熔噴法非織造布的製作方法
2023-12-05 23:15:41
專利名稱：熔噴法非織造布的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及多組分熔噴纖維、多組分熔噴法非織造纖維布和包括多組分熔噴纖維的複合無紡織物。本發明的熔噴法非織造布可併入適用於衣服、擦拭布、衛生保健品和藥物包裹的複合織物中。
相關現有技術說明在熔噴法中，藉助將熔融聚合物擠出通過模頭，然後用高速熱氣流對得到的纖維進行拉細而形成無紡織物。在由熔噴纖維組成的纖維網的生產過程中，有時希望的是，由多於一種的聚合材料形成纖維，其中每種材料能具有不同的物理性能並且向熔噴纖維網提供不同的特性。形成所述纖維的常規方法是通過紡絲法，在該方法中，聚合材料在模腔中以熔融態相混合，並以層狀多組分聚合物熔體的形式一起擠出通過單一的紡絲孔，如US6,057,256中所述，該專利公開了將並列型雙組分纖維熔噴至收集器上形成粘合纏結的纖維網。
然而，由於在對能夠很好地一起進行紡絲的聚合材料選擇時相容性的約束，該方法具有明顯的局限性。
熔噴纖維業已摻入多種無紡織物中，包括複合的層壓材料，如紡粘-熔噴-紡粘(「SMS」)複合片材。在SMS複合材料中，外層是向整個複合材料提供強度的紡粘纖維層，而芯層是提供阻擋性能的熔噴纖維層。
目前需要提供一種形成熔噴纖維以及相應的熔噴法非織造布的新方法，其更適於生產多組分熔噴纖維，並且其中對於每一種聚合物組分的處理條件能夠獨立地進行最優化。
發明概述本發明涉及一種形成多組分熔噴纖維的方法，包括將第一可熔融處理的聚合物擠出通過第一擠出孔；與此同時將第二可熔融處理的聚合物擠出通過第二擠出孔；擠出之後，將所述第一和第二可熔融處理的聚合物熔入擠出的複合長絲中；利用至少一股高速氣體噴射流，氣動地拉細所述擠出的複合長絲，以便形成所述的多組分熔噴纖維。所述複合長絲可以用高速氣體的噴射流切斷，以便形成許多細的、不連續的多組分熔噴纖維。
本發明的第二實施方案涉及將熔融聚合物進行熔噴的擠出模頭，包括由所述模頭的進口部分進入的至少兩個獨立的聚合物供應孔，所述聚合物供應孔與在模頭出口部分處帶有出口的獨立的擠出毛細管連通，所述擠出毛細管以複合孔的形式配合，至少一個氣體供應孔由模頭的進口部分進入，所述氣體供應孔與延伸通過模頭的至少一個氣體噴嘴連通，並且所述至少一個氣體噴嘴圍繞所述複合孔的出口同中心地排列，其中，所述擠出毛細管出口和所述氣體噴嘴在模頭出口部分中與噴絲孔連通。
在第三實施方案中，本發明涉及將熔融聚合物進行熔噴的擠出模頭，包括一排模孔，每個模孔包括由模頭的進口部分進入的至少兩個獨立的聚合物供應孔，所述的每一個聚合物供應孔與在模頭的出口部分帶有出口的獨立的擠出毛細管連通，氣體供應孔由模頭的進口部分進入並與所述聚合物供應孔側向排列，所述氣體供應孔與通過模頭延伸的氣體噴嘴連通並與所述擠出毛細管的出口側向排列，其中，所述擠出毛細管出口和所述氣體噴嘴在模頭的出口部分中與噴絲孔連通。
附圖概述
圖1是根據本發明第二實施方案的模頭或根據本發明第三實施方案的單模孔的簡略橫截面圖，用來生產供本發明方法的無紡織物使用的熔噴纖維。
圖2是根據本發明第二實施方案，圖1中模頭的截面2的簡略圖視。
圖3是用於本發明方法的圖1中模頭的圖解。
圖4是根據示於圖1中的本發明第二實施方案的模頭的另一設計的簡圖。
圖5是根據圖1模頭的本發明第三實施方案出口的端視圖。
圖6是根據本發明第三實施方案的模頭的另一設計的出口的端視圖。
發明詳細說明本發明涉及一種形成多組分熔噴纖維和多組分熔噴法非織造布的方法。
在此使用的術語「聚烯烴」意指任一種僅由碳原子和氫原子組成的、一系列大量飽和開鏈聚合烴。典型的聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯以及乙烯、丙烯和甲基戊烯單體的各種組合。
