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    关 键 词:
    织造 织物 卷材 薄膜 微孔 层压 制造 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN97192303.5

    申请日:

    1997.02.10

    公开号:

    CN1211213A

    公开日:

    1999.03.17

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 专利权有效期届满IPC(主分类):B32B 27/12申请日:19970210授权公告日:20010620|||授权||||||公开
    IPC分类号: B32B27/12; B32B31/16; B29D9/00 主分类号: B32B27/12; B32B31/16; B29D9/00
    申请人: 克洛佩塑料产品公司;
    发明人: 吴百湶; 莱奥波尔多·V·坎乔; 吉里什·K·夏尔马
    地址: 美国俄亥俄州
    优先权: 1996.02.15 US 08/602,130
    专利代理机构: 永新专利商标代理有限公司 代理人: 吴静波
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN97192303.5

    授权公告号:

    |||1067332||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.29|||2001.06.20|||1999.04.28|||1999.03.17

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查请求的生效|||公开

    摘要

    把一可形成微孔的薄膜复合材料与一非织造织物卷材层压在一起后逐步拉伸成微孔层压布。该微孔层压布透气、透水汽、防水。该微孔层压布特别可用于制作透气、透水汽、防水服装,包括要求透气、透水汽、防水的婴儿手巾、婴儿训练裤、卫生巾和服装等等。

    权利要求书

    1: 一种制造非织造织物卷材与微孔热塑薄膜的透气、防水层压 布的方法,包括: 把一非织造织物卷材和一可形成微孔的热塑薄膜引入两压辊的 一压区中; 控制所述卷材与薄膜之间在压区处的压力而把该卷材的表面粘 合到该薄膜上而形成层压布; 在室温下沿该层压布横向和整个深度在所述层压布上均匀地施 加一逐步拉伸力而形成微孔层压布; 从而所述层压布透水汽、透气、防水。
    2: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述层压布用挤压、 真空或粘合剂层压而成。
    3: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述织物卷材包括 聚烯烃纤维。
    4: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可形成微孔的 薄膜包括聚烯烃薄膜。
    5: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述织物包括聚丙 烯、聚乙烯、聚酯、纤维素、人造丝、尼龙以及一种或多种这些纤维 的混合物。
    6: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可形成微孔的 薄膜包括含有成孔填料的聚乙烯、聚丙烯及其共聚物。
    7: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可形成微孔的 薄膜包括聚乙烯醇、聚己内酯、淀粉聚合物及其共混物。
    8: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,该织物卷材的重量 约为5-70克/平方码,该微孔薄膜的厚度约为0.25-10mil。
    9: 按权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卷材用人造纤 维或纺粘纤维制成。
    10: 一种把一非织造织物卷材与一微孔热塑薄膜层层压成透气、 防水层压布的挤压方法,包括: 把一连续长度的非织造织物卷材引入两压辊的一压区中以便与 一可形成微孔的热塑薄膜层压; 把一可形成微孔的热塑挤压物在其软化点之上的温度下不断挤 压入所述压区; 控制所述卷材与薄膜之间在压区处的压力而把该卷材的表面粘 合到该薄膜上而形成层压布; 在室温下把所述层压布连续传送入两逐步拉伸滚轮中而沿该层 压布横向和整个深度逐步均匀拉伸所述层压布而形成微孔层压布; 从而所述层压布透水汽、透气、防水。
    11: 按权利要求10所述的方法,其特征在于,所述织物包括聚 丙烯、聚乙烯、聚酯、纤维素、人造丝、以及一种或多种这些纤维的 混合物;所述可形成微孔的薄膜包括含有成孔填料的聚乙烯、聚丙烯 及其共聚物。
    12: 按权利要求10所述的方法,其特征在于,所述可形成微孔 的薄膜包括聚乙烯醇、聚己内酯、淀粉聚合物及其共混物。
    13: 按权利要求10所述的方法,其特征在于,该织物卷材的重 量约为5-70克/平方码,该微孔薄膜的厚度约为0.25-10mil。
    14: 按权利要求10所述的方法,其特征在于,所述逐步拉伸滚 轮包括第一部分和第二部分,所述层压布在第一方向上受所述第一部 分的逐步拉伸,然后在第二方向上受所述第二部分的逐步拉伸。
    15: 按权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一与第二 拉伸方向互相垂直。

