CN104884016A - 具有柔软的非织造纤维网的制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括柔软的非织造纤维网的产品。所述非织造纤维网包括由第一组合物制成的第一纤维层和由第二组合物制成的第二纤维层。所述第二组合物不同于所述第一组合物。

Description

具有柔软的非织造纤维网的制品
技术领域
本公开一般涉及包括具有良好的触觉和机械性能的非织造纤维网的产品和其它制品。
背景技术
非织造纤维网在各种产品中的使用在本领域中是熟知的。这些非织造纤维网在用于制造最终形成产品的多个元件中的至少一个时是尤其可用的。用于消费产品的许多非织造纤维网由各种聚合物诸如例如聚烯烃制成。除其它益处之外,由聚烯烃制成的非织造纤维网能够增强产品的触觉特性,使得使用者或消费者感受到产品是柔软的。用于制备非织造纺织物的聚合物具有特征性质。已知具有由聚烯烃的某些共混物(诸如例如聚丙烯与丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的共混物)制成的纤维的非织造纤维网比具有由单一聚丙烯制成的纤维的非织造纤维网“感觉”明显更柔软。这些更柔软的非织造纤维网通常经由连续纤维成网工艺诸如例如梳理成网、气流成网或纺粘工艺制成。非织造纤维网可最终卷绕形成一卷非织造纤维网。然后可将该卷非织造纤维网输送到另一个场所,所述场所可为产品制造场所,在所述场所处,将非织造纤维网退绕以制造最终产品的至少一个元件。使非织造纤维网经受沿着纤维网的纵向的相对高的张力,以便使纤维网退绕并且沿着制造线进一步输送。沿纵向的该张力已知导致称为纤维网的“颈缩”的现象。颈缩导致在纤维网的横向(即,垂直于纵向的方向)上测量的纤维网长度的减小。尽管“颈缩”可有利地在一些应用中使用,但是它也可对材料的成本和可加工性具有一些不利影响。具体地,据观察,具有由聚烯烃的某些共混物(诸如例如聚丙烯与丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的共混物)制成的纤维的非织造纤维网易于发生不可接受量的颈缩。
因此,本发明的目标是提供一种包括具有良好触觉特性诸如柔软感并且导致较小量的颈缩的非织造纤维网的产品。
据信,本发明的目标可通过在产品中结合非织造纤维网来实现,所述非织造纤维网具有通过粘结点彼此接合的至少两个纤维层,所述纤维层具有第一层和至少第二层,所述第一层包括由第一组合物制成的纤维,所述第一组合物包含聚丙烯与丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的共混物,所述第二层包括由第二组合物制成的纤维并且使得第二层具有与第一层不同的机械性能。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种制品,该制品包括液体可渗透的层、液体不可渗透的层、设置在所述液体可渗透的层和所述液体不可渗透的层之间的吸收芯。该制品还包括非织造纤维网,所述非织造纤维网至少包括由第一组合物制成的第一纤维层,所述第一组合物包含第一聚烯烃、第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂。第二聚烯烃为丙烯共聚物,并且所述第二聚烯烃为与第一聚烯烃不同的聚烯烃。该非织造纤维网还至少包括由第二组合物制成的第二纤维层。第二组合物的“弯曲模量”大于第一组合物的“弯曲模量”。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的非织造纤维网的示意性剖视图;
图2为根据本发明的另一个实施例的非织造纤维网的示意性剖视图;
图3为用于制造本发明的非织造纤维网的一个实施例的方法的示意图;
图4A-4C为可应用于本发明的非织造纤维网的粘结图案的示意图;
图5A和5B为包括由根据本发明的两种不同材料制成的外覆盖件的两个尿布的放大图;并且
图6为包括根据本发明的实施例的非织造纤维网的一个实施例的产品的示意性剖视图。
具体实施方式
如本文所用,术语“可伸长材料”“可延展材料”或“可拉伸材料”互换使用并且是指在施加偏置力时可拉伸至其松驰初始长度的至少150%的伸长长度(即可拉伸至比其初始长度多50%)而不完全破裂或断裂的材料,如通过以下更详细地描述的张力测试所测量。如果这样一种可伸长材料在释放所施加的力时恢复其伸长的至少40%,则可伸长材料将被认为是“弹性的”或“弹性体的”。例如,具有100mm初始长度的弹性材料可至少延伸至150mm,并且在去除所述力时收缩至至少130mm的长度(即,表现出40%的恢复)。如果所述材料在释放所施加的力时恢复其伸长的小于40%,则可伸长材料将被认为是“基本上非弹性的”或“基本上非弹性体的”。例如,具有100mm初始长度的可延展但非弹性的材料能够至少延伸至150mm,并且在去除所述力时收缩至至少145mm的长度(即,表现出10%的恢复)。
如本文所用,术语“膜”一般是指通过包括将例如聚合物材料通过模具的相对窄狭槽挤出的方法制成的相对无孔材料。膜可以为对液体不可渗透的并且对空气蒸汽可渗透的,但不一定是如此。膜材料的合适的示例在下文中更详细地描述。
如本文所用,术语“层”是指纤维网的子部件或元件。“层”可呈由在多束流非织造机器上的单束流或单纤维沉积步骤制成的多个纤维形式(例如,纺粘/熔喷/纺粘非织造纤维网包括至少一个纺粘纤维层,至少一个熔喷纤维层和至少一个纺粘纤维层)或者呈从单个模具挤出的或吹塑的膜形式。层的组成可通过已知用于形成层的树脂组合物的单独组分或通过分析用于制造层的纤维的组合物诸如经由DSC或NMR来确定。
如本文所用,术语“纵向”或“MD”是当制造纤维网时基本上平行于纤维网行进方向的方向。在纵向的45度以内的方向被认为是纵向。“横向”或“CD”为基本上垂直于纵向并在大致由纤维网限定的平面内的方向。在横向的45度以内的方向被认为是横向。
如本文所用,术语“熔喷纤维”是指通过其中将熔融材料(通常为聚合物)在压力下挤出通过喷丝头或模具中的孔的方法而制成的纤维。当高速热空气离开模具时它们冲击并携带长丝以形成细长的并且直径减小的长丝并且是破碎的使得产生大体改变的但通常有限长度的纤维。这与纺粘工艺不同,从而保持了长丝沿着它们的长度的连续性。示例性熔喷工艺可见于授予Buntin等人的美国专利3,849,241中。
