專(zhuān)利名稱(chēng)：全表面粘合多組分熔紡非織造纖維網(wǎng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及包含至少50％重量的多組分纖維的全表面粘合多組分非織造織物。全表面粘合多組分非織造織物在低于本領(lǐng)域通常使用的那些溫度下粘合，對(duì)于給定的織物單位重量在比本領(lǐng)域已知的全表面粘合材料更薄的厚度下具有改善的強(qiáng)度和撕裂特性。
本領(lǐng)域已知紡粘非織造織物由包含皮聚合物和芯聚合物的連續(xù)多組分皮芯纖維形成，所述皮聚合物在比芯聚合物更低的溫度下熔化。例如，Bansal等的美國(guó)專(zhuān)利6,548,431描述了包含至少75％重量的熔紡的實(shí)質(zhì)上連續(xù)的多組分纖維(其中至少30％重量是特性粘度低于0.62dl/g的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯))的非織造片材。實(shí)質(zhì)上連續(xù)的多組分纖維可以是皮芯纖維。非織造纖維網(wǎng)可以通過(guò)熱粘合在纖維網(wǎng)中最低熔化溫度的聚合物的熔點(diǎn)的正或負(fù)20℃內(nèi)的溫度下粘合。
本領(lǐng)域已知包含熔點(diǎn)比芯聚合物更低的皮聚合物的皮芯短纖維用作粘合纖維。粘合纖維是可以單獨(dú)使用的或與其他短纖維混合使用以形成非織造纖維網(wǎng)的短纖維，所述非織造纖維網(wǎng)可以通過(guò)加熱到足以活化粘合纖維的溫度，導(dǎo)致粘合纖維的表面粘結(jié)到鄰近的纖維而粘合。
也已知形成包含由較低溫度熔化的聚合物和較高溫度熔化的聚合物的共混物制備的纖維的熱粘合非織造織物。Gessner的美國(guó)專(zhuān)利5,108,827描述包含由高度分散的至少兩種不同的不互混的熱塑性聚合物的共混物組成的多組分纖維的熱粘合非織造織物，所述共混物具有主要的連續(xù)聚合物相和至少一種分散于其中的非連續(xù)相。非連續(xù)相的聚合物的聚合物熔化溫度比連續(xù)相的聚合物熔化溫度低至少30℃，纖維的構(gòu)形是非連續(xù)相占據(jù)纖維表面的實(shí)質(zhì)部分。
非織造纖維網(wǎng)可以使用本領(lǐng)域中已知的方法熱粘合，所述方法包括間斷點(diǎn)或圖案粘合和光滑壓延。點(diǎn)或圖案粘合可以通過(guò)在纖維網(wǎng)表面上的不連續(xù)區(qū)域應(yīng)用熱和壓力實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)使纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)由圖案化壓延輥和光輥、或在兩個(gè)圖案化輥之間形成的軋點(diǎn)。一只或者兩只輥都加熱以在織物表面上不同的點(diǎn)、線、區(qū)域等熱粘合織物。間斷粘合的無(wú)紡布特別適合于其中高空氣滲透率和舒適是合乎需要的特性的最終用途。然而，對(duì)于一些最終用途它們沒(méi)有足夠高的強(qiáng)度。在某些情況下，非織造纖維網(wǎng)可以優(yōu)選用更為平整整理粘合。這可以在光滑壓延方法中實(shí)現(xiàn)，其中所述非織造纖維網(wǎng)通過(guò)在兩只光輥間(其中至少一只加熱)形成的軋點(diǎn)而粘合。對(duì)包含熱塑性聚合物纖維的非織造纖維網(wǎng)，光滑壓延和點(diǎn)粘合通常在接近非織造纖維網(wǎng)中最低熔化溫度的聚合物的熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。
Maddem等的美國(guó)專(zhuān)利5,589,258描述已經(jīng)用熱穩(wěn)定劑(例如碳氟化合物)處理的、熱圖案粘合之后光滑壓延的紡粘-熔噴層壓材料。光滑壓延通過(guò)使材料經(jīng)過(guò)光滑加熱輥和未加熱輥的軋點(diǎn)進(jìn)行。輥優(yōu)選加熱到與要壓延的無(wú)紡布層中纖維的聚合物的熔點(diǎn)實(shí)質(zhì)上相同的溫度。認(rèn)為與在相同條件下壓延的未處理的材料相比，熱穩(wěn)定劑的存在使得構(gòu)成纖維的聚合物有一定的流動(dòng)性造成纖維至纖維的粘合，但延遲完全形成膜。這樣的方法要求比本發(fā)明使用的壓延溫度高的壓延溫度以及使用熱穩(wěn)定劑。使用這樣的穩(wěn)定劑對(duì)某些最終用途可能是不合乎需要的，除熱粘合步驟外需要分開(kāi)的處理步驟以應(yīng)用熱穩(wěn)定劑。
Lim等的美國(guó)專(zhuān)利5,308,691描述適合用作房屋包裹材料(housewrap)或無(wú)菌包裝的壓延聚丙烯紡粘/熔噴層壓材料。復(fù)合紡粘片材在壓光機(jī)中粘合，壓光機(jī)包括加熱到140℃-170℃的溫度的光滑金屬輥，對(duì)著未加熱的回彈輥運(yùn)行，軋點(diǎn)負(fù)載為約1.75×10-5至3.5×10-5N/m。
Duncan等的PCT國(guó)際公開(kāi)WO 01/49914描述紡絲成網(wǎng)非織造織物在低于制備所述非織造織物的材料的熔點(diǎn)的溫度下(例如低于所述材料的軟化點(diǎn))和/或低于所述材料常用的壓力下熱壓延。這樣的纖維網(wǎng)強(qiáng)度低，優(yōu)選最低限度地粘合到僅足以提供在與第二種纖維網(wǎng)纏結(jié)之前基本纖維網(wǎng)完整性的點(diǎn)。
仍然需要光滑和較薄同時(shí)保持有效的拉伸強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力的低成本非織造織物。
發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及全表面粘合多組分非織造織物，所述非織造織物包含具有至少50％重量的選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合的熔紡多組分纖維的全表面粘合非織造片材，所述多組分纖維有橫截面和長(zhǎng)度，包含第一種聚合物組分和第二種聚合物組分，第一和第二種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變安置的不同區(qū)域，沿著多組分纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上連續(xù)伸展，其中所述第二種聚合物組分的熔點(diǎn)比第一種聚合物組分的熔點(diǎn)低至少約10℃，其中多組分長(zhǎng)絲的至少一部分外圍表面包含第二種聚合物組分，平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為1.05N/gsm，平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為0.329N/gsm。
在第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及制備熱粘合多組分非織造織物的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供具有第一外表面和相對(duì)的第二外表面的多組分非織造織物，多組分非織造織物包含至少50％重量的選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合的多組分熔紡纖維，多組分纖維有橫截面和長(zhǎng)度，多組分纖維包含第一種聚合物組分和第二種聚合物組分，第一和第二種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變安置的不同區(qū)域，沿著多組分纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上連續(xù)伸展，其中所述第二種聚合物組分的熔點(diǎn)(Tm)比第一種聚合物組分的熔點(diǎn)低至少約10℃，多組分長(zhǎng)絲的至少一部分外圍表面包含第二種聚合物組分；(b)將多組分非織造織物的第一外表面預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度；(c)通過(guò)使預