專(zhuān)利名稱(chēng)：熔噴網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔噴纖維、熔噴纖維網(wǎng)和包含熔噴纖維的復(fù)合非織造織物。本發(fā)明的熔噴網(wǎng)可以引入適用于服裝、擦拭物、衛(wèi)生用品和醫(yī)療包扎的復(fù)合織物。
美國(guó)專(zhuān)利6,057,256公開(kāi)了并列雙組分纖維熔噴到收集器上以形成粘合纏繞的網(wǎng)。該專(zhuān)利集中在制備聚對(duì)苯二甲酸乙二酯/聚丙烯纖維方面。
熔噴纖維已經(jīng)被引入各種非織造織物中，包括復(fù)合層壓材料，例如紡粘-熔噴-紡粘(“SMS”)復(fù)合片材。在SMS復(fù)合材料中，外層是向整個(gè)復(fù)合材料提供強(qiáng)度的紡粘纖維層，而芯層是提供阻隔性能的熔噴纖維層。一般來(lái)說(shuō)，SMS復(fù)合材料的紡粘和熔噴層由聚丙烯纖維制成。對(duì)于特定的最終用途，例如醫(yī)療服，希望SMS復(fù)合片材具有良好的強(qiáng)度和阻隔性能，同時(shí)也盡可能柔軟和可懸垂(drapeable)。雖然基于聚丙烯的SMS織物提供了良好的強(qiáng)度和阻隔性能，但它們?cè)谟米鞣b產(chǎn)品時(shí)不是象希望的那樣柔軟和可懸垂。基于聚丙烯的SMS織物還受到不能用γ輻射消毒的限制，因?yàn)橛忙幂椛湎緯r(shí)，這種織物會(huì)褪色和變?nèi)?，也因?yàn)閷?duì)基于聚丙烯的SMS織物進(jìn)行γ輻射消毒會(huì)產(chǎn)生不好的氣味。當(dāng)用γ輻射消毒織物導(dǎo)致纖維或織物強(qiáng)度的顯著下降、明顯改變纖維或織物的外觀或產(chǎn)生不好的氣味時(shí)，通常認(rèn)為該聚合物纖維或織物不能進(jìn)行輻射消毒。這種不能進(jìn)行γ輻射消毒的性能是基于聚丙烯的SMS織物的顯著問(wèn)題，因?yàn)檩椛湎驹卺t(yī)療工業(yè)中廣泛應(yīng)用。
所以需要細(xì)的聚酯熔噴纖維，當(dāng)其成型為網(wǎng)時(shí)，它具有足以進(jìn)行進(jìn)一步加工和處理的強(qiáng)度，能與其它網(wǎng)粘合，并且可以進(jìn)行輻射消毒。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種多組分熔噴纖維的網(wǎng)，每種所述纖維包含基于纖維總重量計(jì)的70-98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和基于纖維總重量計(jì)的30-2重量％的第二纖維部分，由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成；以及其中一部分第二纖維部分沿纖維表面存在。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種復(fù)合片材，其包含具有第一側(cè)和相對(duì)第二側(cè)的第一纖維層以及與所述第一纖維層的第一側(cè)粘合的第二纖維層，其中所述第一纖維層是包含多組分熔噴纖維的網(wǎng)，每種所述纖維包含基于纖維總重量計(jì)的70-98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和基于纖維總重量計(jì)的30-2重量％的第二纖維部分，由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成，以及其中一部分第二纖維部分沿著纖維表面存在，和其中所述第二纖維層包含至少95重量％的熔紡聚合物纖維形成。該復(fù)合片材的單位重量小于120g/m2，在加工方向和截面方向上的抓樣拉伸強(qiáng)度是至少35N。
圖2是用于生產(chǎn)在本發(fā)明復(fù)合非織造織物中應(yīng)用的熔噴纖維的另一個(gè)熔噴口模的截面示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合非織造織物的截面示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合非織造織物的截面示意圖。
