CN101460280A - 用于吸收制品的可拉伸的外覆盖件 - Google Patents
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Abstract
至少一个实施方案一般涉及使用安装工具(200)来使扩展轴柄(202)穿过细长构件(302)以至少局部地、径向地扩展所述细长构件的至少一部分并实现与位于细长构件的外表面附近的径向可扩展构件(304)的过盈配合。在一个实施方案中，细长构件在其整个长度上径向扩展并可包括梯状功能(309)以便仅细长构件(302)的一部分可实现与径向可扩展构件(304)的过盈配合。在径向扩展过程中，径向可扩展构件和细长构件均可具有相同的温度或大致相同的温度。在径向扩展过程之前，径向可扩展构件可使用间隙配合技术组装。
Description
发明领域
本发明提供至少一个实施方案，所述实施方案一般涉及吸收制品和用于吸收制品的可拉伸的外覆盖件(SOC)。更具体地讲，本发明的一个实施方案涉及可拉伸的外覆盖件，所述可拉伸的外覆盖件具有类似内衣的、低载性的、可恢复的拉伸。本发明的至少一个实施方案也涉及包括弹性体芯层和弹性体表皮层的弹性体膜，其中弹性体表皮层与弹性体芯层相比具有更小的粘着性。
发明背景
吸收制品诸如常规胶粘尿布、套穿尿布、训练裤、失禁贴身短内裤等等提供接纳和容纳尿液和/或其它身体渗出物的有益效果。此类吸收制品可包括底座，所述底座限定腰部开口和一对腿部开口。一对阻挡腿箍可邻近腿部开口从底座朝穿着者延伸，从而形成与穿着者身体的密封以改善对液体和其它身体渗出物的密封性。常规底座通常包括设置在顶片和面向衣服的外覆盖件(有时称为底片)之间的吸收芯。
外覆盖件可包括位于其末端中的一个或两个处(例如，邻近相对的横向延伸的边缘)的可拉伸腰带、围绕腿部开口的可拉伸腿围和可拉伸侧片，这些附加组件可为直接或间接地连接到外覆盖件上的整体元件或独立的离散元件。外覆盖件的其余部分通常包括不可拉伸的非织造材料-可透气的膜层压体。然而，遗憾的是，这些尿布有时不能够响应身体的运动(例如坐下、站起和行走)而很好地适形于穿着者的身体，这归因于由这些运动所造成的臀部区中的相对的身体结构尺寸变化(所述变化在某些情况下可高达50％)。由于一种尿布通常必须以单一产品尺寸来适合具有各种身材和尺寸的许多穿着者，因此这种适形性问题变得更加严重。
用于吸收制品的弹性体膜中有许多具有较高粘着性，这会增大在辊上卷绕这些膜的难度。在使粘着性最小化方面所进行的努力包括将膜的粘性部分层压到非织造材料上，或者包括在卷绕在辊上之前在膜上设置非粘性表皮。通常，使用聚烯烃表皮。使用表皮的一个缺点是，其会负面地影响膜的弹性体特性。由于需要较高的啮合深度(“DOE”)才能使表皮层适当地破裂，因此单独活化弹性体膜或在将其层压到一个或多个非织造材料层上之后进行活化会产生针孔。另一个缺点是，非弹性表皮层会增加成本却不能提供任何附加拉伸。
许多护理人员和穿着者偏爱棉内衣的外观和感觉，而这种外观和感觉是常规尿布所不能提供的。例如，棉内衣包括弹性腰带和腿围，所述腰带和腿围环绕穿着者的腰区和腿区，并且提供将内衣固定在穿着者身体上的主要的力。此外，棉外覆盖件(除了在腰带和腿围中之外)可沿宽度方向和长度方向响应较小的力而拉伸，以适应与运动和不同的穿着者位置相关的身体结构尺寸差值。一旦该外加力被移除，被拉伸的部分就会基本回复至其初始尺寸。换句话讲，内衣的棉外覆盖件表现出低载性和可恢复的双轴向拉伸。与常规尿布相比，所述拉伸可向更大尺寸范围的穿着者提供适形的贴合性。
对吸收制品的外覆盖件进行双轴向活化可提供一些消费者所期望的低载性的、可恢复拉伸的类似内衣的材料，但用于制造这种外覆盖件的方法可能较困难。在多于一个方向上活化典型的外覆盖件可导致外覆盖件的机械损伤。这些机械损伤可表现为针孔、皱纹或其它功能上的或美感上的不可取特征。此外，为了增强穿着舒适性而提供可透气的外覆盖件也可增大制造过程的难度，这是由于需要在外覆盖件中包括小孔、微孔和/或其它间断。在活化过程期间，此类开口可增大外覆盖件材料发生机械损伤的可能性。
因此，期望提供一种外覆盖件，所述外覆盖件具有其粘着性小于芯层的弹性体表皮层。还期望提供一种低载性的可恢复拉伸的外覆盖件，所述外覆盖件具有棉内衣的纹理和美感特征。还期望提供一种用于制造具有棉内衣的纹理和美感特征的可透气的外覆盖件的方法。
发明概述
为了提供上述这些问题的解决方案，本发明的至少一个实施方案提供了一种用于吸收制品的可拉伸的外覆盖件。该可拉伸的外覆盖件包括多层的弹性体膜层。该多层的弹性体膜层包括至少一个表皮层和至少一个弹性体芯层。表皮层为弹性体的或塑弹性的。弹性体芯层包含第一弹性体聚丙烯。表皮层的粘性小于芯层。
附图概述
图1为包括如本发明的一个实施方案所述的外覆盖件的吸收制品的剖面图。
图2为如本发明的一个实施方案所述的外覆盖件的剖面图。
图3为用于本发明的一个实施方案中的外覆盖件的非织造基底的扫描电子显微照片。
图4为表9中所列数据的图形表达。
图5为表10中所列数据的图形表达。
发明详述
定义
本文所用的下列术语应当具有下文所指定的意义：
如本文所用，与吸收制品相关的术语“一次性的”是指通常不旨在被洗涤或以其他方式被复原或重新用作吸收制品的吸收制品(即，它们旨在单次使用后即丢弃，并且可将其回收利用、堆肥处理或以与环境相容的方式进行其他形式的处置)。
如本文所用，术语“吸收制品”是指吸收和容纳身体渗出物的装置，更具体地讲是指紧贴或靠近穿着者身体放置以吸收和容纳由身体排出的各种渗出物的装置。示例性吸收制品包括尿布、训练裤、套穿裤型尿布(即，如美国专利6,120,487所示具有预成形的腰部开口和腿部开口的尿布)、可重复扣紧的尿布或裤型尿布、失禁贴身短内裤和内衣、尿布固定器和衬里、妇女卫生内衣例如紧身短裤衬里、吸收插件等。
当应用于膜或非织造材料时，术语“纵向”(也称为“MD”或“长度方向”)是指当膜或非织造材料在形成设备中被加工时平行于膜或非织造材料的行进方向的方向。“横向”或“交叉方向”(也称为“CD”或“宽度方向”)是指垂直于纵向并且位于大致由膜或非织造材料限定的平面中的方向。
本文所用术语“纵向”是指从制品的一个腰部边缘向制品的相对腰部边缘基本垂直延伸并且大体平行于制品的最大线性尺寸的方向。在纵向的45度以内的方向被认为是“纵向”。
本文所用术语“横向”是指从制品的一个纵向边缘向相对的纵向边缘延伸并且大体与纵向成直角的方向。在横向的45度以内的方向被认为是“横向”。
如本文所用，术语“设置”是指某个元件相对于另一个元件而定位在特定位置上。当一个纤维组设置在第二纤维组上时，第一和第二纤维组通常形成层状层压体结构，其中源自第一和第二组的至少一些纤维相互接触。在一些实施方案中，源自第一和/或第二组的位于这两组之间的接触面处的各单个纤维可分散在邻近组的纤维中，从而在这两组之间形成至少部分地混杂且缠结的纤维区域。当将聚合物层(例如膜)设置在某个表面(例如纤维组或纤维层)上时，可将该聚合物层层压到或印刷到该表面上。
“连接”是指这样一些构型：其中通过将一个元件直接连接到另一个元件上而使该元件直接固定到另一个元件上；也指这样一些构型：其中通过将一个元件连接到中间构件上、继而再将中间构件连接到另一个元件上，而使该元件间接固定到另一个元件上。
如本文所用，术语“可拉伸的”是指材料在以400gf/cm的负载进行的滞后测试的上升曲线上可拉伸至少5％。术语“不可拉伸的”是指材料在以400gf/cm的负载进行的滞后测试的上升曲线上不能够拉伸至至少5％。
如本文所用，术语“弹性的”和“弹性体的”同义，并且是指在对其施加偏置力时可拉伸至其松弛初始长度的至少110％或甚至125％的伸长长度(即可拉伸至超过其初始长度10％或甚至25％)而不破裂或破损的任何材料。此外，在释放外加力时，所述材料可恢复其伸长量的至少40％，至少60％，或甚至至少80％。例如，具有100mm的初始长度的材料可延伸至少至110mm，并且在移除该力时它将回缩至106mm的长度(即，表现出40％的恢复)。术语“非弹性的”在本文中是指材料不能够拉伸至超过其初始长度10％而无破裂或破损。
如本文所用，术语“可延展的”和“塑性的”同义，并且是指在对其施加偏置力时可拉伸至其松弛初始长度的110％或甚至125％的伸长长度(即可拉伸至超过其初始长度10％或甚至25％)而不破裂或破损的任何材料。此外，在释放外加力时，所述材料显示出极小的恢复，例如小于其伸长量的40％，小于20％，或甚至小于10％。
