高溼強度基材粘結劑的製作方法
2023-05-31 21:52:56 2
專利名稱：高溼強度基材粘結劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能給纖維性基材提供高溼強度的自交聯粘結劑。受益於該粘結劑的使用的纖維性基材包括非織造產品、機織產品、紙產品、玻璃纖維、及其它類似材料。
背景技術：
非織造材料及其它纖維性產品由鬆散裝配的纖維體組成，該纖維體用一種聚合物粘結劑粘合在一起形成一種自持纖維網，該纖維網可以用來生產很多物品，例如消費性毛巾、一次性抹布、婦女衛生用途和尿布的吸收劑介質、醫用窗簾、桌布、和高級紙巾。非織造織物的強度尤其溼強度是很多應用上的一種重要性能。
改善非織造材料的拉伸強度的一種途徑是將交聯性單體摻入該聚合物中。該交聯性單體能在施用到非織造纖維網上之後自交聯。在這樣的應用上最廣泛使用的交聯性單體是N-羥甲基丙烯醯胺。該交聯性單體有兩個問題。首先，在當前工藝下，可以用來生產一種有用粘結劑的交聯性單體的數量是有一個上限的。其次，N-羥甲基丙烯醯胺是一種公認的甲醛源，是大多數應用上所不希望的。已經使用若干種方法，以利用可從N-羥甲基丙烯醯胺的使用得到的較高拉伸強度，同時使殘留甲醛保持低水平。
美國專利No.4,449,978公開了使用丙烯醯胺代替部分N-羥甲基丙烯醯胺(NMA)。用該聚合物的1.75～3.5％的N-羥甲基水平，得到了10ppm以下的游離甲醛水平。
美國專利No.5,540,987公開了使用一種抗壞血酸引發劑系統來使含有0.5～10％、較好1～5％N-羥甲基丙烯醯胺或其它交聯性單體的非織造粘結劑的游離甲醛水平降低到10ppm以下。實例是在75～80℃的聚合物溫度生成的、有3～5％NMA的乳狀液聚合物。
目前仍需要一種可以給非織造織物提供比當前可得的更高水平的溼拉伸強度的粘結劑。對於很多應用來說，高溼強度必須是可以低甲醛水平得到的。
令人驚訝的是，已經發現，通過低溫聚合製造的、有較低水平交聯性單體例如N-羥甲基丙烯醯胺的乙烯-乙酸乙烯酯乳狀液粘結劑，能產生溼拉伸強度高但甲醛水平低(15ppm以下)的非織造產品。
發明內容
本發明涉及一種由化學粘合纖維構成的纖維性基材，其中，該纖維是用一種聚合物粘結劑以足以使該纖維粘結在一起形成一種自持纖維網的數量粘合的。該粘結劑的特徵在於，當對於在210～215°F轉鼓乾燥90秒、在300～325°F固化2分鐘的Whatman#4色譜紙以20％加入量測定時，有4500克/英寸(g/in)以上的平均橫向(CMD)溼拉伸強度。
本發明也涉及一種粘合基材，包含a)一種包含纖維的基材；和b)一種包含至少6wt％、較好至少7wt％交聯性單體單元的聚合物粘結劑，其中，所述粘合基材的特徵在於有15ppm以下的游離甲醛，且其中，所述粘結劑是以足以使該纖維粘結在一起形成一種自持纖維網的數量存在的。
本發明進一步涉及一種非織造產品，該產品包含用乳狀液聚合物粘結劑粘合在一起的非織造纖維網，該粘結劑包含a)至少50wt％乙酸乙烯酯單元；b)0～40wt％乙烯單元；c)6～20wt％交聯性單體單元；d)0.1～7wt％丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、或其混合物；和e)0～40wt％其它共聚單體其中，所述非織造產品有乾燥後低於15ppm的游離甲醛含量。
本發明進一步涉及一種包含可以是機織的或非織造的、已經在其上塗布了乳狀液聚合物的天然纖維或合成纖維的處理纖維性基材，其中，該纖維性基材中游離甲醛的水平低於15ppm，且其中，該乳狀液聚合物的特徵在於，當對於在210～215°F轉鼓乾燥90秒、在300～325°F固化2分鐘的Whatman#4色譜紙以20％加入量測定時，有4500克/英寸(g/in)以上的溼拉伸強度。
