專利名稱：新的雙組分纖維的制作方法
新的雙組分纖維本發(fā)明涉及新的雙組分纖維、包含所述新的雙組分纖維的無紡織物以及由其制成的衛(wèi)生用品。包含本發(fā)明的新的雙組分纖維的無紡織物不僅柔軟性極好，而且強度高，并且由于較高的產(chǎn)量和需要的能量較少，可以以較低成本以商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。近年來，無紡織物，例如紡粘無紡織物和使用梳理成網(wǎng)、熔噴或氣流成網(wǎng)技術(shù)制造的無紡織物，已被廣泛用于各種應(yīng)用，由其制成的衛(wèi)生用品也是如此。樹脂纖維由聚乙烯形成的聚乙烯無紡織物，以其柔軟性和良好的觸感而著稱(ΕΡ-Α-0, 154，197)。然而，聚乙烯纖維難以紡絲，并因此難以使其具有織物獲得良好柔軟性所需要的細(xì)度。由聚乙烯纖維形成的無紡織物在經(jīng)受壓延輥的熱/壓力處理時容易熔化，并且更糟的是，由于纖維的強度低，它容易將自身纏繞在輥上。已針對上述問題采取降低處理溫度的措施；然而，在這種情況下，熱粘合容易不充分，從而導(dǎo)致另一個問題，即不能獲得具有足夠強度和耐摩擦堅牢度的無紡織物。事實上，聚乙烯無紡織物在強度方面不如聚丙烯無紡織物。 為了解決上述問題，已經(jīng)提出了利用芯-鞘型雙組分纖維的技術(shù)，所述芯-鞘型雙組分纖維使用聚丙烯、聚酯等樹脂作為芯，聚乙烯作為鞘(日本專利公開號2-182960和日本專利公開號5-263353)。然而，由上述芯-鞘型雙組分纖維形成的無紡織物尚未同時具有足以用作衛(wèi)生材料的柔軟性和強度。具體來說，當(dāng)增加作為鞘的組成成分的聚乙烯的量時，無紡織物的柔軟性增加，但未提供足夠的強度，結(jié)果它很可能在加工期間斷裂。另一方面，當(dāng)增加芯的組成成分時，使得無紡織物具有了足夠的強度，但柔軟性差，并且該無紡織物作為用于衛(wèi)生產(chǎn)品材料的品質(zhì)降低。因此，獲得具有令人滿意的水平的上述兩種性能的無紡織物是困難的。許多這些芯-鞘型雙組分纖維包含聚乙烯鞘和聚酯或聚丙烯芯。目前典型用于這種應(yīng)用中的聚乙烯具有一般高于110°C的重結(jié)晶溫度。上述問題的第一種解決方法被公開在EP-A-1，057, 916中，EP-A-l，057, 916描述了由復(fù)合纖維制成的用于一次性衛(wèi)生用品的紡粘無紡織物。這種具有高熔點芯和低熔點鞘材料的復(fù)合纖維可以是并列類型。推薦的低熔點材料是基于聚乙烯的樹脂，其具有在120至135°C范圍內(nèi)的第一高熔點和在90至125°C范圍內(nèi)的第二低熔點，第二低熔點材料的熔點比第一高熔點低至少5°C。這種低熔點的基于聚乙烯的樹脂制造起來相當(dāng)復(fù)雜，并在纖維紡絲和隨后將這種復(fù)合纖維用于生產(chǎn)無紡織物、特別是使用梳理、熔噴或氣流成網(wǎng)技術(shù)制造的無紡織物期間引起問題。然而，仍然希望降低聚乙烯的熔點，從而提供由于粘合溫度降低和能量消耗減少引起的較快的線速度。另一方面，降低聚乙烯的熔點在纖維紡絲期間伴有明顯的加工問題。對于用于粘合劑纖維的廣泛適用性而言，這種纖維應(yīng)具有下列特性良好的紡絲性能，以致紡絲加工期間的發(fā)煙、纖維斷裂和纖維粘附在一起的情況被最小化；纖維還需要具有低C0F，使其能夠被卷曲變形；良好的纖維拉伸性質(zhì)；能夠被容易地切斷；能夠被用在氣流成網(wǎng)方法中和能夠使用熱空氣粘合方法在最低溫度下將其粘合而不使纖維變粘。此外，雙組分纖維的外層應(yīng)該與內(nèi)部的芯(基材)以及其他纖維產(chǎn)品具有良好的粘合。
因此，本發(fā)明的目的是解決上面提到的問題，具體來說是提供雙組分纖維，所述雙組分纖維可提供具有極好的柔軟性和觸感并具有足夠的強度并且能夠以較低成本在現(xiàn)有的商業(yè)化設(shè)備上生產(chǎn)的無紡織物。本發(fā)明的主題內(nèi)容涉及一種雙組分纖維，所述雙組分纖維由基于聚乙烯的樹脂(A)和熔點比上述基于聚乙烯的樹脂(A)的熔點高至少10°C的高熔點樹脂(B)構(gòu)成，基于聚乙烯的樹脂(A)與高熔點樹脂(B)的組分重量比在50/50至10/90的范圍內(nèi)，并且所述基于聚乙烯的樹脂(A)在縱向上連續(xù)地形成纖維的至少一部分表面，其中基于聚乙烯的樹脂(A)具有下列特征共聚單體分布常數(shù)大于約45，重結(jié)晶溫度在85°C和110°C之間，O. Irad/sec時的tan δ值為約15至50,并且O. Irad/秒時的復(fù)數(shù)粘度為1400Pa. sec以下。本發(fā)明的另一個主題是包含上述雙組分纖維的無紡織物。優(yōu)選地，這種無紡織物包含本發(fā)明的雙組分纖維作為卷曲變形的卷曲纖維和/或未卷曲變形的扁平纖維。此外，這種無紡織物包含上述雙組分纖維作為短纖維和/或連續(xù)長絲纖維。優(yōu)選的無紡織物是(i )濕法成網(wǎng)無紡織物、(ii)氣流成網(wǎng)無紡織物和(iii )梳理 成網(wǎng)無紡織物。本發(fā)明的另一個主題是包含本發(fā)明的無紡織物的衛(wèi)生用品。定義所使用的術(shù)語“組合物”包括包含組合物的材料以及從組合物的材料形成的反應(yīng)產(chǎn)物和分解產(chǎn)物的混合物。所使用的術(shù)語“摻混物”或“聚合物摻混物”是指兩種以上聚合物的緊密的物理混合物(即未反應(yīng))。摻混物可以混溶或可以不混溶(在分子水平上沒有相分離)。摻混物可以相分離或可以不相分離。當(dāng)通過透射電子顯微術(shù)、光散射、X-射線散射和本技術(shù)領(lǐng)域中已知的其他方法測定時，摻混物可以含有或可以不含一個或多個疇結(jié)構(gòu)。