專利名稱：賦予非織造布以寬粘合范圍的方法
背景技術：
非織造纖網(wǎng)的應用正日益廣泛，這是由于通過采用不同的聚合物、厚度、粘合工藝以及其制造者可采用的其他數(shù)不清的可變參數(shù)，可以獲得許多不同的性能以滿足用戶的特殊需要的緣故。粗略地說，這些五花八門的用途包括過濾，例如汽車車廂空氣過濾器；個人護理制品，例如抹布、尿布、婦女衛(wèi)生用品、訓練褲、失禁用品等；醫(yī)用，例如傷口敷裹物、手術罩衣、繃帶及手術簾子；防護外罩，例如設備(如汽車)外罩、服裝、戶外用布及土工布等。
用于生產(chǎn)非織造纖網(wǎng)的聚合物一般為熱塑性聚合物，例如聚烯烴、聚酰胺、聚酯等。熱塑性彈性體也使用，其中包括聚醚酯和聚氨酯。
上述用途的具體的非織造材料包括，具有各種不同程度的阻隔性、柔軟及透氣性的熔噴及紡粘布。
熔噴纖維在生成時通常是發(fā)粘的，因此自然地粘合在一起，故一般無需再進行粘合，雖然也可以再行粘合。與此不同，紡粘纖維在接觸到其他纖維之前一般已經(jīng)充分地冷卻了，故這種纖維不會自然粘合，因此需要進一步進行粘合。
各種粘合的方法在技術上是已知的。例子包括點熱軋粘合、超聲粘合、水力纏結以及穿透空氣粘合。
點熱軋粘合十分普遍，它包括將待粘合的纖維的非織造布或纖網(wǎng)送過一個加熱的熱軋輥與一個砧輥之間。熱軋輥通常帶有一定的花紋，使得該布不致于全部表面整個地粘在一起。于是，便開發(fā)出各式各樣的熱軋輥花紋，既出于功能的目的，也出于美觀的考慮。一個例子是如授予Hansen及Pennings的美國專利3,855,046中所公開的擴展的Hansen Pennings花紋，它具有約15％粘合面積以及約100粘合點/平方英寸。另一種常用的花紋是由重復然而稍許偏置的菱形組成的菱形花紋。
大多數(shù)類型的粘合都是能量相對密集的操作，需要對工藝條件實施相當精確的控制，以便維持目標溫度。之所以需要如此精確的溫度控制的原因在于大多數(shù)聚合物的“粘合范圍”，即聚合物發(fā)生有效粘合的溫度區(qū)間都相當窄。某些情況下，該粘合范圍僅為數(shù)度寬。例如，聚乙烯的粘合范圍約為3℃。這樣狹窄的粘合范圍使得這種材料的工業(yè)生產(chǎn)成為一項十分困難的任務。較寬的粘合范圍則將使得工藝控制變得比較容易，而如果粘合能在較低的溫度下進行，則將帶來可觀的能量節(jié)約。
據(jù)此，本發(fā)明的一個目的是拓寬用于生產(chǎn)粘合非織造纖網(wǎng)的聚合物的粘合范圍。本發(fā)明的第二個目的是降低非織造纖維網(wǎng)的粘合溫度。
發(fā)明簡述本發(fā)明的目的是通過賦予非織造布以寬粘合范圍的方法達到的，包括采用某種熱塑性聚合物與約0.5％(重量)～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯(sPP)的共混物制成非織造纖網(wǎng)，然后將該纖網(wǎng)進行熱粘合。該熱粘合可按例如點熱軋粘合、穿透空氣粘合及超聲粘合等方法之一進行。這樣一種纖網(wǎng)的粘合范圍比不含間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)寬至少10°F。理想的是，其粘合范圍向不含間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)粘合范圍的下方延伸至少10°F。
附圖簡述

圖1是一幅曲線圖，其縱軸為以磅為單位的垂直于機器方向的峰值載荷，而橫軸為以華氏度為單位的粘合溫度。這些數(shù)據(jù)載于表1。
圖2是一幅曲線圖，其縱軸為以磅為單位的垂直于機器方向的梯形試樣撕破強度，而橫軸為以華氏度為單位的粘合溫度。這些數(shù)據(jù)載于表2。
圖3是一幅曲線圖，其縱軸為以磅為單位的機器方向的峰值載荷，而橫軸為以華氏度為單位的粘合溫度。這些數(shù)據(jù)載于表1。
圖4是一幅曲線圖，其縱軸為以磅為單位的機器方向的梯形試樣撕破強度，而橫軸為以華氏度為單位的粘合溫度。這些數(shù)據(jù)載于表2。
