具有柔软的非织造纤维网的制品的制作方法_3

文档序号:8926093阅读:来源:国知局
即从固态直接转变为气态)。本领域的 技术人员将会知道,升华水平可取决于添加剂温度和添加剂蒸气对暴露于外部环境的表面 的分压。本领域的技术人员也将知道,加工温度应当保持低于所述组分的TGA(即热重量分 析)Rapid重量损失温度。已令人惊讶地发现,当在纺熔过程中添加酰胺类型的柔软性增强 子添加剂时,有利的是将工艺温度保持在远远低于TGA Rapid重量损失温度的水平。具体 地,据信在喷丝头之前的熔融组合物的温度应当比柔软性增强子添加剂的TGA Rapid重量 损失温度低至少20°C,或甚至低25°C。各种物质的TGA Rapid重量损失温度可见于例如 Ernest W. Flick 书写的 "Plastics additives:an industrial guide" 中。
[0044] 不受理论的束缚,据信添加剂的这种升华能够由纤维制备期间的特定工艺条件导 致。如在典型的非织造物制造过程中那样,将聚合物组合物熔融并置于特定温度下,所述特 定温度允许组合物流动并通过喷丝头被挤出以便形成纤维。然后将刚形成的纤维在低得多 的温度下用空气淬火,所述空气吹向所述纤维的外表面。当熔融的组合物被加热至致使柔 软性增强子添加剂过热的温度时,添加剂可从硬化纤维的外表面蒸发/升华。由于所述快 速且恒定的气流的缘故,所述分压被保持为相对低的水平,所述分压与否则的话从TGA值 所预期的相比有利于柔软性增强子添加剂的蒸发/升华。以下表2提供用于若干酰胺的温 度。
[0045]表 2:
[0046] 酰胺的TGA重量损失
[0048] 尽管存在由此类添加剂提供的改进,但是当与其它诸如聚丙烯的均聚物相比时, 包含添加剂的组合物仍表现出某些缺点。如先前所讨论,可希望将纤维网的颈缩量最小化, 尤其是当纤维网经受沿其纵向的张力时。此外,据观察,由包含共聚物聚丙烯与柔软性增强 子添加剂的组合物制成的纤维网倾向具有较低的摩擦系数。此类较低的摩擦系数可在处理 纤维网时造成意料不到的困难,诸如卷绕,其可变得更加困难和/或需要更高的卷绕张力。 这可最终导致纤维网的不期望的压紧。因此,在至少一些方面,本发明旨在提供一种层状结 构,所述结构如果不能完全消除此类缺点,则至少减少此类缺点,同时保持其益处。
[0049] 在一个实施例中,用于制备第二层的纤维的第二组合物选自树脂或替代地树脂的 共混物,使得由这种第二组合物制成的纤维层比由第一组合物制成的纤维层易于更少颈 缩。可有利地用于制备可为底层110的第二层的纤维的第二组合物的非限制性示例包括这 样一种组合物,所述组合物含有比按第一组合物的重量计的丙烯共聚物的量更少的按第二 组合物的重量计的丙烯共聚物。第二组合物可含有按第二组合物的重量计,少于10%、或少 于8%、或少于5%、或甚至少于1%的丙烯共聚物。普通技术人员将会知道,可有利地使第 二组合物仅含有非显著量的或不含有丙烯共聚物,以便形成比第一纤维层较不易于颈缩的 第二纤维层,尤其是当第二纤维层经受基本上沿第二纤维层的纵向取向的力时。第二组合 物可含有按第二组合物的重量计,至少80%、或至少90%、或甚至至少97%的聚丙烯均聚 物。此外,可有利地选择第一组合物和第二组合物,使得由第一纤维层和第二纤维层形成的 所得非织造纤维网是可伸长但基本上非弹性的。当非织造纤维网接合到另一种材料诸如膜 并且所得层合体经受沿其横向的机械应变诸如环轧制时,此类非织造纤维网可为尤其有利 的。
