專利名稱：多組份纖維以及采用多組份纖維制成的織物的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及多組份纖維以及含有這種多組份纖維的無紡織物以及織物層壓材料。尤其是，本發(fā)明涉及含有至少一種有聚合物域的多組份纖維，該聚合物域由選擇組合的聚合物構(gòu)成，還涉及無紡織物和層壓材料，該無紡織物和層壓材料具有改進的織物特性和加工特性。
本發(fā)明的背景采用自旋聚合物材料制成的無紡織物現(xiàn)在被用于各種不同的用途。在其它使用中，這種無紡織物被用作一次性尿布或衛(wèi)生產(chǎn)品的蓋片(coversheet)。在使得一次性尿布對嬰兒更舒適和更相稱方面具有相當(dāng)大的利潤。尿布舒適性的一個重要方面是制造尿布的無紡織物的柔軟性或硬度，該尿布包括尿布的頂片、屏障腿部翻邊(barrier leg cuff)、以及在許多改進結(jié)構(gòu)中的被碾壓成后襯薄膜的織物。此外在許多尿布結(jié)構(gòu)中，高度延伸的織物需要結(jié)合彈性成分以便獲得柔軟舒適的穿戴。
一種改進尿布頂片的柔軟性的方法是采用線性低密度聚乙烯(LLDPE)作為樹脂來代替聚丙烯來生產(chǎn)紡絲粘合的尿布無紡織物。例如，F(xiàn)owell的專利US4644045描述了一種采用線性低密度聚乙烯生產(chǎn)的具有優(yōu)良柔軟特性的紡絲粘合的無紡織物。不過，LLDPE紡絲粘合織物的上述柔軟性因為難以在這種產(chǎn)品中獲得令人滿意的耐磨性而從來沒有被廣泛地使用過?，F(xiàn)在已經(jīng)證明將LLDPE長絲粘合成具有令人滿意的紡絲粘合纖維網(wǎng)是非常困難的。在剛好低于長絲開始熔化并粘到軋光機這一溫度點的溫度下對合格長絲的栓系進行觀察。這種非常狹窄的粘合溫區(qū)很難使得LLDPE紡絲粘合織物的生產(chǎn)具有令人滿意的耐磨性。因此，LLDPE紡絲粘合織物所具有的柔軟性優(yōu)點在市場上一直沒有引起人們的注意。
現(xiàn)在廣泛地用于生產(chǎn)無紡織物的傳統(tǒng)聚丙烯在非拉伸狀態(tài)下能夠提供充分的抗起毛性和耐磨性，但是拉伸特性卻不令人滿意，并因此會使得長絲和/或織物斷裂。
在Sabee的美國專利US4153664和US4223063中，這兩篇文獻披露，采用例如熔噴或紡絲粘合無紡織物制成的復(fù)合無紡織物的柔軟性和懸垂性可以通過對織物進行牽引和拉伸而得以改善。尤其是，根據(jù)Sabee的方式，復(fù)合無紡織物采用差異牽引或拉伸纖維網(wǎng)進行處理以便形成一種絮有棉花圖案的受到牽引和未受牽引的區(qū)域，使得產(chǎn)品的柔軟性、紋理以及懸垂性得以增強。不過，盡管這種拉伸可以改善織物的一些物理特性，但是它會對其它一些重要特性產(chǎn)生反作用，例如耐磨性，例如會在織物上留下不可見的起毛表面。此外，Sabee還教示了在使用該申請時如何使用拉開的或欠拉開的長絲。已拉開或欠拉開的長絲的丹尼爾(測量生絲、人造絲粗度的單位)通常比較高，因此織物將會比較硬。
除了柔軟性，產(chǎn)品的性能要求通常要求復(fù)合無紡織物具有一定的彈性。例如，在某種一次性尿布結(jié)構(gòu)中，這種尿布希望賦予腰部和/或腿部翻邊(leg cuff)區(qū)域彈性特性?，F(xiàn)在所采用的用來在復(fù)合無紡織物中提供這種彈性特性的一種方式涉及以下步驟，即形成和拉伸一種彈性纖維網(wǎng)，接著將一種可收集的纖維網(wǎng)粘合到該彈性纖維網(wǎng)上，并松開這種合成體。這種方法的明顯的缺陷是不得不在張緊狀態(tài)下形成合成體。這就要求具有額外的設(shè)備和控制系統(tǒng)。這種工藝的例子公開在Mormon的美國專利US4657802中，其中，該文獻披露復(fù)合無紡織物的彈性可以通過如下步驟獲得，即首先拉伸纖維網(wǎng)，在該拉伸的彈性無紡織物上形成一種長絲狀的無紡可收集纖維網(wǎng)，將兩者一起連接起來形成一種合成結(jié)構(gòu)，然后使得該合成體松開。在Collier等人的美國專利US5169706中，其披露了一種具有低應(yīng)力松弛性的合成彈性材料，該材料形成于彈性片和可收集層之間。在Daponte的美國專利US4863779中，披露了一種合成體，該合成體涉及，首先使得彈性纖維網(wǎng)張緊以使其拉伸，將至少一種可收集纖維網(wǎng)粘合到該彈性纖維網(wǎng)上，并在粘合后立即松開該合成體，使得可收集的纖維網(wǎng)收集在該粘合點之間。
使得復(fù)合無紡織物具有彈性的另一種方法就是采用一種所謂的“零—應(yīng)變”(zero strain)的可拉伸層壓材料。一種“零—應(yīng)變”的可拉伸層壓材料指的是一種織物，在該織物中，將至少兩層材料沿著其共同的延伸表面同時以一種基本非張緊狀態(tài)固定到另一層材料上，該至少兩層材料中一種是有彈性的而其它基本上沒有彈性。該織物隨后經(jīng)受機械拉伸。沒有彈性的層通常會斷裂或延伸，因此永久性地拉長沒有彈性的層并產(chǎn)生具有彈性特性的復(fù)合織物。這種層壓材料和拉伸工藝的優(yōu)點在于，利用處于非拉伸狀態(tài)下的彈性比在傳統(tǒng)加工操作中所采用的拉伸彈性要容易和廉價。不過，采用目前所能獲得的“零—應(yīng)變”可拉伸層壓材料存在的一個問題就是表面磨損。機械拉伸會在“零—應(yīng)變”可拉伸層壓材料的基本上沒有彈性的成分中產(chǎn)生斷裂或疲勞，結(jié)果，長絲就會脫落和易于磨脫長絲屑和起球。次額愛這種斷裂或脫落會在織物強度方面造成顯著的損失。
人們一直在試圖解決長絲栓系和織物耐磨性的上述問題。例如，試圖使得合成體的無紡織物成分具有較高的拉伸特性。如上所述的已經(jīng)被廣泛用來生產(chǎn)無紡織物的傳統(tǒng)聚丙烯能在非拉伸狀態(tài)下提供充分的抗起毛特性和耐磨性，但是其拉伸特性并不令人滿意，因此長絲和/或織物會斷裂。由線性低密度聚乙烯(LLDPE)制成的無紡纖維網(wǎng)已經(jīng)顯示出其具有較高的拉伸特性，并且還具有優(yōu)良的手感，柔軟性以及懸垂性。不過，如上所述，這種織物還沒有廣泛地為市場所接受，因為該織物沒有提供令人滿意的耐磨性。
發(fā)明概述本發(fā)明克服了這些缺點和缺陷并提供了一種多組份纖維和由該多組份纖維制成的無紡織物，該織物將延伸性、張力特性以及耐磨性非常好地組合起來。本發(fā)明的多組份纖維包括至少兩種布置在結(jié)構(gòu)域中的聚合物成分。至少其中一種聚合物成分是由選自特別級別的聚乙烯和聚丙烯的混合物制成的，該混合物賦予織物迄今為止沒有認(rèn)識或描述過的改進性能，例如耐磨性、良好的張力特性、優(yōu)良的柔軟性等。而且這些混合物具有優(yōu)良的熔融紡絲特性和加工特性，這就能夠以較高的生產(chǎn)率有效地生產(chǎn)無紡織物。
本發(fā)明是基于這樣的一種發(fā)現(xiàn)，即，將一種選擇級別的相對較小比例的聚丙烯與聚乙烯混合，極大地增加了由該聚合物混合物形成的無紡織物的耐磨性，而對其無紡織物的柔軟性沒有明顯的負(fù)面影響?？梢源_信，聚乙烯和聚丙烯在長絲中形成了獨特的相態(tài)。低熔點性的聚乙烯當(dāng)前作為主要(dominant)的連續(xù)相(continuous phase)，而高熔點性的聚丙烯分散在該主要的連續(xù)相中。
多組份纖維可以是連續(xù)長絲、人造短纖維以及熔噴纖維。有利的是，至少多組分的纖維的外表面的一部分包括一種由聚合物混合物形成的聚合物域，以賦予纖維理想的伸長，柔軟和耐磨特性，而再賦予由該纖維形成的織物的伸長，柔軟和耐磨特性。在優(yōu)選實施例中，該纖維是雙組分纖維，其中聚合物成分布置在皮芯結(jié)構(gòu)域中。在本發(fā)明的這個方面，纖維皮由聚合物混合物構(gòu)成，以使得纖維具有理想的特性，而又使得采用該纖維生產(chǎn)的織物具有理想的特性。
申請人觀察到的部分現(xiàn)象是這些混合物的物理和流變學(xué)性能，其中，少量的高模量聚合物增加了柔軟性，低模量的聚合物賦予該混合物較單一成分更好的可紡性，粘接性和強度特性。低熔點的，相對低模量的聚乙烯提供了諸如柔軟性，伸長和懸垂等理想的特性；而高熔點，較高模量的聚丙烯相賦予主相的下列一個或多個特性改善的粘接網(wǎng)的能力；改進的長絲束縛性(減少了絨毛)；改善了纖維網(wǎng)的特性-張力，和/或伸長，和/或韌性；改善紡紗性能和/或成網(wǎng)性能(長絲分布)的流變特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個有利的方面，低熔點連續(xù)相包括，一種熔融指數(shù)大于10(ASTM D1238-89，190℃)和密度小于0.945g/cc(ASTMD-792)的線性低密度聚乙烯聚合物。至少一種高熔點的非連續(xù)相包括一種熔融流速大于20g/10min(ASTM D1238-89，230℃)的聚丙烯聚合物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，該混合物的低熔點連續(xù)相包括一種具有密度為0.90g/cc-0.945g/cc，熔融指數(shù)大于25g/10min的線性低密度聚乙烯。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，低熔點聚合物相包括，如上所述的線性低密度聚乙烯，并且，高熔點聚合物相包括，一種熔融流速大于30g/10min的全同立構(gòu)的聚丙烯。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，低熔點聚合物相包括，熔融指數(shù)為27的線性低密度聚乙烯，并且，高熔點聚合物相包括，一種熔融流速為35g/10min的全同立構(gòu)的聚丙烯。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，低熔點的主連續(xù)相與丙烯的共聚和/或三元共聚物的高熔點非連續(xù)相混合。當(dāng)丙烯的共聚和/或三元共聚物用作高熔點非連續(xù)相時，低熔點的連續(xù)相可以具有由以下組成的組中選擇的一種或多種聚乙烯低密度聚乙烯，支狀高壓長鏈聚乙烯(high pressurelong chain branched polyethylene)，線性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯及其共聚物。
本發(fā)明的多組份纖維具有較高的可延伸性并有利于生產(chǎn)具有理想對立特性的連續(xù)延伸的無紡織物，具體而言，本發(fā)明的纖維能夠形成具有良好柔軟性、耐磨性以及延伸率的織物。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，連續(xù)延伸的無紡纖維網(wǎng)是一種采用熱粘的紡粘型無紡纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)由基本上隨機布置的多組份連續(xù)長絲構(gòu)成，其中至少一種聚合物域是由多種聚合物構(gòu)成的。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該連續(xù)延伸的無紡纖維網(wǎng)是一種采用熱粘的梳理纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)由人造短纖維構(gòu)成。除了多組份纖維，該連續(xù)延伸的無紡纖維網(wǎng)可以含有附加的纖維狀成分，例如熔噴微纖維。本發(fā)明的織物的Taber表面磨損值(橡膠輪)大于10圈，并且其沿機器方向或機器的橫向方向中的至少一個方向在峰值負(fù)載條件下的延伸率至少為70％。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該無紡織物可以包括一種或多種碾壓在其上的附加層或組份。例示性的附加層包括連續(xù)或有孔的聚合物薄膜、由彈性聚合物構(gòu)成的薄膜或纖維網(wǎng)、紡粘型無紡纖維網(wǎng)、可延伸的紗布或網(wǎng)狀布、一排可延伸或有彈性的繩子、一種由熔噴微纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)、一種由人造短纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)等等。如果采用一種彈性纖維網(wǎng)或薄膜，該合成體能夠在延伸率范圍內(nèi)進行拉伸觸動，該延伸率使得含有多組份纖維的連續(xù)延伸的纖維網(wǎng)產(chǎn)生永久性延伸和拉伸，且所產(chǎn)生的復(fù)合織物顯示出彈性特性。如果采用可延伸的非彈性層，例如象聚酰胺，該合成體能夠在至少為其原長的20％的延伸率范圍內(nèi)進行拉伸觸動。
所獲得的復(fù)合織物能夠具有布一樣的手感和良好的覆蓋特性，適用于一次性吸水服，例如尿布、失禁座墊、衛(wèi)生巾等。該復(fù)合織物作為一次性尿布的構(gòu)成部分尤其有效，例如在腿部屏障翻邊(1eg barrier cuff)、側(cè)板、后襯、頂片等處。
附圖簡要說明上面已經(jīng)對本發(fā)明的一些目的和優(yōu)點進行了闡述。結(jié)合下面的附圖其它的目的和優(yōu)點將顯示出來，其中，

圖1是由本發(fā)明的多組份纖維制成的無紡織物的示意性透視圖；圖2是本發(fā)明的多組份纖維的示意性透視圖；圖3是無紡復(fù)合織物的示意性透視圖，該無紡復(fù)合織物包括作為一個組份的由本發(fā)明的多組份纖維構(gòu)成的織物，其中為了清楚起見將各層之間分解開；圖4是無紡復(fù)合織物另一個實施例的示意性透視圖，該無紡復(fù)合織物包括作為一個組份的由本發(fā)明的多組份纖維構(gòu)成的織物；圖5是一種尿布的側(cè)視圖，該尿布裝有作為一個組份的本發(fā)明的復(fù)合織物；圖6A和6B分別是表示實例11中所描述的織物樣品在經(jīng)過第一和第二拉伸后的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的圖表；圖7、8以及9是含有一種多聚合物混合物的纖維采用透射電子顯微術(shù)(TEM)照出的顯微照片；以及圖10和11分別是采用由100％的聚丙烯均聚物和100％的聚乙烯均聚物構(gòu)成的纖維的TEM顯微照片。
