ДЫШАЩИЙ ПЛЕНОЧНЫЙ СЛОИСТЫЙ МАТЕРИАЛ С НАПОЛНИТЕЛЕМ Российский патент 2002 года по МПК D04H13/00 B32B27/12 A61F13/15 

Область техники
Изобретение относится к дышащим пленкам с наполнителем. Более конкретно, данное изобретение относится к дышащим пленкам с наполнителем и слоистым материалам на их основе, имеющим хорошую прочность на отрыв.

Уровень техники
В настоящее время существует множество тканей, которые способны действовать в качестве защиты от твердых частиц, воды и других жидкостей и которые в то же время способны пропускать водяной пар и воздух через себя. Такие ткани широко известны как "дышащие" защитные ткани. Дышащие защитные ткани используются для получения верхней одежды, брезента, предметов личной гигиены, противоинфекционных предметов, а также во многих других изделиях. Более того, дышащие защитные ткани часто предпочитают недышащим защитным материалам, так как дышащие защитные материалы позволяют влаге, удерживаемой под тканью, выходить в виде водяного пара. Таким образом, одежда, произведенная с использованием дышащих защитных тканей, обычно более комфортабельна при ношении, так как прохождение водяного пара сквозь полотно способствует снижению и/или ликвидации дискомфорта, связанного с избытком жидкости, удерживаемой в непосредственной близости к коже.

Хотя в данной области техники известно множество дышащих защитных тканей, особенно полезные дышащие защитные ткани содержат растянутые микропористые пленки с наполнителем. Такие пленки обычно наполняют частицами другого вещества и затем продавливают или растягивают с получением тонкопористой сетки, которая создает извилистые пути внутри пленки. Пленка с пористой сеткой дает возможность газу и водяному пару проходить через пленку, одновременно являясь барьером для жидкостей и твердых частиц. Количество наполнителя внутри пленки и степень растягивания контролируют таким образом, чтобы получать сетку с микропорами с таким размером и/или частотой, которые придают желаемый уровень "дыхания" полотну. Примерная натянутая пленка с наполнителем описана в Европейской заявке на патент 95/16562 McCormack, в которой описана пленка с наполнителем, которая содержит преимущественно линейный полиолефиновый полимер, связывающий агент и от около 30 до около 80 мас.% карбоната кальция. Полиолефиновая пленка с наполнителем может быть натянута для придания ей способности "дышать". Натянутая пленка может затем наслаиваться на нетканое полотно для получения слоистого материала, которое имеет преимущества прочности и целостности нетканого полотна и защитные свойства натянутой пленки.

Тонкие пленки, такие которые могут получаться при растягивании или ориентации пленок с наполнителем, часто легко расслаиваются или разрываются в направлении ориентации. Таким образом, как отмечено выше, растянутые пленки с наполнителем часто наслаиваются на поддерживающий слой для обеспечения дополнительной прочности и целостности пленки. Прочность на отрыв слоистого материала желательно является достаточно высокой, чтобы пленка не поддавалась расслаиванию, которое может возникнуть в результате дальнейшей обработки, транспортировки и/или хранения слоистого материала. Часто перечисленные выше действия включают пребывание слоистого материала в горячих или влажных условиях. Более того, желательно, чтобы слоистый материал не поддавался расслаиванию, которое может быть результатом механического напряжения, которое слоистый материал может испытывать при использовании. В качестве примера, при ношении предметов одежды или подгузников, которые содержат защитный слоистый материал, данный слоистый материал испытывает напряжение в результате трения, натягивания и других манипуляций с изделием. В дополнение к нагрузке, естественным образом возникающей при ношении, во многих изделиях в настоящее время используются различные застежки, такие как застежки на основе крючков и петель, которые натягивают внешний слой, создавая таким образом, дополнительную нагрузку на слоистый материал. Примеры застежек описаны в патентах США 5605735, Zehner et al.; 5019073, Roessler et al.; 5624429, Long et al.; и заявке на патент США 08/534227 от 26 сентября 1995, Roessler et al. В результате натяжения, возникающего при использовании застежек, многие слоистые материалы на основе нетканых полотен/пленок начинают отслаиваться или расслаиваться, приводя к отделению пленки от полотна. В таком случае пленка становится значительно более подверженной расслоению или разрыву при отделении от поддерживающего полотна. Расслоение может поэтому, в конце концов, приводить к потере защитных свойств, то есть продукт становится дырявым. Кроме того, даже если расслоение возникает в местах, где защитные свойства являются менее существенными, например вдоль краев продукта, расслоение эстетически нежелательно и создает впечатление низкокачественного продукта. Поэтому дышащие защитные слоистые материалы, обладающие значительной прочностью на отрыв, крайне желательны.

Однако, наслаивание тонкой дышащей пленки на один или более поддерживающих слоев для достижения желаемой прочности на отрыв, не теряя при этом защитных свойств и/или способности пленки дышать, является особенно трудным. В общем говоря, при тепловом связывании двух слоев термопластичных материалов вместе большая прочность на отрыв или сопротивление расслаиванию может быть достигнуто повышением температуры связывания и/или увеличением общей связанной площади. Тепловое связывание тонких пленок и поддерживающего слоя при температуре, необходимой для достижения повышенной прочности на отрыв, часто приводит к появлению "прогорания" или микроотверстий в пленке, что снижает ее защитные свойства. Это, конечно, крайне нежелательно для тканей, в которых пленка должна действовать в качестве барьера для веществ, таких как моча и другие выделения организма, и даже более существенно в тех случаях, когда пленка используется как защита от опасных веществ, таких как, например, кровь. Кроме того, точечное связывание часто уничтожает способность полотна дышать в связанных областях, и, таким образом, увеличение общей связанной площади может нежелательно снижать способность слоистого материала дышать. Обширное тепловое связывание также может нежелательно снижать мягкость и гибкость полученного слоистого материала. Более того, склеенный слоистый материал на основе тонкой дышащей пленки и поддерживающей ткани часто может расслаиваться в результате физического и механического напряжения, которому подвергаются дышащие защитные слоистые материалы. Более того, определенные клеи могут снижать способность слоистого материала дышать и/или нежелательно увеличивать жесткость слоистого материала.

Таким образом, существует необходимость в дышащем защитном слоистом материале, который обладает хорошими способностью дышать и защитными свойствами и который также имеет превосходную прочность на отрыв. Более того, существует необходимость в таком дышащем защитном материале, который является достаточно мягким, прочным и который, кроме того, может применяться для получения различных структур на основе пленок и слоистых материалов. Далее, существует необходимость в таком дышащем слоистом материале, который может быть получено с помощью надежного способа, который осуществляют с использованием широкого спектра рабочих условий и параметров.

Описание изобретения
Указанные выше потребности и проблемы, поставленные специалистами в данной области, удовлетворяются дышащим слоистым материалом данного изобретения, который содержит дышащую основную пленку, дышащий промежуточный слой на основе аморфного полимера и дышащий внешний волокнистый слой, связанные между собой. Основная пленка предпочтительно содержит дышащую микропористую защитную пленку, имеющую СПВП, по крайней мере, 100 г/м²/день. Промежуточный слой, имеющий первую и вторую стороны, желательно содержит дышащую пленку с наполнителем на основе этиленового эластомера низкой плотности, имеющую плотность менее чем около 0,89 г/см³ и, по крайней мере, около 50 мас.% наполнителя. Первая сторона промежуточного слоя по существу непрерывно связана с основной пленкой, и вторая сторона сопоставлена и связана с волокнистым слоем. Внешний волокнистый слой желательно наносят на вторую сторону промежуточного слоя, где слоистый материал имеет прочность на отрыв, по крайней мере, 200 г и далее, причем весь слоистый материал имеет СПВП, по крайней мере, 100 г/м²/день.

В другом аспекте этиленовый эластомер низкой плотности желательно содержит сополимер этилена и альфа-олефинового полимера, такого как, например, по существу, линейный полиэтилен. Далее, этиленовый эластомер низкой плотности желательно имеет плотность от 0,86 до 0,89 г/см³. Промежуточный слой может также содержать второй полиолефиновый полимер, такой как второй этиленовый сополимер. Желательно этиленовый эластомер низкой плотности составляет, по крайней мере, около 50 мас.% полимерной части промежуточной пленки с наполнителем.