    说明书


    非织造织物卷材与热塑薄膜的微孔层压布的制造方法

        【发明背景】

        把非织造织物卷材粘合到热塑薄膜上的方法已公知有一段时日。此外,把热塑薄膜挤压层压到不拉伸非织造织物卷材上的方法也是公知的。

        挤压层压不拉伸非织造织物卷材的有关专利包括美国专利Nos.2,714,571、3,058,868、4,522,203、4,614,679、4,692,368、4,753,840和5,035,941。上述’863和’368专利公开了在压辊压区在与不拉伸非织造织物卷材层压前拉伸挤压出的聚合物薄膜?!?03和’941专利的目的是在压辊压区与非织造织物卷材共同挤压多层聚合物薄膜?!?40专利公开了在与薄膜挤压层压前先形成非织造织物卷材,以便提高非织造织物与薄膜的粘性。确切说,’840专利在挤压层压前用普通压纹技术在非织造基层上形成密实区或非密实区,从而用该密实区提高非织造织物卷材与薄膜之间的粘性?!?41专利还指出,与单层聚合物薄膜挤压层压的不拉伸非织造织物卷材易生成由垂直于织物基质平面的纤维造成的气孔,因此,该专利使用多层共同挤压薄膜防止气孔问题。此外,美国专利Nos.3,622,422、4,379,197和4,725,473公开了把疏松非织造织物卷材与聚合物薄膜粘合在一起的方法。

        还公知有使用互相啮合滚轮拉伸非织造织物卷材以便减小基本重量的,例如可见美国专利Nos.4,153,664和4,517,714?!?64专利所述方法使用一对叉指式滚轮逐步横向(CD)或机器方向(MD)拉伸非织造织物卷材而使非织造织物卷材变得又牢又柔软?!?44专利所公开的另一实施例在互相啮合拉伸前把非织造织物卷材层压到热塑薄膜上。

        还有人生产防水、但透水汽的透气非织造复合织物。例如可见美国专利No.5,409,761。按照该专利,把一微孔热塑薄膜超声波粘合到一层非织造纤维热塑材料上而生成非织造复合织物。用非织造材料和热塑材料制造透气层压布的这些方法和其他方法制造成本和/或原材料成本高。

        不断需要对透气、透水汽、但防水的非织造织物卷材与热塑薄膜的层压布作出改进?;剐枰哉庵滞钙阊共嫉闹圃旆椒ㄗ鞒龈慕?、扩大用它们来制作衣服和其他有用制品的使用范围。

        本发明概述

        本发明涉及一种制造非织造织物卷材与热塑薄膜地微孔层压布的方法。该微孔层压布透气、透水汽但防水。该层压布还是一种手感柔软的非织造织物。因此,本发明透气层压布在透气但防水性能很重要的服装行业特别有用,例如在医疗服装中要求在透水汽的同时病人与医务人员的体液或血液不互相沾污?;瓜M霸诜浪耐蓖钙?、从而排汗,从而穿着舒适。

        本发明方法涉及把非织造织物卷材挤压或粘合到一可生成微孔的热塑薄膜上而实现层压。该薄膜层的可生成微孔的热塑复合材料可为热塑聚合物与无机填料之类机械成孔剂的混合物。该薄膜层中的成孔剂然后在逐步拉伸时活化而形成非织造织物卷材与该薄膜的微孔层压布。这种独特的方法降低了透气层压布的制造成本。但是在下文详细说明的方法中也可使用其他可生成微孔的复合材料。