在所有這些圖中，x符號代表sPP的重量百分數(shù)為0時的數(shù)據(jù)(對比例1的數(shù)據(jù))；+號代表sPP的重量百分數(shù)為2(％)時的數(shù)據(jù)(實例1的數(shù)據(jù))；小方塊代表sPP的重量百分數(shù)為5(％)時的數(shù)據(jù)(實例2的數(shù)據(jù))；而小菱形代表sPP的重量百分數(shù)為10(％)時的數(shù)據(jù)(實例3的數(shù)據(jù))。
定義這里所用的“非織造布或纖網(wǎng)”一詞是指這樣一種纖網(wǎng)，它具有由單根纖維或絲互相絞纏而成的，而不是如針織織物中那樣以可辨認的方式組成的結構。非織造布或纖網(wǎng)一向可采用多種方法成形，例如熔噴法、紡粘法以及粘合梳理纖網(wǎng)法。非織造布的單位重量通常以每平方碼材料的盎司數(shù)(osy)或每平方米的克數(shù)(gsm)來表示，使用的纖維直徑通常以微米表示。(注要從osy換算到gsm，可用33.91乘上以osy表示的數(shù)值)。
這里所使用的“微纖維”一詞是指平均直徑不大于約75微米的細直徑纖維，例如其平均直徑約為0.5微米～約50微米，或者特別是，微纖維的平均直徑為約2微米～約40微米。另一個經(jīng)常使用的纖維直徑表示方法是旦，其定義是每9000米長纖維的克數(shù)。例如，一個按微米給出的聚丙烯纖維直徑的數(shù)值可以通過將其乘方，然后將結果乘上0.00629，換算為旦數(shù)，比如，15微米聚丙烯纖維的旦數(shù)為約1.42(152×0.00629＝1.415)。
這里所使用的“紡粘纖維”一詞是指這樣的小直徑纖維，其制取方法是將熔融熱塑性材料從一種紡絲板的通常為圓形的許多細孔中擠出成為一束絲，然后通過諸如以下文獻所述的方法使擠出的絲的直徑迅速變細授予Appel等人的美國專利4,340,563及授予Dorschner等人的美國專利3,692,618、授予Matsuki等人的美國專利3,802,817、授予Kinney的美國專利3,338,992及3,341,394、授予Hartman的美國專利3,502,763、授予Levy的美國專利3,502,538，以及授予Dobo等人的美國專利3,542,615。紡粘纖維在沉積到收集表面上時通常是不發(fā)粘的。紡粘纖維通常是連續(xù)的，其直徑大于7微米，特別是介于約10微米～20微米之間。
這里所使用的“熔噴纖維”一詞是指這樣的纖維，其制取方法是將熔融熱塑性材料從許多細小的、通常為圓形的模板孔中以熔融絲或絲束的形式擠出到會聚的高速氣體(例如空氣)流中，氣流將熔融熱塑性材料的絲束拉細，以致可將其直徑降低到微纖維直徑的水平。此后，該熔噴纖維被高速氣流夾帶并沉積到收集表面上，形成由無規(guī)散落的熔噴纖維組成的纖網(wǎng)。這樣一種方法例如公開在授予Butin的美國專利3,849,241中。熔噴纖維屬于微纖維，它可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，其直徑通常小于10微米，并且當沉積到收集表面上時通常是發(fā)粘并能自行粘合的。
這里所用的“聚合物”一詞一般包括但不限于，均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規(guī)及交替共聚物、三元共聚物等，及其共混物及改性物。
這里所用的“機器方向”或MD一詞是指非織造布的長度方向，即沿著它被生產(chǎn)出來的方向?！按怪?于)機器方向”或CD一詞是指非織造布的幅寬方向，即通常垂直于MD的方向。
這里所用的“均聚物”一詞是指僅用一種聚合物由一臺擠出機成形的纖維或纖維的一部分。該定義不排除由一種為了顏色、抗靜電特性、潤滑、親水等目的而加入了少量添加劑的聚合物所制成的纖維。這些添加劑，例如為顏色的目的加入二氧化鈦，一般存在的量少于5％(重量)，更典型地約2％(重量)。“均聚物”一詞的定義也不排除從兩臺或更多臺擠出機擠出，但其中兩臺裝有相同的聚合物時所制成的纖維。