通過將兩種以上聚合物在宏觀水平(例如熔融摻混樹脂或復(fù)合)或微觀水平(例如在同一反應(yīng)器中同時形成)上進行物理混合可以實現(xiàn)摻混。術(shù)語“長鏈支化聚合物”是指一類聚合物，其中聚合物的聚合物骨架含有比典型使用的共聚單體更長(例如長于6或8個碳原子)的支鏈。長鏈支化聚合物典型地含有大于O. 2個長支鏈/1000個碳原子。術(shù)語“直鏈”是指一類聚合物，其中聚合物的聚合物骨架缺少可測量或可證實的長支鏈，例如聚合物可以取代有平均小于O. 01個長支鏈/1000個碳原子。術(shù)語“聚合物”是指通過相同或不同類型的單體的聚合而制備的聚合化合物。因此，聚合物這一通稱涵蓋了術(shù)語“均聚物”和本文中定義的術(shù)語“互聚物”，“均聚物”通常用于指代僅由一種類型的單體制備的聚合物。術(shù)語“互聚物”是指通過至少兩種不同類型的單體的聚合制備的聚合物?；ゾ畚镞@一通稱包括共聚物，共聚物通常用于指代由兩種不同單體制備的聚合物以及由大于兩種不同類型的單體制備的聚合物。術(shù)語“基于乙烯的聚合物”是指含有超過50mol%的聚合的乙烯單體(以可聚合單體的總量計)并任選可以含有至少一種共聚單體的聚合物。雙組分纖維本發(fā)明的雙組分纖維可以是任何形狀并且不限于特定形狀。然而，優(yōu)選的是芯-鞘型雙組分纖維和并列型雙組分纖維。樹脂(A)基于聚乙烯的樹脂本發(fā)明的雙組分纖維含有基于聚乙烯的樹脂(A)，基于聚乙烯的樹脂(A)具有大于約45的共聚單體分布常數(shù)、在85°C和110°C之間的重結(jié)晶溫度、O. lrad/sec時約15至50的tan δ值、和O. Irad/秒時1400Pa. sec以下的復(fù)數(shù)粘度?；谝蚁┑木酆衔飿渲M合物可以進一步表征為在85°C至110°C的溫度范圍內(nèi)具有單個差示掃描量熱術(shù)(DSC)熔融峰?；谝蚁┑木酆衔飿渲M合物可以進一步表征為具有大于約45、更優(yōu)選大于50、最優(yōu)選大于55并高達(dá)400、更優(yōu)選高達(dá)100的共聚單體分布常數(shù)。具體來說，優(yōu)選的基于乙烯的聚合物樹脂組合物具有在45至400范圍內(nèi)、最優(yōu)選在50至100范圍內(nèi)、至多優(yōu)選在55至100范圍內(nèi)的共聚單體分布常數(shù)。

基于乙烯的聚合物組合物是那些在高壓反應(yīng)器中利用自由基聚合方法、優(yōu)選使用基于過氧化物的自由基引發(fā)劑制造的基于乙烯的聚合物組合物。優(yōu)選的聚乙烯樹脂具有在5至25g/10min、更優(yōu)選5至20范圍內(nèi)的熔體指數(shù)(按照ASTM D 1238測定，條件為1900C /2. 16kg)。優(yōu)選的乙烯類樹脂具有在O. 910至O. 930g/cm3、更優(yōu)選O. 915至O. 925范圍內(nèi)的
山/又ο基于乙烯的聚合物組合物還可以被表征為在85°C至110°C、優(yōu)選90至105°C范圍
內(nèi)具有峰值重結(jié)晶溫度?；谝蚁┑木酆衔锝M合物還可以被表征為具有大于約O. 2個長支鏈/1000個碳原子，優(yōu)選約O. 2至約3個長支鏈/1000個碳原子?；谝蚁┑木酆衔锝M合物還可以被表征為具有在O. Irad/秒時1400Pa. sec以下、更優(yōu)選在IOOrad/秒時500Pa. sec以下的復(fù)數(shù)粘度。最優(yōu)選地，本發(fā)明的樹脂將具有O. Irad/秒時在500至1200范圍內(nèi)并且IOOrad/秒時在150至450Pa. sec范圍內(nèi)的復(fù)數(shù)粘度。優(yōu)選的基于乙烯的聚合物組合物還可以被表征為在O. lrad/sec時具有約15至50、優(yōu)選15至40的tan δ值。在用于生產(chǎn)基于聚乙烯的樹脂(A)的某些方法中，在本發(fā)明的基于乙烯的聚合物中還可以包含加工助劑例如增塑劑。這些助劑包括但不限于鄰苯二甲酸酯例如鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異丁酯，天然油類例如羊毛脂和從石油精煉獲得的石蠟油、環(huán)烷油和芳香油，以及來自于松香或石油原料的液體樹脂?？捎米骷庸ぶ鷦┑挠皖惖氖纠灶愋桶ò咨V物油例如 KAYDOL 油(Chemtura Corp. ；Middlebury, Conn.)和 SHELLFLEX371 環(huán)燒油(Shell Lubricants ；Houston, Tex.)。另一種適合的油是 TUFFLO 油(LyondellLubricants ；Houston, Tex)。在某些方法中，將乙烯類聚合物用一種或多種穩(wěn)定劑例如抗氧化劑進行處理，所述抗氧化劑例如 IRGAN0X 1010 和 IRGAF0S 168(Ciba Specialty Chemicals ;Glattbrugg,Switzerland)。一般來說，在擠出或其他熔融處理之前將聚合物用一種或多種穩(wěn)定劑進行處理。在其他實施方案的方法中，其他聚合添加劑包括但不限于紫外光吸收劑、抗靜電劑、顏料、染料、成核劑、填充劑、滑爽劑、阻燃劑、增塑劑、加工助劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、抑煙劑、粘度控制劑、表面改性劑和防結(jié)塊劑。以實施方案的乙烯類聚合物的重量計，乙 烯類聚合物組合物可以含有例如小于10%的一種或多種添加劑的合并重量。產(chǎn)生的乙烯類聚合物可以被進一步復(fù)合。