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第一和第二光面壓光機(jī)輥形成的第一軋點(diǎn)全表面粘合多組分非織造織物的第一外表面，其中所述第二個(gè)輥未加熱，第一個(gè)輥接觸非織造織物的第一外表面并保持在不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的第一軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm；(d)任選將多組分非織造織物的第二外表面預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度；和(e)通過(guò)使兩次預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第三和第四光面壓光機(jī)輥形成的第二軋點(diǎn)全表面粘合非織造織物的第二外表面，其中所述第四個(gè)輥未加熱，第三個(gè)輥接觸非織造織物的第二外表面并保持在不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的第二軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是適合于制備本發(fā)明的全表面粘合非織造織物方法的示意圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及包含具有至少50％重量的熔紡多組分纖維的全表面粘合非織造片材的全表面粘合多組分非織造織物。熔紡多組分纖維選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合。全表面粘合非織造織物是通過(guò)加熱多組分非織造纖維網(wǎng)，同時(shí)在低于本領(lǐng)域用于壓延主要包含熱塑性纖維的非織造物的溫度下對(duì)兩個(gè)光滑表面之間的纖維網(wǎng)施加壓力而制備。令人驚訝的是盡管粘合溫度較低，本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造纖維網(wǎng)具有改善的平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例和平均抓樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例的組合，同時(shí)保持空氣可滲透。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“全表面粘合非織造織物”或“光滑壓延的非織造織物”指通過(guò)應(yīng)用熱和壓力到兩個(gè)實(shí)質(zhì)上光滑粘合表面之間的非織造織物上粘合的非織造織物。全表面粘合非織造織物本質(zhì)上在其100％的外表面上通過(guò)纖維對(duì)纖維結(jié)合而粘合。使用光滑粘合表面導(dǎo)致全表面粘合非織造織物的每一面實(shí)質(zhì)上均勻地粘合。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“共聚物”包含通過(guò)聚合兩種或多種共聚單體的無(wú)規(guī)、嵌段、交替和接枝共聚物，因而包括二聚物、三聚物等。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“聚酯”打算包括其中至少85％的重復(fù)單元是具有通過(guò)形成酯單元而生成的鍵的二羧酸和二元醇的縮合產(chǎn)物的聚合物。這包括芳族、脂族、飽和及不飽和二酸和二醇。這里使用的術(shù)語(yǔ)“聚酯”也包括共聚物(例如嵌段、接枝、無(wú)規(guī)和交替共聚物)、共混物和其改性物。聚酯的實(shí)例包括乙二醇和對(duì)苯二甲酸的縮合產(chǎn)物聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)和1，3-丙二醇和對(duì)苯二甲酸的縮合產(chǎn)物聚(對(duì)苯二甲酸1，3-丙二酯)。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“聚酰胺”打算包括含有重復(fù)酰胺(-CONH-)基的聚合物。一類(lèi)聚酰胺是通過(guò)一種或多種二羧酸和一種或多種二胺共聚合制備。適合使用在本發(fā)明中的聚酰胺的實(shí)例包括聚(己二酰己二胺)(尼龍6，6)和聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“非織造織物、片材、層或纖維網(wǎng)”意思是與針織物或機(jī)織物相對(duì)，以無(wú)規(guī)的方式安置以形成無(wú)可辨認(rèn)圖案的平面材料的獨(dú)立的纖維、長(zhǎng)絲或線的結(jié)構(gòu)。非織造織物的實(shí)例包括熔噴纖維網(wǎng)、紡粘纖維網(wǎng)、梳理纖維網(wǎng)、氣流成網(wǎng)纖維網(wǎng)、濕法成網(wǎng)纖維網(wǎng)、射流噴網(wǎng)法纖維網(wǎng)和包含多于一種非織造層的復(fù)合纖維網(wǎng)。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“多層復(fù)合片材”指包含至少第一和第二片材樣層的多層結(jié)構(gòu)，其中至少第一層是非織造織物。第二層可以是非織造織物(和第一層相同或不同)、機(jī)織物、針織物或薄膜。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)器縱向”(MD)指非織造纖維網(wǎng)制備的方向(例如，在非織造纖維網(wǎng)成形期間放置纖維的支撐表面移動(dòng)的方向)。術(shù)語(yǔ)“橫向”(XD)指纖維網(wǎng)平面內(nèi)通常垂直于機(jī)器縱向的方向。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“紡粘纖維”意思是通過(guò)從許多細(xì)小的，通常是圓形的噴絲頭的毛細(xì)管擠出熔化的熱塑性聚合物材料為纖維的熔紡的纖維，擠出纖維的直徑通過(guò)拉伸迅速減小，然后使纖維驟冷。也可以使用其他形狀橫截面(例如橢圓形、三葉形、多葉形、扁平、中空等)的纖維。紡粘纖維通常實(shí)質(zhì)上是連續(xù)的，通常平均直徑大于約5微米。紡粘非織造纖維網(wǎng)通過(guò)將紡粘纖維隨機(jī)地鋪在收集表面(例如多孔篩或帶)上形成。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“熔噴纖維”意思是通過(guò)熔噴熔紡的纖維，其中包括將可熔融加工的聚合物擠出通過(guò)許多毛細(xì)管為熔融流進(jìn)入高速氣流(例如空氣)中。高速氣流削弱熔融熱塑性聚合物材料流以減小它們的直徑，形成直徑為約0.5至10微米的熔噴纖維。熔噴纖維通常是不連續(xù)纖維，但也可以是連續(xù)的。高速氣流運(yùn)送的熔噴纖維通常沉積在收集表面上以形成隨機(jī)分散纖維的熔噴纖維網(wǎng)。熔噴纖維沉積在收集表面上時(shí)可以是粘的，這通常造成熔噴纖維網(wǎng)內(nèi)的熔噴纖維之間的粘合。熔噴纖維網(wǎng)也可以使用本領(lǐng)域已知的方法粘合，例如熱粘合。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“紡粘-熔噴-紡粘非織造織物”(SMS非織造織物)指包含夾入和粘合于兩個(gè)紡粘層之間的熔噴纖維的纖維網(wǎng)的多層復(fù)合片材。SMS非織造織物可以通過(guò)在移動(dòng)的多孔收集表面上連續(xù)地沉積第一層紡粘纖維、熔噴纖維層和第二層紡粘纖維在線形成。組合層可經(jīng)通過(guò)兩個(gè)可以加熱或未加熱、光滑或圖案化輥之間形成的軋點(diǎn)粘合?；蛘?，可以預(yù)先形成單獨(dú)的紡粘層和熔噴層，例如通過(guò)將織物卷繞在卷繞輥上任選地單獨(dú)粘合和收集。單獨(dú)的層可以通過(guò)后來(lái)層壓組合，粘合在一起以形成SMS非織造織物。另外的紡粘層和/或熔噴層可以合并在SMS非織造織物中，例如紡粘-熔噴-熔噴-紡粘(SMMS)等。