CN1220710A - 聚丙烯纤维以及由其制得的制品 - Google Patents

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拉凯什·K·古普塔
詹姆斯·H·哈林顿
兰德尔·E·科祖拉
约翰·F·L·纽波特
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Abstract

本发明披露了皮-芯纤维的制备方法,所得到的纤维以及无纺材料和制品,其中,所述的纤维由聚烯烃和聚合粘结曲线增强剂加乙烯乙酸乙烯酯聚合物的共混聚合物组成。

Description

聚丙烯纤维以及由其制得的制品
                     发明背景
1.发明领域
本发明涉及合成纤维,尤其是用于制备无纺织物的合成纤维。特别是,本发明涉及所述用途的纤维,包括其生产方法、用于生产纤维的组合物,以及包含这些纤维的无纺织物和制品。更具体地说,本发明的纤维能提供具有高拉伸强度和柔软手感的无纺材料。此外,这些无纺材料可在较低的温度下进行热粘结,与此同时仍具有优异的强度性能,包括横向强度。本发明的纤维可掺入其强度性能等于或大于高定量无纺材料的低定量无纺材料中。另外,本发明的纤维还可在高速机械,如高速梳理机和粘结机上进行操作。
2.背景技术
目前,对在卫生学、医用织物、擦布等中使用的无纺织物的需求正日益增加。此外,还必须同时满足效用和经济性,以及美学质量。市场对于具有增强的性能和改善的柔软度的聚烯烃纤维以及由该纤维制得的制品的需求正日益扩大。
用于无纺材料的聚合物纤维的生产通常涉及使用至少一种聚合物与少量添加剂如稳定剂、颜料、抗酸剂等的混合物。利用常规的工业方法,将该混合物熔融挤出并加工成纤维和纤维制品。典型的是,通过制备纤维网,然后将这些纤维热粘结在一起而制得无纺织物。例如,利用梳理机将短纤维转变成无纺织物,然后对梳理过的织物进行热粘结。可利用各种加热工艺进行热粘结,所述的加热工艺包括:利用加热辊,热风进行的加热,和通过利用超声焊接进行的加热。
另外,还可用各种其它的方式生产出纤维,并凝固成无纺织物。例如,可通过纺粘法制备纤维和无纺织物。此外,凝固法可包括:针刺法,穿透空气热粘合法,超声焊接法和水力假捻法(hydroentangling)。
常规的热粘结无纺织物显示出了良好的弹性和柔软性,但最佳横向强度较小,和与高伸长率结合的最佳横向强度较小。热粘结无纺织物的强度取决于纤维的取向和粘结点的固有强度。
多少年来,人们一直在对纤维进行各种改进,以便提供更强的粘结强度。然而,还需进行进一步的改进,以便提供在低粘结温度和低织物定量下的甚至更高的织物强度,从而使这些织物可用于当今的卫生产品的高速转换加工中,所述的卫生产品如尿布和其它类的失禁产品。特别是,对可热粘结的纤维有这样的要求,即所得到的无纺织物应拥有高的横向强度,高的伸长率和优异的柔软度,其中高横向强度(和柔软度)可在低粘结温度下获得。
此外,需要生产这样的可热粘结纤维,即所述纤维能获得配合织物均匀性弹性和柔软度的优异的横向强度、伸长率和韧性。特别是,需要获得这样的纤维,所述纤维能生产出无纺材料,尤其是梳理过的、轧光的织物,在高达约500ft/min,优选高达约700-800ft/min,更优选高达约980ft/min(300m/min)时,其横向性能至少约200-40g/min.,更优选从300-400g/in.,优选大于约400g/in.,更优选可高达约650g/in.或更高。此外,对于定量从约10g/yd2-20g/yd2的无纺织物,其伸长率可从约50-200%,韧性从约200-700f/in,优选从约480-700f/in。因此,在约20g/yd2的定量,更优选低于约20g/yd2的定量,更优选低于约17-18g/yd2的定量,更优选低于约15g/yd2的定量,更优选低于约14g/yd2的定量,最优选低至10g/yd2的定量或更低时,织物具有所述的这些强度性能是优选的。目前,根据用途所生产出的市售织物,其定量例如约为11-25g/yd2,优选从15-24g/yd2
对于最终的使用者来说,无纺材料的柔软性是特别重要的。因此,包含更为柔软无纺材料的产品将是有吸引力的,并由此使产品的销路更好,所述产品如包含更为柔软层的尿布。
已知有各种生产纤维的工艺,所述纤维能形成具有优异性能的无纺材料,所述性能包括高的横向强度和柔软性。例如,US5,281,378;5,318,735和5,431,994(Kozulla)涉及包含聚丙烯的纤维的制备方法,该方法包括:挤出包含聚丙烯的分子量分布至少约5.5的材料,以形成具有一表面的热挤出物;控制在含氧气氛中热挤出物的骤冷,以便使表面产生氧化断链降解。在Kozulla的专利中所述方法的一个方面,控制在含氧气氛中热挤出物的骤冷,以便使该热挤出物在250℃以上的温度保持一段时间,从而使该表面产生氧化断链降解。
如这些专利所述,通过骤冷使表面产生氧化断链降解,如通过延迟冷却或阻塞骤冷气流,最终得到的纤维实际上包含许多区,这些区由包括在熔体流动速率,分子量,熔点,双折射,取向和结晶度上有差异的不同的特性所限定。特别是,如这些专利中所述,在其中生产的纤维包括:基本没有氧化聚合降解的内芯,高浓氧化断链降解聚合材料的外区,以及由内至外氧化断链聚合降解量逐渐增加的中间区。换句话说,可这样来控制在含氧气氛中热挤出物的骤冷,以便得到朝向纤维表面处重均分子量逐渐降低、但熔体流动速率逐渐增加的纤维。例如,优选的纤维包含:重均分子量约从100,000至450,000克/摩尔的内芯,重均分子量低于约10,000克/摩尔、包括纤维表面的外区,以及重均分子量和熔体流动速率在内芯和外区之间、位于内芯和外区之间的中间区。此外,内芯(芯区)的熔点和取向作用均高于外表面区。
另外,EP-A-0630996(Takeuchi等人)涉及带有皮-芯结构的纤维的制备,包括利用短纺方法得到带有皮-芯结构的纤维。在这些申请中,在聚合材料从喷丝嘴挤出处附近,给该聚合材料提供了足够的环境,以便能得到皮-芯结构。例如,由于只通过使用控制的骤冷,如在长纺方法中可使用的延迟骤冷不能在短纺方法中取得这样的环境,因此,当从喷丝嘴进行挤出时,通过使用至少能促进熔融丝部分表面降解的装置和步骤而获得可得到皮-芯结构的环境。特别是,可将各种元件与喷丝嘴连接,如对喷丝嘴或与喷丝嘴连接的板进行加热,以便至少在挤出聚合材料的表面处提供充分的温度环境,从而得到皮-芯纤维结构。
此外,EP-A-0719879(Kozulla)涉及能在各种条件下制备的皮-芯纤维的生产方法,与此同时还能保证生产出可热粘结的纤维,该纤维可提供具有优异横向强度,伸长率和韧性的无纺织物。
此外,已知可对各种材料的混合物进行挤出,以得到纤维。例如,US3,433,573(Holladay等人)涉及包含混合物的组合物,所述混合物包含5-95%重量丙烯聚合物(主要包含丙烯),和95-5%重量乙烯与极性单体如乙酸乙烯酯,甲基丙烯酸甲酯,碳酸亚乙烯酯,丙烯酸烷基酯,卤乙烯和偏二卤乙烯的共聚物。在Holladay等人的很宽范围的组合物包括:包含5-95%聚丙烯以及相应从约5-95%乙烯/乙酸乙烯共聚物的混合物,最终的混合物以重量百分比表示。另外,可将Holladay等人的组合物制成改善的可染性和低温特性的纤维,薄膜和模压制品。
另外,US4,803,117和EP-A-0239080(Daponte)涉及将一定的乙烯共聚物熔喷成弹性纤维或微纤维。所披露的有用的共聚物是:乙烯与至少一种乙烯基单体的共聚物,所述乙烯基单体选自:乙烯基酯单体,不饱和脂肪单羧酸和这些单羧酸的烷基酯,其中乙烯基单体的含量足以将弹性赋予熔喷的纤维。Daponte所披露的举例性的共聚物是乙烯与乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物,其中,当根据ASTM D-1238-86在条件E进行测量时,所述乙酸乙烯酯的熔体指数从32-500克/10分钟,并且乙酸乙烯酯单体的含量从约10%-约50%重量,更具体地从约18%-约36%重量,最佳从约26%-约30%重量;甚至更为具体的值可以是28%重量。
另外,可将Daponte的共聚物与改性聚合物进行混合,所述改性聚合物可以是选自如下至少一种聚合物的烯烃聚合物,包括聚乙烯,聚丙烯,聚丁烯,乙烯共聚物(通常不是与乙酸乙烯酯的共聚物),丙烯共聚物,丁烯共聚物,或两种或多种这些材料的混合物。Daponte的可挤出的混合物通常包括:至少10%重量的乙烯/乙烯基共聚物,和大于0%重量至约90%重量的改性聚合物。
WO94/17226(Gessner等人)涉及根据可混溶的共混聚合物生产纤维和无纺织物的方法,其中共混聚合物可包括:聚烯烃,如聚乙烯和聚丙烯。此外,该共混聚合物还可包括高达20%重量的包含相容的或可混溶的聚合物的一种或多种分散相或连续相,例如高达约20%重量的粘结促进剂,该促进剂可以是聚乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
此外,已知可利用配制复合纤维时不同组成的不同的聚合物来生产例如具有壳-核结构或并排结构的复合纤维。例如US4,173,504;4,234,655;4,323,626;4,500,384;4,738,895;4,818,587和4,840,846披露了热粘结复合纤维,如壳-核和并排结构的纤维,与其它特征一起,所述纤维包括:可由聚丙烯组成的芯和可由乙烯乙酸乙烯共聚物组成的壳。
另外,US5,456,982披露了一种双组分纤维,其中壳可另外包含亲水聚合物或共聚物,如(乙基-乙酸乙烯酯)共聚物。
                          附图概述
结合示出本发明非限定性实施方案的附图,将对本发明有更好的理解,并阐明本发明的特征,其中:
图1(a)-1(g)示出了在不显示纤维皮-芯结构下,本发明纤维的横截面构形。
图2简略地说明了在外表面区和芯之间有梯级的、由本发明的共混聚合物组成的皮-芯纤维。
图3简略地说明了在外表面区和芯之间有不连续梯级的、由本发明的共混聚合物组成的皮-芯纤维。
图4简略说明了包含具有皮-芯结构的、本发明共混聚合物壳的双组分壳-核纤维。
图5说明了横向强度对粘结温度的粘结曲线。
图6说明了不同定量无纺材料的横向强度对粘结温度的粘结曲线。
图7说明了在本发明实施例中使用的砑光辊的图案。
图8简略地说明了无纺材料的横向强度(CDS)对粘结温度的曲线。
图9说明了差示扫描量热计(DSC)的吸热过程。
图10,11a,11b,11c,12a,12b,13a和13b显示了在表8中列出的喷丝嘴。
                    发明详述
本发明涉及并提供:
(a)用于制备高横向强度、伸长率和韧性的织物的热粘结纤维;
(b)用于制备无纺材料的纤维,该材料比由聚丙烯纤维制得的无纺材料更为柔软;
(c)在低温能进行良好热粘结的聚丙烯纤维;
(d)粘结曲线相当平坦的聚丙烯纤维;
(e)在低粘结温度可对纤维进行热粘结,与此同时能使所得到的无纺材料保持高的横向强度、伸长率和韧性;
(f)通过获得横向强度对粘结温度更为平坦的曲线而获得更大的粘结区,从而使得纤维能在较低的温度下进行热粘结,与此同时保持最终无纺材料的高横向强度,借此,可采用较低的粘结温度,以便能获得更为柔软的无纺材料;
(g)低定量的无纺材料,其强度性能如横向强度,伸长率和韧性大于或等于用其它高定量聚丙烯纤维得到的材料的这些强度性能;
(h)能在高速机械上进行加工的纤维和无纺材料,包括以高达约980英尺/分(300米/分)的速度运行的高速梳理机和粘结机;和/或
(i)由聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂(polymeric bond curveenhancing agent)的混合物生产的、具有皮-芯结构的双组分或多组分纤维。
本发明涉及各种形式的纤维,包括长丝或短纤维。所使用的这些术语具有普通的常用含义。在本发明中,长丝通常用来表示在纺丝机上连续的纤维;然而,为方便起见,术语纤维和长丝在本发明中也可以换用。“短纤维”用来表示切断的纤维或长丝。例如,用于尿布中无纺织物的短纤维,其长度优选从约1-3英寸(约2.5至7.6cm),更优选的是从约1.25至2英寸(约3.1-5cm)。
所有提到的粘结曲线,以及横向强度对温度的粘结曲线,均是以温度为X-轴,横向强度为Y-轴进行作图而得到的曲线,其中温度沿X-轴从左至右增加,而横向强度沿Y-轴自下至上增加,如图8所示。
应指出的是,当在本发明中使用术语横向强度时,该强度指的是无纺材料的横向强度。
可通过各种方法,包括长纺方法和短纺方法,或纺粘法,将本发明的共混聚合物纺成纤维。优选的纤维是短纤维,并且是利用能控制骤冷的纺丝设备而生产的。
更具体地说,就制备短纤维的已知的方法而言,这些方法包括:老式的两步“长纺”法,和新式的一步“短纺”法。所述长纺法包括:首先以通常为500-3000米/分的纺丝速度,更优选以500-1500米/分(取决于被纺的聚合物)的纺丝速度熔融挤出纤维。另外在第二步骤中,通常以100-250米/分的运行速度,将这些纤维拉伸,卷曲,并切割成短纤维。一步短纺法包括:在单一步骤中将聚合物转换成短纤维,其中纺丝速度通常在50-200米/分或更高。与通常用于长纺法中的喷丝嘴相比,通过在喷丝嘴中使用约5-20倍数量的毛细孔,增加了一步法的生产能力。例如,通常用于工业化的“长纺”法的喷丝嘴包括有约50-4,000,优选约3,000-3,500个毛细孔,而通常用于工业化的“短纺”法的喷丝嘴包括有约500-100,000个毛细孔,优选约30,000-70,000个毛细孔。在这些方法中,用于纺丝熔体挤出的常用温度约为250-325℃。此外,对于其中生产双组分纤维的方法而言,毛细孔的数量指的是被挤出的长丝的数量,通常不是喷丝嘴中毛细孔的数量。
就纺丝连续性所需的骤冷条件而言,用于制备聚丙烯纤维的短纺法明显不同于常规的长纺法。在短纺法中,利用约100米/分的高孔密度喷丝嘴进行纺丝,所需的骤冷空气速度在约3,000-8,000英尺/分的范围内,以便在喷丝嘴表面以下一英寸处完成对纤维的骤冷。相反地,在长纺法中,利用约1000-1500米/分或更高的纺丝速度,并使用约50-500英尺/分,优选约300-500英尺/分范围的低速骤冷空气。
此外,还可通过其它的方法纺成纤维,所述方法包括:其中将由聚合物制得的纤维直接制成无纺材料的方法,如进行纺粘。
在纺粘法中,将聚合物在挤出机中熔融混合,并通过纺丝泵迫使熔融聚合物通过有大量孔的喷丝嘴。位于喷丝嘴下面的通风管利用调节的空气连续地对长丝进行冷却。当在长丝加工宽度上方,通过高速低压区将长丝吸至长丝被假捻的分布室中时,将产生对长丝的拉伸。假捻的长丝被无规地铺在运动的网带上,该网带将未粘结的纤维网带过用于粘结的热砑光机。然后,将粘结的纤维网缠绕在辊子上。
能用于本发明的聚合物材料包括聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂,如乙烯乙酸乙烯酯聚合物的任何混合物,如通过长纺,短纺,或纺粘法,可在适当的条件下对所述聚合物材料进行挤出,以形成皮-芯结构的纤维。此外,应指出的是,如通过喷丝嘴挤出而生产出长丝的组合物即共混聚合物,通常指的是共混聚合物或可挤出的组合物。此外,尽管如上所述的纤维,长丝和短纤维有不同的含义,但为了方便起见,在本发明中,将这些不同的术语通称为纤维。
另外,还可通过将作为热挤出物的包含聚丙烯和柔软聚合添加剂的共混聚合物进行挤出,并提供使热挤出物形成带有皮-芯结构纤维的条件,而制备带有皮-芯结构的纤维。
当涉及聚合物时,术语共聚物理解为包括两种单体,或两种或多种单体的聚合物,包括三元共聚物。
所述聚丙烯可包含任何可进行纺丝的聚丙烯。聚丙烯可以是无规立构聚丙烯,不均匀有规立构聚丙烯,间规聚丙烯,等规立构聚丙烯和立构规整嵌段聚丙烯-包括部分和完全等规立构的聚丙烯,或至少基本上完全等规立构的聚丙烯。该聚丙烯可通过任何方法进行制备。例如,可使用齐格勒-纳塔催化剂体系,或使用均相或多相金属茂催化剂体系来制备聚丙烯。
此外,在本发明中使用的术语聚合物、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯等包括均聚物、各种聚合物,如共聚物和三元共聚物,以及混合物(包括通过就地混合单独的批料或形成共混物而产生的混合物和合金)。例如,聚合物可包含烯烃如丙烯的共聚物,并且这些共聚物可包含各种组分。优选的是,在聚丙烯的情况下,所述的共聚物可包括高达约20%重量,更优选约0-10%重量的乙烯和丁烯至少之一。然而,取决于所希望的纤维,在共聚物中可包含不同量的这些组分。
此外,该聚丙烯可包含窄分子量分布或宽分子量分布的干燥的聚合物粒料,粉料或颗粒状的聚合物。在此将术语“宽分子量分布”用于限定那些MWD值(即通过在此所述的SEC测量的重均分子量/数均分子量的值)至少约5.0,优选至少约5.5,更优选至少约6的干燥的聚合物粒料,粉料或颗粒状的聚合物。
另外,聚丙烯可以是线性或支化的,如US4,626,467(Hostetter)所述,在此将该专利全文引入作为参考,所述聚丙烯优选是线性的。此外,在制备本发明的纤维时,待制成纤维的聚丙烯可包括如在EPA0552013(Gupta等人)中教导的聚丙烯组合物,在此将该专利申请的全文引入作为参考。另外,还可使用EPA0719879中披露的共混聚合物,在此将该专利申请的全文引入作为参考。
根据ASTM D-1238-86(条件L;230/2.16),测量本发明中所述的聚丙烯聚合物的熔体流动速率(MFR),在此将该测量标准引入作为参考。
可用于本发明的聚合粘结曲线增强剂可包括任何聚合添加剂,或聚合添加剂的混合物,即对于聚丙烯而言所述增强剂是辅料,它能提供如下的作用:(a)使粘结曲线变得平坦,(b)使粘结曲线升高,即增加横向强度,和/或(c)使粘结曲线向左移动,即降低无纺材料横向强度对粘结温度的温度,结果是,由于皮-芯结构的纤维而保持或增加了无纺材料的强度性能,尤其是横向强度。粘结曲线的平坦化,升高和/或迁移的对比,是相对于除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料而进行的。
在本发明中,横向强度的增加包括:粘结曲线横向强度的至少一些位置的升高,优选包括:粘结曲线峰值横向强度的升高,或在低于峰值横向强度温度的温度时某些强度位置的升高。
为保持或增强横向强度,相对于下文将讨论的差示扫描量热法熔点,粘结曲线优选在限定的温度范围内有增加的面积。该增加的面积可通过许多方式得到。例如,(a)横向强度,如峰值横向强度可以相同,基本相同或更低,并使粘结曲线平坦化,从而得到增加的面积,(b)可增加横向强度,如峰值横向强度或在其位置低于峰值横向强度的温度处的横向强度,并使粘结曲线平坦化,从而得到增加的面积,(c)粘结曲线可具有相同或基本相同的形状,并具有更高的横向强度,如沿曲线方向的峰值横向强度,或(d)使粘结曲线迁移至低温区,同时保持或增加在预定温度范围内粘结曲线的面积,例如使粘结曲线平坦化。优选的是,使粘结曲线平坦化并升高,或平坦化并迁移,或升高并迁移,最优选的是,使粘结曲线平坦化、升高并迁移。
因此,在本发明的一个方面,应指出的是,聚合粘结曲线增强剂使粘结曲线变得平坦,优选使最大横向强度增加,并且,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料在其粘结曲线下的面积相比时,优选的是增加了粘结曲线下的面积。另外还应指出的是,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外由在相同条件下对纤维和无纺材料进行加工相比时,聚合粘结曲线增强剂可使最大横向强度增加。此外,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外由在相同条件下对纤维和无纺材料进行加工相比时,聚合粘结曲线增强剂可使粘结曲线的最大横向强度向左迁移,结果是,在较低的粘结温度下,粘结曲线可获得较高的横向强度。优选的是,使粘结曲线平坦化并有增加的面积,结果是,可在很宽的范围内进行粘结,从而拓宽了粘结区域。
尽管上述的对比优选是根据皮-芯纤维进行的,这些纤维具有高的强度性能,但应指出的是,当根据由相同或基本相同的共混聚合物,优选是相同的共混聚合物制得的没有皮-芯结构(或有皮-芯结构但没有壳)的纤维制得的无纺材料进行相当的加工处理时,聚合粘结曲线增强剂也能使粘结曲线变得平坦,使粘结曲线升高和/或使粘结曲线迁移。