這里所用的“雙組分纖維”一詞是指用來自分開的擠出機的至少兩種聚合物，但共同紡成一種纖維時所制成的纖維。雙組分纖維有時也叫做多組分纖維。雙組分纖維的聚合物通常彼此不相同，盡管雙組分纖維可以是均聚物纖維。這些聚合物沿雙組分纖維的橫斷面排列在基本固定的界限分明的區(qū)內(nèi)，并沿該雙組分纖維的長度連續(xù)地延伸。此種雙組分纖維的配置例如可以是皮/芯排列的，其中一種聚合物被另一種聚合物包圍著，或者可以是并排排列的，或是呈“海-島”式排列的。雙組分纖維公開在授予Kaneko等人的美國專利5,108,820、授予Strack等人的美國專利5,336,552以及歐洲專利0586924中。就雙組分纖維而言，聚合物存在的比例可為75/25、50/50、25/75，或者任何希望的其他比例。
這里所用的“雙成分復合纖維”一詞是指從同一擠出機以共混物形式擠出的至少兩種聚合物制成的纖維。其中“共混物”的定義見下文。雙成分復合纖維不具備沿纖維的橫斷面內(nèi)排列在相對固定位置的界限分明區(qū)內(nèi)的不同聚合物組分，其不同聚合物通常不是沿纖維的全長連續(xù)延伸的，相反，它們通常形成無規(guī)地開始和結束的細纖或原纖。雙成分復合纖維有時也叫做多成分復合纖維。這種大體類型的纖維例如見諸于授予Gessner的美國專利5,108,827。雙組分纖維和雙成分復合纖維還見諸于教科書聚合物共混物及復合物，John A.Manson及Leslie H.Sperling編，Plenum出版社1976年出版，紐約Plenum出版公司一分支機構，IBSN 0-306-30831-2，273～277頁。
這里所用的“共混物”一詞是指兩種或更多種聚合物的混合物，而“合金”是指共混物的一個子類，其中的成分不相混溶，但具有相容(共存)關系。“混溶性”和“不混溶性”的定義指共混物分別具有負值和正值的混合自由能。進而，“相容化”的定義是對不混溶的聚合物共混物進行改性以制成合金的方法。
這里所用的穿透空氣粘合或“TAB”是指這樣的非織造雙組分纖維網(wǎng)的粘合方法將纖網(wǎng)至少部分地繞到被封閉在熱風柜或烘箱內(nèi)的多孔滾筒上。熱度足以使構成纖網(wǎng)纖維的聚合物之一發(fā)生熔融的空氣被強制從罩子一側(cè)穿過纖網(wǎng)層并進入到多孔滾筒中。該空氣的速度介于100～500英尺/分，其停留時間可長達6秒鐘。聚合物的熔融及再凝固就造成了粘合。穿透空氣粘合在可變性方面受到一定限制，因此通常被視為一種第二步驟的粘合方法。鑒于TAB要求至少一種組分發(fā)生熔融以實現(xiàn)粘合，它局限于用在非均聚物的雙組分纖網(wǎng)生產(chǎn)上。
這里所用的“粘合范圍”一詞是指將非織造布粘合在一起并做到“成功”的粘合時可采用的溫度區(qū)間?！俺晒Α闭澈鲜侵高@樣的粘合，其中非織造纖網(wǎng)符合就特定希望或用途而言的拉伸及撕破強度要求。對紡粘的等規(guī)聚丙烯而言，該粘合范圍典型地為約275°F～約310°F(135℃～154℃)。低于275°F，則該聚丙烯典型地表現(xiàn)出未熱到足以發(fā)生熔融和粘合，而超過約310°F，則聚丙烯將會過度熔融，并可能粘在熱軋輥上。聚乙烯的粘合范圍就更加窄了。
這里所用的“阻隔布”是指一種對液體傳輸而言相對地不可透過的布料，即一種根據(jù)ASTM試驗方法22血液透過速率等于或小于1.0的布料。
這里所用的“服裝”一詞是指任何非醫(yī)用的可穿戴衣物。這包括工業(yè)工作服及連衣褲防護服、內(nèi)衣褲、褲子、襯衫、夾克、手套、襪子等。
這里所用的“防感染制品”一詞是指醫(yī)用的制品，例如手術罩衣及簾子、面罩、諸如廚師帽之類的頭罩、手術帽子及罩子、腳上穿戴物，例如鞋罩、靴罩及拖鞋，傷口敷裹物、繃帶、消毒用包布、抹布、諸如實驗室罩衣的服裝、連衣褲防護服以及罩衫、圍裙及夾克、病床鋪蓋物、擔架及童車鋪單等。
這里所用的“個人護理制品”一詞是指尿布、訓練褲、吸收性內(nèi)褲、成人失禁用品以及婦女衛(wèi)生制品。