具體實施例方式
本發明涉及由一種聚合物粘結劑粘合在一起的纖維性基材。該聚合物粘結劑含有能給該產品提供高強度的交聯性單體單元。較好，該粘合纖維性基材有15ppm以下的成品中纖維網甲醛。
本文中使用的「纖維網甲醛」、「游離甲醛」、或「織物甲醛」係指用日本厚生省(衛生部)方法JM 112-1973測定的可萃取甲醛的數量。本文中使用的低纖維網甲醛水平係指最終產品中15ppm以下、較好10ppm以下的可萃取甲醛水平。
本發明的聚合物粘結劑較好是一種可交聯乳狀液聚合物。本文中使用的「可交聯」係指一種能要麼經由自交聯機理要麼經由使至少一種功能性單體結合到能發生聚合後交聯反應而生成交聯鍵的聚合物主鏈中而發生交聯的聚合物。改善的溼強度也可以通過添加外交聯劑例如蜜胺-甲醛、脲-甲醛、苯酚-甲醛、乙二醛加合物、及其它業內眾所周知的類似化學物質來達到。這些交聯劑並沒有聚合到該聚合物主鏈上，而是後添加到聚合物混合物中的。與這些添加劑相聯繫的負面影響往往是粘結劑穩定性、和提高游離甲醛水平。為了本發明之目的，將聚合物粘結劑定義為將所有交聯性片段都直接聚合到聚合物主鏈上者，且不包括任何一種需要隨後添加或者後添加外交聯劑的系統。酸催化劑可以是為增強交聯反應而後添加的，但眾所周知的是，這些催化劑並沒有參與該交聯反應本身。
在較好的實施方案中，該聚合物粘結劑是從乙酸乙烯酯、至少一種可交聯單體、要麼丙烯醯胺要麼甲基丙烯醯胺、和任選地其它烯鍵不飽和單體生成的。
主單體是乙酸乙烯酯，且本發明的乳狀液是從含有至少50wt％乙酸乙烯酯的聚合物衍生的。
這裡使用的交聯性單體包括N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺、N-羥甲基氨基甲酸烯丙酯、異丁氧甲基丙烯醯胺、正丁氧甲基丙烯醯胺、或其混合物。較好的交聯性單體是N-羥甲基丙烯醯胺以及N-羥甲基丙烯醯胺與丙烯醯胺的摻合物。摻合物的一個實例是可購自Cytec Industries公司的NMA-LF。丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、或其混合物也可以用於生成該聚合物粘結劑。這些單體有某種有限的交聯能力。(甲基)丙烯醯胺可以作為與如上提到的交聯性單體的混合物的一部分包括在內。以該聚合物的重量為基準，丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺是以0.1～7wt％、較好1～5wt％存在的。以該聚合物的重量為基準，該交聯性單體一般是以6wt％以上、較好7～20wt％、更好7～12wt％的水平使用的。
除乙酸乙烯酯和交聯性單體外，較好的聚合物粘結劑還可以與任何慣常採用共聚單體中至少一種共聚。適用的共聚單體包括選自下列一組的那些乙烯；氯乙烯；含有1～20C原子的脂肪族羧酸的乙烯酯；每個烷基上含有1～8C原子的馬來酸和富馬酸的二烷酯；以及丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C8烷酯。這些共聚單體可以以可多達總聚合物組合物48wt％的水平存在於該乳狀液共聚物中。在乙烯是共聚單體的情況下，它一般以可多達約40wt％的數量使用。本發明的一種較好共聚物是從乙酸乙烯酯和乙烯衍生的共聚物。
烯鍵不飽和羧酸可以用於乳狀液聚合物中。這些包括有3～6C原子的鏈烯酸或有4～6C原子的鏈烯二酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸或富馬酸，或其混合物，其用量應足以在該共聚物中提供可多達約4wt％單體單元。