聚合粘结曲线增强剂优选具有:(a)低于约230℃的差示扫描量热法熔点(DSC熔点),优选低于约200℃,更优选低于聚丙烯的熔点,即包括在该共混聚合物中的聚丙烯的熔点,最优选的是低于包括在该共混聚合物中的聚丙烯的熔点约15-100℃,(b)弹性模量(在200℃和100弧度/秒测量)低于包括在该共混聚合物中的聚丙烯的弹性模量(例如约低5-100%),或复数粘度(在200℃和100弧度/秒测量)低于包括在该共混聚合物中的聚丙烯的复数粘度(例如约低8-100%)。更为优选的是,聚合粘结曲线增强剂的弹性模量和复数粘度均低于包括在共混聚合物中的聚丙烯。因此,优选的聚合粘结曲线增强剂包括具有上述的DSC熔点和弹性模量和/或复数粘度的材料,例如列于表15中的聚合材料。然而,不具有上述的DSC熔点和弹性模量和/或复数粘度的材料,如KRATONG1750也可作为聚合粘结曲线增强剂用于本发明,其中它们将提供:(a)使粘结曲线变得平坦,(b)使粘结曲线升高和/或(c)使由皮-芯纤维制得的无纺材料的粘结曲线向左移动。
尽管优选浓度的某些聚合粘结增强剂的具体例子已包括在包括实施例在内的该说明部分中,但应强调指出的是,在阅读本发明之后,本领域普通技术人员将能够确定可用于共混聚合物的不同聚合粘结增强剂的浓度,所述共混聚合物可纺成长丝,从而得到皮-芯纤维,与此同时还能使粘结曲线平坦化,升高和/或迁移。
可用作本发明聚合粘结增强剂的聚合物的例子是:烯烃-羧酸乙烯酯聚合物,如烯烃-乙酸乙烯酯共聚物,如将在下面进行更充分描述的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物;包括聚乙烯的共聚物,例如通过乙烯与至少一种C3-C12的α-烯烃进行共聚而制得的共聚物,聚乙烯的例子是ASPUNTM6835A,INSITETM XU58200.02,INSITETMXU58200.03(8803)和INSITETMXU58200.04(得自道康宁公司,Midland,Michigan);烯烃丙烯酸或酯,如乙烯甲基丙烯酸,包括NUCREL925(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware);烯烃共丙烯酸酯(co-acrylate),如乙烯丙烯酸N-丁酯甲基丙烯酸甘油酯(ENBAGMA),如ELVALOYAM(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware),和烯烃共丙烯酸酯共一氧化碳聚合物,如乙烯丙烯酸N-丁酯氧化碳(ENBACO),如ELVAOYHP661,和ELVAOYHP662(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware);和酸改性的烯烃丙烯酸酯,如酸改性的乙烯丙烯酸酯,包括乙烯丙烯酸异丁酯-甲基丙烯酸(IBA-MA),如BYNEL2002(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware),和乙烯丙烯酸N-丁酯甲基丙烯酸,如BYNEL2022(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware);烯烃丙烯酸酯丙烯酸聚合物,如乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸三元共聚物,如SURLYNRX9-1(得自杜邦公司,Wilmington,Delaware);和聚酰胺,如尼龙6(得自North SeaOil,Greenwood,South Carolina)。优选的是,所述聚合粘结曲线增强剂是:乙烯乙酸乙烯酯聚合物,如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和三元共聚物,或聚合粘结曲线增强剂的混合物,其中在混合物中优选的聚合粘结曲线增强剂是乙烯乙酸乙烯酯聚合物。例如,多种粘结曲线增强剂可包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯聚合物和至少一种聚酰胺,或至少一种乙烯乙酸乙烯酯聚合物和至少一种聚乙烯。
上述的聚合粘结曲线增强剂的分子量优选约为103-107,更优选约为104-106。此外,在聚合粘结曲线增强剂中烯烃碳原子数优选约C2-C12,更优选约C2-C6,其中烯烃的优选碳原子数为C2
如上所述,聚合粘结曲线增强剂还能给无纺材料提供高的柔软性。用于给无纺材料提供特别高柔软性的聚合粘结曲线增强剂包括:ELVAX3124,KRATONG1750,ELVALOYAM,乙烯乙酸乙烯酯聚合物与INSTITETM XU58200.02和INSTITETM XU58200.03,BYNEL2002,和NUCREL925至少之一的混合物。
聚丙烯是共混聚合物中的主要材料,其在共混聚合物中的含量可高达95.5%重量,通常其含量从约99.5-80%重量,更优选从约99.5-90%重量,更为优选的是从约99.5-93%重量,更优选从约99-95%重量,最优选的是从约97-95.5%重量。
聚合粘结曲线增强剂或其混合物在共混聚合物中的含量可高达共混聚合物重量的约20%重量,更优选的是低于共混聚合物重量的约10%重量,其中优选的用量范围从约0.5-7%重量,更优选的范围从约1-5%重量,最优选的范围从约1.5-4%重量,其中,更为优选的值约为3%重量。
例如,就乙烯乙酸乙烯酯聚合物而言,可用于共混聚合物的该乙烯乙酸乙烯酯聚合物易于从市场上得到,并包括各种形式的乙烯乙酸乙烯酯聚合物,包括乙烯乙酸乙烯酯共聚物和三元共聚物。乙烯乙酸乙烯酯聚合物在共混聚合物中的含量约为共混聚合物的10%重量,更优选低于10%重量的共混聚合物,其中优选的用量范围约从0.5-7%重量,更优选的范围约从1-5%重量,最优选的范围约从1.5-4%重量,其中更为优选的用量值约为3%重量。
在乙烯乙酸乙烯酯聚合物的情况下,乙烯乙酸乙烯酯聚合物中乙酸乙烯酯的百分比可在该共混聚合物能形成皮-芯纤维的任何浓度范围内改变。对于绝大多数的用途来说,在乙烯乙酸乙烯酯聚合物中乙酸乙烯酯单元的百分用量约从0.5-50%重量,更优选的是约从5-50%重量,更为优选的是约从5-30%重量,最优选的是从约9-28%重量。
应指出的是,当增加乙烯乙酸乙烯酯聚合物中乙酸乙烯酯的浓度时,能得到这样的纤维,该纤维能生产出具有更为柔软手感的无纺材料;因而,当乙烯乙酸乙烯酯聚合物中乙酸乙烯酯单元的浓度较低但仍能得到柔软手感时,将能够增加可加工性。当希望增加的柔软性时,乙酸乙烯酯单元优选的百分比约为28%重量,而当希望增加可加工性时,其百分比约为9%重量。
换句话说,乙烯可占乙烯乙酸乙烯酯聚合物重量的约50-95.5%,更优选的是约50-95%重量,更为优选的是约60-95%重量,更为优选的是70-95%重量,最优选的是约72-91%重量,其中优选值约为72%重量。另外,当希望增加的可加工性时,乙烯乙酸乙烯酯聚合物中更高用量的乙烯是优选的,该优选用量约为91%重量。
另外,当根据ASTMD-1238-86(在条件E下)进行测量时,乙烯乙酸乙烯酯聚合物可具有在约0.1-500克/分的熔体指数(MI),在此将该测量标准全文引入作为参考。测量熔体指数的方式,以及与熔体流动的关系披露于US4,803,117(Daponte)中,在此将该专利全文引入作为参考。
能用于本发明的举例性的乙烯乙酸乙烯酯聚合物是:由杜邦公司以商标ELVAX出售的产品,如ELVAX Resins-Grade Selection Guide byDu Pont Company,1989年10月,在此将该全文引入作为参考。乙烯/乙酸乙烯酯共聚物包括:高级乙酸乙烯酯树脂;200-,300-,500-,600-,和700-系列的树脂和相应的包装等级的3100系列树脂;三元共聚物包括:以如酸式三元共聚物所述的乙烯/乙酸乙烯酯/酸三元共聚物。优选的共聚物是ELVAX150,ELVAX250,ELVAX750,ELVAX3124和ELVAX3180,优选的酸式三元共聚物是ELVAX4260。然而,如上所述,乙烯乙酸乙烯酯共聚物可包含任何的乙烯乙酸乙烯酯聚合物,例如,共聚物或三元共聚物,所述聚合物如通过长纺,短纺或纺粘法,可在直接形成具有皮-芯结构的长丝的条件下进行挤出。
只要所述共混聚合物能保持可纺性并且得到的纤维能形成无纺材料,那么除聚丙烯、聚合粘结曲线增强剂或其混合物以外,该共混聚合物中还可包含另外的聚合物。可添加至共混聚合物中的聚合物取决于纤维所希望的性能,如在生产无纺材料时所希望的性能以及无纺材料本身的性能。事实上,另外的聚合物可增强聚合粘结曲线增强剂的性能。例如,除聚丙烯以外,共混聚合物可包括各种聚合物,无论该聚合物是否在聚合粘结曲线增强剂定义的范围内,所述聚合物如:聚酰胺,聚酯,聚乙烯和聚丁烯。因此,即使另外的聚合物不是聚合粘结曲线增强剂,也能将它们添加至共混聚合物中。
换句话说,当参考希望共混聚合物中包含聚烯烃混合物的情况时,共混聚合物可包含占添加至共混聚合物中聚烯烃重量100%的聚丙烯。然而,可将不同用量其它的聚烯烃添加至聚丙烯中。例如,甚至聚乙烯不是聚合粘结曲线平坦化剂时,也可将各种聚乙烯与共混聚合物中的聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂混合,其用量可高达共混聚合物的20%重量,更优选可高达约10%重量,更为优选的是高达约5%重量,更优选的是高达约3%重量,优选的用量范围约从0.5-1%。因此,例如在本发明的实施方案中,除聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂以外,可将各种聚合物添加至共混聚合物中,如聚乙烯或其混合物,所述的聚乙烯或其混合物是或不是聚合粘结曲线增强剂。
因此,就聚乙烯而言,可将任何聚乙烯添加至能使该共混聚合物纺成皮-芯结构的共混聚合物中。聚乙烯的密度至少约0.85克/厘米3,优选的范围约从0.85-0.96克/厘米3,更为优选的范围约从0.86-0.92克/厘米3。特别是,所述聚乙烯可包含:优选密度范围约从0.86-0.935克/厘米3的低密度聚乙烯;优选密度范围约从0.94-0.98克/厘米3的高密度聚乙烯;优选密度范围约从0.85-0.96克/厘米3的线性聚乙烯,如密度约从0.85-0.93克/厘米3,更具体地说约从0.86-0.93克/厘米3的线性低密度聚乙烯,包括通过乙烯与至少一种C3-C12的α-烯烃的共聚合而制得的产物,和密度为0.94克/厘米3或更高的、带有C3-C12的α-烯烃的高密度聚乙烯共聚物。
因此,共混聚合物可仅仅包含两种聚合物,如聚丙烯和单一的聚合粘结曲线增强剂。此外,该聚合物还可包括:三种或更多种聚合物,如(a)聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂的混合物,或(b)聚丙烯和一种或多种聚合粘结曲线增强剂以及不是聚合粘结曲线增强剂的另外的聚合物。
另外,共混聚合物可包括各种添加至纤维中的添加剂,如抗氧剂,稳定剂,颜料,抗酸剂和加工助剂。
本发明的共混聚合物可通过使用混合至少两种聚合物的任何方式来制备。例如,可通过转筒混合固体聚合物,然后使用来挤出成长丝的该混合物熔融而得到共混聚合物。
此外,可在最终混合形成共混聚合物之前,将共混聚合物的各组分进行预混合。例如,当将至少一种另外的聚合粘结曲线增强剂和/或另外的聚合物如聚乙烯添加至包含聚丙烯和作为优选聚合粘结曲线平坦化剂的乙烯乙酸乙烯酯共聚物的共混聚合物中时,可预先将至少一种另外的聚合粘结曲线增强剂和/或至少一种另外的聚合物与乙烯乙酸乙烯酯共聚物预混合。当混合时可采用任何的混合顺序。
因此,例如,通过将作为固体聚合物的一重量份乙烯乙酸乙烯酯共聚物与两重量份的聚乙烯进行混合,可制备乙烯乙酸乙烯酯共聚物和聚乙烯的预混物。然后将该混合物在如180℃的温度下熔融挤出,通过一水浴,并切割成粒料。然后,如通过转筒混合,使该粒料与聚丙烯混合,从而形成共混聚合物。
通过实施本发明的方法,并通过使用熔纺法如根据本发明的长纺或短纺法对聚合物组合物进行纺丝时,可得到具有如下性能的纤维:在很大的粘结区内优异的热粘结特性,以及优异的柔软性、不透明性、强度、拉伸强度和韧性。此外,甚至在低于通常使用的定量下,本发明的纤维能提供具有优越横向强度、韧性、伸长率、均匀性、透气性和柔软性的无纺材料,并且能使用各种纺丝方法。
优选无纺材料的定量低于约20g/yd2,更优选低于约18g/yd2,更优选低于约17g/yd2,更为优选低于约15g/yd2,更优选低于约14g/yd2,甚至可低至10g/yd2,或更低,优选的定量范围约从14-20g/yd2
例如,本发明的纤维可在制造各种材料、特别是可具有不同用途的织物的高速机器上进行加工;所述材料包括尿布的覆面片,拦截层和底面片。本发明的纤维能生产无纺材料,其生产速度高达约500英尺/分,优选约700-800英尺/分,更优选高达约980英尺/分(约300米/分),定量优选低于约20g/yd2(gsy),可低至约18gsy,低至约17gsy,低至约15gsy,低至约14gsy,甚至低至约10gsy或更低,优选的定量范围约从14-20gsy,横向强度至少约200-400克/英寸,更优选从300400克/英寸,优选大于约400克/英寸,更优选高达约650克/英寸或更高。此外,对于定量约20g/yd2,更优选低于约20g/yd2,更优选低于约17-18g/yd2,更为优选低于约15g/yd2,更优选低于约14g/yd2,并且最优选低至10g/yd2,或更低的织物而言,该织物的伸长率约从50-200%,韧性约从200-700克/英寸,优选约从480-700克/英寸。
使用许多步骤来分析并确定本发明的组合物和纤维,在组合物和纤维的限定特性中使用了各种术语。这些术语将在下面描述。
正如在上述EPA0630996(Takeuchi等人)中所述(在此将该申请的全文引入作为参考),本发明皮-芯结构纤维的绝大部分不均匀形态结构可以通过四氧化钌(RuO4)染色的纤维薄型材的透射电子显微镜术来表征。关于此,参见Trent等人在Macromolecules,Vol.16,No.14,1983,“Ruthenium Tetroxide Staining of Polymers for Electron Microscopy”中的教导,在此将该文全文引入作为参考。已知的是,聚合材料的结构取决于其热处理、组分以及加工,并且还已知的是,这些材料的机械性能如韧性、冲击强度、弹性、疲劳强度以及断裂强度对组织结构十分敏感。此外,该文章还指出,透射电子显微镜术是以高分辨率值分析多相聚合物体系结构特性的现有技术;然而,该技术常常需要通过染色剂来增强聚合物的图像对比度。其中指出了用于聚合物的染色剂包括:四氧化锇和四氧化钌。对于本发明纤维的染色而言,四氧化钌是优选的染色剂。
在本发明的形态表征中,纤维试样用含水的RuO4,如0.5%(重量)的四氧化钌水溶液(得自Polysciences,Inc.)在室温染色过夜。(尽管在该方法中使用了液体染色剂,但也能用气相染色剂对试样进行染色。)将染色的纤维埋入Spurr环氧树脂中并于60℃固化过夜。然后,在室温,使用钻石刀在超薄切片机上将包埋的染色纤维薄薄地切开,以得到约80nm厚的切片,在常规的装置如Zeiss EM-10TEM上,在100kV下对切片进行检测。使用能量分散x-射线分析来证实,RuO4已完全渗透至纤维的中心。
在深度至少约0.2微米,优选至少约0.5微米,更优选至少约0.7微米,更为优选至少约1微米的纤维横截面的外表面区域内,本发明的皮-芯结构纤维富含钌(Ru残余物),而纤维的芯部却包含低得多的钌含量。此外,在纤维横截面的外表面区域内富含钌(Ru残余物)的深度可大于约1.5微米的厚度。
另外,当纤维低于2旦时,说明钌含量的另一种方式是根据纤维的当量直径,其中,当量直径等于与五个试样纤维的平均横截面积相当的圆的直径。更准确地说,对于低于2旦的纤维而言,皮层厚度也可用纤维当量直径的染色浓集来说明。在这样的例子中,钌的染色浓集可达至少约1%和至多约25%的纤维当量直径,优选约2%-10%的纤维当量直径。
阐明本发明纤维皮-芯结构的另一种测试方法,尤其是用来评估纤维进行热粘结能力的方法,包括使用热台测试的残余物微量熔化分析。该方法用来测量在加热期间在纤维轴向收缩后,残余物的含量,当存在大量残余物时,相当于纤维能提供良好的热粘结能力。在该热台方法中,将合适的热台设置在145℃;所述的热台如通过Mettler FP90控制处理机控制的Mettler FP82 HT低质量热台。将硅油滴加至清洁的显微镜载片上。在三个无规长丝试样区域中,将约10-100根纤维切成1/2mm的长度,并用针将其搅拌入硅油中。用覆盖玻璃盖住无规分散的试样,并放置在热台上,以致使绝大部分切断纤维的两断在视线范围内。然后将热台的温度以3℃/分的速率升高。在某一温度时,纤维将产生轴向收缩,并观察尾随的残余物的存在与否。当收缩完成之后,停止加热,并将温度迅速降低至145℃。然后,通过合适的显微镜,如Nikon SK-E trinocular偏振显微镜,对试样进行检测,并使用例如装有Pasecon videotube和Sony Up-850 B/W videographic打印机的MTI-NC70摄像机,摄取相片有代表性的区域,从而得到了相片的复制品。当绝大多数纤维留有残余物时,将其评定为“良好”,当只有少量百分比的纤维留有残余物时,将其评定为“差”。另外还可使用相应的其它评定等级,它们包括在“良好”和“差”之间的“合格”,和当然在“差”以下的“无”。等级“无”表示不存在皮层,因此,“差”至“良好”表示存在皮层。
使用尺寸排阻色谱法(SEC)来测量分子量分布。特别是,使用带差示折光指数(Waters)检测的Waters150-C ALC/GPC高温液体色谱,在145℃进行高性能的空间排阻色谱法。为控制温度,将色谱柱,检测器和注射系统恒温在145℃,并将泵恒温在55℃。所使用的移动相是用4mg/L丁基化的羟基甲苯稳定的1,2,4-三氯苯(TCB),流速为0.5ml/min。该柱组包括:两个Polymer Laboratories(Amherst,Mass.)PLGel混合的-B床柱(bed columns),10微米粒径,部件号码1110-6100,和Polymer Laboratories PL-Gel500纳米柱,10微米粒径,部件号码1110-6125。为进行色谱分析,通过将温度加热至175℃保持2小时,而将试样溶解于稳定的TCB中,然后,在145℃再进行2小时的溶解。此外,试样在分析之前不进行过滤。所有分子量数据均基于:由试验的聚苯乙烯校准曲线通用的转换而得到的聚丙烯校准曲线。通用的转换采用实验上最佳的Mark-Houwink系数K和α,它们对于聚苯乙烯分别为0.0175和0.67,对于聚丙烯分别为0.0152和0.72。
通过以Zeichner和Patel在Proceedings of Second World Congress ofChemical Engineering,Montreal.Vol.6.第333-337页中所述的方式,借助使小块聚合物试样经受小幅振动而测定本发明聚合材料的动态剪切性能,在此将该文引入作为参考。具体地说,将试样固定在两块直径为25微米的平行板之间,两板的间距为2微米。将顶板连接至RheometricsSystem IV流变仪(Piscataway,NJ)上,而将底板连接至2000gm-cm的转矩转换器上。试验温度保持在200℃,其中试样处于熔融状态,在整个试验过程中将温度保持稳定。将底板固定,而对顶板施加频率范围从0.1-400弧度/秒的小幅振动。在每个频率位置,在瞬变状态消失之后,可将动态应力响应分成剪切应变的同相分量和异相分量。动态模量G’表征动态应力的同相分量,而损失模量G”表征动态应力的异相分量。对于高分子量的聚烯烃如聚丙烯而言,当以频率作为函数进行测量时,可观察到,这些模量在某一位置(某一模量)处相交或相重叠。该相交模量称之为Gc,而相交频率称之为Wc。
多分散指数(PI)由106/相交模量来定义,并发现与分子量分布Mw/Mn有关。对于聚丙烯而言,当将多分散指数恒定时,相交频率与重均分子量成反比关系。
下面对上述的测量复数粘度和动态模量进行详细说明,首先使试样经受频率从0.1-400弧度/秒的小幅振动,在起始的瞬变状态消失后,转换器将具有相同频率的振动应力输出记录为应变输入,但有一相位差。该输出应力作用可利用称之为储存(动态)模量G’的系数分解成同相应力,用称之为损失模量G”的系数分解成异相应力,它们只是频率的函数。
储存模量G’是在小幅周期性应变变形期间,对材料储存能量的量度,并且另外也称之为试样的弹性模量。损失模量G”是在小幅周期性应变变形后能量损失的量度。
复数粘度可根据所述的两种模量而得到,该粘度是试样动态粘度的量度。更具体地说,复数粘度等于弹性模量G’和损失模量G”的几何平均值除以频率。在频率取100弧度/秒的情况下,更具体地说,复数粘度η的计算式如下:
(原文26页公式)