В другом аспекте дышащая основная пленка может содержать полиолефиновый полимер и наполнитель, желательно пленку на основе линейного полиэтилена низкой плотности с наполнителем, которая растянута для придания пленки способности дышать. Основная пленка и промежуточная пленка предпочтительно имеют общий основной вес менее чем около 50 г/м² и далее, промежуточный слой желательно составляет менее чем около 30% от общей толщины основной пленки и промежуточного слоя. Основная пленка желательно содержит от около 35 до около 65 мас.% наполнителя, такого как частицы карбоната кальция. В другом аспекте дышащий промежуточный слой желательно содержит такой мас.% наполнителя, который практически равен и/или превышает содержание наполнителя в основной пленке.

В другом аспекте дышащий волокнистый слой может содержать нетканое полотно. Желательно волокнистый слой содержит нетканое полотно, имеющее основной вес от около 8 до около 70 г/м², такое как полотно на основе скрученных волокон пропиленового полимера. Дышащий защитный слоистый материал данного изобретения желательно имеет прочность на отрыв более чем 200 г и даже более желательно более чем 300 и/или 500 г. Далее, дышащий защитный слоистый материал также желательно имеет СПВП более 300, 800 и даже 1500 г/м²/день. Внешний слой может быть нанесен на связывающий слой с помощью теплового склеивания соответствующих слоев вместе, например плавлением, по крайней мере, одного полимера. Подходящие методики нанесения слоев включают, но не ограничены ими, тепловое, ультразвуковое, инфракрасное и другое подобное связывание. Основная пленка, внешний слой и/или слоистый материал могут быть либо эластичными, либо неэластичными.

Определения
В данном описании термин "нетканое" полотно или ткань означает полотно, состоящее из отдельных волокон или нитей, которые уложены слоями, но не определенным образом, как в вязаных полотнах. Нетканые полотна или ткани получают по многим методикам, таким как выдувание из расплава, скручивание, гидропереплетение, воздушное формование и получение связанных прочесанных полотен.

В данном описании термин "скрученные волокна" относится к волокнам небольшого диаметра молекулярно ориентированного полимерного материала. Скрученные волокна могут быть получены экструзией расплавленного термопластичного материала в виде волокон из множества тонких, обычно круглых, трубочек фильеры с быстро уменьшающимся диаметром экструдированных волокон, как описано, например, в патенте США 4340563, Appel et al.; патенте США 3692618, Dorschner et al.; патенте США 3802817, Matsuki et al., патентах США 3338992 и 3341394, Kinney; патенте США 3502763, Hartman; патенте США 3542615, Dobo et al.; и патенте США 5382400, Pike et al. Скрученные волокна обычно не прилипают, когда они расположены на собирающей поверхности, и обычно бывают сплошными. Скрученные волокна часто имеют диаметр около 10 микрон или более. Однако полотна из скрученных тонких волокон (имеющих средний диаметр волокна менее чем 10 микрон) могут быть получены по различным методикам, включая, но не ограничиваясь ими, описанные в заявках на патенты США 08/756426 от 26 ноября 1996, Marmon et al. и заявке 08/565261 от 30 ноября 1995, Pike et al.

В данном описании термин "выдутые из расплава волокна" относится к волокнам полимерного материала, которые обычно получают экструзией расплавленного термопластичного материала через множество тонких, обычно круглых, трубочек формообразующей головки в виде расплавленных нитей или волокон в конвергирующие высокоскоростные, обычно горячие, потоки газа (например, воздуха), которые истончают волокна расплавленного термопластичного материала с уменьшением их диаметра. Затем полученные выдуванием из расплава волокна могут быть перенесены высокоскоростным потоком газа и помещены на собирающую поверхность с получением полотна, состоящего из произвольно уложенных волокон, полученных выдуванием из расплава. Такие способы описаны, например, в патенте США 3849214, Butin et al. Выдутые из расплава волокна могут быть сплошными или отдельными, обычно имеют средний диаметр менее чем 10 микрон и обычно являются липкими при размещении на собирающей поверхности.

В данном описании термин "многослойный нетканый материал" относится к слоистому материалу, имеющему два или более нетканых слоев, такому как, например, слоистый материал, в котором некоторые слои являются скрученными, а некоторые выдутыми из расплава, такому как скрученный/выдутый из расплава/скрученный (СВС) слоистый материал. Примеры многослойных нетканых материалов описаны в патенте США 4041203, Brock et al.; патенте США 5178931, Perkins et al.; и патенте США 5188885, Timmons et al. Такие слоистые материалы могут быть получены последовательным нанесением на движущуюся формовочную ленту сначала слоя из скрученных волокон, затем слоя из выдутых из расплава волокон и, наконец, другого слоя скрученных волокон, и далее связыванием слоистого материала, например, тепловым точечным связыванием, как описано ниже. Альтернативно слои полотна могут быть получены отдельно, собраны на валы и объединены на отдельной стадии связывания.

В данном описании термин "направление выработки" или НВ означает длину полотна в направлении, в котором его вырабатывают. Термин "поперечное направление выработки" или ПНВ означает ширину полотна, то есть направление, обычно перпендикулярное НВ.

В данном описании термин "полимер" обычно включает, но не ограничен ими, гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, терполимеры и так далее, и их смеси и модификации. Более того, если не указано иначе, термин "полимер" включает все возможные пространственные конфигурации молекулы. Эти конфигурации включают, но не ограничены ими, изотактические, синдиотактические и статистические симметрии.

В данном описании термин "гибкий полиолефин" относится к полиолефиновым материалам, содержащим полимер на основе пропилена с управляемыми областями единиц атактического полипропилена для достижения желаемой кристалличности, таким как описаны в заявке на патент США 08/775087 от 30 декабря 1996 под названием "Ориентированные полимерные микропористые пленки с гибкими полиолефинами и способы их получения", авторов Hetzler и Jacobs; полное содержание которой включено сюда в качестве ссылки.

В данном описании термин "аморфный полимер" при использовании для описания связывающего слоя в виде компонента многослойной пленки или в виде отдельно наносимого слоя означает термопластичный полимер, такой как определенные полиолефины с плотностью в интервале от около 0,85 до около 0,89 и низкой кристалличностью, например, менее чем около 30%.

В данном описании "ультразвуковое связывание" означает процесс, осуществляемый, например, пропусканием полотна между источником звукового сигнала и упорным валком, как описано в патенте США 4374888, Bornslaeger.

В данном описании термин "точечное связывание" означает связывание одного или более слоев ткани множеством отдельных связывающих точек. Например, тепловое точечное связывание обычно включает пропускание одного или более связываемых слоев между нагретыми валками, такими как, например, формовочный валок с гравировкой и гладкий каландр. Валок с гравировкой имеет такую форму, что полотно не связывается по всей его поверхности, а упорный валок обычно является плоским. В результате для гравированных валков было разработано множество узоров, которые придают полотну эстетичный вид. Одним из примеров является узор точечного связывания Hansen Pennings или "Н&Р", в котором связанная площадь составляет около 30% при получении и имеет около 200 точек/квадратный дюйм, как описано в патенте США 3855046, Hansen and Pennings. Узор Н&Р обуславливает квадратные точки или поверхность штырей с размером сторон 0,038 дюймов (0,965 мм), расстояние между штырями 0,070 дюймов (1,778 мм) и глубину связывания 0,023 дюйма (0,584 мм). Полученное полотно имеет связанную площадь около 29,5% при получении. Другим характерным примером узора точечного связывания является увеличенный узор связывания Hansen Pennings или "ЕНР", который дает 15% связанной площади при получении и при котором квадратные штыри имеют размер сторон 0,037 дюймов (0,94 мм), расстояние между штырями 0,097 дюймов (2,464 мм) и глубину 0,039 дюймов (0,991 мм). Другим характерным узором точечного связывания является "714", который имеет квадратные точки связывания и при котором каждый штырь имеет размер сторон 0,023 дюйма (0,584 мм), расстояние между штырями 0,062 дюйма (1,575 мм) и глубину связывания 0,033 дюйма (0,838 мм). Полученное полотно имеет около 15% связанной площади при получении. Еще одним типичным узором является узор C-Star, который имеет при получении 16,9% связанной площади. Узор C-Star выполнен в виде поперечных штрихов или "вельвета", прерывающихся звездочками. Другие стандартные узоры включают ромбовидный узор с повторяющимися и слегка смещенными ромбами, давая около 16% связанной площади, и узор в виде переплетенной проволоки, который выглядит согласно названию, то есть как решетка, которая дает около 15% связанной площади. Еще одним узором является узор "S-переплетение", который дает около 17% связанной площади при получении. Обычно процент связанной площади составляет меньше, чем 50% и более желательно варьируется от 10 до 30% площади слоистого материала.