任選地，也可以少量即可多達約1wt％存在多不飽和可共聚單體。這樣的共聚單體會包括那些可與乙酸乙烯酯共聚的多烯鍵不飽和單體，例如巴豆酸乙烯酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、己二酸二乙烯酯、己二酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、亞甲基二丙烯醯胺、氰脲酸三烯丙酯等。此外，某些有助於該共聚物乳狀液的穩定性的可共聚單體例如乙烯基磺酸鈉也可在此用來作為膠乳穩定劑。這些任選地存在的單體當採用時是以單體混合物的0.1～約2wt％的非常低數量添加的。
該乳狀液是使用慣常間歇、半間歇或半連續乳液聚合程序製備的。間歇聚合之所以較好，是因為它一般產生較高分子量聚合物，而較高分子量聚合物導致較高溼強度粘結劑。一般來說，這些單體是在水性介質中、在氧化還原引發劑體系和至少一種乳化劑的存在下聚合的。
當使用間歇工藝時，將乙酸乙烯酯和任何一種任選的非功能性單體例如乙烯懸浮於水中。邊充分攪拌邊逐漸加熱到聚合溫度。均化期之後是聚合期，在此期間引發劑和包括N-羥甲基丙烯醯胺在內的功能性單體是漸增地或連續地添加的。功能性單體是緩慢添加到該反應中的，以最大限度減少功能性單體的均聚，從而促進該功能性單體結合到聚合物主鏈中。若採用緩慢添加程序，則該乙酸乙烯酯和任何一種任選共聚單體是在整個聚合反應期間逐漸添加的。在兩者當中任意一種情況下，該聚合都是在25℃～60℃、較好35℃～60℃的溫度進行足以達到低殘留單體含量的時間例如0.5～約10小時、較好2～6小時，產生一種有1wt％以下、較好0.2wt％以下游離單體的膠乳。越低的聚合反應溫度範圍能達到更具受控的轉化速率，從而能結合更高水平的交聯性單體。
在含有乙烯的乙烯酯共聚物的情況下，適用於乳液聚合的工藝詳見列為本文參考文獻的美國專利No.5,540,987。
引發劑體系一般是一種對較低溫度聚合有效的氧化還原體系。使用過硫酸鹽或過氧化物引發劑以及一種還原劑的氧化還原體系是較好的。可以使用過氧化物引發劑、最好氫過氧化叔丁基(tBHP)來引發聚合。一種特別好的引發劑體系包含以該乳狀液總量為基準0.05～3wt％、較好0.1～1wt％數量的疏水性氫過氧化物和以該乳狀液總量為基準0.05～3wt％、較好0.1～1wt％數量的抗壞血酸。該氧化還原引發劑體系是在聚合期間緩慢添加的。
為了控制自由基的發生，通常將一種過渡金屬摻入該氧化還原體系中，這樣的金屬包括鐵鹽，例如氯化亞鐵和氯化鐵以及硫酸亞鐵銨。過渡金屬的使用和形成聚合介質氧化還原體系的添加水平是眾所周知的。
聚合是在2～7、較好3～5之間的pH進行的。為了保持該pH範圍、可能有用的是在慣常緩衝體系的存在下、例如在鹼金屬乙酸鹽、鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬磷酸鹽的存在下工作。在一些情況下，也可以添加聚合調節劑例如硫醇、氯仿、二氯甲烷和三氯乙烯。