[0050] 如以下更详细地进一步描述的,非织造纤维网10通过被推进通过由两个压延辊 形成的辊隙而经受压延。辊中的一个称为平滑辊并且包括在压延期间与非织造纤维网的底 层110接触的平滑外表面。另一个辊称为压花辊并且包括多个突起,所述突起接合非织造 纤维网的顶部纤维层210并且将顶部和底部层"夹缩"以形成粘结部位,所述粘结部位接合 纤维层,从而形成非织造纤维网。平滑辊和压花辊中的每一个优选地加热,以便在局部粘结 部位20处熔融由第一和第二组合物制成的纤维并形成连贯的非织造纤维网。纤维的熔融 导致在粘结部位形成膜样结构,所述膜样结构各自被"角撑板"样结构围绕。普通技术人员 将了解,压延工艺和所得压延粘结点提供具有第一纹理化表面和背对第一纹理化表面的第 二表面的非织造纤维网。非织造纤维网的该第二表面(即,纤维网在压延期间靠着平滑辊 的表面)可为基本上平坦的,与具有更突出的三维纹理的第一表面相反。
[0051] 具有底部纤维层和顶部纤维层的非织造纤维网也为本发明的范围的一部分,所述 底部纤维层具有由包含聚丙烯、丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的第一组合物制成的纤 维,顶部纤维层由与第一组合物不同的第二组合物制成并且易于更少颈缩。普通技术人员 将了解,在该构型中,压花辊将接合具有由第二组合物制成的纤维的顶部纤维层(即,易于 更少颈缩的层),而包括由第一组合物制成的纤维的底层将在压延期间靠着平滑辊铺设。不 旨在受任何理论的束缚,据信,层相对于压花辊和平滑辊的这种布置导致这样一种非织造 纤维网:该非织造纤维网与顶层具有由第一组合物制成的纤维的非织造纤维网相比具有较 少绒毛,并且该非织造纤维网在压延期间被压花辊接合。换句话说,具有基本上平坦表面 的底层包括由第一组合物制成并易于颈缩的纤维,而顶层具有基本上纹理化表面可为有利 的。应当理解,不管其在非织造纤维网上相对于压花辊和平滑辊的位置如何,包括由第一组 合物制成的纤维的纤维层优选地存在并且形成旨在被人皮肤接触的产品或制品表面,所述 第一组合物包含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物并且不同于第一聚烯烃的第二聚烯烃、和柔 软性增强子添加剂的。并且据信,当包括由第一组合物制成的纤维的纤维层为在压延工艺 期间接触压花辊的层时,具有顶部纤维层210和底部纤维层110的非织造纤维网具有尤其 有利的触觉和柔软性特性,所述顶部纤维层210具有由包含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物 并且不同于第一聚烯烃的第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂的第一组合物制成的纤维, 并且所述底部纤维层110由不同于第一组合物并且优选地包含少于10重量%的丙烯共聚 物的第二组合物制成。不旨在受任何理论的束缚,据信,在压延工艺期间施加至非织造纤维 网的三维纹理进一步增强人对非织造纤维网的柔软性感受。此外,据信,人的手指或皮肤接 触纤维层110上的粘结部位处存在的膜样结构和角撑板样结构的可能性较小并且可能触 感不那么柔软。
[0052] 图2示出非织造纤维网10的另一个实施例的示意性剖视图,其包括底部纤维 层110、顶部纤维层210以及设置在顶部纤维层和底部纤维层之间的至少一个中间纤维层 310。如先前所讨论,非织造纤维网10还可包括多个压延粘结点,所述压延粘结点将层彼此 接合并且为非织造纤维网提供机械完整性。如先前所讨论,顶部和/或底部纤维层可包括 由第一组合物制成的纤维,所述第一组合物诸如先前所描述的第一组合物中的任一个并且 可包含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物并且不同于第一聚烯烃的第二聚烯烃、和柔软性增强 子添加剂。