TWI270455B - High speed method of making plastic film and nonwoven laminates - Google Patents

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1270455 A7 五、發明說明（1 ) 發明背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 製造塑膠《與非織造層合物之方法，係㈣自多年前 。例如，超過三十年前，等人之美 3,4擊（酬，其係㈣具有所要處理特性之壓花塑膠薄 膜’及製造有用物件，譬如尿布。自當時起，許多專利已 在此領域中發佈。1993年4月13日頒予之盖廊*… 口嗍π吴國專利5 2〇2173 ’係關於超軟熱塑性薄膜，其係藉由增量地拉伸經壓花薄 膜，以達成透氣性而製成。此薄膜可包含塡料。聚己内酽 (PCL)與澱粉聚合體或聚乙晞醇（pv〇H)之聚合體薄膜，於; 量拉伸時，亦會產生可透氣產物，如在美國專利5,2〇〇,24; 與5,4〇7,979中所揭示者。最近頒予之美國專利，係 關於一種非織造纖維網片與熱塑性薄膜之布狀微孔性層合 物t製法，其具有空氣與濕氣透氣性及液體障壁性質。

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製造微孔薄膜產物之方法，亦已知一段時日。例如，頒 予Liu之美國專利3,832,267，係陳述聚晞烴薄膜之溶體壓花 ，該薄膜在拉伸或定向以改良該薄膜之氣體與濕氣傳輸之 前’含有經分散之非晶質聚合體相。根據Liu，267專利，具 有經分散非晶質聚丙烯相之結晶性聚丙烯薄膜，係在雙軸 拉伸（延伸）之前，先經壓花，以產生具有較大透氣性之定 向典孔薄膜。經分散之非晶質相，係用以提供微孔隙，以 提南孩在其他方面爲無孔之薄膜之透氣性，以改良濕氣傳 輸(MVT)。該壓花薄膜較佳係相繼經壓花及拉伸。 於1976年，Schwarz發表一篇論文，其係描述聚合體摻合 物與組合物，以製造微孔性基材（Eckhard C.A. Schwartz (Biax- I紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公爱） 127〇455 A7 B7 五、發明說明（2 )

Fiberfilm)，"新穎原纖化薄膜結構，製造及用途”，pap. Synth. Conf. 1976,第33-39頁）。根據此論文，兩種或多種不相容 聚合體之薄膜，其中一種聚合體形成連續相，而第二種聚 合體形成不連續相，在被拉伸時將會相分離，於是導致聚 合體基質中之孔隙，及增加薄膜之孔隙度。可結晶聚合體 之連續薄膜基質，亦可充填無機填料，譬如黏土、二氧化 鈥、碳酸鈣等，以在經拉伸聚合體基材中提供微孔隙度。 許多其他專利與刊物揭示製造微孔熱塑性薄膜產物之現 象。例如，歐洲專利141592揭示使用聚烯烴，特別是乙晞 醋酸乙烯酯（EVA)，其含有分散之聚苯乙烯相，當拉伸時 ’其會產生有孔隙薄膜，這會改良該薄膜之濕氣透氣性。 此EP ’592專利亦揭示連續步驟，將具有厚與薄區域之EVA 薄膜壓花’接著拉伸，以首先提供具有孔隙之薄膜，當其 被進一步拉伸時，會產生網狀產物。美國專利4,452,845與 4,596,738亦揭示經拉伸之熱塑性薄膜，其中分散相可爲充 填碳酸#5之聚乙晞，以在拉伸後提供微孔隙。後來，美國 專利4,777,073、4,814，124及4,921，653揭示藉由上述較早期公告 所描述之相同方法，涉及首先將含有填料之聚烯烴薄膜壓 花，然後拉伸該薄膜，以提供微孔性產物之步驟。 參考美國專利4,705,812與4,705,813，微孔性薄膜係製自線 性低密度聚乙烯（LLDPE)與低密度聚乙晞（lDPE)之摻合物， 使用硫酸鋇作爲無機填料，其具有平均粒子直徑爲〇1_7微. 米。亦已知以熱塑性橡膠，譬如Kraton，將LLDPE與LDPE之 摻合物改質。其他專利，譬如美國專利4,582,871，係揭示 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（3 在微孔性薄膜之製造上，使用熱塑性苯乙晞嵌段三聚體， 與其他不相容聚合體，譬如苯乙烯。在此項技藝中有其他 一般陳述，譬如在美國專利4,472,328與4,921，652中之揭示内 容。 關於未被拉伸非織造網片之壓出層合之相關專利，係包 括美國專利 2,714,571 ; 3,〇58,868 ; 4,522 2〇3 ; 4,614,679 ; 4,692,368 ;4,753,840及5,035,941。上述，868與，368專利係揭示在與未被 拉伸之非織造纖維網片，於壓力輥軋點層合之前，拉伸經 壓出t聚合薄膜。，2〇3與，941專利係針對多重聚合薄膜與未 拉伸非織造網片，在壓力輥軋點之共壓出。·84〇專利係揭 示在與薄膜壓出層合，以改良非織造纖維與薄膜間之黏結 之前，預成形非織造聚合體纖維材料。更詳言之，，84〇專 利係揭示習用壓花技術，以在壓出層合之前，於非織造基 底璺層中，形成密緻化與未密緻化區域，以利用密緻化纖 維區域，改良非織造纖維網片與薄膜間之黏結。，941專利 亦陳述被壓出層合至單層聚合薄膜之未拉伸非織造網片， 容易形成因爲從纖維基材平面大致上垂直延伸之纖維所造 成之針孔，因此，此項專利揭示使用多重共壓出薄膜疊層 ，以防止針孔問題。再者，使鬆散非織造纖維黏結至聚合 薄膜之方法，係揭示於美國專利3,622,422 ; 4,379，197及 4,725,473 中。 亦已知使用相互嚙合輥拉伸非織造纖維網片，以降低基 重，且在此領域中之專利實例係爲美國專利4，i53,664與 4,517,714。f664專利揭示一種增量橫向（CD)或機械方向_) • 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