有用的分散劑是乳液聚合中一般使用的乳化劑、表面活性劑、和保護膠體、或其混合物。該乳化劑可以是業內已知的陰離子型、陽離子型或非離子型表面活性化合物。該乳化劑可以是陰離子型、陽離子型或非離子型表面活性化合物。適用的陰離子型乳化劑是諸如烷基磺酸鹽、烷芳基磺酸鹽、硫酸烷酯鹽、羥基鏈烷醇的硫酸酯鹽、烷基和烷芳基二磺酸鹽、磺化脂肪酸、聚乙氧基化鏈烷醇和烷基苯酚的硫酸酯鹽和磷酸酯鹽、以及磺基琥珀酸的酯。適用的陽離子型乳化劑是諸如烷基季銨鹽、和烷基季鏻鹽。適用的非離子型乳化劑的實例是5～50mol環氧乙烷加成到有6～22C原子的直鏈或支化鏈鏈烷醇、或烷基苯酚、或高級脂肪酸、或高級脂肪酸醯胺、或者伯或仲高級烷胺上的加成產物；以及環氧丙烷與環氧乙烷及其混合物的嵌段共聚物。當使用乳化劑的組合時，有利的是使用與相對親水乳化劑組合的相對疏水乳化劑。乳化劑數量一般是該聚合中所使用單體的約1～10、較好約2～約8wt％。除上述乳化劑外，也可以使用各種保護膠體。適用的膠體包括聚乙烯醇、部分乙醯化例如可高達50％乙醯化的聚乙烯醇，酪蛋白，羥乙基澱粉、羧甲基纖維素、阿拉伯膠等合成乳液聚合物技術行業內已知的那些。一般來說，以總乳狀液為基準，這些膠體是以0.05～4wt％的水平使用的。
該聚合中使用的分散劑可以全部添加到初始進料中，也可以在聚合期間連續地或間歇式地添加該乳化劑的一部分例如其25～90wt％。
該聚合反應一般是連續的，直至殘留乙酸乙烯酯單體含量低於約1％、較好低於0.2％。然後，讓完成反應產物冷卻到約室溫，同時將其密封而與大氣隔離開。
該乳狀液是以相對高固體含量例如35～60％、較好50～55％生產和使用的，儘管當希望時它們可以用水稀釋。較好，該乳狀液在50％固體時的粘度低於500cps。
該膠乳的粒度可以用所採用非離子型或陰離子型乳化劑或保護膠體的數量來調節。為了得到較小的粒度，要使用較大量的乳化劑。一般來說，所採用的乳化劑數量越大，平均粒度就越小。
本發明的聚合物粘結劑的Tg一般在-60℃～+50℃、較好-40℃～+35℃範圍內。
用本發明聚合物粘結劑處理的纖維性基材的一種顯著性能是優異的溼強度。粘結劑的溼強度可以通過在Whatman#4 CHR色譜紙上測定來確定，這種測定適用於確定各種各樣應用中和各種各樣基材上的溼強度。溼強度是通過用一種飽和工藝在Whatman#4 CHR色譜紙上施用20wt％粘結劑加入量來測定的。然後，該紙在210～215°F轉鼓式乾燥90秒、在300～325°F固化2分鐘。切割1英寸×5英寸飽和Whatman紙條，使得在與機器方向垂直的方向(CMD)上有5英寸長。拉伸強度是在一臺設定於3英寸夾持長度和1英寸/min的標準Instron拉伸試驗機上測定的。溼拉伸強度是在該樣品在Aerosol OT潤溼劑的1.0％溶液中浸漬1分鐘之後測定的。測定5～7個拉伸試條的溼拉伸強度，取平均值。當用這種方法測試時，本發明的聚合物粘結劑的平均CMD溼強度大於4500克/英寸、較好大於4750克/英寸、最好大於5000克/英寸。在本發明的基材中實測的高溼強度使得製造商使用等效加入量就能達到溼強度高得多的非織造織物產品，或替而代之，以較低加入量就可以達到等效溼強度從而節省材料成本。
本發明的乳狀液粘結劑可以用來使基材中的纖維粘結在一起；可以用來使顏料、顏色或其它物質粘結到基材上；可以用來作為背襯材料；或可以用來整理或表面處理基材。
該乳狀液粘結劑可以用來生產非織造織物產品。本發明的非織造織物產品是一種化學粘合幹成形纖維網，與機械纏結或熱粘合纖維網正相反。該纖維網可以用任何一種業內已知工藝例如粗梳工藝、氣流法工藝、幹法成網工藝、溼法成網工藝、或氣流成形工藝形成。該纖維可以是天然的、合成的、或其混合物。該粘結劑是用任何一種業內已知手段例如印刷、泡沫、飽和、塗布、和噴霧施用到該纖維上的；然後，在蒸汽圓筒烘燥機或烘箱中乾燥，如同當前非織造織物卷材物品生產中的做法。可用於本發明的非織造織物的粘結劑加入水平可以是0.1～100％、較好3～30％。用本發明的粘結劑製造的非織造物可用於溼完整性或回彈力重要的用途，例如抹布、尿布、婦女衛生用品、醫療用品、和過濾用品。非織造織物抹布可以以乾燥形式使用並在臨使用前潤溼，也可以用業內已知的要麼水性溶劑要麼有機溶劑預先加溼。抹布可用於包括家庭保潔、個人清潔、童用擦拭、工業擦拭在內的用途。本發明的非織造織物包括一次性非織造織物產品以及耐用的非織造織物例如磨墊、醫用織物、服裝襯裡兩大類。