        在最优选实施例中,本发明使用约为200-500fpm的高速生产机器。确切说,一非织造织物卷材传送入压辊压区中后与一可生成微孔的热塑薄膜或挤压物挤压层压。一热塑挤压物在其软化点以上的温度下挤压入该压区而形成与非织造织物卷材层压的薄膜??刂品侵熘锞聿挠爰费刮镏涞难沽Χ迅镁聿牡囊桓霰砻嬲澈系礁帽∧ど闲纬刹阊共?。如上所述,也可用粘合剂把非织造织物卷材粘合到该可生成微孔的薄膜上形成该层压布。如此生成的层压布然后沿该层压布横向及其深度逐步均匀拉伸而在该薄膜中生成微孔。在该层压布上施加一逐步拉伸力而同时拉伸该卷材和该薄膜。在室温下逐步拉伸该薄膜,由于该可生成微孔的热塑复合材料中含有碳酸钙之类的机械成孔剂,因此该薄膜中生成微孔,从而该薄膜可透气、透水汽,但防水。本发明可降低防水透气布的生产成本。

        从下述详细说明中可进一步理解本发明的其他好处、优点和目的。详细说明

        本发明的主要目的是在高速生产机器上生产非织造织物卷材与微孔热塑薄膜的透气或微孔层压布。本发明的另一个目的是生产粘合强度令人满意的这种层压布,它呈织物或布的外观,同时有合适的透水汽率和透气性、但防水。如上所述,在实现这些和其他目的的本发明一最优选实施例中,首先把一非织造织物卷材与一可生成微孔的热塑薄膜层压在一起。然后逐步拉伸该层压布就能生成透气或微孔层压布,而该非织造织物卷材粘合在该微孔薄膜上。该微孔薄膜的特征在于,由于是热塑薄膜而防水,而该层压布的非织造织物卷材表面手感柔软。该层压布中的约为0.1微米-1微米的微孔可获得各种程度的透水汽性和透气性。使用含有成孔填料、例如其平均粒度约为0.5-5微米的碳酸钙、硅藻土或二氧化钛或它们的混合物的可形成微孔的热塑复合材料即可生成这些微孔。该挤压薄膜中的成孔填料由逐步机械拉伸该薄膜活化。在另一实施例中,可混合不同聚合物而获得可形成微孔的热塑复合材料,这些聚合物在逐步拉伸时生成微孔,这可见本申请的参考材料美国专利Nos.5,200,247和5,407,979。

        因此,本发明提供一种具有布那样的特征的层压布,它可使用在各种各样的场合,包括手巾、裤子、手术外衣、布料、服装或卫生用品等等。由于使用这些层压布制成的服装透气性和防水性提高,因此穿着舒适。

        A.该层压布的材料

        用一热塑聚合物与合适的添加剂和成孔填料配制成一可生成微孔的薄膜复合材料即可提供与非织造织物卷材层压的挤压物或薄膜。用聚烯烃、无机成孔填料和其他添加剂的可生成微孔复合材料制成微孔布料是公知的。但是,没有人把这种复合材料与非织造织物卷材层压后逐步拉伸该层压布而在该层压布中生成微孔。这种方法可在流水线上进行,因此其制造成本和原材料成本比公知的层压布制造方法低。此外,如上所述,用聚合物混合物、例如烷?;酆衔镉刖垡蚁┐嫉幕旌衔锟苫竦每尚纬晌⒖椎木酆衔锔春喜牧?,这可见美国专利No.5,200,247。此外,如美国专利No.5,407,979所述,可形成微孔的聚合物复合材料也可使用烷?;酆衔?、分解淀粉和乙烯共聚物的混合物。使用这些聚合物混合物,无需使用成孔填料在逐步拉伸时形成微孔。相反,不同聚合物在该薄膜中的分阶段起作用,当该薄膜在室温下拉伸时,生成微孔。

        可形成微孔的热塑薄膜最好为聚烯烃类或可以是可加工成薄膜以便热挤压后直接层压到织物卷材上的任何热塑聚烯烃聚合物??捎美词凳┍痉⒚鞯娜舾扇人芫酆衔锇ㄍǔN烫难趸轷;酆衔锘蛩轷;酆衔?、特别是可制成薄膜的与聚乙烯醇或淀粉聚合物混合的聚己内酯。烯烃基聚合物包括最普通的乙烯或丙烯基聚合物、例如聚乙烯、聚丙烯以及乙烯和醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯和丙烯酸甲酯(EMA)及乙烯和丙烯酸(EAA)的共聚物或这些聚烯烃的共混物??捎米鞅痉⒚鞲春喜剂系谋∧さ木酆衔锏钠渌邮枪?,可见本发明背景部分所述用作本申请参考材料的各专利。