優(yōu)選實施例的詳細說明本發(fā)明將在下面結(jié)合本發(fā)明的說明性實施例進行更完全的描述，所給出的說明性實施例將使得本發(fā)明的公開完全和完整，并將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分地傳遞出本發(fā)明的范圍。不過，需要理解的是，本發(fā)明可以采用許多不同的形式來實施，且本發(fā)明并不試圖限于在此描述和說明的特定的實施例。盡管在下面的說明中哦年該采用了特定的術(shù)語，但是這些術(shù)語僅僅是為了解釋的目的，而不是為了限定或限制本發(fā)明的范圍。
圖1是一種無紡織物的示意性透視圖，總體上標(biāo)記為10，該無紡織物采用本發(fā)明的多組份纖維12制成。在圖1中所示無紡纖維網(wǎng)從總體感覺上應(yīng)被認(rèn)為包括通常為平面的構(gòu)件，該構(gòu)件相對較平，具有柔韌性且多孔，并由多組份的人造短纖維或連續(xù)長絲構(gòu)成。該無紡纖維網(wǎng)可以采用無紡技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的任意一些制造技術(shù)進行制造，例如但是不限于，梳理、紡粘、濕法成網(wǎng)、熔噴等。
例如在圖1所示的實施例中，無紡纖維網(wǎng)是一種紡粘型無紡物，其包括兩種紡粘型連續(xù)長絲。該紡粘型纖維網(wǎng)可以圖哦各國傳統(tǒng)的紡粘工藝進行生產(chǎn)，在該紡粘工藝中，熔融的聚合物被擠成連續(xù)的長絲，這些連續(xù)的長絲隨后采用高速流體進行驟冷和稀釋并以隨機方式收集在凝聚面上。在收集好長絲后，可以采用任何熱處理、化學(xué)處理或機械粘合處理，以便形成一種粘合纖維網(wǎng)，從而形成一種粘在一起的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。
在圖1所示的實施例中，纖維網(wǎng)10由一些總體上采用4進行標(biāo)示的分散粘合劑粘合而成，這些粘合劑分布在整個織物上形成一個整體的連續(xù)的無紡纖維網(wǎng)。在這一點來說，熱點粘結(jié)更為優(yōu)選。各種熱點粘結(jié)技術(shù)都是公知的，其中最優(yōu)選的是利用具有點粘結(jié)圖案的砑光機輥。本領(lǐng)域所已知的任何圖案都可以和采用連續(xù)或不連續(xù)的圖案的典型的實施例一起使用。優(yōu)選的是，粘合劑占纖維網(wǎng)10的面積的6-30％，更優(yōu)選的是占8-20％，而最優(yōu)是占12-18％。根據(jù)這些百分比范圍來粘結(jié)纖維網(wǎng)，長絲就能夠在拉伸的整個范圍內(nèi)進行延伸，同時保持織物的整體性和強度。
可選擇的是，可延伸的連續(xù)的無紡纖維網(wǎng)10可以是一種含有人造短纖維經(jīng)過梳理的無紡纖維網(wǎng)。如公知的一樣，梳理通常在一種機器上進行，該機器利用具有細小、傾斜的、間隔開的齒或線的相對的移動床或移動表面將成塊的人造短纖維伸展成一張纖維網(wǎng)。然后，纖維網(wǎng)中的纖維采用任何適當(dāng)?shù)臒崽幚怼⒒瘜W(xué)處理或機械粘合處理被粘結(jié)成一張連續(xù)的纖維網(wǎng)。例如，熱點粘結(jié)以前述方式形成以便使得織物具有一定的強度和柔韌性。
參看圖2，所示的是本發(fā)明例示性多組分纖維20的示意性透視圖。如圖2所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)秀實施例中，該纖維是雙組份纖維，具有一種內(nèi)芯聚合物域22和圍繞在周圍的皮聚合物域24。就象在此所采用的一樣，術(shù)語“多組分纖維”包括存在于纖維中的不連續(xù)的結(jié)構(gòu)域中的人造短纖維和采用兩種或多種聚合物制備的連續(xù)長絲，與混合物相反，在該混合物中的域趨向于分散、散亂或無序。僅僅處于說明的目的，本發(fā)明將會從總體上將以含有兩種成分的雙組份纖維的方式進行描述。不過，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍將會包括帶有兩種或多種結(jié)構(gòu)組份的纖維。
通常，聚合物域或組份分布在橫過多組份纖維的橫斷面的基本上恒定定位的不同區(qū)域內(nèi)并沿著多組份纖維的長度方向連續(xù)地延伸。一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是采用皮/芯布置，其第一組份為皮，該皮基本上包圍著第二組份，即芯。聚合物域或組份的的重量比例可以改變。通常，第一聚合物組份與第二聚合物組份之間的比例范圍為從大約20∶80到大約80∶20，盡管該重量比也可以位于該范圍之外。
本發(fā)明的聚合物域特別有利于工程織物的生產(chǎn)。就這方面而言，可以很簡單地改變聚合物組份的重量比例，以便使得該纖維以及由該纖維制造的織物具有理想的特性。例如，通過使得賦予這種特性的聚合物組份的重量比例增加和/或最大化能夠優(yōu)化所給定織物結(jié)構(gòu)中的如柔軟性以及手感的美觀特性、拉伸率等。例如，多組份纖維可以含有重量比例相對較高的由下述低熔點聚合物為主的混合物制成的聚合物組份，或者含有甚至由含有如聚乙烯的可拉伸的聚合物的單一聚合物組份。該重量比可以增加到60％、80％以及更高?？蛇x擇的是，為了使得韌度或強度最大化，纖維可以設(shè)計成使得高熔點聚合物組份的重量比例最大化，例如下述以高熔點聚合物為主的混合物，以及在皮/芯纖維中的如聚乙烯對酞酸鹽芯的單一聚合物組份?？梢酝ㄟ^組份之間的基本向等的比例獲得一種平衡特性(例如及互為50/50皮/芯纖維構(gòu)成)。也可以采用本領(lǐng)域公知的其它構(gòu)造纖維結(jié)構(gòu)，例如但不限于，平排結(jié)構(gòu)、分段餅狀結(jié)構(gòu)、海中群島結(jié)構(gòu)、或者帶尖頭的多葉片結(jié)構(gòu)。
多組份纖維的橫斷面優(yōu)選為圓形，因為，通常用于生產(chǎn)多組份合成纖維的設(shè)備通常生產(chǎn)具有基本上為圓形斷面的纖維。具有圓形斷面的纖維中的第一和第二組份的結(jié)構(gòu)可以是同心的或不同心的，后一種結(jié)構(gòu)有時被稱之為“改性并排”或“偏心”多組份纖維。
同心結(jié)構(gòu)的特征在于，第一組份具有基本上均勻的厚度，從而第二組份幾乎位于該纖維的中心。不同心結(jié)構(gòu)中，第一組份的厚度是變化的，因此第二組份不會位于纖維的中心。在任何一種情況下，第二組份都基本上被第一組份所包圍。不過，在不同心的雙組份纖維中，一部分第二組份可以露出來，從而實際上有高達20％的纖維表面由第二組份構(gòu)成。具有不同心結(jié)構(gòu)的纖維中的第一組份仍然構(gòu)成了纖維表面的主要部分，即大約為80％。纖維的斷面和組份的結(jié)構(gòu)都依賴于用于制備纖維的設(shè)備、加工條件以及兩種組份的熔融粘度。
在本發(fā)明中，至少一種聚合物域是由一種下面將要進行更詳細描述的聚合物混合物構(gòu)成的。本發(fā)明纖維的其它聚合物域可以由單一的聚合物或聚合物混合物構(gòu)成，包括但不限于任何下述聚合物混合物。有利的是，至少一種包括該聚合物混合物的聚合物域或組分構(gòu)成了該纖維的至少一部分的外露表面。例如本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例為皮芯雙組份纖維，該纖維的芯采用聚合物混合物制成。不過，其它聚合物域也可以由聚合物混合制成(例如皮和/或皮與芯)。
本發(fā)明多組份纖維的多聚合物混合物組份主要由通常認(rèn)為沒有彈性的聚合物制成。本發(fā)明實際采用的有利的聚合物組合披露在與1995年11月22日申請的已公開的PCT國際專利申請PCT/US95/15257中，該專利申請的題目為“可拉伸的復(fù)合無紡織物”(“Extensible Composite NonwovenFabrics”)。該申請的內(nèi)容以及包含在該申請中的啟示在此整體通過參引包括進來。
就像在此所闡述的，纖維和織物采用多聚合物混合物制成，本發(fā)明的纖維可以具有良好的延伸率或拉伸特性。就這方面而言，相對于采用100％的聚丙烯纖維材料制成的對比織物的延伸率，本發(fā)明的織物的延伸的延伸率至少為1，優(yōu)選至少為1.2，更優(yōu)選至少為1.5，最優(yōu)選的至少為2以及更高。盡管不希望通過本發(fā)明的任何解釋受到限制，但是，如本申請的實例所闡述的那樣，目前確信用于聚乙烯為主的混合的分散聚合物的域的尺寸會對織物的物理特性產(chǎn)生沖擊。見本申請的表1和2，這兩個表列出了采用聚合物混合物制成的織物的CD和MD延伸率值，并與采用100％的聚乙烯和聚丙烯的CD和MD延伸率值進行比較。
如下面將要詳細描述的那樣，本發(fā)明的某種三種組份的聚合物混合物在這方面非常有利。采用這種混合物制成的織物與100％的聚丙烯對比織物相比不僅能改進拉伸性，而且織物可以由兩種組份的聚合物混合物、尤其是由含有聚丙烯均聚物和Catalloy聚丙烯共聚物的混合物制成。研究表面，由聚丙烯/Catalloy聚丙烯共聚物制成的織物的延伸率值與100％聚丙烯的織物的延伸率值(沿機器的橫向方向的延伸率大約為70-80％)相似。這種三聚合物結(jié)構(gòu)能夠使其沿機器的橫向方向的延伸率得到極大的改善，至少達到150％。
出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“聚合物” 取其通用意思，并打算用來涵蓋均聚物、共聚物、接枝共聚物以及三元共聚物。術(shù)語“混合物”在此也是取其通用意思，并打算用來涵蓋相溶的和不相溶的聚合物。如果在熔融狀態(tài)下出現(xiàn)分離的、區(qū)分明顯的相，這種聚合物就被認(rèn)為是“不相溶的”聚合物；所有其它的混合物就被認(rèn)為是“相溶的”混合物。需要理解的是，相溶性具有不同的程度，這種不同程度的相同性也將位于本發(fā)明的范圍內(nèi)。多聚合物纖維通常由一種由兩種或多種聚合物組成的聚合物混合物制成，盡管也可以采用包括那些具有三種或更多聚合物組份的具有兩種聚合物以上的混合物制成。不相溶和相溶的聚合物都可以添加到一種雙組份混合物中使其具有涉及混合物的兼容性、粘度、聚合物結(jié)晶度或相域尺寸的額外的特性或益處。
由于本發(fā)明中采用的聚合物會承受擠壓，因此通常需要向該聚合物添加一些穩(wěn)定劑和抗氧化劑。根據(jù)本發(fā)明還可以添加一些其它的添加劑。例如，無機添加劑，如二氧化鈦、滑石、煅制二氧化硅或炭黑。聚合物樹脂還可以含有其它的添加劑，例如其它的聚合物、衡釋劑、配伍劑、抗結(jié)塊劑、抗沖改性劑、增塑劑、紫外線(UV)穩(wěn)定劑、色素、褪光劑、潤滑劑、潤濕劑、抗靜電劑、成核劑、流變變性劑、疏水劑以及疏酒精劑等?？梢灶A(yù)計的是，也可以在混合物中結(jié)合使用會對加工或生產(chǎn)特性產(chǎn)生影響的添加劑材料，這些特性例如為擠出、聚冷、拉伸、沉淀、靜電和/或?qū)щ娞匦?、粘結(jié)、潤濕特性或斥水特性。尤其是，還可以采用會對加工或最終的使用產(chǎn)生特殊益處的聚合物添加劑。
根據(jù)本發(fā)明的一個較寬的方面，該多組份纖維的至少一個聚合物域包括至少一種采用由兩種或更多的聚合物構(gòu)成的聚合物混合物構(gòu)成的聚合物域。該混合物的聚合物可以是相溶的、不相溶的、或相溶和不相溶的聚合物的組合。在本發(fā)明的一個實施例中，這些聚合物以一種以連續(xù)主相和至少一種基本上不連續(xù)的分散相(dispersed phase)的形式存在。在混合物以一種以連續(xù)的主相和至少一種基本上不連續(xù)的分散相的形式存在的情況下也可以存在其他的聚合物，該其他的聚合物與其中一種相溶，或者與另一種相溶，或者與兩者都相溶。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該多聚合物纖維的至少一種聚合物域(domain)是由一種含有相對較低的低模量聚合物和至少一種高模量聚合物的聚合物混合物構(gòu)成。可以確信的是，這種組合在低模量聚合物為主相而高模量聚合物為其中的分散相時尤其有價值。從理論上而言，高模量聚合物起作用以“強化”低模量主相，賦予紡紗穩(wěn)定性，并強化纖維網(wǎng)使其剛好足以考慮到較高的粘結(jié)溫度同時降低了纖維網(wǎng)粘附并纏繞在軋光機上的危險。在多組分纖維具有至少一種由一種不相溶的聚合物混合物構(gòu)成的聚合物域的情況下，據(jù)信少量的分散聚合物可以對Brody在美國專利US4518744所描述的聚合物主相產(chǎn)生抑制卷起速度(WUSS(wind up speed suppression))的作用。當(dāng)少量的不相溶添加劑在給定的紡絲速度下有效降低纖維內(nèi)的分子取向度時就會抑制卷起速度。該結(jié)果就是長絲通常具有較高的延伸率而具有較低的韌度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，多聚合物纖維中至少一種聚合物是由一種聚合物混合物制成的，該聚合物混合物包括一種連續(xù)的主相、至少一種與該主相具有較低彼此親和性的聚合物組成、以及至少一種附加聚合物，該附加聚合物至少部分溶于其中一種或另一種聚合物相中、或者與連續(xù)聚合物相和分散聚合物相都相容。如果該附加聚合物與聚合物主相相溶，且有效地降低其結(jié)晶度，據(jù)信在所得到的合成體觀察到的改進的延伸性可能是由于一種“沖擊-變性”效果所造成的。如果這種附加聚合物對這兩種聚合物都具有親和力，或者起到降低這兩種聚合物相的表面能的作用，據(jù)信所觀察到的在合成體的延伸性方面的改進是由于一種相容性效果造成，除了理論外，該混合物必須最終形成長絲或纖維，這在形成纖維網(wǎng)和合成構(gòu)件時會顯示出本發(fā)明所描述的特性，即較低的起毛性和良好的拉伸率。
在一個實施例中，多組分纖維中至少有一種聚合物域可以包括1-50％的重量百分比的聚乙烯和99-50％的重量百分比的聚丙烯。采用這種纖維制成的織物具有較低的起毛性和良好的拉伸率。
