專利名稱：纖維混合物、包含它的彈性無紡織物及該彈性無紡織物的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含纖維A和纖維B的纖維混合物，所述的纖維A包含一種包含熱塑性聚氨酯彈性體的聚合物，所述的纖維B包含另一種不同的熱塑性聚合物。本發(fā)明還涉及一種包含這種纖維混合物的彈性無紡織物和該無紡織物的生產(chǎn)方法。此外，本發(fā)明涉及一種包括該彈性無紡織物的層壓制品和一種包括該彈性無紡織物的衛(wèi)生材料。
背景技術(shù)：
迄今為止所提出的由熱塑性聚氨酯彈性體(以下稱作“TPU”)制成的彈性無紡織物，由于其高彈性、低殘余應(yīng)變和優(yōu)良的透氣性，已經(jīng)被用于多個應(yīng)用領(lǐng)域，包括衣服、衛(wèi)生材料和用于體育用品的材料。
JP-A-2002-522653提出熱塑性彈性體特有的“粘附感”特性是將彈性體紡粘成無紡織物中遇到的問題之一。已經(jīng)指出了空氣中的紊流可能使纖絲接觸，因而它們在紡粘中可能相互粘合。已經(jīng)證實了“粘性”在卷取纖維網(wǎng)的過程中特別麻煩。此外，JP-A-2002-522653還提到在擠壓和/或拉伸過程中單紗(strand)的斷裂和彈性失效。
通過使用如下單紗解決了這些問題，該單紗包含至少兩種聚合物，其中一種聚合物的彈性更大，彈性較小的聚合物構(gòu)成了單紗外周表面的至少一部分。具體而言，JP-A-2002-522653的實施例10顯示了一種使用TPU構(gòu)成纖絲的內(nèi)芯、用線性(liner)低密度聚乙烯(以下稱作“LTDPE”)作為外鞘的紡粘纖維網(wǎng)的生產(chǎn)方法。文中寫道“粘合的纖維網(wǎng)變得易處理，可以卷取并隨后展開”。但是，上述生產(chǎn)方法中，如果纖維變細，則發(fā)生纖絲斷裂，以至于使獲得具有所需纖維直徑的無紡織物的努力失敗。
JP-A-9-291454公開了具有優(yōu)異懸垂性的彈性無紡織物，該織物包含一種組合纖維，組合纖維包含結(jié)晶聚丙烯和熱塑性彈性體。該專利公開了一種彈性無紡織物，該織物包含一種由50重量％的作為內(nèi)芯的氨基甲酸酯彈性體和50重量％的作為外鞘的聚丙烯構(gòu)成的同心外鞘-內(nèi)芯組合纖維(實施例6)。其公開內(nèi)容擴展到包含如下組合纖維的彈性無紡織物，該組合纖維由50重量％的氨基甲酸酯彈性體和50重量％的聚丙烯構(gòu)成，具有六鏈段(segmented)截面(實施例8)。這些無紡織物在拉長20％后能夠有約75％的彈性回復(fù)率，并且具有優(yōu)異的懸垂性。但是，在用作例如衣服、衛(wèi)生材料和用于體育用品的材料時，它們的彈性仍然不足。
JP-A-2002-242069公開了包含兩種纖維的混和物的無紡織物，所述的兩種纖維由兩種不同聚合物制成。據(jù)描述這種無紡織物由于有不同材料的綜合特性，因而具有優(yōu)良的手感和彈性。但是，該專利沒有提供聚氨酯彈性體的具體公開內(nèi)容。如本說明書中比較實施例4將要說明的，即使由包含聚氨酯彈性體纖維和聚丙烯纖維的纖維混合物來生產(chǎn)無紡織物時，也遇到彈性差、手感粗糙以及可紡性差的問題。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是解決和背景技術(shù)有關(guān)的上述問題。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種漂亮紡絲的纖維混合物，以及用這種纖維化合物制成的具有優(yōu)良手感、熔接性、生產(chǎn)率和彈性而且具有低殘余應(yīng)變的彈性無紡織物。另一個目的是提供一種包括該彈性無紡織物的層壓制品和一種包括該彈性無紡織物的衛(wèi)生材料。本發(fā)明的再一個目的是提供一種通過紡粘技術(shù)生產(chǎn)該彈性無紡織物的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人為了克服上述問題進行了認真研究，并基于如下發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明使用具有特定凝固點和特定含量的極性溶劑不溶物的熱塑性聚氨酯彈性體可以解決“粘性”相關(guān)的問題，例如可紡性(可成形性)差和纖絲斷裂，使用這種聚氨酯彈性體還使無紡織物顯示出優(yōu)異的手感和高彈性。
本發(fā)明的纖維混合物包含纖維A和纖維B，所述的纖維A包含含熱塑性聚氨酯彈性包體的聚合物A，所述的纖維B包含不同于該熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B，所述的熱塑性聚氨酯彈性體用差示掃描量熱計(DSC)測量得到的凝固點為65℃或更高，并且通過配備了具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀基于電敏感區(qū)方法計數(shù)，每克彈性體包含3.00×106個或更少的極性溶劑不溶性粒子。
優(yōu)選纖維B是無彈性的纖維。
優(yōu)選聚合物A包含50重量％或者以上的熱塑性聚氨酯彈性體。
對于熱塑性聚氨酯彈性體，用差示掃描量熱計(DSC)測量時，從90～140℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?a)和從140～220℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?b)優(yōu)選滿足如下關(guān)系(1)a/(a+b)×100≤80(1)。
本發(fā)明的彈性無紡織物是將纖維混合物沉積到纖維網(wǎng)中，部分熔融膠合沉積物并拉伸部分該熔融膠合的纖維網(wǎng)而獲得的。
本發(fā)明的層壓制品包含至少一層包含該彈性無紡織物的層。本發(fā)明的衛(wèi)生材料包含該彈性無紡織物。
本發(fā)明彈性無紡織物的生產(chǎn)方法包含如下步驟(I)分別熔化包含熱塑性聚氨酯彈性體的聚合物A和不同于該熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B，該熱塑性聚氨酯彈性體的用差示掃描量熱計(DSC)測量得到的凝固點為65℃或者以上，并且通過配備了具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀基于電敏感區(qū)方法計數(shù)，每克彈性體包含3.00×106個或以下的極性溶劑不溶性粒子；(II)通過一個對所述的聚合物具有各自的噴嘴的沖模同時擠壓聚合物A和聚合物B來將它們紡絲，并將纖維沉積到纖維混合物的纖維網(wǎng)中；(III)部分熔融膠合該纖維網(wǎng)；和(IV)拉伸該部分熔融膠合的纖維網(wǎng)。
本發(fā)明的效果纖維混合物是被漂亮紡絲的。彈性無紡織物具有優(yōu)異的手感、熔接性和生產(chǎn)率，并且具有低殘余應(yīng)變以及高彈性。本發(fā)明的層壓制品和衛(wèi)生材料各自有一層包含彈性無紡織物的層和其他層，這些層被粘合在一起，特別是由于熔接而被粘合在一起，彼此之間有良好的粘附力。
附圖簡述

圖1是拉伸齒輪的示意圖。
圖2是顯示用于生產(chǎn)纖維混合物的噴絲頭的示意圖，其中A和B分別表示纖維A和纖維B的噴嘴。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案<纖維混合物和彈性無紡織物>
本發(fā)明的纖維混合物包含纖維A和纖維B，纖維A包含聚合物A，該聚合物A包含具有特定凝固點和特定含量的極性溶劑不溶物的熱塑性聚氨酯彈性體，纖維B包含不同于該熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B。
彈性無紡織物可以是通過將纖維混合物沉積到纖維網(wǎng)中，然后部分熔融膠合沉積物并拉伸部分該熔融膠合的纖維網(wǎng)而獲得的。
<熱塑性聚氨酯彈性體>
熱塑性聚氨酯(TPU)的凝固點為65℃或以上，優(yōu)選為75℃或以上，最適宜為85℃或以上。優(yōu)選凝固點的上限為195℃。此處使用的凝固點是用差示掃描量熱計(DSC)測量的，并且凝固點是出現(xiàn)放熱峰的溫度，該放熱峰是當(dāng)將TPU以10℃/min的速率加熱到230℃并在230℃下保持5分鐘，然后以10℃/min的速率將其冷卻時，由于TPU的凝固而導(dǎo)致的。凝固點為65℃或以上的TPU可以防止如下缺陷，例如熔融膠合纖維、斷裂纖絲和紡粘中的樹脂團，并且可以防止無紡織物在熱壓花時粘附在壓花輥上。另外，所得到的無紡織物粘附感較小，因而它們適合用于和皮膚接觸的材料，例如衣服，衛(wèi)生材料和體育用品的材料。另一方面，當(dāng)TPU的凝固點為195℃或以下時，處理性能得以改善。纖維的凝固點趨向于高于所用的TPU的凝固點。
為了使TPU的凝固點不低于65℃，為其材料多元醇、異氰酸酯化合物和增鏈劑，選擇最優(yōu)化學(xué)結(jié)構(gòu)。另外，應(yīng)當(dāng)仔細控制硬鏈段的數(shù)量。硬鏈段的數(shù)量(重量％)是這樣確定的將異氰酸酯化合物和增鏈劑的總重量除以多元醇、異氰酸酯化合物和增鏈劑的總重量，并將商乘以100％。硬鏈段的數(shù)量優(yōu)選為20～60重量％，更優(yōu)選為22～50重量％，最適宜為25～48重量％。
TPU中，不溶于極性溶劑中的粒子總量為3.00×106個/g TPU或以下，優(yōu)選為2.50×106個/g TPU或以下，最適宜為2.00×106個/g TPU或以下。極性溶劑不溶物主要是聚集體，例如在TPU生產(chǎn)中產(chǎn)生的魚眼印疵和凝膠。聚集體是源自用于TPU的材料和這些材料中反應(yīng)產(chǎn)物的組分。這種極性溶劑不溶物的實例包括來自下列的衍生物附聚的硬鏈段，以及通過脲基甲酸酯鍵或者縮二脲鍵交聯(lián)在一起的硬鏈段和/或柔性鏈段。