        该非织造织物卷材可包括聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、人造纤维、纤维素、尼龙和这些纤维的混合物。对非织造织物卷材提出了若干定义。纤维通常指人造纤维或长丝?!胺侵熘锞聿摹卑雌湟话阋庖迨褂?,指较扁平、柔软和多孔的平面结构。非织造织物的详细说明可见非织造织物协会、E.A.Vaughn所著“非织造织物底剂和参考样本”第三版(1992)。

        在一优选实施例中,该微孔层压布按照使用场合使用厚度为0.25-10密耳(mil)的薄膜,薄膜厚度可变,在一次性使用中厚度最好为0.25-2mil。该层压布的非织造织物卷材的重量约为5-75克/平方码,最好约为20-40克/平方码。在使用粘合剂层压时,可使用热熔粘合剂、水基粘合剂或固态基粘合剂。该复合材料或层压布可沿横向(CD)逐步拉伸而形成横向拉伸复合材料。此外,在横向拉伸后可进行机器方向(MD)拉伸而形成在CD和MD方向上拉伸的复合材料。如上所述,该微孔复合材料或层压布可使用在要求透气、透水汽性良好、但防水的各种各样的场合,例如婴儿手巾、婴儿训练裤、卫生巾、服装等等。

        B.可形成微孔的层压布的拉伸机

        许多不同的拉伸机和拉伸工艺可用来拉伸刚由一非织造织物卷材和一可形成微孔的薄膜层压成的层压布。人造纤维的非织造梳理织物卷材或非织造纺粘织物卷材的这些层压布可用下述拉伸机和拉伸工艺拉伸。

        1、交叉互相啮合拉伸机

        交叉互相啮合拉伸机由两平行轴上的一对左旋和右旋齿轮状零件构成。这两轴位于机器两侧板之间,下部轴装在固定轴承中,上部轴装在可垂直滑动件的轴承中。这些滑动件在垂直方向上可由受调节螺丝操纵的楔形件的调节。旋出、旋入该楔形件就可上下移动该滑动件,从而使上部互相啮合滚轮与下部互相啮合滚轮的齿轮状齿啮合或脱离啮合。装在侧板上的千分卡可显示互相啮合滚轮的齿的啮合深度。

        用气缸把滑动件牢牢固定在与调节楔形件抵靠的位置上而抵销受拉伸材料的向上作用力。这些气缸可后退而使上下互相啮合滚轮脱离啮合以便在该互相啮合设备中传送材料;或与一安全电路配合,该安全电路接通时打开机器中的所有压区。

        一般用一驱动装置驱动该固定的互相啮合滚轮。如为了在机器中传送材料或出于安全考虑使用上部互相啮合滚轮脱离啮合,最好在上下互相啮合滚轮之间使用防齿轮游隙结构,以便确保在再次啮合时一互相啮合滚轮的齿总是落在另一互相啮合滚轮的两齿之间,从而防止互相啮合齿的齿顶相撞而损坏。如两互相啮合滚轮始终保持啮合,一般不必驱动上部互相啮合滚轮。该驱动由受驱互相啮合滚轮经受拉伸材料实现。

        这两个互相啮合滚轮非常象细节距螺旋齿轮。在该优选实施例中,滚轮的直径为5.935英寸、螺旋角为45°、标准节距为0.100英寸、30个径节、压力角为14?1/2°,基本上为一长齿顶、拔顶齿轮。从而其齿形又窄又深而可互相啮合约0.090英寸,齿两边有约0.005英寸的间隙可供相应厚度的材料通过。这些齿不传递转矩,从而在正常啮合拉伸时金属与金属并不接触。

        2、横向互相啮合拉伸机

        CD互相啮合拉伸设备与交叉互相啮合拉伸机相同,只是互相啮合滚轮的设计和下述几小点有所不同。由于CD互相啮合部件可获得很大的啮合深度,因此该设备必须装有使两互相啮合滚轮的轴在升降上部轴时保持平行的装置。这是为了确保一互相啮合滚轮的齿总是落在另一互相啮合滚轮的两齿之间,从而防止互相啮合齿相撞而损坏。为确保这一平行运动,使用齿条齿轮结构,其中两固定齿条与垂直滑动件并置地装在两侧架上。一轴横伸在两侧架之间而插入两垂直滑动件的轴承中。该轴的两端各有一齿轮与两齿轮啮合而生成所需平行运动。