如本文所用,术语“非织造”意指由连续(长)长丝(纤维)和/或不连续(短)长丝(纤维)通过诸如例如纺粘、熔喷、梳理、膜原纤化、熔膜原纤化、气流成网、干法成网、使用短纤维的湿法成网的工艺、以及如本领域中已知的这些工艺的组合制成的多孔纤维材料。非织造纤维网不具有由纺织或针织形成的图案。如本文所用,术语“纺粘纤维”是指通过包括从喷丝头的多个细小的通常圆形的毛细管将熔融热塑性材料挤出成为长丝的工艺制成的纤维,其中所述长丝接着通过施加拉张力并且机械地或气动地拉伸(例如,围绕拉伸辊机械地缠绕所述长丝或者在空气流中夹带所述长丝)而拉细。所述长丝在进行拉伸之前或在进行拉伸时可用空气流进行淬火。在纺粘工艺中通常保留了长丝的连续性。长丝可被沉积在收集面上以形成无规排列的基本上连续的长丝的纤维网,然后可使其粘结在一起以形成连贯的非织造织物。示例性纺粘工艺和/或由此形成的纤维网可见于美国专利3,338,992;3,692,613、3,802,817;4,405,297和5,665,300中。
如本文所用,术语“纤维网”是指至少包括纤维层或至少包括膜层并具有足够完整性以进行轧制、运输以及后续加工的元件(例如,在具有包括一片纤维网的元件的制品的制造过程期间,可将一卷纤维网展开、牵拉、提出、折叠和/或切割)。多个层可粘结在一起以形成纤维网。
虽然不旨在限制本文所述的非织造纤维网的实用性,但是据信其特征的简单描述将帮助阐述本发明,因为这些特征可与非织造纤维网制造、预期用途和进一步加工以制造产品相关。此前,非织造纤维网适用作例如产品诸如吸收制品(作为非限制性示例)的元件,非织造纤维网通常包括由聚烯烃树脂制成的纤维。包括此类非织造纤维网的许多产品在一个点或在另一个点上与人的皮肤接触,所述人可为产品的使用者或护理者。业界在相当长的时间内一直试图使用具有良好触觉特性的非织造纤维网,并且许多此类材料已知改善产品的柔软感。此类柔软材料的一个示例包括由PEGAS NONWOVENS s.r.o.制造的商品名为PEGATEX Softblend的非织造纤维网。
这种非织造纤维网包括三个纺粘纤维层,所述纤维由包含聚丙烯与丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的共混物的组合物制成。这种非织造纤维网还包括多个压延粘结点,其将层彼此接合并且为纤维网提供足以被加工的物理完整性。尽管这种材料具有良好的触觉特性,但是用于制造纤维的树脂共混物相对昂贵。此外,并且如以下进一步地讨论,据观察,这种材料易于比其它更“传统”的材料“颈缩”得更明显。尽管在一些应用中颈缩可为期望的,但是颈缩也可导致另外的成本,因为最终需要更多的材料来沿着其横向补偿材料长度的减小。由于各种产品,具体地为吸收制品的制造商处于连续压力下,以降低制造成本并且使制造垃圾最少,据信下文所公开的非织造纤维网可为已经存在的非织造纤维网的合适的替代形式。本发明解决了上述顾虑,如这可通过阅读下面的详细公开而变得清楚。
据信非织造材料的颈缩至少部分地与用于制造形成非织造材料的纤维的树脂组合物的弯曲强度或弯曲模量相关。材料的弯曲强度定义为其承受载荷时抗变形的能力。弯曲模量是刚度或刚性的量度并且通过用测试开始时应力的变化除以应变的变化来计算。对于显著变形但不断裂的材料,通常将在外表面的5%变形/应变下测量的屈服载荷记录为弯曲强度或弯曲屈服强度。测试箱体在凹形表面处于压缩应力下并且在凸形表面处于拉伸应力下。方法在例如标准方法ASTM D790处描述。当标本达到5%挠曲或标本在5%之前断裂时停止测试。该测试还给出用以测量材料的弯曲模量(在弯曲变形中应力与应变的比)的程序。以下表1列出聚合物的几个示例的平均弯曲强度和弯曲模量值。
表1
聚合物类型 弯曲强度(MPa) 弯曲模量(GPa)
尼龙6 85 2,3
聚酰胺-酰亚胺 175 5
中等密度聚乙烯 40 0,7
聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 80 1
聚丙烯 40 1,5
聚苯乙烯 70 2,5
这些值是刚度的量度。柔性材料诸如弹性体或可伸长材料(通常为丙烯共聚物)具有低于标准聚合物(诸如均聚物)的值。存在多种影响具体树脂的弯曲模量的方法。此类方法包括添加填料(诸如TiO2)、将具有不同特性的树脂共混,以及本领域中已知的各种添加剂的使用。现在将具体地参考本发明呈现的优选实施例。应当指出的是,当结合附图来思考时可更好地理解以下书面描述,其中在全部视图中类似的数字指示相同的元件并且其中最后两位相同的参考数字(例如,20和120)意味着类似的元件。
本发明的一个实施例的剖视图在图1中示意性表示并且示出非织造纤维网10,该非织造纤维网10包括底部纤维层110和顶部纤维层210,顶部纤维层210在非织造纤维网10的制造过程期间铺设在底部纤维层110顶部。顶部和底部纤维层在多个粘结部位20处彼此接合,其合并非织造纤维网10并且可通过任何熟知的压延工艺获得。粘结部位20(或压延粘结点)可具有任何合适的尺寸和形状并且可形成为重复图案。合适的压延粘结点和重复图案的非限制性示例公开于提交于2012年3月23日、授予Xu等人并且转让给Procter&Gamble Company的具有序列号U.S.13/428,404的共同未决的美国专利申请中。如先前所讨论,具有多个全部包括具有相同组合物的纤维的纤维层的非织造纤维网是已知的。此类非织造纤维网购自PEGAS NONWOVENS s.r.o.并且包括三个纺粘纤维层,其中每个层的纤维由相同组合物制成并且包含聚丙烯、丙烯共聚物和柔软性增强子添加剂的共混物。这种特定组合物将随后更详细地描述。尽管这种非织造纤维网具有良好的触觉特性,这使得消费者感觉结合这种纤维网的产品是柔软的,但是该材料易于颈缩,如先前所讨论的。据观察,通过用具有由与其它层不同的组合物制成的纤维的纤维层代替非织造纤维网的单独纤维层中的至少一个可明显减小颈缩量。在一个实施例中,顶部纤维层210包含由第一组合物制成的纤维,所述第一组合物包含第一聚烯烃、不同于第一聚烯烃并包含丙烯共聚物的第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂的共混物,并且底部纤维层110包含由不同于第一组合物的第二组合物制成的纤维。在一个实施例中,第一组合物的第一聚烯烃可为聚乙烯或聚丙烯并且有利地为聚丙烯均聚物。已发现包含丙烯共聚物的第二聚烯烃能够为所得非织造物提供有利的特性。“丙烯共聚物”至少包含两种不同类型的单体单元,其中之一为丙烯。单体单元的合适的示例包括乙烯和更高级的α-烯烃,该更高级的α-烯烃范围为C4-C20,诸如,例如,1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯或1-辛烯和1-癸烯、或例如它们的混合物。优选地,乙烯与丙烯共聚合,使得丙烯共聚物包含丙烯单元(衍生自丙烯单体的聚合物链上的单元)和乙烯单元(衍生自乙烯单体的聚合物链上的单元)。