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五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1270455 層合製造層合物，令人滿意之鍵結強度難以達成。特定含 之，在約700-1200 fpm之高速下，熱塑性壓出物在軋點處之 溫度控制，以使薄膜黏結至纖維網片，亦難以達成。 儘管此項技藝對於製造塑膠薄膜、可透氣微孔性薄膜及 層合物，以提供空氣與濕氣透氣性及液體障壁性質之廣泛 發展，進一步改良還是有需要。特定言之，所需要之改良 事項是，在無拉伸共振之高速製造機械上，製造微孔薄膜 產物與非織造層合物。而且，在薄膜與非織造網片之壓出 層合中，難以在高速下達成標的鍵結程度，而又同時保持 織物外觀與柔軟感覺。 發明摘述 本發明係針對一種製造塑膠薄膜，微孔熱塑性薄膜，及 熱塑性薄膜與非織造纖維網片之層合物之方法。此方法特 別有利於在無拉伸共振之高速生產機械上，於速度大於約 500或700J>m，較佳爲約700-1200 ή>ιη下操作。當本發明方法 涉及藉由可形成微孔性之熱塑性薄膜與非織造纖維網片之 壓出而層合時，已發現在薄膜與非織造物間之標的鍵結程 度’例如100克/公分（約250克/英吋），係於900 fpm或更 大之線速下達成。此種鍵結強度使得層合物能夠在線上於 咼速下被增量地拉伸，以在布狀層合物中產生微孔隙度， 對於層合物無不利作用，譬如斷裂及網片分離。 此薄膜之可形成微孔性之熱塑性組合物，可包含熱塑性 聚合體與機械孔隙形成劑（譬如無機填料（CaC〇3 ))之掺合物 在層6物薄膜中之孔隙形成劑’於是係在增量拉伸時被 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1270455 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 活化，以形成微孔薄膜，或纖維網片與薄膜之層合物。此 獨特方法不僅在製造可透氣薄膜與層合物上提供經濟效益 ，而且使得其能夠在高速機械上，以約700-1200 fpm之譜製 〇 此方法涉及使可形成微孔性之熱塑性組合物熔解，及以 槽縫模壓出該組合物之網片，經過冷卻區帶，進入輥之軋 點中，以在至少約數百呎每分鐘（fpm)之速度下形成薄膜。 此薄膜與非織造纖維網片之層合物，亦可在大於約700叹 每分鐘(fpm)之速度下製成。冷卻氣體（空氣）之氣流，係在 網片下拉至薄膜中時，被導向網片。流經冷卻區帶之空氣 ，係實質上平行於網片之表面，以冷卻網片及形成薄膜或 層合物，而無拉伸共振。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此方法之較佳形式中，冷卻氣體之有效性係被提高， 其方式是當氣流移動經過使網片冷卻之區帶時，產生該氣 體之許多旋渦。此等旋渦係經由使冷卻氣體混合，及在冷 卻區帶中造成冷卻氣體擾流之流動，而提高冷卻氣體之有 效性。使用一種冷卻裝置，以產生旋渦，及使氣流在平行 於網片移動之不同方向上移動。或者，氣流移動主要是在 與網片移動相同之方向上，或在與網片移動之相反方向上。 在塑膠網片或薄膜之槽缝模壓出層合至非織造纖維網片 中’係將非織造纖維網片引進輥之軋點中，且層合溫度係 藉由冷卻軋體控制，以在壓出層合之高速下，控制標的鍵 結私度。例如，在塑膠薄膜與非織造網片間之標的鍵結程 度，係在超過約500或700fpm，甚至高達約12〇〇φιη更高之速 -9 -

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五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 度下達成。在薄膜與非織造物間之標的鍵結程度爲例如 100克/公分（約250克/英吋），對商業目的而言，係在線 速900φΓη之譜下達成。在軋點處，於網片與薄膜間之壓縮 力係受控制，以黏結網片之表面，以形成層合薄片。再者 ’即使在高線速下，薄膜厚度係經控制，而無拉伸共振。 例如’約40克每平方米（gsm)之固定薄膜基重，係在9〇〇年瓜 下達成。因此，此冷卻方法排除拉伸共振，其在其他情況 下通常可能在此種條件下遭遇到。 根據本發明，亦製造可透過空氣與水蒸汽，但爲液體障 壁之可透氣薄膜與層合物。此等可透氣產物係製自可形成 微孔性之熱塑性組合物，其包含熱塑性聚合體與填料粒子 。在此種組合物之槽縫模壓出時，接著在高速下，沿著實 質上且均勻地橫越此薄膜及整個其深度之線條，對薄膜施 加拉伸力，則形成微孔薄膜。可透氣層合物係在壓出期間 ，於非織造纖維網片層合至薄膜時製成。冷卻氣體之有效 性係被提尚’其方式是當此氣流移動經過冷卻區帶，以在 壓出層合期間使網片冷卻時，產生該氣體之許多旋渦。然 後，較佳係在高速下，實質上且均勻地橫越薄膜及整個其 深度’對薄膜或層合物施加增量拉伸力，以提供薄膜與非 織造物之微孔性層合物。亦可使用拉幅作用，以拉伸層合 物0 - 本發明之其他利益、優點及目的，·在參考下文詳細説明 後，將更爲明瞭。 發明詳述 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — II 篇 — — 1—1· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1270455

