專利名稱：包括增塑劑的熱活化膜的粘結(jié)的制作方法
包括增塑劑的熱活化膜的粘結(jié)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求了 2007年11月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No. 60/987，500的權(quán)益。本發(fā)明的背景本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及添加了增塑劑的粘結(jié)于織物基材上的粘合性聚合物膜。粘結(jié)膜的方法 也包括在內(nèi)。相關(guān)技術(shù)的概述各種聚合物如聚酰胺，聚烯烴和聚氨酯(包括聚氨酯脲)能夠用作各種基材(其 中包括紡織品)的粘合劑。膜的例子包括可從Bemis Associates，Shirley，MA商購(gòu)的熱塑 性聚氨酯，聚酰胺，和聚烯烴薄膜。從聚氨酯脲水性分散體流延和干燥的聚氨酯脲膜的例子 已公開于美國(guó)專利No. 7，240，371和2007年7月20日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/780,819 中，它們兩者以它們的全部?jī)?nèi)容被引入這里供參考。聚合物膜能夠通過熱和/或壓力的使用被粘結(jié)于織物基材上。熱暴露的溫度和持 續(xù)時(shí)間取決于許多因素，如聚合物的類型和膜的厚度。必須確保足夠的粘結(jié)作用，特別當(dāng)該 織物用于將反復(fù)承受家庭和/或商業(yè)洗衣操作的衣服中時(shí)。為了承受反復(fù)洗衣或洗滌的在 膜和織物之間的粘結(jié)能力被稱作“洗滌耐久性”，它是商業(yè)衣服織物的重要和必須性能。取決于在膜中所包括的聚合物，不同量的熱和能量必須用于確保該粘結(jié)將具有 “洗滌耐久性”。以減少量的能量和/或時(shí)間實(shí)現(xiàn)耐久粘結(jié)的方法和制品將提供商業(yè)優(yōu)點(diǎn)， 歸因于能量成本和生產(chǎn)時(shí)間的節(jié)約。另外，使用較低的粘合溫度會(huì)減少損傷精細(xì)織物的可 能性。本發(fā)明的概述一些實(shí)施方案提供制品，它包括熱活化粘合劑膜，增塑劑和基材。膜包括選自聚 氨酯，聚烯烴，聚酰胺和它們的組合中的聚合物。與在沒有增塑劑存在下粘結(jié)的膜相比，增 塑劑在膜中的添加使得可以使用降低的粘結(jié)溫度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)所希望的或預(yù)選擇的洗滌耐久 性。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中提供制品，它包括包含聚氨酯脲的熱活化粘合劑 膜，包含水的增塑劑和基材。在再一個(gè)實(shí)施方案中提供粘結(jié)基材的方法，該方法包括(a)將熱活化粘合劑膜提供到基材上；(b)將增塑劑施加于該膜上、施加于該基材上或施加于兩者上；(c)對(duì)該膜加熱；和(d)任選地對(duì)該膜、該基材或兩者施加壓力。附加的實(shí)施方案提供粘結(jié)織物的方法，該方法包括(a)將熱活化粘合劑膜提供到織物基材上；(b)將增塑劑施加于該膜上、施加于該基材上或施加于兩者上；和
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(c)對(duì)該膜加熱；和(d)任選地對(duì)該膜、該基材或兩者施加壓力；其中膜包括聚氨酯脲和增塑劑包括水。附圖的簡(jiǎn)述

圖1是說明了在使用或不使用增塑劑的情況下剝離強(qiáng)度對(duì)比粘結(jié)作用的圖。圖2是說明了溫度和時(shí)間對(duì)于剝離強(qiáng)度的影響作用的圖。本發(fā)明的詳細(xì)說明在這里使用的術(shù)語(yǔ)“多孔(性)”針對(duì)基材，該基材包括在表面中的或在位于基材 的厚度之內(nèi)或貫穿該基材的厚度的任何點(diǎn)上的空隙或孔隙，或針對(duì)本發(fā)明的制品所接觸到 的任何材料。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“壓制”或“壓制的”針對(duì)制品，該制品已經(jīng)經(jīng)受加熱和/或壓 力以提供基本上平面的結(jié)構(gòu)。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“泡沫體”指可用于織物結(jié)構(gòu)如聚氨酯泡沫體中的任何合適泡 沫體。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“分散體”指體系，其中該分散相由細(xì)散顆粒組成，和該連續(xù)相 能夠是液體、固體或氣體。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“聚氨酯水性分散體”指含有已經(jīng)被分散在水性介質(zhì)如水(包 括去離子水)中的至少聚氨酯或聚氨酯脲聚合物或預(yù)聚物(如這里所述的聚氨酯預(yù)聚物) 的、任選包括溶劑的組合物。