在拉伸強度特別重要且不涉及較高彈性的應(yīng)用場合，復(fù)合織物可以包括一種可拉伸的粘在一起的無紡纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)采用多組分纖維制成，該多組分纖維具有至少一種聚合物域，該聚合物域由一種聚乙烯和聚丙烯混合物制成，其中聚乙烯所占的重量比例范圍為1-10％，而聚丙烯所占的重量比例范圍為90-99％。在另一實施例中，通過在該混合物中混入第三中聚合物組分能夠在拉伸率方面獲得非常實質(zhì)性的且令人驚奇的增加。例如，該多組分纖維可以包括至少一種聚合物域，該聚合物域包括一種占主導(dǎo)量的聚丙烯，例如一種全同立構(gòu)聚丙烯；少量的與該主導(dǎo)聚合物具有較低彼此間親和力的聚合物，例如一種聚乙烯；以及一種附加的第三聚合物，該聚合物能夠降低結(jié)晶度和/或與該混合物相容。所導(dǎo)致的結(jié)果是一種較未柔軟的纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)具有極高的延伸性。
根據(jù)該實施例的優(yōu)選多組分纖維可以使其至少一種聚合物域含有50％以上的重量百分比的聚丙烯、1-10％的聚乙烯、以及10-40％的第三聚合物。第三種適當(dāng)?shù)母郊泳酆衔锇ň郾┕簿畚锖腿簿畚?，例如市場上可以獲得的Catalloy共聚物，該共聚物可以從Montell那兒獲得。這些樹脂的特征在于，其組分在某種程度上以塊狀存在，且其中至少一部分聚合物鏈?zhǔn)桥c其中一種或另一種聚合物相是相容的，或者與聚合物主相和分散聚合物相都相容。其他的合適的聚合物是Rexene提供的Reflex柔韌的聚烯烴。這些能降低結(jié)晶度的樹脂的特征在于其具有位于聚合物鏈中的無規(guī)鏈段，從而影響該聚合物的“立構(gòu)規(guī)整度”。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的多組份纖維包括至少一種聚合物域，該聚合物域包括65-80％的全同立構(gòu)聚丙烯、1-5％的聚乙烯、以及15-30％的聚烯烴共聚物，該聚烯烴共聚物中至少一部分鏈?zhǔn)桥c全同立構(gòu)聚丙烯相容的。
如上所述，本發(fā)明的三組份混合物能夠提供特別有益的延伸性或拉伸特性。盡管不希望受到本發(fā)明的任何理論的束縛，但是據(jù)信，將一種微量的Catalloy聚丙烯共聚物組分或其他這種共聚物包括進去會使得該聚丙烯的大多數(shù)成分具有足夠的“可讓性(give)”，使得織物能夠紡織斷裂直到有能更經(jīng)受拉伸的組分如聚乙烯被激活而產(chǎn)生更高的拉伸率值。此外，據(jù)信，與100％的聚丙烯織物和其他聚丙烯混合物織物相比，由某種三聚合物混合物配方制成的織物由于具有較低的或降低的熔點而可以在較低的溫度下進行粘結(jié)。例如，采用含有微量的Catalloy聚合物組分的上述配方制備的織物可以在大約20EC的溫度下進行熱粘結(jié)，該溫度小于采用100％的聚丙烯長絲或聚丙烯/聚乙烯混合物長絲制成的織物通常所需的溫度。
而且，某種三聚合物組分混合物(尤其是那些含有微量Catalloy聚合物組分的)能夠顯示出如Gessner等人的美國專利US5470639定義的彈性特性。該專利US5470639將彈性紡粘型織物定義為沿機器方向(MD)和橫向方向(CD)都進行一次30％拉伸率的拉伸后其均方根(RMS)可恢復(fù)伸長至少為75％，優(yōu)選的是在兩次拉伸后至少約為75％。由上述三聚合物組分配方制成的紡粘型織物能夠滿足Gessner的專利US5470639對彈性所定義的規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的這方面，另一類優(yōu)用和有利的產(chǎn)品采用具有至少一種聚合物域的多組分纖維，該聚合物域有一種聚合物混合物制成，該混合物包括一種柔軟的可拉伸的聚合物相；以及至少一種附加聚合物，該附加聚合物與該柔軟的可拉伸的相具有較低的相互親和力，從而它能以提高可加工性(即熔紡性)、粘結(jié)性和/或耐磨性的方式改變該纖維的流變特性、機械特性、和/或熱學(xué)特性，同時保持其較高的拉伸性。在一優(yōu)選實施例中，該柔軟的可延伸的相以一種連續(xù)的主相存在。例如，聚乙烯可以用作柔軟的可延伸的主相而聚丙烯可用作附加改性聚合物。在一優(yōu)選實施例中，附加聚合物相對主相以較小的比例進行添加。在另一優(yōu)選實施例中，附加聚合物的粘度高于主相。將一種比例相對較小的高粘度聚丙烯與柔軟的可延伸的聚乙烯進行混合會使得采用這種聚合物混合物制成的無紡織物的耐磨性得到極大的上升，而不會對織物的其他重要特性如拉伸性、柔軟性、抗拉強度等產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。由于存在附加的聚丙烯，聚乙烯的可紡性也得到改進。根據(jù)該實施例，多組分纖維的至少一種聚合物域優(yōu)選含有2-50％的重量百分比的丙烯聚合物，即3％的乙烯-丙烯共聚物，以及98-50％的重量百分比的柔性可拉伸聚合物，即聚乙烯。在一個特別優(yōu)選的實施例中，多組分纖維的至少一種聚合物域可以具有重量百分比范圍在5-40％的丙烯聚合物，且最理想的重量百分比為5-25％中間，且聚乙烯的重量百分比在75-95％。特別適用于要求具有良好拉伸性、抗拉強度以及耐磨性的用途的多組分纖維具有至少一種聚合物域，該聚合物域包括重量百分比為5-25％的丙烯聚合物成分。一種最優(yōu)選的實施例含有重量百分比為5-25％乙烯-丙烯共聚物和重量百分比為75-95％線性低密度聚乙烯。在這些實施例中，低熔點聚乙烯以一種基本上連續(xù)的相存在與該混合物中，而高熔點的丙烯聚合物以一種分散在聚乙烯相中的不連續(xù)相存在。
本發(fā)明的多組分纖維的其他構(gòu)成聚合物域可以由任何不同的公知長絲成形聚合物制成，例如但不限于聚烯烴，如聚丙烯、聚乙烯等；聚酰胺；聚脂等，以及共聚物和三元共聚物和其混合物。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該多組份纖維沿著纖維的至少一部分外部表面包括一個采用以聚乙烯為主的聚合物(例如作為皮組份)制成的聚合物域。這種纖維結(jié)構(gòu)與聚丙烯聚合物域(例如作為芯組份)結(jié)合時尤其理想。這些纖維會顯示出理想的與柔軟性和耐磨性相抵觸的特性。在本發(fā)明的另一個實施例中，如上所述該纖維包括一種由以丙烯為主的混合物制成的聚合物域(例如，作為芯組分)。該實施例中的有用的纖維包括那些將一種丙烯為主的域與沿該纖維的表面的至少一部分(例如，作為皮)延伸的聚乙烯組份結(jié)合起來的纖維。這些纖維也會顯示出理想的相抵觸的特性，例如具有良好拉伸性的理想的手感。在本發(fā)明的另一種實施例中，該纖維沿著其至少一部分外部表面包括一個采用聚乙烯為主的混合物制成的聚合物域和一個采用丙烯為主的混合物制成的聚合物域，例如為一種皮芯纖維結(jié)構(gòu)，其中皮采用以聚乙烯為主的混合物制成，而芯采用以丙烯為主的混合物制成。
在生產(chǎn)纖維時，聚合物混合物組分(即聚乙烯和聚丙烯組分)以適當(dāng)?shù)谋壤拷M合起來，并在熔紡之前進行密切的混合。在許多情況下，當(dāng)聚合物被轉(zhuǎn)變成熔融狀態(tài)時，聚合物組分可以在擠出機中實現(xiàn)的充分地混合。在其他一些情況下，需要進行動力混合。在所能采用的市場上可以獲得的混合器中，有由西德的Darmag AG提供的Darmag 3DD三維動力混合器以及由英國橡膠塑料研究會提供的RAPRA CTM空腔-傳遞混合器。
聚合物混合物采用用于生產(chǎn)多組份纖維的并領(lǐng)域現(xiàn)有的適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和加工技術(shù)可以擠壓生產(chǎn)出一種多組份纖維結(jié)構(gòu)。例如，可以將聚合物組份輸入擠出機中以熔融狀態(tài)擠壓聚合物。熔融聚合物被引向具有合成噴絲孔的噴絲頭，這些噴絲孔排列成皮/芯型、并排型以及其它多組份纖維型，該熔融聚合物通過該噴絲頭噴出形成多組份纖維。參見美國專利US3595731和US4770925。
可以采用各種類型的聚乙烯。例如，帶支鏈的(即非線性的)低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯(LLDPE)可以采用任何公知的工藝進行生產(chǎn)，包括]金屬茂合物和齊格勒-納塔催化劑系統(tǒng)。LLDPE通常采用一種催化劑溶液或流化床工藝在現(xiàn)有技術(shù)所建立的條件下進行生產(chǎn)。所得到的聚合物的特征在于具有一種基本上線性的主鏈。通過共聚單體并入另外的線性聚合物主鏈的程度來控制密度。優(yōu)選的具有四到八個碳原子的各種α-鏈烯烴在該聚合物中的重量百分比高達10個百分點。最常見的共聚單體為丁烯、己烯、4-甲基-1-戊烯、以及辛烯。通常，能夠使得生產(chǎn)的LLDPE具有各種密度和熔體指數(shù)特性，這使得聚合物能較好地適于與聚丙烯一起熔紡。特別是，優(yōu)選的密度值范圍在0.87-0.95g/cc(ASTM D-792)而熔體指數(shù)范圍通常為0.1到大約150g/10min(ASTMD1238-89，190℃)。優(yōu)選的是，用于生產(chǎn)紡粘型長絲的LLDPE的熔體指數(shù)應(yīng)大于10，且更優(yōu)選為15或更大。尤其優(yōu)選的是LLDPE聚合物的密度為0.90-0.945g/cc而熔體指數(shù)大于25。市場上可以獲得的適當(dāng)?shù)牡兔芏染垡蚁┚酆衔锏膶嵗蓮腄ow化學(xué)品公司獲得的聚合物，例如ASPUN Type6811(27MI，密度為0.923)、Dow LLDPE2500(55MI，密度為0.923)、Dow LLDPE Type 6808A(36MI，密度為0.940)、以及由Exxon化學(xué)品公司生產(chǎn)的Exact系列線性低密度聚乙烯聚合物，例如Exact2003(31MI，密度為0.921)。
也可以使用由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的工藝制成的各種聚丙烯。通常，聚丙烯組份可以為全同立構(gòu)或間規(guī)丙烯均聚物、共聚物、或三元共聚物?？梢杂糜诒景l(fā)明的市場上可以獲得的丙烯均聚物的實例包括SOLTEX Type3907(35MFR，CR級)、HIMONT Grade X10054-12-1(65MFR)、ExxonType 3445(35MFR)、ExxonType 3635(35MFR)、AMOCO Type 10-7956F(35MFR)以及Aristech CP350 J(熔體流動率幾乎為35)。市場上可以獲得的丙烯共聚物的實例包括一種含有3％的乙烯且熔體流動速率為35的無規(guī)丙烯共聚物Exxon9355；一種含有3％的乙烯且熔體流動速率為10的無規(guī)丙烯共聚物Rexenel3S10A；一種含有3％的乙烯且熔體流動速率為11的無規(guī)丙烯共聚物Fina7525MZ；一種含有1.7％的乙烯且熔體流動速率為8的無規(guī)丙烯共聚物Montel EPIX30F，以及由Himont生產(chǎn)的Catalloyθ系列的丙烯共聚物和三元共聚物。當(dāng)聚丙烯共聚物以混合物中的分散相的形式存在時，優(yōu)選的熔體流動速率應(yīng)大于20g/10min，優(yōu)選為25或更大。尤其合適的是聚丙烯共聚物的MFR為35-65。
當(dāng)?shù)腿埸c聚乙烯組份以基本連續(xù)相存在而高熔點聚丙烯以分散在該聚乙烯相中的不連續(xù)的相存在時，低熔點的聚乙烯組份和高熔點聚丙烯組份比例范圍為大約50-99的重量百分比的聚乙烯和大約50-1的重量百分比聚丙烯，優(yōu)選為大約50-98的重量百分比的聚乙烯和大約50-2的重量百分比聚丙烯，更優(yōu)為大約60-95的重量百分比的聚乙烯和大約40-5的重量百分比聚丙烯，最優(yōu)為大約75-95的重量百分比的聚乙烯和大約25-5的重量百分比聚丙烯。
所構(gòu)成的聚合物域的聚合物組份可以這樣選擇，以便使得該織物具有其它的理想特性，較高的表面耐磨性和較高的拉伸率。纖維網(wǎng)的表面耐磨性可以通過物理測試從客觀上很方便地測量出來，該物理測試為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如由ASTM測試方法D-3884-80所規(guī)定的Taber磨損測試。用于本發(fā)明的復(fù)合織物的可拉伸纖維網(wǎng)的特征在于其Taber磨損值(橡膠輪)大于10圈。該纖維網(wǎng)的特征還在于，在拉伸之前，其沿機器方向(MD)或機器的橫向方向(CD)或者沿著這兩個方向在峰值負(fù)荷(ASTM D-1682)下的延伸率至少為70％，更優(yōu)選至少為100％，最優(yōu)為150％。因此，該織物通常被稱之為“可拉伸的無彈性”織物，意思是該纖維網(wǎng)10能夠相對容易地在超出其彈性限度之外進行拉伸并通過施加拉應(yīng)力而永久伸長。不過，該纖維網(wǎng)幾乎沒有回縮力，因此沒有彈性。
現(xiàn)在來看圖3，所示的是本發(fā)明的例示性層壓織物的透視圖，總體上用30進行表示。在該實施例中，層壓材料30為雙層層壓材料。疊層32包括一種無紡纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)由多組份纖維制成，例如上述織物10。該復(fù)合織物30的第二疊層34可以以各種形式存在，例如但不限于，熔噴無紡纖維網(wǎng)、紡粘型纖維網(wǎng)、人造短纖維的纖維網(wǎng)、或薄膜。盡管圖3所示的是兩層層壓材料，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會很清楚，還可以存在附加的疊層，該疊層可與疊層32和34相同或者不同。
這些疊層以一種本領(lǐng)域已知的方式粘結(jié)和/或?qū)訅涸谝黄?。例如通過纖維的流體扭結(jié)(hydroentanglement)和/或粘結(jié)、點粘結(jié)、通氣粘結(jié)(through-air bonding)等可以實現(xiàn)層壓和/或粘結(jié)。例如，當(dāng)疊層34為纖維網(wǎng)時，可以通過纖維的流體扭結(jié)(hydroentangling)和/或粘結(jié)、點粘結(jié)、通氣粘結(jié)(through-air bonding)等實現(xiàn)層壓和/或粘結(jié)。在圖3所示的實施例中，疊層32和34通過穿過一種加熱的帶圖案的軋光機而層壓在一起，從而形成一些標(biāo)記為36的離散熱粘結(jié)點。還能夠通過采用一種適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑即膠合劑實現(xiàn)粘結(jié)。術(shù)語“點粘結(jié)”包括連續(xù)或不連續(xù)的圖案粘結(jié)、均勻或隨機的點粘結(jié)或其結(jié)合，所有這些都是本領(lǐng)域所公知的。