在此使用的術語「聚乙烯」(PE)意在不僅包括乙烯的均聚物，而且包括其中至少85％的重複單元為乙烯單元的共聚物。
在此使用的術語「聚酯」意在包括這樣的聚合物，其中至少85％的重複單元是二元羧酸和二元醇的縮合產物，其中帶有形成酯單元所產生的鍵。這包括芳族、脂族、飽和和不飽和的二元酸和二元醇。在此使用的術語「聚酯」還包括共聚物(如嵌段共聚物，接枝共聚物，無規共聚物和交替共聚物)，混合物及其改性物。聚酯通常的例子是聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)，它是乙二醇和對苯二甲酸的縮合產物。
在此使用的術語「熔噴纖維」和「熔噴長絲」指的是將可熔融處理的聚合物以熔融線或長絲的形式通過多個細的、通常是圓形的毛細管擠出進入高速加熱氣(例如空氣)流中而形成的纖維或長絲。所述高速氣流將熔融熱塑性聚合物材料的長絲拉細，以將其直徑降至約0.5和10微米之間。熔噴纖維通常是不連續的纖維，但也可以是連續的。由高速氣流攜帶的熔噴纖維通常沉積在收集表面上，以便形成無規分散纖維的纖維網。
在此使用的術語「多組分纖維」和「多組分長絲」指的是由至少兩種不同聚合物組成的任何長絲或纖維，但應當理解的是包括包含多於兩種不同聚合物的這樣的物品。術語「不同的聚合物」意指所述至少兩種聚合物的每一種在多組分纖維截面上的不同區中並沿纖維的長度方向排列。多組分纖維不同於由聚合材料的均勻熔體混合物擠出而得到的纖維，在後者中不形成不同聚合物的區。在此可使用的所述至少兩種不同的聚合物組分可以是化學上不同的，或者它們可以是化學上相同的聚合物，但具有不同的物理特性，如特性粘度、熔體粘度、模口膨脹、密度、結晶度和熔點或軟化點。例如，所述兩種組分可以是線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。所述至少兩種不同聚合物的每一種本身可以包含兩種或多種聚合材料的共混物。多組分纖維有時也被稱為雙組分纖維，它包括由兩種組分形成的纖維以及由多於兩種組分形成的纖維。在此使用的術語「雙組分纖維網」和「多組合纖維網」指的是包含多組分纖維或長絲的纖維網。在此使用的術語「多組分熔噴纖維網」和「雙組分熔噴纖維網」意指包含熔噴多組分纖維的纖維網，所述多組分熔噴纖維包含至少兩種不同的聚合物組分，其中，熔融纖維被高速加熱氣流拉細並以無規分散纖維的纖維網的形式沉積至收集表面上。
在此使用的術語「紡粘」纖維意指這樣的纖維，它是以長絲的形式從噴絲板的許多細的、通常是圓形的毛細孔將熔融熱塑性聚合物擠出而形成的；其中擠出長絲的直徑然後被通過牽引迅速降低。紡粘纖維通常是連續的並且具有大於約5微米的平均直徑。紡粘無紡織物或無紡布是通過在收集表面如多孔篩網或帶上使紡粘纖維無規成層而形成的。紡粘布能夠通過本領域已知的方法進行粘結，例如通過熱輥壓光，或者藉助在高壓下使所述布通過飽和蒸汽室而進行粘結。例如，所述布可以在位於紡粘織物上的許多熱粘結點處進行熱點粘結。
在此使用的術語「無紡織物、片材或纖維網」意指以無規方式進行設置以形成沒有可識別圖案的平面材料的單獨的纖維、長絲或線的結構，這與編織物不同。