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“多組分纖維”指由至少兩種不同的紡在一起形成單一纖維的聚合物組分組成的纖維。所述至少兩種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變安置的不同區(qū)域中，所述區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地沿著纖維的長(zhǎng)度延伸。多組分紡粘纖維可以是由兩種不同的聚合物組分制得的雙組分纖維。本領(lǐng)域已知的雙組分橫截面的實(shí)例是皮芯橫截面。皮芯纖維的橫截面中芯組分位于纖維的內(nèi)部，實(shí)質(zhì)上延伸到整個(gè)纖維的長(zhǎng)度，由皮組分包圍，以致皮組分形成纖維的外圍表面。本領(lǐng)域已知的另一雙組分橫截面是并列型橫截面，其中第一種聚合物組分形成至少一個(gè)片段，所述片斷與第二種聚合物組分形成的至少一個(gè)片段毗鄰，每個(gè)片段沿著纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上是連續(xù)的，兩種聚合物都暴露在纖維的表面。多組分纖維與從聚合物材料的單一均勻或不均勻共混物擠出的纖維是有區(qū)別的。然而，用于形成多組分纖維的一種或多種不同的聚合物組分可以包含兩種或多種聚合物材料的共混物。例如，皮芯纖維可以包含由至少兩種不同聚合物材料的第一種共混物制得的皮和/或由至少兩種不同聚合物材料的第二種共混物制得的芯，其中皮的整體組成與芯的整體組成不同。這里使用的術(shù)語(yǔ)“多組分非織造纖維網(wǎng)”指包含多組分纖維的非織造纖維網(wǎng)。這里使用的術(shù)語(yǔ)“雙組分纖維網(wǎng)”指包含雙組分纖維的非織造纖維網(wǎng)。多組分纖維網(wǎng)可包含多組分纖維和單組分纖維兩者。
本發(fā)明的非織造織物通過(guò)全表面粘合包含至少50％重量的熔紡熱塑性聚合物多組分纖維的非織造纖維網(wǎng)制備。多組分纖維可以是不連續(xù)(短)纖維、連續(xù)纖維或其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，非織造織物本質(zhì)上由連續(xù)的多組分纖維組成，例如紡粘非織造織物。在另一實(shí)施方案中，非織造織物包括SMS非織造織物，其中一種或兩種紡粘層都包含多組分纖維。在一個(gè)這樣的實(shí)施方案中，兩種紡粘層本質(zhì)上都是由連續(xù)的多組分紡粘纖維組成。
短纖維基非織造織物可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的許多方法制備，所述方法包括纖維(包括熔紡纖維)的梳理或開(kāi)松、氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)。短纖維的每長(zhǎng)絲旦數(shù)優(yōu)選為約0.5至6.0，纖維長(zhǎng)度為約0.25英寸(0.6cm)至4英寸(10.1cm)。
連續(xù)長(zhǎng)絲非織造纖維網(wǎng)可以使用本領(lǐng)域已知的方法例如紡粘法制備。適合于制備本發(fā)明的非織造織物的連續(xù)長(zhǎng)絲纖維網(wǎng)優(yōu)選包含每長(zhǎng)絲旦數(shù)為約0.5至20，更優(yōu)選約1至5的連續(xù)長(zhǎng)絲。適合于制備本發(fā)明的全表面粘合非織造織物的多組分紡粘纖維網(wǎng)可以使用本領(lǐng)域已知的紡粘方法制備，例如Bansal等的美國(guó)專(zhuān)利6,548,431中描述的，該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合到本文中。多組分紡粘方法可以使用一種或多種前聚結(jié)模進(jìn)行，其中不同的聚合物組分在從擠出孔擠出之前接觸，或使用一種或多種后聚結(jié)模進(jìn)行，其中不同的聚合物組分經(jīng)過(guò)分開(kāi)的擠出孔擠出，在脫離毛細(xì)管后接觸以形成多組分纖維。
適合于制備本發(fā)明的非織造織物的多組分纖維的聚合物組分可以排列成并列型、皮芯、或其他本領(lǐng)域已知的多組分纖維橫截面。多組分纖維的外圍表面至少部分包含最低熔化溫度的聚合物組分。例如，聚合物組分排列成皮芯構(gòu)型時(shí)，皮包含較低熔化溫度的聚合物組分，芯包含較高熔化溫度的組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，多組分纖維包括雙組分皮芯纖維，其中所述雙組分纖維包含約5至60％重量的較低熔化溫度的皮組分和約40至95％重量的較高熔化溫度的芯組分。更優(yōu)選雙組分纖維包含約15至40％重量的皮組分和約60至85％重量的芯組分。較低或最低熔化溫度的聚合物組分的熔點(diǎn)優(yōu)選比較高或最高熔化溫度的組分的熔點(diǎn)至少低10℃，更優(yōu)選比較高或最高熔化溫度的組分的熔點(diǎn)至少低20℃。較低或最低熔化溫度的聚合物組分的熔點(diǎn)優(yōu)選為至少120℃，這使得全表面粘合多組分非織造織物在提高的溫度下加工和/或使用而無(wú)明顯的強(qiáng)度損失。
適合于用作較低或最低熔化溫度的聚合物組分的聚合物包括聚酯例如聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物、聚(對(duì)苯二甲酸1，4-丁二酯)(4GT)和聚(對(duì)苯二甲酸1，3-丙二酯)(3GT)，和聚酰胺例如聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)。適合于用作較高或最高熔化溫度的聚合物組分的聚合物包括聚酯例如聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(2GT)和聚酰胺例如聚(己二酰己二胺)(尼龍6，6)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，較高或最高熔化溫度的聚合物組分包括初始特性粘度為0.4至0.7dl/g，更優(yōu)選0.55至0.68dl/g(根據(jù)ASTM D2857測(cè)量，在30℃下的毛細(xì)管粘度計(jì)中使用25％體積的三氟乙酸和75％體積的二氯甲烷測(cè)定)的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)。
在另一實(shí)施方案中，較低或最低熔化溫度的聚合物組分本質(zhì)上由選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物、聚(對(duì)苯二甲酸1，4-丁二酯)和聚(對(duì)苯二甲酸1，3-丙二酯)和聚己內(nèi)酰胺的聚合物組成，最高熔化溫度的聚合物組分本質(zhì)上由選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)和聚(己二酰己二胺)的聚合物組成。
適合于在本發(fā)明的多組分非織造織物中用作較低或最低熔化溫度的聚合物組分的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物包括無(wú)定形和半結(jié)晶的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物。例如，其中基于二酸組分的約5至30％摩爾是由二甲基間苯二甲酸形成的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物和其中基于二醇組分的約5至60％摩爾是由1，4-環(huán)己烷二甲醇形成的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物適合于用作多組分纖維中較低或最低熔化溫度的組分。用1，4-環(huán)己烷二甲醇改性的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物得自Eastman Chemicals(Kingsport，TN)的PETG共聚物。用二甲基間苯二甲酸改性的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物得自E.I.du Pontde Nemours and Company(Wilmin gton，DE)的Crystar聚酯共聚物。