極性溶劑不溶性粒子是將TPU溶解在作為溶劑的二甲基乙酰胺(以下稱作“DMAC”)中時出現(xiàn)的不溶物。不溶物是通過配備有具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀采用電敏感區(qū)方法進行計數(shù)的。具有100μm直徑的小孔的口管可以檢測2～60μm的粒子，這是以未交聯(lián)的聚苯乙烯為單位的，并且將這些粒子計數(shù)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在此范圍內(nèi)的粒子大小和含TPU的纖維混合物的紡絲穩(wěn)定性以及所得到的彈性無紡織物的質(zhì)量緊密相關(guān)。當(dāng)極性溶劑不溶性粒子為3.00×106個/g TPU或以下時，具有上述凝固點的TPU可以防止如下問題，例如纖維直徑分布寬和紡絲過程中纖絲斷裂。當(dāng)對這種TPU進行紡絲時，纖維的直徑將和普通纖維相當(dāng)，所以所得到的無紡織物具有優(yōu)良的手感，適合用于衛(wèi)生材料等物品。此外，含有合適數(shù)量的極性溶劑不溶性粒子的TPU也難以堵塞擠壓機中裝配的雜質(zhì)過濾器。這樣只需要對儀器進行較少的調(diào)整和維護，這在工業(yè)上是優(yōu)選的。
包含更少極性溶劑不溶物的TPU可以通過過濾多元醇、異氰酸酯化合物和增鏈劑聚合后得到的粗TPU而制備。
至于TPU，從90～140℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?a)和從140～220℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?b)，所述的熔化熱是通過差示掃描量熱計(DSC)測量的，優(yōu)選它們滿足關(guān)系(1)a/(a+b)×100≤80(1)；更優(yōu)選滿足關(guān)系(2)a/(a+b)×100≤70(2)；
且最優(yōu)選滿足關(guān)系(3)a/(a+b)×100≤55(1)；其中左側(cè)的“a/(a+b)×100”表示由TPU中硬結(jié)構(gòu)域(hard domain)產(chǎn)生的熔化熱的比率(％)。
當(dāng)上述關(guān)系式得出80或者更小時，纖維，特別是紡粘型纖維，以及無紡織物具有改進的強度和更高的彈性。本發(fā)明中，由TPU中硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的熔化熱的比例的下限約為0.1是合適的。
在200℃和100秒-1剪切速率下測量的TPU的熔體粘度范圍優(yōu)選為100～3000Pa·s，更優(yōu)選為200～2000Pa·s，最適宜為1000～1500Pa·s。熔體粘度是用Capirograph(Toyo Seiki K.K.，噴嘴長度30mm，噴嘴直徑1mm)測定的數(shù)值。
TPU的水含量優(yōu)選為350ppm或以下，更優(yōu)選為300ppm或以下，最適宜為150ppm或以下。水含量為350ppm或以下的TPU可以防止氣泡混入至單紗中，以及在用大型紡粘機生產(chǎn)無紡織物中纖絲的斷裂。
<熱塑性聚氨酯彈性體的生產(chǎn)方法>
如上所述，可以用具有最優(yōu)化學(xué)結(jié)構(gòu)的多元醇、異氰酸酯化合物和增鏈劑來生產(chǎn)熱塑性聚氨酯彈性體。生產(chǎn)TPU的代表性的方法包括(i)“預(yù)聚物方法”，其中使多元醇和異氰酸酯化合物預(yù)先反應(yīng)，得到異氰酸根合封端的預(yù)聚物(以下稱作“預(yù)聚物”)，并且使該預(yù)聚物和增鏈劑反應(yīng)；和(ii)“一步法”，其中將多元醇和增鏈劑預(yù)先混和，并使該混合物和異氰酸酯化合物反應(yīng)。
這兩種方法中，從所得到的TPU的機械特性和質(zhì)量考慮，更優(yōu)選預(yù)聚物方法。
在預(yù)聚物方法中，在惰性氣體存在下，在約40～250℃的溫度下將多元醇和異氰酸酯化合物攪拌混合約30秒～8小時，得到預(yù)聚物；然后通過高速攪拌，將預(yù)聚物和增鏈劑按比例充分混合，其中異氰酸酯的指數(shù)優(yōu)選為0.9～1.2，更優(yōu)選為0.95～1.15，還優(yōu)選為0.97～1.08?？梢愿鶕?jù)增鏈劑的熔點和預(yù)聚物的粘度，在合適的溫度下進行聚合反應(yīng)。例如，聚合反應(yīng)溫度范圍為約80～300℃，優(yōu)選為80～260℃，最適宜為90～220℃。聚合時間優(yōu)選為約2秒～1小時。
在一步法中，將多元醇和增鏈劑混合在一起然后脫氣；此后在40～280℃下，優(yōu)選在100～260℃下，通過將混合物和異氰酸酯在一起攪拌約30秒～1小時，使它們聚合。優(yōu)選一步法中異氰酸酯的指數(shù)在和預(yù)聚物方法相同的范圍內(nèi)。
<TPU生產(chǎn)設(shè)備>
可以在由材料貯槽部分、混合器部分、靜態(tài)混合器部分和造粒機部分組成的設(shè)備中，通過反應(yīng)擠壓，連續(xù)生產(chǎn)TPU。
材料貯槽部分包括異氰酸酯化合物貯槽、多元醇貯槽和增鏈劑貯槽。每個貯槽通過帶有齒輪泵的供應(yīng)管線和下游流量計與高速攪拌器或者靜態(tài)混合器部分(后面將要提到)相連接。
混合器部分具有混合裝置，例如高速攪拌器。對高速攪拌器沒有特別的限制，只要能夠高速混合上述材料即可。當(dāng)高速攪拌器槽裝備有直徑4cm、12cm周長(around)的葉片時，優(yōu)選轉(zhuǎn)數(shù)能夠為300～5000rpm(圓周速度100～600m/min)，理想的為1000～3500rpm(圓周速度120～420m/min)。優(yōu)選高速攪拌器裝備有加熱器(或者套管)和溫度傳感器，以通過溫度傳感器檢測攪拌槽中溫度的變化并據(jù)此用加熱器調(diào)節(jié)溫度。
混合器部分可以任選包括一個反應(yīng)罐，將從高速攪拌中獲得的材料混合物暫時保存在反應(yīng)罐中以促進預(yù)聚合反應(yīng)。優(yōu)選反應(yīng)罐有一個溫度控制裝置。優(yōu)選在高速攪拌器和靜態(tài)混合器部分最上游位置的第一個靜態(tài)混合器之間提供該反應(yīng)罐。
靜態(tài)混合器部分優(yōu)選由串聯(lián)連接的多個靜態(tài)混合器組成。靜態(tài)混合器(從材料移動方向的上游開始叫做第一靜態(tài)混合器1、第二靜態(tài)混合器2、第三靜態(tài)混合器3等)可以不受限制地具有各種外形的混合元件。例如“Kagaku Kogaku no Shimpo(Advance of Chemical Engineering)”24卷，Stirring and Mixing(The Society of Chemical Engineers，Japan，Tokai Branch編輯，Maki Shoten出版，1990年10月20日，第一版)，155頁圖10.1.1圖示了Company-N型、Company-T型、Company-S型和Company-T型外形。具有交替排列的右元件和左元件的靜態(tài)混合器是優(yōu)選的。任選用直管連接相鄰的靜態(tài)混合器。
每個靜態(tài)混合器的長度范圍為0.13～3.6m，優(yōu)選0.3～2.0m，更優(yōu)選0.5～1.0m，其內(nèi)徑為10～300mm，優(yōu)選13～150mm，更優(yōu)選15～50mm。長度和內(nèi)徑之比(L/D)為3～25，優(yōu)選為5～15。優(yōu)選每個靜態(tài)混合器至少在其液體接觸部分是用基本上非金屬的材料，例如纖維增強塑料(FRP)制成的。還優(yōu)選將每個靜態(tài)混合器至少在其液體接觸部分涂覆氟基樹脂，例如聚四氟乙烯。當(dāng)靜態(tài)混合器具有基本上非金屬的液體接觸部分時，有效地防止TPU中出現(xiàn)極性溶劑不溶物。代表性的靜態(tài)混合器包括內(nèi)壁用氟基樹脂管，例如聚四氟乙烯管保護的金屬靜態(tài)混合器，以及可商購自Noritake Company，Ltd.的MX系列。
優(yōu)選每個靜態(tài)混合器都裝備有加熱器(或者套管)和溫度傳感器，以通過溫度傳感器檢測混合器中溫度的變化并據(jù)此用加熱器調(diào)節(jié)溫度。這種結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)材料的組成對各個靜態(tài)混合器進行溫度控制。因此，在催化劑數(shù)量減少的情況下，可以在最適宜反應(yīng)條件下生產(chǎn)TPU。
靜態(tài)混合器部分最上游位置的靜態(tài)混合器1是和混合器部分的高速攪拌器或者反應(yīng)罐相連的。靜態(tài)混合器部分最下游的靜態(tài)混合器是和造粒機部分的單紗沖?；蛘邌温輻U擠壓機相連的?？梢愿鶕?jù)滿足TPU目標(biāo)用途所需的混合效果和材料的組成，將任意數(shù)量的靜態(tài)混合器連接在一起。例如，可以將靜態(tài)混合器串聯(lián)連接3～25m長，優(yōu)選5～20m長，或者以10～50個單元，優(yōu)選15～35個單元相連。可以在靜態(tài)混合器之間任選提供齒輪泵以控制流速。
造粒機部分可以由已知的造粒機，例如液下造粒機構(gòu)成，或者由單紗沖模和切斷機構(gòu)成。
可以在靜態(tài)混合器部分和造粒機部分任選安排一個單螺桿擠壓機，以進一步捏合從靜態(tài)混合器部分排出的反應(yīng)產(chǎn)物。
<TPU生產(chǎn)方法>
可以用上述設(shè)備生產(chǎn)TPU。例如，將至少包含異氰酸酯化合物和多元醇的混合物和增鏈劑一起強制通過靜態(tài)混合器，并且這些材料隨著它們混合在一起而聚合。特別優(yōu)選聚合反應(yīng)是分一系列步驟進行的，其中在高速攪拌器中將異氰酸酯化合物和多元醇充分混合在一起，然后通過高速攪拌器進一步和增鏈劑混合，這些材料在移動通過靜態(tài)混合器的同時彼此之間發(fā)生反應(yīng)。還優(yōu)選的是，首先使異氰酸酯化合物和多元醇反應(yīng)，制備預(yù)聚物，然后在高速攪拌器中將預(yù)聚物和增鏈劑混合，而且該混合物在靜態(tài)混合器中反應(yīng)。