如本文所用，术语“塑弹性的”和“弹塑性的”同义，并且是指在初始应变循环(即，施加张力以在材料中引起应变，然后移除该力而允许该材料松弛)期间能够以基本塑性的方式拉伸，但其在后续的应变循环期间表现出基本弹性的行为和恢复的任何材料。塑弹性材料包含至少一种塑性组分和至少一种弹性组分，所述这些组分可呈聚合物纤维、聚合物层和/或聚合物混合物(包含例如双组分纤维和包含塑性组分和弹性组分的聚合物共混物)的形式。合适的塑弹性材料和特性描述于U.S.2005/0215963和U.S.2005/0215964中。
如本文所用，术语“活化的”是指材料已被机械变形以致该材料的至少一部分被赋予弹性延展性，例如通过递增拉伸来实现。
“纳米纤维”为根据U.S.2005/0070866和U.S.2006/0014460所概述的方法形成的亚微米直径的纤维。纳米纤维通常具有0.1μm至1μm的直径，虽然更大的直径也是可能的。数均纳米纤维直径通常在0.1μm至1μm的范围内，例如0.5μm。
如本文所用，术语“表皮层”通常是指多层膜中的一个或多个层，所述层与至少一个其它层(通常为芯层)共挤出，使得一个或多个表皮层中的每个均占总膜厚度的小于25％，或甚至小于10％。应当了解，当存在多个表皮层时，每个表皮层的厚度不必相同。
如本文所用，术语“芯层”通常是指多层膜中的一个或多个层，所述层与至少一个其它层(通常为表皮层)共挤出，使得一个或多个芯层中的每个均占总膜厚度大于50％，或甚至大于75％。应当了解，当存在多个芯层时，每个芯层的厚度不必相同。
如本文所用，术语“类似内衣的”通常是指基底表现出低载性的、可恢复的拉伸，所述拉伸类似于棉内衣的棉织物部分(腰带和腿围部分除外)所表现出的典型特征。例如，在15％应变时表现出小于40g/cm的负载的基底，诸如用于吸收制品的外覆盖件，被认为是类似内衣的。
如本文所用，“挤出-层压”通常是指如下方法：将某种聚合物挤出到至少一种其它非织造材料上，并且在其仍然处于部分熔融状态时将其粘结到非织造材料的一侧上，或通过将非织造材料沉积到挤出的熔融聚合物上来粘结。
实施方案概述
如本发明的至少一个实施方案所述的可拉伸的外覆盖件(“SOC”)可包含至少一种弹性材料和至少一种塑性材料。可拉伸的外覆盖件(“SOC”)可包括聚合材料层和设置在该聚合材料上的非织造层。非织造材料和聚合物层可(独立地)由塑弹性材料、弹性材料、或塑性材料形成。虽然SOC可具有至少一种塑性材料和至少一种弹性材料，但这两种组分可以单一塑弹性材料的形式包含在SOC中。
在本发明的某些实施方案中，SOC可包括呈层压到非织造材料上的聚合物膜形式的聚合物层。这些实施方案可具有三个附加方面，其中：(1)塑弹性非织造材料层被层压到塑性聚合物膜上，(2)塑弹性非织造材料层被层压到塑弹性聚合物膜上，以及(3)塑性非织造材料层被层压到塑弹性聚合物膜上。当非织造材料和聚合物膜均由塑弹性材料形成时，它们可由相同的或不同的塑弹性材料形成。在某些实施方案中，SOC可包括非织造材料层例如塑性纤维层，弹性体层以某种图案或膜的形式印刷到或层压到所述层上。
本发明的至少一个实施方案的SOC具有类似于棉内衣织物的低载性的、可恢复的拉伸。在一些实施方案中，外覆盖件可具有比伸长低载性。由于外覆盖件在不同的方向上可具有不同的拉伸特性，拉伸特性可在纵向(MD)和横向(CD)上测量。在一些实施方案中，在15％应变时，外覆盖件可具有小于40g/cm、30g/cm、20g/cm、或甚至小于15g/cm的第一循环负载。在一些实施方案中，在50％应变时，外覆盖件可具有小于100g/cm、75g/cm、40g/cm或甚至小于30g/cm的第一循环负载。另外，在一些实施方案中，外覆盖件也可具有小于40％，小于30％，小于20％或甚至小于10％的永久变形率。据信具有此类特性的外覆盖件可更类似于内衣。
在某些实施方案中，如本发明的至少一个实施方案所述的外覆盖件可包括层压到至少一种非弹性非织造材料上的弹性体膜。非织造材料的每个层可具有小于50g/m2、10g/m2至30g/m2、或甚至10g/m2至20g/m2的基重。弹性体膜的基重可小于40g/m2、30g/m2、25g/m2、或甚至小于15g/m2。
由于包括在吸收制品中的弹性体可为尿布的较昂贵的组件之一，并且由于对于全幅拉伸的外覆盖件来讲外覆盖件的面积(因此弹性体的使用率)可较大，因此期望能够商业化制造具有较廉价的低基重弹性体的外覆盖件。弹性体聚丙烯可为具有吸引力的候选物，例如得自Exxon-Mobil的VISTAMAXX，因为它们通常比常规的弹性体诸如苯乙烯嵌段共聚物要廉价。此外，与苯乙烯嵌段聚合物相比，由于它们具有较高的熔融强度，可更容易地以低基重(例如，10g/m2至40g/m2)商业地挤出这些弹性体聚丙烯。最后，由于许多其它吸收制品的组件也常常由聚丙烯制成，因此与弹性体聚丙烯的机械粘结可较容易。
图1显示包括如本发明的至少一个实施方案所述的外覆盖件124的吸收制品的一个实例101的示意图。在此实例中，外覆盖件124为由弹性体膜165和非织造材料162形成的双层层压体。外覆盖件124具有面向身体侧171和面向衣服侧170。除了外覆盖件124之外，吸收制品也可包括通过本领域通常已知的任何装置例如粘合剂接合到吸收芯26或任何其它组件上的顶片122。吸收芯26可接合到外覆盖件124上。图1所示的外覆盖件124可包括弹性体膜165，所述膜包括表皮层163和芯层164。表皮层163可以面对面构型接合到芯层164上以形成层压体。在膜-非织造材料双层层压体中，表皮层163通常设置在外覆盖件124的面向身体侧171上。尽管图1仅显示了单一表皮层163和单一芯层164，但应当了解，外覆盖件124可按需要包括附加表皮层和/或芯层。任选地，外覆盖件124也可包括如图2所示的第二非织造材料162。在图2中，弹性体膜165具有两个表皮层163和两个非织造层162。当在不同的时间和/或位置完成膜形成和层压到非织造材料上的步骤时，可形成这种结构。非织造材料162可通过本领域通常已知的任何装置接合到弹性体膜165上。
同内衣一样，除了可拉伸的外覆盖件(SOC)之外，吸收制品也可包括弹性腰带和腿围。这些腰带和腿围理想地将基本覆盖围绕腰部和腿部的整个圆周。这些腰带和腿围帮助减小尿布松垂，特别是由于SOC仅提供极小的回复力。这些腰带和腿围将为弹性材料和至少一种非织造材料的层压体，其中弹性材料在被粘结到非织造材料上之前经过预拉伸(即，拉伸粘结层压体)。弹性材料可呈股线或膜或非织造材料的形式。可使用本行业所知的任何粘结技术来将弹性材料粘结到非织造材料上。一些实例为粘合剂粘结、超声波粘结、热点粘结、用压力和/或热进行的机械粘结等等。
弹性腰带和腿围为5mm至40mm宽。一个实例为三层层压体，其包括具有400至1500分特的Spandex股线，并且所述股线被层压到两个非织造材料层上。这些沿纤维网的纵向延伸的股线在被层压到非织造材料上之前被预拉伸至100％至300％。随后在将腰带和腿围粘结到SOC上之前对腰带和腿围进行预拉伸。
聚合材料
如本发明的至少一个实施方案所述的塑弹性材料，无论是包括在非织造纤维层中还是包括在聚合物膜层中，均可包含弹性体组分和塑性组分。这些组分可呈纤维(例如，弹性体纤维、塑性纤维)的形式，可呈多层膜(例如，弹性体层、塑性层)的形式，或作为聚合物混合物(例如，双组分纤维、塑弹性共混物纤维、塑弹性共混物层)元件。一种塑弹性材料可呈弹性体组分和塑性组分的塑弹性共混物的形式。该塑弹性共混物可形成不均匀的或均匀的聚合物混合物，这取决于弹性体组分和塑性组分的可混溶程度。对于不均匀的混合物，当获得任何不混溶组分的微米级分散体(即，任何可辨别的纯弹性体组分或纯塑性组分的离散域具有小于10微米的当量直径)时，塑弹性材料的所得应力-应变特性可得到改善。合适的共混装置是本领域已知的并且包括双螺杆挤出机(例如，可得自Thermo Electron，Karlsruhe，Germany的POLYLAB双螺杆挤出机)。如果塑弹性共混物形成了不均匀的混合物，则一个组分可形成包围另一个组分的分散颗粒的连续相。塑弹性材料的另一个实例包括塑弹性双组分纤维，其中单纤维具有呈例如皮-芯(或等同地，芯-壳)形式的或呈并列型排列形式的弹性体组分和塑性组分的离散区域。塑弹性材料的另一个实例包括混合纤维，其中一些纤维基本完全由弹性体组分形成，并且其余的纤维基本完全由塑性组分形成。聚合材料也可包括前述纤维的组合(例如，塑弹性共混物纤维和双组分纤维、塑弹性共混物纤维和混合纤维、双组分纤维和混合纤维)。塑弹性材料的另一个实例为呈不均匀混合物形式的塑弹性共混物，其具有共连续形态，其中的两个相均形成互穿网络。