        除非互相啮合拉伸摩擦系数较高的材料,CD互相啮合拉伸机的驱动装置必须同时驱动上下互相啮合滚轮。但是,该驱动不必是防止齿隙游移的,因为机器方向稍稍对得不齐或传动打滑不会造成问题。其理由从对CD互相啮合件的说明中可清楚看出。

        CD互相啮合件用固态材料切削而成,但最好看成由两种不同直径的圆盘交错叠置而成。在优选实施例中,互相啮合圆盘的直径为6英寸,厚度为0.031英寸,其边缘为全半径。隔开互相啮合圆盘的垫片圆盘的直径为5?1/2英寸,厚度为0.069英寸。这种形状的两滚轮的啮合深度为0.231英寸,在所有边上为材料留出0.019英寸的间隙。与交叉互相啮合拉伸机一样,该CD互相啮合件的节距为0.100英寸。

        3、机器方向互相啮合拉伸机

        MD互相啮合拉伸设备与交叉互相啮合拉伸相同,只是互相啮合滚轮的设计不同。MD互相啮合滚轮非常象细节距正齿轮。在该优选实施例中,滚轮的直径为5.933英寸、节距为0.100英寸、30个径节、压力角为14?1/2°,基本上为一长齿顶、拔顶齿轮。层压布在这些滚轮上第二次通过,齿轮滚刀偏移0.010英寸而形成间隙更大的狭窄的齿。这种形状的滚轮的啮合深度约为0.090英寸,两边为材料留出0.010英寸的间隙。

        4、逐步拉伸技术

        可用上述交叉、CD、MD互相啮合拉伸机逐步拉伸非织造织物卷材与可形成微孔的薄膜的层压布而形成本发明微孔层压布。该拉伸操作通常使用于人造丝或纺粘丝的非织造织物卷材与可形成微孔的热塑薄膜的挤压层压布。按照本发明独特方面之一,把纺粘丝的非织造织物卷材的层压布逐步拉伸成非常柔软的布样织物成品。例如使用CD和/或MD互相啮合拉伸机逐步拉伸非织造织物卷材与可形成微孔的薄膜的层压布,该层压布一次通过该拉伸机,滚轮啮合深度约为0.060-0.120英寸,速度约为200-500fpm或更高。这种逐步或互相啮合拉伸所生成的层压布具有良好的透气性和防水性,同时粘合强度高、如布那样柔软。本发明的详细例子

        下述例子例示出本发明微孔层压布及其制造方法。按照这些例子和下述详细说明,本领域普通技术人员显然可在本发明范围内作出种种改动。

        结合附图可进一步理解本发明,附图中:

        图1为制造本发明微孔层压布的挤压层压和逐步拉伸流水作业设备的示意图;

        图2为沿图1中2-2线剖取的剖面图,简示出两互相啮合滚轮;

        图3示出布样微孔层压布的透气性;

        图4为微孔层压布与非微孔薄膜和/或复合材料的透水汽性的比较图。

        例1

        下列组成的聚乙烯与乙烯和乙酸乙烯酯的共混物挤压层压到一纺粘聚乙烯的非织造织物卷材上后逐步拉伸成微孔层压布。

        34.1%聚乙烯(Dow?Chemical的Dowlex2045)

        11.4%乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(DuPont的Elxax3128)

        45.5%经硬脂酸处理的碳酸钙(粒度约为0.5-8微米,平均约为1微米)

