具有增强的强度和弹性的微织构多层弹性层合物及其制备方法技术

本文公开了更强的弹性层合物以及制备所述层合物的方法，所述层合物具有改善的微织构外观。尤其是，本公开涉及多层弹性层合物，所述层合物包括一起共挤出、拉伸然后松弛的至少一个热塑性弹性体膜层和至少一个塑料层。所制备的层合物具有增强的总体强度和弹性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及具有改善的微织构外观的更强的弹性层合物。尤其是，本公开涉及多层弹性层合物，该层合物包括至少一个热塑性弹性体膜层和至少一个塑料层。这些层一起共挤出、拉伸然后松弛，从而为所得的弹性层合物提供增强的总体强度和弹性，以及更讨消费者喜欢的表面微织构。层合物的热塑性弹性体膜层包含基于聚烯烃的热塑性弹性体、苯乙烯嵌段共聚物和无机粘土的组合，而塑料层包含半结晶或无定形聚合物。在一些实施例中，该弹性体膜层合适地不含碳酸钙。弹性层合物通常用于在个人护理产品中提供舒适度和充分密封的功能。例如，弹性层合物用于尿布和训练裤中的侧片、耳部附件和腰带。在当今市场，弹性层合物基于与作为面料的非织造材料层合的弹性聚合物。这些非织造面料材料增强层合物的机械强度，因为单独的弹性膜通常不够强而不能防止在消费者过度拉伸层合物情况下的断裂。这些材料还防止弹性膜在高速加工期间阻断加工。另外，由合成聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯或其他聚烯烃)制成的非织造面料材料提供层合物的改善的像布一样的外观。用于弹性层合物的更强韧的弹性体膜因此将减轻面料材料的强度负担。更具体地讲，本领域需要制备具有增强的总体强度和弹性从而允许在应变-应力曲线中向更低应变区偏移的弹性层合物。如果可将弹性层合物制成具有与传统非织造/弹性层合物类似的微织构、像布一样的外观，则将会是更加有益的。因此，本公开涉及包括多个弹性层和塑料层的弹性层合物。该层合物与当前的具有非织造面料的弹性材料相比具有增加的强度和弹性，同时提供更软的像布一样的外观。
技术实现思路
本专利技术公开了多层弹性层合物，该层合物具有改善的机械强度、增强的弹性和像布一样的外观。该层合物包括附连到至少第一塑料层的至少第一热塑性弹性体膜层。在尤其合适的实施例中，第一热塑性弹性体膜层夹在两个塑料层之间。在其他合适的实施例中，第一塑料层夹在两个热塑性弹性体膜之间。弹性体膜层的弹性大于塑料层的弹性，换句话讲，弹性体膜层的永久定型小于塑料层的永久定型。该层合物通过以下方式制备：将弹性体膜层和塑料层共挤出，然后拉伸层合物，接着松弛以便为层合物提供所需的表面特征和物理性质。层合物的塑料层为弹性层合物提供增强的总体强度。另外，已令人惊讶地发现，通过拉伸和松弛弹性层合物，产生了起皱纹的微织构表面，该表面在一些实施例中为消费者提供丝滑感，而不用使用非织造面料材料。此外，层合物的机械性质通过拉伸和松弛层合物而与拉伸前的弹性层合物相比显著改善。这些有利的机械性质是塑料层在初始拉伸期间伸长然后因热塑性弹性体膜的松弛而起波纹的结果。当包括起波纹的塑料层的层合物再次伸长直到初始拉伸的应变水平时，诸如在使用层合物的过程中，起波纹的塑料层将仅仅是变平而不可能有助于弹性层合物的拉伸性质。也就是说，在直到初始拉伸的应变水平时层合物的拉伸性质主要由弹性体层主导，以使得层合物将在伸长时保持低应力值并在伸长后保持较低的永久定型，这低于初始拉伸应变。一旦伸长超过塑料层的初始拉伸应变水平后，应力因完全变平的塑料层以及塑料层的分子取向而变得显著增加，这导致应力-应变曲线向较低伸长偏移，与单独的热塑性弹性体膜相比断裂强度高50-100％。还发现的是，通过操纵所用的聚合物、塑料层的厚度，改变初始拉伸比，可以控制诸如层合物的强度和弹性的物理行为以及微织构外观以使得能够实现充分甚至理想的用于特定的预期最终用途产品的弹性层合物设计。因此，在一个方面，本公开涉及弹性层合物。该层合物包括：在150％的伸长后永久定型小于40％的第一热塑性弹性体膜层，该热塑性弹性体膜包含基于聚烯烃的热塑性弹性体和苯乙烯嵌段共聚物；以及附连到热塑性弹性体膜层的第一表面的第一塑料层，该塑料层具有比弹性体膜层的永久定型更大的永久定型，并且其中塑料层包含半结晶和无定形聚合物中的一种。在一个示例性实施例中，第一热塑性弹性体膜在150％的伸长后具有小于40％的永久定型，而第一塑料层在150％的伸长后具有大于50％的永久定型。在另一方面，本公开涉及制备弹性层合物的方法。该方法包括：将第一热塑性弹性体膜层与第一塑料层共挤出以制备弹性层合物，该第一热塑性弹性体膜层在150％的伸长后具有小于40％的永久定型，该热塑性弹性体膜包含基于聚烯烃的热塑性弹性体、苯乙烯嵌段共聚物和强度增强剂，该塑料层具有比弹性体膜层的永久定型更大的永久定型，并且其中塑料层包含半结晶或无定形聚合物中的一种；在纵向或横向中的一者或两者上拉伸弹性层合物；以及松弛拉伸后的层合物。附图说明图1描绘了弹性体膜层、由附连到线性低密度聚乙烯(LLDPE)层的弹性体膜层制备的弹性层合物和由附连到已最初在纵向上拉伸300％和400％并使之松弛的LLDPE层的弹性体膜层制备的弹性层合物的应力-应变曲线。具体实施方式定义如本文所用，术语“聚合物”和“聚合的”通常包括但不限于均聚物，共聚物，诸如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等以及它们的共混物和改性形式。此外，除非另外具体地加以限制，否则术语“聚合物”包括分子所有可能的空间构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规对称。