通常,按所述丙烯-α-烯烃共聚物的重量计,衍生自乙烯或C4-10α-烯烃中的至少一个的单元或共聚单体可以1%至35%,或5%至约35%,或7%至32%,或8至约25%,或8%至20%,或甚至8%至18%的量存在。可调节共聚单体含量,使得所述丙烯-α-烯烃共聚物具有优选地75J/g或更小的熔化热(“DSC”)、100℃或更小的熔点、和全同立构聚丙烯的2%至约65%的结晶度、和优选地0.5至90dg/min的熔体流动速率(MFR)。
在一个实施例中,所述丙烯-α-烯烃共聚物由乙烯衍生的单元构成。按所述丙烯-α-烯烃共聚物的重量计,所述丙烯-α-烯烃共聚物可包含5%至35%,或5%至20%,或10%至12%,或15%至20%的乙烯衍生的单元。在一些实施例中,所述丙烯-α-烯烃共聚物基本上由衍生自丙烯和乙烯的单元组成,即,所述丙烯-α-烯烃共聚物不包含如下量的任何其它共聚单体,所述量通常作为杂质存在于在聚合期间使用的乙烯和/或丙烯进料流中或将显著影响所述丙烯-α-烯烃共聚物的熔化热、熔点、结晶度、或熔体流动速率;或有意地添加到所述聚合过程中的任何其它共聚单体。
所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有如通过13C NMR测量的至少75%,至少80%,至少82%,至少85%,或至少90%的三个丙烯单元的三元组立构规整性。以如下方式测定“三元组立构规整性”。通过13C核磁共振(“NMR”)来测定在本文中被表示为“m/r”的立构规整性指数。如由H.N.Cheng在17MACROMOLECULES 1950(1984)中所定义的那样计算立构规整性指数m/r,该文献以引用方式并入本文。名称“m”或“r”描述邻接的丙烯基团对的立体化学特征,其中“m”是指内消旋并且“r”是指外消旋。1.0的m/r比率一般描述间同立构聚合物,并且2.0的m/r比率一般描述无规立构材料。全同立构材料理论上可具有近似无穷大的m/r比率,并且许多副产物无规立构聚合物具有足够的全同立构含量以导致大于50的m/r比率。
所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有如通过差示扫描量热法(“DSC”)测定的75J/g或更小,70J/g或更小,50J/g或更小,或甚至35J/g或更小的熔化热(“Hf”)。所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有至少0.5J/g,1J/g,或至少5J/g的Hf。以如下方式测定“DSC”。称重出约0.5克的聚合物并在约140-150℃下压制成约15至20密耳(约381-508微米)的厚度,使用“DSC模具”和MYLAR(TM)膜作为背衬片材。通过悬挂在空气中让所压制的聚合物样本冷却至环境温度(不去除MYLAR(TM)膜背衬片材)。然后将所压制的聚合物样本在室温(约23-25℃.)下退火8天。在该段时间的结束时,利用冲模从所压制的聚合物样本取下15-20mg的盘并放置在10微升的铝样本盆中。然后将该盘样本放置在DSC(Perkin ElmerPyris 1热分析系统)中并冷却至-100℃。以约10℃/min将样本加热至165℃的最终温度。被记录为盘样本熔融峰下的面积的热输出为熔化热的量度,并且能够以聚合物的焦耳/克(J/g)表示并且由Perkin Elmer系统自动计算。在这些条件下,熔融曲线图示出了两个最大值,最高温度下的最大值被当作盘样本相对于基线测量的熔融范围内的熔点,所述基线测量针对的是作为温度函数的聚合物的不断增加的热容量。
所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有如通过DSC测定的单峰熔融转变。在一个实施例中,所述共聚物具有90℃或更小的主峰转变,具有约110℃或更大的宽熔体末转变(end-of-melt transition)。峰值“熔点”(“Tm”)被定义为样本的熔融范围内的最大吸热温度。然而,所述共聚物可示出邻近于主峰、和/或熔体末转变处的次级熔融峰。出于本公开的目的,此类次级熔融峰在一起被认为是单个熔点,其中这些峰中的最高峰被认为是丙烯-α-烯烃共聚物的Tm。丙烯-α-烯烃共聚物可具有100℃或更小,90℃或更小,80℃或更小,或70℃或更小的Tm。丙烯-α-烯烃共聚物可具有0.850至0.920g/cm3,0.860至0.900g/cm3,或0.860至0.890g/cm3的密度,所述密度是在室温下按照ASTM D-1505测量的。
丙烯-α-烯烃共聚物可具有如根据ASTM D1238在230℃下以2.16kg测量的至少0.2dg/min的熔体流动速率(“MFR”)。在一个实施例中,丙烯-α-烯烃共聚物的MFR为0.5至5000dg/min,约1至2500dg/min,约1.5至1500dg/min,2至1000dg/min,5至500dg/min,10至250dg/min,10至100dg/min,2至40dg/min,或2至30dg/min。
所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有如按照ASTM D412测量的小于2000%,小于1000%,或小于800%的断裂伸长率。
