專利名稱：低密度微纖維無紡織物的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明涉及一種含有共軛微纖維長絲的無紡織物，更具體是本發(fā)明涉及一種含有氣流拉伸微纖維長絲的無紡織物。
具有平均粗細(xì)度，尤其是單位長度重量約為1.5分特或更小的合成長絲可稱之為微纖維長絲，用于生產(chǎn)微纖維長絲所使用的普通兩組工藝方法是熔噴纖維生產(chǎn)工藝方法和裂膜纖維生產(chǎn)工藝方法。熔噴纖維是通過下述方式形成的，即把熔融處理的熱塑性材料擠壓通過一些細(xì)的模制毛細(xì)管，成為熔融長絲而進(jìn)入到高速加熱氣流中，一般是加熱空氣，該氣流使熔融熱塑性材料長絲拉細(xì)以減少其直徑從而形成熔噴纖維。這些一般是粘結(jié)的并且是未完全冷卻的纖維，隨后通過高速氣流傳送并隨機(jī)地放置在一收集表面上，以形成一種自身粘合纖維網(wǎng)。熔噴纖維網(wǎng)能夠廣泛的使用于各種用途，例如過濾材料，揩布，包裝材料，一次性織物部分，吸收性制品部分以及其它類似制品。然而，熔噴纖維生產(chǎn)工藝的拉細(xì)步驟僅產(chǎn)生形成纖維的聚合物中的分子取向有限范圍，這樣，熔噴纖維和含有該纖維的纖維網(wǎng)不能呈現(xiàn)高的拉伸特性。
一般裂膜纖維是由多組分共軛纖維制成，其一般含有不相容聚合物組分，該組分在共軛纖維的橫截面上被排列處于不同的區(qū)域，并且這些區(qū)域沿纖維的長度延伸。當(dāng)共軛纖維沿著纖維內(nèi)不同區(qū)域的界面被機(jī)械地或化學(xué)地引起裂膜時(shí)，裂膜纖維被形成。盡管裂膜纖維生產(chǎn)工藝能夠用于生產(chǎn)具有相對高拉伸特性的細(xì)纖維，但是該工藝要求有裂膜步驟，并且該步驟往往會(huì)引起不便和不經(jīng)濟(jì)。此外，由傳統(tǒng)的裂膜纖維生產(chǎn)工藝生產(chǎn)完全裂膜纖維是十分困難的，并且這些工藝會(huì)產(chǎn)生致密或壓實(shí)的結(jié)構(gòu)。
已試圖生產(chǎn)微纖維長絲，該長絲隨后切成為短纖維。這些微纖維長絲是經(jīng)過紡絲裝置的紡絲板形成長絲并隨后一般用卷繞輥以施加一高拉伸比的高拉伸速度拉伸長絲而生產(chǎn)的。然而，由于微纖維長絲的粗細(xì)度達(dá)到較細(xì)，由此對所生產(chǎn)的微纖維長絲和微短纖維引起加工困難。例如，微短纖維對于開松和梳理都是十分困難的，并且纖維當(dāng)被梳理時(shí)會(huì)引起形成不均勻的無紡纖維網(wǎng)。
此外，已試圖通過改進(jìn)紡粘無紡纖維網(wǎng)生產(chǎn)工藝而生產(chǎn)微纖維長絲無紡纖維網(wǎng)。類似于熔噴纖維生產(chǎn)工藝方法，紡粘長絲是通過熔融處理熱塑性聚合物經(jīng)過一些細(xì)小模制毛細(xì)管以形成熔融長絲而形成的。然而，和熔噴纖維生產(chǎn)工藝方法不同，當(dāng)進(jìn)行冷卻時(shí)，其形成的長絲不被引入到加熱氣流中，而是輸送到一氣流拉伸單元中，并且拉伸力是采用氣流拉伸單元中的加壓氣體或空氣施加到長絲上。存在于拉伸單元中的拉伸長絲是相對無卷曲的長絲，其以無序的形式放置在一成形表面上，以形成一種松散凌亂的纖維網(wǎng)，然后鋪放的纖維網(wǎng)在加熱和加壓下被粘合，以形成熔融粘結(jié)區(qū)域，以便給予纖維網(wǎng)完整性和尺寸穩(wěn)定性。比較于熔噴纖維，紡粘長絲具有相對高的分子取向，并由此呈現(xiàn)出相對高的拉伸特性。然而，因?yàn)榧徴抽L絲的未卷曲特性和壓實(shí)粘合工藝使得紡粘無紡纖維網(wǎng)往往會(huì)被壓實(shí)。紡粘纖維的生產(chǎn)已揭在例如Appel等人的US4,340,563，Dorschner等人的US 3,692,618，和Matsuki等人的US3,802,817中。