將異氰酸酯化合物和多元醇在高速攪拌槽中混合在一起的保留時間為0.05～0.5分鐘，優(yōu)選0.1～0.4分鐘，混合時的溫度為60～150℃，優(yōu)選為80～140℃。當(dāng)將異氰酸酯化合物和多元醇保持在反應(yīng)罐中以促進預(yù)聚合反應(yīng)時，保留時間為0.1～60分鐘，優(yōu)選1～30分鐘，并且溫度范圍為80～150℃，優(yōu)選90～140℃。
在任一情況下，異氰酸酯化合物和多元醇的混合物是和增鏈劑一起被送入靜態(tài)混合器中進行聚合的?？梢詫⑺鼈儐为毸偷届o態(tài)混合器，或者將它們在高速攪拌器中混合后再送入靜態(tài)混合器中。如上所述，可以使異氰酸酯化合物和多元醇進行預(yù)先反應(yīng)得到預(yù)聚物，并且可以將預(yù)聚物和增鏈劑引入至靜態(tài)混合器中聚合。靜態(tài)混合器的內(nèi)部溫度將為100～300℃，優(yōu)選為150～280℃。將材料或者反應(yīng)產(chǎn)物的供料速率設(shè)置在10～200kg/h是理想的，并且優(yōu)選為30～150kg/h。
可以用其他的方法來生產(chǎn)本發(fā)明的TPU。例如，可以在高速攪拌器中充分混合異氰酸酯化合物、多元醇和增鏈劑，并將混合物連續(xù)排放到皮帶上，此后加熱誘導(dǎo)聚合反應(yīng)。
這些生產(chǎn)方法提供的TPU包含更少的極性溶劑不溶物，例如魚眼印疵。可以通過過濾TPU來減少極性溶劑不溶物。例如，可以將小球狀的充分干燥的TPU擠壓通過裝配了過濾介質(zhì)的排出頭，例如裝配了金屬篩、金屬無紡織物或者聚合物過濾器的排出頭，從而濾除不溶物。過濾可以將極性溶劑不溶性粒子的數(shù)量減少到約3×104個粒子/g TPU(低限)。優(yōu)選擠壓機是單螺桿擠壓機或者多螺桿擠壓機。金屬篩的目數(shù)通常為100目或以上，優(yōu)選為500目或以上，更優(yōu)選為1000目或以上。優(yōu)選將篩大小彼此相同或者不同的多個金屬篩堆積(in piles)使用。聚合物過濾器包括FujiDuplex Polymer Filter System(FUJI FILTER MGF.CO.，LTD.)、ASKAPolymer Filter System(ASKA Corporation)和DENA FILTER(NAGASE&CO.LTD.)。
可以用切斷機或者造粒機將用上述方法獲得的TPU壓碎或者細碎，然后用擠壓機或者注壓機制作成所需的形狀。
<多元醇>
用于生產(chǎn)TPU的多元醇是分子中含有兩個或者多個羥基的聚合物。其實例包括聚氧化烯多元醇，聚四亞甲基醚乙二醇，聚酯型多元醇，聚己酸內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯二醇。這些多元醇可以單獨使用或者兩種或者多種組合使用。聚氧化烯多元醇、聚四亞甲基醚乙二醇和聚酯型多元醇是優(yōu)選的。
優(yōu)選通過在減壓條件下加熱將多元醇脫水，直至水含量降低至足夠低的水平。優(yōu)選將水含量減少到為0.05重量％或以下，更優(yōu)選為0.03重量％或以下，甚至更優(yōu)選為0.02重量％或以下。
(聚氧化烯多元醇)代表性的聚氧化烯多元醇包括聚氧化烯二元醇，這些聚氧化烯二元醇是將一種或者多種分子量較低的二元醇和烯化氧，例如環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷和氧化苯乙烯，加聚而得到的。優(yōu)選的聚合催化劑包括堿金屬化合物，例如氫氧化銫或者氫氧化銣，或者含P＝N的化合物。
上述烯化氧中，特別優(yōu)選環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷。當(dāng)使用兩種或者多種烯化氧時，優(yōu)選環(huán)氧丙烷至少占烯化氧總量的40重量％，更優(yōu)選至少占50重量％。當(dāng)烯化氧包括上述數(shù)量的環(huán)氧丙烷時，聚氧化烯多元醇可以包含40重量％或者更多的氧化丙烯基。
為了獲得具有更高耐久性和機械性能的TPU，優(yōu)選對聚氧化烯多元醇進行處理，將至少50摩爾％、更優(yōu)選至少60摩爾％的分子端基轉(zhuǎn)化成伯羥基。在分子末端和環(huán)氧乙烷進行共聚是達到所需的伯羥基轉(zhuǎn)化率的合適的途徑。
用于TPU生產(chǎn)的聚氧化烯多元醇的數(shù)均分子量優(yōu)選為200～8000，更優(yōu)選為500～5000。從降低TPU的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和改善流動性考慮，在TPU生產(chǎn)中，優(yōu)選將兩種或者多種具有不同分子量和氧化烯基含量的聚氧化烯多元醇作為混合物使用。此外，優(yōu)選聚氧化烯多元醇包含更少數(shù)量的末端不飽和一元醇(monols)，即來自和環(huán)氧丙烷加聚的副產(chǎn)物。聚氧化烯多元醇中的一元醇含量是用JIS K-1557中所述的不飽和度表示的。聚氧化烯多元醇的不飽和度優(yōu)選為0.03meq/g或以下，更優(yōu)選為0.02meq/g或以下。當(dāng)不飽和度超過0.03meq/g時，TPU有耐熱性和耐久性變差的趨勢?？紤]到聚氧化烯多元醇的工業(yè)生產(chǎn)，不飽和度的下限約為0.001meq/g是合適的。
(聚四亞甲基醚乙二醇)多元醇可以是從四氫呋喃的開環(huán)聚合反應(yīng)得到的聚四亞甲基醚乙二醇(以下稱作“PTMEP”)。PTMEP的數(shù)均分子量優(yōu)選為約250～4000，特別優(yōu)選為約250～3000。
(聚酯型多元醇)代表性的聚酯型多元醇包括從一種或者多種低分子量多元醇和一種或者多種羧酸之間縮合反應(yīng)得到的聚合物，所述的羧酸選自低分子量二羧酸和低聚酸。
低分子量多元醇包括1，2-亞乙基二醇，二甘醇，丙二醇，雙丙甘醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，甘油，三羥甲基丙烷，3-甲基-1，5-戊二醇，氫化雙酚A和氫化雙酚F。低分子量二羧酸包括戊二酸，己二酸，癸二酸，對苯二甲酸，間苯二甲酸和二聚酸。聚酯型多元醇的具體實例包括聚己二酸亞乙基酯亞丁基酯多元醇，聚己二酸亞乙基酯多元醇，聚己二酸亞乙基酯亞丙基酯多元醇和聚己二酸亞丙基酯多元醇。
聚酯型多元醇的數(shù)均分子量的范圍優(yōu)選為約500～4000，特別優(yōu)選為800～3000。
(聚己酸內(nèi)酯多元醇)可以通過ε-己內(nèi)酯的開環(huán)聚合反應(yīng)獲得聚己酸內(nèi)酯多元醇。
(聚碳酸酯二醇)代表性的聚碳酸酯二醇包括通過二元醇例如1，4-丁二醇和1，6-己二醇與碳酸酯化合物例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸二苯酯之間縮合反應(yīng)獲得的產(chǎn)物。聚碳酸酯二醇的數(shù)均分子量的范圍優(yōu)選為約500～3000，特別優(yōu)選為800～2000。
<異氰酸酯化合物>
TPU生產(chǎn)中使用的異氰酸酯化合物可以是分子中含有兩個或者多個異氰酸根合基的芳香族、脂肪族或者脂環(huán)族化合物。
(芳香族聚異氰酸酯)代表性的芳香族聚異氰酸酯包括2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲苯二異氰酸酯，2，4-異構(gòu)體∶2，6-異構(gòu)體重量比為80∶20(TDI-80/20)或者65∶35(TDI-65/35)的甲苯二異氰酸酯異構(gòu)混合物；4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯，2，4’-二苯甲烷二異氰酸酯，2，2’-二苯甲烷二異氰酸酯和這些二苯甲烷二異氰酸酯任意異構(gòu)體的異構(gòu)混合物；甲苯二異氰酸酯，苯二甲撐二異氰酸酯，四甲代苯二甲撐二異氰酸酯，對苯二異氰酸酯和萘二異氰酸酯。
(脂肪族聚異氰酸酯)代表性的脂肪族聚異氰酸酯包括二異氰酸亞乙酯，1，3-丙二異氰酸酯，1，4-丁二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，1，8-辛二異氰酸酯，1，9-壬二異氰酸酯，2，2’-二甲基戊烷二異氰酸酯，2，2，4-三甲基己烷二異氰酸酯，1，10-癸二異氰酸酯，丁烯二異氰酸酯，1，3-丁二烯-1，4-二異氰酸酯，2，4，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯，1，6，11-十一亞甲基三異氰酸酯，1，3，6-六亞甲基三異氰酸酯，1，8-二異氰酸根合-4-異氰酸甲酯基辛烷，2，5，7-三甲基-1，8-二異氰酸根合-5-異氰酸甲酯基辛烷，雙(異氰酸乙酯基)碳酸酯，雙(異氰酸乙酯基)醚，1，4-丁二醇二丙醚-ω，ω’-二異氰酸酯，細胞溶素異氰酸甲酯基酯，細胞溶素三異氰酸酯，2-異氰酸乙酯基-2，6-二異氰酸根合己酸酯，2-異氰酸丙酯基-2，6-二異氰酸根合己酸酯和雙(4-異氰酸根合-亞正丁基)季戊四醇。