塑弹性材料的合适的实例包括基于塑弹性材料的总重量，在5％重量至95％重量和40％重量至90％重量范围内的弹性体组分。塑弹性材料合适的实例包括基于塑弹性材料的总重量，在5％重量至95％重量，和10％重量至60％重量范围内的塑性组分。当塑弹性材料包括混合的弹性纤维和塑性纤维时，弹性纤维可以基于混合的弹性纤维和塑性纤维的总重量40％重量至60％重量，例如50％重量的量被包括(其中的近似余量为塑性纤维)。当塑弹性材料包括双组分纤维时，塑性组分(例如，呈外皮的形式)可以基于双组分纤维的总重量20％重量或更小或15％重量或更小，例如5％重量至10％重量的量被包括(其中的近似余量为弹性组分，例如作为纤维芯)。当塑弹性材料包括塑弹性共混物时，弹性组分可以基于塑弹性共混物的总重量60％重量至80％重量，例如70％重量的量被包括(其中的近似余量为塑性组分)。在一些实施方案中，塑弹性材料可包含多于一种弹性体组分和/或多于一种塑性组分，在所述情况下，所述的浓度范围适用于适当组分的总和，并且每种组分可以至少5％重量的含量被掺入。
弹性体组分可在塑弹性材料上的伸长张力松弛时提供所需的恢复量和恢复力，尤其是在初始成形应变循环之后的应变循环时。许多弹性材料是本领域已知的，包括合成或天然橡胶、基于多嵌段共聚物(诸如包括与聚苯乙烯嵌段共聚化的橡胶弹性体嵌段的那些)的热塑性弹性体、基于聚氨酯的热塑性弹性体(所述聚氨酯形成硬相，当分散在弹性体相中时，所述硬相将聚合物链锚定在一起，以提供高度的机械完整性)、聚酯、聚醚酰胺、弹性体聚乙烯、弹性体聚丙烯、以及它们的组合。弹性组分的一些特别合适的实例包括苯乙烯嵌段共聚物、弹性体聚烯烃和聚氨酯。
弹性组分的其它特别合适的实例包括弹性体聚丙烯。在这些材料中，丙烯代表聚合物主链的主要组分。因此，任何残余结晶度均拥有聚丙烯晶体的特性。嵌入丙烯基弹性体分子网络中的残余结晶实体可起物理交联的作用，从而提供聚合物链锚定能力，所述能力改善了弹性网络的机械特性，如高恢复、低永久变形和低载性松弛。弹性体聚丙烯的合适的实例包括弹性无规聚(丙烯/烯烃)共聚物、包含立构误差(stereoerrors)的全同立构聚丙烯、全同立构/无规立构聚丙烯嵌段共聚物、全同立构聚丙烯/无规聚(丙烯/烯烃)共聚物嵌段共聚物、立构嵌段弹性体聚丙烯、间同立构聚丙烯嵌段聚(乙烯共丙烯)嵌段间同立构聚丙烯三嵌段共聚物、全同立构聚丙烯嵌段区域无规(regioirregular)聚丙烯嵌段全同立构聚丙烯三嵌段共聚物、聚乙烯无规(乙烯/烯烃)共聚物嵌段共聚物、反应器共混物聚丙烯、极低密度聚丙烯(或等同地，超低密度聚丙烯)、茂金属聚丙烯、以及它们的组合。包括结晶的全同立构嵌段和非晶形的无规立构嵌段的合适的聚丙烯聚合物描述于例如美国专利6,559,262、6,518,378和6,169,151中。沿聚合物链带有立构误差的合适的全同立构聚丙烯描述于美国专利6,555,643和EP1256594A1中。合适的实例包括弹性体无规共聚物(RCP)，其包括带有掺入主链中的低含量共聚单体(例如，乙烯或更高α-烯烃)的丙烯。合适的弹性体RCP材料可以名称VISTAMAXX(可得自ExxonMobil，Houston，TX)和VERSIFY(可得自DowChemical，Midland，MI)获得。当SOC包括印刷的弹性材料时，弹性体组分可为苯乙烯嵌段共聚物。
无论是包括在塑弹性共混物中还是包括在离散的塑性组分中，塑弹性材料的塑性组分均可提供在初始成形应变循环期间赋予材料的所需量的永久塑性变形。通常，塑弹性材料中的塑性组分的浓度越高，则在材料上的初始应变力松弛之后的可能的永久形变就越大。合适的塑性组分通常包括当在一个或多个方向上经受张力时可塑性变形的更高结晶度的聚烯烃，例如高密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯、聚丙烯均聚物、塑性无规聚(丙烯/烯烃)共聚物、间同立构聚丙烯、聚丁烯、抗冲共聚物、聚烯烃蜡、以及它们的组合。另一种合适的塑性组分为聚烯烃蜡，包括微晶蜡、低分子量聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。合适的材料包括LL6201(线性低密度聚乙烯；可得自ExxonMobil，Houston，TX)，PARVAN 1580(低分子量聚乙烯蜡；可得自ExxonMobil，Houston，TX)，MULTIWAX W-835(微晶蜡；可得自Crompton Corporation，Middlebury，CT)；Refined Wax 128(低熔点精制的石油蜡petroleum wax；可得自Chevron Texaco Global Lubricants，SanRamon，CA)，A-C617和A-C735(低分子量聚乙烯蜡；可得自HoneywellSpecialty Wax and Additives，Morristown，NJ)，和LICOWAX PP230(低分子量聚乙烯蜡；可得自Clariant，Pigments & Additives Division，Coventry，RI)。
适于用作塑性组分(不论是包括在非织造纤维中还是包括在聚合物层中)的其它聚合物没有特别的限制，只要它们具有塑性变形特性即可。合适的塑性聚合物包括聚烯烃，通常为聚乙烯、直链低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸丁酯、聚氨酯、聚(醚-酯)嵌段共聚物、聚(酰胺-醚)嵌段共聚物、以及它们的组合。合适的聚烯烃通常包括由ExxonMobil(Houston，TX)、DowChemical(Midland，MI)、Basell Polyolefins(Elkton，MD)和Mitsui USA(NewYork，NY)提供的那些。合适的塑性聚乙烯膜可得自RKW US，Inc.(Rome，GA)和Cloplay Plastic Products(Mason，OH)。
纤维材料
如本发明的至少一个实施方案所述的非织造纤维材料通常由通过不规则方式互层的纤维形成，所述互层使用此类方法诸如熔喷法、纺粘法、纺粘-熔喷-纺粘法(SMS)、气流成网、共成形和粗梳法来进行。非织造材料可包括纺粘纤维。非织造材料的纤维可使用常规技术粘结在一起，所述技术为诸如热点粘结、超声点粘结、粘合剂图案粘结和粘合剂喷涂粘结。所得非织造材料的基重可高达100g/m2，但也可小于80g/m2，小于60g/m2，并且甚至小于50g/m2，例如小于40g/m2。除非另外指明，本文所公开的基重均使用European Disposables and Nonwovens Association(“EDANA”)的方法40.3-90来测定。
在本发明的一个实施方案的一个实例中，非织造材料可包括两个或任选地三个不同的纤维层：具有第一数均纤维直径的非织造纤维的第一层、具有小于第一数均纤维直径的第二数均纤维直径的第二纤维层和任选地具有小于第二数均纤维直径的第三数均纤维直径的第三纤维层。第一直径对第二直径的比率通常为2至50，或3至10，例如5。第二直径对第三直径的比率通常为2至10，例如5。在此实施方案中，第二纤维层设置在非织造纤维的第一层上，并且第三纤维层(当包括时)设置在第二纤维层上。此排列可包括如下的情况：其中第一和第二(以及任选地第三)纤维层形成基本邻近的层，使得各层的一部分重叠以在接触面处形成互穿纤维网络(例如，源自第一和第二层的纤维重叠，和/或源自第二和第三层的纤维重叠)。此排列也可包括如下的情况：其中第一和第二纤维层基本完全混杂以形成单一的不均匀的互穿纤维层。
在一个实施方案的此实例中，第一数均纤维直径可在10μm至30μm，例如15μm至25μm的范围内。用于第一组非织造纤维的合适的纤维包括纺粘纤维。该纺粘纤维可包括上述弹性体组分和塑性组分的各种组合。
在一个实施方案的此实例中，第二数均纤维直径可在1μm至10μm，例如1μm至5μm的范围内。用于第二纤维组的合适的纤维包括熔喷纤维，其可在一个或多个层中掺入非织造材料中。熔喷纤维可具有分布在各种熔喷层中的在1g/m2至20g/m2或4g/m2至15g/m2范围内的基重。熔喷纤维可包括上述弹性体组分和塑性组分的各种组合，并且也可包括弹性材料和/或塑弹性材料。当要求更高的活化深度和/或当需要外覆盖件具有更低的永久变形值时，可优选更高的弹性体含量。可利用弹性体和塑性聚烯烃组合来优化成本/性能平衡。在一些实施方案中，弹性体组分可包括极低结晶度的聚丙烯(例如，可得自ExxonMobil，Houston，TX的VISTAMAXX聚丙烯)。在本发明的某些实施方案中，弹性体非织造材料可包括至少一个包括弹性纤维的纺粘层和至少一个包括弹性纤维、塑弹性纤维或塑性纤维的熔喷纤维层。