發(fā)明詳述本文所用的術(shù)語(yǔ)“聚烯烴”是指一系列僅僅由碳和氫原子組成的、主要飽和的開(kāi)鏈聚烴中的任何一個(gè)。典型的聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯，以及乙烯、丙烯和甲基戊烯單體的各種組合。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“聚乙烯”是指不僅包括乙烯的均聚物，而且包括其中至少85％重復(fù)單元為乙烯單元的共聚物。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“聚酯”是指包括這樣的聚合物其中至少85％重復(fù)單元為二羧酸和二羥基醇的縮合產(chǎn)物，具有通過(guò)形成酯單元而得到的聚合物鍵。其包括芳族、脂族、飽和的和不飽和的二酸和二醇。本文所用的術(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)、共混物及其改性形式。聚酯的常見(jiàn)例子是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，它是乙二醇與對(duì)苯二甲酸的縮聚產(chǎn)物。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“熔噴纖維”是指通過(guò)將熔融的可熔體加工的聚合物從多個(gè)細(xì)的、通常是環(huán)形的毛細(xì)管中以熔融線(xiàn)或纖絲的形式擠出到高速氣(例如空氣)流中所形成的纖維。高速氣流能拉細(xì)熔融聚合物材料的纖絲，以便將其直徑降低到約0.5-10微米。熔噴纖維通常是不連續(xù)纖維。由高速氣流攜帶的熔噴纖維通常沉積在收集表面上，形成無(wú)規(guī)分散的纖維網(wǎng)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“熔紡纖維”是指通過(guò)將熔融的可熔體加工的聚合物材料，從多個(gè)細(xì)的、通常是環(huán)形的噴絲頭毛細(xì)管中以纖絲的形式擠出，然后快速降低擠出纖絲的直徑所形成的纖維。熔紡纖維通常是連續(xù)的，其平均直徑大于約5微米。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“非織造織物、片材或網(wǎng)”是指一種單一纖維或線(xiàn)的結(jié)構(gòu)，其中纖維或線(xiàn)以無(wú)規(guī)的方式鋪放，形成一種沒(méi)有象針織織物那樣的確定圖案的平面材料。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“多組分熔噴網(wǎng)”是指從毛細(xì)管以含多個(gè)不同聚合物組分的熔融纖絲形式紡出的熔噴纖維，該熔融的纖絲被高速氣流拉細(xì)，并以無(wú)規(guī)分散的纖維網(wǎng)形式沉積在收集表面上。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“加工方向”是指在片材平面內(nèi)的縱向方向，即生產(chǎn)片材的方向?！敖孛娣较颉笔侵冈谄钠矫鎯?nèi)與加工方向垂直的方向。
本發(fā)明涉及一種多組分熔噴纖維，其包含第一聚合物組分和沿著至少一部分纖維表面的第二聚合物組分。這些纖維被收集到網(wǎng)中，其中纖維中熔融溫度較低的聚合物可以與和其接觸的其它纖維粘合，以提高網(wǎng)的整體性。當(dāng)制備復(fù)合片材結(jié)構(gòu)時(shí)，這些熔噴纖維也能與其它網(wǎng)層中的纖維粘合，從而提高復(fù)合材料的整體性，包括耐熔噴網(wǎng)從其它網(wǎng)層上脫層的性能。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的多組分熔噴纖維可以按照常規(guī)的熔噴方法生產(chǎn)。在熔噴方法中，一個(gè)或多個(gè)擠出機(jī)將熔融的聚合物供應(yīng)到口模尖端，在那里，聚合物在通過(guò)細(xì)毛細(xì)管開(kāi)口時(shí)被纖維化，形成纖絲幕。纖絲被氣動(dòng)拉伸，通常被位于口模中的細(xì)毛細(xì)管開(kāi)口周?chē)臍怏w，優(yōu)選空氣，噴射斷裂。纖維沉積在移動(dòng)中的帶或篩網(wǎng)、紗布或另一纖維層上。由熔噴制得的纖維通常是不連續(xù)纖維，其有效直徑在約0.5-10微米范圍內(nèi)。本文所用的具有不規(guī)則截面的纖維的“有效直徑”等于具有相同橫截面積的假定圓形纖維的直徑。