圖1闡明了供本發明熔噴法用的、根據本發明第二或第三實施方案的擠出模頭或紡絲塊(spinblock)，為簡便起見，所述方案闡明了雙組分體系。獨立控制的多料流擠壓機(multiple extruders，未示出)通過聚合物供應孔15a和15b將單獨的熔融聚合物料流A和B供至模頭10，在其中，聚合物通過獨立的擠出毛細管16a和16b，在優選的實施方案中，所述毛細管在模頭內成一定的角度，以便將獨立的聚合物料流引向共同的縱向軸。然而，所述擠出毛細管可以彼此平行，但彼此靠得足夠近，以便在從單獨的擠出毛細管排出之後促進熔融聚合物料流的融合。優選的是，擠出毛細管的直徑小於約1.5毫米，優選小於1毫米，更優選小於約0.5毫米。對模唇(die tip)11中的這些毛細管的出口進行設置，以便當各聚合物通過噴絲孔30排出時，促進聚合物的融合。由於擠出毛細管16a和16b配合形成單一的複合雙組分聚合物料流，因此，綜合地將它們稱之為「複合孔」。通過加熱的噴射氣體將雙組分纖維拉細，所述雙組分纖維是通過將聚合物料流擠出通過複合孔而形成的，所述氣體通過氣體入口20供至模頭，並輸送至氣體噴嘴21，所述氣體噴嘴與通過擠出毛細管16a和16b的端部排出的熔融聚合物料流的共同的縱軸成一定的角度。在氣體噴嘴21之間總共包括的角度α優選在約60°和90°之間。在該方法中，通過使用用於不同聚合物的獨立控制的擠壓機，可能單獨地控制各種處理參數，如每一種聚合物的溫度、毛細管直徑和擠出壓力，以便使獨立聚合物的擠出最佳化並且仍可形成包含兩種聚合物的單一的纖維。
圖2是圖1中模頭10的截面2的簡圖，該圖以平截體的平面形式示出，闡明擠出毛細管出口端16a和16b的優選的並列構型，所述出口端將熔融的聚合物長絲輸送進入由氣體噴嘴21形成的倒錐形高速氣體中，所述氣體噴嘴21沿複合孔同中心地排列。
圖3是根據圖1的圖示，該圖闡明本發明的方法通過擠出模頭10的操作過程。聚合物A和B分別獨立地輸送通過擠出孔15a和15b，並迫使之進入擠出毛細管16a和16b。將聚合物A的擠出長絲40a和聚合物B的擠出長絲40b排出擠出毛細管的端部，這時，據信由氣體噴嘴21產生的力的橫向分量將起作用，從而促使兩個聚合物融合成雙組分長絲40。幾乎同時，由氣體噴嘴21產生的力的縱向分量將起作用，將長絲拉細或拉伸，以使拉伸的雙組分長絲的直徑降低至約10微米或更低。當雙組分長絲從噴絲孔30排出時，可以將其切斷，以形成許多細的、不連續的雙組分熔噴纖維41。
圖4與圖2類似，是根據本發明第二實施方案的模頭10的另一改進設計方案的簡圖，以便形成雙組分皮芯型纖維。在該實施方案中，聚合物A擠出通過中央擠出毛細管16c，而聚合物B擠出通過一系列擠出毛細管，通過一系列曲線型槽縫16d從模頭排出，所述槽縫繞毛細管16c端部同心排列。在該實施方案中，複合孔包括中央擠出毛細管16c和曲線型槽縫16d。許多加熱氣體噴嘴21繞複合孔同心排列。另外，氣體噴嘴21可以被與複合孔同中心的環形縫替代。
圖5是根據本發明第三實施方案的、圖1中示出的模頭10出口的端視圖，其中，成排地排列著一系列複合模孔，每個模孔均包括毛細管出口16a和16b，並且將熔融聚合物擠壓進入通過槽縫21排出的氣體噴射流中，所述槽縫與複合模孔結合形成噴絲孔30。當聚合物料流從各複合模孔排出時，它們將形成沿模頭10長度方向延伸的、幕簾狀的多組分熔噴長絲。
圖6是圖5中所述模頭的另一設計方案。通過實心板64，將兩個垂直蝕刻的模板60和60』分開，從而形成分開的擠出毛細管62a和62b。在該圖中沒有示出的氣體噴嘴與模板60和60』橫向相鄰地布置。
本領域技術人員應當認識到的是，擠出毛細管的構型和形狀出於不同的原因能夠用多種方法進行改進。例如，通過在模唇中加工餡餅薄片形(pie-slice)的截面，該方法能夠用來將多於兩種的聚合物組分輸送入纖維中，以形成具有帶餡餅形部分截面的、基本上圓形截面的纖維。同樣地，本領域技術人員應當認識到的是，在生產規模上，可能需要使用許多擠壓機/模頭裝置(「紡絲塊」)，以便獲得對收集表面的充分覆蓋，以生產出可接受的無紡布或無紡織物。