本發明的乳狀液粘結劑也可以用來作為雙重縐紙的粘結劑。雙重縐紙用於毛巾布等產品中。該粘結劑是約4～20％的添加水平印刷施用的。
該乳狀液粘結劑可以用來以業內已知手段粘結其它纖維例如玻璃纖維和碳纖維。
本發明的乳狀液聚合物粘結劑還可用於使顏料、顏色或其它物質粘結到基材上。用途會包括紙整理、彩色紙粘結劑、和磨墊包括砂紙。
該聚合物可以用來作為機織織物和非織造織物上的塗層或處理，以改善基材、尤其與水性或非水性液體接觸的基材的強度和耐用性。
塗布了該乳狀液的紙和乙烯基產品可以用於溼強度是其一種重要性能的用途，例如用於需要高溼撕裂強度的牆布。
該聚合物的性能使其可用於地毯背襯和鋪地用途例如乙烯基地墊。
該乳狀液聚合物中的高水平交聯給用該聚合物作為塗料粘結劑處理的基材提供了良好的耐用性、耐天候性和耐水與溶劑性能。除機織和非織造織物外，得益於用該乳狀液處理的其它材料包括但不限定於金屬、皮革、木材、帆布、保護篷、焦油帆布、植絨室內裝飾、和絮填。
以下實施例是為進一步說明和解釋本發明而提供的，無論如何不應視為限制。
實施例1本發明的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳狀液的一般製備程序如下反應器中的初始加料包括下列水(去離子的)2200.0g硫酸亞鐵(1％水溶液) 16.0乙烯基磺酸鈉(25％) 96.0硫酸月桂醚酯鈉(3EO)，30％水溶液 100.0脂肪醇(C12/14)乙氧基化物(10EO)，80％40.0脂肪醇(C12/14)乙氧基化物(30EO)，65％45.0乙酸鈉 0.5乙二胺四乙酸(1％) 16.0磷酸1.5抗壞血酸1.6乙酸乙烯酯 3000.0g乙烯-在50℃使反應器平衡到750psi的數量緩慢加料1.水800.0硫酸月桂醚酯鈉(3EO)，30％水溶液 40.0脂肪醇(C12/14)乙氧基化物(10EO)，80％ 40.0脂肪醇(C12/14)乙氧基化物(30EO)，65％ 45.0乙酸鈉1.8NMA-LF(48％)*580.0磺基琥珀酸二辛酸鈉(75％) 30.02.水(去離子的) 250.0g氫過氧化叔丁基(70％水溶液)16.03.水(去離子的) 250.0g抗壞血酸 12.0*NMA-LF是N-羥甲基丙烯醯胺/丙烯醯胺的摻合物(48％水溶液)，可購自Cytec Industries公司。
初始水性加料的pH用磷酸調整到4.0～4.3。
一個10L不鏽鋼壓力反應器中加入初始水性混合物。用氮氣吹掃。在以約250rpm攪拌下添加乙酸乙烯酯。關閉所有反應器加料口之後，用氮氣(25～40psi)、然後用乙烯(50psi)吹掃2次。然後將其加熱到50℃。將攪拌增加到550rpm，用乙烯加壓到750psi。使反應器溫度和乙烯壓力平衡15～20分鐘。然後切斷乙烯供應。使攪拌減少到400rpm。
通過以2.5小時速率(80cc/hr)開始2種氧化還原緩慢加料(No.2和3)來引發該反應。在初始溫度上升約2～5℃之後調整夾套溫度和氧化劑速率(No.2)，以使溫度能在約15分鐘後達到60℃。開始並以4小時時間添加緩慢加料No.1。在此運行期間，調整氧化劑和還原劑速率，以保持在60℃運行的反應的轉化率。使該反應繼續，直至殘留乙酸乙烯酯減少到1.5～2.0％(約2～2.5小時)。然後，將其冷卻到45℃，並轉移到脫氣槽中使殘留乙烯壓力放空。將消泡劑Colloid681f(Allied Colloids公司)添加到脫氣槽中，隨後加完氧化還原引發劑。這包括15g 6％ t-BHP溶液，等5分鐘，然後用15分鐘時間添加15g 6％抗壞血酸溶液。這使乙酸乙烯酯減少到＜0.3％。冷卻到30℃後，用14％氫氧化銨將pH調整到4～5。