纤维结合在一起的能力是纤维结合力的量度;它是通过测量使平行于其长度方向的纤维滑动所需的力而测定的。在本发明中用来测量纤维结合力的测试方法是ASTM D-4120-90,在此将其全文引入作为参考。在该测试方法中,将特定长度的粗纱,梳条或毛条在两对辊子之间牵引,其中每对辊子以不同的圆周速度进行运动。记录牵引力,然后对试样进行称重,并计算线性密度。以每单位线性密度牵引阻力计算的牵引强度认为是动态纤维结合力的量度。
更具体地说,将30磅处理过的短纤维试样加入预喂料机中,在该预喂料机中使纤维开松,以便使之能梳理通过Hollingsworth梳棉机(CMC型(EF38-5))。通过平台将纤维送至一平稳喂料系统,在该系统中进行实际的梳理。然后纤维通过落纱操作工到达以约20米/分运动的皮板输送带上。接着,使纤维通过凝棉导管,然后进入两个砑光辊之间。至此,梳理的纤维从纤维网变成了梳条。然后使梳条通过另一个梳棉导管进入旋转的圈条筒中。将梳条制成85克/码。
由该圈条筒,将梳条喂入Rothchild Dynamic Sliver CohesionTester(Model#R-200,Rothchild Corp.,苏黎士,瑞士)。使用电子拉伸仪(Model#R-1191,Rothchild Corp.)来测量牵引力。输入速度为5米/分,牵引比为1.25,并且经2分钟周期对梳条进行测量。将整个力的平均值除以平均克重等于梳条的结合力。因此,梳条的结合力是梳条耐拉伸的量度。
本发明中使用的术语“卷曲/英寸”数(CPI)等于在没有应力下给定的松散纤维试样每英寸的“假捻”数。通过在没有应力的状态下将30根1.5英寸长的纤维试样安置在校准玻璃板上,并通过双面涂布的玻璃带将纤维的两端固定在板上而测量卷曲/英寸的数量。然后,用未校准的玻璃板覆盖该试样板,并对每根纤维0.625英寸内存在的假捻进行计数。然后将每根纤维0.625英寸内的总假捻数乘以1.6,从而得到每根纤维每英寸的卷曲数。然后,取30个测量值的平均值作为CPI。
通过当与纤维芯中的共混聚合物相比,能使纤维表面的共混聚合物发生氧化,降解和/或分子量降低的任何方法,可制备本发明纤维的皮-芯结构。因此,皮-芯结构包括为得到皮-芯结构的聚合物混合物的改性,不包含各组分沿着轴向延伸界面进行的连接,如壳-核和并排的双组分纤维。当然,皮-芯结构能用于复合纤维中,如以US5,281,378;5,318,735和5,431,994中所述的方式,使皮-芯结构存在于壳-核纤维的壳中。
因此,例如,通过提供和/或控制这样的条件,即在共混聚合物挤出期间能形成皮-芯结构,可制得本发明的皮-芯纤维。例如,为了得到皮-芯结构,可在氧化气氛下,使热挤出物的温度如喷出喷丝嘴的挤出物的温度保持足够的高温,并保持足够的时间。可使用许多工艺,如上述Kozulla的专利和Takeuchi等人的US申请和外国申请中所述的工艺,来实现该高温。
更具体地说,作为本发明的例子,在氧化气氛中,使热挤出物的温度至少保持在约250℃并保持足够的时间,从而使纤维表面产生氧化断链降解。当热挤出物离开喷丝嘴时,通过延迟对热挤出物的冷却,如通过阻塞骤冷气流到达热挤出物处,可提供所述的高温。通过使用具有一定结构和排列的护罩或凹槽喷丝嘴,可使骤冷气流阻塞,从而能保持高温。
另一方面,通过在喷丝嘴附近对共混聚合物进行加热,或者是直接对喷丝嘴进行加热,或者是对邻近喷丝嘴的区域进行加热,可得到本发明的皮-芯结构。换句话说,可在或邻近至少一块喷丝嘴的位置处,通过直接对喷丝嘴加热,或对位于喷丝嘴上方约1-4mm处的加热板进行加热,可加热共混聚合物,从而在氧化气氛中,将聚合物组合物加热至在冷却时能得到皮-芯纤维结构的足够的温度,所述冷却如立即骤冷。
例如,对于用于共混聚合物挤出的典型短纺方法而言,聚合物挤出温度约为230-250℃,喷丝嘴下表面的温度约为200℃。该200℃的温度不能使喷丝嘴的出口处发生氧化断链降解。就此而言,希望在喷丝嘴出口处最优选的温度至少约250℃,以便熔融的长丝产生氧化断链降解,借此,得到具有皮-芯结构的长丝。因此,即使将共混聚合物加热至足以在已知的熔纺系统、如挤出机中或在挤出通过喷丝嘴之前的另一位置进行熔纺的温度,在不对喷丝嘴或与之相邻的位置处进行加热的情况下,在从喷丝嘴进行挤出时,在短纺方法中也不能将该共混聚合物保持足够高的温度。
尽管已描述了形成皮-芯结构的上述工艺,但本发明并不局限于由上述工艺得到的皮-芯结构,能给纤维提供皮-芯结构的任何工艺均包括在本发明的范围内。因此,带有含低分子量聚合物、高熔体流动速率聚合物,氧化聚合物和/或降解聚合物的表面区的任何纤维均为本发明的皮-芯纤维。
为了确定是否存在皮-芯纤维,采用上述的钌染色试验。根据本发明,在优选的实施方案中,将进行钌染色试验,以确定是否在纤维中存在皮-芯结构。更具体地说,对纤维进行钌染色,并测量纤维横截面外表面处的钌浓集作用(Ru残余物)。如果该纤维显示出:至少约0.2微米厚的钌染色浓集,或低于2旦的纤维至少有约1%当量直径的钌染色浓集,那么,该纤维有皮-芯结构。
尽管钌染色试验是确定皮-芯结构的优异试验方法,但仍存在不出现钌染色浓集的情况。例如,当实际上纤维包含皮-芯结构时,纤维内有一些组分将干扰或阻止在纤维皮层处显示出钌。在本发明中对钌染色试验的说明是在没有任何将阻止、干扰或减少染色的材料和/或组分的情况下作出的,不管这些材料是作为纤维的正常组分存在于纤维中,如作为加工纤维的组分包括在纤维中,或这些材料存在于纤维中用以阻止、干扰或减少钌的染色。
本发明的皮-芯纤维的平均熔体流动速率将比未降解的纤维内芯的熔体流动速率高约20-300%(但这并不是必须的)。例如,为测定未降解的纤维内芯的熔体流动速率,将共混聚合物挤出入惰性环境中(如惰性气氛中)和/或迅速进行骤冷,以便得到未降解或基本未降解的纤维。然后测量没有皮-芯结构的该纤维的平均熔体流动速率。然后,通过将皮-芯纤维的平均熔体流动速率减去未降解纤维的平均熔体流动速率(以芯的熔体流动速率表示),将该差值除以未降解纤维的熔体流动速率,再乘以100,可计算得到皮-芯纤维熔体流动速率增加的百分比。换句话说,
皮-芯纤维的熔体流动速率相对于芯熔体流动速率的增加百分比
=(MFRs-c-MFRc)/MFRc×100式中MFRs-c=皮-芯纤维的平均熔体流动速率,MFRc=芯的平均熔体流动速率。
当然,与芯的熔体流动速率相比,皮芯纤维的平均熔体流动速率的增加百分比将取决于皮-芯结构的特性。因此,皮-芯结构在外表面区(例如与内芯相比为高浓氧化断链降解的聚丙烯)和内芯之间可包含梯度区域(例如,朝向纤维的外表面,重均分子量逐渐降低),如根据上述Kozulla的专利和上述EPA0630996(Takeuchi等人)中披露的方法所得到的纤维。在所述皮-芯结构中,皮包含外表面区和梯度区。另外,如EPA0630996(Takeuchi等人)中所披露的,在没有梯度的情况下,可有明显的芯和外表面区。换句话说,在形成纤维的两个相邻不连续部分的芯和外表面区(例如氧化断链降解的聚丙烯)之间有明显的梯阶,或在内芯和外表面区之间有梯度。
因此,本发明的皮-芯纤维可有不同的物理特性。例如,在外表面区和芯之间有不连续梯阶的皮-芯纤维的平均熔体流动速率只是稍稍大于共混聚合物的熔体流动速率;然而,在外表面区和芯之间有梯度的皮-芯纤维的平均熔体流动速率将明显大于聚合物组合物的熔体流动速率。更具体地说,对于熔体流动速率约10dg/min的共混聚合物而言,可将没有梯度的皮-芯纤维的平均熔体流动速率控制在约11-12dg/min之间,这表明,断链降解作用已基本限制在皮-芯纤维的外表面区域内。相反,有梯度的皮-芯纤维的平均熔体流动速率约为20-50dg/min。
此外,尽管不希望束服于主要的聚丙烯相与聚合粘结曲线增强剂如乙酸乙烯酯共聚物之间的联系,但应指出的是,聚合粘结曲线增强剂可分散在呈原纤维形式的纤维的整个横截面上。分散作用可以任何方式进行,如均匀或不均匀地分布在纤维的皮和芯中,其中在纤维的皮层和芯层中,原纤维似乎至少要发生一些降解。
更具体地说,聚合粘结曲线增强剂如乙烯乙酸乙烯酯共聚物可在主要相中呈微区(microdomains)的形式,其中这些具有长形外观的微区呈原纤维的形式。这些原纤维似乎有如下的尺寸,包括约0.005-0.02微米宽,和约0.1微米长或更长。然而,尽管可能存在原纤维,如当聚合粘结曲线增强剂包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物时,但并不必需存在原纤维。因此,在本发明的纤维中可以有或没有原纤维。
根据本发明得到的纺丝纤维可以是单组分或双组分型的连续的纤维和/或短纤维,其旦/单纤维(dpf)优选落在约0.5-30的范围内,或更高,更优选的是不大于约5,最好是在约0.5和3之间,更优选的是约1-2.5,优选的dpf值约为1.5,1.6,1.7和1.9。
在多组分纤维中,例如双组分型中,如壳-核结构,该壳部分可有皮-芯结构,而核部分可以是常规的核部分,如上述US4,173,504;4,234,655;4,323,626;4,500,384;4,738,895;4,818,587和4,840,846中所披露的。因此,双组分纤维的核部分无需进行降解,或者甚至可由作为壳组分的相同的聚合材料组成,但该核通常应与壳组分的内芯相容,或是可湿润的或可粘结至壳组分的内芯上。因此,核可包含作为壳的相同的聚合材料,如包括聚丙烯和一种或多种聚合粘结曲线增强剂,以及可能的一种或多种另外包括在壳中的聚合物的相同的混合物,或者可包含其它的聚合物或聚合物混合物。例如,核和壳均包含聚丙烯或聚丙烯的混合物,或与任何其它组分的混合物,包括聚合粘结曲线增强剂,例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和/或另外的聚合物。
此外,本发明的纤维可具有任何横截面构形,如图1(a)-1(g)中所示,如椭圆形(图1(a)),圆形(图1(b)),菱形(图1(c)),三角形(图1(d)),“Y”形(图1(e)),“X”形(图1(f),和其中三角形的各边稍稍凹进的中凹三角形(图1(g))。优选的是,纤维包含圆形或中凹三角形的横截面构形。横截面形状并不局限于这些例子,并且可包含其它的横截面形状。此外,对于同一横截面形状,其横截面形状可不同于所述的形状。另外,纤维可包括中空部分,如中空纤维,该纤维是例如利用“C”形横截面的喷丝嘴而生产的。
此外,为了有助于目测本发明的纤维,图2-4提供了纤维的简图。因此,图2简略地说明了皮-芯纤维,该纤维由包含外区3和中间区2,以及芯1的共混聚合物组成。图3简略地说明了皮-芯纤维,该纤维由在皮4和芯5之间有不连续梯阶的本发明的共混聚合物组成。图4简略地说明了双组分壳-核纤维,该纤维包含具有皮-芯结构的本发明共混聚合物的壳。当所述的双组分纤维包括有双组分内核组分6时,所述的该组分不同于壳的共混聚合物,参考号7,8,和9类似于图2中的参考号1,2,和3。
根据本发明,原料组合物的MFR优选约从2-35dg/min,以致使该组合物可在250-325℃,优选在275-320℃的温度范围内进行纺丝。
在喷丝嘴的下游,在加热或常温下,氧化环境可包括空气、臭氧、氧或其它常规的氧化环境。必须保持在此位置的温度和氧化条件,以便保证:在纤维内实现足够的氧扩散,以便至少在纤维的表面区域内进行氧化断链,从而得到纤维的平均熔体流动速率至少约从15,25,30,35或40至最大值约70。
在制备本发明的纤维时,至少将一种熔体稳定剂和/或抗氧剂与可挤出的组合物混合。与共混聚合物混合制成纤维的熔体稳定剂和/或抗氧剂,其用量为可挤出组合物重量的约0.005-2.0%,优选从约0.005-1.0%重量,更优选从约0.0051-0.1%重量。所述的稳定剂和抗氧剂在纤维制备中是熟知的,包括苯基亚磷酸酯,如IRGAFOS168(得自Ciba Geigy Corp.),ULTRANOX626和ULTRANOX641(得自通用电器公司),和SANDOSTABP-EPQ(得自Sandoz Chemical Co.);和位阻酚类,如IRGANOX1076(得自Ciba Geigy Corp.)。
可以任何方式将稳定剂和/或抗氧剂添加至可挤出的组合物中,以提供所希望的浓度。特别是,应指出的是,所述材料还可以包含得自供应商的添加剂。例如,当添加时,聚丙烯可包含约75ppm的IRGANOX1076,和ELVAX;当添加时可包含0-1000ppm的丁基化羟基甲苯(BHT)或其它的稳定剂。
另外,在本发明的纤维中还可以包括颜料,如二氧化钛,其用量至多约2%重量;抗酸剂,如硬脂酸钙,其用量约为0.01-0.2%重量;着色剂,其用量为0.01-2.0%重量;以及其它熟知的添加剂。
此外,在高温挤出过程(大于220℃)中,当使用聚合粘结曲线增强剂时,将在主挤出机过滤机和/或下游的喷丝嘴过滤机中产生压力状态。为此,可使用设计用来阻止聚乙烯在挤出模头中、绝大多数情况是在成膜系统中产生“粘滑”的加工助剂,以便防止或减少压力形成,如利用乙酸乙烯酯含量从9-28%的乙烯乙酸乙烯酯共聚物。所述的加工助剂优选薄薄地涂布在挤出设备的金属部件上,例如挤出机,管道,过滤机以及纺丝孔,结果是,聚合粘结曲线增强剂(例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物)不会在过滤机和/或纺丝孔处聚集而形成压力。例如,加工助剂可包含VitonFree FlowTMGB(得自DuPont DowElastomers,EIkton,MD),DynamarTMFX9613和DynamarTMFX5920A(得自3M,Specialty Fluoropolymers Dept.,St.Paul,MN)。优选的是,加工助剂包含:与作为聚合粘结曲线增强剂的乙烯乙酸乙烯酯共聚物结合使用的Dynamar.TMFX5920A。
可将包括纺丝涂饰剂和纺后涂饰剂(over finishes)的各种涂饰剂添加至纤维中,或掺入共混聚合物中,以使纤维具有可湿性和抗静电性能。例如,在本发明的纤维中可使用如US4,578,414中所述的湿润剂,在此将该专利引入作为参考。此外,还在在本发明的纤维中使用如US4,938,832中所述的疏水涂饰剂,在此将该专利引入作为参考。另外,所述疏水涂饰剂优选包含如US08/728,490(申请日,1996.10.9)中所述的疏水季铵醇酯,在此将该专利申请引入作为参考。这些酯的混合物可得自:Hercules Incorporated(Wilmington,Delaware),如HERCOLUBEF,HER-COLUBE202,和HERCOFLEX707A;和George A.GoulstonCo.(Monroe,North Carolina),如LUROLPP6766,LUROLPP6767,LUROLPP6768和LUROLPP6769。
在本发明的共混聚合物中还可包括另外的组分,以使纤维具有某些性能。例如,可将向纤维提供重复可湿性的组分添加至共混聚合物中,所述组分如:结合或不结合一级脂肪酸酰胺的烷氧基化的脂肪胺,如US5,033,172中所述,在此将该专利引入作为参考。
另外,当利用设计用来测量纤维强度和伸长率的Fafigraph仪器(T型或M型,得自Textechno,Inc.)对单独的纤维进行测量时,优选本发明纤维的强度低于约4克/旦,纤维的伸长率至少约50%,更优选的是,强度低于约2.5克/旦,纤维的伸长率至少约200%,更为优选的是,纤维的强度低于2克/旦,纤维的伸长率至少约250%,其中纤维的计量长度约为1.25cm,拉伸率约为200%/分(以所测试的10根纤维的平均值计)。将纤维的强度定义为裂断力除以纤维的旦,而将纤维的伸长率定义为裂断伸长的百分数。
本发明的纤维可在各种拉伸条件下进行拉伸,优选在约1-4倍的比率下进行拉伸,优选的拉伸比约1-2.5倍,更优选的拉伸比从约1-2倍,更优选的拉伸比从约1-1.6倍,更优选的拉伸比从约1-1.4倍,特别优选的拉伸比从约1.15-1.35倍。所述拉伸比通过测量与长丝通过的第二辊的速度相比的第一辊的速度,并将第二辊的速度除以第一辊的速度而确定。
如上所述,本发明提供了包括热粘结在一起的本发明纤维的无纺材料。特别是,通过将本发明的纤维掺入无纺材料中,所得到的无纺材料将拥有优异的横向强度和柔软性。这些无纺材料可用作各种产品的至少一层,所述产品包括卫生产品,如妇女卫生巾、失禁产品和尿布,所述这些产品包括至少一层液体吸收层和至少一层本发明的无纺材料层和/或粘结在一起的本发明的纤维。此外,根据本发明的制品可包括:至少一个液体可渗透的或不可渗透的层。例如,作为一个实施方案,结合本发明的无纺织物的尿布将包括可渗透或不可渗透的最外层、无纺材料的内层,以及至少一层中间吸收层。因此,本发明的无纺材料可用作外层,该外层可以是不可渗透的外层,但也可以是可渗透的外层,和/或无纺材料的内层。当然,可将许多无纺材料层和吸收层以各种取向引入尿布(或其它卫生产品)中,并且出于对强度的考虑,可包括许多可渗透和/或不可渗透的外层。
此外,本发明的无纺材料可包括许多层,这些层中的纤维可以相同或不同。另外,并不是所有层都需要包括本发明共混聚合物的皮-芯纤维。例如,可使用本发明的无纺材料本身,或与其它无纺材料结合使用,或与其它的无纺材料或薄膜结合使用。
本发明的无纺材料可包含100%重量本发明共混聚合物的皮-芯纤维,或者可包含这些纤维与其它纤维的混合物。例如,在无纺材料中的纤维可包括由其它聚合物,如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚乙酸乙烯酯,聚乙烯醇和乙烯丙烯酸共聚物制得的纤维。这些其它的纤维可通过相同的方法或不同的方法来制备,并可包含相同或不同的尺寸和/或横截面形状。例如,无纺材料可包含:至少两种不同纤维的混合物,其中一种纤维包含由聚合粘结曲线增强剂制成的皮-芯纤维,优选由乙烯乙酸乙烯酯共聚物/聚丙烯的混合物制得,而另一种纤维包含:皮-芯聚丙烯纤维和/或没有皮-芯结构的聚合物纤维,如聚丙烯纤维或在壳和核中具有不同聚合物材料的壳-核纤维。因此,本发明的无纺材料可包含本发明的纤维单独结合,或与其它纤维相结合。如上所述,本发明的无纺材料可以低定量进行制备,与此同时能取得至少与高定量无纺材料相当的结构性能。此外,横向强度对无纺材料温度的粘结曲线更为平坦,借此,可使用低粘结温度来取得热粘结,与此同时能取得通常需要高粘结温度的横向强度。此外,这些低粘结温度将对使用本发明共混聚合物的无纺材料的柔软性有好处。
对于由聚合物制备的无纺材料,所述聚合物包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂,优选为乙烯乙酸乙烯酯聚合物的混合物,通过测量沿粘结曲线设定的参考点处的粘结曲线特性,和/或通过测量在设定参考点内在粘结曲线下面的面积或减少的面积,可对粘结曲线的平坦化,粘结曲线的升高和/或粘结曲线向左的迁移进行评价。
特别是,从图5和图6中可以看出,横向强度(CDS)对温度的粘结曲线具有一普通的抛物线,CDS随温度的增加而增加,直到CDS达到最大值为止,然后,随温度的增加而降低。因此,如上所述,如果粘结曲线变得平坦,升高和/或向左移动,那么将有可能在更低的温度下进行热粘结。
根据本发明的设定参考点涉及最大CDS和相应的温度,在无纺材料中纤维的熔点和在该熔点的CDS,以及在低于这些温度10℃处测得的CDS。更具体地说,可利用二级回归二次配合(second order regressionquadratic fit)来测量:用来确定粘结曲线峰的平坦化,升高和/或向左移动的值,从而得到如图8中所示的、分别包括下和上回归极限A和B的曲线。
二次配合应在包括纤维熔点的一个温度范围内进行,所述纤维熔点如通过差示扫描量热法测量(在此将熔融温度或点D定为Tm),温度范围从熔点以上约6℃至熔点以下15℃。
所述二次配合通过如下方程式来确定:
CDS=C2T2+C1T+C0式中T=粘结温度(例如砑光辊,或空气的温度),
CDS=无纺材料的横向强度,
C2,C1和C0为回归系数。
特别是,在图8中说明了下述各点:
Tm=差示扫描量热法最大吸热的温度,据信该温度是通过差示扫描量热法测量的纤维的最大熔融温度(如点D所示)
Tp=回归最大值(-C1/2C2)时的温度,该温度是粘结曲线显示出最大横向强度时的温度(如点C所示)
Tm-10=Tm向左10℃处的温度(如点H所示)
Tp-10=Tp向左10℃处的温度(如点G所示)
T1=回归下限时的温度
Tu=回归上限时的温度
CDSm=在Tm时的横向强度(如点F所示)
CDSp=在Tp时的横向强度(如点E所示)
CDSm-10=在Tm-10时的横向强度(如点J所示)
CDSp-10=在Tp-10时的横向强度(如点I所示)
CDS1=回归下限强度,该值是在回归下限值时的横向强度(如点A所示)
CDSu=回归上限强度,该值是在回归上限值时的横向强度(如点B所示)
CDSmax=垂直于粘结曲线的CDS轴,并与CDSp相切的切线的横向强度(如在点K处的值所示)
O=在CDS等于零和T1处的原点
M=在CDS等于零和Tu处的点
K=T1和CDSp的交点
