專利名稱：薄厚度薄膜和薄膜/無紡織物層壓制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及薄厚度的多層薄膜，該薄膜具有極薄的外層。
本發明涉及極薄的多層薄膜以及把它們用于層壓制品。這種材料有極其廣泛的用途，特別是在限制使用和可棄物品領域。
今天很多產品要求經過高度設計的成份，但同時這些產品要求是受限使用或可棄的物品。受限使用或可棄，意思是產品和/或成份在拋棄之前僅僅使用很少幾次或僅僅用一次。這種產品的例子包括，但不限于此，與個人維護和外科手術有關的產品，例如外科用消毒蓋布及外科醫生服，可棄工作服，例如工作服和實驗室服，以及個人維護用的有吸收性的產品，例如尿布，訓練服，失禁衣褲，衛生巾，繃帶，揩布以及類似物品。所有的這些產品能夠且必須使用薄膜和纖維無紡織物作其組成部分。這兩種材料經常交互使用，薄膜有很強的阻擋性能，特別是對液體而言，而纖維無紡織物與其它物品相比有較好的觸覺感，舒適感及美感。當這些材料用于受限使用或可棄產品中時，對設計性能最好，成本最低的要求很高。為此，經常要求使用薄膜或使用無紡織物來實現所要求的結果，這是因為薄膜和無紡織物的組合件常常很貴。在薄膜領域，曾嘗試過生產薄厚度的多層薄膜。例如從授予Vischer的美國專利No.5261899中可知一種具有中間層的三層薄膜，此中間層占三層薄膜總厚度的30～70％。形成多層薄膜的一個優點在于可使薄膜設計成具有特殊的性能，并且通過將薄膜制成多層形式，可以把較昂貴的組份轉移到外層上可能是最需要的部位上。
本發明的目的是提供這樣一種多層薄膜，它可設計成提供特殊的性能，同時能以很薄的厚度提供這種性能。
由獨立權利要求1，3與11所述的多層薄膜，獨立權利要求12和16所述的個人貼身用有吸收性的物品，獨立權利要求13和15所述的層壓制品；獨立權利要求18和19所述的外科醫生服；獨立權利要求20和21所述的外科用蓋布，以及獨立權利要求22和23的衣服制品，都可以實現上述目的。
從從屬權利要求，描述及附圖可了解到見本發明的其它優點。特點，有關的各個方面以及細節。這些權利要求應理解為從總體上來界定本發明的第一種非限制性的方法。
本發明的另一個方面是將這種薄厚度薄膜與其它支持層，例如纖維無紡織物層組合起來以增強強度并提供美觀特點。
本發明涉及多層薄膜和多層薄膜/無紡織物層壓制品。此外，本發明還涉及這種薄膜層壓到其它材料，例如纖維無紡織物上。
上述薄膜由普通的薄膜成形技術制成，如鑄-吹(cast andblown)復合擠壓薄膜成形法。此薄膜與由可擠壓熱塑性聚合物制成的芯層一起形成，此芯層具有第一外表面和第二外表面。在絕大多數基本結構中，由于混合擠壓過程，第一表層同時固定在芯層的第一外表面上以形成多層薄膜。多層薄膜界定了總體厚度，由第一表層界定的第一表層厚度不超過多層薄膜總厚度的10％。這是由于將擠壓薄膜牽伸到能使多層薄膜變薄到指定的尺寸范圍的程度內。結果是第一表層的厚度不超過2μm。如果多層薄膜有非常薄的性質，就可將多層薄膜與其它材料，例如支持層層壓在一起。適當的支持層包括，但不限于，例如其它薄膜，纖維無紡織物，紡織材料或前述材料的交織和組合。在本發明的其它一些實施例中，芯層的第一外表面連接到第一表層，而第二外表面連接到第二表層。在這種情況下，第一表層和第二表層的總厚度不應超過多層薄膜總厚度的15％，而更好是使第一表層厚度或第二表層厚度都不超過此總厚度的7.5％。如有需要，一層或多層中可有其它的添加物，例如粒狀填料。更典型的是這種填料主要用在芯層中，例如粒子層的重量至少為這一特定層總重量的60％。
還可能生產出可透氣的多層薄膜，這是通過采用允許氣體通過這些層擴散的特殊聚合物和/或通過采用粒子填料實現的。一般，為使這種薄膜透氣，是在兩壓輥之間拉伸和/或擠出這種薄膜，以在這批粒子內或其周圍產生空隙而允許水蒸汽和其它氣體穿過。一般這種可透氣的多層薄膜的水蒸汽穿透率至少為每24小時每平方米300克。
這種薄膜和層壓制品有廣泛的用途，例如但不限于，用于貼身的有吸收性的物品中，這種物品包括尿布，訓練服、失禁衣褲、衛生巾、繃帶和類似物件。同樣，這些薄膜和層壓制品也可作為整體或僅僅是作為組成部分用于外科用消毒蓋布，和外科醫生服及各種衣物中。
結合附圖參照下面對本發明的實施例的描述，可以更好地理解本發明，附圖中


圖1是根據本發明的多層薄膜的橫剖側視圖，薄膜的右側被分開以簡化它的描述；圖2是根據本發明的多層薄膜/無紡織物層壓制品的橫剖側視圖；圖3是形成本發明的多層薄膜和多層薄膜/無紡織物層壓制品的工藝過程的示意性側視圖；圖4是部分切除的示例性貼身用、有吸收性物品(在本例中是一尿布)的頂視平面圖，其采用了根據本發明的多層薄膜和多層薄膜/無紡織物層壓制品。