該粘結(jié)可以在將層壓材料組裝上后進行，以便將所有的疊層連接起來，或者在將層壓材料最終組裝起來之前，采用該粘結(jié)將所選擇的織物疊層連接起來。各種不同的疊層以不同的圖案采用不同的粘結(jié)劑進行粘結(jié)?？傊?，層壓材料的粘結(jié)還可以結(jié)合各層粘結(jié)一起使用。
采用上述多組份纖維制成的一種紡粘型纖維網(wǎng)與一種有熔噴微纖維的纖維網(wǎng)層壓在一起使其在醫(yī)用領(lǐng)域、防護服用途領(lǐng)域以及衛(wèi)生應(yīng)用領(lǐng)域中起到防護織物(barrier fabric)的效用，例如象腿部防護翻邊(barrierleg cuff)。對于衛(wèi)生用途尤其有用，紡粘型/熔噴型層壓材料能降低基本重量，例如本發(fā)明的紡粘型纖維網(wǎng)每平米(gsm)能減少17克，而熔噴型纖維網(wǎng)每平米能減少2-3克。因此，例如可以采用這種防護層壓材料作為尿布中的腿部防護翻邊。
無紡織物層壓材料的另一種類型可采用將本發(fā)明的無紡纖維網(wǎng)與一種薄膜結(jié)合起來制成，該薄膜例如為熱塑性聚合物薄膜，如聚烯烴，從而使得防護織物有利地用于衛(wèi)生用途，例如腿部防護翻邊和尿布的后襯。圖4所示的是一種這樣的層壓材料40，該層壓材料包括一個疊層或片層42，該疊層包括一種由本發(fā)明的多組份纖維制成的無紡纖維網(wǎng)，例如圖1中的無紡織物10，該纖維網(wǎng)被層壓到以聚烯烴薄膜層44上，該聚烯烴薄膜層例如象一種厚度為0.8-1mil的聚乙烯薄膜。
有效薄膜包括本領(lǐng)域已知的透氣的和不透氣性兩種。作為在此所使用的術(shù)語，術(shù)語“透氣薄膜”指的是這樣一種薄膜，該薄膜能夠防止液體(例如水、血液、尿等)通過而又容許水蒸汽或液體的氣態(tài)狀態(tài)通過的薄膜。透氣薄膜涉及一些在其制造過程中使薄膜能透氣的薄膜(例如通過在制造薄膜的過程中向熔融體中添加特殊的材料，如碳酸鈣)。這種薄膜在市場上能得到。還有一些透氣薄膜涉及在生產(chǎn)之后使薄膜具有透氣性。例如，在將該薄膜層壓到另一基片(例如本發(fā)明的無紡織物)上并對該層壓材料進行拉伸和延展后使得薄膜具有透氣性。這樣的織物層壓材料作為一次性吸水物品中的后襯部件尤其有效，這些一次性吸水物品包括一次性尿布、醫(yī)用織物如一次性醫(yī)用或手術(shù)服、以及其它防護服。參見WU等人的美國專利US5865926，該文獻對這種透氣薄膜及其制造方法進行來說明。
將無紡層材42層壓和/或粘結(jié)到該薄膜層44可以通過采用連續(xù)或不連續(xù)的膠合劑層的膠合層壓的方式來實現(xiàn)。這種粘合方會使得尿布后襯具有非常高的柔軟度和非常好的于感。如果需要的話，可以將合適的膠合劑以一種連續(xù)或不連續(xù)的涂層的方式涂布到纖維網(wǎng)42或纖維網(wǎng)44上，或者在兩個纖維網(wǎng)42、44上都涂上。如果采用連續(xù)的膠合劑涂層，該膠合劑層應(yīng)該相對較薄且膠合劑應(yīng)具有充分的柔韌度或可拉伸性以便使得長絲在受到拉伸時能伸長。如果采用不連續(xù)的膠合劑，可以采用任何一種離散的圖案，例如直線、螺旋型或點陣，且膠合劑可以不可拉伸。膠合劑可以通過任何可以接受的方法連續(xù)或離散地進行涂布，這些方法包括噴涂、狹縫涂布、熔噴等。
合適的膠合劑可以采用各種材料制成，這些材料包括聚烯烴、聚乙酸乙烯酯聚酰胺(polvinyl acetate polyamide)、烴類樹脂、蠟、天然瀝青、苯乙烯橡膠(styrenic rubber)以及其混合物。有選膠合劑包括那些由俄亥俄州哥倫布市的Century Adhesives公司制造的在市場上出售的Century5227膠合劑以及由尼蘇達州圣保羅市的H.B.Fuller公司制造的在市場上出售的HL-1258膠合劑。
無紡織物層壓材料還可以通過將本發(fā)明的無紡織物和薄膜纖維網(wǎng)進行熱層壓在一起的方式進行生產(chǎn)。該方法的優(yōu)點在于省掉了膠合劑成本。還有其比較理想的是，當(dāng)與本發(fā)明的無紡織物結(jié)合時，它可以使得一種復(fù)合薄膜纖維網(wǎng)與薄膜纖維網(wǎng)內(nèi)的聚烯烴層結(jié)合，該復(fù)合薄膜纖維網(wǎng)包括一種密封/粘結(jié)層，該聚烯烴層使得柔軟度和良好的熱粘結(jié)特性最大化。該無紡織物層壓材料還可以通過直接將薄膜層44擠在疊層42上來生產(chǎn)。
層44優(yōu)選為聚烯烴薄膜，最優(yōu)選為一種無彈性的聚烯烴薄膜，該薄膜拉伸性至少為其原長的100％。該薄膜優(yōu)選其基重位于每平米10-40克范圍內(nèi)。本發(fā)明尤其適用于可拉伸薄膜/織物合成體，其中這種類型的薄膜通常用作一次性尿布的不滲透的外部構(gòu)件。
復(fù)合織物30和40的疊層34或44分別還可以為具有各種形式的彈性疊層，這些形式包括由粘結(jié)起來的長絲構(gòu)成的纖維網(wǎng)、網(wǎng)狀物(net)、薄膜、泡沫、平行排列的長絲等。這樣的結(jié)構(gòu)通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的方法生產(chǎn)。出于本發(fā)明的目的，一種“彈性”層定義成這樣，即在將該層一次拉伸到原有尺寸的10％后其具有75％的恢復(fù)率。還是如已知的一樣，可以采用任何合適的彈性體成型樹脂或混合物來生產(chǎn)上述構(gòu)件。這樣合適的材料包括基于聚苯乙烯(S)的二重成塊共聚物(diblockcopolymer)和三重成塊共聚物(triblock copolymer)和不飽和氫化橡膠塊或完全氫化橡膠塊。該橡膠塊可以包括丁二烯(B)、異戊間二烯(I)或氫化型乙烯丁烯(EB)。因此，可以采用S-B、S-I、S-EB以及S-B-S、S-I-S和S-EB-S成塊共聚物。優(yōu)選的這類彈性體包括由SHELL化學(xué)品公司出售的KRATON聚合物或由DEXCO出售的VECTOR聚合物。其它彈性體熱塑性聚合物包括聚亞安酯彈性體材料，如B.F.Goodrich公司出售的ESTANE；聚酯彈性體，如E.I.Dupont De Nemours公司出售的HYTREL；聚醚酯(polyetherester)彈性體材料，例如Akzo Plastics公司出售的ARNITEL；聚醚酰胺材料，如Elf Atochem公司出售的PEBAX；聚烯烴彈性體，如出自于Dow化學(xué)品公司的InsiteTM，AffinityTM或EngageTM或者從Exxon化學(xué)品公司可以獲得的ExactTM聚乙烯塑性體(plastomer)。也可以采用象交聯(lián)尿烷和橡膠一樣的交聯(lián)碳向體?？紤]到降低熔點壓力和溫度和/或增加產(chǎn)量，可以采用這些聚合物和其它聚合物如聚烯烴的混合物來增強其加工特性，如降低熔體粘度。
根據(jù)本發(fā)明的一個一個方面，在組裝這些復(fù)合織物40時，層42和44以非拉伸狀態(tài)脫離各個輸送輥。如果需要，隨后在可拉伸纖維網(wǎng)42或?qū)?4的表面上涂布上膠合劑。在涂布膠合劑之后，緊接著對該層進行加壓以形成織物40。例如，該層可以通過軋光機的軋輥進行進給?？蛇x擇的是，織物可以通過加熱方式采用或不采用膠合劑進行粘結(jié)。
在另一個實施例中，圖3和4的復(fù)合織物30或40分別包括位于可拉伸纖維網(wǎng)32或42的與層34或44相反的側(cè)面上的附加組份，以便形成一種三層的層壓材料。該第三組份可以拉伸或可以不能拉伸?？梢栽诟鞣N形式中采用任何合適的材料，例如紡成的或無紡材料，薄膜或復(fù)合材料，如涂有薄膜的無紡布。例如，可以采用一種熱塑性聚合物薄膜，其中優(yōu)選的聚合物為聚丙烯或聚乙烯。商業(yè)上理想的薄膜包括印第安那州特雷霍特市(Terre Haute)的Tredegar工業(yè)公司制造的那些薄膜。如果該組份基本上液體不可滲透，那么它就能適于用作內(nèi)衣的后襯，這些內(nèi)衣例如為尿布、訓(xùn)練罩(training pant)、失禁三角褲以及婦女用衛(wèi)生巾。任何公知的用于將組份層壓成合成構(gòu)件的技術(shù)都可以利用；優(yōu)選的是，按照前述方式通過一層較薄的膠合劑層將組份層壓在一起。
可選擇的是，附加組份可以為一種無紡纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)能構(gòu)成可拉伸的或不可拉伸的。列該無紡纖維網(wǎng)可以是與纖維網(wǎng)32或42相似的多組份纖維構(gòu)成另一種纖維網(wǎng)，層能夠而在復(fù)合織物30或40的兩面上采用一種纖維狀的網(wǎng)。也可以采用一種基本上不可拉伸的無紡纖維網(wǎng)，如一種含有低延伸率纖維的經(jīng)過梳理過的熱點粘結(jié)纖維網(wǎng)，例如HerculesType196聚丙烯人造短纖維。
可以向復(fù)合織物30或40施加拉伸力以使得該織物沿著機器方向(MD)和/或機器的橫向方向(CD)延伸和拉伸。在實施該操作是可以采用大量的現(xiàn)有技術(shù)。例如，用于獲得MD拉伸率的通用方式將使得織物穿過兩套或多套軋輥，每套軋輥都要比前一套移動的快。CD拉伸率可以通過拉幅獲得?？梢圆捎闷渌椒?，例如，在Wei等人的US5242436中所披露的“環(huán)形鎮(zhèn)壓器”，其在此通過參引而引入本申請，該“環(huán)形鎮(zhèn)壓器”通常用于獲得CD和/或MD拉伸率。
在向織物30或40施加拉伸力時，沿拉伸方向定位的可拉伸層32或42內(nèi)的纖維承受張力，且織物和纖維經(jīng)受變形。在該過程中，該纖維能夠較好地延伸超出其不可拉伸長度之外。例如，織物的延伸率通?？梢赃_到70—300％。在多數(shù)情況下，纖維都會延伸超過其彈性極限，并經(jīng)受塑性變形，且變成永久延伸。根據(jù)本發(fā)明，分布在整個無彈性層32或42上的離散粘結(jié)具有較高的強度，使得纖維纖維在無彈性的層32或42內(nèi)充分栓系，并使得拉伸過程中的纖維的脫落最小化。因此，將纖維的脫落降低到理想的結(jié)果，從而保持了耐磨性并是起毛度最小化。而且，由于該粘在一起的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)在拉伸操作過程中保持完整，因此該織物的強度得以維持。
本發(fā)明的復(fù)合織物尤其適于各種一次性衣服，如尿布、訓(xùn)練罩、失禁短褲以及婦女用衛(wèi)生巾。該織物可以用于尿布，例如圖5中所示的那種(標(biāo)記為50)，該尿布具有腰部區(qū)域52和腿部翻邊部件54。由于該復(fù)合織物既柔軟且具有強度，因此該尿布在使用中能夠抵抗穿戴者劇烈的運動而不會摩擦和磨損穿戴者的皮膚。
下面的實例其到解釋本發(fā)明的作用，但是并不是為了根據(jù)其限制本發(fā)明。
實例1本實例對采用各種多聚合物系統(tǒng)形成的纖維在生產(chǎn)低起毛性、高拉伸性的紡粘型無紡織物時的優(yōu)點進行說明，且將該織物的特性與由100％的全同立構(gòu)聚丙烯制成的傳統(tǒng)紡粘型無紡織物進行對比。在大致相同的條件下采用不同的多聚合物混合物組合生產(chǎn)連續(xù)的長絲紡粘型無紡織物，，該織物如下樣品A一種26g/m2的紡粘型織物，該織物包括96％的全同立構(gòu)聚丙烯和4％的聚乙烯(Dow05862N)；樣品B一種33g/m2的紡粘型織物，該織物包括76％的全同立構(gòu)聚丙烯、20％的丙烯共聚物(Montell KS057P)以及4％的聚乙烯(Dow05862N)；樣品C一種33g/m2的紡粘型織物，該織物包括85％的聚乙烯(Dowlex2553)以及15％的乙烯-丙烯共聚物(Amoco8352)；樣品D一種60g/m2的紡粘-熔噴-紡粘型復(fù)合織物，該織物由雙組份長絲(芯為聚酯，皮為聚乙烯)和熔噴聚乙烯組成。根據(jù)ASTMD D-1682測量該織物沿著機器方向(MD)和機器的橫向方向(CD)的抗拉強度和峰值載荷延伸特性。根據(jù)ASTMD D-3884測量該織物的Taber耐磨性，既采用橡膠輪進行測試，也采用毛氈輪進行測試。測量結(jié)果列于下面的表1中。為了比較，也對通過商業(yè)方式獲得的由Fiberweb North America生產(chǎn)的標(biāo)有Celestra商標(biāo)的100％的全同立構(gòu)聚丙烯紡粘型織物進行測試，并以樣品E的方式列于表1中，其中沒有關(guān)于起毛性的測試，因為其不滿足延伸率標(biāo)準(zhǔn)。
表1高延伸率的多聚合物無紡織物的物理特性
*nt＝not tested(沒有進行測試)。該材料不滿足延伸率標(biāo)準(zhǔn)，因此沒有對起毛性進行測試。
實例2將重量百分比為90％的熔融流動速度為27的線性低密度聚乙烯(LLDPE)(Dow6811LLDPE)和將重量百分比為10％的熔融流動速度大約為35的聚丙烯(PP)聚合物(Aristech CP350J)在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合。然后將該干性混合后的混合物輸送到紡粘型無紡紡絲系統(tǒng)的進料斗中。通過狹縫拉絲工藝以大約600m/min的成絲速度熔紡出連續(xù)長絲，并使其沉積在凝聚面上并形成一種紡粘型無紡纖維網(wǎng)，且該纖維網(wǎng)采用帶有圖案的軋光輥以12％的粘結(jié)面積熱粘結(jié)在一起。為了比較的目的，在相似的條件下采用100％PP和100％的LLDPE，由完全相同的聚合物生產(chǎn)出無紡紡粘型織物。
如表2中所示，100％的LLDPE紡粘型樣品相對于100％聚丙烯紡粘型樣品(30)顯示出較高的柔軟度(75和77.5)。不過，從較高的起毛測量結(jié)果(12.5和2.4)來看，100％的LLDPE樣品的耐磨性與100％PP樣品(0.3)相比相對要差一些。采用90％LLDPE/10％PP制成的無紡織物具有較高的柔軟度(67.5)，該柔軟度只略微比100％的LLDPE織物要小一些，并且其耐磨性(起毛值)為1.0mg，該值明顯好于100％LLDPE的值。該混合物樣品還顯示出了相對于采用100％LLDPE制成的產(chǎn)品的改善CD張力。