這里所用的“防護外罩”是指用于車輛，例如汽車、卡車、船、飛機、摩托車、自行車、高爾夫小車等的外罩，經(jīng)常放在戶外的設備外罩，例如用于燒架、庭院及園藝設備(割草機、圓盤犁等)以及草坪家具，直至地板覆蓋物、桌布及野餐鋪地布。
這里所用的“戶外布料”一詞是指主要，雖不是唯一戶外使用的布料。戶外布料包括用于防護外罩的布料、野營/拖車布料、帆布、帳篷布、華蓋、帳篷、農(nóng)用布以及戶外服裝，例如頭罩、工業(yè)工作服及連衣褲防護服、褲子、襯衫、夾克、手套、襪子、鞋罩等。
測試方法熔體流動速率熔體流動速率(MFR)是聚合物粘度的度量。MFR采用規(guī)定載荷或剪切速率下在測量的一段時間內(nèi)從已知尺寸的毛細管流出的物質(zhì)重量來表示，根據(jù)例如ASTM試驗1238，條件E，該值在230℃下進行測定，以克/10分鐘為單位。
水頭布料的液體阻隔性能的度量之一是水頭試驗。水頭試驗測定在規(guī)定量的液體透過之前布料能支撐的水柱高度(厘米)。一種水頭讀數(shù)較高的布料表明其抗液體滲透阻隔能力比水頭較低的布高。水頭試驗根據(jù)聯(lián)邦試驗標準號191A，方法5514進行。
拉伸性能布的拉伸強度可根據(jù)ASTM試驗D-1682-64測定。該試驗測出以磅為單位的強度，以布樣原長百分數(shù)為單位的伸長。
Grab拉伸試驗Grab拉伸試驗是在單方向應力作用下布料破裂強度及伸長或應變的度量。該試驗在技術上是已知的并符合聯(lián)邦試驗方法標準號191A的方法5100的規(guī)定。結果用直至破裂的磅數(shù)，及破裂前的伸長百分數(shù)來表示。數(shù)值較高，表明是一種較結實、可拉長性較大的布料?！拜d荷”一詞是指在拉伸試驗中要將試樣破壞所需要的、以重量單位表示的最大載荷或力。“應變”或“總能量”一詞是指在載荷-伸長曲線下方的總能量，以重量-長度單位表示?！吧扉L”一詞是指拉伸試驗期間試樣長度的增加。Grab拉伸強度和Grab伸長的數(shù)值是采用規(guī)定的布寬度、夾具寬度及恒定伸長速率的情況下獲得的。該試樣比夾具寬，給出的結果代表處于夾持寬度內(nèi)纖維的有效強度與布料中鄰近纖維所貢獻的附加強度之和。該結果逼真地模擬了實際使用當中布料的應力條件。
梯形試樣撕破強度試驗梯形試樣撕破強度試驗是一項既適用于織造布也適用于非織造布的張力試驗。試樣的整個寬度均夾緊在夾具之間，因此該試驗基本上測量在張力載荷直接作用下單根纖維的粘合或互鎖力及強度，而不是作為一個整體的布料復合結構的強度。該項測試程序?qū)υu估布料撕破的相對容易程度是有用的。它對于確定布料在機器與垂直機器方向之間是否存在顯著強度差異尤其有用。
在進行梯形試樣撕破強度試驗時，切取一塊梯形試樣，3×6英寸(75×150毫米)，沿著其中較長尺寸的方向進行試驗。該梯形試樣有一個6英寸的邊、一個3英寸的邊，二者互相平行并彼此相距3英寸。在二平行邊中較短邊的中點做出一個5/8英寸(15毫米)的小預切口。將試樣夾在測力計上，例如一臺Instron TM型儀，生產(chǎn)者Instron公司，2500 Washington St.，Canton，MA 02021，或者一臺Thwing-AlbertINTELLECT II型，生產(chǎn)者Thwing-Albert儀器公司，10960 Dutton Rd.，費城，PA 19154，或者一臺采用Testworks軟件的Sintech 2/S，生產(chǎn)者Sintech公司，MTS系統(tǒng)公司的一個分部，1001 Sheldon Dr.，Cary，NC27513。二夾具平行且相距1英寸(25毫米)，3英寸長、1英寸高。試樣是沿著梯形的非平行邊夾持的，以便使長邊處的布料松，短邊處的布料緊，同時切口位于二夾具的中間。夾具蓋住布料的1×3英寸的面積，在二夾具之間留下具有一條1英寸邊和與之平行的4英寸(100毫米)一邊的梯形布料。切口深入布料的尖端必須位于二夾具之間。在試樣上施加連續(xù)載荷，令撕裂沿試樣的幅寬傳播。應當注意，較長的方向是被測試方向，盡管撕口垂直于試樣的長度。把試樣徹底撕破所需要的力以磅為單位記錄下來，數(shù)值較高者表明抗撕裂能力較高。所使用的方法符合ASTM標準試驗D 1117-14，只不過撕破載荷按記錄到的第一與最高峰值的平均值，而不是按最低與最高峰值的平均值計算。每種樣品應測定5個試樣。