實施本發明方法的優點在於對於不同的聚合物組分能夠獨立地控制各種擠出參數。由於每一種不同的聚合物被輸送通過不同的擠出裝置，如果一種聚合物組分有與另一聚合物組分明顯不同的物理特性，如特性粘度、熔體粘度、模口膨脹、或熔點/軟化點，擠出參數如溫度、壓力，甚至於擠出毛細管直徑可以改變，以適應各種聚合物的擠出並使之最佳化。
在先有技術的方法中，當聚合物在熔體排出模頭之前混合時，在兩種聚合物熔體之間將存在界面。在該方法中，該界面不能被直接進行控制並受許多因素影響。由於缺乏對所述界面的控制，因此，將出現的嚴重問題的兩個例子是1)當使用兩種類似聚合物時，隨著聚合物開始混合，界面可能會出現擴散，因此該纖維相對於雙組分纖維將是更為熔融共混的纖維；和2)如果聚合物在熔體粘度上具有明顯的不同，那麼，更高粘度的聚合物可能將開始不成比例量地填充模頭內熔體的有效空間，由於聚合物熔體能夠沿界面相互滑動將產生紡絲問題，因此，當它們從模頭排出時，將導致兩種熔體速度的失配。當將兩種聚合物保持分離，直至它們從模頭排出，熔體將得到直接控制並因此避免了上述的問題。
應當理解的是，在本發明方法中有用的可熔融處理的聚合物包括能被熔融處理的任何聚合物，如熱塑性塑料，包括聚酯、聚烯烴、聚醯胺，如耐綸型聚合物、聚氨酯橡膠、乙烯基聚合物，如苯乙烯型聚合物、氟聚合物如乙烯-四氟乙烯聚合物、聚偏1，1-二氟乙烯、氟化乙烯-丙烯聚合物、全氟(烷基乙烯基醚)聚合物等等。形成本發明方法的雙組分熔噴纖維和雙組分熔噴法非織造布的聚合物的優選組合是聚乙烯和聚(對苯二甲酸乙二酯)。優選的是，聚乙烯是線性低密度聚乙烯，其熔體指數至少為10克/10分(根據ASTM D-1238測量；2.16kg@190℃)，熔點的上限範圍約120-140℃，而密度範圍從0.86-0.97克/釐米3。包含雙組分聚乙烯/聚(對苯二甲酸乙二酯)熔噴纖維的熔噴法非織造布尤其適用於藥物最終用途的無紡織物，這是因為它們可進行照射滅菌。該雙組分聚乙烯/聚(對苯二甲酸乙二酯)的熔噴法非織造布能夠粘結至通常在所述最終用途中使用的紡粘層上，以提供具有強度、柔軟度、呼吸性、和阻擋性能的良好平衡的複合層壓材料。另外還據信，雙組分聚乙烯/聚(對苯二甲酸乙二酯)熔噴纖維具有好於單組分聚乙烯或聚(對苯二甲酸乙二酯)熔噴纖維的性能。用於本發明的後聚結紡絲法中的其它優選的聚合物組合包括聚丙烯/聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(六亞甲基二胺己二醯二胺/聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(六亞甲基二胺己二醯二胺/聚丙烯和聚(六亞甲基二胺己二醯二胺/聚乙烯。可以預期的是，如果某些熱固性聚合物在本發明的處理期間保持熔融狀的話，那麼它們也能夠用於本發明的方法中。
通常，將纖維沉積在收集表面上，如移動帶或網、稀鬆布、或另一纖維層上。抽氣裝置如吸料箱可以設置在收集器底下，以幫助纖維的沉積和氣體的排除。通過熔噴生產的纖維通常是高縱橫比、不連續的纖維，其有效直徑在約0.5至約10微米。在此使用的術語帶不規則截面的纖維的「有效直徑」等於具有相同截面積的假想圓形纖維的直徑。優選的是，熔噴纖維網的單位重量在約2和40g/m2、更優選在5和30g/m2之間，最優選的是在12和35g/m2之間。
不被理論束服，據信，氣體噴嘴能夠將多組分長絲破裂或分裂成甚至更細的長絲。所得到的長絲據信包括其中每根長絲由至少兩種分開的聚合物組分製成的多組分長絲；所述兩種聚合物均充分地延長了熔噴纖維的長度，例如以並列構型。另外還據信，一些破裂的長絲由於多組分纖維被分裂成獨立的單組分纖維，因此可以只含一種聚合物組分。在多組分熔噴長絲的兩種或多種不同聚合物組分之間的可分裂度，可通過對聚合物組分的選擇加以控制，以得到在不同聚合區之間所希望的粘結程度。