L=Tm-10和CDSp的交点
N=Tp-10和CDSp的交点
P=T1和CDSm的交点
Q=Tm和CDSp的交点
可根据粘结曲线来确定下列的值,以便确定粘结曲线的平坦化,升高和/或向左迁移:
Cm=Tm-10处CDSp的百分数=(CDSm-10/CDSp)×100
Cp=Tp-10处CDSp的百分数=(CDSp-10/CDSp)×100
C1=T1处CDSm的百分数=(CDS1/CDSm)×100
ΔCm=本发明的Cm-对比例的Cm
ΔCp=本发明的Cp-对比例的Cp
ΔC1=本发明的C1-对比例的C1
Am=从CDS=0起,从Tm至Tm-10的曲线下的面积,该面积以HJFD的整体面积来计算
Ap=从CDS=0起,从Tp至Tp-10的曲线下的面积,该面积以GIEC的整体面积来计算
A1=从CDS=0起,从Tm至T1的曲线下的面积,该面积以OAFD的整体面积来计算
Figure A9719512100461
Figure A9719512100462
Figure A9719512100463
Rm=从CDS=0起,从Tm至Tm-10的曲线下减少的面积,该减少的面积以:
Rp=从CDS=0起,从Tp至Tp-10的曲线下减少的面积,该减少的面积以:
Figure A9719512100471
R1=从CDS=0起,从Tm至T1的曲线下减少的面积,该减少的面积以:
Figure A9719512100472
ΔRm=本发明的Rm-对比例的Rm
ΔRp=本发明的Rp-对比例的Rp
ΔR1=本发明的R1-对比例的R1
在本发明的实施例中,使用SigmaPlotScientific Graphing软件-版本4.1(得自Jandel Scientific,Corte Madera,CA)进行二次(或曲线)回归,并得到回归系数。用于IBMPC和Compatibles的SigmaPlotScientificGraphing软件使用手册,版本4.0(1989.10),和使用手册版本4.1的补充说明(1991.1)描述了该软件的使用方法,在此将所述的内容全文引入作为参考。特别是,在IBMPC和Compatibles的使用手册中,在第4-164至4-166页中,提供了有关回归选项的信息。使用二次回归顺序,并只通过列于表9中的从最小至最大值的数据对数据进行回归。
在该温度范围内,至少用七个或更多个点来获得二次配合。回归系数至少约为0.5,优选约为0.6。在本发明的实施例中,回归系数的平均值约为0.8。
另外,也可通过最小二乘的方法,在Hicks的“Fundamental Conceptsin the Design of Experiments”(CBS College publishing,NY,1982)用于线性回归的第130-136页和用于曲线回归的第137-139页中找到常态方程。回归系数是测定的系数的平方根,该回归系数与通过回归计算的总的平方数成正比。
如上所述,Tm是利用差示扫描量热法(DSC)测量的。特别是,使用带有Dupont Thermal Analyst TA2000的Dupont DSC2910差示扫描量热计组件进行测量。另外,利用铟标准来校准温度。所使用的仪器及其一般的操作过程描述于DSC2910操作手册(1993年由TAInstruents出版,109Lukens Drive,New Castle,DE19720)中。
为获得各个Tm,将待粘结的纤维如短纤维切成0.5mm长,并在Perkin-Elmer AM-2 Autobalance中于铝试样称盘中精确称重(精确至0.01mg)至约3mg。以每分20℃的加热速率,从室温(约20℃)至约200℃进行DSC扫描。将热流(mcal/sec)对温度进行作图。取吸热峰的最大值作为纤维试样的熔点(Tm)。例如,当扫描包括许多峰值时,应利用扫描最大的峰值温度来确定Tm
代表性的热流(mcal/sec)对温度(℃)的DSC曲线在图9中说明。更具体地说,DSC吸热在约163℃处出现了一个峰(3.24mg,实施例45的试样)。
如图8所示,由于该说明性实施例的DSC熔点低于最大横向强度时的温度,因此,Tm处于Tp的左边。然而,这仅仅是说明性的,Tm可以在Tp的右侧,或两者可以相等。
正如在实施例中将进行描述的那样,将各实施例回归的最小温度,最大温度以及回归系数C2、C1、C0列于表9中。在绝大多数实施例中,Tm约等于163℃,因此,在DSC熔点以上约6℃等于约169℃,在DSC熔点以下约15℃等于约148℃。因此,对于绝大多数实施例而言,利用148℃和169℃,分别确定了用于二次配合的回归的下限和上限。然而,如上所述,根据纤维的DSC熔点,还应利用其它的回归上限和下限。
另外,优选本发明的纤维还可具有采用上述术语的各种特性。
因此,例如,本发明也涉及优选具有下述%ΔA1值的皮-芯纤维,该值大于由除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1值。优选的是,%ΔA1值至少增加:约15%,约20%,约30%,约40%,约50%和约60%。
更优选的是,%ΔA1值和%ΔAm值均大于由除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1值和%ΔAm值。更为优选的是,%ΔA1值,%ΔAm值和%ΔAp值均大于由除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1值,%ΔAm值和%ΔAp值。
另外,本发明还涉及包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂的皮-芯纤维,当通过热粘结法加工成无纺材料时,该无纺材料将具有如下至少之一的性能:至少约60%的Cm,更优选至少约75%,更为优选至少约90%;至少约75%的Cp,优选至少约90%;至少约50%的C1,更优选至少约70%,更为优选至少约90%;至少约55%的R1,优选至少约70%,更优选至少约80%,更为优选至少约85%,更优选至少约90%,更优选至少约95%;以及至少约90%的Rm
另外,本发明还涉及包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂的皮-芯纤维,当通过热粘结法将纤维加工成无纺材料时,该无纺材料将具有如下至少之一的性能:至少约3000的Am,优选至少约5000,更优选至少约6000,甚至约7000;至少约2500的Ap,优选至少约3500,更优选至少约6000,更为优选至少约6500;以及至少约2500的A1,优选至少约6000,更优选至少约7500,更为优选至少约9000,更优选至少约10000。
本发明还涉及包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂,优选乙烯乙酸乙烯酯聚合物的皮-芯纤维,在纤维加工条件下将聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂形成皮-芯纤维,并且当在无纺材料加工条件下将该皮-芯纤维加工成热粘结无纺材料时,相对于除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料而言,该无纺材料将获得如下至少之一的性能:至少约3%的ΔCm,优选至少约10%,更优选至少约20%,更为优选至少约30%,更优选至少约40%,更优选至少约50%,更优选至少约60%;至少约3%的ΔC1,优选至少约10%,更优选至少约20%,更优选至少约30%,更优选至少约40%,更优选至少约50%,更优选至少约60%;至少约3%的ΔAm,优选至少约10%,更优选至少约20%,更为优选至少约30%,更优选至少约40%;如上所述的%ΔA1;至少约3%的ΔRm,优选至少约10%,更优选至少约20%,更优选至少约25%,更优选至少约30%;和至少约3%的ΔR1,优选至少约10%,更优选至少约20%,更优选至少约30%,更优选至少约35%,更优选至少约40%。
从列于下面实施例中的数据可以看出,包括本发明纤维的热粘结无纺材料获得了很高的CDS绝对值。另外,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,包括本发明纤维生产的热粘结无纺材料的CDS值相对较高。因此,可利用在本发明中所述的任一个值,或各值的结合来限定本发明的无纺材料。
应指出的是,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,在相同条件下制备的无纺材料相比时,热粘结成无纺材料的本发明的纤维提供了强度性能明显高的最终的无纺材料。因此,当所有纤维的生产特性相同,包括各纤维的成形步骤相同,以及所有无纺材料的生产特性相同,包括所得到的无纺材料的生产步骤相同时,当与不包含本发明纤维的无纺材料相比时,包含本发明纤维的无纺材料将具有更高的强度特性。
例如,在其中将短纤维经受梳理并粘结成热粘结无纺材料的本发明优选的实施方案中,对于包括有聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂的本发明的纤维而言,所有纤维的成形,以及梳理和粘结操作均与包含聚丙烯但不含聚合粘结曲线增强剂的对比纤维的操作相同。特别是,将在相同的纺丝,卷曲和切割条件下对纤维进行加工,以得到具有相同或基本相同的旦数、拉伸比和横截面形状的短纤维。唯一的区别是在纺丝操作中使用的共混聚合物的组合物,该组合物的不同之处在于在使用的组合物中包括有聚合粘结曲线增强剂以便形成本发明的纤维;因而,用于形成对比纤维的组合物将不包含聚合粘结曲线增强剂。随后,如上所述,将形成的短纤维经受相同的梳理和粘结操作。
应指出的是,尽管已指出了纤维和无纺材料在相同的条件下生产,但仍将存在其中确切相同的条件不可能确切地重现这样的情况,如由于加工条件所致。在这样的情况下,应使这些条件尽可能的接近,以便实际上实现相同的条件。
                            实施例
本发明将用下列非限定性实施例进行说明,提供这些实施例只是说明性的,并不意味着对本发明范围构成限制。除非另有说明,在实施例中所有的份数和百分数均以重量计。
使用在下表1中称之为A-S,并且具有表中所示性能的聚合物,制备包括本发明纤维和织物在内的纤维和织物。聚合物A-D是线性等规聚丙烯均聚物(得自Montell USA Inc.,Wilmington,Delaware),聚合物E,F,K,M和P分别是乙烯乙酸乙烯酯共聚物ELVAX250,ELVAX150,ELVAX3180,ELVAX750和ELVAX3124,聚合物G是乙烯/乙酸乙烯酯/酸三元共聚物ELVAX4260,它们均得自Dupont Company,Wilmington,Delaware,在聚合物中的乙酸乙烯酯的重量百分数如表1所述。聚合物H-J分别是聚乙烯AspunTM6835A,INSITETMXU58200.03(8803),和INSITETMXU58200.02(得自道康宁公司,Midland,Michigan)。聚合物L是得自Dupont Company(Wilmington,Delaware)的NUCREL925。聚合物N是得自Dupont Company(Wilmington,Delaware)的ELVALOYAM。聚合物O是得自Shell Chemical Company(Houston,Texas)的KRATONG1750。聚合物Q,R和S是得自North Sea Oil的尼龙6,尼龙66和聚酯,North Sea Oil从Allied Signal(Morristown,N.J.),或BASF(N.Mount Olive,N.J.)得到这些材料,其中尼龙6的相对粘度为60(得自Allied Signal型号为8200),尼龙66的相对粘度为45-60,而包含聚对苯二甲酸乙酯的聚酯其特性粘度为0.7。所使用的稳定剂是亚磷酸盐稳定剂IRGAFOS168(得自Ciba-Geigy Corp.,Tarrytown,New York),抗酸剂是硬脂酸钙(得自Witco Corporafion,Greenswich,Connecficutt),颜料是TiO2(得自Ampacet Corporation,Tarrytown,New York)。
在实施例中,Montell聚丙烯可包含75ppm的IRGANOX1076,ELVAX树脂可包含50至1000ppm的丁基化羟基甲苯(BHT),Dow6835聚乙烯可包含1000ppm的IRGAFOS,Dow XU58200.03和XU58200.02聚乙烯可包含1000ppm的SANDOTABP-EPQ,并利用INSITETM技术制备。
利用两步法单独地制备纤维。在第一步骤中,除对比例其中不添加聚合物“E”和“S”外,通过将列于表1中的“A”至“D”的线性等规聚丙烯粉料与一种或多种列于表2中的“E”至“S”的聚合物进行转筒混合而制备聚合物组合物,从而形成列于表2的聚合物组合物。
除包含聚丙烯以外,或者单独或者与其它聚合物结合,如表2所列,所述组合物还包含如表中所列用量的0-500ppm的亚磷酸盐稳定剂,IRGAFOS168(得自Ciba-Geigy),硬脂酸钙(得自Witco,抗酸剂),和TiO2(得自Ampacet,颜料)。主抗氧剂,如IRGAFOS1076和/或BHT也包括在组合物中,这是因为聚合物以这些材料作为生产过程中迁移稳定剂的缘故。
在制备完该组合物之后,用氮覆盖该组合物,使用列于表3和8中的加工条件和喷丝嘴,加热熔融该组合物,然后在约280℃至315℃的熔融温度下,即在挤出通过喷丝嘴之前组合物的最高温度下挤出并纺丝成圆形或中凹三角形横截面的纤维。以762至1220米/分的卷取速率,将熔融物挤出通过675,782或3125孔的喷丝嘴,以制备约2.2至4.5旦/单丝的纺丝纱,(2.4至5.0分特)。除实施例72不是皮-芯纤维以外,将骤冷室中的纤维丝条暴露至室温空气骤冷(侧吹)中,其中将骤冷区最靠近喷丝嘴的约10-25mm的区域挡住,不进行侧吹,以延迟骤冷步骤。使用标准的卷绕设备(得自Leesona和/或Bouligny),将长丝卷绕至筒管上。
喷丝嘴的说明列于表8中,而且本领域普通技术人员将能够设计出具有如下信息的所述的喷丝嘴,所述信息包括:孔的数量,纤维形状,当量直径(D),当在圆形横截面的情况下当量直径就是其直径,毛细管长度(L),进口角度(θ),镗孔直径(B),每平方英寸的孔数,以及被其中列出的毛细管所覆盖面积的长度和宽度。然而,为更有利于观察表8,另外还包括有说明喷丝嘴1,2,6和7的图10;说明喷丝嘴4的图11a-11c;以及说明喷丝嘴5的图13a和13b。除非另有说明,在图11-13中所述的尺寸均以mm计。
在第二步骤中,使用通常为1.34至1.90倍的机械拉伸比和40-75℃以及100至120℃的五重线或七重线辊温度,集体地对所得到的连续的长丝进行拉伸。利用带有蒸汽或空气的填塞箱,以每英寸约18-38个假捻(70-149个假捻/10厘米)使拉伸的丝束进行假捻。在各个步骤(纺丝,拉伸及假捻步骤)中,用整理混合物(以纤维计0.2-0.9%重量的涂饰剂)涂布纤维。使用四个不同的整理体系。(a)涂饰剂“X”包含乙氧基化的脂肪酸酯和乙氧基化的醇的磷酸酯(得自George A.GoulstonCo.,Inc.,Monroe,North Carolina,商品名为Lurol PP912);(b)涂饰剂“Y”,在第一和第二步骤中分别作为纺丝涂饰剂和纺后涂饰剂的LurolPP5666/PP5667;(c)涂饰剂“Z”,包含在第一步骤中用作纺丝涂饰剂的2重量份Nu Dry 90H(得自OSi Specialties,Inc.,Norcross,GA)和1重量份Lurol ASY(得自George A.Goulston Co.,Inc.,Monroe,North Carolina)的混合物,以及在第二步骤中用作纺后涂饰剂的Lurol ASY(得自GeorgeA.Goulston Co.,Inc.,Monroe,North Carolina);或(d),涂饰剂“W”,包含在第一步骤中用作纺丝涂饰剂的约2重量份Lurol PP-6766和1重量份的Lurol ASY(得自George A.Goulston Co.,Inc.,Monroe,NorthCarolina)(其中使用约97重量份的水将这些物质稀释至3%的浓度,并且包括作为生物杀伤剂的少量百分比(1%)的Nuosept95(得自HULSAmerica Inc.,Piscataway,N.J.分部的Nuodex Inc.),以及在第二步骤中用作纺后涂饰剂的Lurol ASY(得自George A.Goulston Co.,Inc.,Monroe,North Carolina)。涂饰剂X和Y使纤维变得亲水和可湿。涂饰剂Z和W使纤维变得疏水,并使织物能防水和防含水液体。
将假捻的纤维切成约1.5英寸(38mm)长的短纤维。
然后,利用如下所述的设备和方法,以250英尺/分(76米/分)的速度将各混合组合物的纤维梳理成常规的纤维网。所述设备和方法如:Legare,R.J.的1986TAPPI Synthetic Fibers for Wet System and ThermalBonding Applications(Boston Park Plaza Hotel5Towers,BostonMass.,1986.10.9-10),“聚丙烯纤维在无纺材料中的热粘结”,第1-13页,57-71页以及所附的表格和附图。不使用描述于TAPPI文章中的Webmaster随机函数发生器。在此将该文章全文引入作为参考。
具体地说,在纵向堆积两层短纤维,并利用辊子温度从约145-172℃,辊压为240磅/线性英寸(420牛顿/线性厘米)的菱形压花砑光辊和光泽辊进行粘结,从而得到标称重量为20±1或17.5±1克/码2(23.9或20.9克/米2)的无纺材料。菱形图案砑光辊的接合区为15%,每平方英寸379个点,深度为0.030英寸。此外,菱形的宽度为0.040英寸,高度为0.020英寸,从中心计高度与高度间的间距为0.088英寸,从中心计宽度与宽度间的间距为0.060英寸,其图案如图7所示。
然后,利用1122型拉伸测试仪(得自Instron Corporation,Canton,Mass.)对1英寸×7英寸(25mm×178mm)的各无纺材料的试验条(每个实施例六个)的横向(CD)强度,伸长率,以及韧性(定义为:以应力-应变曲线值下的面积为基准,使织物断裂所需的能量)进行测试。
具体地说,使用以恒定速度的横向测试方式的Instron Tester组,.根据ASTM D-1682-64(重新审定的1975)中的“切割条测试”对断裂载荷和伸长率进行测量,在此将所述的全文引入作为参考。计量长度为5英寸,十字头速度为5英寸/分,挤出速率为100%/分。
如上所述,各混合物的组合物示于表2中。加工条件列于表3中。由各组合物纺丝并经受所列加工条件的纤维的特性列于表4中。表5,6,和7示出了由各试样得到的织物的横向性能,其中,表5示出了横向强度,表6示出了横向伸长率,而表7示出了横向韧性。除了实施例44和45中指出,将强度值和韧性值标准化成定量为17.5gsy(20.9克/米2)以外,将强度值(表5)和韧性值(表7)标准化成20克/码2(23.9克/米2)。对织物的伸长率值不进行标准化处理。
对比试样是实施例16,17,25,26,34,36,38,50,58,62和65制得的纤维,另外试样72不是皮-芯纤维。
图5示出了与对比例25相比的、包含根据实施例4,7和10的纤维的无纺材料的粘结曲线。由该图可以看出,当与实施例25的曲线(d)相比时,分别是实施例10,4和7的最上面的曲线(a),(b)和(c)具有更为平坦的曲线,并且能在更低的温度下进行粘结。因此,使用本发明的纤维,能在更低的温度下进行粘结,同时还能保证横向强度,并能得到柔软的无纺织物。
图6说明了包含实施例13的纤维的无纺织物的粘结曲线图,该实施例织物的定量为17.5gsy而不是20gsy,而相对比的实施例25的织物的定量为20gsy。该图示出了根据本发明纤维的更为平坦的粘结曲线,并且能在更低的温度下进行粘结,同时能获得高的横向强度。因此,在更低的粘结温度下利用本发明的纤维可获得高的横向强度,由此可得到更为柔软的无纺织物。应指出的是,在表中实施例13的数据没有标准化至20gsy。
对于本发明各实施例而言,有关粘结曲线(横向强度对粘结温度关系)特性代表性的数据列于表9-11中,而表12-14说明了对比数据。
更具体地说,各实施例的回归的C2,C1,C0,和最小温度,回归的最大温度以及回归系数Tp和Tm列于表9中。如上所述,绝大多数实施例的最小和最大回归温度分别为148℃和169℃。然而,对于一些对比例来说,根据用于这些实施例的数据的有效性,通过使用除148℃和169℃以外的温度来测定所述的数据。在这些例子中,较低的回归点高于148℃。然而,在粘结曲线和回归系数测定之后,如上所述利用对C1,A1,R1,CDS1的定义,来确定C1,A1,R1,CDS1的计算值。