本發明涉及多層薄膜，即有兩層或三層的薄膜，以及與支持層例如纖維無紡織物層壓在一起的薄膜。參見圖1，其中示出一種多層薄膜10，但并非按比例示出，出于說明目的，在附圖右側已被分開。多層薄膜10包括由可擠壓的熱塑性聚合物，例如聚烯烴或聚烯烴混合物制成的芯層12。芯層12有第一外表面14和第二外表面16。此芯層還有一芯層厚度22。與芯層12的第一外表面14相連的是第一表層18，它具有第一表層厚度24。與芯層的第二外表面相連的是一可選擇的第二表層20，它具有第二表層厚度26。此外，多層薄膜10有一總厚度28。這種多層薄膜10可由薄膜生產工業中普通技術人員所熟知的各種工藝來生產。兩種特別優選的工藝是鑄膜復合擠壓工藝和吹膜復合擠壓工藝。在這類工藝中，兩或三層同時形成，并以多層形式從擠壓機出來。由于本發明的多層薄膜極薄的特性，已證明此種工藝極可能最為有利，當然，也可以采用各自獨立的擠出工藝來形成多層薄膜。有關這兩種工藝更詳細的信息可參見例如，美國專利4522203、4494629和4734324，它們所公開的內容已全部引用作為參考。
本發明重要的特點是可以采用更普通的芯層12再結合一種很薄并經特殊設計的表層，例如第一表層18或是采用兩層或更多層表層與芯層12的一面或兩面相連的組合件。由此就可能形成具有多層材料的多層薄膜10。例如具有第一表層18和可選擇的第二表層20的芯層12可由任何在多層薄膜結構中能利用的聚合物制成，這種聚合物包括，但不限于，聚烯烴，所述聚烯烴包括均聚物共聚物和混和物。為進一步降低芯層12的成本，在芯層聚合物擠出混合物中可加入一種或更多種填料。既可用有機填料也可用無機填料。對填料應進行選擇，以便不會對擠出薄膜造成不利影響，或與其發生化學反應。這些填料能用于減少芯層12的聚合物的數量和/或賦予甚某些特性例如透氣性，和/或減輕氣味。填料的例子能包括，但不限于碳酸鈣(CaCO3)、各種粘土、二氧化硅(SiO2)、氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈉、滑石、硫酸鎂、二氧化鈦、泡沸石、纖維素型粉末、硅藻土、硫酸鎂、碳酸鎂、碳酸鋇、高嶺土、云母、碳、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、紙槳粉末、木材粉末、纖維素衍生物、聚合物顆粒、粘合劑及其衍生物。
使用的填料的數量取決于最終的使用目的，并且可以采用占芯層12總重量的0～80％的添加量。一般填料是粒子形狀，通常約略呈球形，平均粒度約0.1～7微米。更進一步講，如果有足夠的填料與多層薄膜10的足夠的牽伸相結合，則能在芯層12內的粒子周圍產生空隙，從而使芯層可透氣。當用超過芯層12重量60％的大量的填料與薄膜拉伸結合時，便可產生透氣薄膜。這種可透氣薄膜一般具有每24小時每平方米大于300克的水蒸汽穿透率(WVTR)。
表層18和20一般包括可擠壓出的熱塑性聚合物和/或為多層薄膜10提供特殊性質的添加物。這樣，第一表層18和/或第二表層20可以由這樣的聚合物制成，它們可賦予下述種種特性，如抗微生物性，水蒸汽穿透性，粘附性和/或防阻塞性。因此表層18和20對一種或多種特殊聚合物的選擇取決于所要求的特殊的性質。可采用的聚合物的例子可包括下列物質中的一種或其組合物均聚物，共聚物，聚烯烴混合物和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、聚酯(PET)、尼龍(PA)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)和烯屬熱塑性彈性物，它們都是多級反應產物，其中非晶體乙烯丙烯不規則共聚物則以分子形式分散在主要是半結晶的高聚丙烯單體/低乙烯單體的連續基質內。
常要求把多層薄膜10與一層或多層基質或支持層30層壓在一起，如圖2所示。芯層可以沒有足夠的使其結合到支持層30上的粘附性或接附性。第一表層18可由一種或多種具有比芯層12高的粘附性和/或低的粘合點的聚合物構成。
對于本發明的材料所希望達到的結果是，能實現極薄的總的薄膜厚度，更重要的是，使表層僅僅占多層薄膜10總厚度的一小部分。如以下例子所述，設多層薄膜10的總厚度為28，則在兩層結構中，第一表層18的第一表層厚度24不應超過總厚度28的10％。在三層薄膜結構中，第一表層18和第二表層20的厚度和不應超過總厚度的15％，且一般情況下，第一表層18不應超過總表層厚度28的7.5％。對第二表層20同樣如此。因此芯層至少占總厚度28的85％，而第一表層18和第二表層20一般各不超過總厚度28的7.5％。一般情況下，可能生產總厚度28為30μm或更薄的薄膜，在某些應用中，可使表層不超過2μm。為此，只需先形成多層薄膜10，再使薄膜沿機器方向拉伸或定向，如下面將更詳細描述的，使最終的多層薄膜10沿機器方向的強度特性得到改進，所述機器方向即平行于薄膜從薄膜擠出設備出來的方向。