在某些乙烯類聚合物組合物中，可以將一種或多種抗氧化劑進一步復(fù)合到聚合物中，并將復(fù)合的聚合物造粒。復(fù)合的乙烯類聚合物可以含有任何量的一種或多種抗氧化劑。例如，復(fù)合的乙烯類聚合物可以包含約200至約600份的一種或多種苯酚類抗氧化劑/ 一百萬份聚合物。此外，復(fù)合的乙烯類聚合物可以包含約800至約1200份基于亞磷酸酯的抗氧化劑/ 一百萬份聚合物?？梢允褂脙蓚€以上的反應(yīng)器來制造基于聚乙烯的樹脂(A)，其中一個反應(yīng)器是具有至少一個反應(yīng)區(qū)的返混反應(yīng)器，第二個反應(yīng)器是具有至少兩個反應(yīng)區(qū)的層流反應(yīng)器。有利情況下，也可以在具有兩個以上反應(yīng)區(qū)的典型的管式高壓過程中制造該產(chǎn)物，所述反應(yīng)區(qū)入口處的乙烯壓力在1800巴至3500巴的范圍內(nèi)。有利情況下，第一反應(yīng)區(qū)的入口處的壓力可以在2000巴至3000巴的范圍內(nèi)。聚合溫度可以起始于110°C至150°C，峰值溫度為約280°C至330°C。為了引發(fā)反應(yīng)，正如本技術(shù)領(lǐng)域中已知的，使用過氧化物的混合物在給定溫度和壓力下獲得所需要的反應(yīng)速率。本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員根據(jù)工廠、過程壓力、溫度和停留時間的情況可以確定自由基過氧化物引發(fā)劑混合物的準(zhǔn)確組成。為了生產(chǎn)本發(fā)明的組合物，有利情況下，可以在反應(yīng)器的第一反應(yīng)區(qū)中使用約14比3體積比的過氧化辛酸叔丁酯和二叔丁基過氧化物的混合物。也可以在第二反應(yīng)區(qū)中以I比I的體積比使用同樣的兩種過氧化物。精確的量將取決于反應(yīng)堆的純度、反應(yīng)器特性和其他過程參數(shù)，并可以由本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員根據(jù)每種具體情況來確定。第二反應(yīng)區(qū)的再引發(fā)溫度可以為約160°C至230°C，峰值溫度為約280°C至330°C?？梢允褂眉滓彝捅┑幕旌衔镒鳛殒溵D(zhuǎn)移劑來控制分子量。典型的范圍可以為約百萬分之10至5000體積的甲乙酮和約O. I體積％至5體積％的丙烯，這取決于所需的復(fù)數(shù)粘度范圍。然后將聚合物與加工溶劑和未反應(yīng)的乙烯分離，通過擠出機造粒，并且不用進一步加工即可使用。也可以在形成后向乙烯類聚合物中加入添加劑和佐劑。適合的添加劑包括填充齊 ，例如有機或無機粒子包括粘土、滑石粉、二氧化鈦、沸石、金屬粉末特別是基于銀和/或銀離子的金屬粉末、超級吸收劑材料，有機或無機纖維包括碳纖維、氮化硅纖維、鋼絲或鋼網(wǎng)、和尼龍繩或聚酯繩，納米尺寸粒子，粘土等；增粘劑，油增量劑包括石蠟油或環(huán)烷油；以及其他天然和合成的聚合物，包括按照實施方案的方法制造或可以按照實施方案的方法制造的其他聚合物。樹脂(B)高熔點樹脂本發(fā)明的雙組分纖維含有高熔點樹脂(B)，高熔點樹脂(B)典型地形成本發(fā)明的芯鞘型雙組分纖維的芯部分。這種高熔點樹脂(B)是熔點比上述基于聚乙烯的樹脂(A)的熔點高至少10°C、優(yōu)選至少20°C、最優(yōu)選至少30°C的熱塑性樹脂。優(yōu)選的高熔點樹脂(B)包括聚烯烴樹脂例如基于丙烯的聚合物，聚酯樹脂例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，和聚酰胺樹脂例如尼龍。在上述所有樹脂中，聚酯樹脂例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸萘二酯(polynaphthalene terephthalate, PEN)是最優(yōu)選的。
在上述基于丙烯的聚合物中，最優(yōu)選的是丙烯均聚物或丙烯與α-烯烴例如乙烯、I-丁烯、I-己烯、4-甲基-I-戊烯和I-辛烯的共聚物。在上述所有共聚物中，特別優(yōu)選的是由丙烯和少量乙烯組成的丙烯-乙烯無規(guī)共聚物，其中乙烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的含量為O. I至5mol%。使用該類型的共聚物為它們的雙組分纖維提供了良好的可紡絲性和生產(chǎn)率，并提供具有良好柔軟性的無紡織物。這里使用的術(shù)語“良好的可紡絲性”是指從噴絲嘴擠出期間和拉延期間既不發(fā)生紗線斷裂也不發(fā)生長絲熔融。就獲得在平衡可紡絲性和纖維強度方面特別優(yōu)秀的纖維而言，優(yōu)選上述基于丙烯的聚合物具有在20至100g/10min范圍內(nèi)的熔體流動速率(MFR;按照ASTM D 1238在230°C和2. 16kg載荷下測定)。就獲得可紡絲性良好并且纖維強度特別優(yōu)秀的雙組分纖維而言，當(dāng)通過凝膠滲透色譜(GPC)測定時，優(yōu)選上述基于丙烯的聚合物的分子量分布(Mw/Mn)在2. O至4. O的范圍內(nèi)，更優(yōu)選Mw/Mn在2. O至3. O的范圍內(nèi)。芯組分優(yōu)選可以由常規(guī)的可熔紡聚酯材料構(gòu)成。原則上適用于纖維制造的所有已 知類型都可以考慮作為聚酯材料。這種聚酯基本上由源自于芳香族二羧酸和脂族二醇的組分構(gòu)成。常用的芳香族二羧酸組分是苯二羧酸、特別是對苯二甲酸和間苯二甲酸的二價殘基；常用的二醇具有2至4個碳原子，特別適合的是乙二醇。