В данном описании термин "защитный" ("барьер") используется для пленок, слоистого материала или другого полотна, которые относительно непроницаемы для жидкостей и которые выдерживают гидростатический напор, по крайней мере, 50 мбар воды. Гидростатический напор в данном описании относится к показателям защитных (барьерных) свойств полотна по отношению к жидкостям. Однако необходимо отметить, что во многих областях применения защитных полотен, включая данное изобретение, желательно, чтобы они выдерживали гидростатический напор более чем 80 мбар, 150 мбар или даже 300 мбар.

В данном описании термин "дышащий" относится к материалу, который проницаем для водяного пара и имеет минимальное значение СПВП около 100 г/м²/24 часа. СПВП полотна представляет собой скорость пропускания водяного пара, которая в одном аспекте указывает на то, насколько комфортабельным является полотно для потребителя. СПВП (скорость пропускания водяного пара) измеряют, как описано ниже, и результат выражают в граммах/квадратные метры/день. Однако часто изделия, в которых применяются дышащие барьеры, требуют более высокие СПВП и дышащие барьеры данного изобретения могут иметь СПВП более 300, 800, 1500 или даже свыше 3000 г/м²/день.

В данном описании термин "однокомпонентные волокна" относится к волокнам, которые получают из одного или более экструдеров с использованием только одного полимера. Это не исключает волокна, полученные из одного полимера, к которому добавлено некоторое количество добавок для придания цвета, антистатических свойств, смазывания, гидрофильности и так далее. В данном описании термин "многокомпонентные волокна" относится к волокнам, которые получают из, по крайней мере, двух полимеров, выдавливаемых из отдельных экструдеров, но скручиваемых вместе с получением одного волокна. Многокомпонентные волокна также иногда обозначают как соединенные или бикомпонентные волокна. Полимеры многокомпонентных волокон расположены в практически постоянно расположенных определенных зонах поперек поперечного среза волокна и вытянуты вдоль длины волокна непрерывно. Конфигурация такого волокна может представлять собой, например, последовательность оболочка/сердцевина, в которой один полимер окружен другим, или последовательность сторона к стороне, последовательность "пирог" или последовательность "острова в море". Многокомпонентные волокна описаны в патенте США 5108820, Kaneko et al.; патенте США 4795668, Krueger et al.; и патенте США 5336552, Strack et al. Соединенные волокна также описаны в патенте США 5382400, Pike et al., и могут быть использованы для получения гофрированных волокон, используя различные свойства кристаллизации двух (или более) полимеров. Гофрированные волокна также могут быть получены механическим способом или по методике патента Германии 2513251 Al. Для двухкомпонентных волокон полимеры могут присутствовать в соотношениях 75/25, 50/50, 25/75 или в любых желательных соотношениях. Волокна также могут иметь формы, такие как описано в патентах США 5277976, Hogle et al.; патенте США 5466410, Hills; и 5069970 и 5057368, Largman et al., в которых описаны волокна необычной формы.

В данном описании термин "смесь" означает смесь двух или более полимеров, а термин "сплав" означает подкласс смесей, в которых компоненты не смешаны, но совмещены.

В данном описании термин "двусоставные волокна" или "многосоставные" относится к волокнам, которые были получены из, по крайней мере, двух полимеров, экструдированных из одного и того же экструдера в виде смеси. Термин "смесь" определен выше. Двусоставные волокна не имеют различных полимерных компонентов, расположенных в относительно постоянных определенных зонах поперек сечения волокна и различные полимеры обычно не расположены вдоль всей длины волокна, вместо этого обычно получаемые фибриллы или протофибриллы расположены хаотично. Двухкомпонентные и двусоставные волокна также описаны в учебнике Polymer Blends and Composites by John A. Manson and Leslie H. Sperling, copyright 1976 by Plenum Press, a division Plenum Publishing Corporation of New York, ISBN 0-306-30831-1 на с. 273-277.

В данном описании термин "интервал связывания" означает ряд температур механизма, например пары нагретых связывающих валков, используемый для связывания нетканого полотна вместе, в пределах которого связывание проходит успешно.

В данном описании термин "марля" означает легкие волокна, используемые как материал подложки. Марлю часто используют в качестве основного полотна для покрытых или ламинированых продуктов.

В данном описании термин "предмет одежды" означает любой тип немедицинской одежды, которую можно носить. Она включает рабочую одежду и рабочие комбинезоны, нижнее белье, брюки, рубашки, жакеты, перчатки, носки и так далее.

В данном описании термин "противоинфекционные продукты" относится к медицинским предметам, таким как хирургические накидки, маски для лица, головные уборы, такие как медицинские шапочки, хирургические шапочки, капюшоны, повязки, обувь, такая как чехлы для туфель, чехлы для ботинок и тапочки, повязки на раны, перевязочный материал, стерильные полотенца, тампоны, предметы одежды, такие как лабораторные накидки, комбинезоны, халаты и жакеты, постельные принадлежности для пациентов, носилки и коляски и так далее.

В данном описании термин "предметы личной гигиены" относится к подгузникам, тренировочным трусам, абсорбирующим прокладкам для трусов, предметам гигиены для взрослых, страдающих недержанием мочи и предметам женской гигиены.

В данном описании термин "защитные чехлы" относится к чехлам для транспортных средств, таким как легковые автомобили, грузовые автомобили, лодки, самолеты, мотоциклы, велосипеды, тележки для гольфа и так далее, чехлам для оборудования, часто оставляемого на открытом воздухе, такого как грили, оборудования для двора и сада (косилки, мотокультиваторы и так далее) и садовой мебели, в также к покрытиям для полов, скатертям и пледам для пикников.

Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен поперечный разрез дышащего защитного слоистого материала данного изобретения.

На фиг.2 представлен поперечный разрез дышащего защитного слоистого материала данного изобретения.

На фиг.3 представлена схема процесса получения дышащих защитных слоистых материалов данного изобретения.

Подробное описание изобретения
Данное изобретение относится к дышащему защитному слоистому материалу 10, содержащему согласно фиг.1 многослойную пленку 12 и внешний волокнистый слой 22. Многослойная пленка 12 может содержать первый дышащий основной слой 14 и соседний дышащий промежуточный слой 16. Дышащий промежуточный слой 16 имеет первую сторону 18 и вторую сторону 20. Внешний волокнистый слой 22 присоединен к второй стороне 20 дышащего промежуточного слоя 16 и дышащий основной слой 14 присоединен к первой стороне 18 дышащего промежуточного слоя 16.

Дышащий основной слой содержит дышащую пленку. Например, дышащий основной слой может содержать микропористую пленку, имеющую СПВП более чем 100 г/м²/день, желательно имеющую СПВП более 300, 800, 1500 или даже 3000 г/м²/день. Дышащий основной слой 12 может быть получен по любой из множества методик, известных в данной области техники. Желательно первый дышащий защитный слой содержит растянутую пленку с наполнителем, которая включает термопластичный полимер и наполнитель. Эти (и другие) компоненты могут быть смешаны вместе, нагреты и затем экструдированы в однослойную или многослойную пленку. Пленка с наполнителем может быть получена по одной из множества методик получения пленки, известных в данной области техники, таких как, например, с использованием оборудования для получения либо пленки, отлитой из раствора, либо пленки, полученной экструзией с раздувом. Предпочтительно дышащую основную пленку и дышащий промежуточный слой получают одновременно, например совместным экструдированием. В качестве примера способы получения многослойных пленок описаны в патентах США 4522203; патенте США 4494629; патенте США 4734324 и WO 96/19346; полное содержание которых включено сюда в качестве ссылок.