除非另有說明，否則，在這里使用的術(shù)語(yǔ)“溶劑”指非水性介質(zhì)，其中非水性介質(zhì)包 括有機(jī)溶劑，其中包括揮發(fā)性有機(jī)溶劑(如丙酮)和多少更低揮發(fā)性的有機(jī)溶劑(如N-甲 基吡咯烷酮(NMP))。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)溶劑的”或“無(wú)溶劑的體系”指組合物或分散體，其中組合 物或分散組分的大部分沒有溶解或分散在溶劑中。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“膜”可描述任何形狀的片材，而且包括膜，膠帶，圓點(diǎn)(dots)， 網(wǎng)幅，條帶，珠粒，以及呈現(xiàn)連續(xù)或非連續(xù)形式的其它形式。該膜可以是自支持的，指它們?cè)?沒有基材的情況下維持它們的形狀，但是可以從防粘紙或其它有用基材供應(yīng)。膠帶可以描 述窄條形式的膜，其中包括約0.5cmX約3cm的窄條。膜可以是膠帶的形式。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“織物”是指包括任何針織，機(jī)織或非織造的材料。針織物可 以是平針織物，圓筒形針織物，經(jīng)編針織物，窄松緊帶，或絲帶。機(jī)織織物可以具有任何結(jié) 構(gòu)，例如緞紋組織，斜紋組織，平紋組織，重平組織(oxford weave)，席紋組織，或窄松緊帶。 非織造材料可以是熔噴織物，紡粘織物，濕法成網(wǎng)織物，粗梳纖維型短纖維網(wǎng)幅(carded fiber-based staple webs)等等中的一種。該織物可以包括許多類型的纖維如尼龍，棉，聚 酯，毛，絲，纖維素纖維，乙酸酯纖維，金屬纖維，丙烯酸酯纖維，和它們的組合。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“基材”指一些實(shí)施方案的膜可粘結(jié)在其上面的任何材料?；?材能夠與在纖維中一樣基本上是一維制品，與在平面片材中一樣是二維制品，或是三維制 品或不平的(bumpy)片材。平面片材例如可以包括織物，紙，植絨制品，和網(wǎng)幅。三維制品 例如可以包括皮革和泡沫體。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“模塑”制品指一種結(jié)果，借助于該結(jié)果，制品或成形制品的形狀響應(yīng)于熱和/或壓力的施加而改變。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“模量”是指以“力/每單位線密度或面積”表達(dá)的在物品上應(yīng) 力的比率。一些實(shí)施方案的方法用于將包括聚合物的膜粘結(jié)于基材如織物或泡沫體上。該方 法包括將熱活化粘合劑膜提供到基材上。該膜包括下面更詳細(xì)描述的一種或多種聚合物。 增塑劑被添加到該膜，基材或兩者中。膜至基材的粘結(jié)可通過熱和任選的壓力的使用來(lái)進(jìn) 行。熱和/或壓力可以可以施加于膜，織物，或兩者上。 該增塑劑和熱可以順序地或同時(shí)施加。例如，增塑劑可以被添加到織物中、隨后施 加干熱，或增塑劑以蒸氣形式施加伴隨加熱如蒸汽加熱。該增塑劑將取決于在膜中的聚合 物。增塑劑的選擇是在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。例如，水可用作聚氨酯， 聚氨酯脲和聚酰胺膜的增塑劑。聚烯烴可使用的增塑劑包括礦物油，鏈烷烴屬液體增塑劑， 和它們的組合。當(dāng)施加壓力時(shí)，它與增塑劑或熱量順序地或同時(shí)施加。例如，在施加該增塑劑之后 可以施加熱量和壓力。另外地，可以施加壓力，隨后施加增塑劑，然后熱量或熱量和增塑劑 一起施加，如通過蒸汽。如果需要的話，能夠在模具中施加壓力，這樣膜和基材的組合能夠 被粘結(jié)并且獲得成形或模塑的制品。熱量和壓力可以通過各種不同方式來(lái)一起或單獨(dú)供應(yīng)。例如熱量可以通過對(duì)流， 傳導(dǎo)或輻射來(lái)供應(yīng)。其它方式包括微波，紅外，傳導(dǎo)，超聲波。任何方法的結(jié)合也能夠使用。 當(dāng)熱量和壓力同時(shí)施加時(shí)，這可以在高壓釜或加熱壓機(jī)或蒸汽壓機(jī)(其中水與增塑劑同時(shí) 施加)中進(jìn)行。在加熱之前，該制品也可被夾緊或放置于模具中。施加的合適溫度和時(shí)間可根據(jù)聚合物來(lái)改變。當(dāng)使用聚氨酯脲膜時(shí)，合適的溫度 包括約150°C或更低，其中包括約100°C -約150°C，約100°C -約130°C，和約100°C -約 120°C。施加于一些實(shí)施方案的制品上的壓力也可根據(jù)聚合物來(lái)改變。該壓力可以是約大 氣壓力到約60psi。通過以約30秒至約360秒(其中包括約45秒至約120秒)的停留時(shí)間將熱量和 /或壓力施加于基材和粘合劑膜上來(lái)活化該粘合作用。該停留時(shí)間也可以是低于約一分鐘， 其中包括約15秒至約60秒。