發(fā)明詳述非織造布可采用許多技術上已知的方法生產(chǎn)，包括熔噴、紡粘及熔體噴撒。由于本發(fā)明涉及非織造纖網(wǎng)的粘合，故大部分重點放在紡粘纖網(wǎng)上。然而下面的描述和方法仍然適用于任何非織造布的粘合。
紡粘非織造布可用技術上已知并在上面列舉的大量參考文獻中描述過的方法生產(chǎn)。扼要地說，紡粘法通常采用一個料斗向加熱的擠出機供應聚合物。擠出機將熔融聚合物送至紡絲板，在此隨著聚合物通過紡絲板中通常排列成一排或多排的細孔，聚合物就變?yōu)槔w維狀，形成由絲束構成的幕。對絲束通常用低壓空氣進行驟冷，牽伸，一般靠氣力，然后將其沉積在運動的多孔墊、帶或“成形金屬網(wǎng)”上，成形為非織造布。
用紡粘法生產(chǎn)出的纖維，其直徑依工藝條件及由該纖維生產(chǎn)出的布料的預期最終用途而定，一般在約10～約20微米范圍內(nèi)。例如，提高聚合物分子量或降低加工溫度，生產(chǎn)出的纖維直徑較粗。驟冷流體溫度及氣力牽伸壓力的變化也會影響到纖維直徑。
適用于紡粘法的聚合物，其加工熔體溫度通常介于約350°F～約610°F(175℃～320℃)，如上面定義的熔體流動速率介于約10～約150，特別是在約10～50之間。合適聚合物的例子包括聚丙烯、聚乙烯及聚酰胺。
間規(guī)聚丙烯(sPP)可按授予E1der等人并轉(zhuǎn)讓給Fina Petroleum公司的美國專利5,225,500所建議的方法來生產(chǎn)，該文收入本文作為參考。采用一種對間規(guī)聚丙烯選擇性很高的新型催化劑體系來擇優(yōu)生產(chǎn)以間規(guī)構型為主的聚丙烯。這種催化劑被稱之為金屬茂催化劑。
授予Peacock并轉(zhuǎn)讓給Exxon化學專利公司的美國專利5,272,003，該文同時也收入本文作為參考，公開用規(guī)整的間規(guī)聚丙烯生產(chǎn)非織造布，而前者從一種旨在排除等規(guī)聚丙烯的溶液中獲得。
作為本發(fā)明目的的拓寬粘合范圍是通過選用這樣的非織造纖網(wǎng)進行熱粘合達到的其中的纖維由一種包括約O.5％(重量)～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯的熱塑性聚合物的共混物構成，獲得雙成分復合纖維。該間規(guī)聚丙烯可與共混物的其他成分摻混成粒狀、片狀等干混合物、成為熔融液態(tài)混合物或者采用任何其他技術上已知的有效方法進行混合。
采用本發(fā)明的方法還可以生產(chǎn)其他類型的雙成分復合纖維。丙烯與丁烯或其他烯烴混合物的共聚物與間規(guī)聚丙烯的共混物也會是有效的。等規(guī)聚丙烯與間規(guī)聚丙烯的共混物是優(yōu)選的。
采用本發(fā)明方法也可以生產(chǎn)雙組分纖維，其中至少一種組分由包含間規(guī)聚丙烯的雙成分共混物組成。雙組分纖維通常是聚丙烯和聚乙烯，按皮/芯、“海/島”或并列的構型排列。合適的市售材料包括牌號為PP-3445的聚丙烯，生產(chǎn)者Exxon化學公司，Baytown，Texas；ASPUN6811A，其中可加入間規(guī)聚丙烯，以及2553線型低密度聚乙烯，生產(chǎn)者道化學公司，Midland，Michigan；25355及12350高密度聚乙烯，生產(chǎn)者道化學公司；DURAFLEXDP 8510聚丁烯，生產(chǎn)者殼牌化學公司，Houston，Texas；以及ENATHENE720-009乙烯正丁基丙烯酸酯，生產(chǎn)者Quantum化學公司，Cincinnati，Ohio。
