專利名稱：：具有高斥水性的復(fù)合織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適合用作透氣性頂內(nèi)襯的復(fù)合無紡織物。
背景技術(shù)：
：水蒸汽可滲透的頂內(nèi)襯或頂襯墊材料用于保護建筑物的內(nèi)部防止水或雨水的進入或穿透，同時讓水蒸汽從建筑物內(nèi)逸出。因此，在本申請中的材料需要高度的液體阻隔性能和水蒸汽滲透性。EP專利號880628B公開了包括熔噴層的水蒸汽可滲透的頂襯墊材料，該熔噴層夾在任選用疏水性添加劑處理的兩個紡粘層之間。熔噴層進行熱處理，以便使之更加膜狀。該專利公開了聚丙烯和聚氨酯在熔噴層中的使用。EP專利號742305B公開了適合于房屋建筑應(yīng)用的包括頂襯墊在內(nèi)的水蒸汽可滲透的復(fù)合織物，其中熔噴層夾在兩個紡粘層之間。熔噴層4支壓縮，以減少孔隙尺寸。在這些層中可以包括疏水性添加劑。將希望有一種具有高度的液體阻隔性能和具有良好的水蒸汽滲透性的頂內(nèi)襯材料，它不需要該熔噴層的特殊處理以達到低的孔隙尺寸。定義在這里使用的術(shù)語"聚乙烯，，(PE)用于不僅包括乙烯的均聚物，而且包括其中重復(fù)單元的至少85%是乙烯單元的共聚物，并且包括"線性低密度聚乙烯"(LLDPE),其是具有低于約0.955g/ci^的密度的線性乙烯/oc-烯烴共聚物，和"高密度聚乙烯，，(HDPE),其是具有至少約0.94g/cW的密度的聚乙烯均聚物。在這里使用的術(shù)語"聚酯，，用于包括這樣的聚合物，其中重復(fù)單元的至少85%是具有由酯單元的形成所產(chǎn)生的連接鍵的二羧酸和二羥基醇的縮合產(chǎn)物。聚酯的實例包括聚(對苯二曱酸乙二醇酯)(PET),它是乙二醇和對苯二甲酸的縮合產(chǎn)物，和聚(對苯二甲酸1，3-丙二醇酯)，它是1，3-丙二醇和對苯二曱酸的縮合產(chǎn)物。在這里使用的術(shù)語"無紡織物"、"無紡織物片材"、"無紡織物層"和"無紡網(wǎng)"指單根纖維、長絲或紗線以無規(guī)方式布置形成平面型材料但沒有可識別的圖案的一種結(jié)構(gòu)，其與針織或機織的織物相反。無紡織物的例子包括熔噴網(wǎng)、紡粘網(wǎng)和包括一個以上無紡網(wǎng)的復(fù)合片材。術(shù)語"縱向，，(MD)在這里用于指生產(chǎn)無紡網(wǎng)的方向(例如，在無紡網(wǎng)的形成過程中，纖維被鋪置與其上的支承面的移動方向)。術(shù)語"橫向"(CD)指一般與在網(wǎng)平面中的縱向垂直的方向。在這里使用的術(shù)語"紡粘纖維"指這樣的纖維，后者是通過將基本上連續(xù)的熔化熱塑性聚合物材料作為纖維從噴絲板的具有擠出纖維的直徑的多個細的、通常圓形的毛細孔中擠出，然后通過拉伸快速地縮小纖維直徑，和然后驟冷該纖維來進行熔紡的。在這里使用的術(shù)語"熔噴纖維"指通過熔噴法所熔紡的纖維，該熔噴法包括將一種可熔融加工的聚合物經(jīng)由多個毛細孔作為熔融流擠出進入到高速氣體(例如空氣)流中。在這里使用的術(shù)語"紡粘-熔噴-紡粘無紡織物"(SMS)指包括熔噴纖維網(wǎng)的多層復(fù)合片材，該熔噴纖維網(wǎng)夾在兩個紡粘層之間并粘結(jié)于兩個紡粘層上。另外的紡粘和/或熔噴層能夠引入到復(fù)合片材中，例如紡粘-熔噴-熔噴-紡粘網(wǎng)(SMMS),等等。在這里使用的術(shù)語"多組分纖維"指由至少兩種不同的聚合物組分組成的纖維，其已經(jīng)紡在一起以形成單纖維。