表2
1gsm＝每平方米的克數(shù)(grams per square meter)2Loft是通過測量織物片的頂面和底面之間的距離而確定的，同時該織物片受到每平方英寸95克的壓縮負(fù)載。該測量值通常是平均值為10的測量值。
3起毛性是通過反復(fù)地使柔軟的彈性體表面橫向摩擦過該織物表面恒定次數(shù)來確定的。然后稱出從織物表面上磨脫下來的纖維的重量。起毛性以毫克來計。
4柔軟度通過感官評定法進行評估，其中一個專家團將實例織物的表面感覺與調(diào)節(jié)器的表面感覺進行比較。結(jié)果被報告成一個柔軟度分?jǐn)?shù)，其中分?jǐn)?shù)越高表示手感越良好。每次報告值都對應(yīng)于單一的織物測試樣品，但是卻反映的是幾個小組成員的輸入量。
5張力、峰值延伸率以及TEA都是通過使1×7英寸長的樣品斷裂來進行評估，該樣品通常按照ASTM D1682-64為一英寸的切斷條帶測試品。該儀器十字頭的速度設(shè)定為每分鐘5英寸，且表的長度設(shè)置為每分鐘5英寸。該條帶的抗拉強度以克/厘米來計量，其平均值通常至少為8。峰值延伸率為表示最大抗拉強度的長度增加百分比。TEA，即總的拉力能吸收總量，是根據(jù)在條帶拉力測試過程中產(chǎn)生的應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積計算得出的。
實例3(控制器)通過將100％Dow2500LLDPE(55MI，密度為0.923)輸入到紡絲系統(tǒng)的進料斗中來制造一種控制纖維(control fiber)，該紡絲系統(tǒng)具有一個擠出機、一個將聚合物流速控制在每個孔每分鐘0.75克的齒輪泵，以及一個噴絲頭，該噴絲頭帶有34孔，每個孔的長徑比為L/D＝4∶1且孔的直徑為0.2mm。利用擠出機中2l5℃的溫度和232℃的固體熔融溫度(packmelt temperature)實施紡絲。在經(jīng)過空冷后，所得到的長絲將會采用以100磅/平方英寸(psig)工作的抽氣槍以大約1985米/分鐘的出絲速度被拉下，從而生產(chǎn)出3.01丹尼爾(denier)和0.4l標(biāo)準(zhǔn)丹尼爾偏差。
實例4將90份重量的Dow LLDPE Type 2500(55MI，密度為0.923)和10份的X10054-12-1聚丙烯(65MFR)在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合，并隨后將其輸送到實例3中所述的紡絲系統(tǒng)的進料斗中。采用211℃的固體熔融溫度(pack melt temperature)實施紡絲。在經(jīng)過空冷后，所得到的長絲將會采用以100磅/平方英寸(psig)工作的抽氣槍以大約2280米/分鐘的出絲速度被拉下，從而生產(chǎn)出2.96丹尼爾(denier)和1.37標(biāo)準(zhǔn)丹尼爾偏差。
實例5將90份重量的Dow LLDPE Type 2500(55MI，密度為0.923)和10份的Soltex3907聚丙烯(35MFR，噴絲孔膨脹系數(shù)為1.7，CR級)在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合，并隨后將其輸送到實例3中所述的紡絲系統(tǒng)的進料斗中。采用231℃的固體熔融溫度(pack melt temperature)和216℃的擠出機熔融溫度實施紡絲。在經(jīng)過空冷后，所得到的長絲將會采用以100磅/平方英寸(psig)工作的抽氣槍以大約2557米/分鐘的出絲速度被拉下，從而生產(chǎn)出2.64丹尼爾(denier)和0.38標(biāo)準(zhǔn)丹尼爾偏差。
實例6將90份重量的Dow LLDPE Type 6808(36MI，密度為0.940)和10份的Soltex3907聚丙烯(35MFR，噴絲孔膨脹系數(shù)為1.7，CR級)在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合，并隨后將其輸送到實例3中所述的紡絲系統(tǒng)的進料斗中。采用231℃的固體熔融溫度(pack melt temperature)和216℃的擠出機熔融溫度實施紡絲。在經(jīng)過空冷后，所得到的長絲將會采用以100磅/平方英寸(psig)工作的抽氣槍以大約2129米/分鐘的出絲速度被拉下，從而生產(chǎn)出3.17丹尼爾(denier)和2.22標(biāo)準(zhǔn)丹尼爾偏差。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于給定配方，紡絲質(zhì)量大致與標(biāo)準(zhǔn)丹尼爾偏差有關(guān)。降低標(biāo)準(zhǔn)偏差意味著紡絲的質(zhì)量更穩(wěn)定或更高。因此，沒有想到且與現(xiàn)有技術(shù)的教示相反的是，在實例5中采用35MFR的聚丙烯的混合物產(chǎn)生了相對于實例3中相應(yīng)的LLDPE調(diào)節(jié)器更穩(wěn)定的紡絲效果。
實例7將80份重量的溶體指數(shù)為55和密度為0.925的線性低密度聚乙烯顆粒和20份重量的熔體流動速度為35的聚丙烯顆粒在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合。隨后將該干性混合后的混合物輸送到紡絲系統(tǒng)的進料斗中。該紡絲系統(tǒng)具有一個長徑比為30∶11/d擠出機、一個靜態(tài)混合器、一個將熔融聚合物供給到狀配有噴絲頭的被加熱的熔融塊中的齒輪泵。長絲從噴絲頭中擠出并采用抽氣作用被拉下。
實例8由連續(xù)長絲紡粘型無紡纖維網(wǎng)構(gòu)成的樣品是由具有以各種比例混合的一種溶體指數(shù)為27的線性低密度聚乙烯(Dow6811A LLDPE)和一種聚丙烯均聚物(Appryl 3250YR1，27MFR)的混合物制成的。由100％的聚丙烯和100％的聚乙烯制成的調(diào)節(jié)織物(control fabric)也是在相同的條件下生產(chǎn)的。該織物的生產(chǎn)采用以下步驟，即將各種聚合物或聚合物的混合物熔紡成連續(xù)的長絲、采用狹縫拉絲工藝以空氣作用的方式使長絲硬化、將長絲沉積在凝聚面上一形成纖維網(wǎng)以及利用帶有圖案的軋光輥以12％的粘結(jié)面積將纖維網(wǎng)熱粘結(jié)起來。該織物的基重大約為25gsm，且長絲的平均質(zhì)量/長度為3dtex。對這些織物的抗拉強度和延伸特性以及其耐磨性進行測量，并將這些特性記錄在表3中。如表中所示，100％聚丙烯的調(diào)節(jié)織物(control fabric)具有優(yōu)良的耐磨性，所示的沒有可測量的起毛產(chǎn)生。不過該織物的延伸率相對較低。100％聚乙烯調(diào)節(jié)織物(control fabric)具有良好的延伸率特性，但是耐磨性非常差(具有較高的起毛值和較低的Taber耐磨性)以及抗拉強度相對較低。令人驚奇的是，采用聚丙烯和聚乙烯制成的織物顯示出耐磨性、高拉伸率以及良好的抗拉強度之間的優(yōu)良的組合。需要指明的是，混合物的CD延伸率值實際上超過了100％聚乙烯調(diào)節(jié)織物(control fabric)的延伸率。據(jù)信這種在延伸率方面的驚人的增加源于混合物的長絲的粘結(jié)要好于在100％聚乙烯調(diào)節(jié)織物(control fabric)所獲得的粘結(jié)，這就導(dǎo)致該織物能充分利用具有較高拉伸性的長絲而不會導(dǎo)致粘結(jié)失效。
實例9由基重為每平方米25克的連續(xù)長絲紡粘型無紡纖維網(wǎng)構(gòu)成的樣品是由具有以各種比例混合的一種溶體指數(shù)為27的線性低密度聚乙烯(Dow6811A LLDPE)和一種聚丙烯均聚物(Appryl 3250YRI或者Aristech CP350J)的混合物制成的。由100％的聚丙烯和100％的聚乙烯制成的調(diào)節(jié)織物(control fabric)也是在相同的條件下生產(chǎn)的。該織物的生產(chǎn)采用以下步驟，即將各種聚合物或聚合物的混合物熔紡成連續(xù)的長絲、采用狹縫拉絲工藝(slot draw process)以空氣作用的方式(pneumatically)使長絲硬化、將長絲沉積在凝聚面上一形成纖維網(wǎng)以及利用帶有圖案的軋光輥以12％的粘結(jié)面積將纖維網(wǎng)熱粘結(jié)起來。對這些織物的抗拉強度和延伸特性以及其耐磨性進行測量，并將這些特性記錄在表3中。如表中所示，100％聚丙烯的調(diào)節(jié)織物(control fabric)具有優(yōu)良的耐磨性，所示的沒有可測量的起毛產(chǎn)生。不過該織物的延伸率相對較低，因此限制將這種織物用于可拉伸薄膜/織物層壓材料中。100％聚乙烯調(diào)節(jié)織物(control fabric)具有良好的延伸率特性，但是耐磨性非常差(具有較高的起毛值)以及抗拉強度相對較低。令人驚奇的是，采用聚丙烯/聚乙烯制成的織物顯示出耐磨性、高拉伸率以及良好的抗拉強度之間的優(yōu)良的組合。這種長絲的高拉伸率使得這種織物能較好地適用于一種可拉伸的薄膜/織物復(fù)合結(jié)構(gòu)中。
實例10一種厚度為1.5mil的用于一次性尿布的背片的聚乙烯薄膜上噴有一種通用的膠合劑(Locktite公司)，并通過向一種含有15％的聚丙烯和85％的聚乙烯的25gsm的紡粘型植物施加壓力而粘結(jié)起來，這種織物是實例9中所描述的無紡織物中的其中一種。該織物的機器橫向方向與薄膜的機器橫向方向一致。通過Instron拉伸測試器使得由薄膜和聚丙烯/聚乙烯紡粘無紡布構(gòu)成的復(fù)合織物沿CD方向拉伸到200％的拉伸程度，并超出該紡粘型和織物的彈性范圍置外。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)顯示所得到的拉伸后的復(fù)合織物的基重、柔軟度以及懸垂性降低了，而令人驚奇的是，沒有纖維和毛絨脫落，因此顯示出沒有可見的起毛外觀。該拉伸后的復(fù)合織物其外觀上要厚于其沒有拉伸的前身。該拉伸后的織物可以用作尿布的背面或尿布腿部的翻邊。
表3聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)混合物織物的機械特性
6張力、峰值延伸率都是通過使1×7英寸長的樣品斷裂來進行評估，該樣品通常按照ASTM D1682-64為一英寸的切斷條帶測試品。該儀器十字頭的速度設(shè)定為每分鐘5英寸，且表的長度設(shè)置為每分鐘5英寸。該條帶的抗拉強度以克/英寸來計量，其平均值通常至少為8。峰值延伸率為表示最大抗拉強度的長度增加百分比。
7起毛性是通過反復(fù)地使柔軟的彈性體表面摩擦過該織物表面恒定次數(shù)來確定的。然后稱出從織物表面上磨脫下來的纖維的重量。起毛性以毫克來計8根據(jù)ASTM D3884-80進行處理，其中計算循環(huán)次數(shù)直到失效為止。失效定義為在該織物的表面上出現(xiàn)一個一平方毫米或更大的孔為止。
實例11一種厚度為1.5mil的彈性薄膜由E.I.Du Pont DeNemours公司出售的Hytrel8122聚酯彈性體所澆鑄成的。該彈性薄膜的一種樣品上噴有一種通用的膠合劑(Locktite公司)，并通過向一種含有15％的聚丙烯和85％的聚乙烯的每平米25克的紡粘型織物(是實例9中所描述的無紡織物中的其中一種)施加壓力而粘結(jié)起來。該織物的機器橫向方向與薄膜的機器橫向方向一致。1.5英寸寬的所獲得合成體樣品置于Instron拉伸測試器的鉗口內(nèi)并拉伸到200％的拉伸程度。該合成體返回到0％的拉伸率。在圖6A中給了所得出的應(yīng)力應(yīng)變曲線。紡粘型組分保持與彈性薄膜相連，但是長絲被拉伸，使得沒有拉伸過的構(gòu)成部分具有一種凸處的外觀。該構(gòu)成部分在第二次拉伸200％的拉伸率并隨后恢復(fù)到0％的拉伸率。在圖6B中給了所得出的應(yīng)力應(yīng)變曲線。對于第二次拉伸其彈性模量非常低，因為該紡粘型組分不再抵抗拉伸。該和成體具有彈性材料拉伸屬性。
實例12通過將置于并列位置的三層聚烯烴纖維網(wǎng)采用熱點粘結(jié)的方式來置備織物(織物A)。這些纖維網(wǎng)采用下述聚合物熔紡而成外層#1每平米8.5克的96％的聚丙烯(Exxon3445)和4％的聚乙烯(Dow05862N)中間層每平米2克的100％的聚丙烯(Exxon3546G)熔噴纖維外層#2每平米8.5克的96％的聚丙烯(Exxon3445)和4％的聚乙烯(Dow05862N)外層中的平均纖維尺寸為3.3dtex。中間層中的平均纖維直徑為1.9微米。這些纖維網(wǎng)采用一套具有17％的粘結(jié)面積的軋管輥粘結(jié)起來。對該織物的機械特性以及100％聚丙烯制成的調(diào)節(jié)織物(control fabric)的機械特性進行評估并列于表3中。清楚證明，外層長絲中含有聚乙烯的織物的拉伸率比較高。
該三層結(jié)構(gòu)的織物(織物A)的樣品作為屏障翻邊部件被插進US4738677所述的尿布結(jié)構(gòu)中。該尿布還包括一個US5242436中所描述的緊固裝置。在該尿布中，上述聚烯烴三層層材(織物A)采用膠合劑被連接到尿布的側(cè)板區(qū)域內(nèi)的一部分彈性泡沫上。所獲得的彈性層材受到33％的拉伸率。該非彈性三層組分的熱粘結(jié)點保持保持韌度，同時將粘結(jié)處連接起來的長絲被拉伸。結(jié)果是尿布的側(cè)板部分變得可拉伸，而彈性泡沫部分以其應(yīng)力-應(yīng)變特性為主。
實例13紡粘-熔噴-紡粘三層織物采用含有連續(xù)長絲多聚合物纖維的紡粘性外層纖維網(wǎng)和含有聚丙烯熔噴微纖維的內(nèi)層可拉伸的纖維網(wǎng)制成，該多聚合物纖維包括4％的聚乙烯和96％的聚丙烯，而熔噴微纖維的最大纖維直徑為5微米。
該復(fù)合織物通過使其穿過加熱了的、溫度為145℃的、帶有圖案并能夠產(chǎn)生17％的粘結(jié)面積的軋光輥而粘結(jié)在一起。該三層結(jié)構(gòu)的織物對抗拉特性進行測試，并通過上升水柱滲膠測試來測量該合成體的防漏特性(barrier property)。結(jié)果列在表4中。
表4