如本文所用，术语“非织造材料”是指由通过化学、机械、热或溶剂处理而粘结在一起的合成聚合物纤维和/或天然纤维制成的材料，所述合成聚合物纤维诸如为合成聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯以及具有至多C12的碳的共聚物等)的纤维，所述天然纤维诸如为纤维素纤维。“非织造材料”还具有成夹层的但不是以可识别方式的(如在针织织物中)单根纤维或线的结构。“非织造材料”通过许多工艺形成，诸如熔喷工艺、纺粘工艺、粘合梳理网工艺、水力缠结工艺。如本文所用，术语“机器方向”或MD是指在产生织物的方向上沿着织物长度的方向。术语“横机器方向”、“横向”或CD是指横跨织物宽度的方向，即，大致垂直于MD的方向。如本文所用，术语“层合物”是指通过粘结步骤(诸如通过粘合剂粘结、热粘结、点粘结、压力粘结、挤出涂布、挤出层合或超声粘结)粘附的两个或更多个片状材料层的复合结构。在一个尤其合适的实施例中，将各层共挤出以形成弹性层合物。如本文所用，术语“弹性体的”和“弹性”应能与术语“弹性的”互换，并且是指可被拉伸其松弛长度的至少25％并且在释放外加力后将恢复其伸长率的至少10％的片状材料。通常期望的是，弹性体材料或复合物能够伸长其松弛长度的至少100％，更理想地伸长至少300％，甚至更理想地至少400％，并且在释放外加力后恢复其伸长率的至少50％。如本文所用，术语“热塑性的”是指能够熔融加工的聚合物。如本文所用，术语“可呼吸的”是指能透水蒸气的材料。水蒸气传输速率(WVTR)或水蒸气转移速率(MVTR)以克/平方米/24小时度量，并且将被视为可呼吸性的等效指标。术语“可呼吸的”有利地指具有有利地为约100g/m2/24小时，更适宜地大于约300g/m2/24小时，甚至更适宜地大于约1000g/m2/24小时的最低WVTR的能透水蒸气的材料。织物的WVTR在一个方面给出织物穿戴舒适程度的指标。通常，可呼吸性材料的个人护理产品应用适宜地具有更高的WVTR，并且更典型地，超过约1,200g/m2/24小时、1,500g/m2/24小时、1,800g/m2/24小时或甚至超过2,000g/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性层合物，包括：在150％的伸长后永久定型小于40％的第一热塑性弹性体膜层，所述热塑性弹性体膜包含基于聚烯烃的热塑性弹性体和苯乙烯嵌段共聚物；以及附连到所述热塑性弹性体膜层的第一表面的第一塑料层，所述塑料层具有比所述弹性体膜层的所述永久定型更大的永久定型，并且其中所述塑料层包含半结晶和无定形聚合物中的一种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 14/2307411.一种弹性层合物，包括：在150％的伸长后永久定型小于40％的第一热塑性弹性体膜层，所述热塑性弹性体膜包含基于聚烯烃的热塑性弹性体和苯乙烯嵌段共聚物；以及附连到所述热塑性弹性体膜层的第一表面的第一塑料层，所述塑料层具有比所述弹性体膜层的所述永久定型更大的永久定型，并且其中所述塑料层包含半结晶和无定形聚合物中的一种。2.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述基于聚烯烃的热塑性弹性体包含具有1至12个碳原子的α-烯烃的均聚物或共聚物。3.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物选自苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯-乙烯丙烯(SEPSEP)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯-乙烯丁烯(SEBSEB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯(SEEPS)、氢化乙烯基-聚异戊二烯/氢化聚异戊二烯/聚苯乙烯以及它们的组合。4.根据权利要求1所述的弹性层合物，还包含强度增强剂，其中所述强度增强剂为无机粘土。5.根据权利要求4所述的弹性层合物，其中所述热塑性弹性体膜层包含大于50重量％的基于聚烯烃的热塑性弹性体、从约15重量％至约40重量％的苯乙烯嵌段共聚物和从约2重量％至约10重量％的强度增强剂。6.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述热塑性弹性体膜层基本上不含碳酸钙。7.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述半结晶或无定形聚合物选自聚烯烃、基于聚烯烃的共聚物、聚酯以及它们的组合。8.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述塑料层包含从约5重量％至约50重量％的半结晶或无定形聚合物。9.根据权利要求1所述的弹性层合物，其中所述热塑性弹性体膜层为空气不可渗透的。10.根据权利要求1所述的弹性层合物，还包括附连到所述热塑性弹性体膜层的第二表面的第二塑料层。11.根据权利要求1所述的弹性层合物，还包括第二热塑性弹性体膜层，其中将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·李，周培光，DD·H·南，A·C·迪马克，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US