本發明之主要目的，係爲在高速生產機械上，製造塑膠 薄膜，微孔性薄膜，及其與非織造纖維網片之層合產物： 此方法之進一步目的，係爲製造具有規則厚度而I拉伸丑 振之此種薄膜與可透氣層合產物。在微孔性產物之情況; ，一般期望製造可透氣或微孔性薄膜，及與纖維網層 合物。另一項目的係爲製造此種具有令人滿意之鍵結強^ ’而同時保持織物或布之外觀，具有適當濕氣傳輸料： 透氣性，而同時保持液體障壁性質之層合物。 製造非織造纖維網片與微孔熱塑性薄膜之層合物之高速 方法，係包括熔融摻合熱塑性聚合體與填料粒子，以形成 熱塑性聚合體組合物，自槽缝模壓出該熔融熱塑性組合物 心網片，經過冷卻區帶，進入輥之軋點，以在大於約5㈨ 或7〇〇fPm之速度下，形成薄膜，並引進非織造纖維網片進 入菽輥之軋點，及在軋點處，控制網片與薄膜間之溫度與 壓縮力，以使網片之表面黏結至薄膜，及形成層合薄片， 當在約室溫下度量時，於薄膜與網片之間具有鍵結強度約 100至约600克/英吋。键結強度較佳爲約2〇〇克/英吋至約 5〇〇克/英吋，以幫助在約700·1200φιη下之增量拉伸，以提 供微孔性層合物。增量拉伸力係橫越層合薄片施加，以提 供布狀微孔性層合物，具有網片對薄膜鍵結強度爲约1〇() 至約200克/英忖。 在一較佳模式中，製造微孔熱塑性薄膜之高速方法，係 涉及熔融摻合包含以下之組合物 ⑻約30%至約45%重量比之線性低密度聚乙晞（LLDpE)， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

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五、 發明說明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (b) 約1%至約10%重量比之低密度聚乙烯（LDpE)，及 (c) 約40%至約60%重量比之碳酸鈣填料粒子，約⑽至工 微米。 將已熔融摻合之組合物經槽缝模壓出成網片，經過冷卻 區帶，進入輥之軋點中，以在約5〇〇或7〇〇至約i2〇〇fpm之譜 之速度下形成薄膜，而無拉伸共振。一種引導冷卻氣體之 氣流，在冷卻區帶中，實質上平行於網片表面流動之裝置 ’係説明於例如美國專利4,718，178與4,779,355中。此等專利 <整體揭示内容係併於本文供參考，作爲裝置之實例，其 可被採用以在氣流移動經過冷卻區帶以冷卻網片時，產生 孩氣體之許多旋渦，提供加強之冷卻氣體有效性。然後， 在高速下’沿著實質上且均勻地橫越薄膜及整個其深度之 線條’對薄膜施加增量拉伸力，以提供微孔薄膜。 在上文約略成份範圍内之LLDPE與LDPE之摻合物，使得 當以所開立之碳酸鈣量補足差額時，能夠於高速下製造微 孔薄膜。特定言之，LLDPE係以約30%至約45%重量比之量 存在，以提供足量基質，以帶有碳酸鈣填料粒子，於是使 得薄膜能夠被處理與拉伸，而不會形成針孔與斷裂。LDPE 之里爲約1 %至約10%重量比，亦有助於製造薄膜，而不會 形成針孔，且使得能夠高速生產，而無拉伸共振。此聚合 體基質係以約40%至約60%重量比之碳酸鈣粒子補足差頦 ，其具有平均粒子直徑較佳爲約1微米，以達成足夠之濕 氣傳輸速率（MVTR)，當使用ASTME96E方法度量時，係在约 1〇〇〇克/平方米/天至4000或4500克/平方米/天之範圍 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · I ϋ I ϋ n ϋ H 一I I n ϋ emae I ί I I · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1270455 Α7 Β7 五、發明說明（1〇 2再者，經熔融摻合之組合物可包含三嵌段聚合體，其 量爲約0%至約6%重量比，以幫助在高速製造中之拉伸， 而不會斷裂。使用其他成份，譬如約5重量％之高密度聚 乙缔（HDPE)，及約1重量％之抗氧化劑/加工助劑。增量 4伸力可在環境條件下或在高溫下，於約數百之速度 下，沿著實質上均勻地橫越薄膜及整個深度之線條，在線 上知加至已成形之薄膜，以提供微孔薄膜。 、如上述，本發明方法亦涉及製造無拉伸共振之薄膜，其 並非微孔性。依此方式，將上述薄膜組合物壓出，而未使 用負責微孔隙度之填料。在壓出期^，當無論是將薄膜壓 出物或可形成微孔性之壓出物層合至非織造纖維網片時， 壓出層口係在相同南速下進行。例如，非織造纖維網片係 伴隨著可形成微孔性之熱塑性壓出物，在5〇〇或7〇〇至 1200 fpm下引進輥之軋點中。於纖維網片與壓出物間之壓縮 力係經控制，以使網片之一個表面黏結至薄膜，並形成層 合物。然後，將層合物沿著實質上均勻地橫越層合物及整 個其深度之線條’增量地拉伸，以使薄膜成爲微孔性。可 將此層合物在橫向（CD)與機械方向（MD)兩者上拉伸，以提 供能夠傳送濕氣與空氣之可透氣布狀液體障壁。 Δι供此方法用之材料 供此薄膜用之熱塑性聚合體，較佳爲聚晞烴類型，且可 爲任何種類之熱塑性聚烯烴聚合體或共聚物，其可加工成 爲薄膜，或藉由熔融壓出至纖維網片上供直接層合。適於 實施本發明之多種熱塑性共聚物，係爲通常爲固體之氧基 -13- 本紙張尺i適用中國國家標準（CNS)A4規格（ χ 297公爱） --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1270455 A7