在本發明的多組分熔噴法非織造布中的纖維通常是不連續的纖維，其平均有效直徑在約0.5和10微米之間，更優選在約1和6微米之間，最優選在約2和4微米之間。多組分熔噴法非織造布由從包括如本發明中的附圖所示的擠出模頭的紡絲塊中同時紡出的至少兩種聚合物形成。在熔噴法多組分非織造布中的纖維構型優選是雙組分並列排列，其中絕大多數纖維由兩種並列的聚合物組分製成，每種不同聚合物組分的含量根據所希望的布的性能是在約10至90體積％之間，在每個纖維的大部分的長度上所述兩種聚合物組分延伸並粘結。另外，雙組分纖維可以是皮芯排列的，其中一種聚合物被另一聚合物包圍，所述雙組分纖維為帶有多於兩種不同聚合物的、餡餅薄片形的圓形截面，或者是任何其它常規的雙組分纖維結構。在更優選的實施方案中，較低熔點的聚合物位於纖維的表面部分，以便增強收集表面上熔噴纖維之間的粘結。
根據本發明優選的實施方案，將低特性粘度的聚酯聚合物和聚乙烯結合以便在熔噴法非織造布生產裝置中製備雙組分熔噴法非織造布。所述低粘度聚酯優選包含聚(對苯二甲酸乙二酯)，其特性粘度低於約0.55dl/g，優選從約0.17至0.49dl/g(如上所述利用ASTM D 2857測量)，更優選從約0.20至0.45dl/g，最優選從約0.22至0.35dl/g。將所述的兩種聚合物A和B熔融，進行過濾，然後計量加入紡絲塊中。熔融的聚合物通過紡絲塊內獨立的擠出毛細管擠出，並通過噴絲孔從紡絲塊中排出，這時，它們將與來自氣體噴嘴的氣體接觸並被迫使相互進行接觸，並在縱向進行拉細，以形成高縱橫比的纖維。熔噴雙組分纖維可以被加熱的氣體噴射流切斷而形成不連續的纖維，然而，它們可以是連續的纖維。優選的是，氣體噴射流產生所希望的並列型纖維截面。
通過將多組分熔噴纖維收集在不同的片材如紡粘織物、紡織物或泡沫塑料上，可以在線生產出結合上述多組分熔噴纖維網的複合無紡織物。各層可以利用本領域已知的方法如通過熱、超聲和/或粘合劑粘結而連接。熔噴層和其它織物或片材層優選的是分別包括相容的聚合物組分，以使所述各層可以熱粘結，如通過熱點粘結而粘結。例如，在優選的實施方案中，複合層壓材料包含熔噴法非織造布和紡粘布，每一種布均包括至少一種基本相同或相同的聚合物。另外，複合片材的各層可獨立地生產，然後進行複合和粘結以形成複合片材。還可以預期的是，可以串聯使用多於一臺的紡粘布生產裝置，從而生產出由不同的單或多組分纖維混合物製成的纖維網。同樣可以預期的是，可以串聯使用多於一臺的熔噴法非織造布生產裝置，以便生產出帶有多個熔噴層的複合片材。另外可以預期的是，在各種布生產裝置中使用的聚合物(一種或多種)彼此可以不同。當希望生產出只具有一個紡粘層和一個細熔噴纖維層的複合片材時，可將第二紡粘布生產裝置關閉或排除。
任選地，也可以將氟化學塗料應用於所述複合無紡布上，從而降低纖維表面的表面能，並從而增加織物的耐液體滲透性。例如，織物可以用局部整飾處理進行處理，以改善液體阻擋性，特別是改善對低表面張力液體的阻擋性。許多局部整飾處理方法在本領域中是熟知的，並且包括噴塗、輥塗、泡沫塗布、浸-擠塗布等。通常的整飾配料包括ZONYL氟化學劑(得自DuPont，Wilmington，DE)或REPEARL氟化學劑(得自Mitsubishi Int.Corp.，New York，NY)。局部整飾方法可以與織物生產一起在線進行，或在獨立的處理步驟中進行。另外，所述氟化學劑也可以作為添加至熔體中的添加劑而紡入纖維之中。
測試方法在上面說明中和隨後的實施例中，將採用下面的測試方法來確定各種所列出的特性和性能。ASTM指的是美國材料和試驗學會。
纖維直徑是通過光學顯微鏡進行測量的並以平均微米值報導。對於每個熔噴試樣，測量約100根纖維的直徑並取平均值。