        9.1%甘油一硬脂酸酯

        使用图1挤压层压机挤压上述可形成微孔的复合材料后层压到重量为28克/平方码的纺粘聚乙烯织物卷材上。如图1所示,出自滚轮14的卷材19引入橡胶滚轮5和金属滚轮4的压区中。在引入非织造织物卷材9的同时挤压机1的聚乙烯薄膜经压模挤压入压区。一般来说,该挤压层压部分的速度超过300fpm,厚度约为0.25-10微米的聚乙烯薄膜3在约为400-500°F的熔化温度下层压后形成绕过滚轮7的层压布12??刂聘醚骨难沽?,使得卷材在粘合到聚烯烃薄膜上时不产生气孔,但保持层压布12表面的织物手感。约为10-80psi的压力足以满意地粘合约重5-75克/平方码的织物卷材。图1挤压所生成的层压布不显示任何气流(见图3曲线2)。

        尽管使用滚轮4、5的压区的压力层压卷材与薄膜3,但也可使用真空滚轮在压区进行层压。

        如图1所示,约为70-90°F室温下的层压布12穿过CD逐步拉伸滚轮10和11,滚轮的啮合深度约为0.100英寸,速度约为300fpm,从而形成本发明微孔层压布13。图2所示互相啮合滚轮10和11如上所述以第一方向沿层压布横向(CD)和层压布深度均匀拉伸。图1中未示出的上述MD拉伸滚轮以与第一方向垂直的第二方向拉伸层压布,其啮合深度约为0.060英寸,速度约为300fpm。在这些拉伸条件下,聚合物中的碳酸钙有助于形成微孔层压布。经CD和MD拉伸的微孔层压布13显示出气流(见图3曲线1)和很高的透水汽率(见图4曲线1)。

        例2

        例1的可形成微孔复合材料与例1一样地挤压层压,控制粘合强度生成很牢粘合,但可用约为100-500克/英寸的剥离力剥开。然后使用上述同样的CD和MD滚轮以不同啮合深度在约70-90°F温度下以300fmp速度进行CD和MD拉伸形成微孔层压布。下表Ⅱ示出这些操作所得数据和所生成微孔层压布的特性。

        表Ⅱ????Ⅱ????Ⅱ-A????Ⅱ-B????Ⅱ-C?CD啮合(英寸)????0????0.080????0.100????0.120?MD啮合(英寸)????0????0.060????0.060????0.060层压布总重(克/平方码)????64????42????35????30?MVTR克/平方米/天(ASTM?E96E)100°F,90%RH????15????1140????1500????1700?5psig下的气流(CC/cm2/min)????0????2????3????4?10psig????0????4????10????13?20psig????0????10????20????25拉伸后重量减轻(%)????0????34????45????52

        例3

        例1复合材料挤压成厚度为1.5微米的薄膜后使用热熔喷涂装置层压到重量为0.8盎司/平方码的纺粘聚乙烯上,其中的粘合剂为苯乙烯-异戍二烯-苯乙烯嵌段共聚物和松香酯。该层压复合材料然后使用上述CD/MD拉伸滚轮以0.110英寸啮合深度、约70-90°F温度、300fpm速度进行CD啮合和拉伸后以0.050英寸啮合深度进行MD拉伸。所得微孔层压布为MVTR(ASTM?E96E),1515克/平方米/天,100°F,90%RH。

        例4

        也可使用下列可形成微孔热塑复合材料制造本发明微孔层压布(重量百分比)

        复合材料A

        聚烯烃(线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯)(17%-82%)

        无机填料(17%-67%)

        液态或蜡状碳氢聚合物、例如液态聚丁烯、液态聚丁二烯、或氢化液态聚丁二烯(1%-67%)

        复合材料B

        高密度聚乙烯(60%)

        乙烯-醋酸乙烯酯(6%)

        硅藻土(18%)

        二氧化钛(0.3%)

        碳酸钙(6%)

        复合材料C

        聚乙烯(74%-50%)

        无机填料(26%-50%)

        复合材料D

        乙烯丙烯二烯单体或乙丙橡胶(60%-20%)

        无机填料(40%-80%)

        复合材料E

        聚丁烯-1?47.4%

        碳酸钙47.7%

        聚苯乙烯5.0%

        硬脂酸0.2%

        从上述详细说明可看出,本领域普通技术人员在使用本发明原理时可根据材料和条件作出种种改动。

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    本文标题:非织造织物卷材与热塑薄膜的微孔层压布的制造方法.pdf
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