i、發明說明（11 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 境S&基聚合體或二烷醯基聚合體，符w 一 ·ζ __________ 聚乙晞醇或澱粉聚合體摻合之聚（己内酯）爲代表。此烯烴 系聚合體，包括最常用之乙烯或丙烯系聚合體，譬如聚乙 缔、聚丙晞，及共聚物，譬如乙烯醋酸乙烯酯铒VA)、乙 缔丙烯酸甲@旨（EMA)及乙晞丙烯酸（eaa)，或此種聚烯烴之 接合物。適合作爲薄膜使用之聚合體，其他實例包括彈性 永合體。適§彈性聚合體亦可爲生物可降解或環境上可降 解。薄膜用 < 適當彈性聚合體，包括聚（乙烯_丁烯）、聚（ 乙晞_己晞）、聚（乙晞_辛烯）、聚（乙烯_丙晞）、聚（苯乙晞 • 丁二烯-苯乙烯）、聚（苯乙烯_異戊二烯_苯乙烯）、聚（苯 乙烯·乙烯_ 丁烯·苯乙烯）、聚（酯_醚）、聚（醚_醯胺）、聚（ 乙烯-醋酸乙烯酯）、聚（乙晞_丙烯酸甲酯）、聚（乙烯_丙 烯酸）、聚（乙烯丙烯酸丁酯）、聚胺基甲酸酯、聚（乙烯_ 丙烯-一烯）乙晞_丙烯橡膠。此新穎橡膠狀聚合體種類 5F可採用’且其通常於本文中稱爲金屬烷二烯圜聚合體， 或製自早邵位觸媒之聚晞烴。最佳觸媒在此項技藝中係被 稱爲金屬烷二晞圜觸媒，乙晞、丙烯、苯乙晞及其他晞烴 辛烯等聚合，以提供適合根據本 譬如聚（乙烯-丁烯）、聚（乙晞· 聚（乙烯-丙烯）及/或其聚烯烴 ’可藉其與丁晞、己烯 發明原理使用之彈性體 己烯）、聚（乙烯-辛烯） 三聚物。 可形成微孔性之薄膜組合物，可經由調配熱塑性p 與適當添加劑及孔„成用填料而達成，以提供壓^ 涛膜’以供與非織造網片層合。碳酸鈣與硫酸鋇粒子爲 本紙張尺度適財闕家標準（CNS)A4規格 -14297^57 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7

1270455 五、發明說明（12 ) 常用之填料。聚烯烴、無機或有機孔隙形成用填料及其他 添加劑之可形成微孔性之組合物，以製造微孔性薄片材料 ’係爲已知。此方法可在線上冗成，且在製造及/或材料 上，提供優於已知製造層合物方法之經濟效益。此外，如 上文所發展者，可形成微孔性之聚合體組合物可得自聚人 體之摻合物，譬如烷醯基聚合體與聚乙烯醇之掺合物，如 在美國專利5,200,247中所述者。此外，跪醯基聚合體、變 性殿粉及乙烯共聚物之摻合物，可作爲該可形成微孔性之 聚合體組合物使用，如在美國專利5,407,979中所述者。使 用此等聚合體摻合物，沒有必要使用孔隙形成用填料以左 增量拉伸時提供微孔隙度。而是，當薄膜在環境溫度或室 溫下拉伸時，在薄膜本身中之不同聚合體相，會產生微孔 隙。 此非織造纖維網片可包含聚乙晞、聚丙晞、聚g旨、螺營 、纖維素、尼龍之纖維，及此種纖維之摻合物。針對非織 造纖維網片，已提出多種定義。此等纖維通常爲定長纖維 或連續纖絲。於本文中使用之"非織造纖維網片”，係以其 一般意義使用，以定義相對較平坦、可撓性及多孔性之大 致上平面狀結構，且係由定長纖維或連續纖絲所組成。關 於非織造物之詳述，可參閲”非織造織物底塗劑及參考取 樣器"，E· A· Vaughn，非織造織物工業協會，第3版（1992)。 在一較佳形式中，微孔性層合物係採用具有隔距或厚度 在約0.25與1〇密爾間之薄膜，且依用途而定，此薄膜厚度 知會改變’且最佳，在用後即棄應用中，係爲約0.25至2密 •15-