用來(lái)形成多組分纖維的一種或多種聚合物組分可以是兩種或多種聚合物的共混物。當(dāng)聚合物的共混物展示多于一個(gè)的熔點(diǎn)時(shí)，共混物的熔點(diǎn)采用對(duì)共混物測(cè)量的最低熔點(diǎn)。聚合物共混物可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法包括混合擠出機(jī)、Brabender混合機(jī)、班伯里混合機(jī)、輥煉機(jī)等制備。熔化共混物可以擠出，擠出物切割形成可以輸送到紡絲方法的粒料。或者，形成共混物的單獨(dú)的聚合物粒料可以干混以粒料的共混物輸送到紡絲方法，或形成共混物的一種聚合物的粒料可以使用紡絲方法中添加劑輸送器加入到擠出機(jī)中另一種聚合物的熔融流中。
形成多組分纖維的聚合物組分可以包含常規(guī)添加劑例如染料、顏料、抗氧化劑、紫外穩(wěn)定劑、紡絲油劑等。
本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造纖維網(wǎng)的空隙百分比可以為約3％至56％，平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為1.05N/(g/m2)，F(xiàn)razier空氣滲透率至少為0.155m3/(分鐘-m2)，優(yōu)選至少0.310m3/(分鐘-m2)，平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為0.329N/(g/m2)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造纖維網(wǎng)的空隙百分比可以為約35％至55％。本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造纖維網(wǎng)的空隙百分比高于全表面粘合非織造材料使用高的壓延溫度時(shí)可以形成的薄膜樣結(jié)構(gòu)的空隙百分比，低于點(diǎn)粘合非織造纖維網(wǎng)的空隙百分比，所述點(diǎn)粘合非織造纖維網(wǎng)的空隙百分比通常大于80％。空隙百分比可以由非織造纖維網(wǎng)的織物單位重量、厚度和纖維的密度，使用下文測(cè)試方法中給出的公式計(jì)算。對(duì)下文實(shí)例中制備的由皮芯纖維組成的非織造織物，所述皮芯纖維由40％重量的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物的皮和60％重量的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)的芯組成，空隙百分比為3％至56％相應(yīng)的厚度對(duì)織物單位重量的比例為約0.00068mm/gsm至0.0015mm/gsm，其中“gsm”是g/m2。
本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造纖維網(wǎng)通過(guò)應(yīng)用熱和壓力到兩個(gè)實(shí)質(zhì)上平行的光滑粘合表面之間的纖維網(wǎng)粘合多組分熔紡非織造纖維網(wǎng)制備。粘合壓力優(yōu)選為約17.5至70N/mm。光滑粘合表面保持不高于(Tm-40)℃(其中Tm是最低熔化溫度的聚合物組分的熔點(diǎn))，足夠高制備具有上文描述的要求的特性的全表面粘合非織造織物的溫度。在全表面粘合兩個(gè)光滑表面之間的纖維網(wǎng)之前，優(yōu)選將纖維網(wǎng)預(yù)熱。纖維網(wǎng)的預(yù)熱可以在全表面粘合之前通過(guò)用加熱的表面例如加熱的輥接觸纖維網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。或者，可以通過(guò)吹加熱的氣體例如加熱的空氣在纖維網(wǎng)上或穿過(guò)纖維網(wǎng)，或通過(guò)使用紅外輻射或其他加熱方式預(yù)熱纖維網(wǎng)。通常，高于約35℃和不高于(Tm-40)℃的預(yù)熱和粘合溫度是合適的。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)熱溫度和全表面粘合溫度相同。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，全表面粘合多組分非織造織物使用圖1顯示的光滑壓延方法制備。在紡粘非織造織物經(jīng)過(guò)由實(shí)質(zhì)上光滑的壓延輥5和7形成的軋點(diǎn)6之前，多組分非織造片材2經(jīng)過(guò)換向輥1，部分纏繞預(yù)熱輥3以任選預(yù)熱非織造片材的第一面到35℃至(Tm-40)℃。將壓延輥5和7中的一個(gè)或兩個(gè)加熱到不超過(guò)(Tm-40)℃和足夠高提供要求的非織造織物特性的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓延輥5是加熱的金屬輥，壓延輥7是未加熱的背輥。背輥優(yōu)選有回彈性表面，例如Shore D硬度為約75-90的回彈性材料。例如，緊密填充棉花、羊毛或聚酰胺輥是合適的?；貜椥员齿伒挠捕葲Q定“足印”(也就是壓延的即時(shí)區(qū)域)。如果硬度降低，則接觸區(qū)域增加，壓力降低。當(dāng)使用圖1描述的方法時(shí)，非織造織物兩次經(jīng)過(guò)該方法，第二次經(jīng)過(guò)時(shí)織物顛倒過(guò)來(lái)以粘合織物的第二面。
其他壓延輥構(gòu)型也可以用來(lái)制備本發(fā)明的全表面粘合非織造織物。例如，加熱壓延輥5和未加熱壓延輥7可以顛倒以便織物的預(yù)熱面接觸加熱壓延輥5?？梢约尤肓硗獾念A(yù)熱輥和光滑壓延輥組與圖1中顯示的預(yù)熱輥和光滑壓延輥串聯(lián)以便兩面都全表面粘合，無(wú)需第二次經(jīng)過(guò)壓光機(jī)。例如，多組分非織造纖維網(wǎng)可以在以下方法中全表面粘合，其中纖維網(wǎng)的第一外表面通過(guò)將纖維網(wǎng)的第一表面與預(yù)熱輥接觸預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度，然后通過(guò)使預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第一和第二光滑表面壓延輥形成的第一個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合第一表面，其中所述第二壓延輥未加熱，第一壓延輥接觸非織造織物的第一外表面，保持在不超過(guò)(Tm-40)℃和足夠高提供具有上文引用特性的全表面粘合多組分非織造織物的溫度，應(yīng)用的第一個(gè)軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm，接著通過(guò)第二外表面與第二預(yù)熱輥接觸預(yù)熱多組分非織造織物的第二外表面到35℃至(Tm-40)℃的溫度，然后通過(guò)使兩次預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第三和第四光滑表面壓延輥形成的第二個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合非織造織物的第二外表面，其中所述第四輥未加熱，第三輥接觸非織造織物的第二外表面，保持在不超過(guò)(Tm-40)℃但足夠高提供具有上文引用特性的全表面粘合多組分非織造織物的溫度，應(yīng)用的第二個(gè)軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm?；蛘?