熔喷层的细纤维可增强SOC的不透明度，所述不透明度通常为外覆盖件中的可取特征。当熔喷纤维重叠并且分散在非织造材料的其它非织造纤维中时，例如在其中熔喷层设置在两个纺粘层之间并且连接到它们上的SMS非织造层压体中，熔喷纤维也可具有改善非织造材料的结构完整性的有益效果。由于掺入了具有基本不同长度级的纤维而引起的自缠结可增大非织造材料的内部粘合完整性，从而减小(并且甚至可能消除)粘结非织造材料的必要。熔喷纤维也可形成增强其它非织造纤维和邻近聚合物层之间的粘附的“系结层”，尤其是当熔喷纤维由粘合材料形成时更是如此。熔喷纤维的存在也可具有如下的有益效果：使活化后的永久变形率减小至少5％或至少8％，例如至少10％的相对量(即，相对于如果没有熔喷纤维的话则是相同的非织造材料)。
作为另外一种选择或除此之外，第二数均纤维直径可在0.1μm至1μm的范围内，例如为0.5μm。用于这种第二纤维组的合适的纤维包括纳米纤维，其可具有上文对于熔喷纤维所述的组成。用纳米纤维替代熔喷纤维(在所述情况下，纳米纤维形成第二纤维层)或除了熔喷纤维之外还使用纳米材料(在所述情况下，纳米纤维形成第三纤维层)可进一步增大外覆盖件的不透明度，并且也可提供上文关于熔喷纤维所述的结构优点和粘合优点。图3在纺粘-纳米纤维-纺粘(“SNS”)层压体的SEM中示出了较粗纺粘纤维212层下面的较细纳米纤维214层。由图3显而易见，在上部纺粘层中产生的空隙表面积基本被下面的纳米纤维层填充，从而改善了不透明度。当包括它们时，纳米纤维可具有在1g/m2至7g/m2范围内，例如在3g/m2至5g/m2范围内的基重。在此类含量上，纳米纤维可提供至少5％，或至少8％，例如至少10％的非织造材料不透明度的相对增量(即，相对于如果没有纳米纤维的话则是相同的非织造材料)。在一个可供选择的实施方案中，可将遮光颗粒诸如二氧化钛包括在纳米纤维中以进一步增大不透明度。在某些实施方案中，弹性体非织造材料可包括至少一个包括弹性纤维的纺粘层和至少一个包括弹性纤维、塑弹性纤维和/或塑性纤维的纳米纤维层。
当将纳米纤维包括在如本发明的至少实施方案所述的外覆盖件的非织造层中时，就有可能增大外覆盖件的不透明度。例如，为了提供具有如不透明度测试所测定的65％不透明度的外覆盖件，典型熔喷层的基重可能需要为8g/m2；而对于70％的不透明度，基重可能需要大于10g/m2。然而，对于纳米纤维，为了获得65％的不透明度，纳米纤维的基重可以为3g/m2；而对于70％的不透明度，基重可以为5g/m2。
在本发明的一个实施方案的另一个实例中，非织造材料可包括至少四个，并且任选地五个堆叠排列的不同种类纤维层。第一(顶部)层可包括纺粘纤维，例如塑弹性材料，所述材料包括但不限于混合的弹性体纤维和塑性纤维、双组分弹性体和塑性纤维和包括弹性体聚丙烯的塑弹性共混物纤维。第二层可设置在第一层上并且可包括熔喷纤维例如弹性体纤维，其包括但不限于弹性体聚丙烯或弹性体聚乙烯。第三层可设置在第二层上并且可包括纳米纤维，所述纳米纤维通常为弹性体纤维(例如包括弹性体聚丙烯或弹性体聚乙烯)或塑弹性共混物纤维(例如包括弹性体聚丙烯)。第四层可设置在第三层上并且可包括熔喷纤维，例如包括弹性体聚丙烯的塑弹性共混物纤维。其它可能的用于第一层至第四层的材料与上文在“聚合材料”标题下所述的那些相同。
任选的第五(底部)层可连接到第四层上并且可包括纺粘(或作为另外一种选择，梳理)纤维，所述纤维通常为塑性纤维(例如包括高延展性非织造纤维或高伸长的梳理材料纤维网)或塑弹性共混物纤维。当第五层包含塑性纤维时，有利的是提供可足够延展以耐受机械活化过程的塑性纤维。此类可足够变形的纺粘纤维的合适的实例公开于WO 2005/073308和WO2005/073309中。用于第五层的合适的商业塑性纤维包括深层活化聚丙烯、高延展性聚乙烯和聚乙烯/聚丙烯双组分纤维(全部可得自BBA FiberwebInc.，Simpsonville，SC)。可将第五层与前四个层同时添加到非织造材料上，或可在吸收制品的生产过程中的稍后的时候添加第五层。在生产过程中的稍后的时候添加第五层允许SOC有更大的柔韧性，例如允许将吸收制品组件(例如，高性能弹性体带)夹入SOC中，并且允许在吸收制品中的不需要第五层的区域(例如，SOC定位在吸收芯上之处)中省略第五层。
在本发明的各种实施方案中，粗纺粘纤维可提供所得材料的可取的机械特性，细熔喷纤维可增大所得材料的不透明度和内部粘合完整性，并且更细的纳米纤维可进一步增大不透明度。每个纺粘层或梳理层均可以至少10g/m2，例如至少13g/m2的基重被包括在非织造材料中，并且可以优选50g/m2或更小，例如30g/m2或更小的基重被包括在非织造材料中。每个熔喷层和纳米纤维层均可以至少1g/m2，例如至少3g/m2的基重被包括在非织造材料中。最终的非织造材料具有在25g/m2至100g/m2，例如35g/m2至80g/m2范围内的基重。最终的外覆盖件也可包括下文所述种类的层压的聚合物膜或印刷的弹性层。
对于包括弹性体膜和塑性非织造材料的SOC而言，在机械活化尤其是高速机械活化期间，针孔可成为潜在的问题。在本发明的一些实施方案中，在活化期间防止产生针孔至关重要。可延展的非织造材料可帮助减轻或甚至解决此问题。表征可延展的非织造材料的一个关键特性为其峰值伸长率(即，峰值伸长率越高，非织造材料的可延展性就越大)。当SOC中包括常规塑性非织造材料时，在机械活化期间可产生SOC的撕裂。另一方面，具有大于100％，大于120％，或甚至大于150％，例如180％的峰值伸长率的塑性非织造材料可减小在机械活化期间撕裂SOC的可能性。这种可延展的非织造材料的一个合适的实例为由BBA(Fiberweb)，Simpsonville，SC制造的Softspan 200，其具有200％的峰值伸长率。
层压的聚合物膜和印刷的弹性层
如本发明的至少一个实施方案所述的聚合物膜可用常规的设备和方法来形成，例如使用流延膜或吹塑膜设备。聚合物膜也可与非织造纤维共挤出。聚合物膜也可为着色的，例如通过在膜形成之前向树脂中加入染料(所述着色方法也可用于本发明的聚合物纤维材料)。所得聚合物膜的基重可在10g/m2至40g/m2的范围内，或在12g/m2至30g/m2的范围内，例如在15g/m2至25g/m2的范围内。聚合物膜可具有小于100μm的厚度，或聚合物膜可具有10μm至50μm的厚度。
在某些实施方案中，聚合物膜可由多个层形成，所述多个层被共挤出而成为单一的多层膜。多层膜可允许按照具体的应用需求而通过将最终膜的堆积体积和表面特性解耦来定制膜的特性。例如，可将抗粘连助剂以比在芯层中更大的重量百分比包括到表皮层(即，最终膜的外层)中。表皮层可包括按表皮层组合物的重量计最多2％重量的抗粘连助剂，而芯层包含按芯层组合物的重量计仅0.2％重量的抗粘连助剂或甚至不包括抗粘连助剂。在某些实施方案中，可在表皮层中使用更高结晶度、更高熔点的弹性体组分(例如，使用具有第一熔融温度Tm，1>60℃的VM3000膜级VISTAMAXX，以替代具有第一熔融温度Tm，1-50℃的VM1100膜级VISTAMAXX)，以减小粘著性。塑弹性表皮层可类似地减小粘着性。这两种减小粘着性的可选做法均可增强最终膜的热稳定性，并且增大其韧性，从而可防止撕裂在开孔膜和层压体中的产生和/或传播。可取的是确保表皮层中的粘着性的大小足够低，以便能够从辊上退绕膜。
芯层(即，最终膜中的内层)可包括弹性体聚丙烯和苯乙烯嵌段共聚物的共混物。作为另外一种选择或除此之外，芯层和表皮层两者均可包含足够量的填充剂颗粒以在活化时变成微孔的(从而增大膜的透气性)，但它们可具有不同的基础聚合物组分。合适的多层膜的三个实例包括：(1)较低熔点的弹性体聚丙烯芯与较高熔点的弹性体聚丙烯表皮层压在一起、(2)弹性体聚丙烯和苯乙烯嵌段共聚物的较低熔点的共混芯与较高熔点的弹性体聚丙烯表皮层压在一起和(3)塑弹性聚合物和苯乙烯嵌段共聚物的填充的共混芯与填充的塑性聚乙烯表皮层压在一起。
弹性体组分可作为连续膜或作为图案印刷到塑性非织造纤维层上。如果印刷为图案，则图案可较规则，基本覆盖外覆盖件的整个区域，例如，印刷成连续的网格图案或不连续的点图案。图案也可包括具有相对较高或较低基重的区域，其中弹性体组分已被施用到塑性非织造纤维层的至少一个区域上，以向SOC的目标区域提供特定的拉伸特性(即，在双轴向机械活化之后)。