丙烯-α-烯烃共聚物可具有5,000至5,000,000g/mol,优选地10,000至1,000,000g/mol,还更优选地50,000至400,000g/mol的重均分子量(Mw);2,500至2,500,00g/mol,优选地10,000至250,000g/mol,还更优选地25,000至200,000g/mol的数均分子量(Mn);和/或10,000至7,000,000g/mol,优选地80,000至700,000g/mol,还更优选地100,000至500,000g/mol的z均分子量(Mz)。所述丙烯-α-烯烃共聚物可具有1.5至20,或1.5至15,优选地1.5至5,还更优选地1.8至5,最优选地1.8至3或4的分子量分布(“MWD”)。“分子量(Mn、Mw、和Mz)”和“MWD”能够以如下方式并如Verstate等人的21MACROMOLECULES3360(1988)所述地测定。当本文所述的条件不同于所公布的测试条件时,以本文所述的条件为准。利用配备有Chromatix KMX-6联机光散射光度计的Waters 150凝胶渗透色谱图来测量分子量和MWD。该系统在135℃下使用,并且1,2,4-三氯苯作为移动相。使用Showdex(Showa-DenkoAmerica,Inc.)聚苯乙烯凝胶柱802、803、804和805。该技术论述于Verstate等人的21MACROMOLECULES 3360(1988)中。没有采用针对柱铺展的校正;然而,一般可接受的标准例如National Bureau of StandardsPolyethylene 1484上的数据、和以阴离子方式产生的氢化的聚异戊二烯(一种交替的乙烯丙烯共聚物)表明,对Mw/Mn或Mz/Mw的此类校正小于0.05单位。从洗脱时间-分子关系来计算Mw/Mn,而利用光散射光度计来评估Mz/Mw。所述数值分析能够利用可商购获得的购自LDC/Milton Roy-Rivera Beach,Fla.的计算机软件GPC2,MOLWT2来进行。合适的丙烯-α-烯烃共聚物的示例可按以下商品名商购获得:(ExxonMobilChemical Company,Houston,Tex.,USA)、(The DowChemical Company,Midland,Mich.,USA)、一定等级的XM或(Mitsui Company,Japan)、和一定等级的(BasellPolyolefins of the Netherlands)。适用于本发明的特定等级的可商购获得的丙烯-α-烯烃共聚物能够容易地利用应用上文中选择标准的方法来测定。
丙烯共聚物具有良好的与其它聚烯烃尤其是与丙烯均聚物的混合性,其中取决于这两种组分的相互比率,有可能制备出表现出各种特性的材料。丙烯共聚物的触感柔软,并且由其制得的非织造纺织物具有良好的悬垂性并易于弯曲。另一方面,聚丙烯提供强度并降低所述材料的塑性。适用于制造纤维非织造材料的组合物的示例可包含按组合物的重量计至少60%、至少70%、至少75%、或至少80%的聚丙烯均聚物,和至少10重量%、至少12重量%、至少14重量%的丙烯共聚物。所述组合物一般为可悬垂的且柔软的但也保持所需的机械性能。然而,已发现其可能是触感粗糙的并可能被描述为“橡胶似的”。具体地,丙烯-α-烯烃共聚物,尤其是丙烯-乙烯共聚物,可能比由聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯制成的常规纤维更具粘性。
已发现柔软性增强子添加剂的加入能够有利于降低由如下组合物制成的纤维的发粘的或橡胶似的感觉,所述组合物包含前述第一聚烯烃和第二聚烯烃的共混物。所述柔软性增强子添加剂可以纯态、稀释态添加到所述组合物中,和/或作为母料添加到例如聚烯烃聚合物诸如聚丙烯、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、或丙烯-α-烯烃共聚物中。
适于制备如本文所述的纤维的第一组合物还可包含一种或多种柔软性增强子添加剂,其能够以按所述纤维的重量计在介于0.01%至10%之间,或介于0.03%至5%之间,或甚至介于0.05%至1%之间的量存在。一旦所述纤维被纺成了非织造物,所述柔软性增强子添加剂中的一些就可挥发因而不再以相同的量存在于形成所述非织造物的纤维中,据信所述柔软性增强子添加剂中的一些可从所述纤维的内部迁移至所述纤维的外表面。不旨在受任何理论的束缚,据信所述添加剂向所述纤维的外表面的这种迁移可有助于使用者在她接触非织造材料时所体验到的对柔软性的感受。
在一个实施例中,柔软性增强子添加剂为有机胺化合物,即,包含键合到烃基团的胺基团。在另一个实施例中,柔软性增强子添加剂为脂肪酸胺或脂肪酸酰胺。在一些实施例中,柔软性增强子添加剂可具有键合到氮原子的一种或多种石蜡族或烯属基团,从而形成胺或酰胺化合物。所述石蜡族或烯属基团可为例如作为侧链的或在胺/酰胺主链内的极性或离子部分。此类极性或离子部分可包含羟基基团、羧酸根基团、醚基团、酯基团、磺酸根基团、亚硫酸根基团、硝酸根基团、亚硝酸根基团、磷酸根基团、以及它们的组合。
在一个实施例中,柔软性增强子添加剂为具有式(R'OH)3-xNRx的烷基-醚胺,其中R选自氢、C1-40烷基、C2-40烷基醚、C1-40烷基羧酸、以及C2-40烷基酯;R'选自C1-40烷基、C2-40烷基醚、C1-40羧酸、以及C2-40烷基酯;并且x为0、1、2或3,优选地为0或1,更优选地为1。在一个实施例中,R选自氢和C5-40烷基;并且R'选自C5-40烷基和C5-40烷基醚。
在另一个实施例中,柔软性增强子添加剂为具有下式的含酰胺化合物:RCONH2,其中R为C5-23烷基或烯烃。在另一个实施例中,柔软性增强子添加剂为具有下式的脂肪酸酰胺:(R'CO)3-xNR”x,其中R”选自氢、C10-60烷基和C10-60烯烃以及它们的取代型式;R'选自C10-60烷基、C10-60烯烃以及它们的取代型式;并且x为0、1、2或3,优选地为1或2,更优选地为2。如本文所用,“烯烃”基团为在基团链中具有一种或多种不饱和双键的基团(例如,--CH2CH2CH2CH2CH═CHCH2CH2CH2CH.sub-.2CH2CH3),并且“取代的”是指沿羟基团、羧基团、卤离子、或硫酸根基团的烃链的任何位置的取代。
在一些实施例中,柔软性增强子添加剂包含不饱和酰胺。在一个实施例中,不饱和的含酰胺柔软性增强子添加剂具有下式:RCONH2,其中R为C5-23烯烃。在另一个实施例中,不饱和的含酰胺柔软性增强子添加剂具有下式:(R'CO)3-xNR”x,其中R”选自氢、C10-60烷基和C10-60烯烃以及它们的取代型式;R'选自C10-60烯烃以及它们的取代型式;并且x为0、1、2或3,优选地为1或2,更优选地为2。在一些实施例中,含不饱和酰胺的柔软性增强子添加剂为棕榈油酰胺、油酰胺、亚油酰胺、或芥酸酰胺中的至少一种。在其它实施例中,含不饱和酰胺的柔软性增强子添加剂为油酰胺或芥酸酰胺中的至少一种。在优选实施例中,柔软性增强子添加剂含有芥酸酰胺。