為了改善紡粘纖維網(wǎng)的松密度，已建議生產(chǎn)卷曲的長絲紡粘纖維網(wǎng)。例如，Pike等人的US 5,382,400教導(dǎo)了一種紡粘纖維網(wǎng)的生產(chǎn)工藝，其可生產(chǎn)含有多組分共軛長絲的膨松紡粘纖維網(wǎng)。US 5,382,400的教導(dǎo)是十分適合于生產(chǎn)膨松紡粘纖維網(wǎng)。然而，設(shè)法生產(chǎn)的含有較細(xì)長絲的膨松纖維網(wǎng)比傳統(tǒng)紡粘長絲具有不良的結(jié)果?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，增加氣流拉伸力和/或減少熔融處理的聚合物進(jìn)入到模制毛細(xì)管的通過速率，實(shí)質(zhì)上消除了細(xì)的共軛長絲中的卷曲，上述的措施是為了減少長絲粗細(xì)度的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。此外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，對于減少紡粘長絲尺寸的已知方式的實(shí)施不能無限減小紡粘長絲的尺寸。由于氣流拉伸力增加和/或通過速率減少到一定的限度，嚴(yán)重的紡絲斷裂使整個(gè)紡絲工藝過程停頓。因此，在使用傳統(tǒng)已知方式減少紡粘長絲粗細(xì)度方面和用不切合實(shí)際的傳統(tǒng)紡粘長絲生產(chǎn)方法生產(chǎn)卷曲紡粘微纖維長絲是有顯著限制的。
這就有待需要一種膨松且具有高拉伸特性的微纖維長絲無紡纖維網(wǎng)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種含有氣流拉伸長絲，尤其是紡粘長絲的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中纖維網(wǎng)具有0.01g/cc至0.075g/cc的密度，而微纖維長絲具有每單位長度的重量0.1分特至1.0分特。
此外，本發(fā)明還提供一種用于生產(chǎn)含有紡粘微纖維長絲的膨松無紡纖維網(wǎng)的工藝方法，其工藝方法包括下述步驟熔融連續(xù)紡制多組分共軛長絲，該長絲包括高熔流速率的乙烯聚合物和高熔流速率的丙烯聚合物，乙烯聚合物和丙烯聚合物沿著共軛長絲長度橫截面排列占據(jù)不同區(qū)域，乙烯聚合物沿著共軛長絲的長度占據(jù)至少部分圓周表面；冷卻已被紡制的共軛長絲以便共軛長絲具有潛在的可卷曲性；拉伸紡成的共軛長絲以形成微纖維長絲；活化潛在的可卷曲性能，以便共軛長絲實(shí)現(xiàn)卷曲；并且存放卷曲的微纖維長絲從而形成無紡纖維網(wǎng)，其中纖維網(wǎng)具有0.01g/cc至0.075g/cc密度，而微纖維長絲具有每單位長度的重量0.1分特至1.5分特，其中乙烯聚合物是一種乙烯均聚物或乙烯共聚物，并且具有根據(jù)ASTM D1238-90b，試驗(yàn)條件190/2.16所測量的熔流速度60g/10min至400g/10min，而丙烯聚合物是一種丙烯均聚物或乙烯共聚物，并且具有根據(jù)ASTM D1238-90b，試驗(yàn)條件230/2.16所測量的熔流速率50g/10min至800g/10min。為生產(chǎn)具有均勻長絲覆蓋性的無紡纖維網(wǎng)，較好的是在存放形成無紡纖維網(wǎng)之前卷曲共軛微纖維長絲。
在此使用的術(shù)語“微纖維長絲”意指長絲具有每單位長度重量等于或小于1.5分特。在此使用的術(shù)語“纖維網(wǎng)”表示纖維狀網(wǎng)和織物。
附圖簡要說明

圖1舉例說明生產(chǎn)本發(fā)明膨松無紡織物的一示范性工藝過程。
發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明提供一種膨松、低密度無紡纖維網(wǎng)，其含有氣流拉伸，被卷曲的微纖維長絲，并且其微纖維長絲是多組分共軛長絲。多組分共軛長絲含有乙烯聚合物組分和丙烯聚合物組分，不過共軛長絲可含有可替換的和/或另外的聚合物組分，其選自各種各樣的纖維成形聚合物。