實例14該實例說明的是采用本發(fā)明的連續(xù)雙組份纖維制成的織物的制備和優(yōu)點，其中皮采用一種混合物制成，該混合物含有特定等級的(specificgrade)聚乙烯作為主相而特定等級的聚丙烯或共聚乙烯作為次相，且纖維芯由單一的聚丙烯或共聚丙烯聚合物構(gòu)成。隨手將這種纖維的耐磨性與不是采用本發(fā)明的纖維制成的無紡布進行對比，這種織物采用單一和栓組份纖維制成，其中纖維中的單一或雙組份方面中的每個都采用單一聚合物制成。
本發(fā)明的連續(xù)長絲紡粘型無紡織物和對比織物都在一個控制生產(chǎn)線(pilot line)進行生產(chǎn)，該生產(chǎn)線包括兩個擠出機；能夠紡出雙組份纖維的噴絲組合噴絲頭(spin pack and spinneret)；促進纖維從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的驟冷區(qū)域；硬化區(qū)域，纖維在該區(qū)域得到加速以促進拉絲以獲得機械拉伸和為了柔軟度和理想的手感獲得5丹尼爾之下的低丹尼爾；移動的針基(moving wire)，用于在拉下纖維后收集纖維；以及一個熱粘結(jié)軋光機，由收集來的纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)在該軋光機處通過加熱和在光滑輥和壓花輥之間壓縮而熱粘結(jié)在一起。參見US5162074，該專利公開了一種用于構(gòu)造噴絲組合以便紡出雙組份纖維的方法。在控制生產(chǎn)線中的壓紋機具有一個大約18％的粘結(jié)區(qū)域，每平方英寸大約有144個凹凸軋花點(emboss)。
為了這些試驗，在控制生產(chǎn)線的硬化區(qū)域裝配上一個Lurgi DOCON拉伸裝置(draw system)。采用Lurgi方法，長絲從噴絲頭中擠出，經(jīng)流動的冷空氣驟冷，隨后導(dǎo)入管中，纖維在管中經(jīng)與高壓空氣接觸而加速，使得纖維的單絲丹尼爾數(shù)下降到5之下。在管子的底部，長絲彼此分開并被噴到移動的針基(moving wire)上。
通過使得該織物經(jīng)受一種改進的Sutherlan Ink Rub測試來測量所得到的熱粘結(jié)織物的耐磨性。該Sutherlan Ink Rub測試由ASTM D-5264“采用Sutherlan Ink Rub試驗機測試打印材料耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)實驗操作”(“Standard Practice for Abrasion Tesistance for Printed Materials bySutherlan Ink Rub Tester”)進行描述。為了評估織物的耐磨性，待測試的織物被安裝在Sutherlan試驗機上，使得摩擦試驗機在該織物上沿著機器橫向方向(CD)移動。為進行這些測試，采用2磅的測試機腳(testerfoot)，并將機器設(shè)置為完成5次循環(huán)。采用一種細粒度砂紙作為磨粒材料。當(dāng)測試完成時，將所有斷裂纖維都細心地收集起來并采用分析天平進行稱重，以便對織物進行磨損程度的質(zhì)量評估。假設(shè)回收的斷裂纖維的重量越低，則該無紡布的耐磨性越強。其中例1-5為對比例，而例6-9說明的是本發(fā)明的各種優(yōu)選的實施例。
采用上述控制生產(chǎn)線，以35的熔體流速對單一聚合物進行紡絲制成例1，該單一聚合物為商業(yè)上可獲得的聚丙烯AMOCO Type7956。SutherlanInk Rub測試給出的耐磨值為0.102。
例2采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7957聚丙烯以35的熔體流速在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例2的皮/芯比例為20/80的雙組份纖維。SutherlanInk Rub測試給出的耐磨值為0.205。
例3采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7957聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例3的皮/芯比例為50/50的雙組份纖維。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.220。
例4采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7644聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例4的皮/芯比例為80/20的雙組份纖維。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.149。
例5為基重為40gsm的從德國柏林BBANowovens公司以商業(yè)方式獲得的BBA COROLINE紡粘型聚乙烯織物(100％聚乙烯)。Sutherlan InkRub測試給出的耐磨值為0.168。
例6采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，一種混合物含有85％的型號為DOW2553熔體指數(shù)為40的聚乙烯和15％的熔體流速為26型號為Appryl 3250的聚丙烯，該混合物在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為Appryl 3250的聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例6的皮/芯比例為50/50的雙組份纖維。用于皮的混合物在被引入向擠出機供料的加料斗之前以一種干燥顆粒的形式在膠泥混合器中進行混合。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.155。
例7采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，一種混合物含有85％的型號為DOW6811A熔體指數(shù)為27的聚乙烯和15％熔體流速為26型號為Appryl 3250的聚丙烯，該混合物在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為Appryl 3250的聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例7的皮/芯比例為50/50的雙組份纖維。用于皮的混合物在被引入向擠出機供料的加料斗之前以一種干燥顆粒的形式在膠泥混合器中進行混合。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.143。
例8采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，一種混合物含有85％的型號為DOW6811熔體指數(shù)為27的聚乙烯和15％熔體流速為26型號為Appryl3250的聚丙烯，該混合物在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7956的聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例8的皮/芯比例為50/50的雙組份纖維。在顆粒被引入向生產(chǎn)線的擠出機供料的生產(chǎn)線的加料斗之前，用于皮的混合物通過將這些組份混合在一起制備而成，并在擠出機中熔融而產(chǎn)生熔融混合物，并隨后進行擠出。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.132。
例9采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，一種混合物含有85％的型號為DOW6811A熔體指數(shù)為27的聚乙烯和15％的型號為AMOCO8253的共聚丙烯，該共聚丙烯為一種丙烯的無規(guī)共聚物，其比例為97/3，熔體流速為6，該混合物在一擠出機中被擠出而變成皮，而熔體流速為35的型號為AMOCO7956的聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例9的皮/芯比例為50/50的雙組份纖維。用于皮的混合物被引入向擠出機供料的加料斗之前以一種干燥顆粒的形式在膠泥混合器中進行混合。Sutherlan Ink Rub測試給出的耐磨值為0.106。
實例15該實例說明的是采用本發(fā)明的連續(xù)雙組份纖維制成的織物的制備和優(yōu)點，其中芯采用一種多聚合物混合物制成，該混合物含有至少兩種不同的聚烯烴聚合物，該聚合物以一種高熔點為主的連續(xù)相和至少一種分散在其中的低熔點的非連續(xù)相形式存在。高熔點的連續(xù)相包括丙烯聚合物，而低熔點的非連續(xù)相包括乙烯聚合物。
本發(fā)明的連續(xù)長絲紡粘型無紡織物和對比織物都在一個控制生產(chǎn)線(pilot line)進行生產(chǎn)，該生產(chǎn)線包括兩個擠出機；能夠紡出雙組份纖維的噴絲組合噴絲頭(spin pack and spinneret)；促進纖維從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的驟冷區(qū)域；硬化區(qū)域，纖維在該區(qū)域得到加速以促進拉絲以獲得機械拉伸和為了柔軟度和理想的手感獲得5丹尼爾之下的低丹尼爾；移動的針基(moving wire)，用于在拉下纖維后收集纖維；以及一個熱粘結(jié)軋光機，由收集來的纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)在該軋光機處通過加熱和在光滑輥和壓花輥之間壓縮而熱粘結(jié)在一起。參見US5162074，該專利公開了一種用于構(gòu)造噴絲組合以便紡出雙組份纖維的方法。在控制生產(chǎn)線中的壓紋機具有一個大約18％的粘結(jié)區(qū)域，每平方英寸大約有144個凹凸軋花點(emboss)。
為了這些試驗，在控制生產(chǎn)線的硬化區(qū)域裝配上一個Lurgi DOCON拉伸裝置(draw system)。采用Lurgi方法，長絲從噴絲頭中擠出，經(jīng)流動的冷空氣驟冷，隨后導(dǎo)入管中，纖維在管中經(jīng)與高壓空氣接觸而加速，使得纖維的單絲丹尼爾數(shù)下降到5之下。在管子的底部，長絲彼此分開并被噴到移動的針基(moving wire)上。
通過使得該織物經(jīng)受一種改進的Sutherlan Ink Rub測試來測量所得到的熱粘結(jié)織物的耐磨性。該Sutherlan Ink Rub測試由ASTM D-5264“采用Sutherlan Ink Rub試驗機測試打印材料耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)實驗操作”(“Standard Practice for Abrasion Tesistance for Printed Materials bySutherlan Ink Rub Tester”)進行描述。為了評估織物的耐磨性，待測試的織物被安裝在Sutherlan試驗機上，使得摩擦試驗機在該織物上沿著機器橫向方向(CD)移動。為進行這些測試，采用2磅的測試機腳(testerfoot)，并將機器設(shè)置為完成5次循環(huán)。采用一種細粒度砂紙作為磨粒材料。當(dāng)測試完成時，將所有斷裂纖維都細心地收集起來并采用分析天平進行稱重，以便對織物進行磨損程度的質(zhì)量評估。假設(shè)回收的斷裂纖維的重量越低，則該無紡布的耐磨性越強。其中例1、2以及7為對比例，而例3-6說明的是本發(fā)明的各種優(yōu)選的實施例。
采用上述控制生產(chǎn)線，以35的熔體流速對單一聚合物進行紡絲制成例1，該單一聚合物為商業(yè)上可獲得的聚丙烯AMOCO Type7956。SutherlanInk Rub測試給出的耐磨值為0.102。
例2采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7956聚丙烯以35的熔體流速在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例2的皮/芯比例為20/80的雙組份纖維。例2的基重為每平米33克。當(dāng)如上所述沿著CD方向摩擦?xí)r，對例2進行Sutherlan InkRub測試所得出的耐磨值為0.146。隨后沿著織物的MD方向進行摩擦，如上所述反復(fù)進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.115。通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例2的機械特性。CD拉力等于763克。在最大拉力下的CD拉伸率為134％。在最大拉力下的CD韌度為742英寸-克/平方英寸。MD拉力等于2213克。在最大拉力下的MD拉伸率為121％。在最大拉力下的MD韌度為2320英寸-克/平方英寸。
例3采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，以及一種由76％的型號為AMOCO7956聚丙烯、加20％的MONTELL KSO84P Catalloy以及4％的DOW5862聚乙烯構(gòu)成的混合物在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例3的皮/芯比例為80/20的雙組份纖維。例3的基重為每平米29克。當(dāng)如上所述沿著CD方向摩擦?xí)r，對例3進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.104。隨后沿著織物的MD方向進行摩擦，如上所述反復(fù)進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.149。
通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例3的機械特性。CD拉力燈等于858克。在最大拉力下的CD拉伸率為134％。在最大拉力下的CD韌度為842英寸-克/平方英寸。MD拉力等于2148克。在最大拉力下的MD拉伸率為106％。在最大拉力下的MD韌度為2067英寸-克/平方英寸。