，可以通過(guò)使纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)由兩個(gè)加熱的預(yù)熱輥形成的第一個(gè)軋點(diǎn)同時(shí)預(yù)熱多組分非織造纖維網(wǎng)的兩面，通過(guò)(a)使預(yù)熱的纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)由兩個(gè)光滑壓延輥形成的第二個(gè)軋點(diǎn)，第二個(gè)軋點(diǎn)的壓力為約17.5至70N/mm，每個(gè)光滑壓延輥加熱到不超過(guò)(Tm-40)℃但足夠高提供具有上文引用特性的全表面粘合多組分非織造織物的溫度；或(b)使預(yù)熱的纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)由第一和第二光滑壓延輥形成的第二個(gè)軋點(diǎn)，其中所述第一輥加熱到不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，接觸預(yù)熱纖維網(wǎng)的第一表面，第二輥未加熱，然后經(jīng)過(guò)由第三和第四光滑壓延輥形成的第三個(gè)軋點(diǎn)，其中所述第三輥加熱到不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，接觸纖維網(wǎng)的第二表面，第四輥未加熱。第一和第三輥加熱到足夠提供具有上文引用特性的全表面粘合多組分非織造織物的溫度，第二軋點(diǎn)和第三軋點(diǎn)的軋點(diǎn)壓力為約17.5至70N/mm。其他的本領(lǐng)域已知的光滑壓延方法可以用來(lái)全表面粘合多組分熔紡非織造纖維網(wǎng)，只要溫度和壓力保持在上文描述的范圍之內(nèi)提供具有上文描述特性的組合的全表面粘合纖維網(wǎng)。供選的壓延方法描述于Janis的美國(guó)專(zhuān)利5,972,147中，所述專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合到本文。盡管該專(zhuān)利描述聚烯烴纖維片材粘合的方法，但是可使所描述的輥構(gòu)型適應(yīng)于制備本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造材料。
壓延方法的主要運(yùn)行參數(shù)為線速度、溫度和壓力，這些參數(shù)可以調(diào)整以實(shí)現(xiàn)要求的特性。如果壓延溫度太高，非織造纖維網(wǎng)中的最低熔化溫度的聚合物組分可以熔化流動(dòng)形成具有很小或沒(méi)有空氣滲透率和低撕破強(qiáng)力的薄膜狀結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)也可能是易脆的傾向于破裂。如果壓延速度太高，溫度太低，將不能足夠地粘合纖維網(wǎng)，而且纖維網(wǎng)的強(qiáng)度低。預(yù)熱步驟減少壓光機(jī)上的熱負(fù)荷。多組分非織造纖維網(wǎng)優(yōu)選使用粘合表面例如壓延壓力為約17.5至70N/mm的壓光輥全表面粘合。壓力低于17.5N/mm時(shí)，片材不能完全粘合；壓延壓力高于70N/mm時(shí)，片材可能有低的撕破強(qiáng)力?？梢允褂眉s10至400m/分鐘的線速度。對(duì)給定的壓延溫度和壓力，可以調(diào)節(jié)線速度以給出要求的特性的組合。
盡管非織造片材的壓延通常使用連續(xù)的輥對(duì)輥方法進(jìn)行，但是也可以使用加熱和加壓帶的連續(xù)方法進(jìn)行?；蛘撸嘟M分非織造片材樣品可以在熱壓機(jī)或其他設(shè)備中全表面粘合，其中非織造片材夾在兩個(gè)實(shí)質(zhì)上光滑和平行的表面之間，至少一個(gè)表面受熱，同時(shí)在得到上文描述的要求的非織造纖維網(wǎng)特性的條件下應(yīng)用壓力。
在全表面粘合之前，用于制備本發(fā)明的全表面粘合非織造織物的多組分非織造纖維網(wǎng)可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的間斷熱粘合方法預(yù)粘合。例如，紡粘纖維網(wǎng)可以使用本領(lǐng)域已知的方法用不連續(xù)的點(diǎn)、線圖案或其他間斷粘合圖案，接著通過(guò)全表面粘合方法例如上文描述的方法之一熱粘合。在紡粘纖維網(wǎng)的表面上的離散點(diǎn)應(yīng)用熱和壓力可以形成間斷熱粘合，例如通過(guò)使分層結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)由圖案化壓光輥和光滑輥或兩個(gè)圖案化輥(其中至少一個(gè)輥受熱)或在超聲波粘合方法中的角和旋轉(zhuǎn)圖案化砧輥形成的軋點(diǎn)。或者，多組分纖維網(wǎng)可以使用本領(lǐng)域已知的透氣粘合法預(yù)粘合，其中加熱的氣體例如空氣在足以將纖維粘合在一起的溫度下穿過(guò)織物，所述纖維在交叉點(diǎn)互相接觸，同時(shí)織物支撐在多孔表面上。在全表面粘合之前預(yù)粘合可以合乎需要地給織物足夠的強(qiáng)度以在后續(xù)加工中處理，例如允許它纏繞在輥上并在后來(lái)展開(kāi)以在全表面粘合方法中使用?；蛘?，多組分非織造纖維網(wǎng)在纖維網(wǎng)形成期間可以在連續(xù)的方法中全表面粘合。例如，多組分熔紡纖維網(wǎng)可以在紡粘或SMS方法中通過(guò)使纖維網(wǎng)在鋪網(wǎng)后但在纏繞到輥上之前經(jīng)過(guò)加熱的光滑壓光輥之間在線全表面粘合。
本發(fā)明的全表面粘合熔紡多組分非織造纖維網(wǎng)可以與一種或多種另外的片材狀層組合形成多層復(fù)合片材。一種或多種另外的片材狀層可以在熱粘合方法中或通過(guò)使用粘合劑或擠出粘結(jié)層粘合到本發(fā)明的一種或多種全表面粘合纖維網(wǎng)。例如，本發(fā)明的全表面粘合多組分纖維網(wǎng)可以粘合到一種或多種選自熔噴非織造纖維網(wǎng)、紡粘非織造纖維網(wǎng)、梳理非織造纖維網(wǎng)、氣流成網(wǎng)非織造纖維網(wǎng)、濕法成網(wǎng)非織造纖維網(wǎng)、射流噴網(wǎng)法非織造纖維網(wǎng)、針織物、機(jī)織物和薄膜的另外層。例如，多組分紡粘織物可以與可透氣的微孔薄膜粘合。微孔薄膜是本領(lǐng)域熟知的，例如那些由包含顆粒填料的聚烯烴(例如聚乙烯)薄膜形成的薄膜。
本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造織物的高拉伸強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力使得它們特別適合于用于兒童安全(child-resistant)包裝中。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種本發(fā)明的全表面粘合多組分纖維網(wǎng)與阻擋層粘合用作泡罩包裝中的蓋材組分(lidding component)。例如，兒童安全泡罩包裝可以通過(guò)將包含本發(fā)明的全表面粘合多組分非織造片材的蓋材組分熱封到泡罩組分上形成。蓋材組分還可以包含阻擋層、任選的全表面粘合非織造織物與阻擋層中間的粘合劑粘結(jié)層，和位于阻擋層上與全表面粘合非織造織物相對(duì)的一側(cè)的用于將蓋材組分熱封到泡罩組分的熱封層。全表面粘合熔紡非織造纖維網(wǎng)的高拉伸強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力賦予包裝對(duì)兒童的高度耐開(kāi)啟或耐損害性能。全表面粘合多組分非織造織物也適合于其他需要高強(qiáng)度、耐撕裂和空氣可滲透性的組合的用途。
在另一實(shí)施方案中，多層復(fù)合片材通過(guò)將本發(fā)明的全表面粘合多組分紡粘纖維網(wǎng)與熔噴纖維網(wǎng)熱粘合制備?；蛘?，可以形成SMS非織造織物，其中至少一個(gè)紡粘層包含本發(fā)明的全表面粘合多組分紡粘纖維網(wǎng)。熔噴纖維網(wǎng)可以是單一組分的熔噴纖維網(wǎng)或多組分的熔噴纖維網(wǎng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，多層復(fù)合片材通過(guò)將雙組分熔噴纖維網(wǎng)夾在本發(fā)明的兩個(gè)全表面粘合多組分紡粘纖維網(wǎng)之間，將各層粘合在一起形成。在一個(gè)這樣的實(shí)施方案中，雙組分熔噴纖維網(wǎng)包含具有實(shí)質(zhì)上并列型構(gòu)型的包含聚酯共聚物組分和聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)組分的熔噴纖維，多組分紡粘纖維網(wǎng)包含連續(xù)的熔紡皮芯纖維，其中皮組分包含聚酯共聚物，芯組分包含聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)。紡粘非織造層在粘合到熔噴層之前可以全表面粘合?；蛘?，可以先形成SMS、SMMS等非織造片材，然后使用上文描述的一種方法在形成SMS、SMMS等非織造片材的層鋪網(wǎng)后在線全表面粘合或在分開(kāi)的全表面粘合方法中全表面粘合。如果非織造片材在后來(lái)的加工中全表面粘合，如上文所描述，輕微預(yù)粘合非織造片材以提供耐受進(jìn)一步加工的足夠的強(qiáng)度可能是合乎需要的。