(脂環(huán)族聚異氰酸酯)代表性的脂環(huán)族聚異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯，雙(異氰酸甲酯基)環(huán)己烷，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，環(huán)己烷二異氰酸酯，甲基環(huán)己烷二異氰酸酯，2，2’-二甲基二環(huán)己基己烷二異氰酸酯，二聚酸二異氰酸酯，2，5-二異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2，6-二異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2-異氰酸甲酯基-2-(3-異氰酸丙酯基)-5-異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2-異氰酸甲酯基-2-(3-異氰酸丙酯基)-6-異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2-異氰酸甲酯基-3-(3-異氰酸丙酯基)-5-(2-異氰酸根合乙基)-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2-異氰酸甲酯基-3-(3-異氰酸丙酯基)-6-(2-異氰酸根合乙基)-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷，2-異氰酸甲酯基-2-(3-異氰酸丙酯基)-5-(2-異氰酸根合乙基)-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷以及2-異氰酸甲酯基-2-(3-異氰酸丙酯基)-6-(2-異氰酸根合乙基)-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷。
這些聚異氰酸酯可以以經(jīng)過氨基甲酸酯、碳二亞胺、urethoimines、縮二脲、脲基甲酸酯或者異氰脲酸酯改性的形式使用。
優(yōu)選的聚異氰酸酯包括4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，氫化MDI(二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI))，對苯二異氰酸酯(PPDI)，萘二異氰酸酯(NDI)，1，6-己二異氰酸酯(HDI)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，2，5-二異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷(2，5-NBDI)和2，6-二異氰酸甲酯基-雙環(huán)[2.2.1]-庚烷(2，6-NBDI)。它們當(dāng)中，優(yōu)選使用MDI、HDI、HMDI、PPDI、2，5-NBDI和2，6-NBDI。還優(yōu)選將這些二異氰酸酯以氨基甲酸酯、碳二亞胺、urethoimines或者異氰脲酸酯改性的形式使用。
<增鏈劑>
用于TPU生產(chǎn)的增鏈劑優(yōu)選為分子中含有兩個或者多個羥基的脂肪族、芳香族、雜環(huán)或者脂環(huán)族的低分子量多元醇。優(yōu)選將增鏈劑在減壓條件下加熱脫水，直至水含量降低至足夠低的水平。優(yōu)選將水含量減少到0.05重量％或以下，更優(yōu)選0.03重量％或以下，甚至更優(yōu)選0.02重量％或以下。
脂肪族多元醇包括1，2-亞乙基二醇，丙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，甘油和三羥甲基丙烷。芳香族、雜環(huán)或者脂環(huán)族的多元醇包括對苯二甲醇(p-xylene glycol)，對苯二酸二(2-羥基乙基)酯，間苯二酸二(2-羥基乙基)酯，1，4-雙(2-羥基乙氧基)苯，1，3-雙(2-羥基乙氧基)苯，間苯二酚，氫醌，2，2’-雙(4-羥基環(huán)己基)丙烷，3，9-雙(1，1-二甲基-2-羥乙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]十一烷，1，4-環(huán)己烷二甲醇和1，4-環(huán)己二醇。
增鏈劑可以單獨使用或者兩種或者多種組合使用。
<催化劑>
可以用聚氨酯制備中廣泛使用的普通催化劑，例如有機金屬化合物，在催化條件下生產(chǎn)TPU。合適的催化劑包括有機金屬化合物，例如乙酸錫，辛酸錫，油酸錫，月桂酸錫，二乙酸二丁錫，二月桂酸二丁錫，二丁錫化二氯，辛酸鋅，環(huán)烷酸鋅，環(huán)烷酸鎳和環(huán)烷酸鈷。這些催化劑可以單獨使用或者兩種或者多種組合使用?；?00重量份的多元醇，催化劑的用量為0.0001～2.0重量份，優(yōu)選為0.001～1.0重量份。
<添加劑>
優(yōu)選TPU結(jié)合有添加劑，例如熱穩(wěn)定劑或者光穩(wěn)定劑。添加劑的加入時間可以在TPU生產(chǎn)過程中，也可以在生產(chǎn)之后，但是優(yōu)選在TPU生產(chǎn)過程中將它們預(yù)先溶解在反應(yīng)材料中。
熱穩(wěn)定劑包括受阻酚類抗氧化劑，以及磷-、內(nèi)酯-或者硫-基熱穩(wěn)定劑。具體實例為IRGANOX系列1010，1035，1076，1098，1135，1222，1425WL，1520L，245，3790，5057，IRGAFOS系列168，126和HP-136(所有都獲自Ciba Specialty Chemicals)。
光穩(wěn)定劑包括苯并三唑-、triadine-或者二苯甲酮-基紫外光吸收劑，苯甲酸酯-基光穩(wěn)定劑和受阻胺-基光穩(wěn)定劑。具體實例為TINUVIN P，TINUVIN系列234，326，327，328，329，571，144，765和B75(所有都獲自Ciba Specialty Chemicals)。
熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑的用量各自優(yōu)選為TPU的0.01～1重量％，更優(yōu)選為TPU的0.1～0.8重量％。
TPU可以任選結(jié)合更多的添加劑，包括水解抑制劑、防粘劑、著色劑、潤滑劑、防銹劑和填料。
<聚合物A>
上述熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)可以被單獨用作形成纖維A的聚合物A。同時，也可以在不對本發(fā)明目的有不利影響的情況下與TPU組合使用一種或多種其他熱塑性聚合物。當(dāng)聚合物A包含TPU和所述的一種或多種其他熱塑性聚合物時，優(yōu)選TPU的含量為50重量％或以上，更優(yōu)選為65重量％或以上，最適宜為80重量％或以上。當(dāng)聚合物A包含50重量％或以上的TPU時，由此獲得的彈性無紡織物將具有足夠的彈性和低殘余應(yīng)變。例如，這種彈性無紡織物可適合用于衣服、衛(wèi)生材料和體育用品的材料，這些需要重復(fù)表現(xiàn)出拉伸性質(zhì)的材料中。
(其他熱塑性聚合物)對其他熱塑性聚合物沒有特別限制，只要能夠形成無紡織物即可。其實例包括苯乙烯彈性體，聚烯烴彈性體，氯乙烯彈性體，聚酯，酯彈性體，聚酰胺，酰胺彈性體，聚烯烴例如聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯，以及聚乳酸。
苯乙烯彈性體包括基于聚苯乙烯嵌段和丁二烯橡膠嵌段或者異戊二烯橡膠嵌段的二嵌段和三嵌段共聚物。這些橡膠嵌段可以是不飽和的或者是完全氫化的。苯乙烯彈性體的具體實例包括可商購的彈性體，商品名分別為KRATON聚合物(Shell Chemicals)，SEPTON(KURARAY CO.，LTD.)，TUFTEC(Asahi Kasei Corporation)和LEOSTOMER(RIKEN TECHNOSCO.)。
聚烯烴彈性體包括乙烯/α-烯烴共聚物和丙烯/α-烯烴共聚物。其具體實例包括TAFMER(Mitsui Chemicals，Inc.)，Engage(乙烯/辛烯共聚物，DuPont Dow Elastomers)和CATALLOY(結(jié)晶烯烴共聚物，MONTELL)。
氯乙烯彈性體包括LEONYL(RIKEN TECHNOS CO.，LTD)和Posmere(Shin-Etsu Polymer Co.)。
酯彈性體包括HYTREL(E.I.DuPont)和PELPRENE(TOYOBO CO.，LTD.)。
酰胺彈性體包括PEBAX(ATOFINA Japan Co.，Ltd.)。
其他代表性的熱塑性聚合物包括DUMILAN(乙烯/乙酸乙烯酯/乙烯醇共聚物，Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)，NUCREL(乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物樹脂，DUPONT-MITSUI POLYCHEMICALS CO.，LTD.)和ELVALOY(乙烯/丙烯酸酯/二氧化碳三元共聚物，DUPONT-MITSUIPOLYCHEMICALS CO.，LTD.)。
可以將這些其他的熱塑性聚合物和TPU熔融混合，制粒然后紡絲。作為選擇，可以將它們制粒，然后和TPU小球混合并在一起紡絲。
(添加劑)聚合物A可以包含添加劑，添加劑包括各種穩(wěn)定劑，例如熱穩(wěn)定劑和風(fēng)蝕穩(wěn)定劑，抗靜電劑，增滑劑，防霧劑，潤滑劑，染料，顏料，天然油，合成油和蠟。
代表性的穩(wěn)定劑包括抗老化劑，例如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)；酚類抗氧化劑，例如四[亞甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸根合(propionato)]甲烷，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸烷基酯，2，2′-草酰氨基雙[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酸酯和Irganox 1010(商品名，受阻酚類抗氧化劑)；脂肪酸金屬鹽，例如硬脂酸鋅，硬脂酸鈣，和1，2-羥基硬脂酸鈣；以及多元醇的脂肪酸酯，例如甘油一硬脂酸酯，甘油二硬脂酸酯，季戊四醇一硬脂酸酯，季戊四醇二硬脂酸酯和季戊四醇三硬脂酸酯。這些穩(wěn)定劑可以單獨使用或者兩種或者多種組合使用。