最終的薄膜，如果需要可以與一層或更多層支持層30相層壓，如圖2所示。如圖2所示的支持層30是纖維無紡織物。這種纖維無紡織物的制造對無紡制造領域的普通技術人員而言是熟知的。這種纖維無紡織物可賦予多層薄膜10以其它的特性，如更軟，更類似于布的觸感。多層薄膜10特別有利于用作液體的阻擋層，如應用于作為貼身用的有吸收性物品的外層，和作為醫院外科的阻擋材料以及清理房間等場合，例如外科用消毒蓋布，外科醫生服和以其形式的服裝。支持層30與第一表層18和第二表層20的連接可以通過采用單獨的粘合劑，例如熱融體的或溶劑基的粘合劑，或通過采用受熱粘接輥的加熱和/或加壓來實現。結果可能要求對第一表層18和第二表層20的一層或兩層進行設計，使之具有固有的粘結性能以簡化層壓過程。
特別合適的支持層是纖維無紡織物。這種織物可由多種工藝制成，如紡粘，熔噴，粘合粗梳織造等制造工藝，但不限于此。噴熔法非織造纖維是按下述方式進行通過將熔融的熱塑性材料擠過多個纖細的，通常為圓形的毛細模具作為熔融紗線或纖維進入一高速熱氣流中，例如空氣，該氣流減薄熔融熱塑性材料的纖維從而減小其直徑。然后，將此噴熔出的纖維由高速熱氣流攜帶并置于收集表面上，形成由隨機分布的噴熔纖維組成的織物。噴熔法無紡織織造工序是熟知的，且在各種專利和公開文件中描述過，如NRL報告4364，B.A.Wendt，E.L.Boone和C.D.Fluharty的(“Manufacture of super-Fine Organic Fibers”)“超細有機纖維的制造”；NRL報告5265，K.D.Lawtence，R.T.Lukas，J.A.Young的“形成超細熱塑性纖維的改進裝置”(An Improved DeviceFor the Formation of Super-Fine Thermoplasbic Fibers)；1972年7月11日授予Prentice的美國專利3676242，和1974年11月19日授予Buntin等人的美國專利3849241。上述參考文件的內容已全部引用作為參考。
紡粘纖維是通過將熔融的熱塑性材料從噴絲板上多個纖細的一般為圓柱形的毛細管中擠出而形成的，其中擠出纖維的直徑通過非噴射或噴射流體牽引或其它已知的紡粘設備迅速變細。在例如授予Appel等人的美國專利No.4340563，授予Matsuki等人的美國專利3802813和授予Dorschner等人的美國專利3692618，授予Kinney的美國專利3338992，3341394，授予Levy的美國專利3276944；授予Peterson的美國專利3502538；授予Hartman的美國專利3502763，授予Dobo等人的美國專利3542615，和授予Harman的加拿大專利803714中都說明了紡粘無紡織物的生產。上述各專利的內容已全部引用于此作為參考。
也可使用多層支持層30，這種材科的例子包括，例如紡粘/噴熔層壓制品和紡粘/噴熔/紡粘層壓制品，如在授予Brock等人的美國專利4041203中所示的，它們的全部內容已引用于此作為參考。
粘合梳理織物由經常成包購買的短纖維制成。將這種纖維包放在分離纖維的清棉機上。然后使纖維通過精梳或粗梳單元，繼續分離并使短纖維沿機器方向排列好，從而形成沿機器方向定向的纖維無紡織物。一旦織物形成，它就通過一種或多種粘合方法粘合起來。一種粘合方法是用粉末粘合劑粘合，其中粉末粘合劑分散貫穿織物，然后用熱空氣加熱織物和粘合劑使其活化。另一種粘合方法是圖案粘合法，其中采用軋輥或超聲波粘合設備將纖維粘合在一起，如果需要，在織物的定位粘合圖案中遍及其整個表面進行粘合。當采用雙組分短纖維時，應用通風粘合設備在許多應用場合中特別有利。
形成多層薄膜10的工藝在附圖中的圖3示出。參照附圖，多層薄膜10由復合擠壓薄膜設備40，例如上述的鑄塑單元或吹塑單元形成。一般，這種設備40包括兩個或更多的聚合物擠壓機41。多層薄膜10擠入一對有圖案的軋輥或冷卻輥42，從而將凸凹圖案施加到新成形的薄膜10上。這對減少薄膜光潔度，使其有暗淡色調外觀很有好處。利用圖1所示的三層薄膜結構，一般最初形成的薄膜的總厚度28近似為40μm或更大，第一表層18和第二表層的起始厚度為3μm或更大，這兩層的厚度和近似占薄膜總厚度的75％。