Ga4規格（210 X 297公釐） ------------#裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • I ϋ ϋ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1270455 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（13 )- 爾厚度。缓層合薄片之非織造纖維網片，通常具有每平方 碼約5克至每平方碼75克之重量，較佳爲每平方碼約2〇至 約40克。此複合物或層合物可在橫向（CD)上增量地拉伸， 以形成CD拉伸之複合物。再者，可於(：1)拉伸之後或在其 之前，於機械方向（MD)上拉伸，以形成在CD與MD兩方向 上拉伸之複合物。如上文所指出者，此微孔性薄膜或層合 物可使用於許多不同應用上，譬如嬰兒尿布、嬰兒訓練短 褲、月經用墊片及衣物，以及其中需要濕氣與空氣傳輸性 質及流體障壁性質之類似物。 供可形成微孔性之層合物用之技伸器 可採用^種不同扭伸器與技術，以拉伸非織造纖維網片 與可形成微孔性薄膜之起始或起源層合物。可將定長纖維 之非織造經梳理纖維網片或非織造紡黏纖維網片之此等層 合物’以如下述之拉伸器與技術拉伸： !· 對角線相互嚙合拉伸器 對角線相互鳴合拉伸器係包含一對左手與右手螺旋齒輪 狀7G件，在平行軸心上。此等軸心係配置於兩個機器側板 上，下万軸心係位於固定軸承中，而上方軸心係位於可垂 直滑動構件中之軸承中。此可滑動構件可在垂直方向上藉 由楔形7C件進行調整，該楔形元件可藉由調整螺絲進行操 作。將此楔形物旋出或旋進，將會個別地移動該可垂直滑 動之構件向下或向上，以進一步嚙合或解開上方相互嚙合 輥！4下方相互嚙合輥之齒輪狀齒狀物。被裝載至側面機架 之微米計係可操作，以指示相互嚙合輥齒狀物之嚙合深度。 ^ .-----I I ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16 - 1270455 A7 五、發明說明（14 ) ι聽以將該可滑動構件保持在其下方嚙人 置上，牢固地靠著該調整用楔形物蕪：嚙“立 材料所施加之向上力。此等氣缸亦可^错由枚被拉伸 相解開’以達到將材料穿線 ;=。，或與安全電路連接，當啓動時’其將打開; 訂 使用-種驅動裝置’以驅動固定之相互 右上万相互鳴合輕係成爲可解開，以達到機器穿線或安全 心目的’則較佳係在上方與下方相互嚙合輥之間，使用抗 餘隙齒輪排列，以確保再嘴合時，—個相互鳴合輕狀 物’總是會落在另一個相互嚙合輥之齒狀物之間，且避免 相互嚙合齒狀物之齒冠間之可能有傷害之物理接觸。若： 互鳴合輥係爲保持呈固定鳴合，則上方相互鳴合輕典型上 不需要被驅動。驅動可藉由該被驅動之相互嚙合輥經ς欲 被拉伸之材料而達成。 此等相互嚙合輥係接近地類似微細螺距螺旋齒輪。於較 佳具體實施例中，此等輥具有5 935，，直徑，45〇螺紋角， 0.100”法節，30徑節，141/2〇壓力角，且基本上爲長齒冠頂 邵齒輪。這會產生一種狹窄、深齒形態，其允許高達约 0.090”之相互嚙合，及約α005，，餘隙在齒狀物之側面上，以 提供材料厚度。此等齒狀物並未經設計以傳送旋轉轉矩， 且在正常相互嚙合拉伸操作時，不會使金屬與金屬接觸。 2· 橫向相互嚙合拉伸器 此CD相互嚙合拉伸設備，係與對角線相互嚙合拉伸器相 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1270455 A7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（15 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 同、’其中差異係在相互嚙合輥及下文指出之其他較小區域 之设計上。由於CD相互嚙合元件能夠具有大的嚙合深度， 重要的疋，此设備係併入一種當頂部軸心正在提升或降 低時，會造成兩個相互嚙合輥之軸心仍然保持平行之裝置 這疋必肩的，以確保一個相互嚙合輥之齒狀物，總是落 在另個相互嚙合輥之齒狀物之間，且避免相互嚙合齒狀 門之可把有傷害之物理接觸。此平行運動係藉由齒條與 ^輪排列而確保，其中靜止齒條係連接至各側面機架，與 可垂直滑動之構件並排。軸心係橫貫側面機架，並在各可 垂直滑動構件之軸承中操作。一個齒輪係位在此軸心之各 端上，並與齒條嚙合操作，以產生所要之平行運動。 供CD相互嚙合拉伸器用之驅動，必須同時操作上方與下 方相互嚙合輥，惟在材料相互纏結拉伸之情況中，具有相 對較鬲摩擦係數。但是，此驅動不必抗餘隙，因爲少量機 械方向失調準或驅動滑移，將不會造成問題。在CD相互嚙 合元件之説明下，其原因將變得明白。 CD相互嚙合元件係由固體材料機製而得，但可最良好地 被描述爲兩個不同直徑圓盤之交替堆疊。於較佳具體實施 例中’相互嚙合圓盤係爲6"直徑，〇 〇31"厚，及在其邊緣具 有全半徑。用以分離相互嚙合圓盤之隔片圓盤，係爲51/2·， 直徑及0.069”厚度。此型態之兩個輥，能夠被相互嚙合高達 0.231"，對於在所有侧面上之材料留下〇〇19"餘隙。與對角 線相互嚙合拉伸器一樣，此CD相互嚙合元件型態具有 0.100” 螺距。 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐 1270455