本發(fā)明多組分熔噴網(wǎng)中的多組分纖維通常是不連續(xù)的纖維，其平均有效直徑為約0.5-10微米，更優(yōu)選約1-6微米，最優(yōu)選約2-4微米。本發(fā)明的多組分熔噴網(wǎng)由至少兩種同時(shí)來(lái)自噴絲組合件的聚合物形成。優(yōu)選，該多組分熔噴網(wǎng)是由兩種具有不同化學(xué)和/或物理性能的不同聚合物組分制成的雙組分網(wǎng)。雙組分網(wǎng)中雙組分纖維的結(jié)構(gòu)優(yōu)選是并列方式，其中大部分纖維由第一和第二并列纖維部分制成，它們各自具有不同的聚合物組分，占據(jù)每種纖維長(zhǎng)度的重要部分。或者，雙組分纖維可具有殼/芯結(jié)構(gòu)，其中第一纖維部分被第二纖維部分所包圍；一種餅形結(jié)構(gòu)，餅的各部分具有不同的纖維部分；或任何其它常規(guī)的雙組分纖維結(jié)構(gòu)，其中低熔點(diǎn)聚合物是沿著該纖維的至少一部分表面存在。
多組分熔噴纖維包含占纖維總重量70-98重量％的第一纖維部分，由第一聚合物組分形成；和占纖維總重量30-2重量％的第二纖維部分，由第二聚合物組分形成。更優(yōu)選，第一纖維部分是80-98重量％的所述第一聚合物組分和所述第二纖維部分是20-2重量％的所述第二聚合物組分，非常優(yōu)選第一纖維部分是90-98重量％的所述第一聚合物組分和所述第二纖維部分是10-2重量％的所述第二聚合物組分。
根據(jù)本發(fā)明，第一和第二聚合物組分都包括聚合物的混合物，第一聚合物組分是至少80重量％的聚酯，優(yōu)選至少90重量％的聚酯，和第二聚合物組分是至少20重量％的聚乙烯，優(yōu)選至少50重量％的聚乙烯。
本發(fā)明的熔噴網(wǎng)的纖維可以使用具有如

圖1所示的擠出口模的熔噴設(shè)備進(jìn)行熔噴。在圖1所示的熔噴口模20的橫截面中，兩種不同的聚合物組分在平行擠出機(jī)23和24中熔融，并分別通過(guò)齒輪泵(未顯示)和管線(xiàn)25和26計(jì)量加入模腔22。在該模腔中，聚合物組分形成層狀物質(zhì)，其中兩種組分作為不同的層分離。經(jīng)由毛細(xì)管孔隙21的管線(xiàn)擠出該層狀物質(zhì)。由隧道28供應(yīng)的熱空氣噴流拉細(xì)正在出來(lái)的聚合物纖維。認(rèn)為所得的纖維包括兩種纖絲，每種由不同的聚合物組分制成，兩者以并列結(jié)構(gòu)延伸熔噴纖維的長(zhǎng)度。層14(圖3)的細(xì)纖維也可以通過(guò)其它公知的熔噴方法生產(chǎn)，例如通過(guò)美國(guó)專(zhuān)利4,380,570公開(kāi)的方法，其中單個(gè)空氣噴嘴圍繞著每個(gè)聚合物毛細(xì)管。
圖2示意用于本發(fā)明熔噴方法的、對(duì)圖1所示而言另一種選擇的擠出口模20’，用來(lái)簡(jiǎn)單地說(shuō)明雙組分體系。獨(dú)立控制的多個(gè)擠出機(jī)(未顯示)分別經(jīng)由聚合物供料口25’和26’供應(yīng)每種熔融的聚合物料流，其中這些聚合物通過(guò)不同的擠出毛細(xì)管29和30，在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述毛細(xì)管在模具內(nèi)是有角度的，從而使每種聚合物料流朝向共同的縱軸方向。但是，擠出毛細(xì)管可以彼此平行，但彼此靠得足夠近，以便在離開(kāi)每個(gè)擠出毛細(xì)管29和30后促進(jìn)擠出的熔融聚合物料流的熔并。擠出的聚合物料流被熔并，經(jīng)由噴射孔離開(kāi)口模，并被纖維化，通過(guò)由氣體噴射口28’提供的噴射氣體形成纖絲幕，其中氣體噴射口28’朝向擠出聚合物流的共同縱軸方向。在該方法中，通過(guò)使用對(duì)于不同聚合物組分獨(dú)立控制的擠出機(jī)，可以對(duì)于每種聚合物組分單獨(dú)控制工藝參數(shù)，例如溫度、毛細(xì)管直徑和擠出壓力，從而使不同聚合物的擠出最優(yōu)化，并仍然形成包含兩種聚合物組分的單纖維。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以對(duì)圖1和2的熔噴口模的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，以便生產(chǎn)殼/芯型多組分纖維、分段餅型多組分纖維等。