粘結(jié)的制品可具有良好的拉伸/恢復(fù)性能并且在正常磨損和 洗滌周期中是耐久的。本發(fā)明可用的膜可以從各種不同的聚合物制備，并且可以從聚合物分散體或溶液 流延和干燥，熔化和模塑，熔融擠出，或通過許多普通方法中的任何一種來(lái)制備。該膜可以 包括尼龍，聚烯烴或聚氨酯如聚氨酯脲。用于制備包括在一些實(shí)施方案中的膜的水性聚氨酯分散體可以從特殊的尿烷預(yù) 聚物獲得。該預(yù)聚物包括多元醇和異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，該反應(yīng)產(chǎn)物然后擴(kuò)鏈形成鏈段化 (segmented)聚氨酯脲組合物。特定例子已描述在美國(guó)專利No. 7，240，371和美國(guó)專利申請(qǐng) No. 11/780，819(2007 年 7 月 20 日申請(qǐng))中。在一些實(shí)施方案中，用于制備聚氨酯脲分散體的鏈段化聚氨酯脲包括a)數(shù)均分 子量在500-5000 (如約600-4000和600到3500)之間的多元醇或多元醇共聚物或多元醇
混合物，其中包括但不限于聚醚二醇，聚酯二醇，聚碳酸酯二醇，聚丁二烯二醇或它們的氫化衍生物，和羥基-終端聚二甲基硅氧烷；b)多異氰酸酯，它包括二異氰酸酯如脂肪族二異 氰酸酯，芳族二異氰酸酯和脂環(huán)族二異氰酸酯；和C) 二元醇化合物，它包括(i)能夠與多 異氰酸酯反應(yīng)的羥基，和(ii)能夠在中和之后形成鹽的至少一種羧酸基團(tuán)，其中至少一種 羧酸基團(tuán)不能與多異氰酸酯反應(yīng)；d)擴(kuò)鏈劑如水，二醇或二胺擴(kuò)鏈劑(包括脂族二胺擴(kuò)鏈 劑)或脂族二胺擴(kuò)鏈劑與選自具有2-13個(gè)碳原子的脂族二胺和脂環(huán)族二胺中的一種或多 種二胺的組合，或氨基終端聚合物；和e)任選的伯或仲一元醇或一元胺，作為封閉劑或鏈 終止劑；和任選的具有至少三個(gè)伯或仲胺基的有機(jī)化合物或聚合物。一些實(shí)施方案的尿烷預(yù)聚物(也已知為封端的二醇)能夠一般概括為，在該預(yù)聚 物被分散于水和被擴(kuò)鏈之前，多元醇、多異氰酸酯和在中和之后能夠成鹽的化合物的反應(yīng) 產(chǎn)物。此類預(yù)聚物典型地在一個(gè)或多個(gè)步驟中，在有或者沒有能夠用于降低預(yù)聚物組合物 的粘度的溶劑的情況下制備。取決于不論預(yù)聚物是否溶于低揮發(fā)性溶劑(如NMP)(它將保持在分散體中)；溶 于揮發(fā)性溶劑如丙酮或甲乙酮(MEK)(它隨后被除去)；或分散在沒有任何溶劑的水中；該 分散方法在實(shí)踐中能夠分別分為溶劑法，丙酮法，或預(yù)聚物混合法。預(yù)聚物混合過程具有環(huán) 境和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，并且可以用于基本上沒有添加溶劑的水分散體的制備中。在預(yù)聚物混合過程中，重要的是預(yù)聚物的粘度(在被溶劑稀釋或沒有稀釋的情況 下)是足夠的低，以便能夠運(yùn)輸和分散在水中?？梢允褂脧姆显撜扯纫蟛⑶以陬A(yù)聚物 中或在分散體中不具有任何有機(jī)溶劑的此類預(yù)聚物得到的聚氨酯脲分散體。取決于聚氨酯脲膜的預(yù)期效果，在膜中聚合物的重均分子量可以是約40，000-約 250,000，其中包括約 40，000-約 150,000 ；從約 70，000-約 150,000 ；從約 100，000-約 150，000 ；和約 120，000-約 140，000。其它有用聚氨酯包括熱塑性聚氨酯。這些能夠從Bemis Associates of Shirley, MA作為產(chǎn)品No 3405和3410商購(gòu)獲得。聚酰胺膜也可用作本發(fā)明的粘合劑膜。有用的聚酰胺包括尼龍6，尼龍6/6，尼龍 6/10，和尼龍6/12。商購(gòu)尼龍膜包括從Bemis Associates獲得的產(chǎn)品No. 4220。聚烯烴膜也可用于一些實(shí)施方案的制品中。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“聚烯烴”是指從 C2-C2tl單體制備的聚烯烴。這包括共聚物和三元共聚物，如乙烯-丙烯共聚物。有用聚烯烴 共聚物的例子已公開在授權(quán)于Datta等人的美國(guó)專利No. 6，867，260中，它被引入這里供參 考。各種不同的聚烯烴組合物可以為一些實(shí)施方案的制品所使用。例如，一些實(shí)施方 案的制品可以包括膜，后者是通過如下方法制備的熔化和冷卻到平整表面上，熔融擠出或 從溶液(該溶液包括溶劑如沸騰二甲苯，沸騰庚烷，熱的1，2，4_三氯苯，熱的乙二醇單丁基 醚，或熱的鄰二氯苯)、包括聚烯烴粉末和任選的溶劑的水性分散體、或基本上無(wú)溶劑的水 分散體進(jìn)行流延加工。例如，根據(jù)一些實(shí)施方案，聚烯烴溶液如紡絲溶液或凝膠可用來(lái)流延 膜。商購(gòu)的聚烯烴膜包括從Bemis Associates獲得的產(chǎn)品No 6218，6343，6344，6371和 6385。在一些實(shí)施方案中可以使用多層膜。