В предпочтительном варианте основной слой представляет собой дышащий барьер, содержащий тонкую пленку, полученную из термопластичного полимера, которую растягивают в, по крайней мере, одном направлении, уменьшая при этом размер и толщину пленки. Термопластичные полимеры, используемые для получения пленок данного изобретения включают, но не ограничиваются ими, полиолефины, включая гомополимеры, сополимеры, терполимеры и их смеси. Кроме того, гибкие полиолефины или пленки "на основе полиолефинов" также считаются подходящими для использования в данном изобретении. В целях данного изобретения полимер считается полимером "на основе полиолефина", если полимерная часть пленки, за исключением каких-либо наполнителей, содержит, по крайней мере, 50 мас. % полиолефина. Дополнительные полимеры для получения пленок, которые могут быть использованы в данном изобретении, в чистом виде или в сочетании с другими полимерами, включают этилен винилацетат (ЭВА), этилен этилакрилат (ЭЭА), этилен акриловую кислоту (ЭАК), этилен метилакрилат (ЭМА), этилен нормальный бутилакрилат (ЭнБА), полиэфир, полиэтилен терефталат (ПЭТ), нейлон, этилен виниловый спирт (ЭВС), полистирол (ПС), полиуретан (ПУ), полибутилен (ПБ) и полибутилен терефталат (ПБТ). Однако предпочтительными являются полиолефиновые полимеры, такие как, например, полимеры этилена и пропилена, а также сополимеры, терполимеры и их смеси; примеры включают, но не ограничиваются ими, линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и смеси сополимера этилен-пропилен.

В дополнение к термопластичному полимеру дышащие растянутые пленки с наполнителем могут включать наполнитель, придающий пленке при растягивании способность дышать. В данном описании термин "наполнитель" включает частицы и/или другие виды материалов, которые могут быть добавлены к экструзионной смеси полимера пленки, которые химически не мешают или не имеют негативного влияния на экструдированную пленку и далее которые могут быть однородно диспергированы в пленке. Обычно наполнители имеют форму частиц со средним размером частицы в интервале от около 0,1 до около 10 микрон, желательно от около 0,1 до около 4 микрон. В данном описании термин "размер частиц" описывает наибольшее измерение или длину наполнителя. Как органические, так и неорганические наполнители подходят для использования в данном изобретении при условии, что они не вмешиваются в процесс получения пленки и/или дальнейший процесс ламинирования. Примеры наполнителей включают карбонат кальция (СаСО₃), различные глины, диоксид кремния (SiO₂), оксид алюминия, сульфат бария, тальк, сульфат магния, двуокись титана, цеолиты, сульфат алюминия, целлюлозные порошки, диатомовую землю, гипс, сульфат магния, карбонат магния, карбонат бария, каолин, слюду, углерод, оксид магния, гидроксид алюминия, целлюлозную пыль, древесную пыль, производные целлюлозы, полимерные частицы, хитин и производные хитина. Частицы наполнителя необязательно могут быть покрыты жирной кислотой, такой как стеариновая кислота или бегеновая кислота, и/или другими материалами для способствования свободному растеканию частиц (в объеме) и облегчения их дисперсии в полимер. В случае с основной пленкой пленка с наполнителем обычно содержит, по крайней мере, около 35% наполнителя по отношению к общей массе основного пленочного слоя, более желательно от около 45 до около 65 мас.% наполнителя.

Кроме того, основная пленка необязательно может включать один или более стабилизаторов. Желательно пленка с наполнителем должна включать антиокислитель, такой как, например, затрудненный фенольный стабилизатор. Коммерчески доступные антиокислители включают, но не ограничены ими, IRGANOX^тм Е17 (α-токоферол) и IRGANOX^тм 1076 (октодецил 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат) от Ciba Specialty Chemicals of Terrytown, N.Y. Желательно от около 100 до около 1000 ч./млн стабилизатора добавляют в основной полимер(ы) до экструдирования. (Части на миллион даны по отношению к общему весу пленки с наполнителем). Кроме того, другие стабилизаторы или добавки, которые совместимы с процессом получения пленки, растягиванием и любыми дальнейшими стадиями наслаивания, также могут быть использованы в данном изобретении. Например, для придания пленке желаемых характеристик, могут быть добавлены дополнительные добавки, такие как, например, стабилизаторы расплава, стабилизаторы обработки, термостабилизаторы, светостабилизаторы, стабилизаторы термостарения и другие добавки, известные специалистам в данной области. Обычно фосфитные стабилизаторы (например, IRGAFOS^тм 168 от Ciba Specialty Chemicals of Terrytown, N.Y. и DOVERPHOS^тм от Dover Chemical Corp. of Dover, Ohio) являются хорошими стабилизаторами плавления, в то время как затрудненные аминовые стабилизаторы (например, CHIMASSORB^тм 944 и 119 от Ciba Specialty Chemicals of Terrytown, N.Y.) являются хорошими термо- и светостабилизаторами.

Дышащий промежуточный слой 16 содержит, по крайней мере, два компонента, включая аморфный полимер и наполнитель. Полимерный компонент желательно содержит этиленовый эластомер низкой плотности, который включает этиленовые сополимеры, имеющие плотность менее чем около 0,89 г/см³, желательно от около 0,86 до около 0,88 г/см³ и даже более желательно около 0,87 г/см³. Желательно этиленовые эластомеры включают по существу линейный полиэтилен. Этиленовый эластомер предпочтительно составляет, по крайней мере, около 50 мас. % полимерной части промежуточного слоя и более предпочтительно от около 70 до около 100 мас.%. Предпочтительно этиленовый эластомер содержит полимер, в котором этиленовые мономеры полимеризованы с альфа-олефином таким образом, что полученная полимерная композиция имеет незначительное молекулярно-массовое распределение около 2, гомогенное разветвление и контролируемую длинноцепную разветвленность. Подходящие альфа-олефины включают, но не ограничиваются ими, 1-октен, 1-бутен, 1-гексен и 4-метилпентен. Примерные полимеры включают полимеры, полученные с использованием "металлоценовых", "с одним центром" или "с ограниченной конфигурацией" катализаторов, таких как описаны в патентах США 5472775, Obijeski et al.; 5451450, Erderly et al.; 5204429, Kaminsky et al.; 5539124, Etherton et al.; и 5554775, Krishnamurti et al., полное содержание которых включено сюда в качестве ссылки.

Способ получения с использованием металлоценов обычно включает использование металлоценового катализатора, который активируется, т.е. ионизируется сокатализатором. Примеры металлоценовых катализаторов включают дихлорид бис(n-бутилциклопентадиенил)титана, дихлорид бис(n-бутилциклопентадиенил)циркония, хлорид бис(циклопентадиенил)скандия, дихлорид бис(инденил)циркония, дихлорид бис(метилциклопентадиенил)титана, дихлорид бис(метилциклопентадиенил)циркония, кобальтоцен, трихлорид циклопентадиенил титана, ферроцен, гафноцен дихлорид, дихлорид изопропил(циклопентадиенил-1-фторенил)циркония, молибдоцен дихлорид, никелоцен, ниобоцен дихлорид, рутеноцен, титаноцен дихлорид, гидрид хлорида цирконоцена, цирконоцен дихлорид и так далее. Более исчерпывающий список таких соединений включен в патент США 5374696, Rosen et al., принадлежащем Dow Chemical Company. Такие соединения также включены в патент США 5064802, Stevens et al., также принадлежащий Dow. Однако в данной области техники известно множество других металлоценовых с одним центром и/или подобных систем катализаторов; см., например, The Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othemer, Fourth Edition, vol. 17, Olefinic Polymers, pp. 765-767 (John Wiley & Sons 1996).