至少兩種聚合物組分設(shè)置于穿過多組分纖維的橫截面的不同的、基本上固定位置的區(qū)段，該區(qū)段沿著該纖維的長度方向基本上連續(xù)地延伸。該術(shù)語"雙組分纖維"在這里用于指從兩種不同的聚合物組分制備的多組分纖維，如包括構(gòu)成皮的第一種聚合物組分和構(gòu)成芯的第二種聚合物組分的皮-芯型纖維；和并列型纖維，其中第一種聚合物組分形成了與由第二種聚合物組分形成的至少一個段相鄰的至少一個段，各段沿著纖維長度方向是基本上連續(xù)的，兩種聚合物組分暴露在纖維表面上。多組分纖維與從聚合物材料的單種均勻或不均勻共混物擠出的纖維不同。在這里使用的術(shù)語"多組分無紡網(wǎng)"指包括多組分纖維的無紡網(wǎng)。多組分網(wǎng)除了包括多組分纖維之外，還包括單組分和/或聚合物共混物纖維。發(fā)明詳述本發(fā)明在一個實施方案中涉及用作頂內(nèi)襯(也稱作頂襯墊)材料的復(fù)合無紡織物。復(fù)合織物包括連接到紡粘頂部片材上的多層基礎(chǔ)片材。該復(fù)合織物對液體的穿透，例如雨水進入建筑物中，提供有效的阻隔作用，同時保持可滲透性以使水蒸汽從建筑物中逸出。該多層基礎(chǔ)片材由夾在兩個紡粘織物層之間的熔噴網(wǎng)制成。該基礎(chǔ)片材具有在約150-170g/m2之間的基重，其中典型地該紡粘層各自是約60g/m2和該熔噴層是約30g/m2。基礎(chǔ)片材的平均孔徑是在約3微米和約8微米之間。熔噴網(wǎng)的重量是基礎(chǔ)片材總重量的約25-40%,而兩個紡粘層的重量是基礎(chǔ)片材總重量的約60-75%。兩個紡粘層能夠具有相同的或不同的基重。如果該基重是不同的，則結(jié)合(join)于紡粘頂部片材上的紡粘層典型地具有更高的基重。多層基礎(chǔ)片材的紡粘層是從連續(xù)皮-芯纖維形成的。該紡粘層能夠通過使用線性低密度聚乙烯(LLDPE)作為皮組分和聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)作為芯組分在雙組分紡粘工序中制備。該PET樹脂能夠在使用之前結(jié)晶并干燥，以便控制PET的水分含量以提供所需熔體粘度。PET和LLDPE聚合物能夠在分別的擠出機中加熱和擠出，過濾，和計量到被設(shè)計來提供皮-芯型長絲橫截面的雙組分紡絲模塊。該聚合物經(jīng)過計量以便提供具有皮組分的重量與芯組分的重量的所需比率的纖維，典型地兩者大致相同。多層基礎(chǔ)片材能夠通過在同一機器上讓全部紡軸(beams)在生產(chǎn)線上(in-line)來制備，使得各層在前一層的上部紡制，然后將復(fù)合材料進行加熱方式點粘結(jié)。另外，通過單獨制備各層，然后將三個層以加熱方式點粘結(jié)在一起來形成基礎(chǔ)片材。紡粘纖維典型地具有在約10-25微米之間的直徑?？梢栽谝粋€或兩個熔融聚合物流中包括添加劑，以提供所需的顏色或提高織物的耐UV和耐熱降解性能。該基礎(chǔ)片材的熔噴網(wǎng)層是從具有并列型或皮/芯型橫截面的雙組分纖維形成的。雙組分纖維典型地由如上所述的LLDPE和PET聚合物組分制得。在熔噴法纖維中聚酯組分與聚乙烯組分的重量比典型地是在約50:50和約30:70之間。如上所述，該PET能夠在使用之前干燥和結(jié)晶。該PET和PE能夠在分別的擠出機中加熱和擠出，過濾，并且計量供給到被設(shè)計用來提供具有所需橫截面的纖維的雙組分紡絲模塊中。長絲從紡絲組件中產(chǎn)生進入到高壓、高溫的空氣流中并位于該紡絲組件之下，冷卻空氣從兩個相對的驟冷箱引向長絲。