特別有利的是至少85mol%由聚對苯二甲酸乙二酯構(gòu)成的聚酯材料。然后剩余的15mol%由二羧酸單元和二元醇單元構(gòu)成，所述二羧酸單元和二元醇單元充當(dāng)所謂的改性齊U，并使專家能夠以特定方式進一步影響所產(chǎn)生的纖維的物理和化學(xué)性質(zhì)。這種二羧酸單元的實例是間苯二甲酸或脂族二羧酸例如戊二酸、己二酸、癸二酸的殘基；具有改性作用的二醇?xì)埢膶嵗悄切╅L鏈二醇例如丙二醇或丁二醇、二或三乙二醇、或者分子量為500至2000g/mol的聚乙二醇的殘基，如果所述聚乙二醇可以以少量獲得的話。特別優(yōu)選的聚酯含有至少95mol%的聚對苯二甲酸乙二酯，特別是那些未改性的聚對苯二甲酸乙二酯。這種聚酯一般具有相當(dāng)于在25°C下在二氯乙酸溶液中測得固有粘度(IV)為O. 5至I. 4 (dl/g)的分子量。添加劑形成纖維的鞘部分的基于聚乙烯的樹脂(A)和/或形成纖維的芯部分的高熔點樹月旨(B)可以根據(jù)情況與添加劑例如著色材料、耐熱性穩(wěn)定劑、潤滑劑、成核劑和其他聚合物摻混。適用于本發(fā)明的著色材料例如包括無機著色材料例如氧化鈦和碳酸鈣，以及有機著色材料例如酞菁。耐熱性穩(wěn)定劑例如包括基于苯酚的穩(wěn)定劑，如BHT(2，6- 二叔丁基_4_甲基苯酚)。潤滑劑例如包括油酰胺、芥酰胺和硬脂酰胺。在本發(fā)明中，特別優(yōu)選將O. I至O. 5wt. %的潤滑劑與形成鞘部分的基于聚乙烯的樹脂(A)摻混，這是由于以上述方式獲得的雙組分纖維可以具有增強的耐摩擦堅牢度。另一種類型的添加劑是促進形成纖維的鞘部分的基于聚乙烯的樹脂(A)和/或高熔點樹脂(B)之間的粘合的粘合促進劑。適合的粘合促進劑是促進這種粘合的馬來酸(MSA)或馬來酸酐(ΜΑΗ)。以重量計的典型的添加量為O. 05至3%。最優(yōu)選地，在雙組分纖維紡絲過程中向處于熔體狀態(tài)的基于聚乙烯的樹脂(A)加入粘合促進劑(請核對提到的其他添加劑的量和可能性)。優(yōu)選地，基于聚乙烯的樹脂(A)與高熔點樹脂(B)的組分重量比在50/50至10/90的范圍內(nèi)，并且就獲得在平衡柔軟性和耐摩擦堅牢度方面優(yōu)秀的纖維而言，優(yōu)選在50/50至20/80的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在40/60至30/70的范圍內(nèi)。當(dāng)基于聚乙烯的樹脂(A)相對于雙組分纖維的比例超過50時，可能存在一些在纖維強度方面未提高的部分。另一方面，當(dāng)基于聚乙烯的樹脂(A)相對于雙組分纖維的比例低至小于10時，在獲得的織物中可能存在一些在柔軟性和觸感兩方面都不良的部分。在本發(fā)明的芯-鞘型雙組分纖維的橫截面中，鞘部分與芯部分的面積比一般與上述的組分重量比幾乎相同，并且在50/50至10/90的范圍內(nèi)，優(yōu)選在50/50至20/80的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在40/60至30/70的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的芯-鞘型雙組分纖維可以是同心型雙組分纖維或偏心型雙組分纖維，在同心型雙組分纖維中，圓形芯部分和環(huán)形鞘部分在纖維的同一橫截面中具有相同的中心點，芯部分被包裹在鞘部分中，而在偏心型雙組分纖維中，芯部分和鞘部分的中心點彼此不同。此外，芯-鞘型雙組分纖維可以是其中芯部分部分暴露在纖維表面上的偏心型雙組分纖維。對于芯-鞘型雙組分纖維來說，優(yōu)選它的細(xì)度為0.7至20dteX，并且就獲得柔軟性更優(yōu)秀的纖維而言，更優(yōu)選為O. 9至15dtex。雙組分纖維的生產(chǎn) 帶有合適的噴嘴的現(xiàn)有技術(shù)裝置可用于制造本發(fā)明的雙組分纖維。除了常見的芯-鞘型之外，具有芯占據(jù)偏心位置的芯/鞘型剖面的雙組分纖維也是本發(fā)明的一部分。US 2005/0093197中更詳細(xì)地描述了這些所謂的偏心雙組分纖維，所述專利在這種偏心雙組分纖維的設(shè)計方面形成本說明書的一部分。用于形成本發(fā)明的雙組分纖維的紡絲速度典型地在600和2，000之間，優(yōu)選在800和 1，500m/min 之間。噴嘴脫離表面上的脫離速度與紡絲速度和拉延比相匹配，使得最終產(chǎn)生的纖維的纖度在O. 7至20dtex、優(yōu)選O. 9至15dtex的范圍內(nèi)。將用于制造本發(fā)明的雙組分纖維的原材料在擠出機等中獨立地熔化，并將每種熔融物擠出穿過帶有雙組分纖維噴絲嘴的噴絲頭，從而紡出雙組分纖維，所述噴絲嘴被構(gòu)造成將熔融物擠出的方式使得能形成所需要的結(jié)構(gòu)例如芯-鞘結(jié)構(gòu)。然后將紡出的雙組分纖維用冷卻液冷卻，通過吸入空氣讓其遭受拉力，以獲得如上定義的預(yù)定細(xì)度。為了生產(chǎn)紡粘無紡織物，將新鮮紡出的本發(fā)明的雙組分纖維收集在收集帶上，在收集帶上沉積至預(yù)定厚度，從而可以獲得雙組分纖維的紡粘無紡織物。該紡粘的雙組分纖維無紡織物可以被進一步固結(jié)，例如通過讓無紡織物經(jīng)受進一步纏結(jié)，例如通過使用壓花輥的熱壓成方法或通過已知的針刺/水刺纏結(jié)方法。為了生產(chǎn)其他無紡織物，例如濕法成網(wǎng)無紡織物、氣流成網(wǎng)無紡織物和梳理成網(wǎng)無紡織物，需要對新鮮紡出的雙組分纖維作進一步處理。雙組分纖維的紡絲后處理為了生產(chǎn)無紡織物例如濕法成網(wǎng)無紡織物、氣流成網(wǎng)無紡織物和梳理成網(wǎng)無紡織物，需要在紡絲后作進一步處理。典型地使用I. 2和4. O之間的各個不同比率將本發(fā)明的雙組分纖維拉延，所述拉延比以約O. I變化，即它們是1.2、1.3、1.4、……、直至4. O。產(chǎn)生的總拉延比在I. 2和4. O之間。在40和70°C之間的相同或不同溫度下、優(yōu)選在55°C下拉延雙組分纖維。然后，可以將拉延的雙組分纖維卷曲，典型地是在填塞箱中。在填塞箱中卷曲之后，在高達(dá)100°C下對雙組分纖維進行熱處理，保持時間為3至20分鐘，最優(yōu)選12至15分鐘。使用如上所述的偏心雙組分纖維可以提高卷曲度。