適用于本發(fā)明的乙烯聚合物具有熔流速率60至400g/10min，較好的是100至200g/10min，更好的是125至175g/10min，其是根據(jù)ASTMD1238-90b，試測條件190/2.16，在聚合物熔融處理之前所測量的。適用于本發(fā)明的丙烯聚合物具有熔流速率50至800g/10min，較好的是60至200g/10min，更好的是75至150g/10min，其是根據(jù)ASTM D1238-90b，試驗(yàn)條件230/2.16，在聚合物熔融處理之前所測量的。適用于本發(fā)明的乙烯和丙烯聚合物可稱為是高熔流速率聚合物。此外，比較用于紡粘纖維的傳統(tǒng)聚乙烯和聚丙烯，用于本發(fā)明適宜的乙烯和丙烯聚合物希望具有較窄的分子量分布。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)使用高熔流速率乙烯和丙烯聚合物，能夠生產(chǎn)共軛紡粘微纖維長絲和提高微纖維長絲的可卷曲性，由此改善無紡纖維網(wǎng)的膨松性和能夠生產(chǎn)低密度的無紡纖維網(wǎng)。此外，微纖維長絲提供了一種具有均勻纖維覆蓋性的纖維網(wǎng)。因此，本發(fā)明的共軛紡粘纖維網(wǎng)具有一些顯著的改善特性，例如柔軟性，均勻纖維覆蓋性和手感以及改善的流體操縱性能。此外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)高熔流速率的乙烯和丙烯聚合物成分比用于紡粘纖維的傳統(tǒng)乙烯和丙烯聚合物能以較低溫度熔融處理加工。以低熔融處理加工溫度的組分聚合物的加工性能是非常理想的，這是由于低加工溫度大大地抑制了伴隨紡粘纖維網(wǎng)生產(chǎn)過程中的熔融加工和冷卻步驟時(shí)產(chǎn)生的一些問題，如聚合物的熱降解和紡制長絲不希望有的粘性。
適用于本發(fā)明的乙烯聚合物包括纖維成形的乙烯均聚物和乙烯與一種或多種共聚單體，如丁烯，己烯，4-甲基-1戊烯，辛烯，醋酸乙烯酯和丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸乙酯的共聚物和它們的混合物。適合的乙烯聚合物可與少量的乙烯丙烯酸烷基酯混合，例如乙烯丙烯酸乙酯；聚丁烯；和/或乙烯醋酸乙烯酯。另外相適應(yīng)的乙烯聚合物是有規(guī)立構(gòu)聚合的乙烯聚合物，例如基于金屬茂催化劑的聚合物，例如，Engage聚乙烯，其可從Dow Chamical獲得。這些相適應(yīng)的乙烯聚合物中，比較理想的乙烯聚合物包括高密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，低密度聚乙烯以其混合物，最理想的乙烯聚合物包括高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯。
用于本發(fā)明相適應(yīng)的丙烯聚合物包括丙烯均聚物和共聚物，其包括全同立構(gòu)聚丙烯，間同立構(gòu)聚丙烯，彈性均聚物聚丙烯和含有少量已知適用于形成丙烯聚合物的一種或多種單體的丙烯共聚物，這些單體例如是乙烯，丁烯，甲基甲烯酸酯-共-烯丙基磺酸鈉，和苯乙烯-共-苯乙烯磺酰胺。這些聚合物的混合物也是適宜的，并且適宜的丙烯聚合物可與少量乙烯丙烯酸烷基酯混合，例如乙烯丙烯酸乙酯；聚丁烯；和乙烯醋酸乙烯酯。另外相適應(yīng)的丙烯聚合物是有規(guī)立構(gòu)聚合的丙烯聚合物，例如基于金屬茂的聚合物，如Exxpol聚丙烯，其可從Exxon Chemical獲得。這些相適應(yīng)的丙烯聚合物，比較理想的是全同立構(gòu)聚丙烯和含有高達(dá)15％乙烯的丙烯共聚物。
如上所述，本發(fā)明的共軛紡粘微纖維長絲可含有除了丙烯和乙烯聚合物以外的其它聚合物。適用于其共軛纖維的附加或替換聚合物組分的纖維成形聚合物包括聚烯烴，聚酯，聚酰胺，乙縮醛，丙烯酸系聚合物，聚氯乙烯，基于醋酸乙烯酯的聚合物和類似物，以及它們的混合物。可用的聚烯烴包括聚乙烯，如高密度聚乙烯，中密度聚乙烯，低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯；聚丙烯，如全同立構(gòu)聚丙烯和間同立構(gòu)聚丙烯；聚丁烯，如聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，如聚(2-戊烯)，和聚(4-甲基-1-戊烯)；和它們的混合物?？捎玫幕诖姿嵋蚁サ木酆衔锇ň鄞姿嵋蚁?；乙烯-醋酸乙烯酯；皂化聚醋酸乙烯酯，即聚乙烯醇；乙烯乙烯基醇和它們的混合物。可用的聚酰胺包括尼龍6，尼龍6/6，尼龍10，尼龍4/6，尼龍10/10，尼龍12，親水性聚酰胺共聚物，如己內(nèi)酰胺和烯化氧二胺，如乙烯化氧二胺的共聚物和六亞甲基己二酰己二胺和烯化氧的共聚物和其混合物。可用的聚酯包括聚對苯二甲酸乙二酯，聚對苯二甲酸丁二酯和其混合物。適用于本發(fā)明的丙烯酸系聚合物包括乙烯丙烯酸，乙烯異丁烯酸，乙烯甲基丙烯酸甲酯和類似物以及它們的混合物。此外，共軛纖維的聚合物成分還可包括少量的配伍劑，著色劑，顏料，熱穩(wěn)定劑，熒光增白劑，紫外線穩(wěn)定劑，抗靜電劑，潤滑劑，耐磨增強(qiáng)劑，卷曲誘導(dǎo)劑，成核劑，填充料和其它處理助劑。