測(cè)試方法在上文的描述中和在下文的實(shí)施例中，采用下列測(cè)試方法來(lái)測(cè)定各種報(bào)告的屬性和特性。ASTM指American Society for Testing andMaterials(美國(guó)測(cè)試和材料協(xié)會(huì))。
織物單位重量是每單位面積的織物或片材的質(zhì)量的量度，根據(jù)ASTM D-3776測(cè)定(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)，單位為g/m2(gsm)。
條樣拉伸強(qiáng)力是片材的斷裂強(qiáng)度的量度，根據(jù)ASTM D5035測(cè)定(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)，單位為牛頓。條樣拉伸強(qiáng)力在機(jī)器縱向和橫向測(cè)量5個(gè)樣品。計(jì)算平均MD拉伸強(qiáng)力和平均XD拉伸強(qiáng)力，然后取平均獲得平均條樣拉伸強(qiáng)力。
梯形試樣撕破強(qiáng)力或“Trap”撕破強(qiáng)力是在非織造織物中傳播撕裂需要的力的量度，根據(jù)ASTM D 5733-99測(cè)定，單位為牛頓。梯形試樣撕破強(qiáng)力在機(jī)器縱向和橫向測(cè)量5個(gè)樣品。計(jì)算平均MD梯形試樣撕破強(qiáng)力和平均XD梯形試樣撕破強(qiáng)力，然后取平均獲得平均梯形試樣撕破強(qiáng)力。
Frazier空氣滲透率是在片材表面之間的規(guī)定壓差下通過(guò)片材的空氣流的量度，根據(jù)ASTM D 737使用125kPa的壓差進(jìn)行(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)，單位為m3/分鐘-m2。
Shore D硬度是橡膠硬度的量度，根據(jù)ASTM D 2240測(cè)量(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)。
本文報(bào)告的聚合物的熔點(diǎn)是通過(guò)差示掃描量熱儀(DSC)根據(jù)ASTM D3418-99(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)測(cè)量，用DSC曲線的峰值報(bào)告，單位為攝氏度。熔點(diǎn)使用聚合物粒料測(cè)量，加熱速率為10℃每分鐘。
非織造織物的厚度根據(jù)ASTM D-5729-97測(cè)量(通過(guò)引用結(jié)合到本文中)。
聚合物密度根據(jù)ASTM D 1505-98e1測(cè)量。包含聚合物組分“A”和“B”的多組分纖維的聚合物密度可以計(jì)算如下=ρA·ρBxA·(ρB-ρA)+ρA]]>其中xA是聚合物“A”的重量分?jǐn)?shù)，ρA是聚合物“A”的密度，ρB是聚合物“B”的密度。上式也可用于得到兩種聚合物的共混物的密度。
空隙百分比由下式計(jì)算空隙％＝[1-((織物單位重量/聚合物密度)/非織造織物厚度)]×100％。
實(shí)施例實(shí)施例1-4實(shí)施例1至4展示本發(fā)明的全表面粘合雙組分聚酯紡粘非織造織物的制備，使用光滑壓延方法以全表面粘合織物。
制備紡粘雙組分非織造片材，其中纖維是連續(xù)的包含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)芯組分和共聚酯皮組分的皮芯纖維。PET芯組分是Crystar聚酯(Merge 4405，得自E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE)，其特性粘度為0.61dl/g(按照美國(guó)專(zhuān)利4,743,504測(cè)量，該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合到本文中)，熔點(diǎn)為約260℃。PET樹(shù)脂在透氣干燥器中于120℃的空氣溫度下干燥到聚合物的水分含量低于50ppm(百萬(wàn)分之一份)。用在皮組分中的共聚酯聚合物為Crystar共聚酯，17％摩爾改性二甲基間苯二甲酸酯PET共聚物(Merge 4446，得自E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE)，熔點(diǎn)為230℃。共聚酯樹(shù)脂在透氣干燥器中于100℃的溫度下干燥到聚合物的水分含量低于50ppm。在分開(kāi)的擠出機(jī)中將PET聚合物加熱到290℃，將共聚酯聚合物加熱到275℃。將兩種聚合物分別擠出并計(jì)量加入噴絲頭組合件，在此兩種熔化流分別過(guò)濾，然后通過(guò)許多分配盤(pán)組合提供多排芯皮橫截面纖維，其中PET聚酯組分形成芯，共聚酯組分形成皮。
噴絲頭組合件由總共2016根圓形的毛細(xì)管口(28排，每排72根毛細(xì)管)組成。噴絲頭在機(jī)器縱向上的寬度為11.3cm，橫向?yàn)?0.4cm。每根毛細(xì)管直徑為0.35mm，長(zhǎng)度為1.40mm。將噴絲頭組合件加熱到295℃，聚合物通過(guò)每個(gè)毛細(xì)管以0.5g/孔/分鐘的聚合物通過(guò)率紡絲。共聚酯皮組分占纖維的40％重量。紡粘纖維在錯(cuò)流驟冷中冷卻，延伸19英寸(48.3cm)的長(zhǎng)度。通過(guò)矩形扁孔噴嘴向紡粘纖維束提供消弱力。噴絲頭與噴嘴入口之間的距離為25英寸(63.5cm)。
離開(kāi)噴嘴的纖維收集在成形帶上。帶下應(yīng)用真空利于將雙組分紡粘纖維固定在帶上。調(diào)整帶速度以得到要求的非織造片材的織物單位重量。然后將纖維在軋花輥和砧輥組之間輕微熱粘合。兩個(gè)粘合輥都加熱到145℃的輥溫，使用100lb/linear inch(17.5N/mm)的軋點(diǎn)壓力。這提供非常輕微的熱粘合使片材能夠收集在卷繞機(jī)的輥上并在后續(xù)加工中處理。實(shí)施例1和3中制備的非織造紡粘纖維網(wǎng)在壓延前的織物單位重量為65g/m2，實(shí)施例2和4中制備的非織造紡粘纖維網(wǎng)在壓延前的織物單位重量為85g/m2。
然后非織造纖維網(wǎng)使用圖1顯示的方法經(jīng)光滑壓延以完全粘合織物的兩個(gè)面。片材經(jīng)過(guò)換向輥1，繞過(guò)不銹鋼預(yù)熱輥3以預(yù)熱紡粘織物的第一面，然后使紡粘非織造織物經(jīng)過(guò)由壓光輥5和7形成的軋點(diǎn)。壓光輥5為加熱到與預(yù)熱輥3一樣溫度的光滑不銹鋼輥。壓光輥7為光滑未加熱的Shore D硬度為90的復(fù)合材料輥。在實(shí)施例1和2中，預(yù)熱輥和加熱壓光輥都加熱到190℃(比共聚酯聚合物的熔點(diǎn)低40℃)。在實(shí)施例3和4中，預(yù)熱輥和加熱壓光輥都加熱到170℃(比共聚酯的熔點(diǎn)低60℃)。壓光機(jī)線速度為50英尺/分鐘(15.4m/分鐘)，軋點(diǎn)壓力為400lbs/linear inch(70N/mm)。通過(guò)將織物反轉(zhuǎn)第二次通過(guò)壓光機(jī)以便第二面接觸預(yù)熱輥而粘合織物的第二面。壓光的非織造片材的特性報(bào)告于下面的表1中。
表1-全表面粘合非織造片材特性
對(duì)照實(shí)施例1A-4A對(duì)照實(shí)施例1A至4A展示由單組分長(zhǎng)絲的混合物(不是實(shí)施例1-4中使用的雙組分長(zhǎng)絲)制備的全表面粘合聚酯紡粘非織造織物的制備，使用光滑壓延方法以全表面粘合織物。