<熱塑性聚合物B>
熱塑性聚合物B(以下稱作“聚合物B”)是與上述熱塑性聚氨酯彈性體不同的熱塑性聚合物，并且只要可以形成纖維混合物和包含該纖維混合物的無紡織物，則對聚合物B沒有特別的限制。優(yōu)選的聚合物B可以形成比聚合物A所包含的纖維彈性更小的纖維。最適宜的聚合物B可以形成可伸長的非彈性纖維。當(dāng)用能夠形成可伸長纖維的聚合物B生產(chǎn)彈性無紡織物時，該織物由于拉伸而具有優(yōu)異的蓬松度和手感，并能夠保持在延長狀態(tài)。
代表性的熱塑聚合物B包括苯乙烯彈性體，聚烯烴彈性體，氯乙烯彈性體，聚酯，酯彈性體，聚酰胺，酰胺彈性體，聚烯烴，例如聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯，以及聚乳酸。它們可以單獨使用或者兩種或者多種組合使用。當(dāng)將這些熱塑性聚合物兩種或者多種組合使用時，可以將它們在紡絲前混合在一起，或者用可識別的形式紡絲而形成組合纖維。
其他熱塑性聚合物的具體實例為上述聚合物A中所述的那些聚合物。
當(dāng)準(zhǔn)備將彈性無紡織物用于衛(wèi)生材料例如一次性尿布時，優(yōu)選熱塑性聚合物B選自聚烯烴，特別是聚乙烯和聚丙烯，因為它們能夠使所得的彈性無紡織物顯示出舒服的手感，并且和其他尿布組分具有優(yōu)異的熔接性。
<纖維混合物和彈性無紡織物>
本發(fā)明的纖維混合物和彈性無紡織物可以是由包含上述熱塑性聚氨酯彈性體的聚合物A和熱塑性聚合物B通過例如紡粘法而生產(chǎn)的。本發(fā)明中使用的紡粘法可以是眾所周知的方法。JP-A-2002-242069公開了一種代表性的紡粘方法。
具體而言，將聚合物A和B各自的擠壓機中分別融化(步驟(I))，將它們分別引入相同沖模并通過裝配在沖模中的各個噴嘴同時擠出，形成包含聚合物A的纖維A和包含聚合物B的纖維B。沖模溫度通常為180～240℃，優(yōu)選為190～230℃，更優(yōu)選為200～225℃。將熔融紡絲得到的大量纖維引進冷卻室，用其中的冷卻空氣淬火，通過抽吸空氣(drawing air)拉伸，并沉積在移動凝聚面上，形成纖維混合物(步驟(II))。從經(jīng)濟效率和可紡性考慮，冷卻空氣的溫度通常為5～50℃，優(yōu)選10～40℃，更優(yōu)選15～30℃。抽吸空氣速度通常為100～10,000m/min，優(yōu)選為500～10,000m/min。
這些步驟提供包含含聚合物A的纖維A和含聚合物B的纖維B的纖維混合物。當(dāng)聚合物B包含彈性體時，纖維B有彈性。另一方面，聚合物B不含彈性體時，纖維B沒有彈性。
纖維混合物的纖維直徑通常為50μm或以下，優(yōu)選為40μm或以下，更優(yōu)選為30μm或以下。纖維混合物的纖維A含量為10重量％或以上，優(yōu)選為20重量％或以上，更優(yōu)選為40重量％或以上。
在纖維混合物沉積在網(wǎng)狀的移動凝聚面后，將沉積物部分纏結(jié)或者熔融膠合(步驟(III))?？梢杂冕槾谭?、水沖法或者超聲熔接法進行纏結(jié)處理，并且可以用熱壓花輥進行熔融膠合。優(yōu)選采用熱壓花輥進行熔融膠合。熱壓花溫度通常為50～160℃，優(yōu)選為70～150℃。熱壓花輥壓花區(qū)域的百分比可以是任意的，盡管優(yōu)選該百分比為5～30％。
然后將部分纏結(jié)或者熔融膠合的纖維混合物拉伸(步驟(IV))，得到本發(fā)明的彈性無紡織物。拉伸的無紡織物顯示出進一步改善的手感和彈性。拉伸可以以本領(lǐng)域的常規(guī)方式進行，并且可以是部分或者完全拉伸?？梢赃M行單軸拉伸或者雙軸拉伸?？梢杂萌缦路绞竭M行軸向(MD)拉伸讓部分粘合的纖維混合物通過兩套或者多套壓料輥，其中每套壓料輥的運轉(zhuǎn)都快于前一套。此外，可以使用如圖1中所圖示的拉伸齒輪來進行齒輪拉伸。
拉伸比優(yōu)選為50％或以上，更優(yōu)選為100％或以上，最適宜為為200％或以上，但是優(yōu)選為1000％或以下，更優(yōu)選為400％或以下。上述拉伸比是對單軸拉伸中的軸向(MD)或者垂直于MD的橫向(CD)而言的，或者是對雙軸拉伸中的軸向(MD)和橫向(CD)而言的。以上述拉伸比拉伸的無紡織物的纖維直徑通常為50μm或以下，優(yōu)選為40μm或以下，更優(yōu)選為30μm或以下。
拉伸的無紡織物將顯示出優(yōu)異的抗起毛性和更舒服的手感，適合用于衛(wèi)生材料，包括一次性尿布、衛(wèi)生巾和吸尿墊。特別是將包含纖維A和可伸長纖維B的纖維混合物，其中纖維A包含含TPU的聚合物，纖維B包含聚乙烯和/或聚丙烯，以上述拉伸比拉伸時，這些性質(zhì)可以得到進一步的改善。
彈性無紡織物具有優(yōu)異的熔接性。因此，無紡織物可以和其他無紡織物形成層壓制品，層壓制品具有優(yōu)異的層間粘附力。由于有這種優(yōu)良的可熔接性，無紡織物層非常不容易分離。當(dāng)其他無紡織物也具有可伸長性時，所得到的層壓制品有更優(yōu)異的手感。
彈性無紡織物在被100％拉長之后的殘余應(yīng)變?yōu)?0％或以下，優(yōu)選為35％或以下，更優(yōu)選為30％或以下。殘余應(yīng)變?yōu)?0％或以下時，無紡織物產(chǎn)品，例如衣服、衛(wèi)生材料和體育用品材料的變形較不明顯。
彈性無紡織物的單位重量范圍為3～200g/cm2，優(yōu)選為5～150g/cm2。
<層壓制品>
本發(fā)明的層壓制品包括至少一層包含上述彈性無紡織物的層。層壓制品可以通過一系列步驟來生產(chǎn)，其中如上所述地沉積纖維混合物；然后將可伸長的無紡織物層壓在沉積物上；且將這些無紡織物層熔融膠合，然后拉伸。
例如，可以使用上述的纏結(jié)處理或者熔融膠合法，優(yōu)選熱壓花法，來完成熔融膠合。優(yōu)選壓花區(qū)的百分比和拉伸比處于上述范圍之內(nèi)?？梢圆捎脤τ诒景l(fā)明彈性無紡織物所描述的方法來進行拉伸。
對可伸長的無紡織物沒有特別的限制，只要可以被拉伸到本發(fā)明無紡織物的彈性極限即可。當(dāng)準(zhǔn)備將層壓制品用于衛(wèi)生材料例如一次性尿布時，從優(yōu)良的手感、高彈性和優(yōu)異的熔接性考慮，優(yōu)選可伸長的無紡織物由包含聚烯烴的聚合物，特別是包含聚乙烯和/或聚丙烯的聚合物制成。當(dāng)在層壓制品生產(chǎn)中采用熱壓花時，優(yōu)選可伸長無紡織物包含和本發(fā)明彈性無紡織物具有良好的相容性和粘合程度的聚合物。
優(yōu)選構(gòu)成可伸長無紡織物的纖維具有單組分構(gòu)造，外鞘-內(nèi)芯構(gòu)造，鏈段構(gòu)造，海島構(gòu)造或者并排構(gòu)造?？缮扉L無紡織物包含具有不同構(gòu)造的纖維的混合物。
可以通過將熱塑性聚合物膜層壓在包含彈性無紡織物的層上而生產(chǎn)本發(fā)明的層壓制品。熱塑性聚合物膜可以是可透氣膜或者多孔膜。
由于包含本發(fā)明纖維混合物的無紡織物層具有優(yōu)異的熔接性，構(gòu)成層壓制品的各層彼此不會分離。此外，這種彈性層壓制品有異常好的手感。
實施例本發(fā)明將通過如下實施例進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明決不受這些實施例限制。在實施例和比較例中，用下面所述的方法對TPU進行分析和性能測試。
(1)凝固點凝固點是用連接到Disc Station Model SSC 5200H(Seiko InstrumentsInc.)上的差示掃描量熱計(DSC 220C)獲得的。將約8mg樣品，即研碎的TPU，在鋁盤上稱重，然后蓋上蓋子并卷曲。采用相同的方式用礬土制備對照。將樣品和對照放入池中后，在流速為40Nml/min的氮氣流中進行實驗。以10℃/min的速率將溫度從室溫升高到230℃，保持此溫度5分鐘，然后以10℃/min的速率降溫至-75℃。從在該實驗中記錄的放熱曲線，得到由于TPU凝固而產(chǎn)生的放熱峰的開始點(初始升溫)，作為凝固點(℃)。
(2)極性溶劑不溶性粒子的數(shù)目極性溶劑不溶性粒子是通過粒度分布分析儀Multisizer II(BeckmanCoulter，Inc.)基于點敏感區(qū)方法而計數(shù)的。在5-L可分燒瓶中裝入3500g二甲基乙酰胺(Wako Special Grade，獲自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)和145.83g硫氰酸銨(特級，獲自JUNSEI CHEMICAL CO.，LTD.)。在24小時內(nèi)，室溫下讓它們形成溶液。減壓下通過1μm膜過濾器過濾該溶液，從而獲得試劑A。此后，將180g試劑A和2.37g TPU小球精確稱重，放入200cc玻璃瓶中。3小時內(nèi)，使TPU的可溶組分溶解。以這樣獲得的溶液作為樣品。將100μm-口管連接到Multisizer II上，用試劑A置換分析儀中現(xiàn)存的溶劑。減壓至接近3000mmAq。然后，稱出120g試劑A放入充分洗滌過的燒杯中。進行空白測量，提供以50次/分鐘或更低的速率出現(xiàn)的脈沖。在手動設(shè)置最佳電流和增益后，用未交聯(lián)聚苯乙烯的10μm標(biāo)準(zhǔn)粒子進行校準(zhǔn)。為了進行測量，將120g試劑A和約10g樣品裝入至充分洗滌過的燒杯中。測量進行210秒。將測量過程中計數(shù)得到的粒子數(shù)除以吸入口管中的TPU數(shù)量，確定TPU中極性溶劑不溶性粒子的數(shù)量(個粒子/g)。TPU的數(shù)量用如下公式計算TPU數(shù)量＝{(A/100)×B/(B+C)}×D其中A是樣品中的TPU濃度(重量％)，B是稱重到燒杯中的樣品數(shù)量，C是稱重到燒杯中的試劑A數(shù)量，D是測量過程中(210秒)吸入口管中的溶液量。
