逆拉伸區域，則所述非彈性材料可被視為能夠發 生永久塑性變形的柔性塑料。
[0017] 本公開的上述
【發明內容】
并非旨在描述本公開的每個所公開的實施例或每種實施 方式。下面的描述更為具體地舉例說明了例示性實施例。因此，應當理解，附圖和以下描述 僅用于舉例說明的目的，而不應被理解為是對本公開范圍的不當限制。
【附圖說明】
[0018] 結合附圖，參考以下對本公開的各種實施例的詳細說明，可更全面地理解本公開， 其中：
[0019] 圖IA為可用于制造根據本公開的層合物的方法的膜的一個實施例的頂視圖；
[0020] 圖IB為圖IA所示膜在其已被沿第一方向拉伸之后的頂視圖；
[0021] 圖IC為層合到可延展載體的圖IB所示膜的透視圖；
[0022] 圖ID為根據本公開的層合物的實施例的頂視圖，根據本公開的方法的一些實施 例，該層合物通過沿與第一方向垂直的第二方向拉伸圖IB所示膜制備；
[0023] 圖2為示出了類似于圖ID所示的網狀膜的一部分的透視圖的掃描電子顯微圖；
[0024] 圖3A為膜（諸如圖IB所示的膜）在其已被沿第一方向拉伸之后的用配備有交叉 極面的偏光顯微鏡拍攝的照片；
[0025] 圖3B為圖3A所示膜在其已被沿與第一方向垂直的第二方向拉伸之后的用配備有 交叉極面的偏光顯微鏡拍攝的照片；
[0026] 圖3C和圖3D為示出了位于根據本公開的網狀膜中的開口之間的熱塑性背襯的兩 部分的光學延遲圖的顯微圖；
[0027] 圖4為根據本公開的層合物的另一個實施例的頂視圖；
[0028] 圖5為根據本公開的層合物的再一個實施例的透視圖；
[0029] 圖6A為根據本公開的網狀膜的實施例的圖像，其中熱塑性背襯在沿第二方向拉 伸時未被加熱；
[0030] 圖6B為根據本公開的網狀膜的實施例的圖像，其中熱塑性背襯在沿第二方向拉 伸時被加熱；
[0031] 圖7A為對于實例1觀察到的拉伸與負載的關系曲線圖的一部分；以及
[0032] 圖7B為對于制造網狀膜的方法觀察到的拉伸與負載的關系曲線圖的一部分，其 中網狀膜未接合到載體。
【具體實施方式】
[0033] 現在將詳細參考本公開的實施例，所述實施例的一個或多個實例示出于附圖中。 示出或描述為一個實施例的一部分的特征可與其它實施例一起使用以產生另一第三實施 例。預期本公開包括這些和其它修改和變型。
[0034] 圖IA示出了熱塑性背襯14的實施例的頂視圖，該熱塑性背襯具有從背襯的第一 主表面突起的分立元件10,該第一主表面為可在附圖中看到的主表面。
[0035] 圖IB示出了作為根據本公開的方法的特征的沿第一方向ID拉伸熱塑性背襯14 的結果。圖IB示出了分立元件10在拉伸之后沿第一方向ID進一步間隔開。盡管附圖中未 示出，但熱塑性背襯14變薄，塑性變形，并且具有沿第一方向ID的拉伸誘導分子取向。然 而，熱塑性背襯14在拉伸之后在分立元件10之間保持完整。換句話說，熱塑性背襯14在 沿第一方向拉伸之后沒有任何切口、狹縫、撕裂或孔中的多個；而是背襯仍為連續膜。在沿 第一方向拉伸期間，形成于熱塑性背襯14中的分立元件10抵抗拉伸。在其基部處，分立元 件10的區域相當于較厚的膜部分并且在兩側上未拉伸到與熱塑性背襯14相同的程度。為 補償拉伸基部的此抵抗力，熱塑性背襯的位于分立元件10之間的區域20的至少一部分據 信在兩側上比熱塑性背襯14拉伸更大程度。具有沿第一方向ID的最高拉伸誘導分子取向 的熱塑性背襯14的區因此見于分立元件10之間的區域20內。
[0036] 圖IC為具有層合到可延展載體30的圖IB所示分立元件10的熱塑性背襯14的 層合物的透視圖。在一些實施例中，分立元件中的至少一些分立元件包括一個直立柱。在 一些實施例中，分立元件10中的至少一些分立元件為熱塑性背襯14上的直立柱，該直立柱 通常具有近側端部IOa和遠側端部10b，其中近側端部包括附接到熱塑性背襯14的基部，并 且遠側端部遠離熱塑性背襯延伸。可延展載體30能夠至少沿第二方向2D延展，并且通常 被選擇成使得其具有比具有分立元件10的熱塑性背襯14的屈服點低的屈服點。