這些膜包括具有不同重均分子量的不同聚合 物或類似聚合物的一種或多種不同層。合適多層膜的例子是聚氨酯脲的三層膜，其中中心 層具有約120，000的重均分子量和相鄰層具有約70，000的重均分子量。一個(gè)或多個(gè)尼龍層與一個(gè)或多個(gè)聚烯烴層，一個(gè)或多個(gè)聚烯烴層與一個(gè)或多個(gè)聚氨酯脲層，以及一個(gè)或多 個(gè)聚氨酯脲層與一個(gè)或多個(gè)尼龍層的組合也可考慮。此類組合可以包括不同聚合物的兩個(gè) 或多個(gè)層，其中包括“夾層”膜，一種聚合物的層相鄰于另一種聚合物的兩個(gè)分開的層。一些實(shí)施方案的膜基材組合也可以是多層制品。一個(gè)或多個(gè)膜或一個(gè)或多個(gè)基材 層可以相結(jié)合，以形成多層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以被壓制成扁平的或在模具中得到三維形狀。該膜可以形式織物或衣服的內(nèi)層或外層。另外地，該膜可以用于具有單個(gè)織物層 的“折疊(foldover)”折邊設(shè)備中或可將兩個(gè)單獨(dú)的織物部分粘結(jié)在一起。在衣服的內(nèi)表 面上包括的膜提供許多有利的功能。例如，膜可以提供了增加摩擦作用以減少在包括該膜 的制品與外部基材之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)(anchor)或區(qū)域。當(dāng)該制品是包括接觸皮膚 的表面的內(nèi)衣(其中穿戴者的皮膚是該外部基材)時(shí)，這是特別有用的。另外地，基材可以 是與本發(fā)明制品的膜接觸的外衣。當(dāng)基材是穿戴者的外衣和制品作為內(nèi)衣穿戴時(shí)，該制品 可防止或減少該外衣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。另外，外衣(例如禮服)可以包括聚氨酯脲組合物來(lái)維 持內(nèi)部衣服的相對(duì)布置(例如滑移)。由于熱量和壓力施加于包括膜的制品和假定從分散體和織物制備的膜本身是多 孔材料，可以認(rèn)為該膜可以部分地或完全地浸漬基材，包括織物或泡沫體基材。例如，膜可 以構(gòu)成與相鄰基材部分地分開的層，或可以完全地轉(zhuǎn)移到周圍的層以便在沒有單獨(dú)分開的 膜層的情況下形成集成的制品。本發(fā)明的多層制品的一種應(yīng)用是塑身衣(body-shaping garment)如胸罩(特別 是罩杯或罩翼(wing))和男士?jī)?nèi)衣。這些制品提供舒適、塑身和支撐的所需特征，同時(shí)仍然 提供舒適、透氣性、空氣透過性、濕氣/水汽傳遞性(moisture/vapor transport)、芯吸和 它們的組合。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案的制品中，這些層可以采取預(yù)定形狀并且在模塑或 成形制品如胸罩結(jié)構(gòu)體的罩杯的設(shè)計(jì)中按照相互之間的預(yù)定取向來(lái)排列。這些織物的各層 可以單獨(dú)使用或與縫紉、膠合或其它方式施加于織物上的其它材料相結(jié)合使用。在一些實(shí)施方案中具有塑身衣構(gòu)造的系統(tǒng)，該衣服具有由織物提供的整合的塑形 能力。該構(gòu)造系統(tǒng)可用于各種不同的服裝結(jié)構(gòu)中，如健身服(activewear)，運(yùn)動(dòng)服，男女貼 身衣服如胸罩，內(nèi)衣，襯褲，塑身衣，襪類(Iegwear)和針織襪類(hosiery)如褲襪，其中現(xiàn) 成的衣服如粗布牛仔(denim jeans)，貼身女背心(camisole)，裁制的襯衫，和褲子。這一 結(jié)構(gòu)可以適用于任何成形的身體區(qū)域。在包括織物結(jié)構(gòu)的許多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，但是進(jìn)一步認(rèn) 識(shí)到，其用途不局限于衣服，而且發(fā)現(xiàn)可用于任何可成形的或可成型的介質(zhì)，其中包括家具 墊，它也遇到與可成形的區(qū)域接觸的織物的移動(dòng)和潛在性滑移。為了增加附加的支撐和其它特性，該膜可以被加入到制品的不同區(qū)域。該膜可以 延展遍布制品的全部區(qū)域或到所選擇的部分以提供不同的益處。例如，胸罩可以包括在罩 杯部分中的一些實(shí)施方案的成層織物。在胸罩罩杯中，有用的是將一部分的膜用于該罩杯 的下部中提供支撐，用于罩杯的中心部分(central portion)中提供約束(modesty)，用于 側(cè)邊部分中提供塑形，或用于特定區(qū)域中提供修飾或裝飾。各種不同的纖維和紗可以為一些實(shí)施方案的織物所使用。這些包括棉，毛，丙烯酸 類，聚酰胺(尼龍)，聚酯，斯潘德克斯，再生纖維素，橡膠(天然或合成)，竹，絲，大豆或它 們的組合。一些實(shí)施方案的聚氨酯脲膜的組分在下面更詳細(xì)地描述，其中從聚氨酯脲分散體
