復(fù)合結(jié)構(gòu)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包含彼此粘合的至少兩個(gè)非織造聚合物層的復(fù)合結(jié)構(gòu)體，涉及包 含所述復(fù)合結(jié)構(gòu)體或由所述復(fù)合結(jié)構(gòu)體形成的制品和產(chǎn)品，并涉及所述復(fù)合結(jié)構(gòu)體的制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物非織造品、例如聚丙烯（PP)非織造品用于多個(gè)領(lǐng)域。在衛(wèi)生和醫(yī)療市場(chǎng) 中，存在很大比例的已使用的紡熔（spunmelt)非織造品，其中將紡粘和熔噴的非織造品制 造成復(fù)合非織造結(jié)構(gòu)體。通常，熔噴物（M)是內(nèi)層，而外層是紡粘（S)非織造物。Μ層提供 了阻隔層，不過(guò)提供良好阻隔的同一細(xì)纖維（直徑約2微米以下）也給出了極不牢固的纖 維和織物。包含紡粘層（纖維直徑約15微米）以對(duì)復(fù)合織物賦予足夠的強(qiáng)度從而能夠在 轉(zhuǎn)化生產(chǎn)線中得到加工并在預(yù)定應(yīng)用中發(fā)揮作用。
[0003] 功能上，使用SMS(或其任意變型，如常見(jiàn)的SSMMS、SMMMS、SSMMMS等產(chǎn)品）之處是 因?yàn)槠涮峁┝艘欢ǖ淖韪粜阅?。常?jiàn)的實(shí)例為醫(yī)用蓋布和長(zhǎng)外衣（其中醫(yī)療人員和患者需 要防病原體的阻隔物）、尿布護(hù)圍（用于密封尿液）、女性用品"護(hù)翼"和尿布芯包層（用于 密封超吸收性粉末）。由此，Μ層可被認(rèn)為是主要的功能層。
[0004] 紡粘ΡΡ非織造物通常用包含數(shù)千個(gè)突起形狀物的熱砑光輥進(jìn)行熱粘合，而ΡΡ通 過(guò)熱和壓力的組合而部分熔融/變形以提供粘合點(diǎn)。這些粘合點(diǎn)將多條纖維錨固至單個(gè)位 置并對(duì)織物賦予強(qiáng)度。存在最佳的粘合點(diǎn)，其是溫度、壓力、速度和壓花形狀的組合。當(dāng)非 織造物粘合不足時(shí)，在對(duì)織物施加壓力至斷裂（拉伸測(cè)試）時(shí)，個(gè)體纖維將從粘合點(diǎn)拉出， 或粘合點(diǎn)將解體，并且斷裂伸長(zhǎng)率將相對(duì)較高。當(dāng)非織造物粘合過(guò)度時(shí)，纖維將在粘合點(diǎn)處 斷裂，這是因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處的過(guò)度熔融形成了纖維弱力點(diǎn)，并且斷裂伸長(zhǎng)率將非常低。當(dāng)滿足 最佳粘合條件時(shí)，大多數(shù)纖維斷裂將在粘合點(diǎn)之間發(fā)生。這為織物提供了最高的拉伸強(qiáng)度 并且伸長(zhǎng)率處于兩個(gè)極端之間。
[0005] 熔噴纖維對(duì)溫度的敏感性比紡粘纖維高得多，這是由于以下事實(shí)：熔噴纖維在 較高溫度下細(xì)化并且不具有與紡粘纖維相同的強(qiáng)度和結(jié)晶度。實(shí)際上，這意味著熔噴纖 維與紡粘物相比在更低的溫度下熔融或變形。熔噴層中的纖維的熔融和變形還破壞了 該層的一定量的阻隔性能。因此，用于粘合SMS織物的粘合條件傾向于使S層次粘合 (underbonding)，從而保持阻隔性能。
[0006] 對(duì)新型、改善的聚合物非織造材料存在持續(xù)的需求。更具體而言，理想的是增大非 織造材料的強(qiáng)度而不對(duì)阻隔性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)第一方面，提供了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其包含彼此粘合的至少兩個(gè)非織造聚合 物層，其中，至少一個(gè)非織造聚合物層包含無(wú)機(jī)顆粒填料，其量至多為該非織造層的約40 重量％。在一些實(shí)施方式中，第一方面所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)體具有以下物理或機(jī)械性質(zhì)中的一 種或多種：（i)靜水壓頭（hydrostatic head)為約400mm~約1000mm ;(ii)透氣率為約 4001/m2s ~約 9001/m2s ; (iii)MD 拉伸強(qiáng)度為約 95. 0N/5cm ~約 120. 0N/5cm ; (iv)CD 拉伸 強(qiáng)度為約40. 0N/5cm~約60. 0N/5cm ; (v) MD伸長(zhǎng)率為約60 %~約120 %;和（vi) CD伸長(zhǎng)率 為約60 %~約120%。