本發(fā)明的布料可用于單層的實施方案中，或者作為多層層合物的一個成分，這種層合物可采用許多不同的層合技術制成，其中包括但不限于，采用粘合劑、針刺、熱軋以及任何技術上已知的其他方法。該多層層合物可以是這樣一種實施方案，其中某些層是紡粘的，某些層是熔噴的，從而形成一種紡粘/熔噴/紡粘(SMS)層合物，正如授予Brock等人的美國專利4,041,203以及授予Collier等人的美國專利5,169,706所公開的，或者形成一種SFS(紡粘、薄膜、紡粘)構造。SMS層合物的制造方法可包括順序地向運動著的成形帶表面首先沉積一紡粘纖網(wǎng)層，隨后沉積一熔噴布層，最后是另一紡粘層，然后用上面所描述的一種方式將該層合物粘合。替代地，可單獨制作這3個布層，將之收集成卷，然后在單獨進行的粘合步驟中將它們結合在一起。此種SMS或SFS層中的某些層可使用本發(fā)明的布制成。本發(fā)明的布還可以同玻璃纖維、短纖維、紙以及其他片狀材料層合在一起。
應用在中間層里的非織造熔噴纖維或薄膜可由非彈性體聚合物制成，例如聚丙烯及聚乙烯，或者由熱塑性彈性體聚合物制成。
熱塑性彈性體聚合物可以是那些由苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯、聚酰胺、共聚酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)等制成的聚合物。一般而言，任何能形成合適彈性體纖維或薄膜的樹脂或者含有該樹脂的共混物均可用來制成彈性體纖維或彈性體薄膜的非織造纖網(wǎng)。
例如，此類彈性體共聚物的商品例子有那些叫做KRATON材料的共聚物，生產(chǎn)者殼牌化學公司，Houston，Texas。供應的KRATON嵌段共聚物有幾種不同的配方，其中有許多種可見諸于美國專利4,663,220，該文收入本文作為參考。
可用來制作彈性體層的其他范例彈性體材料包括聚氨酯彈性體材料，例如那些商品名為ESTANE的材料，生產(chǎn)者B.F.Goodrich公司；聚酰胺彈性體材料，例如那些商品名為PEBAX的，生產(chǎn)者Rilsan公司；以及聚酯彈性體材料，例如那些商品名為HYTREL的，由杜邦公司生產(chǎn)。
為了測定制成纖網(wǎng)的粘合范圍，制作了間規(guī)聚丙烯與等規(guī)聚丙烯的各種不同的混合物。還制作了不含間規(guī)聚合物的對比非織造布。進行了兩組試驗，生產(chǎn)出含有穩(wěn)定劑和顏料的布及含有穩(wěn)定劑但不含顏料的布，以確定粘合范圍的改變是否由間規(guī)聚丙烯所致，抑或由其他機制使然。試驗結果載于下面的各表中。
對比例1按照授予Appel等人的美國專利4,340,563的方法制作了含有穩(wěn)定劑及顏料的紡粘聚丙烯纖維。
該紡粘纖維的聚合物系Exxon PD-3445聚丙烯，在410°F(210℃)的溫度下以0.7克/孔/分鐘(ghm)的速率通過0.6毫米的孔擠出，生產(chǎn)出單位重量1osy(34gsm)的纖網(wǎng)。該聚合物還含有1.25％(重量)Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑，由Ciba-Geigy公司供應，以及1.0％(重量)SCC-5367顏料包，供應者Standridge Color Corporation of Social Circle，GA。
生產(chǎn)出3種纖網(wǎng)試樣并利用帶有擴展的Hansen Penning花紋的點熱軋粘合在260、275及290°F(127、135及143℃)溫度下進行了粘合。
實例1制作了含有穩(wěn)定劑及顏料的紡粘聚丙烯纖維并按照與對比例1相同的條件進行了粘合。
該紡粘纖維的聚合物為2％(重量)間規(guī)聚丙烯，生產(chǎn)者Fina Oiland Chemical公司，Dallas，TX，與Exxon PD-3445聚丙烯的混合物。該聚合物還含有Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑及顏料，數(shù)量同對比例1。
實例2制作了含有穩(wěn)定劑及顏料的紡粘聚丙烯纖維并按照與對比例1相同的條件進行了粘合。