輕微粘合的紡粘非織造片材根據(jù)實(shí)施例1-4中描述的方法制備，不同之處在于使用的噴絲頭是設(shè)計(jì)紡單組分纖維的混合物的混合纖維噴絲頭。噴絲頭組合件由總共2016根圓形的毛細(xì)管口(28排，每排72根毛細(xì)管)組成。噴絲頭在機(jī)器縱向上的寬度為11.3cm，橫向?yàn)?0.4cm。每根聚合物毛細(xì)管直徑為0.35mm，長(zhǎng)度為1.40mm。在機(jī)器縱向上外面的3排制備具有與實(shí)施例1-4中的一樣的共聚酯的單組分纖維。剩余的中間22排制備含PET的單組分纖維。每孔PET聚合物的通過(guò)率為0.5g/分鐘。調(diào)整共聚酯組分的通過(guò)率以得到其中含有基于非織造片材總重量40％重量的共聚酯纖維的片材。
收集帶的速度調(diào)整到得到要求的非織造片材的織物單位重量。實(shí)施例1A和3A中制備的非織造紡粘纖維網(wǎng)在壓延前的織物單位重量為65g/m2，實(shí)施例2A和4A中制備的非織造紡粘纖維網(wǎng)在壓延前的織物單位重量為85g/m2。
然后使用上文對(duì)實(shí)施例1-4描述的光滑壓延方法全表面粘合紡粘纖維網(wǎng)。在實(shí)施例1A和2A中，預(yù)熱輥和加熱壓延輥都加熱到190℃(比共聚酯聚合物的熔點(diǎn)低40℃)。在實(shí)施例3A和4A中，預(yù)熱輥和加熱壓延輥都加熱到170℃(比共聚酯聚合物的熔點(diǎn)低60℃)。壓光機(jī)的線速度為50英尺/分鐘(15.4m/分鐘)，軋點(diǎn)壓力為400lbs/linearinch(70N/mm)。壓光的紡粘非織造片材的特性報(bào)告在上文的表1中。
表1顯示的結(jié)果展示由雙組分紡粘非織造纖維網(wǎng)制備的本發(fā)明的全表面粘合非織造纖維網(wǎng)與相應(yīng)的由兩種不同單組分纖維的混合物制備的對(duì)照實(shí)施例相比有較高的平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例，較低的厚度對(duì)織物單位重量的比例(較低的空隙百分比)，和較高平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例，其中兩種不同單組分纖維是由本發(fā)明的實(shí)施例的雙組分纖維的皮和芯中使用的相同的單獨(dú)聚合物制備的。按照本發(fā)明制備的實(shí)施例的Frazier空氣滲透率也明顯低于相應(yīng)的對(duì)照實(shí)施例。
對(duì)照實(shí)施例5A-8A這些實(shí)施例展示點(diǎn)粘合雙組分皮芯紡粘非織造織物的制備。
輕微粘合的紡粘纖維網(wǎng)根據(jù)實(shí)施例1-4中描述的方法制備。調(diào)整收集帶的速度以便對(duì)照實(shí)施例5A和7A的織物單位重量為65g/m2，對(duì)照實(shí)施例6A和8A的織物單位重量為85g/m2。然后使用由油加熱的軋花輥和光滑油加熱的砧輥形成的軋點(diǎn)熱點(diǎn)粘合纖維網(wǎng)。軋花輥有鍍鉻未硬化帶菱形圖案的鋼表面，點(diǎn)尺寸為0.466mm2，點(diǎn)深0.86mm，點(diǎn)距1.2mm，粘合面積為14.6％。光滑砧輥具有硬化鋼表面。對(duì)實(shí)施例5A和6A，兩個(gè)粘合輥都加熱到145℃(比共聚酯聚合物的熔點(diǎn)低85℃)，對(duì)實(shí)施例7A和8A，兩個(gè)粘合輥都加熱到160℃(比共聚酯聚合物的熔點(diǎn)低70℃)。每個(gè)實(shí)施例使用的粘合壓力為70N/mm，粘合線速度為50英尺/分鐘(15.4m/分鐘)。
點(diǎn)粘合雙組分紡粘非織造片材的特性報(bào)告于下面的表2中。對(duì)照實(shí)施例5A-8A的點(diǎn)粘合非織造織物與本發(fā)明的全表面粘合材料相比具有明顯較低的平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例和平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例。點(diǎn)粘合雙組分紡粘材料與本發(fā)明的材料相比也具有明顯較高的空隙百分比，這使得它們不適合需要光滑稠密結(jié)構(gòu)的最終用途。
對(duì)照實(shí)施例9A此實(shí)施例展示在低于聚酯共聚物皮的熔點(diǎn)20℃的溫度下壓光的全表面粘合雙組分(皮芯)聚酯紡粘織物的制備。
按上文對(duì)實(shí)施例1-4描述，制備具有織物單位重量為80g/m2，包含聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物皮/聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)芯的纖維的輕微粘合的雙組分紡粘非織造織物。
使用上文對(duì)實(shí)施例1-4描述的方法光滑壓延輕微粘合的紡粘纖維網(wǎng)，不同之處在于預(yù)熱輥和加熱壓光輥都加熱到210℃(比共聚酯共聚物的熔點(diǎn)低20℃)。壓光片材的特性報(bào)告在上文的表1中。對(duì)照實(shí)施例9的全表面粘合織物與本發(fā)明的實(shí)施例相比具有明顯較低的平均梯形試樣撕破強(qiáng)力/織物單位重量。
表2-點(diǎn)粘合非織造片材特性
權(quán)利要求
1.一種全表面粘合多組分非織造織物，所述非織造織物包含具有至少50％重量的選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合的熔紡多組分纖維的全表面粘合非織造片材，多組分纖維有橫截面和長(zhǎng)度，包含第一種聚合物組分和第二種聚合物組分，第一和第二種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變地安置的不同區(qū)域，沿著多組分纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上連續(xù)伸展，其中所述第二種聚合物組分的熔點(diǎn)比第一種聚合物組分的熔點(diǎn)低至少約10℃，其中多組分長(zhǎng)絲的至少一部分外圍表面包含第二種聚合物組分，平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為1.05N/gsm，平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例至少為0.329N/gsm。
2.權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物，所述非織造織物的空隙百分比為約3％至56％。
3.權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物，所述非織造織物的Frazier空氣滲透率為至少0.155m3/分鐘-m2。
4.權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述非織造織物本質(zhì)上由熔紡多組分纖維組成。
5.權(quán)利要求4的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述熔紡多組分纖維本質(zhì)上由多組分連續(xù)紡粘纖維組成。
6.權(quán)利要求4的全表面粘合多組分織物，其中所述熔紡多組分纖維本質(zhì)上由多組分短纖維組成。
7.權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述多組分纖維本質(zhì)上由多組分連續(xù)紡粘纖維組成。
8.權(quán)利要求7的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述多組分連續(xù)纖維的橫截面選自皮芯構(gòu)型和并列構(gòu)型。
9.權(quán)利要求8的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述連續(xù)多組分連續(xù)纖維具有皮芯橫截面，其中第一種聚合物組分形成芯，第二種聚合物組分形成皮。