7制備聚氨酯脲膜多元醇根據(jù)本發(fā)明，適合作為制備尿烷預(yù)聚物的起始原料的多元醇組分是數(shù)均分子量為 約600-約3，500或約4，000的聚醚二醇，聚碳酸酯二醇，和聚酯二醇。能夠使用的聚醚多元醇的例子包括從環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃 和3-甲基四氫呋喃的開環(huán)聚合和/或共聚合反應(yīng)，或從在各分子中具有低于12個(gè)碳原子 的多元醇(優(yōu)選二醇或二醇混合物)如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、 1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1， 10-癸二醇和1，12-十二烷二醇的縮聚反應(yīng)獲得的具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的那些二元醇。線 性雙官能的聚醚多元醇是優(yōu)選的，和具有約1，700-約2，100的分子量的聚(四亞甲基醚) 二醇，如官能度為2的Terathane Isoo(Invista)，在本發(fā)明中是特別優(yōu)選的。能夠使用的聚酯多元醇的例子包括通過脂肪族多羧酸與在各分子中具有不高于 12個(gè)碳原子的低分子量的多元醇或它們的混合物的縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的具有兩個(gè)或多個(gè)羥基 的那些酯二醇。合適多羧酸的例子是丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二 酸，癸二酸，十一烷二羧酸，和十二烷二羧酸。用于制備聚酯多元醇的合適多元醇的例子是 乙二醇，1,3-丙二醇，1,4- 丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇，新戊二醇，3-甲基_1，5_戊 二醇，1,7-庚二醇，1,8-辛二醇，1,9-壬二醇，1，10-癸二醇和1，12-十二烷二醇。具有約 5°C -約50°C的熔化溫度的線性雙官能聚酯多元醇是優(yōu)選的。能夠使用的聚碳酸酯多元醇的例子包括通過光氣、氯甲酸酯、碳酸二烷基酯或碳 酸二烯丙基酯和在各分子中具有不高于12個(gè)碳原子的低分子量的脂肪族多元醇或這些醇 的混合物的縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的那些碳酸酯二醇。用于制備聚碳酸酯多 元醇的合適多元醇的例子是二甘醇，1,3-丙二醇，1,4- 丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇， 新戊二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，1，7_庚二醇，1，8_辛二醇，1，9_壬二醇，1，10-癸二醇和 1，12-十二烷二醇。具有約5°C -約50°C的熔化溫度的線性雙官能聚碳酸酯多元醇是優(yōu)選 的。多異氰酸酯合適的多異氰酸酯組分的例子包括二異氰酸酯如1，6_ 二異氰酸根合己烷，1， 12- 二異氰酸根合十二烷，異氟爾酮二異氰酸酯，三甲基_六亞甲基二異氰酸酯，1，5- 二異 氰酸根-2-甲基戊烷，二異氰酸根-環(huán)己烷，亞甲基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)，四甲基-二 甲苯二異氰酸酯，雙(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷，甲苯二異氰酸酯，亞甲基雙(4-苯基異 氰酸酯)，亞苯基二異氰酸酯，二甲苯二異氰酸酯，以及此類二異氰酸酯的混合物。例如 該二異氰酸酯可以是芳族二異氰酸酯，如亞苯基二異氰酸酯，甲苯二異氰酸酯(tolylene diisocyanate) (TDI)，亞二甲苯基二異氰酸酯，亞聯(lián)苯基二異氰酸酯，亞萘基二異氰酸酯， 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，和它們的組合。適合作為制備本發(fā)明的尿烷預(yù)聚物的另一種起始原料的多異氰酸酯組分能夠是， 按照在約65 35-約35 65之間，優(yōu)選在約55 45-約45 55范圍內(nèi)和更優(yōu)選在大 約50 50的4，4’-MDI與2，4’-MDI異構(gòu)體比率，含有4，4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯) 和2，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)的二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)異構(gòu)體混合物。合適 多異氰酸酯組分的例子包括Mondul· ML (Bayer)，Lupranate mi (basf)，和Isonate 500, P' (DowChemical)0二醇合適作為制備本發(fā)明的尿烷預(yù)聚物的其它起始原料的二醇化合物包括具有以下 基團(tuán)的至少一種二醇化合物(i)能夠與多異氰酸酯反應(yīng)的兩個(gè)羥基；和(ii)能夠在中和 之后形成鹽和不能與多異氰酸酯(b)反應(yīng)的至少一個(gè)羧酸基團(tuán)。