典型地，卷曲度被表示成卷曲收縮率(Kl )，用下面的公式計算卷曲收縮率Kl=(解卷曲長度-卷曲后長度)/解卷曲長度(標(biāo)準(zhǔn)氣候，200C +/-2 0C，60-65%的相對空氣濕度)卷曲數(shù)典型地作為卷曲/cm給出。卷曲變形或未卷曲變形的雙組分纖維可以被切成短纖維，然后加工成適合的產(chǎn)品。典型的短纖維長度為O. 2cm至15cm,優(yōu)選O. 2cm至8cm,最優(yōu)選O. 3cm至6cm。為了用于濕法成網(wǎng)無紡織物，本發(fā)明的雙組分纖維典型地是在紡絲后未卷曲變形的未卷曲變形扁平纖維。優(yōu)選地，這種扁平纖維的長度為O. 2cm至3cm，最優(yōu)選O. 3cm至2. 5cm0為了用于氣流成網(wǎng)無紡織物，本發(fā)明的雙組分纖維典型地是卷曲變形的纖維。優(yōu)選地,卷曲收縮率(Kl)為3至7%，卷曲數(shù)為3至6個卷曲/cm。為了用于梳理成網(wǎng)無紡織物，本發(fā)明的雙組分纖維典型地是卷曲變形的纖維。優(yōu)選地，卷曲收縮率(Kl)為8至15%，卷曲數(shù)為5至8個卷曲/Cm。隨后，可以將雙組分纖維加工成適合的產(chǎn)品，特別是紡織產(chǎn)品，優(yōu)選衛(wèi)生產(chǎn)品、衛(wèi)生紡織面料、衛(wèi)生無紡織物、尿布、毛巾或襯墊等，但是也可以加工成棉簽等。作為選擇偏心芯-鞘設(shè)計的結(jié)果，這種雙組分纖維被賦予有額外的潛在卷曲，可以在進一步加工期間由超過約100°c的溫度下的熱處理來引發(fā)所述額外的潛在卷曲。雙組分纖維無紡織物本發(fā)明的另一個主題是包含如上所述的雙組分纖維的無紡織物。由于基于聚乙烯的樹脂(A)在縱向上連續(xù)地形成纖維的至少一部分表面這一性質(zhì)，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)被表征為共聚單體分布常數(shù)大于約45、重結(jié)晶溫度在85°C和110°C之間、O. lrad/sec時tan δ值為約15至50并且O. Irad/秒時的復(fù)數(shù)粘度為1400Pa. sec以下，因此無紡織物的加工可以得到顯著改進。在形成無紡織物和隨后的熱粘合時，具體的基于聚乙烯的樹脂(A)決定了加工溫度。由于基于聚乙烯的樹脂(A)低于120°C的較低熔點，因此需要的粘合溫度降低和能量消耗減少。此外，可能實現(xiàn)更快的線速度，從而引起生產(chǎn)成本降低。盡管熔點較低，但在纖維紡絲期間不發(fā)生明顯的加工問題。例如，當(dāng)本發(fā)明的雙組分纖維與極其熱敏感的基于纖維素的纖維組合用于無紡織物時，可出現(xiàn)這些以及其他優(yōu)點。由于體積大，加工/熱粘合溫度即使少量降低也可以具有明顯的商業(yè)優(yōu)勢。此外，還降低了潛在的著火風(fēng)險。此外，可以降低或甚至避免與本發(fā)明的雙組分纖維摻混的其他材料的潛在熱損傷。
優(yōu)選的無紡織物是(i )濕法成網(wǎng)無紡織物、(ii)氣流成網(wǎng)無紡織物和(iii )梳理成網(wǎng)無紡織物。本發(fā)明的無紡織物可以與其他纖維材料摻混。優(yōu)選地，本發(fā)明的無紡織物具有10至500g/m2的基準(zhǔn)重量。上述基準(zhǔn)重量取決于隨后的應(yīng)用。優(yōu)選地，本發(fā)明的無紡織物包含卷曲變形或未卷曲變形并被切成短纖維的雙組分纖維，優(yōu)選具有O. 2cm至15cm、更優(yōu)選O. 2cm至8cm、最優(yōu)選O. 3cm至6cm的短纖維長度。優(yōu)選地，本發(fā)明的無紡織物是典型地包含本發(fā)明的雙組分纖維的濕法成網(wǎng)無紡織物，所述雙組分纖維是未卷曲變形的扁平纖維，優(yōu)選具有O. 2cm至3cm、最優(yōu)選O. 3cm至2. 5cm的長度。

優(yōu)選地，本發(fā)明的無紡織物是典型地包含本發(fā)明的雙組分纖維的氣流成網(wǎng)無紡織物，所述雙組分纖維是卷曲變形的，優(yōu)選具有3至7%的卷曲收縮率(Kl)和3至6個卷曲/cm的卷曲數(shù),優(yōu)選具有O. 2cm至3cm、最優(yōu)選O. 3cm至2. 5cm的長度。優(yōu)選地，本發(fā)明的無紡織物是典型地包含本發(fā)明的雙組分纖維的梳理成網(wǎng)無紡織物，所述雙組分纖維是卷曲變形的，優(yōu)選具有8至15%的卷曲收縮率(Kl)和5至8個卷曲/cm的卷曲數(shù),優(yōu)選具有2cm至15cm、最優(yōu)選3cm至8cm的長度。此外，本發(fā)明的無紡織物可以是包含連續(xù)長絲或不連續(xù)纖維的紡粘無紡織物，所述連續(xù)長絲或不連續(xù)纖維二者都是由上述基于聚乙烯的樹脂(A)和高熔點樹脂(B)構(gòu)成的雙組分類型?？梢允褂矛F(xiàn)有技術(shù)來形成本發(fā)明的無紡織物。取決于目的用途，本發(fā)明的無紡織物可以與其他纖維和/或粒子材料摻混。