單位重量是織物或片材每單位面積質量的量度，並由ASTM D-3776進行測量，在此將ASTM D-3776引入作為參考，並以g/m2報導。
在此使用的聚酯的特性粘度是利用25體積％三氟乙酸和75體積％二氯甲烷，在30℃，於毛細管粘度計中，根據ASTM D 2857測量的。Frazier空氣透氣性是在片材表面之間規定的壓力差下，通過片材的空氣流量的量度，並且是根據ASTM D 737測量的，並以m3/min/m2報導，在此將ASTM D 737引入作為參考。
實施例在實施例1-4中製備包含夾在紡粘外層之間的熔噴纖維內層的複合片材。相同的紡粘外層被用於這些實施例的每一個中並包含帶皮芯截面的雙組分長絲。
所述紡粘層由線性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)的雙組分纖維製成；所述LLDPE的熔體指數為27克/10分(在溫度為190℃時，根據ASTM D-1238測量)，它是20重量％的ASPUN 6811ALLDPE和80重量％的ASPUN 61800-34 LLDPE(兩者均得自Dow)的共混物；所述PET的特性粘度為0.53dl/g，以Crystar4449聚酯形式得自DuPont。將所述聚酯樹脂在溫度為180℃時結晶並在120℃乾燥，以便使使用之前的含水量低於50ppm。在獨立的擠壓機中，將聚酯加熱至290℃並將聚乙烯加熱至280℃。對聚合物進行擠出、過濾並計量成為保持在295℃、具有4000孔/米(紡絲頭組合中有2016孔)的雙組分紡絲塊，並設計提供皮芯長絲截面。使聚合物通過噴絲頭紡絲，以生產帶有聚乙烯皮和聚(對苯二甲酸乙二酯)芯的雙組分長絲。每個紡線塊毛細管的聚合物總通過量為1.0克/分。對所述聚合物進行計量，以提供以纖維重量計為30％聚乙烯(皮)和70％聚酯(芯)的長絲。在15英寸(38.1釐米)長的帶驟冷空氣的驟冷區中對長絲進行冷卻，所述空氣由兩個相對的驟冷箱提供，其溫度為12℃且速度為1米/秒。將長絲送入在紡絲塊毛細管開口之下間隔26英寸(66.0釐米)的氣動拉伸噴絲頭中，在其中長絲得以拉伸。利用真空抽吸，將所得更細、更強韌、基本連續的長絲沉積到以186米/分的速度運動的鋪列帶上，以形成單位重量為0.6盎斯/碼2(20.3g/m2)的紡粘布。在所述布中的纖維平均直徑約為11微米。利用點粘結圖案，在100℃和100N/cm的軋點壓力下，將得到的布在兩個熱粘結輥之間傳送，以使所述布輕度地粘結至一起用於運輸。將輕度粘結的紡粘布收集在一羅拉中。下面將描述用於每一個實施例的熔噴層的製備方法。
藉助將雙組分紡粘布展開至運動帶上並將雙組分熔噴法非織造布層合至運動紡粘布頂上，而在實施例1-4中製備複合無紡片材。將第二紡粘布輥筒展開並鋪列至所述紡粘-熔噴布上，以生產紡粘-熔噴-紡粘複合無紡布。在刻紋油熱金屬壓光輥和光滑油熱金屬壓光輥之間對所述複合布進行熱粘結。兩輥的直徑均為466毫米。刻紋輥有帶菱形圖案的塗鉻的非淬硬鋼表面，其中每個圖案的點尺寸為0.466mm2，點深度為0.86毫米，點間距為1.2毫米，並且粘結面積為14.6％。光滑輥有淬硬鋼表面。在120℃、350N/cm的軋點壓力和50米/分的線速度下，對複合布進行粘結。粘結的複合片材收集在羅拉上。每個複合無紡片材的最終單位重量約為58克/米2。