薄膜10從復合擠壓薄膜設備40出來后，導向薄膜牽伸單元44，例如一沿機器方向的定向器，后者例如可從Marshall and WilliamsCompany of Providence Rhode Island購置到。這一單元44有多個牽引輥46，它們沿機器方向，即薄膜10通過圖3所示工藝過程的方向，牽伸并減薄薄膜。離開薄膜牽伸單元44后，薄膜10的總厚度近似為30μm，每層表層的最大厚度不應超過2μm，各表層的厚度和不超過薄膜總厚度的15％，更為理想的是少于總厚度的10％。
如果需要，多層薄膜可以連接到一層或多層支持層30上以形成多層薄膜/無紡織物層壓制品32。再次參照圖3，采用一種普通的纖維無紡織物形成設備48，例如一對紡粘機器形成支持層30。長的連續纖維50放在成形網52上作為非紡粘織物54，非紡粘織物54送入一對粘合輥56之間以將纖維粘合在一起，并增加最后的織物支持層的抗撕裂強度。將一或兩個輥加熱到能進行粘合的程度。一般一個輥56上是有圖案的，從而能將離散的粘合圖案按預定表面區域施加到織物30上。另一個輥通常是光滑的砧輥，如需要此輥上也可以有圖案。一旦多層薄膜已經足夠薄并已定向，支承層30已經形成，就將兩層放在一起，并使用一對層壓輥或其它設施58使其層壓在一起。如同粘合輥56一樣，層壓輥58可以被加熱。至少一個輥上有圖案以在最終的層壓制品32上以預定的粘合表面區域產生離散的粘合圖案。一般而言，在層壓制品32的一側表面的給定區域內，最大粘合點的表面面積不超過整個表面積的50％。可以利用現有的大量的離散的粘合圖案。例如參看授予Brock等人的美國專利4041203，其中的內容已全部引用于此以作參考。層壓制品32從層壓輥58出來后，可以卷繞到輥60上供進一步處理。或者層壓制品32可以繼續在機器上作進一步處理或印象。
圖3示出的工藝可以用于生產圖2所示的三層層壓制品32。對上術工藝的唯一的改動是任與另一纖維無紡織物支持層30相對的多層薄膜10的一側，將第二纖維無紡織物支持層30喂入層壓輥58。如圖3所示，支持層30是以預制卷62的形式喂入的。或者與另一支持層一樣，支持層30直接在機器上形成。在任何情況下，第二支持層30都是喂入層壓輥58并與其它支持層30以同樣的方式層壓到多層薄膜上。
如前所述，多層薄膜10和層壓制品32可以用于許多場合，不限于貼身用可吸濕物品，例如尿布，訓練服，失禁裝置，婦女衛生用品，例如衛生巾。圖4是一示例性物品80，此例中為尿布。參照圖4，多數這種貼身用有吸濕性的物品80包括一液體可滲透的頂層或內襯82，背層或外覆層84，和一在頂層82和背層84之間的有吸濕性的芯層。物品80，例如尿布還可以包括一些固定裝置88，例如粘接固定翼片或機械鉤-環型固定件。
多層薄膜10自身或其它形式的如多層薄膜/支持層層壓制品32可以用于制成各種物品中的一部分，包括全如上述的頂層82和背層84，當然不限于此。如果薄膜用作頂層或襯里82，最好使其有孔或能以其它方式使液件滲透。當采用多層薄膜/無紡織物層壓制品作外覆層84時，最好將無紡織物側朝向遠離使用者的方向。此外，在此實施例中，可以利用層壓制品32的無紡織物部分作為鉤-環組合物的環部分。
根據本發明的多層薄膜和多層薄膜/支持層層壓制品的其它用途包括，外科手術用蓋布，外科醫生服，揩布，衣物的阻隔材料或物品或工作服和實驗室服的一部分。
本發明的性能通過下述的系列實驗測定。這些性能包括薄膜厚度，水蒸汽穿透率以及剝離強度。水蒸汽穿透率試樣材料的水蒸汽穿透率(WVTR)根據ASTM標準E96-80進行計算。從試驗材料上割下直徑為7.62cm(3英寸)的圓形試樣。比較材料是一塊Hoechst Celanese Corporation of Sommerville NewJersey的CELGARD2500薄膜。CELGARD2500薄膜是一種微孔聚丙烯薄膜。對每種材料準備三塊試樣。試驗盤為Thwing-AlbertInstrument Company of Philadelphia Pennsylvania的60-1 Vapometer盤。將100毫升的水注入每個Vapometer盤中，并將試驗材料和比較材料的樣品放入每個盤的敞開的頂部。擰緊凸緣以沿每個盤的邊緣形成密封，使相關的試驗材料或比較材料以6.2厘米直徑的圓孔，即面積近似為33.17平方厘米的圓孔暴露于環境大氣。這些盤放在溫度高于32℃(100°F)的強制通風烘箱中。烘箱的溫度恒定，外部空氣通過它循環以阻止水蒸汽積聚在其中。合適的烘箱是例如Blue M Electric Companyof Blue Island Illinois的Blue M Power-O-Matic 60烘箱。24小時后。從烘箱內取出盤子再次稱重。最初實驗的水蒸汽穿透率值按下述公式計算實驗WVTR＝(24小時的克重損失)×315.5g/m2/24小時烘箱內的相對濕度沒有特定控制。