具有羧酸基團(tuán)的二醇化合 物的典型例子包括2，2- 二羥甲基丙酸(DMPA) ,2,2- 二羥甲基丁酸，2，2- 二羥甲基戊酸，和 DMPA引發(fā)的己內(nèi)酯如CAP A HC 1060(SolVay)。在本發(fā)明中DMPA是優(yōu)選的。中禾口齊1丨用于將酸基轉(zhuǎn)化成鹽基團(tuán)的合適中和劑的例子包括叔胺(如三乙胺，N, N- 二乙 基甲基胺，N-甲基嗎啉，N，N-二異丙基乙胺，和三乙醇胺)和堿金屬氫氧化物(如鋰，鈉和 鉀氫氧化物)。伯和/或仲胺也可用作酸基的中和劑。中和度一般是在酸基的約60% -約 140%之間，例如，在約80% -約120%之間。擴(kuò)鏈劑本發(fā)明可使用的擴(kuò)鏈劑包括二胺擴(kuò)鏈劑和水。有用擴(kuò)鏈劑的許多例子是本領(lǐng)域中 那些普通技術(shù)人員已知的。合適二胺擴(kuò)鏈劑的例子包括1，2-乙二胺，1，4-丁二胺，1，6_己 二胺，1，12-十二烷二胺，1，2-丙二胺，2-甲基-1，5-戊二胺，1，2-環(huán)己烷二胺，1，4-環(huán)己烷 二胺，4，4'-亞甲基雙(環(huán)己胺)，異氟爾酮二胺，2，2_ 二甲基-1，3-丙二胺，間-四甲基 亞二甲苯二胺，和分子量低于500的Jeffamine (Texaco)。表面活性劑合適表面活性劑的例子包括陰離子，陽(yáng)離子，或非離子的分散劑或表面活性劑， 如十二烷基硫酸鈉，二辛基磺化琥珀酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉鹽，乙氧基化烷基酚如乙氧基 化壬基酚，和乙氧基化脂肪醇，溴化月桂基吡啶.鑪，聚醚磷酸鹽和磷酸酯，改性的醇_乙 氧基化物，和它們的組合。封閉劑異氰酸酯基的封閉劑可以是單官能的醇或單官能的胺。在預(yù)聚物的形成之前， 在預(yù)聚物的形成過程中，或在預(yù)聚物的形成之后，包括在將預(yù)聚物分散到含水介質(zhì)如去離 子水中之前和之后的任何時(shí)間添加該封閉劑。在一些實(shí)施方案中，該封閉劑是任選的，或 可以排除。在其它實(shí)施方案中，基于預(yù)聚物的重量，該封閉劑的含量可以是約0.05%-約 10.0%，約0. -約6.0%和約1.0% -約4.0%?；谧罱K分散體的重量，該封閉劑的存 在量可以是約0.01% -約6.0%，包括約0. 05% -約3%，和約0. -約1.0%。封閉劑的包含使得可以控制在分散體中的聚合物的重均分子量以及可以控制聚 合物分子量分布。提供這一控制的封閉劑的有效性取決于封閉劑的類型和在分散體的制備 過程中何時(shí)添加封閉劑。例如，可以在預(yù)聚物的形成之前、在預(yù)聚物的形成過程中或在預(yù)聚 物的形成之后添加單官能的醇。單官能醇封閉劑也可被添加到預(yù)聚物分散在其中的含水介 質(zhì)中，或緊接著在預(yù)聚物分散到含水介質(zhì)中之后被添加到該含水介質(zhì)中。然而，當(dāng)希望控制 在最終分散體中的聚合物分子量和分子量分布時(shí)，如果添加的話該單官能醇是最有效的并 且在該預(yù)聚物分散之前作為預(yù)聚物的一部分進(jìn)行反應(yīng)。如果在分散該預(yù)聚物過程中或之后 將該單官能醇添加到水性介質(zhì)中，則由于競(jìng)爭(zhēng)擴(kuò)鏈反應(yīng)，它在控制聚合物分子量上的有效 性會(huì)降低。
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本發(fā)明可使用的單官能醇的例子包括選自下列這些中的至少一種成員具有 1-18個(gè)碳原子的脂肪族和脂環(huán)族伯和仲醇，酚，取代酚，分子量低于約750 (包括分子量低 于500)的乙氧基化烷基酚和乙氧基化脂肪醇，羥氨，羥甲基和羥乙基取代的叔胺，羥甲基 和羥乙基取代雜環(huán)化合物，和它們的組合，包括糠醇，四氫糠醇，N-(2-羥乙基)琥珀酰亞 胺，4-(2_羥乙基)嗎啉，甲醇，乙醇，丁醇，新戊醇，己醇，環(huán)己醇，環(huán)己烷甲醇，芐醇，辛醇， 十八碳醇，N, N-二乙基羥胺，2-( 二乙基氨基)乙醇，2-二甲基氨基乙醇，和4-哌啶乙醇， 和它們的組合。當(dāng)單官能的胺化合物如單官能的二烷基胺用作異氰酸酯基的封閉劑時(shí)，它也可在 分散體的制備過程中的任何時(shí)間添加，令人想望地該單官能的胺封閉劑是在預(yù)聚物分散過 程中或之后被添加到該水介質(zhì)中。例如，該單官能的胺封閉劑能夠緊接著在預(yù)聚物被分散 之后被添加到該水混合物中。合適的單官能二烷基胺封閉劑的例子包括N，N- 二乙基胺，N-乙基-N-丙基胺， N，N- 二異丙基胺，N-叔丁基-N-甲基胺，N-叔丁基-N-芐基胺，N, N- 二環(huán)己基胺，N-乙 基-N-異丙基胺，N-叔丁基-N-異丙基胺，N-異丙基-N-環(huán)己基胺，N-乙基-N-環(huán)己基胺， N，N-二乙醇胺，和2，2，6，6_四甲基哌啶。在分散于水中之前，胺封閉劑與預(yù)聚物的異氰酸 酯基的摩爾比率一般應(yīng)該是約0. 05至0. 