柔软性增强子添加剂的非限制性示例包括双(2-羟乙基)异癸基氧基丙胺、聚(5)氧乙烯异癸基氧基丙胺、双(2-羟乙基)异十三烷基氧基丙胺、聚(5)氧乙烯异十三烷基氧基丙胺、双(2-羟乙基)线性烷基氧丙胺、双(2-羟乙基)大豆胺、聚(15)氧乙烯大豆胺、双(2-羟乙基)十八烷基胺、聚(5)氧乙烯十八烷基胺、聚(8)氧乙烯十八烷基胺、聚(10)氧乙烯十八烷基胺、聚(15)氧乙烯十八烷基胺、双(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺、双(2-羟乙基)牛脂胺、聚(5)氧乙烯牛脂胺、聚(15)氧乙烯牛脂胺、聚(3)氧乙烯-1,3-二氨基丙烷、双(2-羟乙基)椰胺、双(2-羟乙基)异癸基氧基丙胺、聚(5)氧乙烯异癸基氧基丙胺、双(2-羟乙基)异十三烷基氧基丙胺、聚(5)氧乙烯异十三烷基氧基丙胺、双(2-羟乙基)线性烷基氧丙胺、双(2-羟乙基)大豆胺、聚(15)氧乙烯大豆胺、双(2-羟乙基)十八烷基胺、聚(5)氧乙烯十八烷基胺、聚(8)氧乙烯十八烷基胺、聚(10)氧乙烯十八烷基胺、聚(15)氧乙烯十八烷基胺、双(2-羟乙基)十八烷基氧丙胺、双(2-羟乙基)牛脂胺、聚(5)氧乙烯牛脂胺、聚(15)氧乙烯牛脂胺、聚(3)氧乙烯-1,3-二氨基丙烷、双(2-羟乙酯)椰胺、戊酰胺、己酸酰胺、芥酸酰胺、辛酸酰胺、佩拉冈酰胺、癸酸酰胺、月桂酸酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酸酰胺、十四烷酰胺、棕榈酸酰胺、棕榈油酰胺、棕榈酰胺、珍珠(十七烷)酰胺,硬脂酰胺、花生酰胺、二十二烷酸酰胺、山俞酸酰胺,木蜡酸酰胺、亚油酰胺、蜡酸酰胺、二十七烷酰胺、褐煤酸酰胺、三十烷酰胺,三十二烷酰胺,蜡蜜(三十三烷)酰胺、geddicamide,9-十八烷酰胺、油酰胺、硬脂酰胺、牛脂双(2-羟乙基)胺、椰双(2-羟乙基)胺、十八烷基双(2-羟乙基)胺、油烯基双(2-羟乙基)胺、蜡塑酰胺、以及它们的组合。
可用的柔软性增强子添加剂的商业示例包括化合物(CibaSpecialty Chemicals)、化合物和NOURYMIX浓缩物(Akzo Nobel Chemicals)、化合物(Croda Universal Inc)、化合物(Clariant)。柔软性增强子添加剂的另外的示例包括来自A.Schulman,Germany;Techmer,USA;或Ampacet,USA的化合物。
可用于本发明的组合物可包含一种或多种不同的柔软性增强子添加剂。例如,在一个实施例中,组合物可包含一种或多种含不饱和酰胺的柔软性增强子添加剂,并且在另一个实施例中,可包含一种或多种含不饱和酰胺的柔软性增强子添加剂和一种或多种含饱和酰胺的柔软性增强子添加剂。在一些实施例中,组合物包括以下两者的组合:低分子量(Mw)并因此较快迁移的酰胺,例如芥酸酰胺或油酰胺;和更高分子量(Mw)并因此较慢迁移的酰胺,例如山俞酸酰胺或硬脂酰胺。应当指出的是,适于用作柔软性增强子添加剂(诸如例如酰胺添加剂)的化合物在经受高温时可升华(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℃,或甚至低25℃。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。
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。
表2
酰胺的TGA重量损失
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。
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。
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。
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。
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。
表3
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。
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-一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“PPB”、“PBB”、“BPB”和“PBP”,其中同样前三个选项优于最后一个(“PBP”),因为其中第一组合物不暴露于使用者。
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。
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。
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。
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。
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:
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。
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。将由第三箱体340制备的纺粘纤维沉积到先前由第二箱体240制备的纤维上。由第三箱体340制备的纺粘纤维形成先前在图2的上下文中描述的顶部纤维层210。在非织造纤维网的纤维层中的每一个形成后,接着将纤维网输送至压延工位540。压延工位540包括第一和第二旋转(或压延)辊1540、2540,使得第一和第二辊中的至少一个包括多个突起(在辊1540中示出),所述突起形成优选地以重复图案组织的粘结部位20。可有利地使第二辊2540具有基本上平滑表面以便向非织造纤维网上施加良好限定的图案。可加热第一和第二旋转辊,优选地至大于用于制造纤维层的纤维的组合物中的每个的熔融温度的温度。在压延工艺后,非织造纤维网可经受进一步处理(例如,润湿处理和干燥)。然后将非织造纤维网移动至储存工位640,在该处将纤维网卷起,使得其可便利地输送至储存部位或制品制造部位。