引入本發(fā)明熔噴網(wǎng)的復(fù)合非織造片材表示在圖3中。片材10是一種三層復(fù)合織物，其中內(nèi)層14由夾在外層12和16之間的很細(xì)的熔噴聚合物纖維構(gòu)成，其中外層12和16分別由較大和較強(qiáng)的粘合纖維構(gòu)成。當(dāng)形成層14時(shí)，內(nèi)層14中很細(xì)的纖維形成一個(gè)具有極細(xì)通道的阻隔層。層14用作阻隔流體、但不會(huì)阻擋濕氣通過(guò)的屏障。粘合的纖維層12和16由較粗和較強(qiáng)的纖維構(gòu)成，這些纖維為復(fù)合片材貢獻(xiàn)強(qiáng)度，且在一些情況下貢獻(xiàn)阻隔性能。或者，復(fù)合片材也可以以?xún)蓪訌?fù)合材料18的形式形成，如圖4所示。在兩層復(fù)合片材中，細(xì)熔噴纖維層14僅僅附著在較粗和較強(qiáng)的粘合層12的一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，復(fù)合片材可以由多層類(lèi)似層于14的細(xì)熔噴纖維構(gòu)成，或者也可以由多于兩層類(lèi)似于層12和16的較粗和較強(qiáng)的纖維層構(gòu)成。
層12和16中的較粗和較強(qiáng)的粘合纖維優(yōu)選是常規(guī)熔紡纖維或一些其它類(lèi)型的強(qiáng)紡粘纖維。優(yōu)選，熔紡纖維是基本連續(xù)的纖維?；蛘撸瑢?2和16可以是氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)的短纖維網(wǎng)，或梳理纖維網(wǎng)，其中纖維彼此粘合形成強(qiáng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。層12和16的纖維應(yīng)該由可以與含聚乙烯細(xì)纖維的芯層14粘合的一種聚合物制成。層12和16的纖維優(yōu)選可以進(jìn)行γ輻射消毒，這是因?yàn)檫@些纖維具有一個(gè)由非聚丙烯的聚合物形成的外層，例如聚酯、聚乙烯、聚酰胺或其組合。在復(fù)合織物不用于其中使用γ輻射消毒的最終用途的情況下，層12和16的纖維也可以由不進(jìn)行γ輻射消毒的聚合物例如聚丙烯形成。
優(yōu)選，層12和16的較大和較強(qiáng)的纖維是基本上連續(xù)的紡粘纖維，用高速熔融紡絲方法，例如美國(guó)專(zhuān)利3802817、5545371和5885909中公開(kāi)的高速熔融紡絲方法生產(chǎn)。這些纖維可以作為單組分纖維、作為多組分纖維或其組合形式進(jìn)行生產(chǎn)。多組分纖維可以制成具有各種公知的截面結(jié)構(gòu)，包括并列、殼/芯、分段餅或島-海型結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選用于層12和16的熔紡纖維是一種由聚酯和聚乙烯形成的雙組分纖維。聚酯組分為織物提供強(qiáng)度，而聚乙烯組分使織物更柔軟和懸垂性更好。另外，聚乙烯組分具有比該纖維中聚酯組分低的熔融溫度，從而更容易用熱粘合方法將層12和16粘合到芯層14的細(xì)熔噴纖維上?；蛘?，層12和16也可以由單個(gè)聚合物組分纖維的共混物形成，例如作為紡粘網(wǎng)的形式，其中一部分纖維是聚乙烯纖維，一部分纖維是聚酯纖維。
引入上述雙組分熔噴網(wǎng)的復(fù)合非織造織物可以用美國(guó)專(zhuān)利3,802,817、5,545,371或5,885,909的設(shè)備與圖1或2所示的引入熔噴口模的熔噴設(shè)備組合在線(xiàn)生產(chǎn)。或者，復(fù)合片材的各層也可以獨(dú)立地制備，然后組合和粘合成復(fù)合片材。多于一個(gè)的紡粘網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備可以串聯(lián)使用以生產(chǎn)由不同的單或多組分纖維的共混物形成的網(wǎng)，和多于一個(gè)的熔噴網(wǎng)生產(chǎn)工段可以串聯(lián)使用以生產(chǎn)具有多個(gè)熔噴層的復(fù)合片材。進(jìn)一步考慮，在各種網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備中使用的聚合物可以彼此不同。