表10列出了各实施例的CDS1,CDSm,CDSp,CDSp-10,CDSm-10,Cp,Cm,和C1,其中,在较低温度下,Cp,Cm,和C1值越高,表示性能越好。
表11列出了各实施例的Ap,Am,A1,Rm,Rp和R1。Ap,Am和A1,面积值的改善表明改善了温度区间的所有温度处的横向强度,改善了低粘结温度,或者同时改善所述的两者。因此,这两者的改善将改善整体面积值。然而,最高值由高横向强度值的更为平坦的曲线产生。
Rm,Rp和R1是这样的值,其中将在粘结曲线下的整体面积进行“双向减少”,从而除去最大横向强度和温度间隔的影响。因此,这些减少的面积表示了与横向强度高度无关的粘结曲线的平坦度。100%表示横向强度-温度完全平坦的关系。
表12-14示出了由表10和11得到的计算值,其中对表10和11中指出的各个值进行对比,以便表明,当与除不含聚合粘结曲线增强剂以外在相同的条件(纤维及无纺材料的生产)下制得的粘结曲线相比时,使用聚合粘结曲线增强剂的粘结曲线的平坦化和/或向左迁移。例如,粘结曲线下面积的改善可能是由于粘结曲线的平坦化,由于粘结曲线横向强度的增加,或两者所致。
由这些表格可以看出,已利用一定的性能范围,一定范围的加工条件,制备了本发明的实施例,并且其数量与只是不含聚合粘结曲线增强剂的相同加工条件的对比例的数量相应。因此,包含带有聚合粘结曲线增强剂的纤维的无纺材料的性能可以与不包含聚合粘结曲线增强剂的对比例进行对比。如上所述,表12,13,和14示出了所述的这些对比。
更具体地说,表12示出了,其中包括有聚合粘结曲线增强剂、由根据本发明生产的纤维制得的本发明的无纺材料与其中不包含聚合粘结曲线增强剂、由在相同条件下生产的纤维制得的对比无纺材料之间Cp,Cm,和C1的对比。所述的这些对比是:通过得到用于本发明无纺材料的Cp,Cm,和C1值,用于对比无纺材料的Cp,Cm,和C1值,并且分别将本发明的值减去对比例的值,从而分别得到ΔCp,ΔCm,和ΔC1而得到的。
表13示出了,其中包括有聚合粘结曲线增强剂、由根据本发明生产的纤维制得的本发明的无纺材料与其中不包含聚合粘结曲线增强剂、由在相同条件下生产的纤维制得的对比无纺材料之间Ap,Am,和A1的对比。通过得到用于本发明无纺材料的Ap,Am,和A1值,用于对比无纺材料的Ap,Am,和A1值而获得了对比。然后分别将本发明的值减去对比例的值,将结果除以对比值,并乘以100%,从而分别得到%ΔAp,%ΔAm,和%ΔA1
表14示出了,其中包括有聚合粘结曲线增强剂、由根据本发明生产的纤维制得的本发明的无纺材料与其中不包含聚合粘结曲线增强剂、由在相同条件下生产的纤维制得的对比无纺材料之间Rp,Rm,和R1的对比。所述的这些对比是:通过得到用于本发明无纺材料的Rp,Rm,和R1值,用于对比无纺材料的Rp,Rm,和R1值,并且分别将本发明的值减去对比例的值,从而分别得到ΔRp,ΔRm,和ΔR1而得到的。
表15说明了用于各种聚合物添加剂的弹性(储存)模量和复数粘度的流变学数据,并在列于聚合物添加剂与聚丙烯比率的栏中,将该数据与聚丙烯的数据进行对比。从表15可以看出,优选的聚合物添加剂具有比聚丙烯更为低的弹性模量和复数粘度。表15还列出了聚合物的DSC熔融温度。对比例1
将实施例3,7和12与对比例16进行比较。通过使用聚合物B,以1.55倍拉伸比将所有样品制成2.2dpf(标称)。所有纤维均为圆形截面。实施例3和7包含5%EVA;实施例12包含3%EVA;而对比例16没有EVA。
尽管对比例显示出了良好的CDSp,但这只是在高温时产生,并且粘结曲线是陡峭的。因此,没有实现对ΔCp的改善,其中对比例的Cp为89.1%,而本发明无纺材料的Cp分别为75.5%,81.9%和86%。然而,在Tm-10处和在纤维熔点以下15℃处,获得了改善。因此,对比例的Cm为45.3%,本发明的Cm分别为89%,95.3%和86.4%,由此,ΔCm约为41-50%。此外,对比例的C1为21.8%,本发明的C1分别为68.4%,85.2%和69.1%。由此,ΔC1约为47-63%。
由于在高温时产生CDSp所致,使对比例显示出良好的Ap。因此,没有实现对%ΔAp的改善,其中对比例的Ap为6114,本发明的Ap分别为4716,4435和5032。然而,在Tm-10处和在纤维熔点以下15℃处,获得了改善。因此,对比例的Am为4191,本发明的Am分别为4995,4649,和5042,由此,%ΔAm约从11-20%。此外,对比例的A1为5212,本发明的A1分别为7018,6752和7109。由此,%ΔA1约从30-36%。
由于在高温时产生CDSp所致,使对比例显示出良好的Rp。因此,没有实现对ΔRp的改善,其中对比例的Rp为96.4%,本发明的Rp分别为91.8%,94%和95.3%。然而,在Tm-10处和在纤维熔点以下15℃处,获得了改善。因此,对比例的Rm为66.1%,本发明的Rm分别为97.3%,998.5%,和95.5%,由此,ΔRm约为30%。此外,对比例的R1为54.8%,本发明的R1分别为91.1%,95.4%和89.8%。由此,ΔR1约从35-40%。
值得注意的是,在本发明中所建立的上述对比例以及下面的对比例,也就是说,根据本发明的无纺材料,其在较低的温度下具有比对比例的无纺材料具有更高的横向强度。换句话说,当与对比例相比时,当在越来越低的温度下进行对比时,根据本发明的无纺材料将保留更高的横向强度。因此,根据本发明的无纺材料将得到如下的值:通常将高于ΔCm的ΔC1值,而ΔCm通常将高于ΔCp值;通常将高于%ΔAm的%ΔA1值,而%ΔAm通常将高于%ΔAp值;通常将高于ΔRm的ΔR1值,而ΔRm通常将高于ΔRp值。
此外,利用在下面各表中提供的信息,将所述的对比列于下面,其中数据可以如对比例1中所述的进行对比。对比例2
将实施例13,18,40,41和42与对比例17进行比较。通过使用聚合物B,以1.35倍的拉伸比将所有样品制成2.2dpf(标称)。所有纤维均为圆形截面。实施例13,18,40,41和42包含3%EVA。而对比例17没有EVA。在如表12-14中所指出的对比的每一个范围和类型内,标明了各种改善。对比例3
将3a,3b和3c这一组表示在如表3中所述的高速率下在大型挤出机上制备的试样。结果可再次标注于表12-14中。
(a)将实施例35与对比例34进行对比。通过使用聚合物B拉伸比为1.35倍,将这两个例子制成1.9dpf(标称)。每个纤维均为中凹Δ形截面。实施例35包含3%EVA。而对比例34没有EVA。在对比的每一个范围和类型内,标明了各种改善。
(b)将实施例37与对比例36进行对比。通过使用聚合物B拉伸比为1.35倍,将这两个例子制成1.9dpf(标称)。每个纤维均为中凹Δ形截面。表3和8示出了不同的喷丝嘴和在实施例34,35和实施例36,37之间被挡住的侧吹空气量。实施例37包含3%EVA。而对比例36没有EVA。在该对比中,由减少的面积所表示的粘结曲线的平坦度没有普遍得到改善,但Ap,Am和A1值高达约21-24%,这表明横向强度在整个温度范围内得到增加。
(c)将实施例39与对比例38进行对比。通过使用聚合物B拉伸比为1.35倍,将这两个例子制成1.9dpf(标称)。每个纤维均为圆形截面。实施例39包含3%EVA。而对比例38没有EVA。在该对比中,粘结曲线的平坦度没有普遍得到改善,但Ap,Am和A1值高达约42-37%,这表明横向强度在整个温度范围内得到增加。对比例4
将实施例19,20,21和22与对比例16进行比较。通过使用聚合物B拉伸比为1.55倍,将所有例子制成2.2dpf(标称)。所有纤维均为圆形截面。实施例19,20,21和22包含3-7%的EVA和PE的混合物(具体数值见表2)。而对比例16没有EVA。根据表12-14中所指出的结果可知,在较低的温度范围内,改善了性能。对比例5
将实施例24与对比例26进行比较。通过使用聚合物B,以1.85倍的拉伸比将所有样品制成1.8dpf(标称)。所有纤维均为圆形截面。这两个样品均用疏水涂饰剂体系“Z”来制备。实施例24包含3%EVA。而对比例26没有EVA。在如表12-14中所指出的对比的每一个范围和类型内,标明了各种改善。对比例6
将实施例28,29和30与对比例25进行比较。通过使用聚合物B拉伸比为1.55或1.60倍,将所有例子制成2.2dpf(标称)。所有纤维均为圆形截面。实施例28,29和30包含3%EVA。而对比例25没有EVA。以高速率在大型设备上制备这些试样。在如表12-14中所指出的对比的每一个范围和类型内,标明了各种改善。在较低温度时性能的增加是明显的。对比例7
将实施例44和45与对比例38进行比较。以相同的速率将各例制成标称为17.5gsy的织物。对比例38是圆形截面并且不包含EVA粘结曲线平坦化剂。与其它例子类似,将数据标准化至20gsy。然而,将实施例44和45标准化至17.5gsy,并表示制成更低定量的、本发明纤维的织物。实施例44和45包含3%的ELVAX3180并且是中凹Δ截面。在这些粘结条件下,尽管定量差2.5gsy通常将导致横向强度差约为50-125克/英寸(14%),但如表12,13,和14所示,在所有对比值(ΔC,ΔA和ΔR)中,实施例44和45仍超过对比例38。这表明,在整个温度范围内改善了横向强度,并且粘结曲线也变得更为平坦。实施例46示出了将实施例45的数据标准化至20gsy时的值。其中各个CDS值增加了14%(表5)。对比例8
将实施例51,52,53,54,59,60和61与对比例58进行比较。以相同的速率,并使用1.35倍的拉伸比,将所有例子制成标称值为1.9旦的纤维。对比例不含聚合粘结曲线增强剂。本发明的实施例包含3%、如在表1和2中列出的不同的乙烯共聚物。尽管ΔC和ΔR实际上是负值,但所有的ΔA值为正14-48%,这表明在整个温度范围内改善了CD强度,这可从表5,9和10中的横向强度值看出。对比例9
将实施例56和57与对比例62进行比较。以相同的速率,并使用1.35倍的拉伸比,将所有例子制成标称值为1.9dpf的纤维。各种纤维的截面均为中凹Δ形。将实施例56和57制成约17.5gsy的织物,并将横向强度值标准化至20gsy定量。将对比例即例62粘结成19.7gsy的织物,并标准化至20gsy定量。实施例56包含3%的ELVAX3180和1,000ppm的碳氟化合物加工助剂,DynamarTMFX5920A。实施例57包含3%的ELVAX3124和500ppm的碳氟化合物加工助剂,DynamarTMFX5920A。对比例62既不包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物粘结曲线增强剂,也不包含任何加工助剂。ΔC和ΔR是负值。ΔA值为正3-24%,这表明在整个温度范围内改善了CD强度,这可从表5,9和10中的横向强度值看出。对比例10
将实施例71与对比例50进行比较。用相同的设备,并使用1.35倍的拉伸比,将这两个例子制成标称值为1.9dpf的纤维。各纤维均制成圆形截面。主要差别在于所使用的涂饰剂的种类,实施例71包含3%的ELVAX3124而对比例50不包含聚合粘结曲线平坦化剂。实施例71的织物的拉伸强度值很高,尤其是由疏水纤维制得的无纺织物。实施例71使用涂饰剂“W”,而对比例50使用涂饰剂“X”。Ap,Am和A1值高达约31-35%,这表明在整个温度范围内改善了CD强度。对比例11
将实施例66,67,68和69与对比例65进行比较。使用675孔的喷丝嘴(圆形截面),以相同的速率将所有例子制成标称值为2.2-2.5dpf的纤维。对比例不包含添加剂。本发明实施例包含3%的各种添加剂(表1和2中所示)。当添加剂为尼龙6时,ΔA值为正4-18%,这表明,在整个温度范围内改善了CD强度。当添加剂为聚对苯二甲酸乙酯或尼龙66时,ΔA值为负值,这表明,并不是所有的聚合添加剂均起聚合粘结曲线增强剂的作用。对比例12
将实施例70与对比例17进行比较。使用1068孔的喷丝嘴(圆形截面),以相同的速率,以及使用1.35倍的拉伸比,将这两个例子制成标称值为1.9dpf的纤维。本发明实施例包含3%的ELVAX3124和3%的尼龙6。对比例17不包含聚合物添加剂。每个ΔC,ΔA和ΔR值为正值,这表明,通过曲线总体的平坦化,通过峰值最大值的迁移,通过在整个温度范围内改善CD强度而使粘结曲线增强。示于表13中的ΔA值增加至21-44%。对比例13
实施例27,40,43,46,47,70,和71的ΔA值超过所有对比例ΔA值最完善的组。对于ΔAp,得自对比试样16的最佳的对比值为6114。对于ΔAm和ΔA1,得自对比试样50的最佳值为5453。实施例27,40,43,46,47包含3%的ELVAX3124或ELVAX250。实施例71包含3%的ELVAX3124实施例70包含3%的ELVAX3124和3%的尼龙6。各值列于表13中。
当只对%ΔAm和%ΔA1进行检测时,将有多得多的实施例组显示出优于最佳对比例的改善。除上述的实施例以外,实施例13,18,21,22,27,37,39,41,45,52,53,55,56,59,60,和66也显示出了改善的%ΔAm和%ΔA1值。
尽管已参考特定的手段,材料以及实施方案对本发明进行了描述,但应明白的是,本发明并不局限于所披露的特例,本发明将延伸至权利要求范围内的所有等效物。
                                      表1-聚合物
聚合物 供应商 商品名 型号 密度g/cc %VA MFRdg/min MIdg/min Pr*
    ABCDEFGHIJKLMNOPO     MONTELLMONTELLMONTELLMONTELLDUPONTDUPONTDUPONTDOWDOWDOWDUPONTDUPONTDUPONTDUPONTSHELLDUPONTNORTH SFA OH     PROFAX P177PROFAX P165PROFAX P128PROFAX P182ELVAX250ELVAX150ELVAX42606835AXU58200.03XU58200.02ELVAX3180NUCREL925ELVAX750ELVALOY AMKRATON G1750ELVAX3124NYION6   PPPPPPPPEVAEVAEVAPEPEPEEVAEMAEVAEAH2-EPEVAPA     0.9050.9050.9050.9050.9510.9570 950 950 910.870.9510 970.93-0.860.931.26     ----283328---28-9--9-     3.0-5.08.5-10.511.5-14.516.5-20.5---------NA--     ----25436.017283025217127.57-   4.4-5.04.6-5.24.1-4.74.4-5.0------------
                                  表1-聚合物
聚合物 供应商 商品名 型号   密度g/cc   %VA   MFRdg/min     MIdg/min     PI*
    RS NORTH SEA OILNORTH SEA OIL     NYLON66POLYESTER     PAPET     1.231.34     --     --     --     --
*多分散性指数(P1)由流变数据测定。
                         表2-组合物(重量)
实施例     PP   重量%PP 试剂1   重量%试剂1 试剂2 重量%试剂2 稳定剂  抗酸剂   颜料
    123456789101112131415C-16C-1718192021222324C-25C-2627282930313233C-3435C-3637C-383940414243444546     CCBAAA/DBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB     89.894.994.994.994.972.9/2094.994.994.996.994.996.996.996.894.999.999.996.996.992.993.992.996.996.999.899.896.996.996.996.996.996.996.999.896.899.896.899.896.896.996.996.996.996.996.996.9     EEEEEEEFEEEEEEG--EEEEEEE--EEEEEEE-E-E-EKKKKKKK     1055557555353335--312.322.333--3333333-3-3-33333333     ------------------IIJH------------------------     ------------------24.744.7------------------------     0.050.050.050.000.000.000.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.000.000.000.050.050.050.050.050.050.050.050.050.010.010.010.01   0.0500 0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0500.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.1000.1000.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.1000.1000.1000.1000.1000.1000.000.300.300.050.050.050.05   0.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0750.0750.0630.0630.0630.0630.0630.0630.0630.1000.1000.1000.1000.1000.1000.0630.0630.0630.0750.0750.0750.075
                                 表2-组合物(重量)
  PP   重量%PP     试剂1     重量%试剂1     试剂2     重量%试剂2     稳定剂 抗酸剂   颜料
  474849C-5051525354551562573C-58596061C-626364C-65666768697071C-72     BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBC     96.996.996.999.896.996.996.996.999.896.996.999.996.996.996.999.989.789.799.996.996.996.996.993.996.989.9     KKK-MLNO-EP-HEI-JJ-QRSQPPE     333-3333-33-333-1010-33333310     ----------------------Q--     -----------------------3--     0 010.010.010.050.050.050.050.050.050.010.000.010.010.010.010.010.050.050.050.050.050.050.050.050.00.2     3.050.050.050.100.050.050.050.050.050.050.020.050.050.050.050.050.100.100.050.050.050.050.050.050.020.00     0.0750.0750.0750.1000.060.060.060.060.060.050.050.0750 0750.0750.0750.0750.100.100.0650.0650.0650.0650.0650.0650.050.00
1.实施例55包括0.5%重量的Hydrobrite 550 PO油(得自Witco Corporationn,Greeenswich,Connecticutt)2.实施例56包括0.1%重量的Dyvnamar Fx5920A(得自3M.Specialty Fluoropotymers Dept.,St.Paul,MN)3.实施例57包括0.05%重量的Dynamar Fx5920A(得自3M.Speciaity Fluoropotymers Dept..ST Paui,MN)