對于本發(fā)明相適應(yīng)的共軛長絲可具有并列型或皮芯型結(jié)構(gòu)。當(dāng)應(yīng)用皮芯型結(jié)構(gòu)時(shí)，一種偏心皮芯型結(jié)構(gòu)，即非同心的對準(zhǔn)皮部和芯部是所希望的，這是由于同心的皮芯型長絲具有對稱的幾何結(jié)構(gòu)，使得往往引起阻止長絲中的卷曲非機(jī)械的觸發(fā)。比較理想的共軛纖維結(jié)構(gòu)是偏心的皮芯型結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，盡管共軛長絲可在長絲被存放以形成無紡纖維網(wǎng)之前或之后被卷曲，但較好的是在其存放形成無紡纖維網(wǎng)之前是全卷曲長絲。由于卷曲活化必然會(huì)伴隨有長絲尺寸變化和移動(dòng)，因此具有均勻纖維覆蓋性的無紡纖維網(wǎng)，在卷曲活化過程期間，往往會(huì)降低其均勻性。相反，由卷曲的長絲生產(chǎn)的無紡纖維網(wǎng)具有均勻的纖維覆蓋性并且不會(huì)受到進(jìn)一步的尺寸變化。一種特別適合于本發(fā)明生產(chǎn)共軛長絲紡粘纖維網(wǎng)的工藝方法，公開于Pike等人的US 5,382,400中，該專利全部內(nèi)容在此引入作為參考。
現(xiàn)參看圖1，可看一條用于本發(fā)明擇優(yōu)的紡粘纖維網(wǎng)生產(chǎn)加工線10，其生產(chǎn)一種膨松、低密度紡粘微纖維長絲纖維網(wǎng)。盡管本發(fā)明的共軛微纖維長絲可含有多于兩種組分聚合物成份，但為了圖示說明目的，圖1繪制了一種雙組分微纖維長絲纖維網(wǎng)。一對擠壓機(jī)12a和12b分別擠出丙烯聚合物和乙烯聚合物組分，其組分是分別喂入到第一漏斗14a和第二漏斗14b內(nèi)，其擠壓機(jī)同時(shí)把熔融的聚合物組分提供到噴絲板18。適應(yīng)于擠壓共軛長絲的噴絲板在本技術(shù)領(lǐng)域中是熟知的。簡單的說，噴絲板18包括裝有噴絲組件的殼體，噴絲組件包括多塊板和?？凇０迳匣y開口的排列形成了熔體流通道，以用來把兩種聚合物引導(dǎo)到?？谔?，其模口為一排或多排開口，它們根據(jù)最終共軛長絲所希望的結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。板的開口可排列成用來形成數(shù)量不同的兩組分聚合物成分。尤其適宜的纖維含有基于長絲總重量的20％至80％的丙烯聚合物，和80％至20％的乙烯聚合物。如上所述，用于該共軛微纖維長絲的聚合物成分的熔融加工溫度可低于用于紡粘長絲的傳統(tǒng)聚乙烯和聚丙烯的傳統(tǒng)加工溫度。能夠以較低溫度加工處理聚合物成分是十分有利的，例如較低的加工處理溫度除了減少能量需求外，降低了組分聚合物和添加劑熱降解的可能性，并且減少了隨著冷卻紡制的長絲而產(chǎn)生的一些問題，例如紡制長絲的粘性。
噴絲板18提供一簾共軛長絲或連續(xù)纖維，并且長絲在將被喂入到纖維拉伸裝置22之前而通過一驟冷吹風(fēng)裝置22而冷卻。據(jù)信，被冷卻的共軛纖維的組分聚合物的不同熱收縮性能給予了纖維潛在的可卷曲性能，并且潛在的可卷曲性能能受熱而觸發(fā)。用于熔融紡絲聚合物的適宜的纖維拉伸裝置在本技術(shù)領(lǐng)域是熟知的，用于本發(fā)明的特別適用的纖維拉伸裝置包括揭示在Matsuki等人的US 3,802,817中的這一類型的直型纖維吸絲器，在此引入該專利作為參考。簡單的說，纖維拉伸裝置22包括一個(gè)細(xì)長的垂直通道，通過該通道長絲被由通道側(cè)部進(jìn)入的拉伸空氣而拉伸。源于壓縮空氣源24的拉伸空氣拉伸長絲，并賦予長絲中的分子取向。除了拉伸長絲外，拉伸空氣能夠用來賦予長絲中的卷曲，特別是活化長絲的潛在卷曲。