對于工業(yè)應(yīng)用來說，本發(fā)明的無紡織物包含其他纖維材料，例如有機和/或無機纖維材料，所述其他纖維材料也可以是再循環(huán)材料。術(shù)語有機纖維材料除了包括有機聚合物樹脂之外還包括天然纖維材料?？梢允褂糜袡C聚合物樹脂中的所有可熔紡材料。特別優(yōu)選的可熔紡有機聚合物例如為聚烯烴如聚乙烯和/或聚丙烯，聚酯例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸萘二酯(PEN)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)，聚酰胺例如尼龍。對于工業(yè)應(yīng)用來說，本發(fā)明的無紡織物包含粒子材料例如無機粒子材料，特別是研磨材料。術(shù)語無機纖維材料除了包括其他材料之外，還包括那些基于玻璃和/或礦物質(zhì)的無機纖維材料，特別是再循環(huán)材料。工業(yè)應(yīng)用是過濾介質(zhì)或電池隔膜。對于紡織應(yīng)用、優(yōu)選為衛(wèi)生和/或保健產(chǎn)品來說，本發(fā)明的無紡織物包含其他纖維材料。優(yōu)選的纖維材料是紙漿、纖維素、棉、基于聚乙烯或聚丙烯、特別是基于再循環(huán)材料的均聚物和共聚物。隨后，可以將本發(fā)明的無紡織物加工成適合的產(chǎn)品，或加工形成這些產(chǎn)品的組成部分，所述產(chǎn)品特別是紡織產(chǎn)品，優(yōu)選衛(wèi)生產(chǎn)品、衛(wèi)生紡織面料、衛(wèi)生無紡織物、一次性尿布、衛(wèi)生巾、尿布、毛巾或襯墊等，但是也可以加工成棉簽等。對于某些紡織應(yīng)用來說，本發(fā)明的無紡織物除了包含其他纖維材料之外，還可以包含粒子材料，例如用于一次性尿布的超級吸收劑材料等。本發(fā)明的無紡織物可以與其他覆蓋層或面層組合，以提供甚至更柔軟的觸感。適合的覆蓋層或面層是由直徑為I至IOpm的纖維形成的熔噴無紡織物。試駘方法密度按照ASTM D 1928制備用于測定密度的樣品。在樣品壓制后I小時內(nèi)使用ASTMD792方法B進行測定。熔體指數(shù)

按照ASTM D 1238測定熔體指數(shù)或12，條件為190°C /2. 16kg，將熔體指數(shù)或I2報告為每10分鐘洗脫的克數(shù)。按照ASTM D 1238測定11(|，條件為190°C /10kg，將Iltl報告為每10分鐘洗脫的克數(shù)。DSC 結(jié)晶度差示掃描量熱術(shù)(DSC)可用于測定聚合物在一個寬的溫度范圍內(nèi)的熔化和結(jié)晶行為。例如，使用裝備有RCS (機械制冷系統(tǒng))和自動進樣器的TA Instruments Q1000 DSC來執(zhí)行該分析。在試驗期間，使用50ml/min的氮吹掃氣流。將每個樣品在約175°C下熔化壓制成薄膜；然后將熔化的樣品空氣冷卻至室溫Γ25 )。從冷卻的聚合物中取出3至10mg、 直徑6_的樣本，稱重，置于輕質(zhì)鋁盤(約50mg)中，并鎖閉。然后執(zhí)行分析以確定其熱學(xué)性質(zhì)。通過使樣品溫度勻變上升和下降以產(chǎn)生熱流對溫度的分布圖，來確定樣品的熱行為。首先，將樣品快速加熱至180°C并保持等溫3分鐘，從而消除其受熱歷程。接下來，以10°C /分鐘的冷卻速率將樣品冷卻至_40°C，并在_40°C保持等溫3分鐘。然后以10°C /分鐘的加熱速率將樣品加熱至150°C (這是“第二次加熱”勻變過程)。記錄冷卻曲線和第二次加熱曲線。通過設(shè)定基線終點從結(jié)晶開始至-20°C來分析冷卻曲線。通過設(shè)置基線終點從_20°C至熔化結(jié)束來分析加熱曲線。所測定的值是峰值熔化溫度(Tm)、峰值重結(jié)晶溫度(Tp)、熔化熱(Hf)(單位為焦耳每克)和用公式2計算的聚乙烯樣品的％結(jié)晶度% 結(jié)晶度=((Hf)/ (292J/g))xl00 (公式 2)。從第二次加熱曲線報告熔化熱(Hf)和峰值熔化溫度。從冷卻曲線確定峰值重結(jié)晶溫度TpO動態(tài)力學(xué)譜(DMS)頻率掃描使用裝備有25mm平行板的TA Instruments ARES流變儀在氮氣吹掃下執(zhí)行熔體流變學(xué)恒溫頻率掃描。在190°C下以2. Omm的間隙和10%的恒定應(yīng)變來執(zhí)行所有樣品的頻率掃描。頻率間隔為O. I至100弧度/秒。根據(jù)波幅和相位分析應(yīng)力響應(yīng)，由此計算儲能模量(G’)、損耗模量(G”)和動態(tài)熔體粘度(η * )。CEF 方法用結(jié)晶洗脫分級(CEF)(西班牙的PolymerChar) (B. Monrabal 等，Macromo I.Symp. 257，71-79 (2007))來執(zhí)行共聚單體分布分析。使用含有600ppm抗氧化劑丁基化羥基甲苯(BHT)的鄰二氯苯(ODCB)作為溶劑。使用自動取樣器在160°C振搖2小時進行樣品制備，濃度為4mg/ml (除非另有指明)。進樣體積為300μ1。CEF的溫度情況為 從110°C到30°C以3°C /min結(jié)晶，在30°C熱平衡5分鐘，從30°C至140°C以3°C /min洗脫。結(jié)晶期間的流速為O. 052ml/min。洗脫期間的流速為O.50ml/min。以I個數(shù)據(jù)點/秒收集數(shù)據(jù)。CEF 柱由 Dow Chemical Company 用 125 μ m±6% 的玻璃珠(MO-SCI Specialty 產(chǎn)品)和1/8英寸不銹鋼管裝填。