但是还可有利的是在压延期间接触压花辊的纤维层为包括由第一组合物制成的 纤维的层,所述第一组合物包含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物并且不同于第一聚烯烃的第 二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂。在应用中,还可有利的是,在压延期间接触平滑辊的纤 维层为包括由第一组合物制成的纤维的层,所述第一组合物诸如先前所讨论的第一组合物 中的任一个。如先前所讨论,有利的是,顶部纤维层、底部纤维层和中间纤维层中的至少一 个包括由不同于第一组合物的第二组合物制成的纤维,尤其是当第二组合物选自先前所讨 论的组合物中的一个时。至少一个中间层310的添加提供其自身益处,诸如为非织造纤维 网提供更大的基重均质性和/或包括影响整体非织造纤维网的机械性能的层。层的每个组 合或布置预期在本发明的范围内,只要形成非织造纤维网的纤维层中的至少一个包括由包 含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物并且不同于第一聚烯烃的第二聚烯烃、和柔软性增强子添 加剂的组合物制成的纤维即可。换句话说,非织造纤维网的单独层中的每一个的纤维并非 全部由相同组合物制成。由具有不同特性的不同纤维层形成的非织造物可通过仔细选择用 于制备单独层的纤维的组合物来获得。下表包括可用于由三个层制成的非织造纤维网的单 独层的组合物的示例并且所获得的期望有益效果取决于所选择的组合物。通过选择层组合 物的功能层的示例。应当理解,以下表3可用于选择具有两个、三个或更多个层的非织造材 料的层。
[0053]表 3:
[0055] 在一个实施例中,中间纤维层310可包括由第三组合物制成的纤维,所述第三组 合物包含处于与第一组合物相同或不同比例的与第一组合物相同的组分。在另一个实施例 中,中间纤维层310可包括由不同于所述第一组合物的第三组合物制成的纤维。在该实例 中,第三组合物可与第二组合物基本上相同或可替代地与第一组合物和第二组合物两者均 不同。
[0056] 应当指出的是,存在此类两层、三层或甚至多层复合物的多个组合,其可根据具体 应用,提供其自身益处。出于解释的目的,包含第一聚烯烃、第二聚烯烃和柔软性增强子添 加剂的第一组合物标记为"B",包含第三聚烯烃的第二组合物标记为"P"。不另外指定的任 何其它层称为"X"。因此,对于两层材料,仅存在一个选项:PB--侧具有改善的柔软性旨在 被定位朝向使用者并且另一侧旨在例如层合或胶粘至一些其它部分的材料。三层材料大体 提供三个可能布置:BXP、BPX和XBP。当非织造材料旨在接触消费者的皮肤时,BXP和BPX均 为优选选项,因为第一组合物"B"放置在外层,使得其可用于接触使用者或消费者的皮肤, 同时"P"层减小最终纤维网的颈缩。"XBP"选项在柔软性依赖于B层的组合物的应用中可 能不那么有利,因为第一组合物"B"被"隐藏"在两个其它面层之间,使得其不可用于接触 消费者的皮肤。考虑构型中的重复层(即,"X"可指定为"B"或"P"时,产生更多选项,即 ,^"、,^"、"^^"和叩^^其中同样前三个选项优于最后一个^^即"沁因为其中第一 组合物不暴露于使用者。
[0057] 降低有益效果的简单性,"B"层提供柔软和愉悦触感,"P"层提供更低的颈缩并且 还可从材料加工角度提供优点并用于进一步的纤维网转换。当"P"层被隐藏时,如例如在 BPB构型中,材料可非常合适地被自身使用以制备元件,诸如吸收制品中的腿箍材料,因为 两个面层可被使用者触摸并且中间的"P"层仍提供机械性能并且在需要的极限下降低颈 缩。