聚合物膜可任选地包括有机和无机填充剂颗粒。填充剂颗粒可较小(例如，0.4μm至8μm的平均直径)以产生微孔，所述微孔足以同时促进膜的透气性并保持膜的液体水阻挡性能。合适的填充剂的实例包括碳酸钙、非溶胀性粘土、二氧化硅、矾土、硫酸钡、碳酸钠、滑石、硫酸镁、二氧化钛、沸石、硫酸铝、纤维素型粉末、硅藻土、硫酸镁、碳酸镁、碳酸钡、高岭土、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、玻璃颗粒、纸浆粉末、木粉、甲壳质、甲壳质衍生物和聚合物颗粒。用于改善膜的透气性的合适的无机填充剂颗粒为碳酸钙。合适的有机填充剂颗粒包括亚微米(例如，0.4μm至1μm)聚烯烃晶体，所述晶体由低结晶度的无规共聚物的结晶形成。可将此类有机填充剂颗粒高度共价地连接到膜的非结晶的弹性体区域上，并且因此可有效地加强膜，尤其是聚乙烯-和聚丙烯基的体系。当以较低含量(例如，1％重量至5％重量)掺入时，一些填充剂颗粒(例如，二氧化钛)也可用作遮光剂(即，它们可提高聚合物膜的不透明度)。可将填充剂颗粒涂覆上脂肪酸(例如，最多2％重量的硬脂酸或较大链的脂肪酸诸如二十二烷酸)，以帮助将它们分散进聚合物膜中。基于填充剂颗粒和聚合物膜的总重量，聚合物膜可包括30％重量至70％重量的填充剂颗粒，例如包括40％重量至60％重量的填充剂颗粒。
可改善聚合物膜的透气性的方法包括使用不连续膜和/或开孔膜。已知的用于在膜的整个表面区域中或在膜的离散区域(例如，吸收制品的侧片区域和/或腰带)中产生微小小孔的方法包括例如机械冲孔或热针穿孔。然而，应当了解，本发明的至少一个实施方案设想过本领域的普通技术人员通常已知的用于在膜中产生小孔的任何合适的方法。基于在透气性、不透明度和负载/卸荷特征图之间所作的综合取舍，由小孔形成的总面积可为总膜表面积的2％至20％。对图案的选择主要由使小孔周围的应力集中最小化的需要来决定，以减轻在机械活化期间的撕裂风险。由于配制体性质的缘故，膜中产生的小孔起初可非常小或呈微小缺陷的形式，然后所述小孔会随着聚合物膜的拉伸而扩大为较大的小孔。小孔可通过真空成形方法或高压射流作为膜制造过程的一部分而产生，所述真空成形方法或高压射流可产生围绕小孔的三维锥形结构，所述结构在后续的活化期间可帮助减低撕裂产生和传播的风险。
SOC的最终加工
在包含聚合物膜的实施方案中，非织造材料和聚合物膜可层压在一起，使它们各自的纵向基本彼此对齐。粘结可使用常规的技术来实现，所述技术为诸如粘合剂层压、挤出层压、热点粘结、超声点粘结、粘合剂图案粘结、粘合剂喷涂粘结和可保持膜透气性的其它技术(例如，可使粘结的区域覆盖聚合物膜和非织造纤维之间的接触面的小于25％的那些)。在层压体形成之前可局部地活化非织造材料。非织造材料的局部活化可减小在膜中形成针孔的风险，并且因此可有利于最终非织造材料-膜层压体的活化过程。
在另一个实施方案中，SOC(例如，第一纺粘层和任选地，第二熔喷层；聚合物膜)的一部分可以在被铺设之后立即和就在将更多层添加到材料上之前在纵向和横向的任一方向或两个方向上被预拉伸。纵向上的预拉伸可通过使纤维网加速地穿过一组加工辊来实现。横向上的预拉伸可以与拉幅(tenterframing)工艺中的方式相同的方式来进行，或通过使用带有发散的脊和谷的一组辊来进行，所述脊和谷迫使材料向外延伸。然后可在经受热粘结之前将附加SOC层(即，纤维层或膜层)添加到预拉伸的材料上。结果材料需要较少的机械活化便会表现出在任何给定应变下的拉伸/恢复，并且其在拉伸操作期间也可使颈缩量(即，纵向上的拉伸导致横向上的尺寸减小)最小化。此实施方案可实用于在处于其松弛状态的非织造材料的每表面积上沉积更大量的附加组分。预拉伸也可减少后续活化过程中聚合物膜中的针孔的形成。
可使用机械活化过程使外覆盖件材料在纵向和/或横向上均成为可拉伸的。此类过程通常会增大应变范围，在所述范围上纤维网表现出拉伸/恢复特性并且可赋予材料可取的触觉/美感特性(例如，棉状纹理)。机械活化过程包括环轧制、结构化类弹性成形(SELFing)(差动的或凸置的)和本领域已知的其它递增拉伸纤维网的方法。合适的机械活化过程的一个实例为美国专利5,366,782所述的环轧制过程。具体地讲，环轧设备包括具有啮合齿的相对的辊，所述齿可递增拉伸从而塑性地变形用于形成外覆盖件的材料(或其一部分)，从而使外覆盖件在环轧区域中成为可拉伸的。在单一方向(例如横向)上进行活化会产生可单轴向拉伸的外覆盖件。在两个方向(例如纵向和横向，或可围绕外覆盖件中心线保持对称的任何两个其它方向)上进行活化会产生可双轴向拉伸的外覆盖件。在一些实施方案中，SOC在至少一个区域(例如，前腰区或后腰区中的至少一个的一部分)中活化，并且在至少一个其它区域中保持未活化，所述其它区域可包括结构化类弹性成形材料纤维网。
在一些实施方案中，有意地将SOC在不同的区域中活化至不同的程度(包括完全未活化的区域)。此加工方式允许SOC的某些区域伸长至可变的程度，从而允许加工更复杂的形状(这继而可减小将SOC修剪成所需形状的必要)。另外，可将包含未活化区域的SOC引入吸收制品中。这允许消费者以能为穿着者提供改善的吸收制品贴合性的方式手动拉伸吸收制品(例如，尿布)，从而引起某种永久塑性变形(即，消费者手动活化吸收制品)。当消费者手动活化吸收制品时，以单一尺寸制造的吸收制品可舒适地适应更大尺寸范围的消费者。
SOC的物理特性
如本发明的至少一个实施方案所述的SOC的实用性涉及多种物理特性。SOC的机械特性涉及例如外覆盖件的耐受高应变速率的活化过程的能力和引入了SOC的吸收制品以防止渗漏、改善贴合性和改善舒适性的方式适形于穿着者身体的能力。类似内衣的美感特性诸如不透明度和纹理(例如，棉似的肋状纹理)会影响消费者对最终吸收制品产品的关注力。男孩和女孩内衣、以及大多数成年人的内衣均通常由100％的针织棉制成。针织棉织物的肋状结构至少部分地负责使内衣具有其被人期望的美感特征和纹理。
类似内衣的美感特征的另一个方面为光泽度。低光泽度可提供悦人的糙面外观(即，不是塑性材料状的)。已发现7光泽度单位或更小(根据ASTMD2457-97测量)的光泽度值是可取的。压花和/或使糙面精整可改善外覆盖件的光泽度。其它物理特性诸如透气性和液体渗透性可影响吸收制品产品的穿着者的舒适感。
断裂拉伸应变(％)和永久变形率为相关的机械特性。断裂拉伸应变可在200％至600％的范围内，或在220％至500％的范围内，例如在250％至400％的范围内。断裂拉伸应变涉及SOC承受活化过程和在正常使用期间对应力作出反应的能力。经受预活化滞后测试时，SOC的永久变形率可高达70％，并且在活化过程期间此类永久变形率值可允许SOC同时被降低规格(即，成为具有较低基重的较薄的材料)和/或被成形为复杂的平面或三维的形状。在具有175％应变的活化(例如用具有2.6mm啮合深度和2.5mm节距的一对平环辊板来活化)之后，当经受具有仅一75％应变第一加载循环和75％应变第二加载循环的滞后测试时，SOC的第一循环永久变形率可为20％或更小或15％或更小，例如10％或更小。类似地，在任何形式的活化之前，当经受具有一200％应变预应变加载循环、一50％应变第一加载循环和一50％应变第二加载循环的滞后测试时，SOC的第一循环永久变形率可为20％或更小或15％或更小，例如10％或更小。低的第一循环永久变形率值(不论是否是活化后的或是否在模拟活化效果的预应变加载循环之后)涉及SOC在使用期间弹性地适形于穿着者身体、从而潜在地提供舒适且耐渗漏的吸收制品的能力。低载性可恢复拉伸的外覆盖件可形成不会过分紧绷在身体上的外覆盖件。此外，腰带和腿箍中的360度拉伸可提供将产品锚定在身体上的所需的力。此外，由于将外覆盖件拉伸以适形穿着者身体所需的力可能较小，因此仅需使用少量的弹性体；例如，25g/m2或甚至15g/m2。
高不透明度为SOC的可取的美感特性，因为其可向消费者提供SOC将具有有利的液体保持特性的印象。SOC的不透明度优选地为至少65％，更优选地至少70％，例如至少75％，尤其是当SOC不包括聚合物层时。
即使吸收制品的吸收芯通常包括容纳构件以限制液体的逸出，SOC也可为至少部分地液体不可透过的，以用作用于容纳垃圾液体的附加装置。因此，SOC的液体不可透过特性可达到如下程度：其具有最大80mbar或7mbar至60mbar，例如10mbar至40mbar的流体静压头(“流体头”)压力。
SOC的透气性涉及其允许湿气(例如，源自容纳在吸收芯中的垃圾液体的水蒸汽)透过SOC并且逸出吸收制品、从而保持穿着者的皮肤干燥而不受刺激的能力。SOC的透气性由其湿气透过率(“MVTR”)来表征。ASTMMethod E96-66提供一种用于测量MVTR的合适的方法。包括仅非织造材料且不包括聚合物膜的SOC的MVTR没有特别的限制，并且优选地为至少6,000g/m2·日，而至少9,000g/m2·日的值为较容易获得的。当SOC包括聚合物膜时，所述膜趋于抑制蒸汽透过，因此膜常常包含填充剂颗粒和/或被加工以形成小孔以便改善透气性。对于包括膜的SOC，MVTR可为1,000g/m2·日至10,000g/m2·日，或1,000g/m2·日至6,000g/m2·日，例如1,200g/m2·日至4,000g/m2·日。