在預設定的32℃(100°F)以及環境相對濕度的狀態下，CELGARD2500比較織物的WVTR為5000克每平方米24小時。因此將這一比較樣品用于每次試驗中，并對初始實驗值用下述公式按設定狀況校正WVTR＝(實驗WVTR/比較WVTR)×(5000g/m2/24小時)(g/m2/24小時)。薄膜/薄膜層厚度總厚度28，第一表層厚度24，芯層厚度22和第二表層厚度26由場發射掃描電子顯微法(FESEM)通過截面測定。每一薄膜試樣浸入液氮內并與剃刀刃相碰觸而切開。剛割開的截面用銅帶放在處于豎直位置的樣品根部。用日立S-800型場發射型電子顯微鏡在5和10Kev下觀察試樣。放大2000倍的掃描電子圖片示出每種試樣的薄膜結構。為每種多層薄膜準備了試樣及相應的圖片。由12.7厘米×10.2厘米頁片放大到25.4厘米×20.4厘米的圖片，并且從這些圖片上直接進行了測量。在每一圖片上疊置一放大2000倍的15μm標尺。對每一薄膜試樣的三幅圖片的每一幅上作五次測量，因此對每一厚度都會產生15個數據點或測量結果。對第一表層，第二表層和芯層進行了測量。將對每一層的15個測量值結合起來，平均后產生每一層的以μm表示的厚度值。薄膜的總厚度通過把每一試樣的芯層、第一表層和第二表層的厚度平均值加起來獲得。每一表層的厚度相對百分比是通過把表層的平均厚度去除試樣總厚度，再把結果放大100倍而獲得。180°T剝離實驗為檢驗薄膜層和纖維無紡織物舒適層之間的粘合強度，在各種材料的試樣上進行分層或剝離強度檢驗。切下一塊10.2厘米寬15.2厘米長的試樣。在試樣的薄膜側放有寬10.2cm長15.2cm的3M2308遮蔽翼片(masking tape)。然后在2.2千克的輥重下滾動試樣，令遮蔽翼的面朝上，前后兩次。可以用手對試樣的一個短端進行剝層以產生若干邊緣，這類邊緣可放在MTS Systems Corporation of Eden Prairie，MN產的a Sintech/2計算機整體試驗系統(Computer Integrated TestingSystem)的夾爪內。夾爪間隙設成100毫米的跨度，并在層壓狀態下留有足夠的材料，從而使夾爪能行進65毫米。樣品置于夾爪中，這樣在夾爪擴張10毫米以前樣品開始剝層。十字頭的速度為每分300毫米，并在10毫米的始點和65終點之間記錄數據。
記錄的數據表明了為將兩層分開所需的剝離強度或負荷克數以及具有最大、最小平均值的標準克數指數。
所有例子中的薄膜是三層的薄膜，每例中都有相同的兩個外層或表層。所有薄膜都是鑄膜，并且在牽伸以前壓花以在薄膜上產生無光光潔度。此外，所有的薄膜都與由近似0.22特(2旦尼爾)的纖維制成的每平方米17克的聚丙烯紡粘織物層壓。這種紡粘織物預粘合有近似占總粘合面積15％的點狀粘合花紋。例1在例1中，芯層以其總重的百分重量為基數，有65％的ECC EnglishChina SupercoatTM碳酸鈣，粒度平均為1μm，有7cm的頂部切口(Topcut)。碳酸鈣從ECC International的分部ECCA Calcium Product，Incof Sylacauga，Alabama購得。芯層還包括15％的Exxon ChemicalCompany of Houston Texas產的Exxon9302無規共聚物，聚丙烯(Random Copolymer Polypropylene)，15％的Himot USA ofWilmington Delaware產的Himont KS059 Catalloy聚合物，和5％的Quantum Chemical Corporation of New York，New York產的QuantumNA206低密度聚乙烯。所述Himont Catalloy聚合物是一種烯烴類熱塑性彈性體或TPO多級反應產品，其中非晶形乙烯丙烯無規共聚物以分子形式分散在主要是半晶體高聚丙烯單體/低乙烯單體的連續基質中。
在芯層兩側的兩個外或表層包括15％的Himont USA產的HimontKS059 Catalloy聚合物，20％的Ampaet 10115防粘劑和65％的Exxonxc-101(28％的EMA共聚物)。Ampacet10115防粘劑包括20％硅藻土，79.75％的Chevron2207EMA和0.25％的硬脂酸鋁。Ampacet10115防粘劑可從Ampacet Corporation of Tarrytown，NewYork購得。Chevron2207EMA可從Chevron Chemical Corporation ofSan Ramon California購得，Exxon xc-101可從Ezzon ChemicalCompany of Houston Texas購得。