根據(jù)本發(fā)明，由空氣源24提供的拉伸空氣的溫度通過加熱器而提高，以便加熱的空氣使長絲加熱到足以活化潛在卷曲的溫度。拉伸空氣的溫度能夠變化以實(shí)現(xiàn)不同的卷曲度。一般情況下，較高的空氣溫度產(chǎn)生較高的卷曲程度，其提供的空氣溫度不要高到使其熔融纖維拉伸裝置中的長絲聚合物組分。因此，通過改變拉伸空氣的溫度，能夠便利的生產(chǎn)具有不同卷曲程度的長絲。
加工線10還包括一個(gè)位于拉伸裝置22下面的環(huán)形帶孔的成形面26，它通過驅(qū)動(dòng)輥28驅(qū)動(dòng)。由纖維拉伸裝置引出的拉伸的長絲，隨機(jī)地被堆積到成形面26上，以形成均勻膨松和均勻纖維覆蓋性的無紡纖維網(wǎng)。通過把一抽真空裝置30直接放在將被堆積長絲的成形面26之下，其長絲堆積過程能變得更加便利。上述的同時(shí)拉伸和卷曲加工則十分有助于生產(chǎn)具有均勻纖維覆蓋性和均勻纖維厚度的膨松紡粘纖維網(wǎng)。將高熔流速率的乙烯和丙烯聚合物一起同時(shí)加工，是十分適用于生產(chǎn)本發(fā)明的高卷曲共軛微纖維長絲。
堆積的無紡纖維網(wǎng)隨后采用適用于紡粘纖維的任何已知粘合工藝技術(shù)而被粘合。較好的是，堆積的無紡纖維網(wǎng)是采用通氣粘合方法被粘合，這是由于通氣粘合方法可均勻有效地分布于整個(gè)纖維網(wǎng)使纖維之間粘合，而不有明顯地實(shí)纖維網(wǎng)。再參見圖1，其圖示說明了-通氣粘合裝置的實(shí)例。一般來說，通氣粘合裝置36包括一個(gè)帶有孔的輥38，該輥接收纖維網(wǎng)，和一個(gè)圍繞帶孔輥38的護(hù)罩40。足以熱到能熔融共軛纖維中的較低熔點(diǎn)組分聚合物的加熱空氣，是通過帶孔輥38而提供給纖維網(wǎng)，并通過護(hù)罩40抽走。加熱空氣尤其熔融了較低熔點(diǎn)的聚合物，即乙烯聚合物，并且被熔融的聚合物在整個(gè)纖維網(wǎng)中，尤其在長絲的交叉接觸點(diǎn)處形成纖維間粘合。另一方面，未粘合的無紡纖維網(wǎng)可用一軋光粘合機(jī)粘合。軋光粘合機(jī)一般裝配2個(gè)或多個(gè)相鄰放置的加熱輥，這些輥形成一夾持從而把熱和壓力的組合作用在熔融的熱塑性無紡纖維網(wǎng)的纖維或長絲上。由此實(shí)現(xiàn)纖維網(wǎng)上的圖案粘合區(qū)域或點(diǎn)。
如上所述，包含有高熔流速率聚合物的氣流拉伸的長絲，甚至在非常細(xì)的旦尼爾情況下也能提供高的卷曲度，并且能制作成微纖維長絲的膨松、低密度無紡纖維網(wǎng)。例如，共軛纖維能加工成為一種纖維網(wǎng)，它具有至少每平方碼每盎司18密爾(0.013m/g/m2)的膨松度，如在0.05psi(0.34kPa)載荷下測量的，甚至這時(shí)纖維尺寸減少到每單位長度的重量等于或小于1.5分特，較好是每單位長度重量為1.0分特至0.10分特，更好的是每單位長度重量為0.6分特至0.15分特。此外，對于本發(fā)明尤其所希望的共軛紡粘纖維網(wǎng)具有0.01g/cm3至0.075g/cm3的密度，更好為0.03g/cm3至0.065g/cm3，最好為0.015g/cm3至0.06g/cm3，測量條件是在0.05psi(0.034kPa)載荷下。
本發(fā)明的微纖維長絲纖維網(wǎng)或織物，尤其是通氣粘合的纖維網(wǎng)提供理想膨松，抗壓縮和纖維間空隙結(jié)構(gòu)，使纖維網(wǎng)非常適用于流體處理用途。此外，該細(xì)長絲纖維網(wǎng)提供了高滲透性和高表面區(qū)域，使纖維網(wǎng)非常適用于各種過濾用途。本膨松微纖維長絲纖維網(wǎng)還可提供保證改善柔軟度和手感。結(jié)構(gòu)上的特性使纖維網(wǎng)非常適用于各種一次性制品的外部覆蓋材料，如尿布，運(yùn)動(dòng)褲，不能自制的護(hù)理制品，衛(wèi)生巾和一次性服裝；作為流體處理材料；和作為過濾材料。膨松紡粘纖維網(wǎng)還非常適用作為阻擋復(fù)合材料的外層，該復(fù)合材料為一種結(jié)合有其它功能特性，如流體或微生物阻擋特性的類似布狀紡織品。例如，膨松紡粘纖維網(wǎng)以傳統(tǒng)的方式熱或粘合劑方法，層壓到薄膜或其它微纖維織物上，以形成這樣的阻擋復(fù)合材料。例如Brock等人的US 4,041,203揭示了一種包括有一層紡粘纖維網(wǎng)和一層熔噴纖維網(wǎng)的類似織物的復(fù)合材料，該專利在此引為參考。由本發(fā)明無紡纖維網(wǎng)可生產(chǎn)的一次性服裝包括外科用的長衫，實(shí)驗(yàn)室長衫和類似產(chǎn)品。例如，這些一次性服裝揭示在Green的US3,824,625和Benevento等人的US 3,911,499中，這些專利在此引入?yún)⒖肌?br> 下列實(shí)例用來說明本發(fā)明的一些具體實(shí)施，但本發(fā)明不局限于此。
