塑性可变形无纺网幅制造技术

由基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅是从具有偏斜分子量分布和低于３．５的多分散性的聚丙烯均聚物形成的。该网幅，当进行高速度增量变形时，会发生塑性变形并且通过，例如，在４００％伸长率下的拉伸强度（它是峰值拉伸强度的至少１０％），在２５０％伸长率下的拉伸强度（它是峰值拉伸强度的至少４０％），和在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率（该比率大于１）来表征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2004年4月16日申请的US临时申请No.60/562,969的权益。本专利技术的背景本专利技术涉及由包括聚丙烯均聚物的基本上连续熔纺(spunmelt)纤维形成的无纺网幅，和更具体地说涉及当经历高速度增量变形以促进它的结构延伸性时可发生塑性变形的此类网幅。众所周知的是制备由基本上连续熔纺纤维形成的无纺网幅，当在至少一个方向上经历高速度增量变形以促进结构延伸性时该网幅是可发生塑性变形的。用于该网幅中的纤维典型地是双组分纤维，如在Gillespie等人US6,632,504中公开的那些，或共聚物组合物，如在Bugada等人US6,569,945中公开的那些。例如，双组分纤维可以包括聚丙烯和更容易变形的聚合物如聚乙烯，并且该共聚物可以基本上从含有较少量的共聚用单体如乙烯的丙烯单体形成。这一途径没有证明是完全令人满意的。在制备双组分纤维或共聚物纤维中涉及到的设备和工艺成本通常大大超过在均聚物如聚丙烯均聚物的制备中牵涉的成本。另外，对于具体的组分或单体的可能比率有限制，因此限制了实际上可用的双组分或共聚物树脂。因此，仅仅由均聚物(如聚丙烯均聚物)形成的无纺织物网幅不仅是价格比较低廉的，而且一般是优选的。有趣地，甚至除了较高成本的双组分纤维以外，典型地该普通双组分纤维，不论是皮/芯还是横列式构型，没有证明在使用中是完全令人满意的。例如，聚丙烯/聚乙烯双组分纤维的组分是基本上不混溶的和因此倾向于分离，因为该它的合物组分在主要方面如作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料键接的能力上是不同的。因此，普通的双组分纤维典型地不仅体现特征于它们的高成本，而且体现于对于各种应用的适合性的缺乏。克塑性变形的网幅可以广泛地与其它官能化片材如无纺布、纺织品或膜一起用作层压材料或复合材料。网幅发生塑性变形的能力，尤其当经历高速度增量变形时，使得该网幅可用于任何层压材料或复合材料(其中网幅作为它的顶部、底部或中间片材或层)。然而，对于易遭受频繁的滞后应力/应变变形的层压材料或复合材料，该网幅尤其是有用的，因为该网幅更容易跟随其它层的应力/应变运动但没有层压体结构的完全破坏、破裂或崩解，甚至当其它片材或层是弹性的时(例如，弹性无纺织物网幅，纺织品或膜)。塑性可变形网幅尤其可用于形成水缠结或水肿胀单层无纺织物或至少两个无纺织物纤维层的水缠结或水肿胀层压材料或复合材料-例如，两个外部纺粘无纺织物网幅和由木质纸浆、纤维素纤维、粘胶纤维或它们的结合物在它们之间形成的中间层。在水缠结过程中，初始水喷射会引起例如在一层中的基本上连续的纤维的一部分与紧邻的其它纤维(无论属于同一层或另一层)的缠结，但是，作用于相同的连续纤维上的后续水喷射会，在引起连续纤维的另一部分的缠结的过程中，引起先前的缠结发生解缠。实际上这一不希望有的解缠现象是以大的频率发生，其中连续纤维在相邻的结合点之间的固定长度是或多或少的并且如果连续纤维能够塑性变形则可以减少，因此在相邻的结合点之间具有充分的在结构上可延伸性或可延长性，使得两个部分中的每一个与其它纤维或多或少独立地水缠结。因此，本专利技术的目的是在一个优选的实施方案中提供由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅，当经历高速度增量变形以便在至少一个方向上促进它的结构延伸性时该网幅是可塑性变形的。另一个目的是提供此类网幅，其中在一个优选的实施方案中该连续纤维是水缠结(hydroentangled)或水肿胀的(hydroengorged)。又一个目的是在一个优选的实施方案中提供水缠结的层压材料，它包括，例如，两个外部纺粘层和由例如木质纸浆，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物在两者之间形成的中间层。再一个目的是在一个优选的实施方案中提供该网幅和无纺织物或膜的复合材料(例如，层压材料)，其中该无纺织物或膜是弹性的。