                           表3-加工条件-纤维( 旦 )
实施例 纺丝温度(℃) 纺丝ID1 挡住的侧吹长度(毫米) 生产能力(克/分/孔) 卷绕速率(米/分) 纺丝DPF(克//9000米) 拉伸比 短纤维DPF(克//9000米) 旦拉伸比2
    123456789101112131415C-16C-1718192021222324C-25C-2627282930313233C-3435C-3637C-38394041424344   303315315315315315296310295295300300295300300295295295295295295295305305297305305305305305300300300300300300300300300295295310300300     11111122332242222222222272222222244552222255     2525252525252525252525252525252525252525252520202525202020202020202020101020202525251616     0.310.270.270.270.270.270.230.260.280.280270.270.230.260.310.270.230.230.270.270.270.270.310.310 350 320.340.340.340.340.320 320.320.300.300.300.300.300.300.220.220.220.310.31     7709009009009009007858508508509009009009509009009009009009009009001130113011001100113011301130113094994994912201220122012201220122090090090012201220     3.62.72.72.72.72.72.72.72.62 82.72.72.32.73.12.72.32.22.72 72.72.72.52.52.92.62.72.72.72.73.03.03.02.22.22.22.22.22.22.22.22.22.32.3     1.521.541.531.551.531.531.551.531.541.551.551.541.351.531.541.551.381.341.551.551.501.551.351.851.551.901.401.401.401.401.501.501.501.401.401.401.401.401.401.351.351.351.351.35     3.02.32.12.22.22.22.12.22.42.32.22.32.12.42.42.22.02.02.42.31.91.92.21.82.21.82.22.22.22.22.32.32.32.12.22.11.91.92.11.91.91.92.02.0     1.201.201.291.281.251.241.271.211.151.211.231.211.051.151.271.211.151.121.171.171.421.421.141.391.321.441.231.231.231.231.301.301.301.051.001.051.151.151.051.161.161.161.151.15
                                     表3-加工条件-纤维(旦)
实施例 纺丝温度(℃) 纺丝ID1 挡住的侧吹长度(毫米) 生产能力(克/分/孔) 卷绕速率(米/分) 纺丝DPF(克/ /9000米) 拉伸比2 短纤维DPF(克//9000米)       2旦拉伸比
  4546474849C-5051525354555657C-58596061C-626364C-65666768697071C-72   295295295295300300305300300300300300300300300300300300305310295280280306300300305200   5555222222255222242266666226     1616161620202525252525131318181818182525252525252525200     0.310 310.310.310.310.310.220.270.220.220.220.220.220.220.220.220.220.220.220.220.270.270.270.260.280.230.240 38   122812261226122812261225900900900900900650650900900900900900600600900900900900900900943762   2.32.32.32.32.32.32.22.72.22 22.22.32.32.22.22.22.22.22.52.52.72.72.72.62.82.32.34.5   1.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.351.251.251.351.351.351 351.351.351.351.65     2.02.02.02.12.22.01.92.01.91.91.92.21.91.92.02.12.12.12.32.32.52.52.52.22.62.12.03.4     1.171.171.171.121.061.151.151.351.161.161.161.051.211.151.101.041.041.041.071.101.001.051.061.201.071.101.151.32
 1见表82旦拉伸比=纺丝DPF/短纤维DPF3生产能力=(DPF×喷丝嘴孔数)×卷绕速率
                9000
  (卷绕速率=导丝辊的速率(米/分))
                                         表4-纤维性能
实施例 延迟骤冷的MFR(dg/min) Gc 没有延迟骤冷的MFR(dg/min) MFR增加% 微量熔化残余物4 涂饰剂种类 涂饰剂% 横截面形状   纤度(克/9000米) 强度(克/旦) %伸长率 CP1 结合力
  123456789101112131415C16C1718192021222324C25     24.244.732.028.623.121.431.135.240.436.727.027.729.625.019.025.026.024.024.024.031.025.028.028.0(32.0)     219906240688233503252132241277233332214265221146225034232419213161235710235710     19.522.916.915.214.716.313.619.416.211.513.414.112.111.511.312.014.014.014.0(16)   249599865714817039711578735107109112100121100100(100)     PFFFFFGFF/GGF/GFF/G(F/G)     YYYYXXXXXXXXXXXXXXXXXXZZX     0.580.630.520.450.670.610.680.650.580.560.710.650.750.660.710.730.650.610.620.660.550.540.520.27(0.5)     圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形C.D.C.D.圆形圆形C.D.圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形     3.02.3212.12.22.22.12.22.42.32.22.32.12.42.42.22.02.02.42.32.22.22.21.8(2.2)     1.771.912.012.362.322.153.801.791.751.861.901.961.761.821.842.141.861.841.961.881.851.852.32     405322340288324351364334379390376345376336328401403414394365364412361(350)   30.730.924.626.429.823.731.932.729.725.637.928.427.630.731.822.127.427.530.430.227.127.2     3.95.34.46.35.55.18.27.95.03.65.96.06.95.1
                                    表4-纤维性能
实施例 有延迟骤冷的MFR(dg/min) Gc 没有延迟骤冷的MFR(dg/min)   MFR增加% 微量熔化残余物4 涂饰剂种类 涂饰剂% 横截面形状   纤度(克/9000米) 强度(克/旦) 伸长率(%) CP1 结合力
    C2627282930313233C3435C3637C383940414243444546474849     (32.0)25.525.525.525.532.334.039.736.731.826.124.422.139.536.236.234.534.534.534.529.5 238449235277234264226510240230227986223726223726     (16)24.622.224.622.224.622.2-11.514.122.922.925.025.025.025.019.0    (100)315361652918-9618058583838383838     (F/G)F/GF/GF/GF/GF/GF/GF/GFPGFGPG-GF/GF/GFFFFF     ZXXXXYYYXXXXXXXXXXXYYYYY   (0.3)0.620.620.620.620.530.550.610.680.390.520.560.880.580.750.750.600.600.600.600.59   圆形圆形圆形圆形圆形圆形C.D.C.D.C.D.C.D.圆形圆形圆形圆形C.D.C.D.C.D.C.D.C.D.C.D.圆形     (1.8)2.32.22.32.32.12.22.11.91.92.11.91.91.92.02.02.02.02.02.12.2 1.941.881.901.822.021.991.021.902.071.911.681.871.621.921.922.042.042.041.841.85 436382356356310327309361338352430471366319319326326326293504 15.623.319.223.327.627.230.732.625.524.726.924.626.323.423.422.222.222.226.326.0 5.27.19.65.25.06.45.66.54.86.15.14.44.74.24.44.43.03.03.04.05.2
                                    表4-纤维性能
    实施例 有延迟骤冷的MFR(dg/min) Gc   没有延迟骤冷的MFR  MFR增加% 微量熔化残余物4 涂饰剂种类 涂饰剂 横截面形状   纤度(克/9000米)   强度(克/旦) 伸长率(%) CP1 结合力
    C5051525354555657C58596061C626364C656667686970   (35)31.023.725.224.531.039.239.039.940.137.435.748.639.048.030.636.3NA26.935.931.6 ---254060     (17)---16.116.714.914.013.914.216.215.416.8   (106)-----117106168186169151262153155 GGGGGGGGGGGPGP     XXXXXXYYXXXXXXXXXXXXX   0.600.680.690.680.690.980.650.550.490.510.520.560.420.780.540.710.810.870.710.710.70   圆形圆形圆形圆形圆形圆形C.D.C.D.圆形圆形圆形圆形C.D.圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形圆形     (2.0)1.92.01.91.91.92.21.91.92.02.12.12.12.32.32.52.52.52.22.52.1     (1.9)1.721.801.511.751.731.751.731.821.731.661.661 631.401.451.691.671.651.991.661.72   (350)368373560517349368347370414569632594426410399397393340401501   2426.725.621.7262726.924.525.026.027.623.624.029.635.531.127.030.227.329.925.3     6.8-----7.65.44.44.43.94.1-3.63.616.36.3-4.96.14.5
                                表4-纤维性能
实施例 延迟骤冷的MFR(dg/min) GC 没有延迟骤冷的MFR(dg/min) MFR增加% 微量熔化4残余物 涂饰剂种类 涂饰剂 横截面形状 纤度(克/9000m) 强度(克/旦) 伸长率% CP1 结合力
 71C72     39.0-  --     2315.7     70-     G-     WX     0.250.60   ROUNDROUND     2.23.4 1.91   418397   23.125.0    --
4微量熔化残余物P=差  F=合格  G=良好  F/G=合格/良好5 CD=中凹三角形括号内的值表示标准产品纤维的标称值
                                          表5-标准化的横向强度  (CDS)(克/英寸)
实施例 实际的平均织物重量(克/码2)     CDS@148℃(克/英寸)     CDS@151℃(克/英寸)   CDS@154℃(克/英寸)    CDS@157℃(克/英寸)    CDS@160℃(克/英寸)   CDS@163℃(克/英寸)    CDS@166℃(克/英寸)    CDS@169℃(克/英寸)     CDS@172℃(克/英寸)
    123456789101112131415C16C1718192021222324C25C2627282930313233C3435C3637C38394041424344**45**     20.019.820.O19.920.420.319.920.420.019.920.720.119.620.120.720.120.520.120.120.920.920.120.919.720.420.821.420.216.916.716.716.116.717.320.220.12O.218.215.617.4     95388305365342369358319385466353416297145203402268272459356246177386404293365276386357463303442363300427509452525     116398463515416409461352470514461464398173349504293360516426272206285569389475394320492473584379532536445532612482534     207416496515423512467324427541519516488354481577402470573527355259346594503476506474510418535443601602548434641520554     259418484542472520418319484531510580488347530642480484556550409330304172680471405502516540534600472597645572572662534635     354339506503541505462370506533544542468504562608466493629578440372450260677561480535515560517629462585690680509552457638     307206497483549453464393482536451562427525603600511451493520409430467249757542435498570471439615415604633610574672456586     293249438400480540418320468544516551446612547659492465508531428354423290542554409492471502519594112564651618530631488597     288258428456480539371314437535517541435578553548464420411462375357344267561470463423492449440573450625692613550539454546     293229404415442506404247448472405525-517530574-402449465342367299238------------481512414-
                                  表5-标准化的横向强度(CDS)(克/英寸)
实施例  实际的平均织物重量(克/码)    CDS@148℃(克/英寸)    CDS@151℃(克/英寸)    CDS@154℃(克/英寸)     CDS@157℃(克/英寸)     CDS@160℃(克/英寸)    CDS@163℃(克/英寸)    CDS@166℃(克/英寸)     CDS@169℃(克/英寸)     CDS@172℃(克/英寸)
  46474849C5051525354555657C58596061C626364C65666768697071C72     17.419.520.321.019.020.120.420.120.219.917.317.720.520.721.319.919.721.220.420.320.420.320.320.219.917.220.4   600567430296362-----408410340453529444501495310438488-205443456585-   610734407439395424514501431473481313396525534439413504362421543439424455535637-   748722458495541469542562438469569532418523588537507506461479591464417537637757-   725722485515573509624539476602553558442590661529441513492546580472449539692648187   729721531509532527632598535608575534438647629540444507424523587474463505844748214   669767492475542580636564551613611454363573599446436470442478568489439504699694254   682765454448505495646524469625526442393521542462485432368395591476414499686649298   624698491465477484568554436613468450416446496463448380335478524484432495629451271     --------------------------283