實(shí)例使用的測試步驟聚合物熔流速率-熔流速率是根據(jù)ASTM D1238-90b測試的。聚乙烯是使用190/2.16測試條件測試，聚丙烯是使用230/2.16測試條件測試。
松密度-纖維網(wǎng)的松密是在0.05psi(0.034kPa)載荷下用Starret松密度測試機(jī)測量的。
密度-纖維網(wǎng)的密度是基于松密度測量結(jié)果和纖維網(wǎng)的基重算出的。
實(shí)例1(Ex1)一種含有50wt％線性低密度聚乙烯和50wt％聚丙烯的圓形偏心皮芯型共軛纖維的通氣粘合的紡粘纖維網(wǎng)，是由圖1所示的工藝制得的。雙組分紡絲組件具有0.4mm紡絲孔直徑，長絲比L/D為6∶1，紡絲孔密度88孔/英寸。一種高熔流速率線性低密度聚乙烯(LLDPE)，Aspun6831，其在2.16kg載荷下190℃時(shí)熔流速率150g/10min，可由DowChemical獲得，與含有50wt％的TiO2和50wt％的聚丙烯的一種2wt％的TiO2濃縮物混合，并且混合物被喂入到第一單螺桿擠壓機(jī)。LLDPE復(fù)合材料被擠壓使具有熔融溫度390°F(199℃)的擠壓物從擠壓機(jī)擠出。一種高熔流速率的聚丙烯，NRD51258，其在2.16kg載荷下230℃時(shí)熔流速率(MFR)為100g/10min，可由Shell Chemical獲得，與上述的2wt％TiO2濃縮物混合，并且混合物喂入到第二單螺桿擠壓機(jī)。所被加工處理的聚丙烯復(fù)合材料的熔融溫度為410°F(210℃)。LLDPE和聚丙烯擠出物被喂入到紡絲組件上，該組件保持在400°F(204℃)，紡絲孔輸出速率是保持在0.4g/孔/min。由紡絲組件引出的雙組分纖維通過流動(dòng)的空氣而冷卻，其流動(dòng)空氣具有噴絲寬度45 SCFM/英寸(0.5m3/min/cm)的流動(dòng)速率和溫度65°F(18℃)。冷卻空氣在噴絲板下施加約5英寸(13cm)。冷卻的纖維在所使用流動(dòng)空氣加熱到250°F(121℃)和提供的12psi(83kPa)壓力的纖維拉伸裝置中被拉伸和卷曲。然后，被拉伸和卷曲的纖維借助抽真空氣流而堆積到帶孔的成形面上，以形成一種未粘合纖維網(wǎng)。在成形面上的未粘合纖維網(wǎng)在流動(dòng)的加熱空氣下被加壓，其熱空氣是通過放置在成形面之上1.75英寸的一狹槽噴嘴而施加的，以便進(jìn)一步固化纖維網(wǎng)。以1.5英寸水的壓力和400°F(204℃)的溫度施加其加熱空氣。然后纖維網(wǎng)被輸送到通氣粘合裝置。粘合裝置使無紡纖維網(wǎng)受到具有溫度約260°F(127℃)和流速約200英尺/分(61m/min)的流動(dòng)加熱空氣的作用。纖維網(wǎng)的平均比重為2.5盎司/碼2(85g/m2)。測量纖維尺寸和粘合纖維網(wǎng)的松密度，其結(jié)果表示在表1中。
比較實(shí)例1(C1)比較實(shí)例1是旨在說明在所生產(chǎn)的膨松細(xì)長絲纖維網(wǎng)中使用高熔流速聚合物的重要性。描述于實(shí)例1的實(shí)驗(yàn)步驟被基本重復(fù)，但進(jìn)行了下列變化。使用LLDPE 6811A和聚丙烯3445代替高熔流速率的聚合物。該LLDPE具有熔流速率約40g/10min，并且是一種傳統(tǒng)紡粘纖維牌號的LLDPE，其可從Dow得到。聚丙烯具有熔流速率約35g/10min，并且是一種傳統(tǒng)的紡粘纖維牌號的聚丙烯，其可從Exxon獲得。另外的改變是紡絲組件使用具有紡絲孔直徑為0.6mm，孔密度88孔/英寸，為了要減小長絲尺寸，將通過速率降至0.3g/孔/min，并且為了改善熔融處理的聚合物的流動(dòng)性，將兩聚合物的熔融溫度升至在450°F(232℃)及紡絲組件溫度增加到450°F(232℃)。生產(chǎn)的纖維網(wǎng)相對扁平，其結(jié)果表示在表1中。