再一个目的是在一个优选的实施方案中提供该网幅和无纺织物或膜的复合材料(例如，层压材料)，其中该无纺织物或膜是可以呼吸的。本专利技术还有一个目的是在一个优选的实施方案中提供双组分纤维，它包括聚丙烯组分和聚乙烯组分，两者组分在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料粘结的能力上是基本上类似的。另一个目的是，在一个优选的实施方案中，制造聚丙烯均聚物的单组分纤维，该双组分纤维和该网幅，复合材料或层压材料的方法。本专利技术的概述现在已经发现，本专利技术的以上和相关目的可以在由包括本专利技术的聚丙烯的新型均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅中实现。该网幅，当进行高速度增量变形时，会发生塑性变形，且在至少一个方向上，体现特征于下列中的至少一种(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，该比率大于1。优选，该网幅体现特征于下列特性之中的至少两种(i)，(ii)，和(iii)，和最佳地体现于特性(i)，(ii)，和(iii)中的每一种。优选地，在450％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少10％，在250％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少50％，以及粘弹性变形能量比是至少2。在一个优选的实施方案中，该新型均聚物是至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，和该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量。在共混后，该至少两种均聚物在结合之后具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性。另外地，该新型均聚物是具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物。优选，偏斜的分子量分布表征为(i)低于峰值重均分子量，向着低分子量方向有一缓坡和长拖尾，和(ii)高于峰值重均分子量，向着高分子量方向有一陡坡和短拖尾。新型均聚物的分子量分布的偏斜对该网幅的结构延伸性有贡献，使得基本上超过了在峰值拉伸率下它的伸长率。在一个优选的实施方案中，该高速度增量变形是施加于不大于0.5英寸的最初未变形尺寸上的至少400mm/分钟。该高速度增量变形发生在环境或更高(例如50-80℃)的网幅温度下。由新型均聚物制成的网幅(与下面定义的工艺参数相结合)在高速度增量变形过程中典型地显示出低弹性和高塑性阻力。该连续纤维或者进行纺粘并具有10-50微米的直径或进行熔喷并具有0.5-10微米的直径。网幅的连续纤维优选是不对称地粘结的(例如，按照PILLOW BOND图案)和水缠结。本专利技术还包括了由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅。该均聚物或者是至少两种聚丙烯均聚物的上述物理共混物或者是上述反应产物。该新型网幅，当进行高速度增量变形时，发生塑性变形和在至少一个方向上具有结构延伸性。本专利技术进一步包括制造由基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅的方法，该方法包括通过使用(i)在8-20℃(优选12-14℃)下的骤冷温度，(ii)500-2,500米/分钟(优选1,000-2,000米/分钟)的纤维速度，和(iii)75-150℃(优选110-125℃)的粘结温度，来形成包括新型聚丙烯均聚物的纺粘无纺网幅的步骤。所形成的网幅，当发生高速度增量变形时本文档来自技高网...

【技术保护点】
由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅，该网幅，当进行高速度增量变形时，发生塑性变形和在至少一个方向上以下列中的至少一种来表征：（ｉ）在４００％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少１０％，（ｉｉ）在２５０％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少４０％，和（ｉｉｉ）在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M考施克，M图里，
申请(专利权)人：优质无纺布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]