还应理解,最终非织造物特性可通过改变制造线设置来调节。例如,在过高的温度下进行的压延可产生具有低劣触觉特性的非织造材料。但是在过低的温度下进行的压延可产生具有低劣拉伸特性并且易于颈缩的非织造纤维网。非织造纤维网的若干样本根据图3中所述的工艺制造并针对不同特性进行测试。这些测试的结果汇总于下表4中。在该表中,包括第一聚烯烃、第二聚烯烃和柔软性增强子添加剂的共混物的组合物标记为“B”并且包含第三聚烯烃的另一种组合物标记为“P”并且“V”是指不包括柔软性增强子添加剂的第一和第二聚烯烃的共混物。缩写“+”代表增大量的共聚物。还应当指出的是,在样本中标识的第一层为在纤维网的压延期间接触平滑辊的层,并且第三层为在压延工艺期间接触压花辊的层。
表4
样本1-BBB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向每个箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约82重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESAPPA0050079)。对于全部三个箱体,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS1。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为157℃/161℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本2-BPB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一和第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约82重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESAPPA0050079)。向第二箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自SlovnaftPetrochemicals的Tatren HT2511)组成的组合物。在第一和第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS1。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本3-PB+B+
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)组成的组合物。向第二和第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约80重量%的聚丙烯均聚物(来自SlovnaftPetrochemicals的Tatren HT2511)、约18重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESAPPA0050079)。在第二和第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS1。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本4-PVB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约98重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)和约2重量%的白色母料(来自PolyOne的CC10084467BG)。向第二箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约82重量%的聚丙烯均聚物(来自SlovnaftPetrochemicals的Tatren HT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2重量%的白色母料(来自PolyOne的CC10084467BG)。向第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约79重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)、约2重量%的白色母料(来自PolyOne的CC10084467BG)以及约3重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESA PPA0050079)。在第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS1。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本5-PVB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)组成的组合物。向第二箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约84重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx6202)。向第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约81重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约3重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESA PPA0050079)。在第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PI。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本6-PBB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)组成的组合物。向第二和第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约82重量%的聚丙烯均聚物(来自SlovnaftPetrochemicals的Tatren HT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESAPPA0050079)。在第二和第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS2。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本7-PPB