該乳狀液的最終性能固體，％48.5粘度(20rpm，RVT#3) 640cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ -15℃實施例2重複實施例1的工藝，但改變VA/E比例。初始添加的乙酸乙烯酯是3200g，且初始加入的乙烯壓力是600psi。反應像在實施例1中那樣在60℃進行，並以4小時緩慢加料No.1(交聯性單體)。
該乳狀液的最終性能固體，％50.5粘度(20rpm，RVT#3) 1300cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ 0℃實施例3像在實施例2中那樣製備乳狀液，並將交聯性單體NMA-LF的水平提高到692g。反應像在實施例1中那樣進行。最終乳狀液有下列性能固體，％49.6粘度(20rpm，RVT#3) 750cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.030Tg，℃ 0℃實施例4像在實施例1中那樣製備乳狀液，並將交聯性單體變成600g NMAII*。該反應像在實施例1中那樣進行。最終乳狀液有下列性能
固體，％50.5粘度(20rpm，RVT#3) 480cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.030Tg，-17℃*NMA II是甲醛少的48％NMA水溶液，是按照美國專利No.5,415,926製備的。
實施例5實施例1增加以720g添加的II型NMA。
最終乳狀液有下列性能固體，％49.6粘度(20rpm，RVT#3) 372cpspH 3.7％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ -15℃實施例6同實施例2，但NMA LF代之以720g NMA-II。最終乳狀液有下列性能固體，％50.5粘度(20rpm，RVT#3) 1350cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ 0℃實施例7同實施例2，但NMA LF代之以775g NMA-II。最終乳狀液有下列性能
固體，％50.7粘度(20rpm，RVT#3) 450cpspH 4.0％硬渣(200目) 0.030Tg，℃ 0℃實施例8同實施例2配方。只是緩慢加料1中交聯性單體NMA-LF的水平為666g。然而，聚合在85℃進行。
固體，％49.6粘度(20rpm，RVT#3) 220cpspH 3.9％硬渣(200目) 0.015Tg，℃ 0℃實施例9實施例8的組成，但聚合在75℃進行。最終乳狀液有下列性能固體，％49.6粘度(20rpm，RVT#3) 1250cpspH 3.9％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ 0℃實施例10實施例2的組成，然而600g初始乙酸乙酯代之以Veova 10單體。工藝像在該實施例中那樣在60℃進行。最終乳狀液有下列性能固體，％50.9粘度(20rpm，RVT#3) 580cpspH 3.7％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ -17℃