(3)由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的融化熱的比率由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的融化熱的比率是通過連接到Disc Station ModelSSC 5200H(Seiko Instruments Inc.)的差示掃描量熱計(DSC 220C)獲得的。將約8mg樣品，即研碎的TPU，放置在鋁盤上，然后蓋上蓋子并卷曲。采用相同的方式用礬土制備對照。將樣品和對照放入池中后，在流速為40Nml/min的氮氣流中進行實驗。以10℃/min的速率將溫度從室溫升高到230℃。從該實驗記錄的吸熱曲線中，獲得總?cè)刍療?a)和總?cè)刍療?b)，總?cè)刍療?a)由90～140℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定，而總?cè)刍療?b)由140～220℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定。將這些數(shù)值代入到如下等式中，從而確定由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的熔化熱的比率熔化熱(％)＝a/(a+b)×100％(4)200℃下的熔體粘度TPU在200℃下的熔體粘度(Pa·s)(以下“熔體粘度”)是通過具有30mm長、1mm直徑的噴嘴的Capirograph Model 1C(Toyo Seiki K.K.)以100秒-1的剪切速率測定的。
(5)TPU中的水含量TPU中的水含量(ppm)是通過水含量測量裝置Model AVQ-5S和蒸發(fā)儀Model EV-6(均獲自HIRANUMA SANGYO Co.，Ltd.)測量的。在盤上稱出約2g的TPU小球并放入250℃熱爐中。將蒸發(fā)出的水導(dǎo)入水含量測量裝置的無水滴定池中，并用卡爾·費歇爾試劑進行滴定。當(dāng)電極間的電壓保持不變20秒時，認為池中的水含量停止增加，從而終止滴定。
(6)硬度(肖氏A)按照JIS K-7311在23℃和50％RH下測試TPU，確定其硬度。測試中使用A型硬度計。
(7)纖絲斷裂的出現(xiàn)次數(shù)在噴絲頭的鄰近處目測紡絲，數(shù)出5分鐘內(nèi)出現(xiàn)纖絲斷裂的次數(shù)(次數(shù)/5min)。當(dāng)紡絲過程中單根纖絲斷裂時計為“纖絲斷裂”，而當(dāng)粘合的纖絲斷裂時不計在內(nèi)(此時單獨計為熔融膠合纖維)。
(8)熔融膠合纖維的出現(xiàn)次數(shù)在鄰近噴絲頭的地方目測紡絲，數(shù)出5分鐘內(nèi)出現(xiàn)熔融膠合纖維的次數(shù)(次數(shù)/5min)。
<TPU生產(chǎn)實施例1>
在氮氣氣氛中，將280.3重量份的4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯(以下“MDI”)(商品名Cosmonate PH，獲自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)放置在異氰酸酯化合物貯槽(以下稱作“槽A”)中，加熱到45℃并攪動避免氣泡。
單獨地，在氮氣氣氛下，在多元醇貯槽(以下稱作“槽B”)中裝入219.8重量份的數(shù)均分子量為1000的聚酯型多元醇(商品名TakelacU2410，獲自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)；439.7重量份的數(shù)均分子量為2000的聚酯型多元醇(商品名TakelacU2420，獲自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)；2.97重量份的雙(2，6-二異丙基苯基)碳二亞胺(商品名Stabilizer 7000，獲自RASCHIG GmbH)；2.22重量份的受阻酚類抗氧化劑(商品名Irganox 1010，獲自CibaSpecialty Chemicals)；和2.22重量份的苯并三唑-基紫外線吸收劑(商品名JF-83，獲自JohokuChemical Co.，Ltd)。
在攪動下將內(nèi)容物加熱到90℃。該混合物被稱作多元醇溶液1。
接著，在氮氣氣氛下將60.2重量份的增鏈劑1，4-丁二醇(BASF JAPAN)引入增鏈劑貯槽(以下稱作“槽C”)中并加熱到50℃。
從這些材料的數(shù)量可以估計出硬鏈段的數(shù)量為34重量％。
此后，用齒輪泵和流速計通過液體供應(yīng)管線將MDI和多元醇溶液1分別以16.69kg/h和39.72kg/h的恒定流速供應(yīng)到溫度被控制在120℃的高速攪拌器(Model SM40，獲自Sakura Plant)中。通過在2000rpm下攪拌2分鐘而將它們混合后，將液體混合物供應(yīng)到裝備了攪拌器的反應(yīng)罐中，所述的反應(yīng)罐的溫度被控制在120℃。接著，將液體混合物和1，4-丁二醇分別以56.41kg/h和3.59kg/h的恒定流速從反應(yīng)罐和槽C供應(yīng)到溫度被控制在120℃的高速攪拌器(Model SM40)中，并且通過在2000rpm下攪拌2分鐘而將它們混合。將所得到的混合物通過一系列靜態(tài)混合器，這些混合器的內(nèi)部已經(jīng)涂覆有特氟隆TM或者用特氟隆TM管保護。靜態(tài)混合器部分由一系列靜態(tài)混合器組成，其中1～3號靜態(tài)混合器每個的長度均為0.5m，內(nèi)徑均為20mm(溫度250℃)，4～6號靜態(tài)混合器每個的長度為0.5m，內(nèi)徑為20mm(溫度220℃)，7～12號靜態(tài)混合器每個的長度為1.0m，內(nèi)徑為34mm(溫度210℃)，且13～15號靜態(tài)混合器每個的長度為0.5m，內(nèi)徑為38mm(溫度200℃)。
通過齒輪泵將從第15號靜態(tài)混合器排出的反應(yīng)產(chǎn)物引入單螺桿擠壓機中(直徑65mm，溫度被控制在200～215℃)，該單螺桿擠壓機在出口頭處裝配有聚合物過濾器(DENA FILTER，獲自NAGASE&CO.LTD.)，將反應(yīng)產(chǎn)物強制通過單紗沖模(strand die)。將所得到的單紗進行水冷卻，隨后用造粒機切割。將小球在85～90℃的干燥器中保持8小時內(nèi)。從而得到水含量為65ppm的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU-1)。
測試結(jié)果為TPU-1的凝固點為115.6℃，包含1.40×106個極性溶劑不溶性粒子/g。單獨地，將TPU-1注模成樣品，測得樣品的硬度為86A。TPU-1的200℃熔體粘度為2100Pa·s，由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的熔化熱的比率為62.8％。
<TPU生產(chǎn)實施例2>
在氮氣氣氛中，將288.66重量份的MDI引入槽A中，加熱到45℃并攪動避免氣泡。
單獨地，在氮氣氣氛下，在槽B中裝入216.2重量份的數(shù)均分子量為1000的聚四亞甲基醚乙二醇(商品名PTG-1000，獲自Hodogaya Chemicals)；432.5重量份的數(shù)均分子量為2000的聚酯型多元醇(商品名TakelacU2720，獲自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)；2.22重量份的Irganox 1010；和2.22重量份的JF-83。
在攪動下將內(nèi)容物加熱到95℃。該混合物被稱作多元醇溶液2。
接著，在氮氣氣氛下將62.7重量份的增鏈劑1，4-丁二醇引入槽C中并加熱到50℃。
從這些材料的數(shù)量可以估計出硬鏈段的數(shù)量為35重量％。
此后，用齒輪泵和流速計通過液體供應(yīng)管線將MDI和多元醇溶液2分別以17.24kg/h和39.01kg/h的恒定流速供應(yīng)到溫度被控制在120℃的高速攪拌器(Model SM40)中。通過在2000rpm下攪拌2分鐘而將它們混合后，將液體混合物供應(yīng)到裝備了攪拌器的反應(yīng)罐中，所述的攪拌器的溫度被控制在120℃。接著，將液體混合物和1，4-丁二醇分別以56.25kg/h和3.74kg/h的恒定流速從反應(yīng)罐和槽C供應(yīng)到溫度被控制在120℃的高速攪拌器(Model SM40)中，通過在2000rpm下攪拌2分鐘而將它們混合。將所得到的混合物通過如生產(chǎn)實施例1中所述的一系列靜態(tài)混合器。
采用和生產(chǎn)實施例1相同的方式，將從第15號靜態(tài)混合器排出的反應(yīng)產(chǎn)物制成小球。將小球在干燥器中85～90℃下保持8小時內(nèi)。從而得到水含量為70ppm的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU-2)。
測試結(jié)果為TPU-2的凝固點為106.8℃，包含1.50×106個極性溶劑不溶性粒子/g。單獨地，將TPU-2注模成樣品，測得樣品的硬度為85A。TPU-2的200℃熔體粘度為1350Pa·s，由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的熔化熱的比率為55.1％。
<TPU生產(chǎn)實施例3>
在氮氣氣氛中，將MDI放入槽A中，加熱到45℃并攪動避免氣泡。
單獨地，在氮氣氣氛下，在槽B中裝入628.6重量份的數(shù)均分子量為2000的聚酯型多元醇(商品名TakelacU2024，獲自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)；2.21重量份的Irganox 1010；和77.5重量份的1，4-丁二醇。
在攪動下將內(nèi)容物加熱到95℃。該混合物被稱作多元醇溶液3。
