专利名称：：具有高斥水性的复合织物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及适合用作透气性顶内衬的复合无纺织物。
背景技术：
：水蒸汽可渗透的顶内衬或顶衬垫材料用于保护建筑物的内部防止水或雨水的进入或穿透，同时让水蒸汽从建筑物内逸出。因此，在本申请中的材料需要高度的液体阻隔性能和水蒸汽渗透性。EP专利号880628B公开了包括熔喷层的水蒸汽可渗透的顶衬垫材料，该熔喷层夹在任选用疏水性添加剂处理的两个纺粘层之间。熔喷层进行热处理，以便使之更加膜状。该专利公开了聚丙烯和聚氨酯在熔喷层中的使用。EP专利号742305B公开了适合于房屋建筑应用的包括顶衬垫在内的水蒸汽可渗透的复合织物，其中熔喷层夹在两个纺粘层之间。熔喷层4支压缩，以减少孔隙尺寸。在这些层中可以包括疏水性添加剂。将希望有一种具有高度的液体阻隔性能和具有良好的水蒸汽渗透性的顶内衬材料，它不需要该熔喷层的特殊处理以达到低的孔隙尺寸。定义在这里使用的术语"聚乙烯，，(PE)用于不仅包括乙烯的均聚物，而且包括其中重复单元的至少85%是乙烯单元的共聚物，并且包括"线性低密度聚乙烯"(LLDPE),其是具有低于约0.955g/ci^的密度的线性乙烯/oc-烯烃共聚物，和"高密度聚乙烯，，(HDPE),其是具有至少约0.94g/cW的密度的聚乙烯均聚物。在这里使用的术语"聚酯，，用于包括这样的聚合物，其中重复单元的至少85%是具有由酯单元的形成所产生的连接键的二羧酸和二羟基醇的缩合产物。聚酯的实例包括聚(对苯二曱酸乙二醇酯)(PET),它是乙二醇和对苯二甲酸的缩合产物，和聚(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯)，它是1，3-丙二醇和对苯二曱酸的缩合产物。在这里使用的术语"无纺织物"、"无纺织物片材"、"无纺织物层"和"无纺网"指单根纤维、长丝或纱线以无规方式布置形成平面型材料但没有可识别的图案的一种结构，其与针织或机织的织物相反。无纺织物的例子包括熔喷网、纺粘网和包括一个以上无纺网的复合片材。术语"纵向，，(MD)在这里用于指生产无纺网的方向(例如，在无纺网的形成过程中，纤维被铺置与其上的支承面的移动方向)。术语"横向"(CD)指一般与在网平面中的纵向垂直的方向。在这里使用的术语"纺粘纤维"指这样的纤维，后者是通过将基本上连续的熔化热塑性聚合物材料作为纤维从喷丝板的具有挤出纤维的直径的多个细的、通常圆形的毛细孔中挤出，然后通过拉伸快速地缩小纤维直径，和然后骤冷该纤维来进行熔纺的。在这里使用的术语"熔喷纤维"指通过熔喷法所熔纺的纤维，该熔喷法包括将一种可熔融加工的聚合物经由多个毛细孔作为熔融流挤出进入到高速气体(例如空气)流中。在这里使用的术语"纺粘-熔喷-纺粘无纺织物"(SMS)指包括熔喷纤维网的多层复合片材，该熔喷纤维网夹在两个纺粘层之间并粘结于两个纺粘层上。另外的纺粘和/或熔喷层能够引入到复合片材中，例如纺粘-熔喷-熔喷-纺粘网(SMMS),等等。在这里使用的术语"多组分纤维"指由至少两种不同的聚合物组分组成的纤维，其已经纺在一起以形成单纤维。至少两种聚合物组分设置于穿过多组分纤维的横截面的不同的、基本上固定位置的区段，该区段沿着该纤维的长度方向基本上连续地延伸。该术语"双组分纤维"在这里用于指从两种不同的聚合物组分制备的多组分纤维，如包括构成皮的第一种聚合物组分和构成芯的第二种聚合物组分的皮-芯型纤维；和并列型纤维，其中第一种聚合物组分形成了与由第二种聚合物组分形成的至少一个段相邻的至少一个段，各段沿着纤维长度方向是基本上连续的，两种聚合物组分暴露在纤维表面上。多组分纤维与从聚合物材料的单种均匀或不均匀共混物挤出的纤维不同。在这里使用的术语"多组分无纺网"指包括多组分纤维的无纺网。多组分网除了包括多组分纤维之外，还包括单组分和/或聚合物共混物纤维。发明详述本发明在一个实施方案中涉及用作顶内衬(也称作顶衬垫)材料的复合无纺织物。