10.權(quán)利要求9的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述第一種聚合物組分包含選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)和聚(己二酰己二胺)的聚合物，所述第二種聚合物組分包含選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物、聚(對(duì)苯二甲酸1，4-丁二酯)、聚(對(duì)苯二甲酸1，3-丙二酯)和聚己內(nèi)酰胺的聚合物。
11.權(quán)利要求10的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述第一種聚合物組分包含聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)，所述第二種聚合物組分包含聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物。
12.權(quán)利要求11的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物選自包含基于共聚物中二酸單元總量的約5至30％摩爾的二甲基間苯二甲酸的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物和包含基于共聚物中二醇單元總量的約6至60％摩爾的1，4-環(huán)己烷二甲醇的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物。
13.權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物，其中所述空隙百分比為約35％至55％。
14.一種多層復(fù)合片材，所述片材包含粘合于至少一種選自非織造纖維網(wǎng)和薄膜的片材層的至少一種權(quán)利要求1的全表面粘合多組分非織造織物。
15.權(quán)利要求14的多層復(fù)合片材，其中所述全表面粘合多組分非織造織物包含多組分連續(xù)纖維，片材層包含熔噴纖維網(wǎng)。
16.權(quán)利要求15的多層復(fù)合片材，所述片材還包含權(quán)利要求1的包含多組分連續(xù)纖維的第二種全表面粘合多組分非織造織物，其中所述熔噴纖維網(wǎng)夾入和粘附于第一和第二全表面粘合多組分非織造織物之間。
17.一種制備熱粘合多組分非織造織物的方法，所述方法包括以下步驟a.提供具有第一外表面和相對(duì)的第二外表面的多組分非織造織物，多組分非織造織物包含至少50％重量的選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合的多組分熔紡纖維，多組分纖維有橫截面和長(zhǎng)度，包含第一種聚合物組分和第二種聚合物組分，第一和第二種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變地安置的不同區(qū)域，沿著多組分纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上連續(xù)伸展，其中所述第二種聚合物組分的熔點(diǎn)Tm比第一種聚合物組分的熔點(diǎn)低至少約10℃，多組分長(zhǎng)絲的至少一部分外圍表面包含第二種聚合物組分；b.將多組分非織造織物的第一和第二外表面預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度；c.通過(guò)使預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第一和第二光滑表面壓光輥形成的第一個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合非織造織物的第一外表面，其中所述第二個(gè)輥未加熱，第一個(gè)輥接觸非織造織物的第一外表面并保持為不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm；d.通過(guò)使非織造織物經(jīng)過(guò)由第三和第四光滑表面壓光輥形成的第二個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合非織造織物的第二外表面，其中所述第四個(gè)輥未加熱，第三個(gè)輥接觸非織造織物的第二外表面并保持為不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm。
18.一種制備熱粘合多組分非織造織物的方法，所述方法包括以下步驟a.提供具有第一外表面和相對(duì)的第二外表面的多組分非織造織物，多組分非織造織物包含至少50％重量的選自多組分短纖維、多組分連續(xù)纖維和其組合的多組分熔紡纖維，多組分纖維有橫截面和長(zhǎng)度，多組分纖維包含第一種聚合物組分和第二種聚合物組分，第一和第二種聚合物組分排列在多組分纖維橫截面的實(shí)質(zhì)上不變地安置的不同區(qū)域，沿著多組分纖維的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上連續(xù)伸展，其中所述第二種聚合物組分的熔點(diǎn)Tm比第一種聚合物組分的熔點(diǎn)低至少約10℃，多組分長(zhǎng)絲的至少一部分外圍表面包含第二種聚合物組分；b.將多組分非織造織物的第一外表面預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度；c.通過(guò)使預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第一和第二光滑表面壓光輥形成的第一個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合多組分非織造織物的第一外表面，其中所述第二個(gè)輥未加熱，第一個(gè)輥接觸非織造織物的第一外表面并保持為不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的第一個(gè)軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm；d.將多組分非織造織物的第二外表面預(yù)熱到35℃至(Tm-40)℃的溫度；和e.通過(guò)使兩次預(yù)熱的非織造織物經(jīng)過(guò)由第三和第四光滑表面壓光輥形成的第二個(gè)軋點(diǎn)全表面粘合非織造織物的第二外表面，其中所述第四個(gè)輥未加熱，第三個(gè)輥接觸非織造織物的第二外表面并保持為不超過(guò)(Tm-40)℃的溫度，應(yīng)用的第二個(gè)軋點(diǎn)壓力為約17.5至約70N/mm。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法制備的全表面粘合非織造織物，其中所述全表面粘合非織造織物的空隙百分比為3％至56％，平均條樣拉伸強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例為至少1.05N/gsm，F(xiàn)razier空氣滲透率為至少0.155m3/分鐘-m2，平均梯形試樣撕破強(qiáng)力對(duì)織物單位重量的比例為至少0.329N/gsm。
20.權(quán)利要求19的全表面粘合非織造織物，其中所述空隙百分比為約35％至55％。
21.權(quán)利要求1或20的全表面粘合非織造織物，其中所述Frazier空氣滲透率為至少0.310m3/分鐘-m2。
全文摘要
本發(fā)明提供全表面粘合多組分非織造織物，所述非織造織物在比本領(lǐng)域已知更薄的厚度下具有改善的撕破強(qiáng)力和拉伸強(qiáng)力的組合。全表面粘合多組分纖維網(wǎng)的空隙百分比為約3％至56％，F(xiàn)razier滲透率為至少0.155m
文檔編號(hào)D04H3/16GK1890419SQ200480036962
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者V·班薩爾, H·S·林, D·M·小勞拉 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司