[0058] 考虑多层材料时,选项的数目随着层的数目迅速增加。另外,所有层均可通过相同 方法制造(例如纺粘织物)并且不认为通常粘结非织造纤维网具有纹理化侧和平滑侧,如 将更详细地讨论。应当指出的是,每个层由纤维组成,所述纤维可通过不同方法制备(例 如,基本上环状的纺熔纤维如纺粘、熔喷、推进熔喷、BIAX熔喷纤维等,或本领域中熟知的短 纤维,或例如来自熔体原纤化(meltfibrilation)的纤维等)。非织造物的纹理化和平滑侧 的位置不限于任何层,因此例如可制备具有以下组成的材料(不限于以下列表):(平滑) PXMMMB (纹理化)或(平滑)BPP (纹理化)或(平滑)PXB (纹理化)或(平滑)PXMNB (纹 理化)或(平滑)PMNMBB (纹理化)或(平滑)PXMFFB (纹理化),其中"M"代表熔喷纤维, "F"代表来自熔体原纤化工艺的纤维并且"N"代表纳米纤维。
[0059] 如以下提供的表4中所例示,层中的一个的纤维可具有与形成非织造纤维网的其 它层中的至少一个的纤维的旦尼尔不同的旦尼尔。据信,包含所具有的旦尼尔低于底部纤 维层110和/或中间纤维层310的纤维的旦尼尔的纤维的顶部纤维层210进一步增强整体 非织造纤维网的触觉特性,尤其是当具有较低旦尼尔的纤维层具有与具有较高旦尼尔的其 它纤维层基本上相同的基重时。不旨在受任何理论的束缚,据信,在基本上相等的基重下, 具有低于另一个纤维层的旦尼尔的纤维层包括更大数目的纤维。并且据信,更大数目的纤 维,尤其是由包含第一聚烯烃、含有丙烯共聚物并且不同于第一聚烯烃的第二聚烯烃、和柔 软性增强子添加剂的第一组合物制成的纤维增强人对结合非织造纤维网的产品的柔软性 感受。
[0060] 取决于非织造纤维网自身或在产品中的预期用途,可有利地使纤维网具有另外的 特定特性,诸如例如增强的亲水性、增强的疏水性、抗静电特性、所谓的"拒醇性"包括非极 性液体排斥性、颜色等。可大体通过向树脂组合物中添加活性添加剂和/或通过在纤维形 成之后处理纤维(例如经由润湿处理)来获得期望特性。
[0061] 如以上简单地描述,触觉特性诸如消费者或使用者的柔软性感受可难以经由单个 量度来表示。不旨在受任何理论的束缚,据信,通过测量四个物理参数获得的以下本文所述 的材料因子为人将感受材料的柔软性如何的预测因子。依赖来测定具体非织造材料的材料 因子的四个物理特性为材料颈缩模量、材料厚度、材料基重和材料摩擦系数。经由以下公式 计算材料因子:
[0063] 材料因子以Nm2/g表示,颈缩模量以N/cm表示,厚度以mm表示,基重以g/m2表示, 并且摩擦系数无单位。应当指出的是,该公式中使用的摩擦系数为沿着纤维网样本的纵向 测量的静摩擦系数。应当指出的是,材料因子公式中使用的摩擦系数为沿着样本的纵向在 两个非织造物之间测量的静摩擦系数。
[0064] 制造具有三个纤维层的若干非织造纤维网并且针对不同特性进行测试。非织造纤 维网中的每一个根据在图3中示意性表示的纺粘工艺来制造。工艺线40包括各自适于生 产纺粘纤维的第一箱体140、第二箱体240和第三箱体340。箱体140、240和340中的每一 个可连接至至少一个挤出机(未示出),所述挤出机将期望的组合物进料至箱体的喷丝头, 如本领域中所熟知的。应当理解,可使用各种喷丝头构型来获得具有不同的横截面形状和 /或直径/旦尼尔的纤维。通过第一箱体140制备的纺粘纤维沉积在可为多孔带的形成表 面440上。形成表面440可连接至真空,以便将纤维拉动到形成表面上。由第一箱体140 制备的纺粘纤维形成先前在图2的上下文中描述的底部纤维层110。由第二箱体240制备 的纺粘纤维沉积到先前由第一箱体140制备的纤维上。由第二箱体240制备的纺粘纤维形 成先前在图2的上下文中描述的中间纤维层310。应当理解,可通过简单地添加另外的箱 体诸如纺粘、熔喷、推进熔喷和熔膜原纤化来形成另外的中间纤维层。中间纤维层中的任一 个可由纺粘纤维制成。但是可包括其它纤维,诸如例如熔喷和/或亚微米纤维作为中间层
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