复合织物包括连接到纺粘顶部片材上的多层基础片材。该复合织物对液体的穿透，例如雨水进入建筑物中，提供有效的阻隔作用，同时保持可渗透性以使水蒸汽从建筑物中逸出。该多层基础片材由夹在两个纺粘织物层之间的熔喷网制成。该基础片材具有在约150-170g/m2之间的基重，其中典型地该纺粘层各自是约60g/m2和该熔喷层是约30g/m2。基础片材的平均孔径是在约3微米和约8微米之间。熔喷网的重量是基础片材总重量的约25-40%,而两个纺粘层的重量是基础片材总重量的约60-75%。两个纺粘层能够具有相同的或不同的基重。如果该基重是不同的，则结合(join)于纺粘顶部片材上的纺粘层典型地具有更高的基重。多层基础片材的纺粘层是从连续皮-芯纤维形成的。该纺粘层能够通过使用线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为皮组分和聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)作为芯组分在双组分纺粘工序中制备。该PET树脂能够在使用之前结晶并干燥，以便控制PET的水分含量以提供所需熔体粘度。PET和LLDPE聚合物能够在分别的挤出机中加热和挤出，过滤，和计量到被设计来提供皮-芯型长丝橫截面的双组分纺丝模块。该聚合物经过计量以便提供具有皮组分的重量与芯组分的重量的所需比率的纤维，典型地两者大致相同。多层基础片材能够通过在同一机器上让全部纺轴(beams)在生产线上(in-line)来制备，使得各层在前一层的上部纺制，然后将复合材料进行加热方式点粘结。另外，通过单独制备各层，然后将三个层以加热方式点粘结在一起来形成基础片材。纺粘纤维典型地具有在约10-25微米之间的直径。可以在一个或两个熔融聚合物流中包括添加剂，以提供所需的颜色或提高织物的耐UV和耐热降解性能。该基础片材的熔喷网层是从具有并列型或皮/芯型横截面的双组分纤维形成的。双组分纤维典型地由如上所述的LLDPE和PET聚合物组分制得。在熔喷法纤维中聚酯组分与聚乙烯组分的重量比典型地是在约50:50和约30:70之间。如上所述，该PET能够在使用之前干燥和结晶。该PET和PE能够在分别的挤出机中加热和挤出，过滤，并且计量供给到被设计用来提供具有所需横截面的纤维的双组分纺丝模块中。长丝从纺丝组件中产生进入到高压、高温的空气流中并位于该纺丝组件之下，冷却空气从两个相对的骤冷箱引向长丝。然后，长丝被放置到由真空抽吸所协助的铺置传送带(laydownbelt)上。能够在一个或两个熔融聚合物流中包括添加剂，以提供所需的颜色或改进织物的耐UV和耐热降解性能。熔喷层的纤维典型地具有在约l微米和7微米之间的直径。能够使用多个熔喷层。该多层基础片材能够通过浸入到合适的整理剂如含氟化合物中以使该片材饱和，从而用液体拒斥剂涂层局部地整理。该基础片材然后干燥并固化，直到达到大于4的斥醇^直(alcoholrepellencyvalue)为止。顶部片材是由如上述制备的双组分的、皮-芯型的连续纤维制得的用于多层基础片材中的纺粘层的纺粘片材。顶部片材具有约30g/m2的基重。该顶部片材能够同样被局部整理。为了形成复合织物，多层基础片材和顶部纺粘片材典型地在标准热熔性粘合剂工艺中被结合在一起。粘合剂能够^^皮施涂于该基础片材上，然后顶部纺粘片材贴合于该粘合剂上。可接受的粘合剂是Bostik粘合剂H2900,在10-15g/i^的加上(add-on)量下，以无规图案被施涂在该片材的整个宽度上。其它类似的热熔粘合剂类型也能够使用，虽然加上量能够可以改变以获得可接受的剥离粘合强度。能够使用标准的、从市场上买得到的热熔粘合剂施用设备。可以使用各种可商购喷嘴类型和/或胶水施涂图案中的任何一种以将粘合剂施涂于片材上，其中包括但不限于无规喷射、槽缝、重叠圆的线条、连续w形线条的窄带等。可以相信，粘合剂加工条件的变化不会显著影响到最终复合织物的性能，只要施加足够的粘合剂以达到大于约150g的平均纵向(MD)剥离粘合力值(peeladhesionvalue)。