采用上述類型的鑄膜擠壓設備可擠出三層薄膜。測得表層的出口熔融溫度為196℃，而芯層為223℃。空氣間隙(模具和冷軋輥之間的距離)為53厘米，成品薄膜的規格為38微米。薄膜卷到輥上，然后通過Marshall and Williams Company of Providence Rhode Island產的機器方向定向器(MDO)。MDO單元預熱至77℃，薄膜在77℃時被牽伸4倍。所謂薄膜被牽伸4倍，意味著例如1米長的薄膜最后被牽伸至4米長。最終測得的薄膜厚度為16.08μm，而基重為每平方米重量為17克(17gsm)。兩表層中的每一層近似占薄膜總厚度的2.7％。因此芯層占總厚度的94.6％采用上述的薄膜厚度測量方法，兩表層厚度為0.44μm，芯層厚度為15.2μm。
采用一有圖案的溫度近似為77℃的粘合輥和溫度近似為54℃的光滑砧輥，以每米4218千克的夾緊力，每分鐘152米的線速度，占薄膜一側總表面積15％的粘合面積將成品薄膜熱層壓在上述的紡粘層上。此層壓制品以這種形式通過粘合器，即紡粘層與圖案輥相鄰，而薄膜層與平滑砧輥相鄰。最終的層壓制品依上述方式測得的水蒸汽穿透率為每平方米每24小時2570克。
層壓制品有70厘米的水頭(hydrohead)和48克的剝離強度。例2在例2中，芯層在其總重量中含65％的ECC English ChinaSupercoatTM碳酸鈣，15％的Exxon 9302無規共聚物，聚丙烯(RCP)，15％的Himont KS059 Catalloy聚合物，和5％的QuantumNA206低密度聚乙烯(LDPE)。
在芯層兩對側的外層或表層包括15％的Ampacet10115防粘劑(20％的硅藻土，增至24％的共聚物甲基丙烯酸乙酯(EMA))的濃縮物或母料(masterbatch)和85％Himont KS057 Catalloy聚合物。
采用上述類型的鑄膜擠壓設備將三層薄膜擠出。從擠出器出來的表層的出口熔融溫度為188℃并且芯層的出口熔融溫度為223℃。空氣間隙(模具頭和成形軋輥之間的距離)為53厘米，成品薄膜的厚度為35.5μm。薄膜卷在輥上然后送過預熱至88℃的MDO單元，薄膜在88℃時被牽伸3倍。最終測得的薄膜厚度為17.28μm，基重為15gsm。兩層表層的每一層占薄膜總厚度的2％。因此，芯層占總厚度的96％。利用上述的薄膜厚度測量方法，兩表層中每一層有0.33μm的薄膜厚度，和芯層為16.62μm厚。
然后利用有圖案的溫度為約77℃的粘合輥和溫度近似為54℃的平滑砧輥，以4218千克/米的夾緊力，每分鐘152米的線速度，占薄膜一側表面積15％～18％的粘合面積將最終的薄膜熱壓制到上述的紡粘層上。然后將層壓制品以這樣一種方式通過粘合器，即紡粘層與圖案輥相鄰，而薄膜層與砧輥相鄰。依上所述方式測得薄膜的水蒸汽穿透率為每平方米每24小時925克，層壓制品的水蒸汽穿透率為820克/米2/24小時。層壓制品的水頭為113厘米而剝離強度為62克。例3例3中芯層包括占其重量百分比為63％的ECC English ChinaSupercoatTM碳酸鈣，19％的Himont KS059 Catalloy聚合物，13％shell chemical Company of Houston Texas產的Shell 6D81聚丙烯，5％的Dow Chemical USA of Midland Michigan的Dow4012低密度聚乙烯(LDPE)。
芯層兩對側的芯層或表層包括30％的Himant KS057 Catalloy聚合物，20％的Techmer S110128E62防粘劑/EVA的濃縮物，或TechmerPM of Rancho Dominguez，California的母料，20％的Exxon760.36EMA和Elf Atochem N.A.of philadelphia Pennsylvania產的30％Lotryl 29MA03酯化的EMA共聚物。
采用鑄膜擠壓設備擠出三層薄膜，從擠出器出來的表層的出口溫度為188℃，芯層的出口溫度為209℃。空氣間隙(模具頭和成形軋輥之間的距離)為66厘米，最終的薄膜厚度為38μm，薄膜繞到輥上，隨后送過預熱至71℃的MDO單元，薄膜在71℃時被牽伸4倍，隨后在近似85℃的溫度下退火。
上述薄膜的最終厚度為16.98μm，且基重為17gsm。兩表層中的每一層占薄膜總厚度的3.7％。因此芯層占總厚度的92.6％。采用上述的薄膜厚度測量方法，兩表層每一層有0.6μm的薄膜厚度，而芯層厚15.77μm。