Относительно эластомерных полимеров на основе металлоценов в патенте США 5204429, Kaminsky et al., описаны способы получения эластичных сополимеров из циклоолефинов и линейных олефинов, используя катализатор, который представляет собой стереоустойчивое хиральное соединение на основе металлоценового переходного металла и алюминоксана. Полимеризацию проводят в инертном растворителе, таком как алифатический или циклоалифатический углеводород, таком как толуол. В патентах США 5278272 и 5272236, Lai et al., принадлежащих Dow Chemical и озаглавленных "Эластичные, по существу линейные олефиновые полимеры", описаны полимеры, имеющие особые эластичные свойства, полное содержание данных патентов включено сюда в качестве ссылки. Подходящие этиленовые эластомеры низкой плотности коммерчески доступны от Dow Chemical Company, Midland, Michigan под торговым наименованием AFFINITY^тм, включая AFFINITY^тм EG 8200 (5 ИР (индекс расплава)), XU 58200.02 (30 ИР), XU 58380.00 (10 ИР) и от Еххоn Chemicals Co., Houston, ТХ под торговым наименованием EXACT^тм, включая EXACT 4049 (4,5 ИР, 0,873 г/см³); 4011 (2,2 ИР, 0,888 г/см³); 4041 (3 ИР, 0,878 г/см³); 4006 (10 ИР, 0,88 г/см³).

В дополнение к аморфному полимеру полимерная составляющая промежуточного слоя может содержать вплоть до 50 мас.% одного или более дополнительных полимеров. Промежуточный слой может также содержать дополнительные термопластические полимеры, желательно полиолефины и даже более желательно содержащие смеси и/или сополимеры этилена и/или пропилена. Примерные полимеры включают, но не ограничены ими, полиэтилен (гомополимер), линейный полиэтилен низкой плотности, ЭВА, ЭМА, ЭнБА, гибкие полиолефины и/или этиленпропиленовые сополимеры. В одном из вариантов осуществления этиленовый эластомер низкой плотности смешивают со вторым полиэтиленовым полимером, имеющим плотность от около 0,90 до около 0,95 г/см³. Дополнительные коммерчески доступные полиолефиновые полимерные компоненты включают, но не ограничены ими, Himont Catalloy Polymer KS350, KS357 и KS359. Полимер Himont Catalloy представляет собой продукт многостадийной реакции олефина, в котором аморфный этилен-пропиленовый статистический сополимер молекулярно распределен в по существу полукристаллической непрерывной матрице высшего пропиленового мономера/низшего этиленового мономера, и его пример описан в патенте США 5300365, Ogale. Кроме того, промежуточный слой может содержать термоплавкие клеящие смолы, которые желательно имеют вязкость расплава 100,000 мПа•с или более. Коммерчески доступные аморфные полиолефины, используемые в термоплавких клеях, подходящих для использования в данном изобретении, включают, но не ограничиваются ими, REXTAC^тм этиленпропиленовый АПАО Е-4 и Е-5 и бутиленпропиленовый ВМ-1 и ВН-5 и 2503-3А от Huntsman Corporation, Salt Lake City, UT и VESTOPLAST^тм 792 от Huls AG, Marl, Germany. Эти аморфные полиолефины обычно синтезируют на катализаторе на инертном носителе Циглера-Натты и на алкилалюминиевом сокатализаторе, и олефин, такой как пропилен, полимеризуют в сочетании с различными количествами этилена, 1-бутена, 1-гексана или других материалов с получением преимущественно атактической углеводородной цепи. Желательно термоплавкие клеящие смолы также имеют плотность менее чем 0,89 г/см³, а также низкую T_g (ниже около -10^oС) для улучшения гибкости и прочности.

Кроме того, полимерный компонент промежуточного слоя может содержать дополнительные добавки или стабилизаторы, такие как описаны выше для дышащего основного слоя. Далее, полимерный компонент может включать различные наполнители, парафины и другие добавки. В связи с этим при обработке совместно экструдированных пленок предпочтительно, чтобы дополнительные полимеры также имели вязкость расплава более чем 100,000 мПа•с. Вязкость расплава компонента может быть изменена добавлением наполнителей и парафинов по методикам, известным специалисту в данной области.

Наполнитель промежуточного слоя может содержать наполнители, такого же типа и в таком же количестве, как те, которые описаны выше для дышащих растянутых пленок с наполнителем, используемых в основной пленке. Если дышащий основной слой содержит пленку с наполнителем, желательно, чтобы промежуточный слой содержал, по крайней мере, тот же мас.% наполнителя и даже более желательно, чтобы он содержал мас.% наполнителя, превышающий данный показатель для дышащего основного слоя. Желательно дышащий промежуточный слой содержит, по крайней мере, около 45 мас.% наполнителя и даже более желательно от 50 до 65 мас.% наполнителя.

Многослойная пленка 12 до растягивания желательно имеет основной вес менее чем около 100 г на квадратный метр (г/м²) и даже более желательно менее чем около 60 г/м². При растягивании многослойная пленка желательно имеет основной вес менее чем 60 г/м² и даже более желательно от 15 до 35 г/м². Обычно пленки с таким незначительным основным весом имеют толщину около от 15 до около 30 микрон. Основная пленка желательно составляет от около 50 до около 98% толщины многослойной пленки и промежуточная пленка с наполнителем желательно составляет от около 2 до около 50%, более желательно от около 5 до около 20% от общей толщины многослойной пленки.

Волокнистый слой может содержать любой дышащий материал, способный претерпевать нанесение многослойной пленки, обеспечивая при этом желаемую поддержку. Волокнистый слой может содержать, например, нетканые полотна, многослойные нетканые слоистые материалы, марлю, тканые полотна и/или другие подобные материалы. Желательно полотно подложки содержит один или более слоев полотен на основе скрученных и/или выдутых из расплава волокон. Композиция термопластичного полимера может быть выбрана такая, чтобы получить материал, имеющий желательные свойства, например мягкость, эстетичность, прочность на растяжение, стоимость, сопротивление износу, возможность присоединения крючков и так далее. Кроме того, волокнистый слой может быть подвергнут, например, тиснению, гидропневмоперепутыванию, механическому размягчению, печати или обработан каким-либо другим образом для достижения желательной эстетичности, мягкости и других характеристик. В связи с этим возможно наносить на нетканые полотна различные привлекательные узоры, которые особенно желательны для многих изделий, таких как, например, внешнее покрытие детских подгузников. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения внешний слой может содержать от около 10 до около 70 г/м² полотна на основе скрученных пропиленовых волокон, имеющего узор, напечатанный на нем и/или нанесенный посредством тиснения, и даже более желательно от 10 до около 30 г/м² полотна.

В другом аспекте данного изобретения согласно фиг.2 дышащий защитный слоистый материал 50 может содержать многослойную пленку 52 и внешние слои 58а и 58b, нанесенные на противоположные стороны многослойной пленки 52. Внешние слои могут содержать материалы, подобные тем, которые описаны выше для внешнего волокнистого слоя. Если многослойная пленка 52 имеет покрытия на обеих сторонах, часто может быть желательно, чтобы многослойная пленка 52 содержала, по крайней мере, первую дышащую основную пленку 54 и дышащие промежуточные слои 56а и 56b на противоположных сторонах основного слоя 54. Желательно промежуточные слои 56а и 56b связаны с основной пленкой 54 с одной стороны и связаны с соответствующими внешними слоями 58а и 58b с другой стороны. Композиция основной пленки 54 соответствует дышащему основному слою 14, описанному выше, и композиция промежуточных слоев 56а и 56b может соответствовать промежуточному слою 16, описанному выше. Однако, если многослойная пленка содержит две промежуточные пленки, желательно, чтобы две пленки вместе не составляли более чем 50% от общей толщины многослойной пленки и предпочтительно вместе составляли от около 5 до около 20% от общей толщины многослойной пленки.