例4采用上述控制生產(chǎn)線這樣制成，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，以及一種混合物，該混合物包括一種可獲得型號為AMOCO8956的無規(guī)共聚物，該無規(guī)共聚物97％的丙烯和3％的乙烯制成；以及20％的MONTELL KSO84PCatalloy和4％的DOW5862聚乙烯，該混合物在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例4的皮/芯比例為80/20的雙組份纖維。例4的基重為每平米29克。當(dāng)如上所述沿著CD方向摩擦?xí)r，對例4進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.1146。隨后沿著織物的MD方向進行摩擦，如上所述反復(fù)進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.132。通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例3的機械特性。CD拉力燈等于770克。在最大拉力下的CD拉伸率為157％。在最大拉力下的CD韌度為873英寸-克/平方英寸。MD拉力等于1749克。在最大拉力下的MD拉伸率為133％。在最大拉力下的MD韌度為1981英寸-克/平方英寸。
例5采用和上述控制生產(chǎn)線相似但產(chǎn)量較大的Lurgi Spunbond生產(chǎn)線制造，該生產(chǎn)線具有兩束噴絲頭。這兩束噴絲頭如上所述生產(chǎn)相同的纖維。例5這樣生產(chǎn)，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，以及一種混合物，該混合物包括76％的一種可獲得的Union Carbide6D43無規(guī)共聚物，該無規(guī)共聚物97％的丙烯和3％的乙烯制成；以及20％的MONTELL Adflex357 Catalloy和4％的DOW5862聚乙烯，該混合物在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例5的皮/芯比例為80/20的雙組份纖維。例5的基重為每平米30克。通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例4的機械特性。CD拉力等于1089克。在最大拉力下的CD拉伸率為82％。在最大拉力下的CD韌度為680英寸-克/平方英寸。MD拉力等于1270克。在最大拉力下的MD拉伸率為84％。在最大拉力下的MD韌度為771英寸-克/平方英寸。
例6采用操作和功能和上述控制生產(chǎn)線相似但產(chǎn)量更小的規(guī)模非常小生產(chǎn)線制造。例6這樣生產(chǎn)，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，以及一種混合物，該混合物包括76％的型號為AMOCO7956的聚丙烯以及20％的MONTELL KSO84PCatalloy和4％的DOW5862聚乙烯，該混合物在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例6的皮/芯比例為80/20的雙組份纖維。例6的基重為每平米28克。當(dāng)如上所述沿著CD方向摩擦?xí)r，對例6進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.1366和0.1324。通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例6的機械特性。CD拉力等于1113克。在最大拉力下的CD拉伸率為73％。在最大拉力下的CD韌度為699英寸-克/平方英寸。MD拉力等于859克。在最大拉力下的MD拉伸率為96％。在最大拉力下的MD韌度為748英寸-克/平方英寸。
例7采用操作和功能和上述控制生產(chǎn)線相似但產(chǎn)量更小的規(guī)模非常小生產(chǎn)線制造。例6這樣生產(chǎn)，即，熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯在一擠出機中被擠出而變成皮，而型號為AMOCO7956的聚丙烯在第二擠出機中被擠出而制成芯，因而生產(chǎn)出用于無紡布例7的皮/芯比例為20/80的雙組份纖維。例7的基重為每平米31克。當(dāng)如上所述沿著CD方向摩擦?xí)r，對例6進行Sutherlan Ink Rub測試所得出的耐磨值為0.1366和0.1859。通常還按照ASTMD1682“織物纖維的斷裂負(fù)載和拉伸率”這種利用一英寸的條帶進行測試的方法來測量例6的機械特性。CD拉力等于1418克。在最大拉力下的CD拉伸率為79％。在最大拉力下的CD韌度為944英寸-克/平方英寸。MD拉力等于931克。在最大拉力下的MD拉伸率為109％。在最大拉力下的MD韌度為849英寸-克/平方英寸。
實例16該實例說明的是采用本發(fā)明的連續(xù)雙組份纖維制成的織物的制備和優(yōu)點，其中皮采用一種混合物制成，該混合物含有特定等級的(specificgrade)聚乙烯作為主相而特定等級的聚丙烯或共聚乙烯作為次相。而且，纖維芯采用一種多聚合物混合物制成，該混合物含有至少兩種不同的聚烯烴聚合物，該聚合物以一種高熔點為主的連續(xù)相和至少一種分散在其中的低熔點的非連續(xù)相形式存在。高熔點的連續(xù)相包括丙烯聚合物，而低熔點的非連續(xù)相包括乙烯聚合物。
本發(fā)明的連續(xù)長絲紡粘型無紡織物都如上面的實例14和15中所述的方式制備，且所獲得熱粘結(jié)織物的耐磨性和機械特性也都采用上述在實例14和15中所述的測試方式進行測量。
這些織物采用下述聚合物混合物作為雙組份纖維的皮組份而制成(1)一種混合物，含有85％的型號為DOW2553的聚乙烯和15％的熔體流速為26的APPRYL3250聚丙烯；(2)一種混合物，含有85％的熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯和15％的熔體流速為26的APPRYL3250聚丙烯；(3)一種混合物，含有85％的熔體指數(shù)為27的型號為DOW6811A的聚乙烯和15％的型號為AMOCO8253的共聚丙烯，該共聚丙烯為一種熔體流速為6的無規(guī)共聚物，其丙烯的比例為97/3。
上述纖維包括一種芯組份，該組份是由從下列幾組聚合物混合物中選出的一種制成的(1)一種混合物，含有76％的型號為AMOCO7956的聚丙烯以及20％的MONTELL KSO84P Catalloy和4％的DOW5862聚乙烯；(2)一種無規(guī)共聚物混合物，由97％的丙烯和3％的乙烯制成，該混合物可由型號為AMOCO8956的無規(guī)共聚物，以及20％的MONTELLKSO84P Catalloy和4％的DOW5 862聚乙烯獲得；和(3)一種無規(guī)共聚物混合物，由97％的丙烯和3％的乙烯制成，該混合物可由含有76％的一種Union Carbide6D43無規(guī)共聚物，以及20％的MONTELL Adfiex357 Catalloy和4％的DOW5862聚乙烯獲得。
這些纖維的皮/芯的比例為50/50、80/20或20/80。該織物顯示出理想的而又相互抵觸的特性的組合，例如良好拉伸率、美觀性、以及良好的抗拉強度。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的PE皮/PP芯纖維會存在耐磨性問題。相反，與PE皮/PP芯纖維相比，在該實例中描述的纖維的耐磨性就得到改善。盡管不希望受到本發(fā)明解釋的束縛，但是據(jù)信，聚合物混合物皮組份能夠更堅固地粘結(jié)在其它纖維以及芯上，因此就改善了纖維的栓系以及織物的耐磨性，而又不會犧牲拉伸率。
實例17進行一項研究以確定包含在本發(fā)明的織物的纖維結(jié)構(gòu)中的不連續(xù)聚合物相的域尺寸和分布。為此，根據(jù)本發(fā)明所教的方法制備紡粘型無紡織物。尤其是，將重量百分比為85％溶體指數(shù)為27(Dow6811A LLDPE)的線性低密度聚乙烯(LLDPE)和重量百分比為15％熔體流動速度為24(Appryl 3250YRI PP)的聚丙烯(PP)在一旋轉(zhuǎn)混合器中進行干性混合。隨后將該干性混合后的混合物輸送到紡粘型無紡紡絲系統(tǒng)的進料斗中。采用狹縫拉絲工藝(slot draw process)以600m/min的成絲速度熔紡出連續(xù)的長絲并將長絲沉積在凝聚面上以形成紡粘無紡纖維網(wǎng)，且利用帶有圖案的軋光輥以12％的粘結(jié)面積將該纖維網(wǎng)熱粘結(jié)起來。這樣制備的樣品被稱之為例A。
所后采用另一種混合方法來生產(chǎn)另一種織物樣品，稱之為例B。在例B中，將Dow6811A LLDPE輸送到主擠出機中，同時將Appryl PP引入經(jīng)過次級擠出機的熔融液流中，隨后穿過靜態(tài)混合單元，而不是象例A一樣通過在擠出機中進行附加的混合物來使得聚合物在固態(tài)下混合。預(yù)計這兩種方法能獲得較高的混合。所后進行擠出，用來制備例A和B的紡粘型織物的程序是一致的。例B中的織物與實例8中生產(chǎn)和引用的材料相同并列在上面的表3中。通過在纖維的橫斷面上進行透射電子顯微照相(TEM)可以對紡粘型織物樣品的聚合物域和域的分布進行評估。在電子顯微照片中，由于在結(jié)構(gòu)之間存在不同的電子密度，結(jié)果就能獲得圖像反差，許多聚合物在其主鏈中存在低原子量的元素，如碳、氫、氧，結(jié)果聚合物在電子密度方面就顯示出區(qū)別非常小以至于不能區(qū)分出混合物中的相。為了克服這一點，通過在特定的結(jié)構(gòu)中添加一種高原子量的元素來進行重金屬造影和著色的方法被廣泛使用。通過兩個獨立的實施室對例A制備出TEM顯微照片。由兩個實施室評估的例A的纖維的電子顯微照片的復(fù)印件作為圖7和8附在后面。制備出TEM例B的電子顯微照片，并將其電子顯微照片的復(fù)印件作為圖9附在后面。
為了制作出紡粘型織物樣品的TEM，在一試樣座中少量地實施一些織物并進行冷凍。采用低溫切片機使得樣品纖維的橫斷面暴露出來而不損壞其結(jié)構(gòu)。將一種重金屬染料，四氧化釕，施加到斷裂的樣品上以便在兩種聚合物相中產(chǎn)生充分的反差。圖7、8以及9中的電子顯微照片具有不同程度的放大倍數(shù)，如圖上所指出的那樣(分別為30,000×、45,000×、25,500×)。樣品A和B的域尺寸范圍通過測量50個域來確定，這50個域是從說明放大25,000到45,000倍后的給定織物樣品的纖維電子顯微照片總隨機選擇出來的。
四氧化釕被吸受到聚合物的非晶區(qū)中。圖10和11分別是從100％PP均聚物和100％PE均聚物取出的著色后的纖維的TEM電子顯微照片。PP均聚物的圖10顯示，結(jié)晶太小以至于非晶區(qū)位于設(shè)備的分辨率范圍之外，因此不存在反差，而觀察到一種均勻的樣品(即沒有域和結(jié)晶區(qū))。圖11中的100％PE均聚物的TEM電子顯微照片所示的是PE的薄片結(jié)構(gòu)。如果著色條件正確的話，PE結(jié)晶區(qū)比較大，足以觀察到薄片結(jié)構(gòu)。PE的薄片結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的較小的結(jié)構(gòu)會與圖7、8以及9中的混合物的域結(jié)構(gòu)重疊。
電子顯微照片的可見比較清楚地顯示，與其它纖維所的出的報告，例如EP621356(EP’356)所給出的那些報告相比，如本申請中所描述的混合物所形成的纖維的域尺寸和分布具有明顯的差別。在下表中列出了從電子顯微照片中得出的大量的結(jié)果。例A1、A2以及B指的是在本申請所描述的混合物制成的織物的纖維，而C1指的是EP’356所提供的信息
*70％以上的域的范圍*主要域的范圍根據(jù)前面的研究，采用本發(fā)明所述的混合制成的織物的纖維易于與EP’356的纖維區(qū)別開。尤其是，在此描述的混合物的纖維的分散聚合物域要比EP’356的纖維的分散聚合物域小得多。在本申請所描述的混合物制成的織物的纖維的分散聚合物域非常小，尺寸范圍在0.03-0.08μm，平均值為0.05μm，而例A2為0.01-0.08μm例如A，而例B為0.02-0.08μm，平均值0.04μm。這三中樣品的結(jié)構(gòu)顯示其非常相似。所給出的域尺寸的范圍是以所研究的最大和最小域為基礎(chǔ)得出的。訴研究的最大域尺寸測量和量化起來比較簡單，而要表述最小域尺寸的存在卻非常地困難。列在表中的是在電子顯微照片中所觀察到的最小的域尺寸。該電子顯微照片顯示出極小的域以至于我蒙正在推向所能測量到的極限。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會了解到，會存在很多某種域，這種域太小以至于不能被觀察到，因為它已經(jīng)超出了設(shè)備的分辨率。預(yù)計最小的域會比表中所列的最小的域還小。
相反，EP’356的纖維的分散聚合物域尺寸就比較大，至少為其所表述的尺寸范圍0.05-0.30μm的70％。而在本申請中所描述的域尺寸范圍非常窄，且其平均域尺寸要小于EP’356中所給出的尺寸范圍。此外，由本申請所描述的混合物的纖維和EP’356纖維在域的分布上有著明顯的差別。由本申請所描述的混合制成的纖維的分散聚合物域都比較均勻地分布在纖維的整個斷面上，意思是說，比較平均，對于指定的域和其最接近的域之間的距離是向等的。相反，EP’356的圖1、9以及12表示出分散聚合物域的不均勻分布，尤其是，產(chǎn)生層狀域(圖9以及12)以及域集中在纖維的周邊(圖1)。
存在較小的聚合物域?qū)Ρ容^有利于纖維的擠出。同樣，域的均勻分布克有利于纖維的生產(chǎn)，因為不連續(xù)相的特性是更均勻地分布在整個纖維結(jié)構(gòu)上。因此，人們能得出結(jié)論，本發(fā)明的纖維明顯地區(qū)別于EP’356的纖維。
本發(fā)明所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠根據(jù)前面所教的方式想到本發(fā)明的許多改變和其它實施方式。因此需要理解的是，本發(fā)明并不限于所公開的特定的實施例，并且一些改變和其它的實施方式將會被包括在附后的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。盡管在此使用了定的術(shù)語，但是其都是使用的僅僅是其通常的意思和描述意義而不是為了限制目的。