五、發明說明（16) 3· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 機械方向相互禮会拉伸器 此MD相互嚙合拉伸設備係與對角線相互嚙 ^惟相互嘴合輕之設計除外。此_相互喝合輕係接: 地頒似微細螺距正齒輪。於較佳具體實施例中，此等輥具 有5.933”直徑，0·100，，螺距，3〇徑節，141/2〇壓力角，且爲基 本上長齒冠頂部齒輪。第二次通過係以滾齒刀偏位〇 _"， 在此等輥上進行，以提供具有更多餘隙之變窄齒狀物。使 用約0.090"之嚙合，此型態將在側面上具有約〇〇1〇”餘隙， 以提供材料厚度。 4· 增量拉伸技術 上述對角線、CD或MD相互鳴合拉伸器，可用以製造非 織造纖維網片與可形成微孔性薄膜之增量拉伸層合物，以 形成本發明之微孔性層合物。此拉伸操作通常被採用於定 長纖維或紡黏纖絲之非織造纖維網片與可形成微孔性之熱 塑性薄膜之壓出層合物上。在本發明獨特方面之一中，紡 黏纖絲之非織造纖維網片之層合物，可增量地拉伸，以對 層合物提供極柔軟纖維狀飾面，看起來很像布塊。非織造 纖維網片與可形成微孔性薄膜之層合物，係使用例如CD及 /或MD相互嚙合拉伸器，增量地拉伸，以單程經過拉伸 器，其中輥嚙合之深度爲約0.025英吋至0.120英吋，速度爲 約200 fpm至500 fpm或更快。此種增量或相互嚙合拉伸之結 果，會產生具有優越透氣性與液體障壁性質之層合物，又 提供優越鍵結強度與軟布狀織物組織。 下述實例係説明製造本發明薄膜與層合物之方法。在明 同 丨丨！ — — — — — — — I — — — 訂— ！ — — - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1270455 A7 B7 發明說明（17 )

白此等實例及此進一步詳細説明之後，一般熟諳此藝者將 明瞭，其變型可在未偏離本發明範圍下施行。 附圖簡述 本發明係參考附圖而更爲明瞭，其中： 圖1為用以製造本發明微孔性層合物之線上壓出層合與 增量拉伸裝置之示意圖。 圖2爲沿著圖1之線2-2所取得之橫截面圖，以圖解形式 説明相互嚙合輥。 圖3爲模、冷卻裝置及壓花輥排列之放大視圖，説明具 有旋滿之實質上平行之空氣流動。 實例 將具有下表I中所報告組成之LLDPE、之摻 合物壓出，以形成薄膜，然後將此等薄膜增量地拉伸，以 提供微孔性薄膜。表I 閱 讀 背 S 之 注 填 ί裝 頁I w I I I I I I訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 配方（重量比）： CaC03 LLDPE LDPE HDPE Ti02 45 41 5 5 3 基重（克/平方米） — 40 厚度（密爾） 1.2 線速〇fpm) 900 ACD 編號 i(cfin/ 呎） 68 , ACD 編號 2 (cfin / 吸） . —| 網片安定性 共振1 -20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）