测试方法
滞后测试
在此测试中使用商业张力测试仪(例如，得自Instron EngineeringCorp.(Canton，MA)或SINTECH-MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN))。将该仪器与用于控制测试速度和其它测试参数以及用于收集、计算和报告数据的计算机连接。滞后性在典型实验室条件(即20℃的室温和50％的相对湿度)下进行测量。
当根据滞后测试分析SOC时，采用2.54cm(宽度)×7.62cm(长度)的SOC材料样本。SOC样本的长度在横向上量取。
用于测定滞后的程序如下：
1.选择适用于测试的夹具和测力传感器。夹具必须足够宽以贴合样本(例如，至少2.54cm宽)。测力传感器经过选择，以便被测试样本的张力响应将在测力传感器量程或所用负载范围的25％和75％之间。5kg至10kg的测力传感器为典型的。
2.依照生产商的说明校准测试仪。
3.将标距设定为25mm。
4.将样本置于夹具的平直表面上，使样本的纵向轴线基本平行于标距长度方向。
5.用以下步骤进行滞后测试：
a.第一循环加载：以254mm/min的恒定夹头速度将样本拉伸至50％的应变。
b.第一循环卸载：保持样本处于50％的应变30秒钟，然后以254mm/min的恒定夹头速度将夹头回复至其起始位置。在测量第一循环永久变形率之前，将样本保持在未应变状态1分钟。如果不打算测量第一循环永久变形率，则可立即使样本经受第二循环加载(即，标称地在第一循环卸载之后2秒钟)。
c.第二循环加载：以254mm/min的恒定夹头速度将样本拉伸至50％的应变。
d.第二循环卸载：保持样本处于50％的应变30秒钟，然后以254mm/min的恒定夹头速度将夹头回复至其起始位置。在测量第二循环永久变形率之前，将样本保持在未应变状态1分钟。
在加载循环和卸载循环期间，用计算机数据系统记录施加在样本上的力。由产生的所得时间序列(或等同地，距离序列)数据，可计算出永久变形率。永久变形率为给定卸载循环之后的应变的相对增量，并且此值由在卸载循环之后测得的0.112N时的应变近似得出。例如，初始长度为10cm、预应变卸载长度为15cm(预应变卸载长度仅适用于经受过预应变循环的样本，其更详细地描述于实施例3中)、第一卸载长度为18cm、并且第二卸载长度为20cm的样本将具有50％(即，(15-10)/10)的预应变永久变形率、20％(即，(18-15)/15)的第一循环永久变形率和11％(即，(20-18)/18)的第二循环永久变形率。所选择的标称0.112N的力足够高以移除在加载循环中已经历过某种永久塑性变形的样本中的松弛，但又足够低以最多赋予样本非实质性的拉伸。
可根据被测量的特定材料的所期望的特性而对滞后测试作合适的改进。例如，滞后测试可包括仅某些加载循环。类似地，滞后测试可包括不同的应变例如75％的应变、夹头速度和/或保持时间。然而，除非另外定义，在所附权利要求和实施例中所用的术语“永久变形率”是指第一循环永久变形率，所述永久变形率通过上述施加到未活化样本上的加载循环来确定。
改进的滞后测试
除了以下不同之处以外，改进的滞后测试全同于上述的滞后测试：1)在第一加载循环之后施加的用以移除样本中的松弛的标称力为0.05N(以替代0.112N的力)；和2)在此测试开始时将松弛预负载设定在0g。将样本加载至50％的应变，并且在0.05N力下的第二循环加载曲线期间测量永久变形率。
拉伸断裂测试
在此测试中使用商业张力测试仪(例如，得自Instron EngineeringCorp.(Canton，MA)或SINTECH-MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN))。将该仪器与用于控制测试速度和其它测试参数以及用于收集、计算和报告数据的计算机连接。峰值伸长率在典型的实验室条件(即，20℃的室温和50％的相对湿度)下测量。
当根据拉伸断裂测试分析SOC时，采用2.54cm(宽度)×7.62cm(长度)的SOC材料样本。SOC样本的长度在横向上量取。
过程：
1.选择适用于测试的夹具和测力传感器。夹具必须足够宽以贴合样本(例如，至少2.54cm宽)。测力传感器经过选择，以便被测试样本的张力响应将在测力传感器量程或所用负载范围的25％和75％之间。5kg至10kg的测力传感器为典型的。
2.依照生产商的说明校准测试仪。
3.将标距设定为25mm。
4.将样本置于夹具的平直表面上，使样本的纵向轴线基本平行于标距长度方向。
5.以254mm/min的恒定夹头速度拉伸样本至1000％的应变或直到样本表现出超过标称的机械完整性损失。
在测试期间，计算机数据系统记录施加在样本上的力随外加应变的变化。由产生的所得数据，报告以下量值：
1.15％、50％和75％的应变时的负载(N/cm)
2.峰值伸长率(％)和峰值负载(N/cm)
峰值伸长率为在峰值负载下的应变。峰值负载为在拉伸断裂测试期间所观测到的最大负载。
流体静压头(流体头)压力测试
根据此测试测定的特性为材料的液体阻挡特性(或液体不可渗透性)的量度。具体地讲，此测试测量当发生受控水平的水渗透时材料将支撑的流体静压力。该流体头压力测试根据名称为“Repellency：Hydrostatic Head”的EDANA 120.2-02进行，其具有以下测试参数。使用TexTest流体静压头测试仪FX3000(可得自Textest AG，Switzerland或Advanced TestingInstruments，Spartanburg，SC，USA)。对于此测试，将压力施加到所限定的样本部分上并且逐渐增大压力直到水渗透穿过样本。该测试在22℃±2℃的温度和50％的相对湿度的实验室环境中进行。使用适当的衬圈材料(O形环式)将样本夹持在柱夹具的顶部上，以在测试期间防止测渗漏。水与样本的接触面积等于水柱的横截面积，其等于28cm2。使柱内的水经受稳定增大的压力，所述压力以20mbar/min的速率增大。当在样本外表面上的三个位置中出现水渗透时，记录第三个渗透发生时的压力(以mbar度量)。如果水立即透进样本(即，样本没有提供阻抗)，则记录为零读数。对于每种材料，测试三个样品，并且报告平均结果。
湿气透过率测试
此方法适用于薄的膜、纤维材料和前述材料的多层层压体。该方法是基于ASTM Method E96-66。在该方法中，将已知量的干燥剂(CaCl2)放进杯状容器中。将待测外覆盖件材料的样本(使其尺寸为38mm×64mm，此尺寸足够大以覆盖干燥剂容器的开口)放置在容器的顶部上并且由扣环和垫圈固定住。将该组合件放置在恒定温度(40℃)和湿度(75％RH)的室中5小时。被干燥剂吸收的水分的量用重量分析法进行测定，并且用来计算样本的湿气透过率(MVTR)。MVTR为被吸收的水分的质量除以所经过的时间(5小时)以及容器和样本之间的接触面处的开口表面积。MVTR以单位g/m2·日来表示。将具有已确认的渗透性的参考样本用作每批样本的正对照物。将样本以一式三份方式作检测分析。所报告的MVTR为三次重复分析值的平均值，将其四舍五入至最接近的100g/m2·日。对不同样本所得出的MVTR值的差值的有效位数可基于对每个样本所测出的三次重复检测分析值的标准偏差来估算。
不透明度
材料的不透明度值与可穿过材料的光的量成反比。不透明度由材料样本上的两种反射率测量值来确定。
要确定外覆盖件的不透明度，从带黑色背衬的外覆盖件和第一上切割适当尺寸的样本(基于颜色测量仪器的测量开口；对于本文所用的仪器，12mm直径)。读取带黑色背衬的样本的第一颜色读数，以测定第一CIE三色刺激值Y1。将黑色背衬移除，然后将样本用白色板背衬。读取带白色背衬的样本的第二颜色读数，以测定第二CIE三色刺激值Y2。将不透明度表示为这两个读数的比率：不透明度(％)＝Y1/Y2×100％。本文所报告的不透明度值用HUNTERLAB LABSCAN XE(型号LSXE，可得自Hunter AssociatesLaboratory，Inc.，Reston，VA)来测定。然而，其它能够测定CIE三色刺激值的仪器也是合适的。
实施例
在下文中，对于针对给定实施例而制备的每个样本，不一定以所测量的每个样本参数来报告其特性。在这种情况下，在特定数据表中省略一样本指示被省略的样本没有被评测该数据表中所列的特性。