權(quán)利要求
1.一種多組份纖維，包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的聚合物組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種熔融指數(shù)大于10和密度小于0.945g/cc的線性低密度聚乙烯聚合物，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種熔融流速大于20g/10min的聚丙烯聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述纖維是雙組份纖維，其中聚合物組份分布在一種皮—芯結(jié)構(gòu)域中，其中所述的皮組份包括所述的多聚合物混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的低熔點連續(xù)相包括一種具有密度0.90g/cc-0.945g/cc和熔融指數(shù)大于25的線性低密度聚乙烯。
4.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的低熔點連續(xù)相包括一種具有密度0.90g/cc-0.945g/cc的線性低密度聚乙烯，并且，所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種熔融流速至少20g/10min的全同立構(gòu)的聚丙烯聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的低熔點聚合物相包括線性低密度聚乙烯，并且，所述高熔點聚合物相包括一種熔融流速大于30g/10min的全同立構(gòu)的聚丙烯聚合物。
6.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的低熔點連續(xù)相包括具有熔融指數(shù)大于30的線性低密度聚乙烯。
7.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述低熔點聚合物相包括低壓，溶解工藝的，具有熔融指數(shù)大于30和密度為0.945g/cc的線性短鏈支鏈聚乙烯，而所述高熔點聚合物相包括一種全同立構(gòu)的聚丙烯。
8.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的低熔點聚合物相包括具有熔融指數(shù)為27的線性低密度聚乙烯，并且，所述高熔點聚合物相包括一種熔融流速為35g/10min的全同立構(gòu)的聚丙烯聚合物。
9.如權(quán)利要求1所述的多組份纖維，其中，所述的纖維選自連續(xù)長絲，人造短纖維和熔噴纖維構(gòu)成的組。
10.一種多組份纖維，包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的聚合物組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括聚乙烯，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括至少一種丙烯的共聚物或三元共聚物。
11.如權(quán)利要求10所述的多組份纖維，其中，所述纖維是雙組份纖維，其中聚合物組份分布在一種皮—芯結(jié)構(gòu)域中，其中所述的皮組份包括所述的多聚合物混合物。
12.如權(quán)利要求10所述的多組份纖維，其中，所述的聚乙烯包括由以下組成的組中選擇的一種或多種聚乙烯低密度聚乙烯，高壓長鏈支狀聚乙烯，線性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯及其共聚物。
13.如權(quán)利要求10所述的多組份纖維，其中，丙烯的共聚物或三元共聚物包括丙烯與乙烯的隨機共聚物。
14.如權(quán)利要求13所述的多組份纖維，其中，所述的聚乙烯是一種密度小于0.945g/cc的線性低密度聚乙烯聚合物，并且，所述的聚丙烯聚合物是一種丙烯與重量比最多為3％的乙烯的共聚物。
15.如權(quán)利要求14所述的多組份纖維，其中，所述的皮域具有重量比為5-25％的乙烯丙烯共聚物和重量比為75-95％的線性低密度聚乙烯。
16.如權(quán)利要求11所述的多組份纖維，其中，所述的纖維選自連續(xù)長絲，人造短纖維和熔噴纖維構(gòu)成的組。
17.一種無紡織物，包括一些多組份纖維，該多組份纖維包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種熔融指數(shù)大于10和密度小于0.945g/cc的線性低密度聚乙烯聚合物，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種熔融流速大于20g/10min的聚丙烯聚合物，所述纖維借助許多粘結(jié)點粘結(jié)以形成粘在一起的可延伸的無紡織物。
18.如權(quán)利要求17所述的織物，其中，所述纖維是雙組份纖維，其中聚合物組份分布在一種皮—芯結(jié)構(gòu)域中，其中所述的皮組份包括所述的多聚合物混合物。
19.如權(quán)利要求17所述的織物，其中，所述的纖維選自連續(xù)長絲，人造短纖維和熔噴纖維構(gòu)成的組。
20.如權(quán)利要求17所述的織物，其中，所述織物的Taber表面磨損值(橡膠輪)大于10個循環(huán)，且峰值負(fù)荷下沿著機器方向和機器的橫向方向中的至少一個方向的拉伸率至少為70％。
21.如權(quán)利要求20所述的織物，其中，所述織物在峰值負(fù)荷下的拉伸率至少為100％。
22.如權(quán)利要求17所述的織物，其中，所述纖維通過熱點粘結(jié)以離散布置方式與另外的纖維粘結(jié)在一起。
23.一種無紡織物，包括一些多組份纖維，該多組份纖維包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種聚乙烯，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種丙烯的共聚物或三元共聚物。
24.如權(quán)利要求23所述的織物，其中，所述纖維是雙組份纖維，其中聚合物組份分布在一種皮—芯結(jié)構(gòu)域中，其中所述的皮組份包括所述的多聚合物混合物。
25.如權(quán)利要求23所述的織物，其中，所述的纖維選自連續(xù)長絲，人造短纖維和熔噴纖維構(gòu)成的組。
26.如權(quán)利要求23所述的織物，其中，所述織物的Taber表面磨損值(橡膠輪)大于10個循環(huán)，且峰值負(fù)荷下沿著機器方向和機器的橫向方向中的至少一個方向的拉伸率至少為70％。
27.如權(quán)利要求26所述的織物，其中，所述織物在峰值負(fù)荷下的拉伸率至少為100％。
28.如權(quán)利要求23所述的織物，其中，所述纖維通過熱點粘結(jié)以離散布置方式與另外的纖維粘結(jié)在一起。
29.一種復(fù)合無紡織物，該織物至少具有兩層，所述復(fù)合織物包括第一層，該第一層含有一些多組份纖維，該多組份纖維包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的聚合物組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種熔融指數(shù)大于10和密度小于0.945g/cc的線性低密度聚乙烯聚合物，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種熔融流速大于20g/10min的聚丙烯聚合物，所述纖維通過一些粘結(jié)點粘結(jié)起來形成一個粘在一起的無紡纖維網(wǎng)，所述復(fù)合織物包括與第一層相連的第二層。
30.如權(quán)利要求29所述的復(fù)合無紡織物，其還包括一個位于所述連貫無紡纖維網(wǎng)和所述第二層之間的膠合劑層，該膠合基層將所述連貫無紡纖維網(wǎng)層壓到所述第二層上形成該復(fù)合織物。
31.如權(quán)利要求29所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)包括一種由基本上隨機布置連續(xù)長絲制成的熱粘結(jié)紡粘型無紡纖維網(wǎng)。
32.如權(quán)利要求29所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)包括一種由人造短纖維制成的熱粘結(jié)梳理纖維網(wǎng)。
33.如權(quán)利要求29所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)還包括熔噴微纖維。
34.如權(quán)利要求29所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述第二層包括一纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)選自于以下纖維網(wǎng)構(gòu)成的組由由連續(xù)長絲制成的紡粘型纖維網(wǎng)、熔噴纖維制成的纖維網(wǎng)、彈性纖維網(wǎng)以及聚烯烴薄膜。
35.一種復(fù)合無紡織物，該織物至少具有兩層，所述復(fù)合織物包括第一層，該第一層含有一些多組份纖維，該多組份纖維包括至少兩種以結(jié)構(gòu)域布置的聚合物組份，所述聚合物組份中至少其中一種包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種聚乙烯，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括至少一種聚丙烯的共聚物或三元共聚物，所述纖維通過一些粘結(jié)點粘結(jié)起來形成一個粘在一起的無紡纖維網(wǎng)，所述復(fù)合織物包括與第一層相連的第二層。
36.如權(quán)利要求35所述的復(fù)合無紡織物，其還包括一個位于所述連貫無紡纖維網(wǎng)和所述第二層之間的膠合劑層，該膠合基層將所述連貫無紡纖維網(wǎng)層壓到所述第二層上形成該復(fù)合織物。
37.如權(quán)利要求35所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)包括一種由基本上隨機布置連續(xù)長絲制成的熱粘結(jié)紡粘型無紡纖維網(wǎng)。
38.如權(quán)利要求35所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)包括一種由人造短纖維制成的熱粘結(jié)梳理纖維網(wǎng)。
39.如權(quán)利要求35所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述連貫無紡纖維網(wǎng)還包括熔噴微纖維。
40.如權(quán)利要求35所述的復(fù)合無紡織物，其中，所述第二層包括一纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)選自于以下纖維網(wǎng)構(gòu)成的組由由連續(xù)長絲制成的紡粘型纖維網(wǎng)、熔噴纖維制成的纖維網(wǎng)、彈性纖維網(wǎng)以及聚烯烴薄膜。
41.一種一次性吸水性個人護理用品，由一些疊層構(gòu)成，所述疊層中至少有一層包括一種無紡織物，該織物包括具有連續(xù)長絲形狀的纖維狀材料或人造短纖維，該纖維包括第一和第二聚合物組份，所述第一和第二聚合物組份中至少有一種組份包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種熔融指數(shù)大于10和密度小于0.945g/cc的線性低密度聚乙烯聚合物，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括一種熔融流速大于20g/10min的聚丙烯聚合物，所述纖維通過一些粘結(jié)點粘結(jié)起來形成一個粘在一起的無紡纖維網(wǎng)。
42.如權(quán)利要求50所述的一次性吸水性個人護理用品，其中，該纖維狀材料包括以離散方式隨機布置且彼此粘結(jié)在一起形成無紡紡粘型纖維網(wǎng)的連續(xù)長絲。
43.如權(quán)利要求50所述的一次性吸水性個人護理用品，其中，所述一次性吸水性個人護理用品為尿布、失禁座墊或衛(wèi)生巾。
44.一種一次性吸水性個人護理用品，由一些疊層構(gòu)成，所述疊層中至少有一層包括一種無紡織物，該織物包括具有連續(xù)長絲形狀的纖維狀材料或人造短纖維，該纖維包括第一和第二聚合物組份，所述第一和第二聚合物組份中至少有一種組份包括一種至少兩種不同的聚烯烴聚合物的多聚合物混合物，所述聚合物表現(xiàn)為一種低熔點連續(xù)主相和至少一種分散在其中的高熔點不連續(xù)相，所述低熔點連續(xù)相形成至少該聚合物混合物重量比的50％并且包括一種聚乙烯，而所述至少一種高熔點不連續(xù)相包括至少一種聚丙烯的共聚物或三元共聚物，所述纖維通過一些粘結(jié)點粘結(jié)起來形成一個粘在一起的無紡纖維網(wǎng)。
45.如權(quán)利要求53所述的一次性吸水性個人護理用品，其中，該纖維狀材料包括以離散方式隨機布置且彼此粘結(jié)在一起形成無紡紡粘型纖維網(wǎng)的連續(xù)長絲。
46.如權(quán)利要求53所述的一次性吸水性個人護理用品，其中，所述一次性吸水性個人護理用品為尿布、失禁座墊或衛(wèi)生巾。
全文摘要
本發(fā)明提供了以結(jié)構(gòu)域布置的多組份纖維。至少一種聚合物組份是由一種多聚合物混合物構(gòu)成的。本發(fā)明還提供了由多組份纖維制成的無紡織物，該織物將拉伸性、張力特性以及耐磨性極好地組合在一起?？梢詫⒁坏诙訉訅旱皆撜吃谝黄鸬目衫斓臒o紡纖維網(wǎng)上。
文檔編號B32B5/26GK1415030SQ00818058
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者戴維·D·紐柯克, 哈羅德·愛德華·托馬斯, 戴維·布魯斯·克里斯托弗, 巴里·德維恩·密斯 申請人:Bba無紡辛普森威力有限公司