該紡粘纖維的聚合物為5％(重量)間規(guī)聚丙烯，生產(chǎn)者Fina Oiland Chemical公司，Dallas，TX，與Exxon PD-3445聚丙烯的混合物。該聚合物還含有Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑及顏料，數(shù)量同對比例1。
實例3制作了含有穩(wěn)定劑及顏料的紡粘聚丙烯纖維并按照與對比例1相同的條件進行了粘合。
該紡粘纖維的聚合物為10％(重量)間規(guī)聚丙烯，生產(chǎn)者Fina Oiland Chemical公司，Dallas，TX，與Exxon PD-3445聚丙烯的混合物。該聚合物還含有Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑及顏料，數(shù)量同對比例1。
對比例2制作了含有穩(wěn)定劑但不含顏料的紡粘聚丙烯纖維并按照與對比例1相同的條件進行了粘合。
該紡粘纖維的聚合物為Exxon PD-3445聚丙烯。該聚合物還含有1.25％(重量)Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑但不含顏料。
實例4制作了含有穩(wěn)定劑但不含顏料的紡粘聚丙烯纖維并按照與對比例1相同的條件進行了粘合。
該紡粘纖維的聚合物為5％(重量)間規(guī)聚丙烯，生產(chǎn)者Fina Oiland Chemical公司，Dallas，TX，與Exxon PD-3445聚丙烯的混合物。該聚合物還含有1.25％(重量)Chimasorb 944紫外穩(wěn)定劑但不含顏料。
表1試樣CD峰值載荷 MD峰值載荷 CD峰值能量 MD峰值能量對比例1260°F 7 13 11 16275°F 12 23 12 20290°F 15 27 18 25實例1，2wt％sPP260°F 7 14 11 12275°F 10 21 17 19290°F 13 25 17 23實例2，5wt％sPP260°F 8 19 14 17275°F 12 26 20 28290°F 12 23 16 20實例3，10wt％sPP260°F 11 21 23 21275°F 15 28 27 36290°F 14 24 20 24
表2試樣CD峰值應變 MD峰值應變 CD梯形撕破 MD梯形撕破對比例1260°F 78 52 47275°F 82 49 511290°F 72 51 49實例1，2wt％sPP260°F 78 37 48275°F 87 48 511290°F 78 48 512實例2，5wt％sPP260°F 88 42 411275°F 97 57 614290°F 79 45 413實例3，10wt％sPP260°F 113 50 511275°F 104 67 713290°F 84 50 613表3試樣 峰值載荷梯形撕破對比例2260°F 12 7275°F 20 10290°F 25 10實例4，5wt％sPP260°F 16 9275°F 25 12290°F 26 13
如同從上表看到的，間規(guī)聚丙烯成功地拓寬可發(fā)生粘合的溫度范圍，使可接受粘合溫度降低了約15°F(8℃)。例如，以實例3在260°F的情況做比較表明，其纖網(wǎng)性能與對比例1在高得多的290°F(粘合)時的性能大致相同。當共混物中含有10％或甚至5％(重量)時，便可在比不含sPP的類似纖網(wǎng)低得多的溫度下實現(xiàn)成功的粘合。在粘合方面的這項改進使得工藝控制更加容易、廢物料產(chǎn)生及能量花費減少，生產(chǎn)出消費者較能承受的產(chǎn)品。
權利要求
1.一種賦予非織造布以寬粘合范圍的方法，包括如下步驟將含有約0.5(重量)～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯的熱塑性聚合物共混物成形為非織造纖網(wǎng)；借助選自點熱軋粘合、穿透空氣粘合及超聲粘合的方法對所述非織造纖網(wǎng)進行熱粘合；其中所述纖網(wǎng)的粘合范圍比不含所述間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)至少寬10°F。