按Dow Chemical Company的要求,MO-SCI Specialty對玻璃珠進行酸洗。柱體積為206ml。使用NIST標(biāo)準(zhǔn)參比材料直鏈聚乙烯1475a (I. Omg/ml)和二十烷(2mg/ml)在ODCB中的混合物來進行柱溫校準(zhǔn)。通過調(diào)整洗脫加熱速率使得NIST直鏈聚乙烯1475a具有101. (TC的峰值溫度并且二十烷具有30. (TC的峰值溫度來校準(zhǔn)溫度。使用NIST直鏈聚乙烯1475a (I. Omg/ml)和正六十烷(Fluka，純度彡97. 0%，lmg/ml)的混合物來計算CEF柱的分辨率。實現(xiàn)了正六十烷和NIST聚乙烯1475a的基線分離。正六十烷的面積(從35. O至67. (TC)與NIST 1475a從67. O至110. (TC的面積之比為50比50，低于35. (TC時可溶性組分的量〈I. 8wt%。CEF柱的分辨率被定義為
權(quán)利要求
1.雙組分纖維，其由基于聚乙烯的樹脂(A)和熔點比上述基于聚乙烯的樹脂(A)的熔點高至少10°c的高熔點樹脂(B)構(gòu)成，所述基于聚乙烯的樹脂(A)與所述高熔點樹脂(B)以重量計的組分比在50/50至10/90的范圍內(nèi)，并且所述基于聚乙烯的樹脂(A)在縱向上連續(xù)地形成所述纖維的至少一部分表面，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有下列特征共聚單體分布常數(shù)大于約45，重結(jié)晶溫度在85°C和110°C之間，O. lrad/sec時的tan δ值為約15至50,并且O. Irad/秒時的復(fù)數(shù)粘度為1400Pa. sec以下。
2.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述纖維是芯-鞘型雙組分纖維、優(yōu)選偏心雙組分纖維，和/或并列型雙組分纖維。
3.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)在85°C至110°C的溫度范圍內(nèi)具有單個差示掃描量熱術(shù)(DSC)熔融峰。
4.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有大于約45、更優(yōu)選大于50、最優(yōu)選大于55并且高達(dá)400、更優(yōu)選高達(dá)100的共聚單體分布常數(shù)。
5.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有在45至400范圍內(nèi)、最優(yōu)選在50至100范圍內(nèi)、至多優(yōu)選在55至100范圍內(nèi)的共聚單體分布常數(shù)。
6.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有在5至25g/10min、更優(yōu)選5至20范圍內(nèi)的熔體指數(shù)(按照ASTM D 1238測定，條件為190°C /2. 16kg)。
7.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有在O.910至O. 930g/cm3、更優(yōu)選O. 915至O. 925范圍內(nèi)的密度。
8.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有在85°C至110°C、更優(yōu)選90至105°C范圍內(nèi)的峰值重結(jié)晶溫度。
9.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有大于約O.2個長支鏈/1000個碳，優(yōu)選約O. 2至約3個長支鏈/1000個碳。
10.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有O.Irad/秒時1400Pa. sec以下、優(yōu)選IOOrad/秒時500Pa. sec以下的復(fù)數(shù)粘度。
11.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有O.Irad/秒時在500至1200范圍內(nèi)以及IOOrad/秒時在150至450Pa. sec范圍內(nèi)的復(fù)數(shù)粘度。
12.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)具有O.lrad/sec時約15至50、優(yōu)選15至40的tan δ值。
13.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述高熔點樹脂(B)具有比上述基于聚乙烯的樹脂(A)的熔點高至少20°C、優(yōu)選至少30°C的熔點。
14.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述高熔點樹脂(B)是聚烯烴，優(yōu)選基于丙烯的聚合物；聚酯樹脂，優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸萘二酯(PEN);或聚酰胺樹脂，優(yōu)選尼龍。
15.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述基于聚乙烯的樹脂(A)和/或高熔點樹脂(B)含有添加劑，優(yōu)選著色材料、耐熱性穩(wěn)定劑、潤滑劑、成核劑、和粘合促進劑。