利用溫度近似為110℃的有圖案的粘合輥，和溫度近似為32°的平滑砧輥，以4570千克/米·2.54cm(英寸)的夾緊力，每分61米的線速度和占薄膜一側表面積15％～18％的總粘合面積將最終的薄膜熱層壓在上述的紡粘層之上。此層壓制品然后以下述方式通過粘合器，即紡粘層與圖案輥相鄰，而薄膜層與砧輥相鄰。如依上述方式測得薄膜的水蒸汽穿透率(WVTR)為每平方米每24小時1301克，并且最終的層壓制品的水蒸汽穿透率為1184g/m2/24Hr。層壓制品有110厘米的水頭和161克的剝離強度。例4在例4中，芯層有占其總重量63％的ECC Eglish ChinaSupereoatTM碳酸鈣，19％的Himont KS059 Catalloy聚合物，13％的Shell 6D81聚丙烯和5％的Dow 4012LDPE。
芯層兩對側的外層或表層包括35％的Himont KS057 Katalloy聚合物，20％的Techmer S110218E62防粘連劑/EVA濃縮物/母料和45％的Exxon 760.36EMA。
利用鑄膜擠壓設備將三層薄膜擠出。從擠壓機出來的表層的出口溫度為187℃，芯層的出口溫度為208℃。氣隙(模具頭和成形輥之間的距離)為66厘米，成品薄膜的厚度為35.5μm。薄膜卷繞到輥上，隨后通過預熱至71℃的MDO單元，在71℃的溫度被牽伸4倍，隨后在近似85℃退火。最終測得薄膜厚度為15.96μm，基重為15gsm。兩表層中的每一層占薄膜總厚度的3％。因此芯層占總厚度的94％。利用上述的薄膜厚度測量方法，兩表層每一層有0.48μm的薄膜厚度，芯層厚度為15.0μm。
利用有圖案的溫度近似為110％的粘合輥和溫度近似為66℃的平滑砧輥，以4570千克/米的夾緊力，每分鐘61米的線速度，薄膜一側占單位面積15％～18％的粘合面積將成品薄膜熱層壓到上述紡粘層上。層壓制品以這樣一種方式通過粘合器，即紡粘層與圖案相鄰輥；而薄膜層與砧輥相鄰。最終的層壓制品的水蒸汽穿透率為1522g/m2/24小時，水頭為89厘米，剝離強度為148克。例5在例5中，芯層包括占其總重量65％的ECC English ChinaSupercoatTM碳酸鈣，15％的Himont KS059 Catalloy聚合物，15％的Exxon9302無規共聚物，聚丙烯(RCP)和5％的Dow 4012 LDPE。
芯層兩對側的外層或表層包括35％的Himont KS057 Catalloy聚合物，20％Techmer S110128E62防粘連劑/EUA濃縮物/母料和45％的Exxon 760.3EMA。
利用鑄膜擠壓設備將三層薄膜擠出。表層的出口溫度為175℃，芯層的出口溫度為234℃。空氣間隙(模具頭和成形軋輥之間的距離)為33厘米，成品薄膜的厚度為35.5μm。薄膜卷到輥上，隨后送過預熱至77℃的MDO單元，在77℃時牽伸4倍，然后在近似75℃時退火。最終測得薄膜的厚度為16.92μm，基重為15gsm。兩表層中的每一層占總厚度的1％。因此芯層占總厚度的98％。利用上述的薄膜厚度測量方法，兩表層每一層有1.75μm的薄膜厚度，芯層厚度為16.57μm。
利用有圖案的溫度近似為75℃的粘合輥和溫度近似為51℃的平滑砧輥，以4218千克/m的夾緊力，每分152米的線速度和薄膜一側占單位面積15％～18％的總粘合面積將成品薄膜熱層壓在上述紡粘層上。然后將此層壓制品以下述方式通過紡粘層，即紡粘層與圖案輥相鄰，而薄膜層與砧輥相鄰。成品層壓制品的水蒸汽穿透率為1930g/m2/24小時，水頭為66厘米，剝離強度為116克。
如本發明的上述實施例所表明的，能形成厚度很薄(小于30μm)的多層薄膜。此外，這種薄膜能有極薄的表層，這樣的表層給出各種各樣的功能，例如，薄膜水蒸汽穿透性，液體可滲透性以及粘性。此外這種薄膜還能連接到其它支持層上，例如無紡織物上，以形成層壓制品。
雖然已對本發明進行了詳細描述，但很明顯在不脫離所附權利要求實質和范圍的前提下可做出各種改形。
權利要求
1.一種多層薄膜，它包括由可擠壓的熱塑性聚合物制成的芯層(12)，所述芯層有第一外表面(14)和第二外表面(16)，第一表層(18)固定到所述芯層的第一外表面(14)上形成所述多層薄膜(10)，所述多層薄膜(10)限定一總厚度(28)，所述第一表層(18)限定第一表層厚度(24)，第一表層厚度(24)至少占所述總厚度(28)的10％，上述總厚度不超過30μm。
2.如權利要求1所述的多層薄膜，其中第一表層(18)的第一表層厚度(24)不超過2μm。