50，例如約0. 20到約0. 40。催化劑可以用于該 解-封閉反應(yīng)。任選地，每摩爾聚合物具有至少三個(gè)或更多伯和/或仲氨基的至少一種聚合物組 分(麗>約500)可以在預(yù)聚物被分散和添加封閉劑之后被添加到水介質(zhì)中。合適聚合物 組分的例子包括聚亞乙基亞胺，聚(乙烯基胺)，聚(烯丙基胺)，和聚(酰氨基胺)樹枝狀 大分子(dendrimer)，和它們的組合。其它添加劑合適的防沫劑或消泡劑或泡沫控制劑的例子包括=Additive 65和Additive 62 (Dow Corning的硅酮型添加劑)，F(xiàn)oamStar I 300 (礦物油型，Cognis的無(wú)硅酮的消 泡劑)和Surfyno 1 DF IlOL (Air Products &Chemicals的高分子量炔二醇非離子型表面 活性劑)。合適流變改性劑的例子包括疏水改性的乙氧基化尿烷(ethoxylate urethane) (HEUR)，疏水改性的堿可溶脹的乳液(HASE)，和疏水改性的羥基乙基纖維素(HMHEC)。任選包括在水分散體中或在預(yù)聚物中的其它添加劑包括抗氧化劑，紫外線穩(wěn)定 劑，著色劑，顏料，交聯(lián)劑，相變材料(即，從Outlast Technologies, Boulder, Colorado商 購(gòu)的Outlast )，抗微生物劑，礦物(即，銅)，微囊密封的健康添加劑(即，庫(kù)拉索蘆薈， 維生素E凝膠，庫(kù)拉索蘆薈，海藻，煙堿，咖啡因，香味劑或芳香劑)，納米顆粒(即，硅石或 碳)，碳酸韓，阻燃劑，防粘劑，耐氯降解添加劑，維生素類，藥物，香料，導(dǎo)電性添加劑，和/ 或染料助劑。可以添加到預(yù)聚物或水分散體中的其它添加劑包括粘合促進(jìn)劑，抗靜電劑， 抗堵孔劑，防蠕變劑(anti-crawling agent)，熒光增白劑，凝固劑，導(dǎo)電添加劑，發(fā)光劑，流 動(dòng)和均化劑，凍熔穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，有機(jī)和無(wú)機(jī)填料，防腐劑，增稠劑，熱致變色添加劑，驅(qū)蟲 劑，和潤(rùn)濕劑。任選的添加劑可以在預(yù)聚物被分散之前、過程中或之后被添加到水性分散體中。該涂料，分散體，膜或成形制品是顏料著色的或染色的，還可用作設(shè)計(jì)元素。
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另外，能夠模塑加工具有層壓膜或分散體的制品。例如，織物能夠在為織物中硬紗 所適合的條件下進(jìn)行模塑。同時(shí)，模塑加工在模塑加工該成形制品或分散體的溫度下是可 能的，但是低溫適合于模塑加工硬紗(hard yarn)。膜的厚度可根據(jù)應(yīng)用來(lái)改變。最終厚度可以，例如，是約0. 1密耳至約250密耳， 如約0. 5密耳-約25密耳，其中包括約1密耳至約6密耳(一密耳=一英寸的千分之一)。 合適厚度的附加例子包括約0. 5密耳-約12密耳，約0. 5-約10密耳，和約1. 5密耳-約 9密耳。使用在本發(fā)明的范圍內(nèi)的分散體和成形制品能夠生產(chǎn)的最終制品包括，但不限 于服裝，它包括任何類型的衣服或服裝制品；針織手套；室內(nèi)裝飾(upholstery)；頭飾； 床單；地毯和地毯背襯(carpet backing)；傳送帶；醫(yī)用應(yīng)用，如拉伸性繃帶；個(gè)人護(hù)理物 品，其中包括失禁和女性衛(wèi)生用品；和鞋類。涂覆有分散體或被膜或帶材(tape)覆蓋的制 品能夠用作噪聲抑制制品。使用在本發(fā)明范圍內(nèi)的分散體和成形制品能夠生產(chǎn)的衣服或衣裝的例子包括 但不限于內(nèi)衣，胸罩，襯褲，女士?jī)?nèi)衣，游泳衣，塑形衣，貼身女背心，針織襪類，睡衣，圍 裙，潛水衣(wetsuit)，領(lǐng)帶，抹布(scrub)，太空服，制服，帽子，吊襪帶，吸汗帶，腰帶，健 身服，外衣，雨衣，冷天夾克，褲子，襯衫衣料，連衣裙，罩衫，男上裝和女上裝，毛衣，女士緊 身胸衣，背心，燈籠褲，短襪，及膝襪，連衣裙，罩衫，圍裙，無(wú)尾夜禮服，男罩袍(bisht)，長(zhǎng) 袍(abaya)，蓋頭(hijab)，頭巾(jilbab)，阿拉伯大袍(thoub)，斗篷(burka)，披風(fēng)，戲服 (costume)，潛水服，蘇格蘭式短裙，和服，運(yùn)動(dòng)套衫，長(zhǎng)袍(gown)，防護(hù)服，紗麗，紗籠，裙子， 鞋罩(spat)，斯托拉(stola)，套裝，緊身拘束衣(strait jacket)，禮服(toga)，緊身衣，毛 巾，制服，面罩，潛水衣，醫(yī)用壓力衣，繃帶，西服襯料，腰帶，和在這些中的全部組件。用于進(jìn)行逆輥涂布(reverse roll coating)和克服在逆輥涂布中的常見問題 的方法已描述在 Walter, et al·, "Solving common coating flaws in Reverse Roll Coating, "AIMCAL Fall Technical Conference (October 26-29，2003)，它的全部公開內(nèi)容 被引入這里供參考。