比較實(shí)例2(C2)比較實(shí)例2旨在說明對于共軛長絲的兩聚合物組分使用高熔流速率聚合物的重要性。一般的說，重復(fù)了描述于實(shí)例1的實(shí)驗(yàn)步驟，但使用并列型組件外和用LLDPE 6811A代替高熔流LLDPE。紡絲組件具有0.35mm的紡絲孔直徑，和160孔/英寸(63孔/cm)的孔密度。紡絲組件保持在422°F(217℃)，并且通過速率是0.3g/孔/min。
同樣，所得到的纖維網(wǎng)是相對扁平的，其結(jié)果表示在圖1中。
表1熔流速率 纖維尺寸實(shí)例LLDPEPPSize纖維網(wǎng)重松密度密度(g/10min) (den)(dtex) (osy)(g/m2)(inch/osy) (mm/g/m2)(g/cm3)Ex1140100 0.59 0.66 2.5 850.022 0.016 0.061C1 40 351.4 1.61.5 510.016 0.012 0.082C2 40 100 0.8 0.93.0 102 0.016 0.012 0.084
實(shí)例1的長絲是高卷曲的微纖維長絲，而比較實(shí)例1和2的長絲為低卷曲程度。因此，實(shí)例1的纖維網(wǎng)是膨松的并且為低密度，而比較實(shí)例1和2的纖維網(wǎng)是相對扁平的。
盡管比較實(shí)例1和2的聚合物通過速率是較低的，此外，比較實(shí)例2的噴絲孔尺寸小于實(shí)例1的噴絲孔尺寸，而實(shí)例1的長絲是較細(xì)小的并且有更多的卷曲，從而清楚地表明使用高熔流速率組分聚合物致力于生產(chǎn)含有微纖維長絲的膨松無紡纖維網(wǎng)的功效。上述結(jié)果清楚的表明，利用高熔流速率組分聚合物來制造共軛長絲，不僅便于生產(chǎn)較細(xì)的長絲，而且能夠生產(chǎn)低密度的包括有高卷曲微纖維長絲的纖維網(wǎng)。
實(shí)例2實(shí)例2旨在表明根據(jù)本發(fā)明能夠生產(chǎn)甚至比實(shí)例1的長絲更細(xì)的微纖維長絲?；局貜?fù)實(shí)例1中描述用于生產(chǎn)雙組分微纖維長絲的試驗(yàn)步驟，但是紡絲組件保持在410°F(217℃)，拉伸空氣壓力為10psi(69kPa)，拉伸空氣溫度為周圍環(huán)境溫度，通過速率為0.35g/孔/min。
生產(chǎn)的微纖維長絲具有每單位長度重量0.5分特。生產(chǎn)的微纖維長絲清楚地表明各種種樣的微纖度紡粘長絲和由其生產(chǎn)的無紡纖維網(wǎng)可根據(jù)本發(fā)明而生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種包括紡粘微纖維長絲的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的膨松的纖維網(wǎng)具有0.01g/cc至0.075g/cc的密度，所述的微纖維長絲具有每單位長度重量0.1分特至1.0分特。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的微纖維長絲是多組分共軛長絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的纖維網(wǎng)是一種通氣粘合的纖維網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的微纖維長絲是雙組分紡粘共軛長絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的膨松纖維網(wǎng)具有0.015g/cm3至0.06g/cm3的密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的共軛長絲包括一種具有熔流速率為60g/10min至250g/10min的乙烯聚合物和一種具有熔流速率為50g/10min至250g/10min的丙烯聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的乙烯聚合物是選自乙烯均聚物和乙烯共聚物，所述的丙烯聚合物是選自丙烯均聚物和丙烯共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的纖維網(wǎng)具有0.03g/cm3至0.065g/cm3的密度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的膨松無紡纖維網(wǎng)，其中所述的乙烯聚合物是線性低密度聚乙烯，丙烯聚合物是全同立構(gòu)聚丙烯。