然后，長絲被放置到由真空抽吸所協(xié)助的鋪置傳送帶(laydownbelt)上。能夠在一個或兩個熔融聚合物流中包括添加劑，以提供所需的顏色或改進織物的耐UV和耐熱降解性能。熔噴層的纖維典型地具有在約l微米和7微米之間的直徑。能夠使用多個熔噴層。該多層基礎(chǔ)片材能夠通過浸入到合適的整理劑如含氟化合物中以使該片材飽和，從而用液體拒斥劑涂層局部地整理。該基礎(chǔ)片材然后干燥并固化，直到達到大于4的斥醇^直(alcoholrepellencyvalue)為止。頂部片材是由如上述制備的雙組分的、皮-芯型的連續(xù)纖維制得的用于多層基礎(chǔ)片材中的紡粘層的紡粘片材。頂部片材具有約30g/m2的基重。該頂部片材能夠同樣被局部整理。為了形成復(fù)合織物，多層基礎(chǔ)片材和頂部紡粘片材典型地在標準熱熔性粘合劑工藝中被結(jié)合在一起。粘合劑能夠^^皮施涂于該基礎(chǔ)片材上，然后頂部紡粘片材貼合于該粘合劑上。可接受的粘合劑是Bostik粘合劑H2900,在10-15g/i^的加上(add-on)量下，以無規(guī)圖案被施涂在該片材的整個寬度上。其它類似的熱熔粘合劑類型也能夠使用，雖然加上量能夠可以改變以獲得可接受的剝離粘合強度。能夠使用標準的、從市場上買得到的熱熔粘合劑施用設(shè)備?？梢允褂酶鞣N可商購噴嘴類型和/或膠水施涂圖案中的任何一種以將粘合劑施涂于片材上，其中包括但不限于無規(guī)噴射、槽縫、重疊圓的線條、連續(xù)w形線條的窄帶等。可以相信，粘合劑加工條件的變化不會顯著影響到最終復(fù)合織物的性能，只要施加足夠的粘合劑以達到大于約150g的平均縱向(MD)剝離粘合力值(peeladhesionvalue)。另外地，該頂部片材和基礎(chǔ)片材能夠通過超聲波粘結(jié)而結(jié)合在一起?？梢允褂闷渌椒ㄈ鐭釅貉臃ㄒ越Y(jié)合該頂部片材和基礎(chǔ)片材，但是必須注意避免關(guān)閉該基礎(chǔ)片材的孔隙，這將不利地影響透氣性。^式馬全方法在以上的描述和以下的實施例中，下面的試^^方法用于測定各種所報導(dǎo)的特性和性能。ASTM指美國測試和材料學(xué)會(AmericanSocietyforTestingandMaterials)。TAPPI指紙漿造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(TechnicalAssociationofPulpandPaperIndustry)。I艦指無紡織物協(xié)會(Nonwovenfabricassociation)?；厥强椢锘蚱牡拿繂挝幻娣e上的質(zhì)量的量度并且通過ASTMD-3776測定和以g/m2報告。在這里報告的聚合物的熔化溫度(也稱作熔點)是根據(jù)ASTMD3418-99由差示掃描量熱法(DSC)測量的，并且以攝氏度作為DSC曲線上的峰所報告。使用聚合物粒料和1(TC/每分鐘的加熱速率測量熔點。弗雷澤(Frazier)透氣性是片材的透氣性的量度并且根據(jù)ASTMD737測量,和以m7min/m2的單位報告。平均孔徑和孔隙大小分布是按照試驗方法ASTMF316-03,通過從PorousMaterials,Inc.(Ithaca,NewYork)商購的毛細管力充動孑L隙度儀測量的。水壓頭(Hydrohead)是對抗水柱滲透性的測量值，并且根據(jù)INDA80.6來測量。斥醇性是保持各種濃度的異丙醇的液滴的測量值，并且根據(jù)INDA80.8測量。邦德斯曼(Bundesmann)淋雨試驗測量抗水滲透性，并且才艮據(jù)ISO9865:1991以下面的變化來進行試驗。