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的實(shí)施例來(lái)更完全地展示，這些實(shí)施例用于舉例 說明的目的，并且無(wú)論如何不認(rèn)為限制本發(fā)明。試驗(yàn)方法在實(shí)施例中討論的剝離強(qiáng)度(粘結(jié)強(qiáng)度的指標(biāo))是根據(jù)ASTMD903-93測(cè)定的，該 標(biāo)準(zhǔn)的全部公開內(nèi)容被引入這里供參考，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)為膜層壓織物的測(cè)試作了改進(jìn)。測(cè)試 用的樣品尺寸是1英寸X 6英寸(2.5cmX15cm)。分離速率是2英寸/分鐘(5厘米/每分 鐘)。報(bào)道數(shù)據(jù)，為磅力/每英寸的樣品厚度。
實(shí)施例實(shí)施例1-3說明了作為增塑劑的水與聚氨酯脲(PUU)膜相結(jié)合的方法。聚氨 酯脲組合物已公開在美國(guó)專利No. 7，240，371和2007年7月20日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 11/780,819中。描述在實(shí)施例中的分子量(Mw)是重均分子量。實(shí)施例1聚氨酯脲(PUU)帶材通過使用SewSystemsTM加熱帶粘結(jié)機(jī)(heat tape bonding
11machine)被粘結(jié)于織物上。使用具有40，000和70，OOOMw的PUU帶材的試驗(yàn)結(jié)果列于下 表1中。SewSystems 加熱帶粘結(jié)機(jī)定形板溫度列于表1中并且對(duì)于熱空氣是350°C。該 織物是用Tactel 尼龍和Lycra ·斯潘德克斯制造的從Ruey Tay, 930413 222獲得的經(jīng)編 針織織物，并且以0.5m/min的速度送入到該機(jī)器中。測(cè)量在粘結(jié)區(qū)中的實(shí)際溫度。在表1 中，如果膜以所接收到的形式使用，則樣品條件是“干”。如果在粘結(jié)之前將水作為增塑劑施 加于樣品上，則樣品條件是“濕”。
權(quán)利要求
制品，它包括(a)熱活化粘合劑膜，它包括選自聚氨酯，聚烯烴，聚酰胺和它們的組合中的聚合物；(b)增塑劑；和(c)基材。
2.權(quán)利要求1的制品，其中該基材包括織物。
3.權(quán)利要求1的制品，其中該聚合物是聚氨酯和該增塑劑是水。
4.權(quán)利要求1的制品，其中該聚合物是聚氨酯脲和該增塑劑是水。
5.權(quán)利要求1的制品，其中該聚合物是聚烯烴和該增塑劑選自礦物油，鏈烷烴屬液體 增塑劑和它們的組合。
6.權(quán)利要求1的制品，其中該織物基材選自尼龍，棉，聚酯，毛，絲，和它們的組合。
7.制品，它包括(a)包括聚氨酯脲的熱活化粘合劑膜(b)包括水的增塑劑；和(c)織物基材。
8.粘結(jié)基材的方法，它包括(a)將熱活化粘合劑膜提供到基材上；(b)將增塑劑施加于該膜上、施加于該基材上或施加于兩者上；(c)對(duì)該膜加熱；和(d)任選地對(duì)該膜，該基材或兩者施加壓力。
9.權(quán)利要求8的方法，其中該基材包括織物。
10.權(quán)利要求8的方法，其中增塑劑和該熱順序地施加。
11.權(quán)利要求8的方法，其中該增塑劑和該熱同時(shí)施加。
12.權(quán)利要求8的方法，其中增塑劑是水和該熱是作為蒸汽施加的。
13.權(quán)利要求8的方法，其中增塑劑是水和該熱量和壓力是經(jīng)由蒸汽壓機(jī)施加的。
14.權(quán)利要求8的方法，其中增塑劑施加于該膜、該基材或兩者上以及該熱是干熱。
15.權(quán)利要求8的方法，其中該熱是在低于約150°C的溫度下施加的。
16.權(quán)利要求8的方法，其中該熱是在低于約130°C的溫度下施加的。
17.權(quán)利要求8的方法，其中該熱是在約100°C至約120°C范圍內(nèi)施加的。
18.粘結(jié)織物的方法，它包括(a)將熱活化粘合劑膜提供到織物基材上；(b)將增塑劑施加于該膜上、施加于該基材上或施加于兩者上；和(c)對(duì)該膜加熱；和(d)任選地對(duì)該膜、該基材或兩者施加壓力； 其中該膜包括聚氨酯脲和該增塑劑包括水。
19.權(quán)利要求18的方法，其中該聚氨酯脲具有低于約120，000的重均分子量。
20.權(quán)利要求18的方法，其中該聚氨酯脲具有低于約70，000的重均分子量。
全文摘要
包括聚合物膜，增塑劑和基材的制品。將該模粘結(jié)于基材上的方法包括增塑劑的使用，這通過使用比在沒有增塑劑存在下所需要的更低溫度和更短粘結(jié)時(shí)間來(lái)提供耐久的粘結(jié)作用。
文檔編號(hào)C09J175/04GK101952382SQ200880124686
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者C·A·卡夫利, D·K·法默, G·N·馬斯特斯 申請(qǐng)人:英威達(dá)技術(shù)有限公司