另外地，该顶部片材和基础片材能够通过超声波粘结而结合在一起。可以使用其它方法如热压延法以结合该顶部片材和基础片材，但是必须注意避免关闭该基础片材的孔隙，这将不利地影响透气性。^式马全方法在以上的描述和以下的实施例中，下面的试^^方法用于测定各种所报导的特性和性能。ASTM指美国测试和材料学会(AmericanSocietyforTestingandMaterials)。TAPPI指纸浆造纸工业技术协会(TechnicalAssociationofPulpandPaperIndustry)。I舰指无纺织物协会(Nonwovenfabricassociation)。基重是织物或片材的每单位面积上的质量的量度并且通过ASTMD-3776测定和以g/m2报告。在这里报告的聚合物的熔化温度(也称作熔点)是根据ASTMD3418-99由差示扫描量热法(DSC)测量的，并且以摄氏度作为DSC曲线上的峰所报告。使用聚合物粒料和1(TC/每分钟的加热速率测量熔点。弗雷泽(Frazier)透气性是片材的透气性的量度并且根据ASTMD737测量,和以m7min/m2的单位报告。平均孔径和孔隙大小分布是按照试验方法ASTMF316-03,通过从PorousMaterials,Inc.(Ithaca,NewYork)商购的毛细管力充动孑L隙度仪测量的。水压头(Hydrohead)是对抗水柱渗透性的测量值，并且根据INDA80.6来测量。斥醇性是保持各种浓度的异丙醇的液滴的测量值，并且根据INDA80.8测量。邦德斯曼(Bundesmann)淋雨试验测量抗水渗透性，并且才艮据ISO9865:1991以下面的变化来进行试验。试验织物被放置在扁平的木材支架上。根据织物特性，每15分钟至几个小时周期性地停止试验，并且提升该织物以确定木材在织物下是否是湿的。当水湿透该织物时4亭止试验。湿气渗透率(MVTR)测量水蒸汽穿过该织物的速率，并且使用M0C0N仪器来测量，按照试验方法IST70.4。实施例这些实施例说明用于顶内衬的复合织物的制备。基础片材的纺粘层是由使用具有约126。C的熔点的线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为皮组分和使用具有约260。C的熔点和0.64的特性粘度的PET作为芯组分在双组分纺粘方法中制得的皮-芯型纺粘纤维制备的。在这些实施例中，为提供给多层基础片材适当的强度，一个纺粘层可具有50:50的皮/芯比率，而另一个层可具有30:70的比率。所使用的粘合剂是BostikH2900,在10-15g/r^的加上量下，以无规图案在该片材的宽度上施涂。基础片材的熔喷层是由LLDPE(熔点125'C)和PET(熔点约260°C)中聚酯组分与聚乙烯组分的重量比典型地是65:35。PET在使用之前进行结晶以控制PET的水分含量和由此调节熔体粘度。在这些实施例中，纺粘和熔喷的纺轴在生产线上在同一机器上生产。第一种纺粘层放置到铺置传送带上，然后，各后续层在前一层的顶部上纺制。然后加热式点粘结SMS复合织物。多层基础片材典型地通过浸入到含氟化合物整理制剂(水乳液)中以使片材饱和来进行局部整理。片材穿过辊隙以除去多余的整理剂。湿轧液率(pickup)是在80-125%范围内。然后，干燥并固化该织物，直到达到大于4的斥醇值为止。含氟化合物整理乳液含有Zonyl8482氟化丙烯酸聚合物乳液(从E.I.duPontdeN函ursandCompany获得)，Freepel1225增量剂(extender)(从Noveon,Inc.,Cleveland,OH获4寻)，ZelecTY导电'〖生4分末U元l争电剂，乂人StepanCompany,Northfield,IL获得)，1—己醇(润湿剂，从SasolNorthAmerica,Inc.,Houston,TX获得)，该整理剂乳液的余量是水。