3.特別是根據權利要求1或2所述的多層薄膜，它包括由可擠壓的熱塑性聚合物制成的芯層(12)，所述芯層有第一外表面(14)和第二外表面(16)，第一表層(18)固定在所述芯層的第一外表面(14)上，同時，第二表層(20)，固定在所述芯層的第二外表面(16)上以形成所述多層薄膜(10)，所述多層薄膜(10)限定一總厚度(28)，所述第一表層(18)限定第一表層厚度(24)，所述第二表層(20)限定第二表層厚度(26)，所述芯層限定一芯層厚度(22)，所述第一表層厚度(24)不超過總厚度(28)的7.5％。所述總厚度不超過30μm。
4.如權利要求3所述的多層薄膜，其中所述第二表層(20)的第二表層厚度(26)不超過總厚度(28)的7.5％。
5.如權利要求3或4所述的多層薄膜，其中所述第一表層(18)的第一表層厚度(26)不超過2μm。
6.如權利要求3至5中之一所述的多層薄膜，其中所述第二表層(20)的第二表層厚度(26)不超過2μm。
7.如權利要求3至6中之一所述的多層薄膜，其中所述第一表層(18)的第一表層厚度(24)和所述第二表層(20)的第二表層厚度(26)的總和不超過所述總厚度(28)的15％。
8.如前述各權利要求中之一所述的多層薄膜，其中所述芯層還包括顆粒狀填料，所述的顆粒狀填料在芯層(12)內，且按重量計至少占芯層(12)總重量的60％。
9.如前述權利要求之一所述的多層薄膜，其中所述芯層(12)有許多空隙。
10.如前述各權利要求中之一所述的多層薄膜，其中，所述多層薄膜(10)的水蒸汽穿透率至少為每平方米每24小時300克。
11.特別是依據前述權利要求之一所述的多層薄膜，它包括由可擠壓的熱塑性聚合物制成的芯層，所述芯層(12)有第一外表面(14)和第二外表面(16)，第一表層(18)固定到所述芯層的第一外表面(14)上，同時有第二表層(20)固定到所述芯層的第二外表面(16)上以形成所述的多層薄膜(10)，所述多層薄膜(10)限定一總厚度(28)，所述第一表層(18)限定一大約為2μm或更薄的第一表層厚度(24)，所述第二表層(20)限定一大約為2μm或更薄的第二表層厚度(26)，所述芯層(12)限定一芯層厚度(22)，所述第一表層厚度(26)不超過總厚度(28)的7.5％，總厚度(28)不超過30μm，所述芯層包括填料，所述芯層(12)內的填料按重量計至少為芯層(12)總重量的60％，其中所述多層薄膜(10)的水蒸汽穿透率至少為每平方米每24小時300克。
12.一種個人維護用的用有吸收性的物品(80)，它包括液體可滲透的頂層(82)和背層(84)，有吸濕性的芯層則置于上述兩者之間，所述背層(84)和頂層(82)中至少有一層包括權利要求1至11之一所述的多層薄膜。
13.一種層壓制品，它包括固定在支持層(30)上的如權利要求1至11之一所述的多層薄膜(10)。
14.如權利要求13所述的層壓制品，其中所述支持層(30)是纖維無紡織物。
15.特別是根據權利要求13或14所述的層壓制品，它包括權利要求3至11中之一所述的多層薄膜，其中將各支持層固定在第一表層和第二表層上。
16.一種個人維護用有吸收性的物品(80)，它包括液體可滲透的頂層(82)和背層(84)并具有置于這兩層之間的有吸收性的芯層(86)，所述背層(84)和頂層(82)中至少有一層包括權利要求13至15之一所述的層壓制品。
17.如權利要求12或16所述的個人維護用的有吸收性的物品，其中所述物品是尿布、訓練服、衛生巾、失禁裝置或繃帶。
18.一種外科醫生服，其中所述外科醫生服的至少一部分包括權利要求1至11之一所述的多層薄膜。
19.一種外科醫生服，其中所述外科醫生服的至少一部分包括權利要求13至15中所述的層壓制品。
20.一種外科用消毒蓋布，其中至少所述蓋布的一部分包括權利要求1至11之一所述的多層薄膜。
21.一種外科用消毒蓋布，其中至少所述蓋布的一部分包括權利要求13至15之一所述的層壓制品。
22.一種衣物，其中所述衣物的至少一部分包括權利要求1至11之一所述的多層薄膜。
23.一種衣物，其中所述衣物的至少一部分包括權利要求13至15所述的層壓制品。
全文摘要
一種薄厚度多層薄膜(10),該薄膜可以與其它材料,例如纖維無紡織物層壓在一起。所述多層薄膜可以包括一層或多層表層(18,20),這些表層在某種構型中的厚度不超過總厚度的15%,而在另一些構型中可不超過多層薄膜總厚度的10%。這種薄膜和層壓制品有著廣泛的用途,例如作為個人維護用有吸收性的產品、衣服和與健康護理相關的用品,如外科手術用消毒蓋布和手術服,但并不限于此。
文檔編號A61L15/18GK1175226SQ95197584
公開日1998年3月4日 申請日期1995年12月19日 優先權日1994年12月20日
發明者A·L·麥克科馬克, K·G·赫茨勒 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司