实施例1
样本1A为由基重为30g/m2的弹性体纤维(“Sel”，V2120纤维级VISTAMAXX弹性体聚丙烯)层形成的纺粘材料。样本1B为由以下纤维层形成的复合非织造材料：基重为4g/m2的弹性熔喷纤维(“Mel”，V2120弹性体聚丙烯)层夹置在基重分别为15g/m2的两个弹性纺粘纤维(V2120弹性体聚丙烯)层之间。该纺粘纤维和熔喷纤维分别具有20μm或更大和1μm的标称直径。
仅在横向上或在纵向和横向两者上，使用一组平板(节距为0.100”或者5mm)将样本1A和1B在液压机中活化至2.5mm的啮合深度。图1和图2分别为样本1B在活化之前和活化之后的SEM。使在机械活化期间产生的样本尺寸的变化随后经受省略了预应变加载循环的滞后测试，以测定活化后的第一循环永久变形率，并且结果总结于表1中。
表1
表1中的结果示出了夹层熔喷纤维的如下能力：通过显著减小在活化期间所产生的永久变形率来增大非织造材料经历SOC恢复的能力。它们表明，熔喷层在机械活化期间可帮助保持非织造材料的机械完整性。在这两种情况下，非织造材料的柔软性均在活化之后得到改善。
实施例2
样本2A为由分别具有30g/m2基重的两个叠加的弹性体纤维(V2120纤维级VISTAMAXX弹性体聚丙烯)层形成的纺粘材料。样本2B为由以下纤维层形成的热粘结的复合非织造材料：基重为5g/m2的弹性纳米纤维(“Nel”；V2120弹性体聚丙烯)层夹置在基重分别为30g/m2的两个弹性纺粘纤维(V2120弹性体聚丙烯)层之间。该纺粘纤维和熔喷纤维分别具有20μm或更大和小于1μm的标称直径。
根据不透明度测试分析了样本2A和2B。图3为样本2B在机械活化之前的SEM。结果总结于表2中。
表2
表2中的结果示出了夹层纳米纤维通过显著增大非织造材料的不透明度来改善SOC的美感特性的能力。基于该数据，预计总量为10g/m2至20g/m2，例如15g/m2的熔喷纤维将足以使活化之前处于松弛状态的非织造材料达到至少65％的不透明度。
实施例3
实施例3的样本示出了由弹性体纤维(V2120纤维级VISTAMAXX弹性体聚丙烯)和塑性纤维(聚烯烃基)的混合物形成的非织造塑弹性材料的拉伸特性。表3A列出了各种被测试样本、每个样本中的弹性体纤维和塑性纤维的近似相对量和混合纤维的样本的标称基重。
表3A
在横向和纵向两者上的活化之后，使用放置在液压机中的一组平板测试了样本3B至3G的拉伸特性。活化以中间应变速率值和2.5mm的啮合深度进行。表3B总结了按以下项目表示的结果：被测试样本、其实际基重和测定拉伸特性的方向。拉伸特性使用标准EDANA方法和装备有气动夹具的MTS ALLIANCE RT 1/2拉伸测试设备(可得自MTS Systems Corp.，EdenPrairie，MN)来测定，所述夹具对于25mm的隔距和25mm的样本宽度以254mm/min的速率运行。
表3B
样本3A和3E也经受了滞后测试，其结果显示于表3C中。“永久变形率”值为第一循环永久变形率。使这些样本经受了如“测试方法”部分所述的滞后测试，不同的是预活化的样本在测试期间没有被预应变。“最大负载”值表示未活化样本在预应变循环期间在200％的应变时的力，或活化样本在第一加载循环期间在75％的应变时的力。在横向和纵向两者上活化之后，在具有2.5mm的啮合深度的台式液压机中测试了这些活化样本。
表3C
使用高速研究机(“HSRP”)使样本3E至3G也经受了高应变速率活化测试。在测试期间，在材料被拉伸最大1000％的应变时测量了施加到非织造材料样本上的力，所述拉伸使用具有8.2mm啮合深度和1.5mm节距的两个平环辊板以最大1000s-1的应变速率。在测试结束时，这些样本基本被完全扯碎。分析了所得数据(即，在固定应变速率下外加力随应变的变化)，以确认外加力达到最大时的应变。当归一化外加力(即，非织造材料样本每单位重量的外加力)位于最大时，非织造材料失去其承受附加加载而不增大破坏材料的可能性的能力。最大外加力下的应变表示非织造材料承受具有大约相同应变程度的机械活化过程的能力。表3D总结了这些测试的结果。
表3D
表3D中的结果表明，本公开的塑弹性材料能够承受最大200％，例如最大300％应变水平的机械活化过程，同时仅引起最小的损坏，甚至在非常高的应变速率条件下也是如此。这与典型的商业可延展的非织造材料形成对比，当经受可比的应变速率时所述商业材料仅可承受最大150％的应变。
活化过程也可改善塑弹性非织造材料的柔软性和触感。此效果主要与在活化过程期间所产生的纤维网膨松度/厚度的增大有关。图6至9示出了实施例3的非织造塑弹性材料的这种效果。图6和7为粘结的塑弹性非织造材料在活化之前的SEM(分别为顶视图和侧视图)。图8和9为相同非织造材料在活化之后的SEM(分别为顶视图和侧视图)，并且它们示出了材料的增大的厚度。
实施例4
实施例4的样本示出了由塑弹性双组分纺粘纤维层和弹性纺粘纤维层形成的复合非织造塑弹性材料的拉伸特性。使用V2120纤维级VISTAMAXX弹性体聚丙烯作为双组分纤维的弹性组分，并且也用于弹性纤维自身。对于样本4A至4D，双组分纤维的塑性组分为PH-835 Ziegler基聚丙烯(50％重量，可得自Basell Polyolefins，Elkton，MD)和HH-441高熔融流动速率聚丙烯(50％重量，熔融流动速率＝400g/10分钟，可得自Himont Co.，Wilmington，DE)的混合物。对于样本4E至4G，双组分纤维的塑性组分为Basell Moplen 1669无规聚丙烯与少量聚乙烯(也可得自BasellPolyolefins)的共聚物。该双组分纤维具有弹性体芯和塑性外皮，并且每个组分的重量分数均在表4中给出。弹性纤维也包含3.5％重量的抗粘连剂，以改善它们的纺丝性能。这两个纺粘层中的每个均占非织造材料的总基重的一半(即，表4的第二栏所列的值)。使用两个加热的辊(其中第一个为84℃，并且第二个为70℃)来热粘结这两个纺粘层。
表4总结了在未活化状态中测试的纺粘-纺粘复合材料的拉伸特性。这些特性用标准EDANA方法测定(EDANA方法40.3-90用于基重，并且EDANA方法20.2-89用于拉伸特性)。
表4也总结了根据滞后测试所测得的复合材料的特性。上文在“测试方法”部分中所述的滞后测试在以下方面作了改进：(1)样本尺寸(5cm宽×15cm长)、(2)夹头速度(500mm/min)、(3)预应变加载/卸载(省略)和(4)第一和第二循环加载/卸载(100％的最大应变，在最大应变处保持1秒钟，卸载之后保持30秒钟)。对于每个循环，表4提供了100％的应变时的力(按样本宽度规一化)和卸载之后的永久变形率。对于第一循环，永久变形率为第一循环卸载之后的应变。对于第二循环，永久变形率为第一和第二循环的卸载状态之间应变的相对增量。例如，初始长度为10cm、第一卸载长度为15cm、并且第二卸载长度为18cm的样本将具有50％的第一循环永久变形率和20％的第二循环永久变形率。
表4
表4中的结果表明，机械活化的由本公开的塑弹性材料形成的SOC具有有利的拉伸特性，并且将能够表现出小于20％，并且低至小于10％的永久变形率值。
实施例5
实施例5的样本示出了由弹性体组分(V1100膜级VISTAMAXX弹性体聚丙烯)、塑性组分(聚烯烃基的)和任选的遮光剂形成的塑弹性膜材料的拉伸特性。各种塑性组分总结于表5A中并且包括直链的低密度聚乙烯(LL6201)、低分子量聚乙烯蜡(A-C617、A-C735和PARVAN 1580)、以及低分子量聚丙烯蜡(LICOWAX PP230)。测试了未活化样本以测定它们的拉伸特性，然后使它们经受了作了以下改进的滞后测试：该测试仅包括预应变和第一循环加载(最大应变为50％，并且保持时间为30秒钟)。此测试的结果提供在表5B和5C中。应当指出的是，样本命名代表根据表中所示的配方制备的样本。然后使样本经受特定测试。因此，即使样本命名相同，样本的物理参数诸如基重也可有变化。例如，表5B所示的样本5E列出了与表5C中的样本5E不同的基重。
表5A
表5B
表5C
表5A至5C中的结果示出了本公开的塑弹性膜配制体具有有利的机械特性，所述特性使它们适合于被包括进SOC中。
实施例6