[0008] 根據(jù)第二方面，提供了一種由本發(fā)明第一方面所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)體形成的或包含該 復(fù)合結(jié)構(gòu)體的制品或產(chǎn)品，例如，健康護(hù)理、個(gè)人護(hù)理或衛(wèi)生制品或產(chǎn)品。
[0009] 根據(jù)第三方面，提供了一種制備本發(fā)明第一方面所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)體的方法，所述 方法包括將至少兩個(gè)非織造聚合物層粘合在一起，其中，至少一個(gè)非織造聚合物層包含無(wú) 機(jī)顆粒填料，其量至多為該非織造層的約40重量％。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是S-M-S型層結(jié)構(gòu)體的示意圖。
[0011] 圖2是S-S-M-M-S-S型層結(jié)構(gòu)體的示意圖。
[0012] 圖3~8匯總了各種實(shí)驗(yàn)信息和結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"復(fù)合"是指由兩種以上具有不同物理和/或化學(xué)性質(zhì)的構(gòu)成材 料制成的結(jié)構(gòu)體。各個(gè)成分在完成的結(jié)構(gòu)體中仍存在區(qū)別。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式， 復(fù)合結(jié)構(gòu)體包含彼此粘合的至少兩個(gè)非織造聚合物層。因此，所述至少兩個(gè)非織造聚合物 層將具有不同的物理和/或化學(xué)性質(zhì)。在復(fù)合體包含多于兩個(gè)非織造聚合物層（例如三個(gè) 非織造聚合物層）的一些實(shí)施方式中，至少兩個(gè)非織造聚合物層將具有不同的物理和/或 化學(xué)性質(zhì)。在此種實(shí)施方式中，兩個(gè)非織造聚合物層可以具有相同的物理和/或化學(xué)性質(zhì)， 或者在復(fù)合體包含至少四個(gè)非織造聚合物層時(shí)，多于兩個(gè)非織造聚合物層可以具有相同的 物理和/或化學(xué)性質(zhì)。
[0014] 如本文所述，術(shù)語(yǔ)"非織造物"是指通過(guò)摩擦、和/或內(nèi)聚和/或粘接或通過(guò)任何 其他合適的手段粘合的定向或無(wú)規(guī)取向的纖維的制成片、網(wǎng)或棉胎，排除通過(guò)并入接結(jié)線 或長(zhǎng)絲而機(jī)織、針織、簇絨針腳式粘合的或通過(guò)濕磨法而氈化的紙或產(chǎn)品，無(wú)論其是否另外 進(jìn)行針刺。纖維可以是天然或人造來(lái)源。它們可以是短纖維或連續(xù)纖維或在原位形成。在 一些實(shí)施方式中，本文所用的術(shù)語(yǔ)"非織造物"是指ISO 9092:2011中定義的非織造物。
[0015] 無(wú)機(jī)顆粒填料
[0016] 復(fù)合結(jié)構(gòu)體的至少一個(gè)非織造聚合物層包含無(wú)機(jī)顆粒填料，基于包含所述無(wú)機(jī)顆 粒填料的非織造層的總重量，所述填料的量為至多約40重量％。
[0017] 在一些實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)顆粒填料選自堿土金屬碳酸鹽或硫酸鹽（例如碳酸鈣、 碳酸鎂、白云石、石膏）、水合高嶺石組粘土（例如高嶺土、埃洛石或球土）、無(wú)水（煅燒）高 嶺石組粘土（例如偏高嶺土或完全煅燒高嶺土）、鈣硅石、礬土、滑石、云母、珍珠巖或硅藻 土、或氫氧化鎂、或氫氧化鋁，或其組合。任意上述材料可以經(jīng)涂布（或不經(jīng)涂布）或經(jīng)處 理（或不經(jīng)處理）。填料可以是單一填料，也可以是多種填料的摻合物。例如，填料可以是 兩種以上本文列出的填料的摻合物。下面，本發(fā)明的一些實(shí)施方式可傾向于用碳酸鈣進(jìn)行 討論，并涉及對(duì)碳酸鈣進(jìn)行加工和/或處理的方面。本發(fā)明不應(yīng)理解為限于此種實(shí)施方式。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)顆粒包含經(jīng)涂布的碳酸鈣（例如經(jīng)涂布或處理的碳酸 鈣）、由所述經(jīng)涂布的碳酸鈣構(gòu)成、或基本上由所述經(jīng)涂布的碳酸鈣構(gòu)成。