實施例11像在實施例2中那樣製作配方，但緩慢加料1中交聯性單體NMA-LF的水平為650g，並使乙酸鈉減少到1g。還原劑抗壞血酸完全用Bruggolite FF6代替，即一種可購自L.Bruggemann公司的市售亞磺酸類型。聚合在60℃進行。
固體，％49.8粘度(20rpm，RVT#3) 340cpspH 4.8％硬渣(200目) 0.020Tg，℃ 0℃實施例12比較例DUR-O-SET Elite 22，一種-15℃ Tg自交聯EVA乳狀液共聚物，可購自National Starch and Chemical Company。
實施例13比較例AIRFLEX 192，一種+12℃ Tg自交聯EVA乳狀液共聚物，可購自Air Products and Chemicals公司。
表1
CMD溼拉伸性能是利用以上所述向Whatman#4 CHR色譜紙上施用乳狀液聚合物達到20wt％加入量的程序產生的。該加入量是利用20～30％固體的浴固體達到的。所有實施例都包括0.75％～1.0％酸催化劑(聚合物固體/催化劑固體)。然後，該紙在210～215°F轉鼓式乾燥90秒、在300～325°F固化2分鐘。將飽和Whatman紙切割成1英寸×5英寸試條，使得在與機器方向垂直的方向(CMD)上有5英寸長度。拉伸強度是在一臺設定於3英寸夾持長度和1英寸/分鐘十字頭速度的標準Instron拉伸試驗機上測定的。溼拉伸強度是在樣品在1.0％Aerosol OT潤溼劑溶液中浸漬1分鐘之後測定的。在該Instron試驗機上，在與機器方向垂直的方向上拉5～7個試條以產生溼拉伸強度值，取平均測定值。
實施例14～25是通過一臺MJ Fibretech中試氣流成網機(丹麥霍森斯)上產生氣流成網非織造織物結構完成的。DUR-O-SET Elite 33是一種+10℃ Tg自交聯EVA共聚物，可購自National Starch andChemical Company，而AIRFLEX 192是一種+10℃ Tg自交聯EVA共聚物，可購自Air Products and Chemicals公司。氣流成網非織造織物結構是利用50米/分鐘的機器線速度和155℃的出口片材溫度產生的。氣流成網基礎片材由55g/m2(gsm)的目標織物單位重量和0.8～1.1毫米(mm)的厚度範圍。聚合物加入量目標是最終非織造織物的14wt％和18wt％，而且是通過以12～13％的稀釋固體噴霧施用該粘結劑達到的。所有氣流成網結構都利用可購自Weyerhaeuser Company的Weyerhaeuser NB416絨毛漿。
表2
CMD溼拉伸性能是利用EDANA試驗方法EDANA 20.2-89在水中完成的。所有聚合物都與0.75％～1.0％酸催化劑(聚合物固體/催化劑固體)一起配製，而AIRFLEX 192還包括另外一種1％磺基琥珀酸二辛酯鹽表面活性劑配方(聚合物固體/表面活性劑固體)。CMD溼測定值是牛頓/5釐米(N/5cm)定義的。
權利要求
1.一種包含化學粘合纖維的纖維性基材，其中所述纖維是用一種聚合物粘結劑粘合的，其中所述粘結劑是以足以使這些纖維粘結在一起形成一種自持纖維網的數量存在的，且其中所述粘結劑的特徵在於當以20％加入量、使用Whatman#4 CHR色譜紙、在210～215°F轉鼓式乾燥90秒並在300～325°F固化2分鐘測定時有4500克/英寸(g/in)以上與機器方向垂直的方向(CMD)的平均溼拉伸強度。
2.權利要求1的纖維性基材，其中所述基材是一種非織造織物材料。
3.權利要求2的纖維性基材，其中所述非織造織物材料包含化學粘合幹成形非織造纖維網。