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一和第二箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)组成的组合物。向第三箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约82重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、约16重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx6202)和约2重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESA PPA0050079)。在第三箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS2。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
样本8-B+PP
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向第一箱体中进料组合物,所述组合物基本上由以下组成:约79.5重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)、约18重量%的丙烯共聚物(来自Exxon的Vistamaxx 6202)和约2.5重量%的柔软性增强子添加剂,所述柔软性增强子添加剂含有10%的芥酸酰胺(来自Clariant的CESA PPA0050079)。向第二和第三箱体中进料包括100重量%的聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的Tatren HT2511)的组合物。在第一箱体处,在挤出机区之后测量的聚合物组合物的温度在介于245-252℃之间。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS2。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为160℃/164℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的基本上平坦侧上测量。
样本9-PPP
使用三个箱体经由连续工序制备纺粘型非织造纤维网。向每个箱体中进料基本上由聚丙烯均聚物(来自Slovnaft Petrochemicals的TatrenHT2511)组成的聚合物组合物。制得纤维直径在介于15-25μm之间的熔纺单组分长丝,并随后将它们收集在移动带上。然后在一对经过加热的辊之间压延纤维网,以增加其强度,其中一个辊具有凸起图案PS1。压延辊(平滑辊/图案辊)的温度为165℃/168℃,并且所施加的压力为约75N/mm。用于测定材料因子的摩擦系数在纤维网的纹理化侧上测量。
下表汇总了特征,诸如%粘结面积和三个粘结图案的粘结点数目/cm2,所述粘结图案用于制备样本1-9。标识为PI的粘结图案在图4A中示意性地表示,标识为PS1的粘结图案在图4B中示意性地表示并且标识为PS2的粘结图案在图4C中示意性地表示。
*如具有序列号13/428,404的美国专利申请中所公开测量最大可测量长度L和宽度W
应当指出的是,虽然非织造纤维网样本1具有良好的柔软性特性,但是其易于颈缩,如通过低颈缩模量值所证实。相反地,样本9的非织造纤维网不易于颈缩,如通过其高颈缩模量所证实,但是这种材料具有相当差的柔软性特征。样本1和样本9的非织造纤维网的材料因子均低于2。据信,具有大于2的材料因子的非织造纤维网诸如样本2至样本8所获得的材料提供具有良好的柔软性特性、同时保持良好的机械性能诸如相对较高的颈缩模量的有利组合。一些样本提供可适用于特定应用的各种有益效果。例如,样本2(BPB)的非织造纤维网可有利地用于要求非织造纤维网的两个面向外的表面具有良好的柔软性/触觉特性的应用。这种应用的非限制性示例为这种材料用于制造尿布的前耳片。常见的是,护理者在将尿布施加在婴儿身上时将尿布的前耳片抓在其食指和拇指之间,由此触摸前耳片的两侧。这种应用的另一个非限制性示例为这种非织造纤维网用于制造擦拭物,所述擦拭物用于清洁人的皮肤,无论所述擦拭物是面部、身体还是婴儿擦拭物。
从层布置观点来看,样本7(PPB)和样本8(B+PP)基本上彼此互为镜像。然而,应当指出的是,样本7中的B层为在压延期间接触压花辊的层,而样本8的B+层在压延期间接触平滑辊。样本7和8的两种非织造物可适合用作吸收制品的外覆盖件或顶片,只要纤维网设置在制品上,使得这些纤维网的B层为在使用中接触消费者或穿着者的皮肤的层即可。如先前所讨论,这些纤维网的P层改善纤维网的机械性能。此外,P层更适于纤维网与其它物质的粘合或者机械或热粘结,以形成例如液体不可渗透的膜,以形成底片。据信,这些层中聚丙烯均聚物的存在加强对也包括聚丙烯的层的机械或热粘结。据信,样本8(BPP)可尤其良好地适于其中从材料的表面延伸的“自由”站立的纤维可被认为是负面的应用中。图5A为已折叠并紧贴黑色背景放置的尿布的放大图。尿布包括由样本7的非织造纤维网制成的外覆盖件,使得B层为最外层(即,直接面向衣服并且远离婴儿皮肤的层)。可看到从纤维网延伸的若干“自由”纤维。图5B为已折叠并也紧贴黑色背景放置的类似尿布的放大图。图5B的尿布包括由样本8的非织造纤维网制成的外覆盖件,使得B+层为最外层(即,直接面向衣服并且远离婴儿皮肤的层)。我们可以观察到存在显著较少的从外覆盖件的表面延伸的“自由”纤维。
在要求甚至更多柔软性的应用中,类似于样本6(PBB)制造的非织造物可用于进一步增加柔软层的厚度。
对于柔软和高度可延展的应用,样本4和5的非织造纤维网(PXB组合物,其中X含有一定量的弹性体)可为优选的。