在希望有第二紡粘網(wǎng)層的情況下，來(lái)自第二紡粘網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備的基本連續(xù)的紡粘纖維要沉積到熔噴層14上(圖3)，以便形成復(fù)合片材的第二紡粘層16。紡粘層12和16不必具有相同的厚度或單位重量。
紡粘-熔噴-紡粘網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以在熱粘合輥之間通過(guò)，以便生產(chǎn)在輥上收集的復(fù)合非織造網(wǎng)10。優(yōu)選，粘合輥是加熱輥，保持在復(fù)合材料中聚合物最低熔融溫度的±20℃溫度下。對(duì)于本發(fā)明的含聚乙烯的復(fù)合片材，采用的粘合溫度在115-120℃范圍內(nèi)，粘合壓力在350-700N/cm范圍內(nèi)，以便獲得良好的熱粘合。另一種粘合復(fù)合片材中各層的方法包括壓延粘合、通氣粘合、蒸汽粘合、以及粘合劑粘合。
任選地，可以將含氟化學(xué)涂層涂在復(fù)合非織造網(wǎng)上，以便降低纖維表面的表面能，從而提高織物的耐液體穿透性。例如，織物可以經(jīng)過(guò)局部染整處理，以便改進(jìn)液體阻隔性，特別改進(jìn)對(duì)低表面張力的液體的阻隔性。許多局部染整處理方法是本領(lǐng)域公知的，包括噴涂、輥涂、泡沫涂布、浸漬-擠壓涂布等。典型的染整組分包括ZONYL含氟化學(xué)品(E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE的注冊(cè)商標(biāo))或REPEARL含氟化學(xué)品(Mitsubishi Int.Cop.，NewYork，NY獲得)。局部染整方法可以與織物的生產(chǎn)一起在線(xiàn)進(jìn)行，或者在獨(dú)立的工藝步驟中進(jìn)行。或者，這種含氟化學(xué)品還可以作為熔體的添加劑紡進(jìn)纖維中。
根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合非織造片材的單位重量?jī)?yōu)選在10-1 20g/cm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選30-90g/cm2，非常優(yōu)選50-70g/cm2。復(fù)合非織造片材的抓樣拉伸強(qiáng)度范圍可以很寬，取決于所用的熱粘合條件。典型的抓樣拉伸片材強(qiáng)度(在機(jī)械和橫方向上)是35-400N，更優(yōu)選40-300N，最優(yōu)選50-200N。復(fù)合片材的熔噴纖維內(nèi)層的單位重量通常在2-40g/cm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選5-30g/cm2，最優(yōu)選12-25g/cm2，在機(jī)械和橫方向上的抓樣拉伸強(qiáng)度是至少5N。每個(gè)外層的單位重量通常在3-50g/cm2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選8-40g/cm2，最優(yōu)選12-35g/cm2。復(fù)合片材的各層優(yōu)選通過(guò)熱粘合固定在一起，例如通過(guò)使細(xì)纖維層和/或較大的纖維層中的低熔融溫度組分聚合物熔融。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，復(fù)合片材具有至少10cm的靜水壓頭，更優(yōu)選至少25cm，進(jìn)一步更優(yōu)選至少45cm，非常優(yōu)選至少60cm。進(jìn)一步優(yōu)選復(fù)合片材的水沖擊小于5克，更優(yōu)選小于2克，最優(yōu)選小于0.5克。最后，優(yōu)選復(fù)合片材的Frazir空氣滲透性大于1m3/min/m2，更優(yōu)選大于5m3/min/m2。
下面將通過(guò)以下實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，這些實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明，不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)驗(yàn)方法在以上描述和以下實(shí)施例中，使用以下實(shí)驗(yàn)方法來(lái)檢測(cè)各種提及的特性和性能。ASTM指American Society for Testing andMaterials。