[0019] 無(wú)機(jī)顆粒填料的平均粒徑（d5。）可以是約0. 1 μπι~約10 μπι，例如約0. 1 μπι~約 8 μ m、或約0. 1 μ m~約6 μ m、或約0. 1 μ m~約4 μ m、或約0. 1 μ m~約3 μ m、或約0. 5 μ m~ 約3 μ m、或約0. 5 μ m~約2. 5 μ m、或約0. 5 μ m~約2 μ m。無(wú)機(jī)顆粒填料的d9S可以是約 15 μ m以下，例如d9S為約10 μ m以下、或小于約8 μ m，例如約4 μ m~約8 μ m、或約4 μ m~ 約5 μ m、或約5 μ m~約6 μ m或約6 μ m~約8 μ m。無(wú)機(jī)顆粒填料的d9?？梢允羌s12 μ m以 下，例如d9。為約10 μπι以下、或8 μπι以下、或約5 μπι以下、或約4 μπι以下。例如，無(wú)機(jī)顆 粒填料的d9?？梢允羌s3 μπι~約5 μπκ或約3 μπι~約4 μπι。粒徑分布的具體實(shí)例為：d 9。 等于約4 μ m且d9S等于約8 μ m ;d 9。等于約3 μ m~約4 μ m且d 98等于約6 μ m~約8 μ m ;d 9。 等于約3 μ m~約4 μ m且d9S等于約4 μ m~約5 μ m ;d 9。等于約3 μ m~約5 μ m且d 9S等于 約5 μ m~約8 μ m或約5 μ m~約6 μ m。在上面描述的粒徑分布的具體實(shí)例中，無(wú)機(jī)顆粒填 料的d5?？梢允羌s0· 1 μπι~約4 μπι、或約0· 1 μπι~約3 μπι、或約0· 5 μπι~約3 μπι、或約 0· 5 μ m ~約 2. 5 μ m、或約 0· 5 μ m ~約 2 μ m。
[0020] 另外，無(wú)機(jī)顆粒填料可以由"頂限（top cut)"值表征。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"頂限" 是指這樣的粒徑，在該粒徑時(shí)填料樣品中98%的顆粒具有更小的直徑。在一個(gè)實(shí)施方式中， 無(wú)機(jī)顆粒填料的頂限為約15 μ m以下。在另一實(shí)施方式中，頂限為約10 μ m以下。在又一實(shí) 施方式中，頂限為8 μπι以下。在又一實(shí)施方式中，頂限為6 μπι以下。在又一實(shí)施方式中， 頂限為4 μπι以下。在另一實(shí)施方式中，頂限為約4 μπι~約15 μπι。在另一實(shí)施方式中，頂 限為約4 μ m~約12 μ m。在另一實(shí)施方式中，頂限為約4 μ m~約10 μ m。在另一實(shí)施方式 中，頂限為約4 μ m~約8 μ m。在又一實(shí)施方式中，頂限為約4 μ m~約6 μ m。
[0021] 在一些實(shí)施方式中，填料中存在的極低水平的大于特定尺寸的顆粒（其在本文中 可稱為"粗料"或"硬料"），例如，經(jīng)加工的礦物，可能對(duì)可使用該填料的多種應(yīng)用有害；特 別是將填料并入聚合物組合物中的情況。例如，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在擠出聚合物纖維時(shí)， 意圖用于聚合物纖維類應(yīng)用的材料中存在的僅幾 ppm的粗顆粒就導(dǎo)致了不合需要的壓力 升尚。
[0022] 因此，關(guān)于本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施方式，填料可以包含小于約3ppm的粒徑大于 約38 μ m、或大于約30 μ m、或大于約25 μ m或大于約20 μ m的顆粒。這些顆粒和粒徑大于或 等于約40 μ m的顆粒在本文中可描述為"粗顆粒"或"粗料"或描述為"硬顆粒"或"硬料"。
[0023] 另外，關(guān)于本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施方式，粗顆粒含量可以是：小于或等于約 2ppm ;小于或等于約lppm ;小于或等于約0. 5ppm ;小于或等于約0. 2ppm。粗顆粒含量可以 是Oppm或約Oppm~約2ppm，或者可以是Oppm或約Oppm~約lppm，或者可以是Oppm或約 Oppm~約0· 5ppm，或者可以是Oppm或約Oppm~約0· 2ppm。在所有上述范圍中，粗顆粒含 量的下限可以是約〇. lppm。
[0024] 為了確定粗顆粒存在的量，可以在填料在其中不凝集的液體中懸浮無(wú)機(jī)顆粒填 料。合適的液體是異丙醇，其還被稱為丙-2-醇或簡(jiǎn)稱為IPA。然后將懸浮液進(jìn)給通過(guò)尺寸 合適的網(wǎng)篩，例如具有方形孔的網(wǎng)篩，或者，將其進(jìn)給至篩粉器，例如可被稱為旋轉(zhuǎn)式篩粉 器的離心篩粉器。網(wǎng)篩可以是精細(xì)編織篩或激光燒灼篩。使篩渣靜置于室溫下干燥，并移 除和稱量留下的殘?jiān)?。將殘?jiān)牧颗c初始樣品重量相比，可以以ppm表