具有良好的阻隔性能的无膜底片的制作方法
【技术领域】
[0001] -种多层非织造结构，其包含第一纺粘层、第二纺粘层和位于第一纺粘层与第二 纺粘层之间的至少一个易熔融层，例如，其可以是熔喷层、纺粘层或甚至是经梳理的短纤维 层。所述易熔融层由最大横截面为5微米或更小的纤维构成，且所述纤维由熔点比构成用于 第一纺粘层和第二纺粘层的纤维的外表面的聚合物的熔点低至少20°C的聚合物构成。所述 易熔融层能够在粘合过程期间熔融以使得可将其转化为膜状形态。
【背景技术】
[0002] 如今在织物和非织造物中可接受的阻隔性能通常通过将可透气或不可透气膜层 压到非织造物或织物来达到。寻求的是在保持期望的转运和阻隔性能的同时去除这样的层 压过程以便可降低成本同时保持织物手感。
[0003] 在过去几年中，为了消减生产纺粘非织造物的卫生用品市场中的成本，纺粘技术 在机器制造商的推动下取得了很大的发展。由于生产速率的不断提高，目前已经安装了高 达6轴的机器，其中7轴机器作为下一代。这些机器通常具有组合的纺粘轴和熔喷轴。
[0004] 因此，当试图替代用于组合膜与非织造物的层压步骤时，决定利用较新的多轴技 术产生结构内联并在SXnMX nS的一个或多个内部层中包括低熔点聚合物，其中η可以为0至3 (其中S表示纺粘层，M表示熔喷层并且X可以为纺粘层或熔喷层，并且η可以为0至3)。认为通 常在纺粘非织造物工艺的粘合阶段将这样的较低熔点熔喷纤维暴露于压力和温度下，可形 成膜状结构，以便可根据应用调整这样的结构的透气性和阻隔性能。
[0005] 因此，本发明涉及多层非织造结构，其包含至少两个纺粘层和至少一个易熔融层， 其中所述易熔融层位于至少两个纺粘层之间，并且其中所述易熔融层由熔点低于构成不想 被熔融的熔喷层或纺粘层的纤维的外表面所包含的聚合物之熔点的聚合物构成。
[0006] 本发明提供了更加织物状的制品，其具有与所生产膜状非织造层压制品相同的容 量，但具有更好的触觉、等效的透气性并降低了制造成本。
【发明内容】
[0007] 如今在织物和非织造物中可接受的阻隔性能通常通过将可透气或不可透气膜层 压到非织造物或织物来达到。寻求的是在保持期望的转运和阻隔性能的同时去除这样的层 压过程以便可降低成本同时保持织物手感。
[0008] 在过去几年中，为了消减生产纺粘非织造物的卫生用品市场中的成本，纺粘技术 在机器制造商的推动下取得了很大的发展。由于生产速率的不断提高，目前已经安装了高 达6轴的机器，其中7轴机器作为下一代。这些机器通常具有组合的纺粘轴和熔喷轴。
[0009] 因此，当试图替代用于组合膜与非织造物的层压步骤时，决定利用较新的多轴技 术产生结构内联并在SXnMX nS的一个或多个内部层中包括低熔点聚合物，其中η可以为0至3 (其中S表示纺粘层，M表示熔喷层并且X可以为纺粘层或熔喷层，并且η可以为0至3)。认为通 常在纺粘非织造物工艺的粘合阶段将这样的较低熔点熔喷纤维暴露于压力和温度下，可形 成膜状结构，以便可根据应用调整这样的结构的透气性和阻隔性能。
[0010] 因此，本发明涉及多层非织造结构，其包含至少两个纺粘层和至少一个易熔融层， 其中所述易熔融层位于至少两个纺粘层之间，并且其中所述易熔融层由熔点低于构成不想 被熔融的熔喷层或纺粘层的纤维的外表面所包含的聚合物之熔点的聚合物构成。
[0011] 本发明提供了更加织物状的制品，其具有与所生产膜状非织造层压制品相同的容 量，但具有更好的触觉、等效的透气性并降低了制造成本。
【具体实施方式】
[0012] 如本文所用的，术语"非织造网"或"非织造织物"或"非织造物"，是指具有相互插 入(但不以任何规则、重复的方式）的单独化纤维或线的结构的网。非织造网在过去通过多 种方法形成，如，例如，气流成网法、熔喷法、纺粘法和梳理法，包括粘合梳理成网法。