На фиг.3 представлена схема процесса получения дышащих защитных слоистых материалов данного изобретения. Согласно фиг.3 многослойную пленку 11 получают совместным экструдированием из аппарата 100, который представляет собой агрегат для получения пленок, отлитых из раствора или методом экструзии с раздувом, которые описаны выше. Обычно аппарат 100 включает два или более полимерных экструдера 102. Нерастянутую многослойную пленку 11 экструдируют на пару прижимных или охлаждающих роликов 104, один из которых может иметь форму для тиснения только что полученной многослойной пленки 11. Если речь идет о двухслойной пленке, такой как показана на фиг.1, нерастянутая многослойная пленка 11 может иметь основной вес менее чем около 100 г/м² и более желательно основной вес около 60 г/м².

Из аппарата для совместного экструдирования пленки 100 нерастянутая пленка 11 подается на агрегат для растягивания пленки 106, такой как устройство ориентации пленки в направлении выработки, который может быть коммерчески доступным от таких продавцов, как Marshall and Williams Company, Providence, Phode Island. Аппарат 106 имеет множество предварительно нагревающих и растягивающих валков, которые растягивают и утончают нерастянутую пленку 11 в направлении выработки пленки, которое является направлением движения пленки 11 во время обработки. Пленка может быть растянута с помощью одной или множества отдельных операций растягивания. Далее, пленка также может быть растянута во множестве направлений (например, растянута по двум осям). Согласно фиг. 3 нагретые валки 108а и 108b могут действовать как валки предварительного нагревания. Медленный валок 110 движется с окружной скоростью более медленной, чем у быстрого валка 112. Различные скорости соседних валков позволяют растягивать многослойную пленку 11. После растягивания пленка может быть слегка втянута назад и/или быть далее нагрета или отожжена одним или более нагретых валков, таких как нагретый валок для отжига 114. Часто может быть желательным нагревание многослойной пленки с использованием нагретого валка, температура которого выше температуры плавления аморфного полимера промежуточного слоя. Таким образом, при использовании нагретых валков, имеющих такие вышеупомянутые температуры, нагретые валки должны взаимодействовать с противоположными сторонами (например, дышащей основной пленкой). После выхода из устройства для растягивания пленки 106 растянутая пленка 12 предпочтительно имеет основной вес менее чем 60 г/м² и даже более предпочтительно имеет основной вес от 15 до 35 г/м².

Многослойная пленка с наполнителем 12 может быть присоединена к одному или более волокнистому слою, такому как волокнистый слой 22, с получением пленки/нетканого слоистого материала 10. Согласно фиг.3 для получения внешнего волокнистого слоя 22 может быть использован обычный аппарат для получения волокнистого нетканого полотна 110, такой как пара машин для скручивания. Длинные, практически непрерывные скрученные волокна 112 размещают на формирующей проволоке 114 с получением нетканого полотна 116, и затем полученное полотно может быть пропущено через пару уплотняющих и/или связывающих валов 118 для придания полотну достаточной целостности для дальнейшей обработки. Как только многослойная пленка 11 будет достаточно истончена и волокнистый слой 22 будет получен, два слоя могут быть соединены и связаны друг с другом, используя устройство для связывания, такое как пара нагретых связывающих валков 116. Связывающие валки 116 желательно нагреты и, по крайней мере, один из валков может иметь рельефный узор для нанесения отдельных точек связывания с предварительно описанной площадью связывания для получения слоистого материала 10. Обычно максимальная площадь точечного связывания на одной стороне слоистого материала 126 не должна превышать 50% общей площади указанной стороны слоистого материала и желательно составляет от 5 до 30% от общей площади поверхности. Существует множество узоров связывания на основе отдельных точек, которые могут быть использованы в данном изобретении. Например, узор C-Star, упомянутый выше, имеет точечное связывание, а также узоры, описанные у Brock et al., патент США 4041203. Как только слоистый материал 10 выйдет из валков для ламинирования или связывания 116, оно может быть накручено на рулон для намотки 120. Альтернативно слоистый материал 10 может перемещаться для дальнейшей обработки и/или превращения.

Способ, изображенный на фиг.3, также может быть использован для получения многослойного слоистого материала 50, такого как показано на фиг.2. Подача второго волокнистого слоя на валки для нанесения покрытий на сторону многослойной пленки, противоположную стороне, на которую нанесен первый волокнистый слой, дает слоистый материал 50. Подача первого и/или второго слоя подложки может осуществляться с помощью предварительно формирующего вала или может осуществляться непосредственно во время процесса. Кроме того, поддержание температуры нагретых валов, контактирующих с промежуточным слоем, ниже температуры плавления аморфного полимера поможет предотвратить прилипание пленки к устройству для растягивания.

Защитные слоистые материалы данного изобретения могут быть использованы для создания целых либо как их составная часть защитных полотен, противоинфекционных изделий, предметов личной гигиены, предметов одежды и других изделий, которые желательно должны иметь защитные свойства и способность дышать. В качестве определенных примеров защитные слоистые материалы могут быть использованы следующим образом: в виде нижнего слоя или внешнего покрытия в подгузниках или предметах одежды для взрослых, страдающих недержанием мочи, таких как описаны в патенте США 5415644, Enloe, или в хирургических накидках, таких как описаны в патенте США 4823404, Morrell et al.

Тесты
Гидростатический напор: Измерение защитных свойств ткани в отношении жидкости представляет собой определение гидростатического напора. При определении гидростатического напора определяют напор воды или давление воды (в миллибарах), которое ткань способно выдержать до того, пока жидкость не начнет проходить через нее. Если ткань выдерживает больший гидростатический напор, то это означает, что она имеет большую защиту от проникновения воды, чем ткань, выдерживающая меньший гидростатический напор. Гидростатический напор может быть определен по Federal Test Standard 191 A, Method 5514. Данные гидростатического напора в данном описании были получены по методике, сходной с указанной выше методикой Federal Test Standard за исключением модификаций, указанных ниже. Гидростатический напор определяют с помощью тестера гидростатического напора от Marlo Enterprises, Inc, Concord, N.C. Образец подвергают воздействию нормализованного давления воды, который повышают с постоянной скоростью до появления вытекающей жидкости на поверхности полотна в трех отдельных областях. (Вытекание с краев, примыкающих к зажимам не учитывают). Полотна без подложки, такие как тонкая пленка, могут быть нанесены на подложку для предотвращения преждевременного разрыва образца.

Индекс расплава: Индекс расплава (ИР) представляет собой измерение вязкости полимера. ИР выражается как масса материала, которая вытекает из трубочки известного размера при определенной скорости загрузки или сдвига по отношению к определенному периоду времени, и измеряется в граммах/10 минут при температуре 190^oС и загрузке 2160 г согласно тесту ASTM 1238-90b.

СПВП: Скорость пропускания водяного пара (СПВП) образцов материала рассчитывают согласно ASTM Standard E96-80. Круглые образцы 3 дюйма (7,62 см) в диаметре отрезают от каждого тестируемого материала и контрольного материала, который представляет собой кусок пленки CELGARD^тм 2500 от Hoechst Celanese Corporation, Sommerville, New Jersey. Пленка CELGARD^ТМ 2500 представляет собой микропористую полипропиленовую пленку. Из каждого материала готовят три образца. Чашка для тестирования представляет собой чашку 60-1 Vapometer от Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, Pennsylvania. В каждую чашку Vapometer вливают 100 мл воды и отдельные образцы тестируемых материалов и контрольного материала помещают поперек открытых поверхностей каждой чашки. Навинчивающиеся фланцы затягивают для получения плотного закрепления вдоль краев чашки, оставляя присоединенный тестируемый материал или контрольный материал взаимодействовать с окружающей атмосферой над кругом диаметром 6,5 см, имеющим площадь экспонирования приблизительно 33,17 квадратных сантиметров. Чашки помещают в термостат с принудительной конвекцией при температуре около 100^oF (32^oC) на 1 час для приведения в равновесие. Термостат представляет собой термостат с постоянной температурой с циркулирующим через него наружным воздухом для предотвращения оседания водяного пара внутри него. Подходящим термостатом с принудительной конвекцией является, например, термостат Blue M Power-О-Matic 60 от Blue M. Electric Company, Blue Island, Illinois. После завершения приведения в равновесие чашки вынимают из термостата, взвешивают и сразу же возвращают обратно в термостат. Через 24 часа чашки вынимают из термостата и снова взвешивают. Предварительные аналитические значения скорости пропускания водяного пара рассчитывают по уравнению (I)
(I) Аналит. СПВП= (потеря веса в граммах за 24 часа) х 315,5 г/м²/24 часа.