[0037] 圖ID示出了作為根據本公開的方法的特征的沿第二方向2D拉伸層合物5的結 果。第二方向2D與第一方向ID垂直。由于圖IB所示區域20具有在熱塑性背襯14中沿 第一方向的最高拉伸誘導分子取向，因此該區域具有最低抗撕裂性。沿第二方向2D拉伸層 合物5使熱塑性背襯14在區域20中撕裂，以提供如圖ID所示的熱塑性背襯14中的開口 22。區域20中的撕裂被區域20的任一端的分立元件10中斷。中斷撕裂蔓延的根據本公 開的方法的一些實施例的分立元件示出于圖2的掃描電子顯微圖中，但此顯微圖為在層合 到可延展載體時未被拉伸的背襯。在包括圖2所示實施例在內的一些實施例中，分立元件 僅從熱塑性背襯的第一主表面突起。應當理解，不對圖IC所示熱塑性背襯14進行裁切或 打孔。而是，簡單地通過沿第一方向ID拉伸熱塑性背襯14,然后沿第二方向2D拉伸圖IC 所示層合物來在熱塑性背襯14中形成開口 22。
[0038] 盡管沿第二方向2D拉伸圖IB所示膜可進行而不將該膜層合到可延展載體，但沿 第二方向2D拉伸圖IC所示層合物可更快地進行。當沿第二方向拉伸圖IB所示膜時，每 個撕裂在熱塑性背襯中引起弱點，并且拉伸力變得僅施加在熱塑性背襯的開口之間的部分 上，而高應力施加在分立元件的位置處的熱塑性背襯上。在圖ID所示層合物5中，拉伸力 主要施加在可延展載體30上。因此，沿第二方向2D拉伸層合物可比拉伸熱塑性膜本身快 至少十倍進行。
[0039] 圖ID還示出了根據本公開的層合物5的實施例。在圖ID所示實施例中，當沿第 一方向ID或第二方向2D查看時，熱塑性背襯14具有從熱塑性背襯14的第一主表面突起 的分立元件10的交錯陣列。交錯陣列可根據視角呈現為正方形陣列；因此，視角為指定的。 在一些實施例中，當從第一方向查看時，交錯陣列為看起來交錯的陣列。再次參照圖IA到 圖ID所示方法的實施例，分立元件10沿第一方向ID對齊成行16,但沿第二方向2D交錯。
[0040] 在圖ID所示網狀膜1中，針對網狀膜中的任何給定單個開口 22,存在圍繞單個開 口 22的四個分立元件10。兩個分立元件10在相對的兩端鄰接開口，所述分立元件為用 于在以本文所公開的方法沿第二方向2D拉伸時中斷形成于熱塑性背襯中的撕裂的分立元 件。圍繞開口的四個分立元件中的剩余兩個分立元件具有熱塑性背襯14的位于其與開口 22之間的一部分。存在位于沿第二方向對齊的給定開口與相鄰開口之間的一個分立元件。 在一些實施例中，當兩個開口被稱為對齊時，這兩個開口沿對稱軸對齊。熱塑性背襯14中 沒有部分將四個分立元件的組中的兩對相對分立元件10中的任何一對連接。
[0041] 此外，在任何兩個相鄰開口之間，通常存在至多一個從熱塑性背襯突起的分立元 件。即，在任何兩個相鄰開口之間可存在零個或一個分立元件。為了本公開的目的，為確定 分立元件是否位于兩個相鄰開口之間，分立元件必須位于熱塑性背襯的將兩個相鄰開口分 開的部分上的某個位置處。當順著行16查看時，網狀膜1明顯地在任何兩個相鄰開口 22 之間具有一個分立元件10。另外，當沿與行16垂直的方向2D查看時，網狀膜1明顯地在 任何兩個相鄰開口 22之間具有一個分立元件10。因此，當沿著多個開口沿其對齊的對稱 軸查看時，存在位于任何兩個相鄰開口之間的一個分立元件10。然而，當與行16成45度 角查看時，網狀膜1可被視為在任何兩個相鄰開口 22之間沒有分立元件10,因為分立元件 10不位于熱塑性背襯14的將兩個開口 22分隔開的部分中。在包括圖IC所示實施例在內 的一些實施例中，在網狀膜1中的每個交匯處似乎恰好存在一個分立元件10。開口和熱塑 性背襯的圍繞開口的相關聯部分可稱為網狀膜的單元格。在包括圖ID所示實施例