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五、發明說明（18 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 採用以圖解方式示於圖1中之壓出裝置，將表I之配方壓 出成薄膜。如所示，此裝置可用於薄膜壓出，使用及未使 用層π在薄膜壓出之情況中，係將實例之配方從壓出機 1餵入，經過槽缝模2，以形成壓出物6，進入橡膠輥5與 金屬輥4之軋點中，使用兩個空氣冷卻裝置(acd)，acd編 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 號1與ACD編號2，以數目3A與3B示於附圖上。在實施壓 出層合之情況下，有一進來之纖維質材料網片9來自輥η ，其亦被引進橡膠輥5與金屬輥4之軋點中。在此實例中， 係製造熱塑性薄膜，以供隨後增量拉伸，用以形成微孔薄 膜。如表I中所示，在約12密爾厚度之譜之聚乙烯薄膜6，. 係在約900fpm之速度下製成，其係在輥7處取出。此等acd 具有約等於網片寬度之尺寸，具有足夠多種尺寸，以傳輸 冷卻艾氣。此等acd係更詳細描述於上文所提及之4,718，178 與4,779,355專利中。被吹送經過ACD3A之噴嘴且對著壓出 物6之空氣速度’在噴嘴之出口處爲約4〇〇〇年㈤，且空氣體 積爲每呎68 cfin。ACD 3B之空氣速度，在噴嘴之出口處爲 約6800fpm，且空氣體積爲每呎113 cfin。ACD3A係位於距模 口約3.7英忖（95毫米）處，及距網片6約i英吋（25毫米）處。 ACD 3B係位在網片6之相反侧上，距模口約11 2英忖（2·85毫 米）且距網片約0.6英吋（15毫米）。橡膠輥5與金屬輥4之軋 點，係位於距模口約29英吋（736毫米）處。在軋點之壓縮力 及ACD係經控制，以致製成薄膜，而未形成針孔且無拉伸 共振。保持從槽缝模供料區至壓出機Α與Β螺桿端（未示出） 之熔體溫度，以提供約243°C之壓出物溫度，在進入軋點之 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1270455 A7 B7 五、發明說明（19) 前，使用來自ACD 3A與3B之冷卻氣體，使網片溫度降至211 〇C-181〇C 〇 在將薄膜6層合至非織造物9以形成層合物12之情況中， 典型上係使用纺黏聚丙烯或聚乙烯作爲非織造物。在此實 例中，非織造物爲纺黏聚丙烯。下表Π係報告在約900 fpm 下，於上述爲產生令人滿意之平均鍵結強度約256克/英 吋之條件下，製成之層合物卷筒1-5之結果，在約191至約 324克/英吋之範圍内。其他性質亦記錄於表Π中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表II 卷筒1 卷筒2 卷筒3 卷筒4 卷筒5 平均 薄膜基重（gsm) 44.86 42.66 42.15 43.50 42.91 43.22 層合物基重（gsm) 62.96 60.96 61.46 62.44 65.88 62.74 键結（克/英吋） 191 324 226 299 238 256 薄膜抗張性質 斷裂 MD 1721 1522 1529 1475 1247 1499 (克/英吋）CD 1075 968 973 779 813 922 20% MD 743 786 751 785 781 769 (克/英吋）CD 639 595 588 584 592 600 40% MD 727 763 733 767 764 751 (克/英吋）CD 601 589 574 553 580 579 伸長率 MD 523 488 492 476 405 477 (%) CD 606 574 571 493 495 548 衝擊強度F50(克） ASTMD1709 108 168 170 178 210 180 鍵結強度係藉由下述表m之剝離键結強度方法度量。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1270455

五、發明說明（2〇)

表III 鍵結強唐麿n 此剝離鍵結強度度量法，係根據下述經良好建 立之習用技術完成： 1·將1”寬度之6”片條沿著機械方向切割。 2·最初剝離（分離）係以手施行，以分離先質薄 膜與非織造。 3·將此先質薄膜邵份連接至匕批⑽試驗機之一 個夹具，並將非織造物連接至以批⑽試驗機 之另一個夾具。 4.將此Instron設定在12” /分鐘之十字頭速度下 ，以使先質薄膜與非織造剥離。 5·當剝離此1”片條時，記錄剝離力（克）。 如概要地於圖1中所示，其中於環境溫度下進來之薄膜6 或層合物12係通過CD與]VID增量拉伸輥（1〇與η，及1〇,與η·) 前之溫度控制輥20與21，嚙合之溫度與深度可加以控制。 簡吕之，係達成壓花薄膜或層合物之濕氣傳輸速率（myjR) 在約1200-2400克/平方米/天之譜。此微孔薄膜之亦 可在拉伸期間’藉由網片溫度加以控制。當薄膜在CD拉伸 之前’被加熱至不同溫度時，可造成不同MYjr。此壓花 薄膜或層合物係以金屬壓花輥製成，該壓花輥具有CD與 MD線條之矩形刻紋，每英吋具有約165-3〇〇線條。此圖樣係 揭示於例如美國專利4,376，147中，其係併於本文供參考。 此微圖樣係對薄膜提供消光面飾，但肉眼無法發覺。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I-裝 I I ϋ · n ϋ i_i ϋ n . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1270455

、發明說明（21 ) 圖3爲模2，ACD3A，3B及壓花輥排列之放大示意圖，說明 在網片兩側上之空氣流動30，係實質上平行於網片表面， 在網片之兩側上具有許多旋渦。冷卻裝置从與邛之稍微偏 位，已証實會提供冷卻；但是，可使用不同排列。 已發現所示類型之ACD係提供實質上平行之冷卻空氣流 動’在網片表面上方具有旋渦，有效地冷卻網片。令人驚 訝的是，於正常情況下可能在先前技術中遭遇之網片拉伸 共振，已在網片之約500-1200 fpm高速下被排除或控制。再 者’、製成薄膜與非織造物之層合物時，鍵結強度係極有 效地在標的下達成’該標的尚未能夠以其他已知冷卻方法 達成，而同時又保持薄膜厚度控制，即使是在網片高速下。 繁於上述詳細説明，應明瞭的是，一些變型將在採用本 發明之原理下發生，依材料與條件而定，正如一般熟諳此 藝者所明瞭的。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 1(