Относительную влажность внутри термостата не контролируют специальным образом.

При предопределенных условиях, то есть температуре около 100^oF (32^oC) и относительной влажности окружающей среды, СПВП контрольной пленки CELGARD^тм 2500 составляет 5000 грамм на квадратный метр за 24 часа. Соответственно в каждом тесте использовался контрольный образец и предварительные аналитические значения корректировали в соответствии с определенными условиями, используя уравнение (II)
(II) СПВП=(аналит. СПВП/контрольная СПВП)х(5000 г/м²/24 часа)
Тест на отслаивание: При тестировании слоистого материала на отслаивание или расслаивание определяют силу натяжения, при которой слои материала будут отслаиваться друг от друга. Значения прочности на отрыв получают с использованием определенной ширины полотна, ширины зажимных приспособлений и постоянной скорости натягивания. Для образцов, имеющих пленку на одной стороне, данную сторону образца покрывают липкой лентой для маскирования или каким-либо другим подходящим материалом для защиты пленки от разрыва во время тестирования. Липкую ленту для маскирования наносят только на одну сторону покрытия и поэтому она не влияет на прочность на отрыв образца. В данном тесте используют два зажима, каждый из которых имеет две губы, где каждая губа имеет поверхность, контактирующую с образцом, для удержания материала в одной плоскости, обычно вертикально отстоящих друг от друга вначале на расстоянии 2 дюйма (5,08 см). Образец имеет ширину 4 дюйма (10,16 см) и длину, необходимую для достаточного расслоения образца. Размер наружной поверхности губы составляет 1 дюйм (2,54 см) в высоту и, по крайней мере, 4 дюйма (10,16 см) в ширину, и постоянная скорость натяжения составляет 300 мм/мин. Образец расслаивают вручную в такой степени, чтобы он мог быть зажат в определенном положении, и зажимы раздвигают с определенной скоростью растягивания для разрывания слоистого материала. Образец разрывают при разделении двух слоев на 180^o и прочность на отрыв представляют как среднее значение максимальной нагрузки в граммах. Определение усилия начинают при разрыве слоистого материала на 16 мм и продолжают до тех пор, пока не будут расслоены все 170 мм. Для данного теста могут быть использованы тестеры Sintech 2 от Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, Instron Model TM от Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021 или Thwing-Albert Model INTELLECT II от Thwing-Albert Instrument Co. , 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154. Результаты представляют как среднее значение для трех образцов и образец может тестироваться в направлении, поперечном направлению выработки (ПНВ), и в направлении выработки (НВ).

Пример 1
Многослойную пленку 55 г/м² получают совместным экструдированием. Связывающий слой содержит 55% SUPERCOAT^тм СаСО₃, покрытого стеариновой кислотой; 45 мас.% эластомерного полиэтилена низкой плотности Dow AFFINITY^ТМ EG 8200 (получен с металлоценовым катализатором, 0,87 г/см³, индекс плавления 5,0 г). Основной слой содержит 50% SUPERCOAT^тм СаСО₃, покрытого стеариновой кислотой; 45% линейного полиэтилена низкой плотности DOWLEX^тм NG 3310 (0,918 г/см³, индекс плавления 3,5 г); 5% Dow 4012 ПЭНП (0,916 г/см³, индекс плавления 12 г) и стабилизатор В900 от Ciba-Geigy. Промежуточный слой составляет около 10% от всей толщины пленки.

Многослойную пленку, полученную совместным экструдированием, растягивают в направлении выработки, используя операцию растягивания в одной зоне, используя устройство ориентации в направлении выработки (ОНВ). Многослойную пленку растягивают на 384% от ее исходной длины. До растягивания пленку предварительно нагревают с помощью ряда валков "предварительного нагревания" при температуре 120^oF (46^oC), медленный валок имеет температуру 150^oF (57^oC) и быстрый валок имеет температуру 70^oF (27^oC). Растянутую многослойную пленку отжигают на дополнительном валке, не применяя дополнительную силу растяжения, при температуре 180^oF (68^oC). Отожженную пленку затем подают в зазор между прижимными валками устройства теплового связывания вместе с нетканым полотном на основе скрученных волокон пропиленового полимера. Нетканое полотно содержит 20 г/м² (0,6 у/я²) скрученные волокна толщиной около 2,0 денье, содержащие пропиленовый сополимер (3,5% этилена). Нетканое полотно само по себе уже является связанным с помощью теплового связывания узором S-переплетение до подачи на прижимные валки вместе с растянутой пленкой. Связанное нетканое полотно и растянутую пленку соединяют вместе, используя нагретый рельефный вал при температуре 200^oF (76^oС) и гладкий стальной прижимной ролик при температуре 190^oF (72^oC) при давлении прижимных валков 50 фунтов/дюйм². Рельефный вал дает узор для детских изделий, который обеспечивает 15% связанной площади слоистого материала.

Полученный слоистый материал имеет основной вес 42 г/м², прочность на отрыв в НВ 307 г (разрушительное расслаивание), без подложки выдерживает гидростатический напор 88 мбар и имеет СПВП 1195 г/м²/день.

Пример 2
Пленку, отлитую из раствора "АВ" 55 г/м², получают совместным экструдированием. Связывающий слой содержит 60% SUPERCOAT^тм СаСО₃, покрытого стеариновой кислотой от English China Clay Co., Sylacauga, AL; 20 мас.% эластомерного полиэтилена низкой плотности Dow AFFINITY^тм EG 8200 (0,87 г/см³, ИП 5,0); и 20% VESTOPLAST^тм 792 (аморфный, насыщенный пропеном поли-альфа-олефин, 0,865 г/см³, вязкость расплава при температуре 190^oС 125,000 мПа•с по DIN 53019) от Huls America Inc., Somerset, N.J. Основной слой содержит 50% SUPERCOAT^тм СаСОз, покрытого стеариновой кислотой; 45% линейного полиэтилена низкой плотности DOWLEX^тм NG 3310 (0,916 г/см³, ИП 3,5); 5% Dow 4012 ПЭНП (0,916 г/см³, ИП 12). Верхний или связывающий слой составляет около 10% от общей толщины пленки и связывающего слоя.

Многослойную пленку, полученную совместным экструдированием, растягивают в направлении выработки, используя операцию растягивания в одной зоне, применяя устройство ориентации в направлении выработки (ОНВ). Многослойную пленку растягивают на 380% от ее исходной длины. До растягивания пленку предварительно нагревают с помощью ряда валков предварительного нагревания при температуре 120^oF (46^oC), медленный валок имеет температуру 150^oF (57^oC) и быстрый валок имеет температуру 70^oF (27^oC). Растянутую многослойную пленку отжигают на дополнительном валке, не применяя дополнительную силу растяжения, при температуре 180^oF (68^oC). Отожженную пленку затем подают в зазор между прижимными валками устройства теплового связывания вместе с нетканым полотном на основе скрученных волокон пропиленового полимера. Нетканое полотно содержит 20 г/м² (0,6 у/я²) скрученные волокна толщиной около 2,0 денье, содержащие пропиленовый сополимер (3,5% этилена). Нетканое полотно само по себе уже является связанным с помощью теплового связывания с использованием узора S-переплетение до подачи на прижимные валки вместе с растянутой пленкой. Связанное нетканое полотно и растянутую пленку соединяют вместе, используя нагретый рельефный вал при температуре 200^oF (76^oС) и гладкий стальной прижимной ролик при температуре 190^oF (72^oС), при давлении прижимных валков 50 фунтов/дюйм². Рельефный вал имеет форму для детских изделий, которая дает 15% связанной площади слоистого материала.