纖維直徑通過(guò)光譜法檢測(cè)，并由以微米為單位的平均值表示。單位重量用于衡量每單位面積織物或片材的質(zhì)量，按照ASTM D-3776檢測(cè)，單位是g/m2。
抓樣拉伸強(qiáng)度用于衡量片材的斷裂強(qiáng)度，按照ASTM D5034檢測(cè)，單位是牛頓(N)。
第一和第二聚合物組分分別擠出、過(guò)濾并計(jì)量進(jìn)安排成提供并列纖絲截面的雙組分噴絲組合件中。噴絲組合件的口模被加熱到600°F(315℃)?？谀＞哂性?4英寸(61厘米)管線(xiàn)中排列的601個(gè)毛細(xì)管開(kāi)口。經(jīng)過(guò)每個(gè)毛細(xì)管，聚合物以0.80克/孔/分鐘的聚合物生產(chǎn)速率紡絲。細(xì)化(attenuating)空氣加熱到615°F(323℃)的溫度，并以425標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘(12m3/分鐘)的速率經(jīng)由兩個(gè)0.8毫米寬的空氣隧道供應(yīng)。兩個(gè)空氣隧道遍布具有毛細(xì)管開(kāi)口的24英寸管線(xiàn)的長(zhǎng)度，其中在毛細(xì)管每一側(cè)上的一個(gè)隧道距離毛細(xì)管開(kāi)口1毫米之后。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯以26千克/小時(shí)的速率供應(yīng)到噴絲組合件，聚乙烯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯以2.9千克/小時(shí)的速率供應(yīng)到噴絲組合件。生產(chǎn)的雙組分熔噴網(wǎng)含有90重量％的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯以及10重量％的含90重量％聚乙烯/10重量％聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的共混物。在移動(dòng)成型篩網(wǎng)上收集纖絲以生產(chǎn)熔噴網(wǎng)。熔噴網(wǎng)在輥上收集，其單位重量是17g/m2。該網(wǎng)的抓樣拉伸性能列在表1中。
熔粘外層是具有殼/芯型截面的雙組分纖維。生產(chǎn)具有兩種單位重量(17g/m2和24g/m2)的紡粘網(wǎng)用于復(fù)合片材的外層。紡粘雙組分纖維由熔融指數(shù)為27克/10分鐘(按照ASTM D-1238檢測(cè)，可從DowChemical Company以ASPUN 6811A獲得)的線(xiàn)型低密度聚乙烯和特性粘數(shù)為0.63且重均分子量為約35700的聚酯(可從DuPont以Crystar聚酯獲得，Merge 3949)制成。聚酯樹(shù)脂在180℃溫度下結(jié)晶，并在使用之前在120℃溫度下干燥至含水量小于50ppm。
在各自的擠出機(jī)中，將在紡粘層中所用的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯加熱到290℃，將聚乙烯加熱到280℃。聚合物經(jīng)過(guò)擠出、過(guò)濾和計(jì)量進(jìn)保持在295℃的雙組分噴絲組合件中，并設(shè)計(jì)成提供殼/芯型纖絲截面。聚合物經(jīng)由噴絲頭紡成具有聚乙烯殼和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯芯的雙組分纖絲。對(duì)于單位重量為17g/m2的網(wǎng)，每個(gè)噴絲組合件毛細(xì)管的聚合物總產(chǎn)量是1.0克/分鐘，和對(duì)于單位重量為24g/m2的網(wǎng)，該總產(chǎn)量是1.0克/分鐘。計(jì)量聚合物，以便提供占纖維重量30％的聚乙烯(殼)和70％的聚酯(芯)的纖絲纖維。纖絲在15英寸(38.1厘米)長(zhǎng)的驟冷區(qū)中冷卻，由兩個(gè)相對(duì)的驟冷箱在12℃溫度和1米/秒速度下提供驟冷空氣。纖絲通入氣動(dòng)拉伸噴射機(jī)中，該噴射機(jī)位于噴絲組合件的毛細(xì)管開(kāi)口以下20英寸(50.8厘米)處，在那里以約9000米/分鐘的速率拉伸纖絲。