实施例6的样本示出了由弹性体组分、抗粘连剂和遮光剂(二氧化钛)形成的弹性膜的拉伸特性。各种组分总结于表6A中并且包括弹性体聚丙烯(V1100膜级VISTAMAXX)、苯乙烯嵌段共聚物(VECTOR V4211和PS3190(可得自Nova Chemicals，Pittsburgh，PA))、柔软的聚丙烯基热塑性弹性体反应器共混物(ADFLEX 7353，可得自Basell Polyolefins，Elkton，MD)和抗粘连剂(CRODAMIDE和INCROSLIP，两者均可得自Croda，Inc.，Edison，NJ)。测试了未活化样本以测定它们的拉伸特性，然后使它们经受了如实施例5所述加以改进的滞后测试(即，仅包括预应变和第一循环加载(最大应变为50％，并且保持时间为30秒钟))，其结果提供在表6B和6C中。应当指出的是，样本命名代表根据表中所示的配方制备的样本。然后使样本经受特定测试。因此，即使样本命名相同，样本的物理参数诸如基重也可有变化。例如，表6B所示样本6B列出了与表6C中的样本6B不同的基重。
表6A
表6B
表6C
表6A至6C中的结果示出了本公开的弹性膜配制体具有有利的机械特性，所述特性使它们适合于被包括进SOC中而与非织造材料组合成层压体结构。
实施例7
实施例7的样本示出了包括增塑剂时对弹性膜的拉伸特性所产生的影响。各种组分总结于表7A中。所用的增塑剂为矿物油，并且通过在V1100弹性体聚丙烯接触该油的同时在50℃下加热V1100弹性体聚丙烯而将该矿物油加入到该配制体中。然后使未活化样本经受滞后测试(如实施例5和6所述加以改进)，其结果提供在表7B中。
表7A
表7B
表7A至7B中的结果示出了将增塑剂包括进本公开的膜配制体中可在保持有利的永久变形率值的同时显著减小加载/卸载力。
实施例8
实施例8的样本示出了包含填充剂颗粒对塑弹性膜的透气性和拉伸特性的影响，所述膜由弹性体组分(V1100膜级VISTAMAXX弹性体聚丙烯和(任选地)VECTOR V4211苯乙烯嵌段共聚物)、塑性组分(LL6201直链低密度聚乙烯)、碳酸钙填充剂颗粒、以及二氧化钛遮光颗粒形成。在仅在横向上以500s-1的应变速率和4.4mm的啮合深度(对于3.8mm(0.150＂)的节距)活化之后，测试了样本配制体和所得特性显示于表8A和8B中。使表8B所列样本经受了滞后测试(如实施例5和6所述加以改进)。
表8A
表8B
表8A至8B中的结果示出了将填充剂颗粒包括进本公开的膜配制体中可在保持有利的机械特性的同时显著增大膜的透气性。
表9和图4显示6个样本201的比较数据。这些结果的数据图202可见于图4。样本201包括四个商业品牌的内衣203和两个如本发明的至少一个实施方案所述的可拉伸的外覆盖件204。样本201根据“测试方法”所述的改进的滞后测试进行测量。内衣样本203上的测量在横向(即，基本平行于内衣的腰带的方向)上进行。商业内衣203通常在横向上比在纵向上具有更大的拉伸，但仍然在纵向上表现出合适的低载性可恢复拉伸特性。
表9
表10和图9显示各种基重的非织造基底的不透明度比较数据。图9显示纳米纤维趋势线302和标准熔喷纤维趋势线303。纳米纤维趋势线302产生于对应于表10中被标记为样本1至9的纳米纤维基底的纳米纤维数据点305。表10中的样本1至10对应于未粘结的纺粘-纳米纤维-纺粘基底。每个单个层的基重列于ID栏中。基重以克/平方米(“gsm”)测量。总基重对应于单个层的基重的总和。标准熔喷纤维趋势线303产生于对应于表10中被标记为样本11至17的标准熔喷基底的标准熔喷数据点306。标准熔喷纤维基底为可商购获得的基底。每个层的基重列于ID栏中。如由数据可见，对于给定基重，包括纳米纤维的非织造基底与标准非织造基底相比可提供改善提高的不透明度。
表10
| 样本编号 | ID | 细旦纤维BW(gsm) | 总基重(gsm) | 不透明度 |
| 1 | SN+S 13.5/2.36/13.5未粘结 | 2.36 | 29.4 | 53.9 |
| 2 | SN+S 13.5/2.03/13.5未粘结 | 2.03 | 29 | 53.2 |
| 3 | SN+S 13.5/7.6/13.5未粘结 | 7.6 | 34.6 | 74.4 |
| 4 | SN+S 13.5/0.55/13.5未粘结 | 0.55 | 27.6 | 44.2 |
| 5 | SN+S 13.5/1.07/13.5未粘结 | 1.07 | 28.1 | 51.7 |
| 6 | SN+S 13.5/3.1/13.5未粘结 | 3.1 | 30.1 | 65.1 |
| 7 | SN+S 12/4/03 2：35 13.5/0.94/13.5未粘结 | 0.94 | 27.9 | 44.2 |
| 8 | SN+S 12/4/03 2：44 13.5/2.31/13.5未粘结 | 2.31 | 29.3 | 54.3 |
| 9 | SN+S 12/4/03 2：26 13.5/0.58/13.5未粘结 | 0.58 | 27.6 | 43.2 |
| 10 | FIBERTEX 22GSM 10/1/1/10 H1502220W/TIO2 | 2 | 22 | 50.6 |
| 11 | FQN 7/3/7 SMS | 3 | 17 | 30.4 |
| 12 | FQN高不透明度7.5/5/7.5W/TIO2 | 5 | 20 | 46..3 |
| 13 | FQN C123 SMS 11/8/11W/TIO2 | 8 | 30 | 62.4 |
| 14 | FQN SBC SMS 6/5/6MB＝2.5MIC | 5 | 17 | 40.2 |
| 15 | 7/3/7 SMS FIBERTEXELITE(1.5MB，12MB) | 3 | 17 | 31.6 |
| 16 | 30(13/4/13)SMS FQN | 4 | 30 | 41.6 |
| 17 | 7/3/7SMS BBA TORONTO | 3 | 17 | 30.4 |
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用的数值和围绕该数值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
在发明详述中引用的所有文件都在相关部分中引入以供参考。对于任何文件的引用不应当解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域的技术人员来讲显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出各种其他改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。
Claims (10)
1.一种用于吸收制品的类似内衣的、低载性的、可恢复拉伸的外覆盖件(124)，所述外覆盖件(124)包括：
i)弹性体膜(165)；和
ii)至少一种非织造材料(162)；
其特征在于所述外覆盖件(124)具有在15％应变时小于约40g/cm的第一循环负载和在至少横向上的小于约20％的永久变形率，其中所述第一循环负载和所述永久变形率根据“改进的滞后测试”测定。
2.如权利要求1所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述弹性体膜(165)的基重小于约30gsm。
3.如权利要求1或2中任一项所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述弹性体膜(165)包含弹性体聚丙烯组合物。
4.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述外覆盖件(124)具有小于7个单位的光泽度值。
5.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述弹性体膜(124)包括小孔和微孔中的至少一种。
6.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述外覆盖件(124)具有大于65％的不透明度。
7.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述外覆盖件(124)在至少一个方向上被活化。
8.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中所述弹性体膜(165)使用粘合剂接合到所述非织造材料(162)上以形成层压体。
9.如前述任一项权利要求所述的可拉伸的外覆盖件(124)，其中在50％应变时的第一循环负载小于75g/cm。
10.一种一次性吸收制品，所述吸收制品包括：如权利要求1所述的可拉伸的外覆盖件；弹性腰带；和至少一个弹性腿围。
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