在浴中使用的各整理剂组分的量根据湿轧液率来调节，以便维持各整理剂组分的恒定加上率。Zonyl8482典型地以1_3%范围内的量使用，Freepel典型地以1-3°/。范围内的量使用，ZelecTY典型地以0.15-0.5%范围内的量使用，和己醇以约0.6%的量使用。百分比是按本体(bulk)引入成分的重量计算。复合织物的纺粘顶部片材是双组分纺粘并且按照以上对于基础片材所述方法制备的，具有约30g/m2的基重。该纤维的组分皮/芯重量比是50:50。这一层是按照以上所述进行局部整理的，除了整理剂制剂不含有Freepel⑧。实施例1-2和对比例A在实施例1中，基础片材的两个纺粘层中的每一个具有约60g/m2的相等基重。该粘合剂被施涂于基础片材的具有30:70的皮/芯比率的顶部纺粘层上。另一个纺粘层具有50:50的皮/芯比率。该顶部片材(如上所述)被贴合于粘合剂上。在实施例2中，基础片材的两个纺粘层具有不同的基重，其中顶层为约75g/m2和底部层为约45g/m2。该顶层具有50:50的皮/芯比率和底部层具有30:70的皮/芯比率。在较重的层上施涂该粘合剂，和顶部片材被贴合于粘合剂上。对于实施例1和2两者，熔喷层具有约48g/m2的基重。对比例A是与实施例1的基础片材相同的对照样品。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>以上结果说明，与对照物相反，本发明的实施例在具有明显更好的耐水穿透性的同时并没有牺牲任何透气性。对比例B和C对比例B本实施例说明了通过使顶部纺粘层比底部层更重所制得的SMS结构。这一织物是根据在实施例1中的步骤制得，除了调节第一纺粘轴的聚合物通过量(throughput)以提供约75g/m2的层，和调节第二纺粘轴的聚合物通过量以提供约45g/W的层。本实施例说明，增大该基础片材的纺粘层之一的基重不会在耐水穿透性能上提供任何显著的提高，如表2中所示。对比例C本实施例说明了将基础片材直接熔融纺丝到顶层上所制得的复合结构。该顶层是按照实施例1中所述方法制得，除了它没有拒斥处理。顶层在使用之前被加热式点粘结并缠绕到辊上。然后，这一层在多层基础片材的第一纺粘轴前退绕，接着，该多层基础片材使用在实施例1中所述的纺丝条件直接纺到顶层上。然后，加热式点粘结复合结构。按照在实施例1中对于基础片材所述的方法，该复合结构进行拒斥整理。本实施例说明，通过直接纺丝到顶层上增大顶部纺粘层的重量不会提高耐水穿透性，如表2中所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1.用作顶内衬材料的复合织物，所述复合织物包括(a)多层基础片材，所述多层基础片材包括夹在两个双组分皮-芯纤维的纺粘片材层之间的双组分纤维的熔喷网；和(b)单独的顶部片材，所述顶部片材包括双组分皮-芯纤维的纺粘片材层；其中，该基础片材和顶部片材以一种方式结合，从而使得该复合织物的水蒸汽渗透性与该基础片材独自的水蒸汽渗透性相比没有明显降低。2.权利要求1的复合织物，其中熔喷网的双组分纤维以选自并列型和皮/芯型的方式布置。3.权利要求l的复合织物，其中该皮包括聚乙烯和该芯包括聚酯。4.权利要求1的复合织物，其中顶部片材和基础片材通过粘合剂粘结、点粘结和超声波粘结中的一种来结合。5.权利要求1的复合织物，其中当采用改进的邦德斯曼试^^测量时，水穿透是至少两个小时。全文摘要用作顶内衬材料的复合织物，所述复合织物由夹在两个双组分皮-芯纤维的纺粘片材层之间的双组分纤维熔喷网的多层基础片材以及双组分皮-芯纤维的纺粘顶部片材制成，其中，该基础片材和顶部片材以一种方式结合，从而使得该复合织物的水蒸汽渗透性与该基础片材独自的水蒸汽渗透性相比没有明显降低。文档编号B32B5/26GK101426642SQ200780013957公开日2009年5月6日申请日期2007年4月20日优先权日2006年4月20日发明者J·M·加尔文申请人:纳幕尔杜邦公司