從這些材料的數(shù)量可以估計出硬鏈段的數(shù)量為37.1重量％。
此后，用齒輪泵和流速計通過液體供應(yīng)管線將MDI和多元醇溶液3分別以17.6kg/h和42.4kg/h的恒定流速供應(yīng)到溫度被控制在120℃的高速攪拌器(Model SM40)中。通過在2000rpm下攪拌2分鐘將它們混合后，采用和生產(chǎn)實施例1相同的方式，使液體混合物通過一系列靜態(tài)混合器。靜態(tài)混合器部分由一系列靜態(tài)混合器組成，其中1～3號靜態(tài)混合器每個的長度均為0.5m，內(nèi)徑均為20mm(溫度230℃)，4～6號靜態(tài)混合器每個的長度為0.5m，內(nèi)徑為20mm(溫度220℃)，7～12號靜態(tài)混合器每個的長度為1.0m，內(nèi)徑為34mm(溫度210℃)，13～15號靜態(tài)混合器每個的長度為0.5m，內(nèi)徑為38mm(溫度200℃)。
通過齒輪泵將從第15號號靜態(tài)混合器排出的反應(yīng)產(chǎn)物引入單螺桿擠壓機中(直徑65mm，溫度被控制在180～210℃)，該單螺桿擠壓機在出口頭處裝配有聚合物過濾器(DENA FILTER，獲自NAGASE&CO.LTD.)，將反應(yīng)混合物強制通過單紗沖模。將所得到的單紗進行水冷卻，隨后用造粒機切割。將小球在100℃的干燥器中保持8小時內(nèi)。從而得到水含量為40ppm的熱塑性聚氨酯彈性體。然后將該熱塑性聚氨酯彈性體在單螺桿擠壓機中(直徑50mm，溫度被控制在180～210℃)連續(xù)擠壓并造粒。將小球在100℃的干燥器中保持7小時內(nèi)。從而得到水含量為57ppm的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU-4)。
測試結(jié)果為TPU-4的凝固點為103.7℃，包含1.50×106個極性溶劑不溶性粒子/g。單獨地，將TPU-4注模成樣品，測得樣品的硬度為86A。TPU-4的200℃熔體粘度為1900Pa·s，由硬結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生的熔化熱的比率為35.2％。
(1)紡粘型無紡織物的制備將96重量份的MFR(ASTM D1238，230℃，2.16kg載荷)為60g/10min、密度為0.91g/cm3和熔點為160℃的丙烯均聚物(以下稱作“PP-1”)和4重量份的MFR(ASTM D1238，190℃，2.16kg載荷)為5g/10min、密度為0.97g/cm3和熔點為134℃的高密度聚乙烯(以下稱作“HDPE”)混合在一起，得到熱塑性聚合物B-1。
將生產(chǎn)實施例1中獲得的TPU-1和熱塑性聚合物B-1在各自的擠壓機(直徑30mm)中熔融，隨后用具有圖2所圖示的噴絲頭的紡粘機(凝聚面的橫向長度100mm)進行熔融紡絲。紡粘在樹脂上進行，沖模溫度為220℃，冷卻空氣溫度為20℃，抽吸空氣速度為3000m/min。所得到的纖維混合物包含TPU-1的纖維A和熱塑性聚合物B-1的纖維B，將該纖維混合物沉積在網(wǎng)狀凝聚面上。噴絲頭的噴嘴如圖2所示的排列。噴嘴直徑為0.6mm，間距縱向為8mm和橫向為8mm。纖維A的噴嘴和纖維B的噴嘴以1∶3的比例(纖維A噴嘴∶纖維B噴嘴)排列。纖維A和纖維B的每個噴嘴的輸出分別為1.0g/min和0.45g/min。
凝聚面(成網(wǎng)機)的移動速度被設(shè)置在20m/min，且纖維網(wǎng)在80℃下用壓花輥(壓花區(qū)百分比7％，輥直徑150mm，輪轂間距橫向和縱向均為2.1mm，輪轂形狀菱形)壓花。從而獲得單位重量為100g/m2的紡粘型無紡織物。
(2)未拉伸無紡織物的手感評估10位參與者對上述紡粘型無紡織物的手感進行評估。評估基于如下標(biāo)準(zhǔn)A10位參與者全部認為織物無粘附感而且手感好。
B10位參與者中有9～7位認為織物無粘附感而且手感好。
C10位參與者中有6～3位認為織物無粘附感而且手感好。
D10位參與者中有2～0位認為織物無粘附感而且手感好。
(3)拉伸從(1)中制備的紡粘型無紡織物切出5個樣品，每個樣品在軸向(MD)上為5.0cm，在橫向(CD)上為2.5cm。將它們各自在30mm的夾盤間隙且30mm/min的速率下拉伸。在拉長100％后，立即以相同的速率將每個樣品放松到原長度，從而獲得彈性無紡織物。每個彈性無紡織物的應(yīng)變是在0gf拉伸載荷下測量的，將5個樣品的應(yīng)變平均，確定殘余應(yīng)變(％)。
(4)彈性無紡織物的評估基于(2)中所述的標(biāo)準(zhǔn)對(3)中獲得的彈性無紡織物的手感進行評估。
單獨地，將(3)中殘余應(yīng)變測量后得到的彈性無紡織物每一個在和(3)中相同的條件下拉伸至伸長100％，由此測量載荷。將5個樣品的數(shù)值平均，平均數(shù)除以單位重量，確定拉伸強度(gf/單位重量)。
(5)平均最小纖維直徑的測量在不排出熱塑性聚合物B-1的情況下，將TPU-1單獨以和(1)中相同的方式熔融紡絲。在紡絲中，纖絲的拉伸速率以250m/min的速度逐步增加，直至發(fā)生纖絲斷裂，然后以250m/min的速度降低。在如上確定的拉伸速率下，拉伸纖維并沉積形成纖維網(wǎng)。將該纖維網(wǎng)定義為具有最小纖維直徑的纖維網(wǎng)。將具有最小纖維直徑的纖維網(wǎng)的圖像放大200倍，用尺寸測量軟件Pixs 20002.0版本(Inotech)進行分析。對任意100根纖維測量其直徑并平均，確定TPU-1纖維的平均最小纖維直徑(μm)。
所有結(jié)果列于表1中。
采用實施例1所舉例說明的方法生產(chǎn)和評估彈性無紡織物，不同之處在于用TPU-2代替TPU-1。結(jié)果列于表1中。
TPU-2纖維的平均最小纖維直徑(μm)是用實施例1所舉例說明的方法測定的，不同之處在于用TPU-2代替TPU-1。結(jié)果列于表1中。
采用實施例1所舉例說明的方法生產(chǎn)和評估彈性無紡織物，不同之處在于用TPU-4代替TPU-1，并用MFR(ASTM D1238，190℃，2.16kg載荷)為30g/10mim、密度為0.95g/cm3和熔點為125℃的中密度聚乙烯(以下“MDPE”)代替熱塑性聚合物B-1。結(jié)果列于表1中。
TPU-4纖維的平均最小纖維直徑(μm)是用實施例1所舉例說明的方法測定的，不同之處在于用TPU-4代替TPU-1。結(jié)果列于表1中。
熱塑性聚氨酯彈性體(商品名Elastollan 1180A-10(BASF Japan Ltd.))的凝固點為78.4℃，硬度為82A，每克彈性體包含3.20×106個極性溶劑不溶性粒子。將這種聚氨酯彈性體在100℃下保持8小時內(nèi)，使其水含量為115ppm。
將Elastollan 1180A-10和線性低密度聚乙烯(以后“LLDPE”)(商品名Exact 3017(Exxon))在紡粘機(凝聚面橫向長度100mm)上熔融紡絲，形成同心外鞘/內(nèi)芯組合纖維，其中由Elastollan 1180A-10組成內(nèi)芯，且由LLDPE組成外鞘，其重量比為85/15(內(nèi)芯/外鞘)。將這樣生產(chǎn)的纖維沉積在皮帶上。上述紡絲是在沖模溫度為220℃，每個噴嘴的輸出速率為1.0g/min的條件下進行的。
接著，將皮帶上的纖維網(wǎng)用壓花輥(壓花區(qū)百分比7％，輥直徑150mm，輪轂間距橫向和縱向均為2.1mm，輪轂形狀菱形)在80℃下壓花，得到單位重量為100g/m2的紡粘型無紡織物。
但是，事實上由于在生產(chǎn)直徑為50μm或以下的纖維時，纖維經(jīng)常在紡絲塔中斷裂，用上述方法獲得的紡粘型無紡織物質(zhì)量差。因此，沒有進行某些評估。結(jié)果列于表1中。
用上述同心外鞘/內(nèi)芯組合纖維代替TPU-1纖維，用實施例1所舉例說明的方法測定其平均最小纖維直徑(μm)。結(jié)果列于表1中。
采用比較例1中所舉例說明的方法生產(chǎn)紡粘型無紡織物，不同之處在于用TPU-1代替Elastollan 1180A-10形成內(nèi)芯，用PP-1代替LLDPE制成外鞘，并且內(nèi)芯-外鞘重量比改變?yōu)?0/50。如實施例1所述的那樣評估紡粘型無紡織物的手感。
此后，將紡粘型無紡織物用和實施例1相同的方法拉伸，使其具有彈性。采用實施例1所述的方法評估所得到的彈性無紡織物。結(jié)果列于表1中。該無紡織物的殘余應(yīng)變大，表明其彈性差。
同心外鞘-內(nèi)芯組合纖維的平均最小纖維直徑(μm)是用比較例1所舉例說明的方法測定的，不同之處在于用TPU-1代替Elastollan 1180A-10形成內(nèi)芯，用PP-1代替LLDPE制成外鞘，并且內(nèi)芯-外鞘重量比改變?yōu)?0/50。結(jié)果列于表1中。
采用比較例2中所舉例說明的方法生產(chǎn)彈性無紡織物，不同之處在于將TPU-1和PP-1以50/50重量比熔融紡絲時使用的是空心的八鏈段噴絲頭；即，纖維不是同心外鞘-內(nèi)芯構(gòu)造，而是空心的八部分構(gòu)造。
用實施例1所述的方法評估所得到的彈性無紡織物。結(jié)果列于表1中。該無紡織物的殘余應(yīng)變大，表明其彈性差。
八鏈段組合纖維的平均最小纖維直徑(μm)是用比較例2所舉例說明的方法測定的，不同之處在于將TPU-1和PP-1以50/50重量比熔融紡絲時使用的是空心的八鏈段噴絲頭。結(jié)果列于表1中。
熱塑性聚氨酯彈性體(商品名Elastollan XET-275-10MS(BASF JapanLtd.))的凝固點為60.2℃，硬度為75A，每克彈性體包含1.40×106個極性溶劑不溶性粒子。將這種聚氨酯彈性體在100℃的干燥器中保持8小時內(nèi)，使其水含量為89ppm。
用實施例1中所舉例說明的方法生產(chǎn)彈性無紡織物，不同之處在于用Elastollan XET-275-10MS代替TPU-1。在這種情況下，許多纖維粘附在紡絲塔壁上，這種差的可紡性使生產(chǎn)遇到了麻煩。