實施例1-4利用後聚結熔噴法，製備這些實施例中的雙組分熔噴法非織造布。通過得自DuPont的Crystar聚(對苯二甲酸乙二酯)和以ASPUN6806得自Dow的線性低密度聚乙烯(LLDPE)，以並列型排列製備雙組分纖維；其中所述聚(對苯二甲酸乙二酯)的特性粘度為0.53，含水量約1500ppm；所述LLDPE的熔體指數為100克/10分(根據ASTM D-1238測量)。在獨立的擠壓機中，將聚乙烯聚合物加熱至450°F(232℃)並將聚酯聚合物加熱至572°F(300℃)。對兩聚合物獨立地進行擠出、過濾並計量至帶有圖6中所示模唇構型的雙組分紡絲塊中。所述模頭由兩個垂直蝕刻板60和60』形成，所述板帶有在其中形成的平行凹槽62a和62b，所述凹槽的半徑為0.2毫米。兩塊蝕刻板被2密耳厚的實心板64分開，以便使兩種聚合物料流保持獨立，直至它們排出擠出毛細管之後為止。其中之一的聚合物料流通過凹槽62a形成的毛細管供應，而另一聚合物料流通過凹槽62b形成的毛細管供應。擠出毛細管的出口孔以沿模唇長度方向每英寸30個孔的距離間隔開，其中模唇的長度約為21英寸(53釐米)。將紡絲塊模頭加熱至572 °F(300℃)並以表1中給出的聚合物質量流速，通過毛細管對聚合物進行紡絲。將拉細空氣加熱至310℃並以9psi(62kPa)的氣壓通過兩個1.5毫米寬的氣道供應。兩個氣道在毛細管開口的約21英寸(53釐米)線路的長度上延伸，並且毛細管線每邊一個的一個氣道安置在毛細管開口後面1.5毫米。每個氣道均以45度的角度與板64的平面取向，其中氣道的兩個軸向著擠出毛細管出口方向收斂，氣道之間總的包括角為90度。利用兩個不同的擠壓機，將聚乙烯和聚(對苯二甲酸乙二酯)供至紡絲塊。當聚乙烯排出擠壓機時其溫度為265℃，而聚(對苯二甲酸乙二酯)的溫度為295℃。供至紡絲塊的聚合物的質量流速對於每個實施例均不同，並列於表1中。將長絲收集在以52米/分運動的成型網上，其上表面位於模唇末端以下5.5英寸(14.0釐米)，以生產隨後收集在羅拉上的熔噴法非織造布。在每個實施例中，所述熔噴法非織造布的單位重量均為11.7克/米2。
實施例5利用線性低密度聚乙烯(LLDPE)組分和聚(對苯二甲酸乙二酯)組分製備雙組分熔噴法非織造布；其中所述聚乙烯的熔體指數為135克/10分(根據ASTM D-1238測量)，以GA594得自Equistar；所述聚(對苯二甲酸乙二酯)的報導的特性粘度為0.53，以Crystar聚酯(Merge4449)得自DuPont。在獨立的擠壓機中，分別將LLDPE和聚(對苯二甲酸乙二酯)加熱至260℃和305℃。分別對兩種聚合物進行擠出，並計量至兩個獨立的聚合物分配器中。對從每個分配器中排出的平面狀熔體料流獨立地進行過濾，並通過帶兩組線性獨立孔的雙組分熔噴模頭進行擠出，第一組擠出LLDPE，第二組擠出聚(對苯二甲酸乙二酯)。將這些孔成對地排列，以便使各LLDPE噴絲孔緊密地靠近聚(對苯二甲酸乙二酯)的噴絲孔，從而沿模唇長度方向形成線性排列的複合噴絲孔。對形成各複合噴絲孔的噴絲孔對進行布置，以使通過每一對中兩個噴絲孔中心的線與線性排列的孔對的方向垂直，在所述孔對的兩個孔之間的中心點位於模唇的頂點。所述模頭有645對排列在54.6釐米線路上的毛細管開口。將模頭加熱至305℃，並分別以0.16克/孔/分和0.64克/孔/分的通過量，對LLDPE和聚(對苯二甲酸乙二酯)進行紡絲。拉細空氣加熱至305℃並以5.5psi的氣壓通過兩個1.5毫米寬的氣道供應。兩個氣道在毛細管開口的54.6釐米線路的長度上延伸，並且毛細管線每邊一個的一個氣道安置在毛細管開口後面1.5毫米。分別以6.2千克/小時和24.8千克/小時的速率，將LLDPE和聚(對苯二甲酸乙二酯)供至紡絲組合，以提供雙組分熔噴法非織造布，所述布為20重量％的LLDPE和80重量％的聚(對苯二甲酸乙二酯)。藉助以模頭與收集器20.3釐米的距離將熔噴纖維收集在運動的成形網上，以形成所述布，從而生產出卷繞至羅拉上的熔噴法非織造布。所述熔噴法非織造布的單位重量為1.5盎斯/碼2(50.9g/m2)，而試樣的Frazier空氣透氣性為86ft3/min/ft2(26.2m3/min/m2)。