[0013] 如本文所用的，术语"熔喷"是指将熔融热塑性材料作为熔融线或丝经过多个细 的、通常是圆形的、模头毛细管挤出进入高速气(例如空气)流中的过程，所述高速气流将熔 融热塑性材料的丝拉细以减少其直径，其可以为微纤维直径。其后，熔喷纤维由高速气流携 带并且沉积在收集表面上，以形成无规分散的熔喷纤维的网。
[0014] 如本文所用的，术语"纺粘"是指将熔融热塑性材料作为丝从多个细的、通常是圆 形的、喷丝头的毛细管挤出并在基板上收集纤维的过程，其中所挤出的丝的直径接着通过 拉伸纤维快速减少。
[0015] 如本文所用的，术语"微纤维"是指平均直径不大于约100微米的小直径纤维。用于 本发明的纤维，并且特别是纺粘纤维和熔喷纤维可以是微纤维。更特别地，纺粘纤维可有利 地为平均直径约15微米至30微米并且旦尼尔为约1.5旦尼尔/丝至3.0旦尼尔/丝的纤维，而 熔喷纤维可有利地为平均直径小于约15微米或更有利地10微米、8微米或甚至5微米的纤 维。
[0016] 如本文所用的，术语"聚合物"通常包括，但不限于，均聚物、共聚物，如，例如，嵌段 共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物、三元共聚物等，以及其共混物和改性物。此 外，除非另外具体地限制，否则术语"聚合物"应包括材料的所有可能的几何构型。这些构型 包括，但不限于，全同立构、间同立构和无规对称。
[0017] 如本文所用的，术语"基于聚丙烯的塑性体(PBP)或基于聚丙烯的弹性体(PBE)" (这些可统称为"PBPE"）包括熔融热小于约100焦耳/gm并且MWD<3.5的丙烯的反应器级共 聚物。PBP的熔融热通常小于约100焦耳/克，而PBE的熔融热通常小于约40焦耳/克。PBP的重 量百分比乙烯通常在约3重量％至约10重量％乙烯的范围，而弹性体PBE的乙烯含量为约10 重量％至15重量％乙稀。
[0018] 本发明的非织造层状结构的基重(重量/单位面积)优选为约10克/平方米(gsm)至 约200gsm。基重还可以为约15gsm至约60gsm，并且在一个实施例中，其可以为约20gsm至约 35gsm，这特别适于卫生用品应用。对于医疗应用，优选的基重可以为50gsm至lOOgsm，或者 对于工业应用可以为80gsm至5000gsm。
[0019] 如本文所用的，术语"拉伸强度"描述了当以非织造物的纵向(MD)或横向（CD)拉伸 时在拉至断裂时对于给定基重的峰值力。峰值力可对应于或可不对应于在断裂处的力或在 断裂处的应变。除非另外指明，否则"伸长率"是指对应于拉伸强度的应变。
[0020] "熔点"根据ASTM D3418, "通过差示扫描量热计测试聚合物的转变温度和熔融焓 以及结晶的标准方法（Standard Test Method for Transition Temperatures and Enthalpies of Fusion and Crystallization of Polymers by Differential Scanning Calorimetry)" 来测定。
[0021] "水蒸气透过率"（WVTR)有时称为"湿蒸气透过率"（MVTR)根据Edana测试方法 WSP070.6.R3(12)来测定。）
[0022] 本发明涉及多层非织造结构，其包含至少两个纺粘层和至少一个易熔融层，其中 所述易熔融层位于至少两个纺粘层之间。所述易熔融层可以是熔喷层、纺粘层或甚至经梳 理的短纤维层。所述易熔融层由熔点低于构成所述纺粘层的纤维的表面所包含的聚合物之 熔点的聚合物构成。