10.一種包括有權(quán)利要求7的膨松無紡纖維網(wǎng)的一次性制品。
11.一種包括有權(quán)利要求7的膨松無紡纖維網(wǎng)的層壓制品。
12.一種用于生產(chǎn)包括紡粘微纖維長絲的膨松無紡纖維網(wǎng)的工藝方法，它包括連續(xù)熔融紡制多組分共軛長絲，該長絲包含高熔流速率的乙烯聚合物和高熔流速率的丙烯聚合物，所述的乙烯聚合物和丙烯聚合物沿著所述的共軛長絲的長度的橫截面方向排列成占據(jù)不同的區(qū)域，所述的乙烯聚合物沿共軛長絲的長度方向占據(jù)至少部分圓周表面，其中所述的乙烯聚合物是乙烯均聚物或乙烯共聚物，開且根據(jù)ASTM D1238-90b，在測試條件190/2.16下，測得具有熔流速率60g/10min至400g/10min，所述的丙烯聚合物是丙烯均聚物或丙烯共聚物，并且根據(jù)ASTM D1238-90b，在測試條件230/2.16下，測得具有熔流速率50g/10min至800g/10min；驟冷被紡成的共軛長絲，以使共軛長絲具有潛在的卷曲性能；拉伸紡成的共軛長絲，以形成微纖維長絲；活化所述的潛在卷曲性能，以使共軛長絲實(shí)現(xiàn)卷曲；和堆積被卷曲的長絲以形成一種無紡纖維網(wǎng)，其中所述的膨松纖維網(wǎng)具有0.01g/cc至0.075g/cc的密度，所述的微纖維長絲具有每單位長度重量0.1分特至1.5分特。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的工藝方法，其中所述的乙烯聚合物具有熔流速率100g/10min至200g/10min，所述的丙烯聚合物具有熔流速率60g/10min至200g/10min。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13的工藝方法制成的紡粘纖維網(wǎng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的工藝方法，其中所述的乙烯聚合物是線性低密度聚乙烯，所述的丙烯聚合物是聚丙烯。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的工藝方法，其中卷曲活化步驟和拉伸步驟是通過加熱空流動(dòng)拉伸裝置而實(shí)施的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的工藝方法，其中所述的纖維網(wǎng)還經(jīng)受通氣粘合工藝。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的工藝方法，其中所述的工藝的堆積步驟緊接著卷曲活化步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的工藝方法，其中所述的膨松纖維網(wǎng)具有0.03g/cc至0.065g/cc的密度。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求12生產(chǎn)的紡粘纖維網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括有氣流拉伸長絲的膨松無紡纖維網(wǎng),其中該網(wǎng)具有0.01g/cc至0.075g/cc的密度,微纖維長絲具有每單位長度重量0.1分特至1.5分特。本發(fā)明還提供了一種用于生產(chǎn)膨松無紡纖維網(wǎng)的工藝方法。
文檔編號C08J5/18GK1207779SQ96199687
公開日1999年2月10日 申請日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月30日
發(fā)明者L·H·肖邦, L·A·肯諾, S·E·馬蒙 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司