If I 訂

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. I270^i9!卜告中為 A8 B8 C8 [15866號專利申請案 請專利範圍替換本(95年8月）$ :典 "Ψϋ1專利範圍 1. 一種製造熱塑性薄膜之高速方法，其包括： 熔解熱塑性組合物； 自槽缝模壓出該熔融熱塑性組合物之網片，經過冷 卻區帶，進入輥之軋點中，以在至少200 fpm (1.016公尺/ 秒）之譜之速度下形成薄膜；及 引導冷卻氣體之氣流，流經該區帶； 其特徵在於被引導至流經該區帶之冷卻氣體之氣流 實質上平行於該網片之表面，以冷卻該網片並形成薄 膜，而無拉伸共振； 及在於該方法另包括提高該冷卻氣體之有效性，其 方式是當該氣流移動經過該區帶時，產生該氣體之許多 旋渦，以冷卻該網片。 2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該薄膜係在至少 500 fpm至1200 fpm ( 2.54至6.096公尺/秒）之譜之速度下形 成，而無拉伸共振。 3. 根據申請專利範圍第1項之方法’其包括另一步驟為在 該速度下，拉伸該薄膜以提供微孔薄膜。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該熱塑性組合物 係經由熔融摻合熱塑性聚合體與填料粒子，以形成可形 成微孔性之熱塑性聚合體組合物，且其中該方法另包括 在該速度下，沿著實質上且均勻地橫越該薄膜及整個其 深度之線條，對該薄膜施加拉伸力，以提供微孔薄膜。 5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中熔融摻合之組合 物包含熱塑性聚合體，其含有選自由無機填料與有機物 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1270455 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 質所組成之群組之之粒子之分散相，且該方法包括 步驟為拉伸該薄膜以形成微孔薄片。 6. 根據申請專利範圍第η之方法，其包括將非 網片引進該輥之軋點中，並在該耗點處控制網片血薄 間之溫度與壓縮力，以黏結該網片之表面，以形成芦人吴 薄片。 曰口 7·根據申請專利範圍第6項之方法，其中該網片經過該冷 卻區帶被壓出進入該軋點中，以在大於7〇〇 fpm ( 3·5允公 尺/#秒）<速度下形成薄膜，且其中在該軋點處控制纖維 狀薄片與薄膜間之溫度與壓縮力，以黏結該纖維狀薄片 <表面，以形成在室溫下，於薄膜與纖維狀薄片間，具 有鍵結強度為100至600克/英吋（39 37至236 22克/公分） 之層合薄片。 8. 根據申請專利範圍第6項之方法，另包括在該速度下， /口著實質上且均句地橫越該層合薄片及整個其深度之線 t ’對該層合薄片施加增量拉伸力，以提供具有纖維狀 薄片對薄膜之鍵結強度為100至200克/英吋（39.37至78.74 克/公分）之微孔性層合物。 9. 根據申請專利範圍第3至5與8項中任一項之方法，其中 該拉伸係於環境溫度或高溫下進行。 10. 根據申請專利範圍第5至8項中任一項之方法，其中該纖 維網片包括聚婦烴纖維。 η·根據申請專利範圍第10項之方法，其中該纖維係選自由 氷丙％、聚乙締、聚g旨、纖維素、螺縈、尼龍，及雨種 2- 1270455 A8 B8 C8 D8 、申請專利範園 或多種此種纖維之摻合物或共壓出物 泛根據中請專利範圍第5至8項中任—項之方法^中㈣ 維網片具有重量為5至70克/平方碼（5 98至83 72克/平方 公尺），且該微孔薄膜具有厚度在〇.25至1〇密爾之譜（6·35 至254微米）。 以根據申請專利範圍第12項之方法，其中該網片係製自定 長纖維或纖絲。 14·根據申請專利範圍第丨至8項中任一項之方法，其中該氣 流在與網片移動之相同方向上移動，或在平行於網片移 動之不同方向上移動，或在與網片移動相反之方向上移 動。 a根據申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中該熱 塑性組合物進一步含有高密度聚乙埽與二氧化鈦。 16. 根據申請專利範圍第15項之方法，其中該高密度聚乙埽 係為5重量％之量，及二氧化鈦係為3重量％之量。 17. 根據申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中該熱 塑性組合物為彈性聚合體。 18·根據申請專利範圍第17項之方法，其中該彈性聚合體係 選自由聚（乙晞-丁婦）、聚.（乙烯_己婦）、聚（乙烯_辛 晞）、聚（乙婦-丙烯）、聚（苯乙烯-丁二晞-苯乙埽）、聚 (苯乙埽-異戊二烯_苯乙晞）、聚（苯乙烯-乙烯_ 丁締-苯 乙烯）、聚（酯-醚）、聚（醚-醯胺）、聚（乙晞-醋酸乙晞 酯）、聚（乙稀-丙婦酸甲酯）、聚（乙婦_丙晞酸）、聚（乙 晞丙烯酸丁酯）、聚胺基曱酸酯、聚（乙烯_丙晞·二烯） -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）.

   裝 η l27〇455 as B8 C8 ^ 〜---- D8 、、申 及乙稀-丙埽橡膠所組成之群組。 19 相 •很據申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中該熱 雙性組合物為一種選自由聚乙婦、聚丙烯及其共聚物所 衾且成之聚合體。 2〇·报據申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中該組 合物包含（a) 30%至45%重量比之線性低密度聚乙烯，（b) 1%至10%重量比之低密度聚乙烯，及（c) 40%至60%重量 比之碳酸鈣填料粒子。 2 j •根據申請專利範圍第20項之方法，其中該熔融摻合之組 合物基本上係由41重量％之線性低密度聚乙烯，5重量 %之低密度聚乙婦，45重量％之碳酸鈣填料粒子，及5 重量％之高密度聚乙婦所組成。 22 •根據申請專利範圍第21項之方法，其中該熔融摻合之組 合物進一步包含3重量％之二氧化鈦，及1重量％之抗氧 化劑/加工助劑。 Ιο •根據申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中該輥 之氣點包括金屬壓花輥與橡膠輥，且在該輥間之壓縮力 係經技制’以形成壓花薄膜。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)