所得的較細(xì)、較強(qiáng)的基本連續(xù)的纖絲沉積在下面的具有真空抽吸鋪層帶上。在兩種網(wǎng)(單位重量17g/m2和24g/m2)中的纖維的有效直徑在9-12微米的范圍內(nèi)。用點(diǎn)粘合方式在100℃溫度和100N/cm的夾壓下使所得的網(wǎng)分別在兩個(gè)熱粘合輥之間通過(guò)，從而將網(wǎng)輕微粘合在一起，以便運(yùn)輸。對(duì)于單位重量為17g/m2的網(wǎng)，在粘合期間的線(xiàn)速度是206米/分鐘，和對(duì)于單位重量為24g/m2的網(wǎng)，線(xiàn)速度是146米/分鐘。輕微粘合的紡粘網(wǎng)各自在輥上收集。
復(fù)合非織造片材通過(guò)將單位重量為17g/m2的紡粘網(wǎng)從輥上展開(kāi)到移動(dòng)帶上來(lái)制備。將該熔噴雙組分網(wǎng)從輥上展開(kāi)，并放置在移動(dòng)的紡粘網(wǎng)的頂部。將單位重量為24g/m2的第二紡粘輥展開(kāi)，并放置在紡粘-熔噴網(wǎng)的頂部以生產(chǎn)紡粘-熔噴-紡粘復(fù)合非織造網(wǎng)。復(fù)合片材在刻花的油加熱金屬壓延輥和光滑的油加熱金屬壓延輥之間熱粘合。這兩個(gè)輥的直徑是466毫米?？袒ㄝ伨哂型裤t的非硬化鋼表面，具有鉆石圖案，點(diǎn)尺寸為0.466mm2，點(diǎn)深度是0.86毫米，點(diǎn)距是1.2mm，粘合面積是14.6％。光滑輥具有硬化鋼表面。復(fù)合網(wǎng)在110℃溫度下粘合。夾壓是350N/cm，線(xiàn)速度是20米/分鐘。粘合的復(fù)合片材在輥上收集。該復(fù)合非織造片材的最終單位重量是58g/m2。該片材的抓樣拉伸性能列在表1中。
第一和第二聚合物組分分別擠出、過(guò)濾并計(jì)量進(jìn)安排成提供并列纖絲截面的雙組分噴絲組合件中。噴絲組合件的口模被加熱到600°F(315℃)?？谀＞哂性?0.8英寸(52.8厘米)管線(xiàn)上排列的624個(gè)毛細(xì)管開(kāi)口。經(jīng)過(guò)每個(gè)毛細(xì)管，聚合物以0.80克/孔/分鐘的聚合物生產(chǎn)速率紡絲。細(xì)化空氣加熱到615°F(323℃)的溫度，并以8psi(55.1kPa)的壓力供應(yīng)到兩個(gè)1.5毫米寬的空氣隧道。這兩個(gè)空氣隧道遍布具有毛細(xì)管開(kāi)口的20.8英寸管線(xiàn)的長(zhǎng)度，其中在毛細(xì)管線(xiàn)每一側(cè)上的一個(gè)隧道距離毛細(xì)管開(kāi)口1.5毫米之后。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯以27千克/小時(shí)的速率供應(yīng)到噴絲組合件，聚乙烯/聚對(duì)苯二甲酸丁二酯雙組分共混物以3.0千克/小時(shí)的速率供應(yīng)到噴絲組合件。生產(chǎn)的雙組分熔噴網(wǎng)含有90重量％的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯以及10重量％聚乙烯。在移動(dòng)的成型篩網(wǎng)上收集纖絲以生產(chǎn)熔噴網(wǎng)。熔噴網(wǎng)在輥上收集，其單位重量是17g/m2。該網(wǎng)的抓樣拉伸性能列在表1中。
表1表明，實(shí)施例1-8的抓樣拉伸強(qiáng)度高于對(duì)比例A。
表1熔噴網(wǎng)和SMS復(fù)合材料性能實(shí) 作為共混 在共混物 在共混物 在共混物 熔噴網(wǎng)中 熔噴網(wǎng)中 SNS復(fù)合 SNS復(fù)合施 物組分的 組分中的 組分中的 組分中的 的抓樣拉 的抓樣拉 材料中的 材料中的例 ％纖維％PE ％PBT ％PET 伸MD(N) 伸XD(N) 抓樣拉伸 抓樣拉伸MD(N)XD(N)1 1090100 4.67 8.94 96.1 60.12 2090100 8.32 8.54 103.257.93 3090100 12.15 11.17 113.062.34 10600 408.19 8.905 20600 4013.31 10.286 30600 4011.21 8.867 10100 0 0 9.52 6.758 20100 0 0 9.63 6.62A 0 0 0 0 0.90 2.19PE＝聚乙烯PET＝聚對(duì)苯二甲酸乙二酯PBT＝聚對(duì)苯二甲酸丁二酯MD＝加工方向XD＝截面方向