試驗織物被放置在扁平的木材支架上。根據(jù)織物特性，每15分鐘至幾個小時周期性地停止試驗，并且提升該織物以確定木材在織物下是否是濕的。當水濕透該織物時4亭止試驗。濕氣滲透率(MVTR)測量水蒸汽穿過該織物的速率，并且使用M0C0N儀器來測量，按照試驗方法IST70.4。實施例這些實施例說明用于頂內(nèi)襯的復(fù)合織物的制備?；A(chǔ)片材的紡粘層是由使用具有約126。C的熔點的線性低密度聚乙烯(LLDPE)作為皮組分和使用具有約260。C的熔點和0.64的特性粘度的PET作為芯組分在雙組分紡粘方法中制得的皮-芯型紡粘纖維制備的。在這些實施例中，為提供給多層基礎(chǔ)片材適當?shù)膹姸?，一個紡粘層可具有50:50的皮/芯比率，而另一個層可具有30:70的比率。所使用的粘合劑是BostikH2900,在10-15g/r^的加上量下，以無規(guī)圖案在該片材的寬度上施涂?；A(chǔ)片材的熔噴層是由LLDPE(熔點125'C)和PET(熔點約260°C)中聚酯組分與聚乙烯組分的重量比典型地是65:35。PET在使用之前進行結(jié)晶以控制PET的水分含量和由此調(diào)節(jié)熔體粘度。在這些實施例中，紡粘和熔噴的紡軸在生產(chǎn)線上在同一機器上生產(chǎn)。第一種紡粘層放置到鋪置傳送帶上，然后，各后續(xù)層在前一層的頂部上紡制。然后加熱式點粘結(jié)SMS復(fù)合織物。多層基礎(chǔ)片材典型地通過浸入到含氟化合物整理制劑(水乳液)中以使片材飽和來進行局部整理。片材穿過輥隙以除去多余的整理劑。濕軋液率(pickup)是在80-125%范圍內(nèi)。然后，干燥并固化該織物，直到達到大于4的斥醇值為止。含氟化合物整理乳液含有Zonyl8482氟化丙烯酸聚合物乳液(從E.I.duPontdeN函ursandCompany獲得)，F(xiàn)reepel1225增量劑(extender)(從Noveon,Inc.,Cleveland,OH獲4尋)，ZelecTY導(dǎo)電'〖生4分末U元l爭電劑，乂人StepanCompany,Northfield,IL獲得)，1—己醇(潤濕劑，從SasolNorthAmerica,Inc.,Houston,TX獲得)，該整理劑乳液的余量是水。在浴中使用的各整理劑組分的量根據(jù)濕軋液率來調(diào)節(jié)，以便維持各整理劑組分的恒定加上率。Zonyl8482典型地以1_3%范圍內(nèi)的量使用，F(xiàn)reepel典型地以1-3°/。范圍內(nèi)的量使用，ZelecTY典型地以0.15-0.5%范圍內(nèi)的量使用，和己醇以約0.6%的量使用。百分比是按本體(bulk)引入成分的重量計算。復(fù)合織物的紡粘頂部片材是雙組分紡粘并且按照以上對于基礎(chǔ)片材所述方法制備的，具有約30g/m2的基重。該纖維的組分皮/芯重量比是50:50。這一層是按照以上所述進行局部整理的，除了整理劑制劑不含有Freepel⑧。實施例1-2和對比例A在實施例1中，基礎(chǔ)片材的兩個紡粘層中的每一個具有約60g/m2的相等基重。該粘合劑被施涂于基礎(chǔ)片材的具有30:70的皮/芯比率的頂部紡粘層上。另一個紡粘層具有50:50的皮/芯比率。該頂部片材(如上所述)被貼合于粘合劑上。在實施例2中，基礎(chǔ)片材的兩個紡粘層具有不同的基重，其中頂層為約75g/m2和底部層為約45g/m2。該頂層具有50:50的皮/芯比率和底部層具有30:70的皮/芯比率。在較重的層上施涂該粘合劑，和頂部片材被貼合于粘合劑上。