對比例A本例闡明雙組分熔噴法非織造布的成形，其中在排出模唇之前將兩聚合物料流匯合。使用與實施例1-4中相同的聚合物和紡絲設備，所不同的是，除去了圖6中示出的實心板64，以使在擠出毛細管中兩聚合物相接觸。聚合物溫度和質量流速、模頭溫度、氣壓及溫度與實施例1中使用的相同。熔噴法非織造布的單位重量為17g/m2。
表1熔噴法條件和熔噴法非織造布的性能
權利要求
1.一種形成多組分熔噴纖維的方法，包括通過第一擠出噴絲孔對第一可熔融處理的聚合物進行擠出，同時通過第二擠出噴絲孔對第二可熔融處理的聚合物進行擠出；擠出之後，將所述第一和第二可熔融處理的聚合物熔入擠出複合長絲中；並利用至少一股高速氣體噴射流氣動地將所述擠出的複合長絲進行拉細，以形成所述的多組分熔噴纖維。
2.權利要求1的方法，其中，複合長絲利用許多高速氣體噴射流進行拉細。
3.權利要求1的方法，其中所述複合長絲被至少一股高速氣體切斷，以形成許多多組分熔噴纖維。
4.根據權利要求1的方法，其中，所述第一和第二可熔融處理的聚合物具有隨溫度變化的不同的粘度。
5.根據權利要求1的方法，其中所述第一和第二可熔融處理的聚合物具有具有不同的熔點和/或軟化點。
6.根據權利要求1的方法，其中所述第一和第二可熔融處理的聚合物是化學上不同的聚合物。
7.根據權利要求6的方法，其中所述第一可熔融處理的聚合物是聚酯，而所述第二可熔融處理的聚合物是聚乙烯。
8.根據權利要求7的方法，其中所述聚酯是聚(對苯二甲酸乙二酯)。
9.一種通過將權利要求1的熔噴纖維收集在收集表面上而生產的無紡織物。
10.權利要求9的無紡織物，其中，所述收集表面是紡粘無紡織物。
11.一種熔噴熔融聚合物的擠出模頭，包括一排模頭噴絲孔，每個模頭噴絲孔包括由模頭的進口部分進入的至少兩個獨立的聚合物供應孔，所述的每一個聚合物供應孔與在模頭的出口部分帶有出口的獨立的毛細管連通，氣體供應孔由模頭的進口部分進入並與所述聚合物供應孔側向排列，所述氣體供應孔與通過模頭延伸的氣體噴嘴連通並與所述擠出毛細管的出口側向排列，其中，所述擠出毛細管出口和所述氣體噴嘴在模頭的出口部分中與噴絲孔連通。
12.一種熔噴熔融聚合物的擠出模頭，包括由所述模頭的進口部分進入的至少兩個獨立的聚合物供應孔，所述聚合物供應孔與在所述模頭出口部分處帶有出口的獨立的擠出毛細管連通，所述獨立的擠出毛細管以複合孔的形式配合，至少一個氣體供應孔由所述模頭的進口部分進入，所述氣體供應孔與延伸通過模頭的至少一個氣體噴嘴連通並且所述至少一個氣體噴嘴圍繞所述複合孔的出口同中心地排列，其中，所述擠出毛細管出口和所述氣體噴嘴在模頭出口部分中與噴絲孔連通。
13.根據權利要求11或12的擠出模頭，其中所述擠出毛細管與共同的縱軸成一定的角度。
14.根據權利要求11或12的擠出模頭，其中所述的擠出模頭包括至少兩個氣體噴嘴，並且其中所述擠出毛細管和所述氣體噴嘴對著共同的縱軸成一定的角度。
15.根據權利要求11或12的擠出模頭，其中所述的擠出模頭包括至少兩個氣體噴嘴，並且其中所述擠出毛細管彼此平行，以及所述氣體噴嘴與共同的縱軸成一定的角度。
全文摘要
一種形成多組分熔噴纖維的方法,該方法包括:將第一不同的可熔融處理的聚合物擠出通過第一擠出孔;與此同時將第二不同的可熔融處理的聚合物擠出通過第二擠出孔;擠出之後,將所述第一和第二可熔融處理的聚合物熔入擠出的複合長絲中;以及利用高速氣體的噴射流氣動地拉細所述擠出的複合長絲,以便形成所述的多組分熔噴纖維。
文檔編號D04H13/00GK1386147SQ01802291
公開日2002年12月18日 申請日期2001年7月31日 優先權日2000年8月4日
發明者V·班薩爾, M·C·達維斯, E·N·魯迪西爾 申請人:納幕爾杜邦公司