16.權(quán)利要求15的雙組分纖維，其中所述粘合促進劑是馬來酸(MSA)或馬來酸酐(MAH)，所述粘合促進劑以重量計的量優(yōu)選為O. 05至3%。
17.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中纖度為O.7至20dtex，優(yōu)選O. 9至15dtex。
18.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述纖維是長度為O.2cm至15cm、優(yōu)選O. 2cm至8cm、最優(yōu)選0. 3cm至6cm的短纖維。
19.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述纖維是卷曲變形的，優(yōu)選所述纖維具有3至7%的卷曲收縮率(Kl)和3至6個卷曲/cm的卷曲數(shù)。
20.權(quán)利要求I的雙組分纖維，其中所述纖維是卷曲變形的，優(yōu)選所述纖維具有8至15%的卷曲收縮率(Kl)和5至8個卷曲/cm的卷曲數(shù)。
21.無紡織物，其包含如權(quán)利要求I至20的一項或多項所述的雙組分纖維。
22.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物是濕法成網(wǎng)無紡織物、氣流成網(wǎng)無紡織物、或梳理成網(wǎng)無紡織物。
23.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物含有其他纖維材料，優(yōu)選為有機和/或無機纖維材料。
24.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物具有10至500g/m2的基準(zhǔn)重量。
25.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述雙組分纖維是連續(xù)纖維或短纖維，優(yōu)選具有O.2cm至8cm的短纖維長度。
26.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物是濕法成網(wǎng)無紡織物，并且所述雙組分纖維是未卷曲變形的扁平纖維，優(yōu)選具有O. 2cm至3cm、最優(yōu)選O. 3cm至2. 5cm的長度。
27.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物是氣流成網(wǎng)無紡織物，并且所述雙組分纖維是卷曲變形的，優(yōu)選具有3至7%的卷曲收縮率(Kl)和3至6個卷曲/cm的卷曲數(shù)，優(yōu)選具有O. 2cm至3cm、最優(yōu)選O. 3cm至2. 5cm的長度。
28.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物是梳理成網(wǎng)無紡織物，并且所述雙組分纖維是卷曲變形的，優(yōu)選具有8至15%的卷曲收縮率(Kl)和5至8個卷曲/cm的卷曲數(shù)，優(yōu)選具有2cm至15cm、最優(yōu)選3cm至6cm的長度。
29.權(quán)利要求21的無紡織物，其中所述無紡織物還包含粒子材料，優(yōu)選超級吸收劑材料，所述粒子材料優(yōu)選是無機粒子材料，優(yōu)選研磨材料。
30.權(quán)利要求23的無紡織物，其中所述有機纖維材料除了包含有機聚合物樹脂之外還包含天然纖維材料。
31.權(quán)利要求30的無紡織物，其中所述有機聚合物樹脂是可熔紡材料，優(yōu)選聚烯烴、聚酯、聚酰胺或其混合物。
32.權(quán)利要求23的無紡織物，其中所述無機纖維材料基于玻璃和/或礦物質(zhì)。
33.權(quán)利要求23的無紡織物，其中所述有機纖維材料基于纖維素、棉、基于聚乙烯或聚丙烯的均聚物和共聚物。
34.紡織產(chǎn)品，特別是保健和/或衛(wèi)生產(chǎn)品，其包含如權(quán)利要求I至20的一項或多項所述的雙組分纖維和/或如權(quán)利要求21至33的一項或多項所述的至少一種無紡織物。
35.過濾介質(zhì)產(chǎn)品，其包含如權(quán)利要求I至20的一項或多項所述的雙組分纖維和/或如權(quán)利要求21至33的一項或多項所述的至少一種無紡織物。
36.電池隔膜產(chǎn)品，其包含如權(quán)利要求I至20的一項或多項所述的雙組分纖維和/或如權(quán)利要求21至33的一項或多項所述的至少一種無紡織物。
全文摘要
本發(fā)明涉及新的雙組分纖維、包含所述新的雙組分纖維的無紡織物以及由其制成的衛(wèi)生用品。所述雙組分纖維含有基于聚乙烯的樹脂，所述基于聚乙烯的樹脂在縱向上連續(xù)地形成纖維的至少一部分表面，并具有下述特征共聚單體分布常數(shù)大于約45，重結(jié)晶溫度在85℃和110℃之間，0.1rad/sec時的tanδ值為約15至50，以及0.1rad/秒時的復(fù)數(shù)粘度為1400Pa.sec以下。包含本發(fā)明的新雙組分纖維的無紡織物不僅柔軟性極好，而且強度高，并且由于較高的產(chǎn)量和需要的能量較少，可以以較低成本以商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號D04H1/4382GK102791913SQ201080060615
公開日2012年11月21日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者格爾特·克拉森, 米梅特·德米洛斯, 約爾格·達(dá)靈格爾, 維爾納·斯特法尼, 維爾納·格拉瑟爾, 貝恩德·A·布萊齊 申請人:特雷維拉股份有限公司