對于實施例1和2兩者，熔噴層具有約48g/m2的基重。對比例A是與實施例1的基礎(chǔ)片材相同的對照樣品。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>以上結(jié)果說明，與對照物相反，本發(fā)明的實施例在具有明顯更好的耐水穿透性的同時并沒有犧牲任何透氣性。對比例B和C對比例B本實施例說明了通過使頂部紡粘層比底部層更重所制得的SMS結(jié)構(gòu)。這一織物是根據(jù)在實施例1中的步驟制得，除了調(diào)節(jié)第一紡粘軸的聚合物通過量(throughput)以提供約75g/m2的層，和調(diào)節(jié)第二紡粘軸的聚合物通過量以提供約45g/W的層。本實施例說明，增大該基礎(chǔ)片材的紡粘層之一的基重不會在耐水穿透性能上提供任何顯著的提高，如表2中所示。對比例C本實施例說明了將基礎(chǔ)片材直接熔融紡絲到頂層上所制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該頂層是按照實施例1中所述方法制得，除了它沒有拒斥處理。頂層在使用之前被加熱式點粘結(jié)并纏繞到輥上。然后，這一層在多層基礎(chǔ)片材的第一紡粘軸前退繞，接著，該多層基礎(chǔ)片材使用在實施例1中所述的紡絲條件直接紡到頂層上。然后，加熱式點粘結(jié)復(fù)合結(jié)構(gòu)。按照在實施例1中對于基礎(chǔ)片材所述的方法，該復(fù)合結(jié)構(gòu)進行拒斥整理。本實施例說明，通過直接紡絲到頂層上增大頂部紡粘層的重量不會提高耐水穿透性，如表2中所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.用作頂內(nèi)襯材料的復(fù)合織物，所述復(fù)合織物包括(a)多層基礎(chǔ)片材，所述多層基礎(chǔ)片材包括夾在兩個雙組分皮-芯纖維的紡粘片材層之間的雙組分纖維的熔噴網(wǎng)；和(b)單獨的頂部片材，所述頂部片材包括雙組分皮-芯纖維的紡粘片材層；其中，該基礎(chǔ)片材和頂部片材以一種方式結(jié)合，從而使得該復(fù)合織物的水蒸汽滲透性與該基礎(chǔ)片材獨自的水蒸汽滲透性相比沒有明顯降低。2.權(quán)利要求1的復(fù)合織物，其中熔噴網(wǎng)的雙組分纖維以選自并列型和皮/芯型的方式布置。3.權(quán)利要求l的復(fù)合織物，其中該皮包括聚乙烯和該芯包括聚酯。4.權(quán)利要求1的復(fù)合織物，其中頂部片材和基礎(chǔ)片材通過粘合劑粘結(jié)、點粘結(jié)和超聲波粘結(jié)中的一種來結(jié)合。5.權(quán)利要求1的復(fù)合織物，其中當采用改進的邦德斯曼試^^測量時，水穿透是至少兩個小時。全文摘要用作頂內(nèi)襯材料的復(fù)合織物，所述復(fù)合織物由夾在兩個雙組分皮-芯纖維的紡粘片材層之間的雙組分纖維熔噴網(wǎng)的多層基礎(chǔ)片材以及雙組分皮-芯纖維的紡粘頂部片材制成，其中，該基礎(chǔ)片材和頂部片材以一種方式結(jié)合，從而使得該復(fù)合織物的水蒸汽滲透性與該基礎(chǔ)片材獨自的水蒸汽滲透性相比沒有明顯降低。文檔編號B32B5/26GK101426642SQ200780013957公開日2009年5月6日申請日期2007年4月20日優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日發(fā)明者J·M·加爾文申請人:納幕爾杜邦公司