2.權利要求1的方法，其中所述粘合范圍向不含所述間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)的粘合范圍下方延伸至少10°F。
3.權利要求1的方法，其中所述共混物包含約2～約15％(重量)間規(guī)聚丙烯和約85～約98％(重量)等規(guī)聚丙烯。
4.權利要求3的方法，其中所述非織造纖網(wǎng)存在于選自服裝、防感染制品、個人護理用品及戶外布料等的產(chǎn)品中。
5.權利要求4的方法，其中所述產(chǎn)品是個人護理用品，而所述個人護理用品是尿布。
6.權利要求4的方法，其中所述產(chǎn)品是個人護理用品，而所述個人護理用品是成人失禁用品。
7.權利要求4的方法，其中所述產(chǎn)品是防感染制品，而所述防感染制品是手術罩衣。
8.一種賦予非織造布以寬粘合范圍的方法，包括下列步驟成形一種雙組分纖維的非織造纖網(wǎng)，其中至少一種組分是熱塑性聚合物共混物，它包括約5％(重量)～約15％(重量)間規(guī)聚丙烯以及約85％(重量)～約95％(重量)等規(guī)聚丙烯，以及采用其溫度為不含所述間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)的粘合范圍以下至少10°F的熱軋輥按點熱軋粘合方式對所述非織造纖網(wǎng)進行熱粘合。
9.權利要求8的方法，其中所述非織造纖網(wǎng)存在于選自服裝、防感染制品、個人護理用品及戶外布料等的產(chǎn)品中。
10.權利要求9的方法，其中所述產(chǎn)品是個人護理用品，而所述個人護理用品是尿布。
11.一種粘合范圍寬的熱塑性聚合物纖維，包括含有約0.5％(重量)～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯的熱塑性聚合物共混物；其中所述纖維可以在比不含所述間規(guī)聚丙烯的類似纖維低至少10°F的粘合范圍內(nèi)進行粘合。
12.權利要求11的熱塑性纖維，其中所述共混物基本上由約0.5～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯及約99.5～約75％(重量)等規(guī)聚丙烯構成。
13.一種由至少兩種從各自的擠出機擠出的聚合物所構成的雙組分纖維，其中所述聚合物的至少一種是權利要求11的熱塑性聚合物共混物。
14.一種由權利要求11的纖維所組成的熱塑性纖維纖網(wǎng)。
15.權利要求14的熱塑性纖維纖網(wǎng)還包括選自紡粘布、熔體噴撒布、熔噴布、短纖維纖網(wǎng)以及薄膜的至少一個附加層，而且該層與所述纖網(wǎng)粘合成層合物。
16.權利要求15的層合物，其中所述至少一個附加層是由熱塑性彈性體聚合物制成的熔噴布。
17.權利要求15的層合物，其中所述至少一個附加層是由熱塑性彈性體聚合物制成的薄膜。
全文摘要
提供一種生產(chǎn)具有寬粘合范圍的非織造布的方法，包括將含有約0.5(重量)～約25％(重量)間規(guī)聚丙烯的熱塑性聚合物共混物成型為非織造纖網(wǎng)，然后借助例如點熱軋粘合、穿透空氣粘合及超聲粘合的方法對所述非織造纖網(wǎng)進行熱粘合。所述纖網(wǎng)的粘合范圍比不含所述間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)至少寬10°F。理想的是，該粘合范圍向不含間規(guī)聚丙烯的類似纖網(wǎng)的粘合范圍下方延伸至少10°F。
文檔編號D04H1/42GK1169168SQ96191594
公開日1997年12月31日 申請日期1996年1月19日 優(yōu)先權日1995年1月27日
發(fā)明者M·L·德路思爾, R·L·胡森 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司