**实施例44和45的标准化定量为17.5gsy.
                            表6-横向伸长率  (CDE>(%)
实施例 实际的平均织物重量(克/码2)    CDE@148℃(%)    CDE@151℃(%)    CDE@154℃(%)    CDE@157℃(%)   CDE@160℃(%)    CDE@183℃(%)    CDE@166℃(%)    CDE@169℃(%)   CDE@172℃(%)
  123456789101112131415C16C1718192021222324C25C2627282930313233C3435C3637C383940414243     20.019.820.019.920.420.319.920.420.019.920.720.119.620.120.720.120.820.120.120.920.920.120.919.720.420.821.420.216.916.716.718.116.717.320.220.120.218.2     491098481899510310810410910012794545993757912190100948399829677941992779798779686     57108108106979912110811211711912410149871208310012110910292779399111948511296100859912910210799     7611210510110110512510210111713113313080105128100119136119129988510211010911110411494103100991281129496     841011001071510311296108115117144124781121371231111231281241147875991018510898109110102106110122114109100     9785104931121021221111121041231201211031211171121041321281421189483991121021101031099510587921241299795     887792891128711110810096103120909812810711393109114121109100899710391949587849083102119106106102     80667873989989198899106108961051031161061031091021148775957010082918584878480941121108888     76687683969476786269991049691105979589828910183898169818173817675748385109976969     725673739078828781707998-859888938759866680617384927950
                               表6-横向伸长率  (CDE)(%)
实施例 实际的平均织物重(克/码2)    CDE@148℃(%)   CDE@151℃(%)   CDE@154℃(%)   CDE@157℃(%)   CDE@160℃(%)   CDE@163℃(%)   CDE@166℃(%)   CDE@169℃(%)   CDE@172℃(%)
  444546474849C5051525354555657C58596061C626364C65656768697071C72     15.617.417.419.520.321.019.020.120.420.120.219.917.317.720.520.721.319.919.721.220.420.320.420 320.320.219.917.220.4     9710610664858877-----859712411511110410013510313293-651239080-     9310910998771218097971021009394971321291031139114388132651106611610189-     10011811891911301001039211597901001161141181141131021341 2311810512185127120102-     94111111938411597103104108971041101211341311219888137119127103121671311168456     8395959091107879596108107101114981291341151006211874127103106911171029371     81898988821039010210199959511767101108958584103991209697671081047859     72767887728883679984869383859996678573858489999273981037971     76666675749873798387779572879877758583736910482937998975365     64---------------------------60
                          表7-标准化的横向韧性(CD TEA)(每英寸的克/英寸)
  实施例   实际的平均织物(克/码2)     CDTEA@148℃     CDTEA@151℃     CDTEA@154℃     CDTEA@157℃    CDTEA@160℃     CDTEA@163℃     CDTEA@166℃     CDTEA@169℃     CDTEA@172℃
123456789101112131415C16C1718192021222324C25C2627282930313233C3435C3637C383940414243 20.019.820.019.920.420.319.920.420.019.920.720.119.620.120.720.120.620.120.120.920.920.120.919.720.420.821.420.216.916.716.718.116.717.320.220.120.218.2 25223133154167185194182214265185272150426320010511 329317113186172211132127112194168229122229184122215232 3522225728521021730219827831129329721344156314125185331245147100122278202280168144289240319188283355234292317 11243274273225284301177225333359354327145249383209290401330241132154328259272195258310207298226315400319215330 11321625530225427824516227232132643231813830344830827935837426419612570362255184292271311307326262372412339324364 17915427024430927230621429529835834529727234637327627142838332823122086357330256285274322262351212289452458255275 141106235224319205288220249269246352216281401340296196287311255240245114386293207311285231199291180331385343314359 12288176157246279196155219282285312230331289391270250284275252153168142206294178245214227246266174293382354242300 115901681972402621491281912512762982202743092772302661772181981531259220920320123421020018122420028439431 5250202 1126715315820719817887188179165280-1892692632141802102041551519776---165258299195176
                          表7-标准化的横向韧性(CD TEA)(每英寸的克/英寸)
  实施例 实际的平均织物(克/码2)     CDTEA@148℃      CDTEA@151℃     CDTEA@154℃     CDTEA@157℃     CDTEA@160℃     CDTEA@163℃     CDTEA@166℃     CDTEA@169℃     CDTEA@172℃
  4445**46474849C5051525354555657C58596061C626364C65666768697071C72     15.617.417.419.520.321.019 020.120.420.120.219.917.317.720.520.721.319.919.721.220.420.320.420.320.320.219.917.220.4     229286327251194145145-----181210222280365245258345201295247-73281210243-     238307351381168275166215266263227228250158274350291286195369172258239256197271279300-     270397454337224332281256267342217221314323247318366320271360302292329289194353392399-     26736241335821630526527635029624232731535030739642027020436331135731430421137441429350     208314359347252261124220632733629632134227828945038428419531121434432026222330433736780   19828830636121625225230334628627530336717019932230120019526524230529325021228337228794     187251287355173205222231346225207300234194201254253204185193167188305233157250356272112     183196224276197241178207251249177301186202209181198210196147127258231239185250311135100     144--------------------------90
**实施例44和45的标准化定量为17.5gsy。
                                     表8-喷丝嘴说明
ID数 孔数 纤维形状 当量直径(英寸) 毛细管长度(英寸) 入口角度 计数镗孔(英寸) 孔/英寸2 长(英寸) 宽(英寸)
    1234567     78210681068106810686753125   圆形圆形中凹三角形中凹三角形中凹三角形圆形圆形     0.0140.0140.0150.0120.0140.0140.014     0.0560.0560.0310.0490.0550.0560.056     30DEG30DEG60DEG60DEG60DEG30DEG40DEG     0.0710.0710.0980.0980.0790.0710.087     38535353534056     7.57.57.57.57.57.3815.85     2.722.722.722.722.722.303.50
                            表9-回归数据和结果
实施例       回归范围      C0     C1     C2 回归系数     Tp(℃)     Tm(℃)
最低温度 最高温度
    123456789101112131415C-16C-1718192021222324C-25C-2627282930313233C-3435C-3637C-3839404142   148148148148148148148148148148148148148148148148148148148148148148148148151157148146148148148148148148148148148148148   16916916916916916916915916916916916916916991699159169169169169159169169169172172169169169169169189169169169169169169169     -26604.33-9215.49-31622.39-25329.55-22499.91-12288.51-20914.25-14117.75-14752.18-7842.43-18806.13-19136.45-22261.16-20630.10-41183.17-33065.08-27189.34-33343.66-32387.87-33679.97-2551643-22399.42-34262.00-28878.05-51863.10-20911.63-18471.30-29873.29-36379.04-26371.9220889.29-19430.69-19876.65-16255.93-31419.95-39390.66-9062.32  328.863129.522402.497326.457283.217154.851270.525165.660190.533103.283235.885242.940282.549242.453510.728417.583338.401420.862418.145426.504319.750276.977427.745348.524657.188264.578210.436379.916455.499338.007256.513248.565252.172206.971392.614491.564115.307   -1.0044-0.4359-1.2603-1.0307-0.8711-0.4678-0.8555-0.5951-0.5957-0.3180-0.7379-0.7488-0.8808-0.6911-1.5611-1.2953-1.0340-1.3086-1.3258-1.3279-0.9852-0.8419-1.3186-1.0424-2.0535-0.8160-0.6537-1.1871-1.4050-1.0613-0.8300-0.7705-0.7817-0.6349-1.2014-1.5087-0.3519     0.9530.9030.9070.9420.8240.7770.7840.8250.9030.7980.9580.8590.9750.9930.9420.9720.9600.8900.9660.9680.9500.8280.9550.9020.8570.5930.9520.9490.8840.7340.8760.8540.8620.9440.9740.570   163.7148.6159.7158.4162.6165.5158.1156.0160.0162.4161.9162.2150.4175.4183.6161.3163.8150.8157.7160.6162.3164.5162.2167.2160.0162.1161.0160.0162.1159.2160.5161.3161.3163.0163.5162.9165.3     162163163163163162163162164163163162163163163163162163162164164164164163162163163163164163163162163162162163163162163
                            表9-回归数据和结果
实施例   回归范围       C0       C1      C2 回归系数     Tp(℃)     Tm(℃)
  最低温度   最高温度
    43444546474849C-5051525354555657C-58596061C-626364C-65666768697071C-72     148148148148148148148148151151151151151148148148148148148145148148148148151148148148148157     169169169169169169169169169169169169169159169169169169169169169169169169169169169169169175     -24805.54-8525.74-23726.93-27116.49-21080.32-10375.85-30269.12-33648.98-26197.51-30827.88-14060.67-29792.20-22551.77-34699.61-27202.65-10921.94-35003.59-29577.24-16159.54-5978.25-14798.83-33583.39-16144.94-17412.26-3353.05-3O672.62-13334.29-32172.35-47237.46-20065.25     320.173114.436306.358350.120270.44133.874383.810428.340330.758388.854181.620377.092281.806442.356347.082141.792448.708382.166211.69780.683.198.218429.356209.591225.58545.952388.971173.652406.497608.607239.322     -1.0067-0.3627-0.9631-1.1007-0.8374-0.4122-1.1963-1.3284-1.0231-1.2012-0.5636-1.1728-0.8529-1.3862-1.0865-0.4429-1.4137-1.2086-0.6717-0.2525-0.6414-1.35360.6597-0.7066-0.1377-1.2068-0.5402-1.257-1.9302-0.7035     0.7050.5520.8540.8540.8290.7560.8950.9280.9440.9450.6600.8460.9260.9350.6460.7140.9210.9250.7300.4120.9910.9210.5760.8870.9000.8630.6000.9650.8910.974     159.0157.8159159161.5182.4160.4160.5161.6161.9161.1160.8165.2159.6159.7160.1158.7158.1157.6159.8154.5158.6158.9159.6166.9161.2160.2161.7157.7170.1     163163163163163163164164164164162163163163633163163163163163164163164164165164164163164163
                               表10
实施例1   CDSp     CDSm-10   CDSm-10     Cp    Cm     C1    CDSm     CDS1
    123456789101112131415C-16C-1718192021222324C-25C-2627282930313233C-3435C-3637C-38394O41   314.9406.0513.6520.4520.4526.2472.0382.9489.2543.9527.8568.3414.3634 4589.2638.8498.1495.0581.9566.9427.5381.3427.3270.7697.4534.9464.3523.5539.0540.6505.0616.1460.7611.7668.9649.5   214.5362.4387.5417.3433.3479.4386.5303.3429.6512.1454.0493.4326.2565.3433.1509.3394.7384.1449.3434.2329.O297.1295.5166.5492.1453.3398.9404.6398.5434.4422.0539.1382.5548.2568.8498.6   177.1397.5457.3490.7440.7440.8449.7353.4487.7515.B455.9504.6365.4287.3379.9549.4358.1434.3563.8509.2361.6270.1287.544.8607.5471.5427.9469.9432.6490.2461.2551.9398.1549.9563.2479.6     68.189.375.580.283.391.181.983.687.094.286.086.676.789.173.579.779.273.877.276.677.077.969.161.570.684.785.977.373.980.483.687.583.089.682.676.5   56.397.989.094.384.783.695.397.495.694.886 488.888.245.364.586.071.987.896.989.884.670.867.316.587.188.192.289.880.390.791.389.686.489.981.773.9   11.0128.868.482.264.570.385.292.286.987.969.173.468.021.827.464.542.854 991.070.460.540.127.8-54.462.471.078.970.651.373.678.275.167.177.159.543.4   312.0315.2499.7498.3520.2520.4451.5341.4479.7543.8527.8567.8408.6527.9585.3835.1495.3481.6529.2551.5424.2379 5427.2247.5673.9533.8460.1510.7536.6530.3498.7615.6459.8611.7688.9648.9   34.4405.9341.6409.6335.6365.9384.6314.8417.0478.0364.7416.9277.8115.1180.1409.4211.9312.6481.6388.5256.5152.3110.5-134.7420.3379.1362.8360.4275.3390.5380.2462.3308.7471.4410.2281.8
                      表10
实施例     CDS0     CDSm-10     CDSm-10     Cp   Cm     C1     CDSm     CDS1
    4243444546474649C-5051525354555657C-58596061C-626364C-65666768697071C-72     547.8651.8500.8635.9725.8755.3494.0515.4558.7535.2642.2571.1519.5626.1592.5516.1426.5601.4628.5520.3467.0515.5464.1502.2592.5480.6470.3524.9691.6737.1288.4     512.7550.9464.5539.6615.7671.5452.8395.8425.8432.9522.1514.7402.2540.8453.9407.4382.3460.0507.6453.1441.8451.3328.7436.2521.8466.9349.6470.9565.9544.1218.0     495.3608.8490.8597.8682.3691.6456.2461.9505.6480.4569.3525.0447.7499.0523.4459.8404.4555.4597.4506.2455.5515.3421.7486.6570.1461.3408.4504.3596.6695.382.8     93.684.692.884.984.888.991.776.876.260.981.390.177.466.476.678.989.676.580.887.194.687.670.886.968.197.174.389.781.873.875.6   90.493.498.094.094.091.692.389.690.589.886.691.986.279.788.389.194.892.495.097.397.5100.090.996.996.296.086.996.186.394.328.7     81.281.093.982.482.479.382.370.171.872.070.080.663.560.167.369.685.576.484.491.693.0108.371.390.488.692.063.488.566.181.7-   546.1639.4492.8622.7710.6753.9494.0502.3540.7527.8636.3570.6514.0521.9560.5507.5422.7575.2599.2500.6454.4457.5437.8484.7579.0480.1460.5517.0689.4682.0253.0   443.6518.0462.6513.2585.6597.7408.4352.1388.4380.0445.7459.9326.6373.6390.9354.5362.0439.5505.6456.6432.1495.9312.0438.1512.7441.5291.9457.5455.9557.3-
                          表11
实施例      Am      Ap      A1     Rm     Rp     R1
123456789101112131415C-16C-1718192021222324C-25C-2627282930313233C-3435C-3637C-383940 26133636499551174950488446493573483653515042548740174191508661384439479856865525409433883793163557505162454951015080527949385966442059146460 2814391547164850491351064435343046935333503254333850611453725955463645135375227394735333834238082905077442548394921505247735905434759056489 31535653701873896909691057525255706078427109780756435212646985625u58692832777975659445148371432936273106654072016879750370598517620384808919 83.089.697.398.395.192.898.598.598.998.495.596.697.066.186.396.189.196.997.797.595.888.886.660.496.896.598.097.494.397.797.896.895.996.793.8 89.496.491.893.494.497.094.094.595.998.195.395.692.996.491 293 293 191.292.492.292.392.689.787.290.294.995.392.491.393.594.595.894.396.594.2 67.092.891.194.788.587.695.496.696.296.189.891.690.654.873.289.478.890.195.491.788.378.075.535.389.591.093.991.785.182.593.292.289.892.486.3
                                  表11
实施例     Am      Am     Am     Rm     Rm     Rm
    414243444546474849C-5051525354555657C-58596061C-626364C-65666768697071C-72     58945266640949776263714873674819502054535212622855725004574757515018421058896184514646414973452349675883473045465197664072081796     59925361618148876038689172744803475551445011602255234804597654634799411855425882497945864941419048025689476043015069649767282549     78297620924773699061103411060659857080771673848791804669647946808570755135840689677572686675146386729285858990632276139297103801880     90.896.198.499.498.598.597.597.697.497.697.497.097.696.391.897.197.298.797.998.498 999.496.597.598.999.098.496.799.096.097.852.3     92.397.994.997.695.094.996.397.292.392.193.693.896.792.595.592.293.096.592.293.695.798.295.990.395.696.099.091.496.693.991.391.9     80.492.794.698.195.095.093.694.391.692.192.091.393.989.484.690.791.495.993.295.197.098.097.291.796.896.697.089.696.789.693.943.5
                             表12
    比较 实施例 Cm ΔCm Cp ΔCp C1 ΔC1
    1     C-16     45.3     89.1     21.8
    3     89.0     43.7     75.5     -13.6     68.4     46.6
    7     95.3     50.0     81.9     -7.2     85.2     63.4
    12     85.4     41.1     86.0     -3.1     69.1     47.3
    2     C-17     64.5     73.5     27.4
    13     88.8     24.3     88.6     13.3     73.4     46.0
    18     86.0     21.5     79.7     5.2     64.5     37.1
    40     81.7     17.3     82.6     9.1     59.5     32.1
    41     73.9     9.4     76.8     3.3     43.4     16.0
    42     90.4     25.9     93.6     20.1     8.12     53.8
    3     C-34     80.3     73.9     51.3
    35     90.7     10.4     80.4     6.4     73.6     22.3
    C-36     91.3     83.6     76.2
    37     89.6     -1.8     87.5     3.9     75.1     -11
    C-38     86.4     83.0     67.1
    39     89.9     3.5     89.6     6.7     77.1     10.0
    4     C-15     45.3     69.1     21.8
    19     71.9     26.6     79.2     -9.9     42.8     21
    20     87.8     42.5     73.6     -15.5     64.9     43.1
    21     96.9     51.6     77.2     -11.9     91.0     69.2
    22     89.8     44.5     76.6     -12.5     70.4     48.6
    5     C-26     16.5     81.5     -54.40
    24     70.8     54.3     77.9     16.4     40.1     94.5
    6     C-25     67.3     69.1     27.8
    28     88.1     20.8     84.7     15.6     71.0     43.2
    29     92.2     24.9     85.9     16.8     78.9     51.1
    30     89.8     22.5     77.3     8.2     70.5     42.8
    7     C-38-     86.4     83.0     57.1
    44**     98.0     11.5     92.8     9.7     93.9     26.8
    45**     94.0     7.6     84.9     1.8     82.4     15.3
                          表12
    比较   实施例     Cm     ΔCm     Cp     ΔCp     C1     ΔC1
    8     C-58     94.8     89.6     85.6