權(quán)利要求
1.一種多組分熔噴纖維，其包含基于纖維總重量計(jì)的70-98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和基于纖維總重量計(jì)的30-2重量％的第二纖維部分，其由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成；和其中一部分第二纖維部分沿纖維表面存在。
2.權(quán)利要求1的熔噴纖維，其中所述第一纖維部分是80-98重量％的所述第一聚合物組分，所述第二纖維部分是20-2重量％的所述第二聚合物組分。
3.權(quán)利要求1的熔噴纖維，其中所述第一纖維部分是90-98重量％的所述第一聚合物組分，所述第二纖維部分是10-2重量％的所述第二聚合物組分。
4.權(quán)利要求1的熔噴纖維，其中所述聚酯聚合物選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、及其共聚物和三元共聚物。
5.權(quán)利要求4的熔噴纖維，其中所述聚酯聚合物是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
6.權(quán)利要求4的熔噴纖維，其中所述聚酯聚合物是聚對(duì)苯二甲酸丁二酯。
7.權(quán)利要求1的熔噴纖維，其中纖維的截面形狀是所述第一和第二纖維部分的并列結(jié)構(gòu)。
8.權(quán)利要求1的熔噴纖維，其中纖維的截面形狀是所述第一和第二纖維部分的殼/芯型結(jié)構(gòu)。
9.一種多組分熔噴纖維的網(wǎng)，每種所述纖維包含基于纖維總重量計(jì)的70-98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和基于纖維總重量計(jì)的30-2重量％的第二纖維部分，由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成；和其中一部分第二纖維部分沿纖維表面存在。
10.權(quán)利要求9的網(wǎng)，其中所述熔噴纖維含有80-98重量％的所述第一聚合物組分，和所述第二纖維部分是20-2重量％的所述第二聚合物組分。
11.權(quán)利要求9的網(wǎng)，其中所述熔噴纖維包含90-98重量％的所述第一聚合物組分，和所述第二纖維部分是10-2重量％的所述第二聚合物組分。
12.權(quán)利要求9的網(wǎng)，其中所述網(wǎng)在加工方向和截面方向上的抓樣拉伸強(qiáng)度至少為5N。
13.一種復(fù)合片材，其包含具有第一側(cè)和相對(duì)第二側(cè)的第一纖維層；與所述第一纖維層的第一側(cè)粘合的第二纖維層；所述第一纖維層是包含多組分熔噴纖維的網(wǎng)，每種所述纖維包含基于纖維總重量計(jì)的70-98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和基于纖維總重量計(jì)的30-2重量％的第二纖維部分，由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成，和其中一部分第二纖維部分沿纖維表面存在；所述第二纖維層包含至少95重量％的熔紡聚合物纖維；所述復(fù)合片材的單位重量小于120g/m2，在加工方向和截面方向上的抓樣拉伸強(qiáng)度是至少35N。
全文摘要
一種熔噴纖維，其包含70－98重量％的第一纖維部分，由含至少80重量％聚酯聚合物的第一聚合物組分形成；和30－2重量％的第二纖維部分，由含至少20重量％聚乙烯聚合物的第二聚合物組分形成；和其中一部分第二纖維部分沿纖維表面存在。該熔噴纖維作為網(wǎng)收集，具有良好的強(qiáng)度，可以引入復(fù)合片材結(jié)構(gòu)中。
文檔編號(hào)D01D5/098GK1468334SQ01816842
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2001年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月4日
發(fā)明者E·N·魯?shù)衔鳡? V·班薩爾, M·C·達(dá)維斯, , E N 魯?shù)衔鳡? 達(dá)維斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司