Полученный слоистый материал имеет основной вес 39 г/м², прочность на отрыв в НВ 1340 г (разрушительное расслаивание), без подложки выдерживает гидростатический напор 92 мбар и имеет СПВП 272 г/м²/день.

Хотя различные патенты и другие упомянутые материалы включены здесь в качестве ссылок, до определенной степени существует некоторая несогласованность между описанием и включенным материалом в той его части, которая должна контролироваться описанием. Кроме того, хотя данное изобретение описано подробно с помощью определенных вариантов, специалисту в данной области должны быть понятны различные изменения, модификации и другие изменения, которые могут быть сделаны в данном изобретении не выходя за рамки данного изобретения. Следовательно, формула изобретения включает в себя все такие модификации, изменения и другие замены.

Описан дышащий защитный слоистый материал 10, имеющий первый пленочный слой, содержащий микропористую дышащую защитную пленку 14, второй пленочный слой 16, содержащий дышащую пленку с наполнителем, содержащую около 50 - 70 мас. % наполнителя и аморфный полимер, такой как эластомерный этиленовый полимер, имеющий плотность менее 0,89 г/см³; и третий волокнистый слой, содержащий дышащий внешний слой 22, такой как нетканое полотно на основе скрученных волокон. Множественные слои могут быть связаны тепловым связыванием с получением слоистого материала, который имеет прочность на отрыв более 200 г и СПВП более 300 г/м²/день, что придает дышащему слоистому материалу хорошую способность дышать и превосходную прочность на отрыв, а также мягкость и прочность. 29 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Дышащий защитный слоистый материал, содержащий дышащую основную пленку, содержащую термопластичный полимер, причем указанная основная пленка имеет СПВП, по крайней мере, 100 г/м²/день; дышащую промежуточную пленку, содержащую аморфный полимер и, по крайней мере, около 50 мас. % наполнителя, где указанная промежуточная пленка имеет первую и вторую стороны и где указанная первая сторона связана с указанной основной пленкой; и дышащий волокнистый слой, связанный со второй стороной указанной промежуточной пленки, причем указанный слоистый материал имеет прочность на отрыв, по крайней мере, 200 г и указанный слоистый материал имеет СПВП, по крайней мере, около 100 г/м²/день и выдерживает гидростатический напор, по крайней мере, 50 мбар. 2. Дышащий защитный слоистый материал по п. 1, в котором указанный аморфный полимер промежуточной пленки содержит сополимер этилена и альфа-олефина и имеет плотность менее 0,89 г/см³. 3. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, в котором указанный этиленовый полимер содержит сополимер этилена и альфа-олефина, выбранного из группы 1-октена, 1-гексена, 1-бутена и 4-метилпентена. 4. Дышащий защитный слоистый материал по п. 1, в котором указанный аморфный полимер промежуточной пленки содержит по существу линейный полиэтилен. 5. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, где указанная основная пленка содержит растянутую пленку с наполнителем, имеющую СПВП более 300 г/м²/день, и где указанный слоистый материал связан точечным связыванием и имеет СПВП более 300 г/м²/день. 6. Дышащий защитный слоистый материал по п. 5, в котором указанная основная пленка содержит полиэтиленовый полимер, имеющий плотность более чем около 0,90 г/см³. 7. Дышащий защитный слоистый материал по п. 1, в котором указанный аморфный полимер указанной промежуточной пленки содержит этиленовый эластомер, имеющий плотность около 0,86 - 0,89 г/см³, и где указанная промежуточная пленка содержит от 1 до около 50 мас. % второго полиолефинового полимера. 8. Дышащий защитный слоистый материал по п. 7, в котором указанный второй полиолефиновый полимер содержит полиэтиленовый полимер, имеющий плотность более 0,90 г/см³. 9. Дышащий защитный слоистый материал по п. 1, в котором указанная основная пленка и указанная промежуточная пленка имеют общий основной вес менее 60 г/м² и где указанная промежуточная пленка составляет менее около 20% от общей толщины указанной основной пленки и указанной промежуточной пленки. 10. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, в котором указанная промежуточная пленка содержит около 50 - 65 мас. % наполнителя и где указанная промежуточная пленка составляет менее 30% от общей толщины промежуточной пленки и основной пленки. 11. Дышащий защитный слоистый материал по п. 10, в котором указанная основная пленка содержит полиолефиновый полимер и около 35 - 65 мас. % наполнителя. 12. Дышащий защитный слоистый материал по п. 11, в котором указанная основная пленка содержит полиэтиленовый полимер и наполнитель. 13. Дышащий защитный слоистый материал по п. 12, где указанная промежуточная пленка содержит больший мас. % наполнителя, чем указанная основная пленка. 14. Дышащий защитный слоистый материал по п. 12, в котором указанная основная пленка содержит этиленовый полимер, имеющий плотность более 0,90 г/см³. 15. Дышащий защитный слоистый материал по п. 14, в котором указанный слоистый материал имеет СПВП более 800 г/м²/день. 16. Дышащий защитный слоистый материал по п. 9, в котором слоистый материал имеет прочность на отрыв более 300 г. 17. Дышащий защитный слоистый материал по п. 14, в котором указанный слоистый материал имеет прочность на отрыв более 500 г. 18. Дышащий защитный слоистый материал по п. 4, в котором указанная основная пленка содержит линейный этиленовый полимер низкой плотности, имеющий плотность более 0,90 г/см³, и где указанный слоистый материал является точечно-связанным и имеет прочность на отрыв более 300г. 19. Дышащий защитный слоистый материал по п. 18, в котором указанный волокнистый слой содержит нетканое полотно на основе волокон пропиленового полимера. 20. Дышащий защитный слоистый материал по п. 19, в котором указанное нетканое полотно содержит скрученные волокна. 21. Дышащий защитный слоистый материал по п. 14, в котором указанный волокнистый слой содержит нетканое полотно на основе волокон пропиленового полимера и где указанный слоистый материал является точечно-связанным и имеет прочность на отрыв более 300 г. 22. Дышащий защитный слоистый материал по п. 9, в котором общий основной вес указанной основной пленки и промежуточной пленки составляет менее 35 г/м² и где указанный слоистый материал имеет прочность на отрыв более 500 г. 23. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, в котором общий основной вес указанной основной пленки и промежуточной пленки составляет менее 35 г/м² и где указанный слоистый материал имеет прочность на отрыв более 300 г и СПВП более 800 г/м²/день. 24. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, в котором указанная промежуточная пленка содержит от 50 до около 70% наполнителя и где указанная промежуточная пленка содержит второй этиленовый сополимер. 25. Дышащий защитный слоистый материал по п. 24, в котором указанный второй этиленовый сополимер выбирают из группы этиленвинилацетата, этилен-н-метилакрилата, этиленбутилацетата, сополимеров этилена-пропилена и этилена-альфа-олефина. 26. Дышащий защитный слоистый материал по п. 1, в котором указанный слоистый материал имеет СПВП более 800 г/м²/день. 27. Дышащий защитный слоистый материал по п. 26, в котором указанный слоистый материал имеет прочность на отрыв более 500 г. 28. Дышащий защитный слоистый материал по п. 24, в котором указанная промежуточная пленка составляет менее 15% от общей толщины указанной основной пленки и указанной промежуточной пленки и где указанная основная пленка и промежуточная пленка имеют общий основной вес менее 35 г/м². 29. Дышащий защитный слоистый материал по п. 2, в котором указанный дышащий волокнистый слой включает нетканое полотно и где указанная промежуточная пленка и нетканое полотно связывают множеством отдельных точек связывания, которые составляют менее около 30% площади поверхности слоистого материала. 30. Дышащий защитный слоистый материал по п. 6, в котором указанный дышащий волокнистый слой содержит нетканое полотно и где указанное нетканое полотно является точечно-связанным и точки связывания составляют менее 30% площади поверхности указанного слоистого материала.