4.權利要求1的纖維性基材，其中游離甲醛的水平低於15ppm。
5.權利要求4的纖維性基材，其中游離甲醛的水平低於10ppm。
6.權利要求1的纖維性基材，其中該粘結劑的特徵在於有4750g/in以上的溼拉伸強度。
7.權利要求6的纖維性基材，其中該粘結劑的特徵在於有5000g/in以上的溼拉伸強度。
8.權利要求1的纖維性基材，其中所述纖維是天然纖維、合成纖維、或其混合物。
9.一種粘合基材，包含a)一種包含纖維的基材；和b)一種包含至少6wt％交聯性單體單元的聚合物粘結劑，其中所述粘合基材的特徵在於有低於15ppm游離甲醛，且其中所述粘結劑是以足以使纖維粘結在一起形成一種自持纖維網的數量存在的。
10.權利要求9的粘合基材，其中所述交聯性單體是N-羥甲基丙烯醯胺。
11.權利要求9的粘合基材，其中所述聚合物粘結劑進一步包含0.1～7wt％丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、或其混合物。
12.權利要求9的粘合基材，其中所述基材包含一種非織造織物產品。
13.權利要求9的粘合基材，其中所述非織造織物產品是用氣流成網工藝形成的。
14.權利要求9的粘合基材，其中游離甲醛的水平低於10ppm。
15.權利要求9的粘合基材，其中所述基材是一種雙重縐紙、玻璃纖維、磨墊、地毯或地板覆蓋物、牆布、或紙。
16.權利要求9的粘合基材，包含至少7wt％交聯性單體單元。
17.一種非織造織物產品，包含一種用乳狀液聚合物粘結劑粘合在一起的纖維的非織造纖維網，該粘結劑包含a)至少50wt％乙烯酯單元；b)0～40wt％乙烯單元；c)5～20wt％交聯性單體單元；d)0.1～5wt％丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、或其混合物；e)0～40wt％其它共聚單體，其中，所述非織造織物產品的乾燥後游離甲醛含量低於15ppm。
18.權利要求17的非織造織物產品，包含7～12wt％交聯性單體。
19.權利要求17的非織造織物產品，其中所述交聯性單體包含N-羥甲基丙烯醯胺。
20.權利要求17的非織造織物產品，其中所述粘結劑的特徵在於當以20％加入量、使用Whatman#4 CHR色譜紙、在210～215°F轉鼓式乾燥90秒並在300～325°F固化2分鐘測定時有4500克/英寸(g/in)以上與機器方向垂直的方向的平均溼拉伸強度。
全文摘要
本發明涉及一種由化學粘合纖維構成的纖維性基材，其中該纖維是以足以使該纖維粘結在一起形成一種自持纖維網的數量的聚合物粘結劑粘合的，且其中該粘結劑的特徵在於當對於在210～215°F轉鼓乾燥90秒並在300～325°F固化2分鐘的Whatman#4 CHR色譜紙以20％加入量測定時有4500克/英寸(g/in)以上的溼拉伸強度。較好，該纖維性基材中游離甲醛的水平低於15ppm。本發明的乳狀液粘結劑可以用來使基材中的纖維粘結在一起；可以用來使顏料、顏色或其它物質粘結到基材上；可以用來作為背襯材料；也可以用來整理或表面處理一種基材。由於高水平交聯，因而用該乳狀液聚合物粘合或處理的基材有優異的溼強度和良好的耐久性/耐天候性和耐水/溶劑性能。
文檔編號D04H1/64GK1714186SQ03825651
公開日2005年12月28日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年12月20日
發明者J·L·沃爾克, P·穆米克, J·C·帕森斯, D·納斯, C·巴坎布 申請人:賽拉尼斯國際公司