    51     89.8     -5.0     80.9     -8.7     72.0     -13.6
    52     88.6     -6.2     81.3     -8.3     70.0     -15.6
    53     91.9     -2.9     90.1     0.5     80.6     -5.0
    54     86.2     -8.6     77.4     -12.2     63.5     -22.1
    59     92.4     -2.4     76.5     -13.1     76.4     -9.2
    60     95.0     0.2     80.8     -8.8     84.4     -1.2
    61     97.3     2.5     87.1     -2.5     91.6     6.0
    9     C-62     97.5     94.6     93.0
    56     88.3     -9.2     76.6     -18.0     67.3     -25.7
    57     89.1     -8.4     78.9     -15.6     69.8     -23.2
    10     C-50     90.5     76.2     71.8
    71     94.3     3.8     73.8     -2.4     81.7     9.9
*标准化至20gsy*标准化至17.5gsy
                                                 表13
    比较   实施例      Am   %ΔAm     Ap   %ΔAp     A1   %ΔA1
    1   C-16     4191     6114     5212
  3     4995     19     4716     -23     7018     35
  7     4649     11     4435     -27     6752     30
  12     5042     20     5032     7109     36
    2   C-17     5086     5372     6469
  13     5487     5     5433     1     7607     21
  18     6138     21     5956     11     8562     32
  40     5460     27     6489     21     8919     38
  41     5894     16     5992     12     7829     21
  42     5266     4361     0.00     7520     18
    3   C-34     5080     4921     6879
  35     5279     4     5052     3     7503     9
  C-36     4938     4773     7059
  37     5966     21     5905     24     5517     21
  C-38     4420     4347     5203
  39     5914     34     5905     36     8480     37
    4   C-16     4191     6114     5212
  19     4439     6     4636     -24     5885     13
  20     4796     14     4513     -26     6692     28
  21     5886     36     5377     -12     8327     60
  22     5525     32     5277     -15     7797     50
5 C-26 1635 2360 1432
  24     3388     107     3533     50     4461     212
    6   C-25     3793     3834     4837
  28     5162     36     5077     32     7306     51
  29     4549     20     4425     15     6540     35
  30     5101     4839     26
    7   C-38*     4420     4347     6203
  44**     4977     13     4887     12     7369     19
  45**     6263     42     6036     39     9061     46
                                                            表13
比较 实施例 Am %ΔAm Ap %ΔAp A1 %ΔA1
    8   C-58     4210     4118     6135
  51     5212     24     5011     22     7384     20
  52     6228     48     5022     46     8791     43
  53     5572     32     5523     34     8046     31
  54     5004     19     4804     17     6964     14
  59     5889     40     5542     35     8406     37
  60     8184     47     5882     43     8967     46
  61     5146     22     4979     21     7572     23
    9   C-62     4641     4566     6866
  56     5751     24     5463     19     8065     17
  57     5018     8     4799     5     7076     3
10 C-50 5453 5144 7716
  71     7208     32     6728     31     10380     35
    11   C-65     4967     4802     7292
  66     5863     18     5669     18     8585     18
  67     4730     -5     4760     -1     6990     -4
  68     4546     -8     4301     -10     6322     -13
  69     5197     5     5069     6     7613     4
    12   C-17     5086     5372     6469
  70     6640     31     6497     21     9297     44
                                          表13
    比较   实施例   Am %ΔAm     Ap %ΔAp     A1   %ΔA1
    13 最高对比例1     5453     6114     7716
  27     6750     24     6290     3     9362     21
  40     5460     18     6489     6     8919     16
43 6409 18 6181 1 9247 20
  46     7148     31     8891     13     10341     34
  47     7367     35     7274     19     10608     37
  70     6640     22     6497     6     9297     20
  71     7208     32     6728     10     10380     35
*标准化至20gsy**标准化至17.5gsy1用于最高对比例的Am,Ap和A取自对比例16,17,25,26,34,36,38,50,58,62和65。Am和A1取自对比例50,Ap取自对比例16。
                             表14
    比较 实施例 Ro ΔRp Rm ΔRm R1 ΔR1
    1 C-16 95.4 58.1 54.8
    3     91.8     -4.5     97.3     31.2     91.1   36.3
    7     94.0     -2.4     98.5     32.4     95.4   40.6
    12     95.3     95.5     29.4     89.8   35.0
    2     C-17     91.2     88.3     73.2
    13     95.6     4.4     96.5     10.3     91.6   18.4
    18     93.2     2.0     96.1     9.0     89.4   16.2
    40     94.2     3.0     93.8     7.5     86.3   13.1
    41     92.3     11     90.8     4.5     80.4   7.2
    42     97.9     6.7     96.1     9.8     92.7   19.5
    3     C-34     91.3     94.3     85.1
    35     93.5     2.2     97.7     3.4     92.5   7.4
    C-36     94.5     97.8     93.2
    37     95.8     1.3     96.8    -1.0     92.2  -1.0
    C-38     94.3     95.9     89.8
    39     96.5     2.2     96.7     0.8     92.4   2.6
    4     C-16     96.4     68.1     54.8
    19     93.1    -3.3     89.1     23.0     78.8   24.0
    20     91.2    -5.2     96.9     30.8     90.1   35.4
    21     92.4    -4.0     97.7     31.6     95.4   40.6
    22     92.2    -4.2     97.5     31.4     91.7   36.9
    5     C-26     67.2     60.4     35.3
    24     92.6     5.4     88.8     26.4     78   42.7
    6     C-25     89.7     88.8     75.5
    28     94.9     5.2     96.5     7.7     91.0   15.6
    29     95.3     5.6     98.0     9.2     93.9   18.4
    30     92.4     2.7     97.4     8.6     91.7
                              表14
  比较 实施例     Ro   ΔRp     Rm     ΔRm     R1   ΔR
    7   C-38*     94.3     95.9     89.8
  44**     97.6     3.3     99.4     3.5     98.1   8.3
  45**     95.0     0.7     98.5     2.6     95.0   5.2
    8   C-58     96.5     98.7     95.9
  51     93.6     -2.9     97.4     -1.3     92.0   -3.9
  52     93.8     -2.8     97.0     -1.7     91.3   -4.6
  53     96.7      0.2     97.6     -1.1     93.9   -2.0
  54     92.5     -4.0     96.3     -2.4     89.4   -6.5
  59     92.2     -4.4     97.9     -0.8     93.2   -2.7
  60     93.6     -2.9     98.4     -0.3     95.1   -0.8
  61     95.7     -4.8     98.9      0.2     97.0    1.1
    9 C-62 98.2 99.4 98.0
  56     92.2     -6.0     97.1     -2.3     90.7   -7.3
  57     93.0     -5.2     97.2     -2.1     91.4   -6.6
    10   C-50     92.1     97.6     92.1
  71     91.3     -0.6     97.8      0.2     93.9    1.8
*标准化至20gsy**标佳化至17.5gsy
                               表15-在200℃进行操作的聚合物的流变学数据
    弹性模量(DYNES/SQ CM)     复数粘度(DYNES/SQ CM)
    聚合物   频率(radians/sec)   弹性模量     比率PA/PP2 复数粘度   比率PA/PP   DSCMP(℃)
    ELVAX750     100   202900     0.572     307.9   0.659   97.3
    ELVAX3180     100   84300     0.238     167.7   0.369   63
    NUCREL925     100   68980     0.195     145.5   0.312   92.4
    KRATON1750     100   793200     2.238     1178.0   2.520   NONE
    ELVALOYAM     100   141200     0.398     231.3   0.496   71.5
    ELVALOYHP661     100   129000     0.364     205.0   0.439   62
    ELVALOYHP662     100   147600     0.416     241.1   0.517   60
    BYNEL2002     100   147600     0.416     241.1   0.517   90
    BYNEL2022     100   55240     0.156     115.5   0.248   90.4
    SURLYNRX9-1     100   79200     0.223     147.5   0.316   72
    PE 6835A     100   110000     0.310     312.1   0.669   131.3
    PE XU58200.03     100   48180     0.136     198.2   0.425   109.2
    PEXU58200.02     100   48300     0.136     175.8   0.377   66
    PROFAX165     100   354500     1.000     466.6   1.000   163
1.以10℃/分进行扫描,这与差示扫描量热法熔点(DSC MP)测量步骤中列出的20℃/分不同。2.PA=聚合物添加剂,PP=聚丙烯

Claims (103)

1.一种具有皮芯结构的纤维的制备方法,包括:
挤出作为热挤出物的包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂的共混聚合物;并
提供条件使上述热挤出物形成具有皮-芯结构的纤维。
2.一种包含聚丙烯和聚合粘结曲线增强剂共混聚合物的纤维,所述纤维包含皮-芯结构,该结构包含有皮和芯,所述的聚丙烯和所述的聚合粘结曲线增强剂存在于所述的皮和所述的芯中。
3.根据权利要求1或2的方法或纤维,其中所述的皮-芯纤维当被加工成热粘结无纺材料时,与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比,将使横向强度对温度的粘结曲线平坦化。
4.根据权利要求1或2的方法或纤维,其中所述的皮-芯纤维当被加工成热粘结无纺材料时,与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比,将使横向强度对温度的粘结曲线上的横向强度的至少一些点升高。
5.根据权利要求1或2的方法或纤维,其中所述的皮-芯纤维当被加工成热粘结无纺材料时,与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比,将使横向强度对温度的粘结曲线上的横向强度的至少一些点升高并迁移至更低的温度。
6.根据权利要求1或2的方法或纤维,其中所述的皮-芯纤维当被加工成热粘结无纺材料时,与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比,将使横向强度对温度的粘结曲线的横向强度的至少一些点升高并迁移至更低的温度。
7.根据权利要求4,5或6任一项的方法或纤维,其中所述的横向强度的至少一些点的升高包括峰值横向强度的升高。
8.根据权利要求4,5或6任一项的方法或纤维,其中所述的横向强度的至少一些点的升高包括在低于峰值横向强度的温度处的至少一些点的升高。
9.根据权利要求1或2的方法或纤维,其中所述的皮-芯纤维当被加工成热粘结无纺材料时,与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比,将使在限定的温度范围内横向强度对温度的粘结曲线下方的面积增加。
10.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线变得平坦并具有相同或基本相同的峰值横向强度而使所述面积增加。
11.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线具有相同或基本相同的形状并使所限定温度范围内粘结曲线上的至少一些点具有更高的横向强度而使所述面积增加。
12.根据权利要求11的方法或纤维,其中所述的至少一些点包括更高的峰值横向强度。
13.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线迁移至更低的温度,并使限定温度范围内粘结曲线下的面积增加而使所述面积增加。
14.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线更加平坦并具有相同的峰值横向强度而使所述面积增加。
15.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线更加平坦并具有更低的峰值横向强度而使所述面积增加。
16.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线更加平坦并使在低于峰值横向强度的温度下具有升高的横向强度点而使所述面积增加。
17.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线更加平坦并使粘结曲线迁移至更低的温度而使所述面积增加。
18.根据权利要求9的方法或纤维,其中,当与除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料相比时,通过使粘结曲线更加平坦,使粘结曲线迁移至更低的温度,并使在低于峰值横向强度的温度下具有升高的横向强度点而使所述面积增加。
19.根据前述权利要求任一项的方法或纤维,其中所述的聚合粘结曲线增强剂具有(a)低于约230℃的DSC熔点,和(b)至少弹性模量和复数粘度之一低于共混聚合物中聚丙烯的弹性模量和复数粘度。
20.根据权利要求19的方法或纤维,其中所述聚合粘结曲线增强剂的DSC熔点低于约200℃。
21.根据权利要求19的方法或纤维,其中所述聚合粘结曲线增强剂的DSC熔点低于共混聚合物中聚丙烯的熔点。
22.根据权利要求19的方法或纤维,其中所述聚合粘结曲线增强剂的DSC熔点低于共混聚合物中聚丙烯的熔点约15至100℃。
23.根据权利要求21的方法或纤维,其中所述的弹性模量以及所述的复数粘度均低于共混聚合物中聚丙烯的弹性模量和复数粘度。
24.根据权利要求21的方法或纤维,其中所述聚合粘结曲线增强剂的弹性模量低于共混聚合物中聚丙烯的弹性模量约5-100%。
25.根据权利要求19-24任一项的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂的复数粘度低于共混聚合物中聚丙烯的复数粘度约10-80%。
26.根据权利要求19-25任一项的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂的弹性模量低于共混聚合物中聚丙烯的弹性模量约5-100%,聚合粘结曲线增强剂的复数粘度低于共混聚合物中聚丙烯的复数粘度约10-80%。
27.根据权利要求1-26任一项的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂包含至少一种选自如下的聚合物,所述聚合物为:烯烃羧酸乙烯酯聚合物、聚乙烯、烯烃丙烯酸或酯、烯烃共丙烯酸酯、酸改性的烯烃丙烯酸酯、烯烃丙烯酸酯丙烯酸聚合物和聚酰胺。
28.根据权利要求1-26任一项的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂包含至少一种选自如下的聚合物,所述聚合物为:乙烯乙酸乙烯酯聚合物、聚乙烯、乙烯甲基丙烯酸、乙烯丙烯酸N-丁酯甲基丙烯酸甘油酯、烯烃共丙烯酸酯共一氧化碳聚合物、酸改性的乙烯丙烯酸酯、乙烯丙烯酸酯甲基丙烯酸三元共聚物,以及尼龙6。
29.根据权利要求28的方法或纤维,其中乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含:乙烯乙酸乙烯酯共聚物和乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物的至少一种;烯烃共丙烯酸酯共一氧化碳聚合物包含:乙烯乙酸N-丁酯氧化碳;酸改性的乙烯丙烯酸酯包含:乙烯丙烯酸异丁酯-甲基丙烯酸和乙烯丙烯酸N-丁酯甲基丙烯酸的至少之一。
30.根据权利要求1-29任一项的方法或纤维,其中所述纤维的%ΔA1大于除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1
31.根据权利要求30的方法或纤维,其中所述的%ΔA1值至少增加:约3%,约15%,约20%,约30%,约40%,约50%和约60%。
32.根据权利要求1-29任一项的方法或纤维,其中所述纤维的%ΔAm和%ΔA1大于除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1和%ΔAm
33.根据权利要求1-29任一项的方法或纤维,其中所述纤维的%ΔA1,%ΔAm和%ΔAp大于除了不含聚合粘结曲线增强剂以外,由在相同条件下生产的纤维在相同条件下制备的无纺材料的%ΔA1,%ΔAm和%ΔAp
34.根据权利要求1-33任一项的方法或纤维,其中所述的共混聚合物还包含另外的聚合物。
35.根据权利要求1-34任一项的方法或纤维,其中在形成具有皮-芯结构的纤维的条件下在氧化气氛下挤出共混聚合物。
36.根据权利要求1-25任一项的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包含可显示钌染色浓集的至少约0.2微米的皮层。
37.根据权利要求36的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包含显示钉染色浓集的至少约0.5微米的皮层。
38.根据权利要求37的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包含显示钌染色浓集的至少约0.7微米的皮层。
39.根据权利要求38的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包含显示钌染色浓集的至少约1微米的皮层。
40.根据权利要求39的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包含显示钌染色浓集的至少约1.5微米的皮层。
41.根据权利要求1-35任一项的方法或纤维,其中所述的纤维小于2旦,并且所述皮-芯结构包含显示钌染色浓集的相当于纤维的至少约1%当量直径的皮层。
42.根据权利要求41的方法或纤维,其中所述皮-芯结构包含显示钌染色浓集的相当于纤维的高达约25%当量直径的皮层。
43.根据权利要求41的方法或纤维,其中所述皮-芯结构包含显示钌染色浓集的相当于纤维的高达约2%-10%当量直径的皮层。
44.根据权利要求1-43任一项的方法或纤维,其中所述的共混聚合物还包含选自稳定剂、抗氧剂和抗酸剂的至少一种。
45.根据权利要求1-44任一项的方法或纤维,其中所述的纤维包含疏水或亲水涂饰剂。
46.根据权利要求1-45任一项的方法或纤维,另外包括包含在共混聚合物中用于改善纤维表面性能的组分。
47.根据权利要求1-46任一项的方法或纤维,其中所述的纤维包括圆形、菱形、三角形、中凹三角形、三叶形、椭圆形或“X”形的横截面构形。
48.根据权利要求47的方法或纤维,其中所述的横截面构形包括中凹三角形横截面构形。
49.根据权利要求1-48任一项的方法或纤维,其中所述的纤维低于约5旦。
50.根据权利要求1-48任一项的方法或纤维,其中所述的纤维在约0.5和约3旦之间。
51.根据权利要求1-50任一项的方法或纤维,其中所述的纤维是单组分纤维。
52.根据权利要求1-50任一项的方法或纤维,其中所述的纤维是双组分纤维。
53.根据权利要求1-52任一项的方法或纤维,其中所述的纤维包含短纤维。
54.根据权利要求1-53任一项的方法或纤维,其中所述的聚合粘结曲线增强剂包含多种聚合粘结曲线增强剂。
55.根据权利要求54的方法或纤维,其中所述的聚合粘结曲线增强剂包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯聚合物和至少一种聚酰胺。
56.根据权利要求54的方法或纤维,其中所述的多种粘结曲线增强剂包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯聚合物和至少一种聚乙烯。
57.根据权利要求1-56任一项的方法或纤维,其中共混聚合物至少包含约80%重量的聚丙烯。
58.根据权利要求1-56任一项的方法或纤维,其中共混聚合物至少包含约90%重量的聚丙烯。
59.根据权利要求1-54,57和58任一项的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
60.根据权利要求59的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
61.根据权利要求59的方法或纤维,其中聚合粘结曲线增强剂包含至少一种乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物。
62.根据权利要求59-61的方法或纤维,其中所述的共混聚合物包含低于10%重量的所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
63.根据权利要求1-62任一项的方法或纤维,其中所述的共混聚合物通过转筒混合来制备。
64.根据权利要求59-63任一项的方法或纤维,其中所述的共混聚合物包含约0.5-7%重量的所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
65.根据权利要求64的方法或纤维,其中所述的共混聚合物包含约1-5%重量的所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
66.根据权利要求65的方法或纤维,其中所述的共混聚合物包含约1.5-4%重量的所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
67.根据权利要求66的方法或纤维,其中所述的共混聚合物包含约3%重量的所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
68.根据权利要求1-67的方法或纤维,其中将聚乙烯与所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物预混,形成预混物,并将所述的预混物与所述的聚丙烯混合。
69.根据权利要求68的方法或纤维,其中所述的聚乙烯包含密度至少约0.85克/厘米3的聚乙烯。
70.根据权利要求69的方法或纤维,其中所述的聚乙烯的密度至少约为0.85-0.93克/厘米3
71.根据权利要求70的方法或纤维,其中所述的聚乙烯的密度至少约为0.86-0.93克/厘米3
72.根据权利要求59-71任一项的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含约0.5-50%重量的乙酸乙烯酯单元。
73.根据权利要求72的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含约5-50%重量的乙酸乙烯酯单元。
74.根据权利要求73的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含约10-50%重量的乙酸乙烯酯单元。
75.根据权利要求74的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含约20-40%重量的乙酸乙烯酯单元。
76.根据权利要求75的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物包含约25-35%重量的乙酸乙烯酯单元。
77.根据权利要求1-76任一项的方法或纤维,其中当进行热台测试时,所述的皮-芯纤维留有残余物。
78.根据权利要求59-77任一项的方法或纤维,其中所述的乙烯乙酸乙烯酯聚合物由乙烯和乙酸乙烯酯单元组成。
79.根据权利要求1-78任一项的方法,包括:
将包含所述聚丙烯和所述乙烯乙酸乙烯酯聚合物的所述共混聚合物喂料至至少一个喷丝嘴;并且
所述的挤出包括将所述的共混聚合物从至少一个喷丝嘴中挤出。
80.根据权利要求1-79任一项的方法或纤维,其中所述的纤维约为1.5旦。
81.根据权利要求1-79任一项的方法或纤维,其中所述的纤维约为1.6旦。
82.根据权利要求1-79任一项的方法或纤维,其中所述的纤维约为1.7旦。
83.根据权利要求1-79任一项的方法或纤维,其中所述的纤维约为1.9旦。
84.根据权利要求1-77任一项的方法或纤维,其中所述的纤维包含长度约1-3英寸,旦数约0.5-3的短纤维。
85.根据权利要求84的方法或纤维,其中所述的纤维包含长度约1.25-2英寸的短纤维。
86.一种具有皮-芯结构的纤维的制备方法,包括:
挤出作为热挤出物的包含聚丙烯和柔软聚合物添加剂的共混聚合物;并且
提供条件使上述热挤出物形成具有皮-芯结构的纤维。
87.根据权利要求1-86任一项的方法或纤维,其中所述的皮芯结构包括:表面区,内芯和在它们之间的梯度区;当与所述内芯相比时,所述表面区包含高浓度的氧化断链降解的聚丙烯;所述梯度区朝着外表面具有降低的重均分子量。
88.根据权利要求1-86任一项的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包括:所述共混聚合物的内芯,和包围所述内芯的所述共混聚合物的表面区,所述表面区包含所述的聚丙烯,如氧化断链降解的聚丙烯,结果是,所述的内芯和所述的表面区确定了共混聚合物的皮芯结构。
89.根据权利要求88的方法或纤维,其中所述的氧化断链降解的聚丙烯基本局限于所述的表面区内,其中所述的内芯和所述的表面区包含所述皮-芯结构的相邻的不连续的部分。
90.根据权利要求1-86任一项的方法或纤维,其中所述的皮-芯结构包括:所述共混聚合物的内芯,包围所述内芯的表面区,所述表面区包含作为氧化断链降解聚合物材料的所述的共混聚合物,结果是,所述的内芯和所述的表面区确定了皮-芯结构,并且所述内芯的熔体流动速率基本上等于所述纤维的平均熔体流动速率。
91.根据权利要求1-86任一项的方法或纤维,其中皮-芯结构包括:具有一定熔体流动速率的共混聚合物内芯,并且所述纤维的平均熔体流动速率将比所述内芯的熔体流动速率高约20-300%。
92.根据权利要求1-91任一项的方法或纤维,其中纤维包括:至少一个中空部分。
93.根据权利要求1-92任一项所述的方法制得的纤维。
94.包含权利要求1-93任一项的纤维的无纺材料。
95.根据权利要求94的无纺材料,包含低于约20g/yd2的定量。
96.根据权利要求95的无纺材料,包含低于约18g/yd2的定量。
97.根据权利要求96的无纺材料,包含低于约17g/yd2的定量。
98.根据权利要求97的无纺材料,包含低于约15g/yd2的定量。
99.根据权利要求98的无纺材料,包含低于约14g/yd2的定量。
100.根据权利要求94的无纺材料,包含约14-20g/yd2的定量。
101.根据权利要求94-100任一项的粘结在一起的无纺材料。
102.根据权利要求94-100任一项的热粘结在一起的无纺材料。
103.一种卫生产品,包含至少一层吸收层,和热粘结在一起的至少一层无纺织物层,所述无纺织物层包含根据权利要求1-94任一项所制备的纤维。
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