用實施例1所述的方法評估所得到的彈性無紡織物。結(jié)果列于表1中。該無紡織物的手感差。
Elastollan XET-275-10MS纖維的平均最小纖維直徑(μm)是用實施例1所舉例說明的方法測定的，不同之處在于用Elastollan XET-275-10MS代替TPU-1。結(jié)果列于表1中。
表1

表1(續(xù))

表1(續(xù))
(1)紡粘型無紡織物的制備重復(fù)實施例1中所述的紡絲方法，不同之處在于用TPU-4代替TPU-1，將擠壓機(直徑30mm)換成其他類型的(直徑50mm)，用紡粘機(凝聚面的橫向長度800mm)代替紡粘機(凝聚面的橫向長度100mm)。將所得到的纖維混合物，其中纖維A包含TPU-4且纖維B包含熱塑性聚合物B-1，沉積在凝聚面上，形成纖維網(wǎng)。
此后，將纖維網(wǎng)用和實施例1相同的方式壓花，不同之處在于壓花溫度為120℃，壓花區(qū)百分比為18％，壓花輥直徑為400mm，且單位重量為70g/m2，生產(chǎn)出紡粘型無紡織物。
(2)拉伸從(1)中制備的紡粘型無紡織物切出5個樣品，每個樣品在軸向(MD)上為15.0cm，在橫向(CD)上為5.0cm。將它們各自在100mm的夾盤間隙且100mm/min的速率下拉伸。在拉長200％后，立即以相同的速率將每個樣品放松到原長度，從而獲得彈性無紡織物。
(3)彈性無紡織物的評估基于實施例1中所述的標(biāo)準(zhǔn)對(2)中獲得的彈性無紡織物的手感進行評估。
單獨地，釋放每一個在(2)被拉伸后的彈性無紡織物，以消除因拉伸的殘余應(yīng)變而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)。將它們每一個均再次拉伸，在100mm的夾盤間隙且100mm/min的速率下拉伸至伸長100％，從而測量載荷。此后，立即以相同的速率將每個樣品放松到原長度。在0gf拉伸載荷下測量每個彈性無紡織物的應(yīng)變。將5個樣品在100％拉長下的載荷平均，平均數(shù)除以單位重量，確定拉伸強度(gf/單位重量)。將5個樣品的應(yīng)變平均，確定殘余應(yīng)變(％)。
(4)平均最小纖維直徑的測量采用實施例1中所述的方法，確定TPU-4纖維的平均最小纖維直徑。
所有結(jié)果列于表2中。
采用實施例4中所舉例說明的方法生產(chǎn)和評估彈性無紡織物，不同之處在于將單位重量改變?yōu)?37g/m2。結(jié)果列于表2中。
采用實施例1中所舉例說明的方法，測定TPU-4纖維的平均最小纖維直徑(μm)。
采用實施例4中所舉例說明的方法生產(chǎn)和評估彈性無紡織物，不同之處在于將纖維B的輸出速率改變?yōu)槊總€噴嘴0.90g/min，纖維A和纖維B的重量比為27/73(A/B)，且單位重量改變?yōu)?04g/m2。結(jié)果列于表2中。
采用實施例4中所舉例說明的方法，測定TPU-4纖維的平均最小纖維直徑(μm)。
表2
用和實施例1相同的紡粘機生產(chǎn)軸向(MD)上為5.0cm且橫向(CD)上為2.5cm的彈性無紡織物，不同之處在于將TPU-1用TPU-4代替，將單位重量改變?yōu)?0g/m2，拉伸比為150％。
將彈性無紡織物在30mm的夾盤間隙且30mm/min的速率下拉長50％，在50％拉長和40℃下保持120分鐘。
50％拉長和保持時間為120分鐘條件下的應(yīng)力保存為56.5％。
采用實施例7中所舉例說明的方法生產(chǎn)彈性無紡織物并進行測試以確定其應(yīng)力保存，不同之處在于將TPU-4用苯乙烯彈性體SEBS(苯乙烯/(乙烯-丁烯)/苯乙烯嵌段共聚物)代替。在50％拉長和保持時間為120分鐘的條件下的應(yīng)力保存為32.7％。
(1)無紡織物層壓制品的制備如實施例1中所述，將TPU-1和熱塑性聚合物B-1分別紡絲成纖維A和B，將它們沉積在凝聚面上，形成纖維混合物的纖維網(wǎng)。單獨地，將MPR(ASTM D1238，230℃，2.16kg載荷)為15g/10mim、密度為0.91g/cm3且熔點為160℃的丙烯均聚物(以下“PP-2”)和PP-1通過紡粘技術(shù)熔融紡絲，形成同心外鞘-內(nèi)芯組合纖維，其中內(nèi)芯由PP-2組成，外鞘由PP-1組成，兩者重量比為10/90(內(nèi)芯/外鞘)。將同心組合纖維沉積在纖維混合物的纖維網(wǎng)上。
將所得到的兩層沉積物用壓花輥(壓花區(qū)百分比7％，輥直徑150mm，輪轂間距橫向和縱向均為2.1mm，輪轂形狀菱形)在120℃下壓花。由此，得到單位重量為140g/m2的紡粘型無紡織物層壓制品。
(2)未拉伸的無紡織物層壓制品的手感評估基于實施例1中所述的標(biāo)準(zhǔn)對無紡織物層壓制品的手感進行評估。
(3)拉伸從(1)中制備的無紡織物層壓制品切出5個樣品，每個樣品在軸向(MD)上為5.0cm，在橫向(CD)上為2.5cm。將它們各自在30mm的夾盤間隙且30mm/min的速率下拉伸。在拉長100％后，立即以相同的速率將每個樣品放松到原長度，從而獲得包括彈性無紡織物的層壓制品。在0gf拉伸載荷下測量每個層壓制品的應(yīng)變。將5個樣品的應(yīng)變平均，確定殘余應(yīng)變(％)。
(4)層壓制品的評估基于實施例1中所述的標(biāo)準(zhǔn)對(3)中獲得的無紡織物層壓制品的手感進行評估。
單獨地，將(3)中殘余應(yīng)變測量后得到的層壓制品每一個都在和(3)中相同的條件下拉伸至伸長100％，由此測量載荷。將5個樣品的數(shù)值平均，平均數(shù)除以單位重量，確定拉伸強度(gf/單位重量)。
此外，從(3)中生產(chǎn)的一個層壓制品切出25-mm寬的條帶樣品。將該樣品在無紡織物層之間沿著較長方向從層壓制品的一端撕開一定長度。接著，將樣品固定在測試儀Model 2005(Isotesco)的夾具上，將撕開端保持在50mm的夾盤間隙下，從而形成T形(180°剝離)。然后在23℃、50％RH和100mm/min的剝離速度下進行剝離測試，確定層間粘合強度(g/25mm)。
所有結(jié)果列于表3中。
由實施例8中所述的方法生產(chǎn)和評估層壓制品，不同之處在于單獨將TPU-1熔融紡絲，形成由單組分纖維制成的纖維網(wǎng)。結(jié)果列于表3中。該層壓制品的層間粘合強度弱，遠低于彈性組分所需的水平。
表3

工業(yè)適應(yīng)性本發(fā)明的彈性無紡織物具有優(yōu)異的生產(chǎn)率、手感和熔接性，并且具有低殘余應(yīng)變和高彈性。因此，它可以適合用于衛(wèi)生材料，工業(yè)材料，衣服和用于體育用品的材料。
權(quán)利要求
1.一種纖維混合物，該纖維混合物包含纖維A和纖維B，所述的纖維A包含含熱塑性聚氨酯彈性包體的聚合物A，所述的纖維B包含不同于該熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B，所述的熱塑性聚氨酯彈性體用差示掃描量熱計(DSC)測量得到的凝固點為65℃或更高，并且通過配備了具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀基于電敏感區(qū)方法計數(shù)，每克彈性體包含3.00×106個或更少的極性溶劑不溶性粒子。
2.權(quán)利要求1的纖維混合物，其中纖維B是無彈性的纖維。
3.權(quán)利要求1或者2的纖維混合物，其中聚合物A包含50重量％或者以上的熱塑性聚氨酯彈性體。
4.權(quán)利要求1～3任何一項的纖維混合物，其中對于熱塑性聚氨酯彈性體，用差示掃描量熱計(DSC)測量時，從90～140℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?a)和從140～220℃溫度范圍內(nèi)的吸熱峰確定的總?cè)刍療?b)滿足如下關(guān)系(1)a/(a+b)×100≤80 (1)。
5.一種彈性無紡織物，該彈性無紡織物是將權(quán)利要求1～4任何一項的纖維混合物沉積到纖維網(wǎng)中，部分熔融膠合沉積物并拉伸該部分熔融膠合的纖維網(wǎng)而獲得的。
6.一種層壓制品，該層壓制品包含至少一層包含權(quán)利要求5的彈性無紡織物的層。
7.一種衛(wèi)生材料，該衛(wèi)生材料包含權(quán)利要求5的彈性無紡織物。
8.一種彈性無紡織物的生產(chǎn)方法，該方法包含如下步驟(I)分別熔化包含熱塑性聚氨酯彈性體的聚合物A和不同于該熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B，該熱塑性聚氨酯彈性體的用差示掃描量熱計(DSC)測量得到的凝固點為65℃或者以上，并且通過配備了具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀基于電敏感區(qū)方法計數(shù)，每克彈性體包含3.00×106個或以下的極性溶劑不溶性粒子；(II)通過一個對所述的聚合物具有各自的噴嘴的沖模同時擠壓聚合物A和聚合物B來將它們紡絲，并將纖維沉積到纖維混合物的纖維網(wǎng)中；(III)部分熔融膠合該纖維網(wǎng)；和(IV)拉伸該部分熔融膠合的纖維網(wǎng)。
全文摘要
一種纖維混合物，該纖維混合物包含纖維A和纖維B，所述的纖維A包含含熱塑性聚氨酯彈性包體的聚合物A，所述的纖維B包含不同于上述熱塑性聚氨酯彈性體的熱塑性聚合物B，所述的熱塑性聚氨酯彈性體用差示掃描量熱計(DSC)測量得到的凝固點為65℃或更高，并且通過配備了具有100μm直徑的小孔的口管的粒度分布分析儀基于電敏感區(qū)方法計數(shù)，每克彈性體包含3.00×10
文檔編號D04H3/153GK1742128SQ20048000275
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者鈴木健一, 本村茂之, 山崎聰, 西口大介, 川那部恒 申請人:三井化學(xué)株式會社, 三井武田化學(xué)株式會社