[0023] 用于多层非织造结构中的外层的纺粘层可以是双组分纤维或单组分纤维。如果使 用双组分纤维，则优选的是纤维呈皮-芯形式。所述纤维可由任何聚合物制造。优选的单组 分纤维包括均聚物聚丙烯(hPP)无规共聚物聚丙烯或聚乙烯(PE)，双组分纤维包括hPP/PE、 RCP/PE、聚烯烃弹性体/PE或hPP/hPP、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) /X或聚酰胺(PA) /X双组 分，其中X可以为任何聚烯烃或任何弹性非织造纺粘物或PLA。应选择纤维以确保在纤维表 面(例如，在双组分皮_芯纤维的皮)处的聚合物的熔点高于用于膜形成熔喷纤维层的聚合 物。优选地，在纺粘纤维的表面处使用的聚合物的熔点比用于易熔融层中的聚合物的熔点 高至少20°C、30°C或甚至40°C。优选地，用于在外部纺粘层中使用的纤维表面的聚合物的熔 点大于125°C，或大于140度或甚至160°C。
[0024] 用于多层非织造结构的强制内层的易熔融层可以是熔喷层、纺粘层或经梳理的短 纤维，但对于许多应用而言，熔喷层可能是优选的。用于易熔融层的纤维可以是基于hPP、 PE、聚烯烃(PO)弹性体、PET、PA或其它极性共聚物如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯一氧化碳 (EC0、乙烯丙烯酸(EAA)、马来酸酐接枝共聚物、乙烯甲基丙烯酸(EMA)(其可以是射频(RF) 或微波活性的）JO弹性体包括基于丙烯的塑性体或弹性体(PBPE)如由陶氏化学公司（the Dow Chemical Company)出售的VERSIFY?弹性体或由埃克森美孚（ExxonMobil)出售的 VISTAMAXX?弹性体，以及烯烃嵌段共聚物如由陶氏化学公司出售的INFUSE?弹性体。聚乙 烯纤维包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高压低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE) 等。优选的聚乙烯纤维包括塑性或弹性LLDPE(即，密度为约0.910g/cm 3或更小的LLDPE)。这 些材料可单独使用或与两种或更多种这样的组分共混使用。为了易于熔融，所述材料的熔 点优选为比用于构成外部纺粘层的纤维表面的聚合物的熔点低至少20°C、30°C或甚至40 °C。优选地，用于至少一个易熔融层的聚合物的熔点为100°C或低于90度。或者，如果易熔融 层是RF、微波或超声波活性的，而纺粘层不是，则可将放射线、超声波或微波辐射用于熔融 内部易熔融层而留下外部纺粘层含纤维。用于本发明的易熔融层中的纤维的尤其优选的材 料包括基于丙烯的弹性体。如果使用多于一个熔喷层，则熔喷层在组成上可以是相似的或 不同的以使得较低熔点聚合物可以是所述层中的任何一个，这取决于所期望的总体阻隔 性、渗透性或强度。
[0025] 本发明的多层非织造结构包含两个外部纺粘层和至少一个内部易熔融层，但是可 含有另外的层。通常，可将多层结构描述为SXnMX nS，其中S是纺粘层，M是熔喷层，X是纺粘层 或熔喷层并且η可以为0至3。
[0026] 通常优选的是，非织造结构具有相对高的劲度/强度以在易熔融层熔融时支撑结 构。例如，这可通过使用由较硬材料如hPP制成的另外的层和/或使用通常对于易熔融层而 言较硬的聚合物如具有较低乙烯含量(例如5%至7%)的PBPE来进行。
[0027] 在将所述层带到一起之后，通常使其经历压力和/或较高温度以促进这样的结构 的粘合。可选择这些较高的