图6示出产品,更具体地,吸收制品50的示意性剖视图,所述吸收制品可受益于先前所讨论的非织造纤维网10中的任一个的使用。一次性吸收制品包括液体可渗透的纤维网150、液体不可渗透的纤维网250以及设置在液体可渗透和液体不可渗透的纤维网之间的吸收芯350,如本领域中熟知的。在一个实施例中,液体可渗透的纤维网150包括非织造纤维网,所述非织造纤维网至少包括顶部纤维层和底部纤维层。顶部纤维层包括纤维,优选地由第一组合物制成的纺粘纤维,所述第一组合物包含第一聚烯烃、为丙烯共聚物的第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂。底部纤维层包括纤维,优选地由第二组合物制成的纺粘纤维,所述第二组合物包含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。在一个实施例中,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更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。非织造纤维网还可包括中间层,如先前所讨论的。所得非织造纤维网可具有介于5g/m2和150g/m2之间的基重,或介于5g/m2和75g/m之间的基重,或甚至介于5g/m2和30g/m2之间的基重。在一个实施例中,第一组合物包含按第一组合物的重量计,至少70%、或至少75%、或甚至至少80%的第一聚烯烃,按第一组合物的重量计,介于14%和20%之间、或介于15%和19%之间、或甚至介于16%和18%之间的第二聚烯烃,以及按第一组合物的重量计,介于0.5%和5%之间、介于1%和3%之间、或甚至介于1.5%和2.5%之间的柔软性增强子添加剂母料,所述母料包含10重量%的活性物质。第一聚烯烃可有利地为聚丙烯均聚物。第二聚烯烃可有利地为丙烯共聚物,如同上所描述的。柔软性增强子添加剂可有利地具有介于75℃至112℃之间、或甚至75℃至82℃的熔点,诸如在具有芥酸酰胺(Erucamide)的情况下。如先前所讨论的,非织造纤维网可经受压延工艺,以提供具有多个压延粘结点从而在非织造纤维网上形成粘结部位的图案的非织造纤维网。非织造纤维网的压延还导致纤维层中的一个具有三维纹理,如图1和2中所示。因此可有利地使非织造纤维网经受压延工艺,使得顶部纤维层直接接触压花辊并且底部纤维层直接接触平滑辊。包括这种非织造纤维网的液体可渗透的层150可存在于吸收制品中,使得底部纤维层设置在制品的顶部纤维层和吸收芯350之间。在该构型中,普通技术人员应理解,顶部纤维层可在使用期间直接接触人具体地穿着者的皮肤,并且为液体可渗透的层提供预期柔软性有益效果。当先前所讨论的非织造纤维网中的任一个用作吸收制品的液体可渗透的纤维网的一部分时,向非织造纤维网添加表面活性剂以便赋予非织造纤维网亲水性可为有益的。在一个实施例中,液体可渗透的层150可包括处于先前所讨论的任何构型的非织造纤维网,其至少包括由包含丙烯共聚物的第一组合物制成的第一纤维层,并且至少包括由包含丙烯共聚物的第二组合物制成的第纤维二层,其中按所述第二组合物的重量计的所述丙烯共聚物的量不同于按所述第一组合物的重量计的所述丙烯共聚物的量,并且其中所述非织造纤维网具有至少2、或至少2.5、或至少3、或甚至至少4的材料因子。
在一个实施例中,液体不可渗透的纤维网250包括非织造纤维网1250,非织造纤维网1250通过粘合剂3250接合到优选为膜的液体不可渗透的层2250。非织造纤维网1250至少包括顶部纤维层和底部纤维层。底部纤维层包括纤维,优选地由第一组合物制成的纺粘纤维,所述第一组合物包含第一聚烯烃、为丙烯共聚物的第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂。顶部纤维层包括纤维,优选地由第二组合物制成的纺粘纤维,所述第二组合物包含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。在一个实施例中,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更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。非织造纤维网还可包括中间层,如先前所讨论的。所得非织造纤维网可具有介于5g/m2和150g/m2之间的基重,或介于5g/m2和75g/m之间的基重,或甚至介于5g/m2和30g/m2之间的基重。在一个实施例中,第一组合物包含大于75重量%、优选地大于80重量%的第一聚烯烃,介于14重量%和20重量%之间、或优选地介于15重量%和18重量%之间的第二聚烯烃,以及介于0.5重量%和5重量%之间、或介于1重量%和3重量%之间、或甚至介于1.5重量%和3重量%之间的柔软性增强子母料,所述母料具有10%含量的活性物质。第一聚烯烃可有利地为聚丙烯均聚物。第二聚烯烃可有利地为丙烯共聚物,如以下所描述的。柔软性增强子添加剂可有利地具有介于75℃至112℃之间、优选地75℃至82℃的熔点,诸如在具有芥酸酰胺的情况下。如先前所讨论的,非织造纤维网可经受压延工艺,以提供具有多个压延粘结点从而在非织造纤维网上形成粘结部位的图案的非织造纤维网1250。非织造纤维网的压延还导致纤维层中的一个具有三维纹理,如图1和2中所示。因此可有利地使非织造纤维网经受压延工艺,使得顶部纤维层直接接触压花辊并且底部纤维层直接接触平滑辊。形成液体不可渗透的纤维网250的一部分的非织造物1250可存在于吸收制品中,使得非织造纤维网1250的顶部纤维层设置在非织造纤维网1250的底部纤维层和吸收芯350之间,并且更具体地在非织造纤维网1250的底部纤维层和制品的液体不可渗透的层2250之间。不旨在受任何理论的束缚,据信,用粘合剂可将具有包含少于10重量%的丙烯共聚物的顶层的非织造纤维网比具有包含多于10重量%的丙烯共聚物和/或如先前所讨论的柔软性增强子添加剂的顶层的非织造纤维网更有效地接合至另一层诸如聚合物膜。在该构型中,普通技术人员应理解,在护理者将制品配合在例如婴儿身体上时,底部纤维层可直接接触人,具体地为护理者的皮肤并且为液体不可渗透的纤维网提供预期的柔软性有益效果。在一个实施例中,液体不可渗透的层250可包括处于先前所讨论的任何构型的非织造纤维网,其至少包括由包含丙烯共聚物的第一组合物制成的第一纤维层,并且至少包括由包含丙烯共聚物的第二组合物制成的至少第二纤维层,其中按所述第二组合物的重量计的所述丙烯共聚物的量不同于按所述第一组合物的重量计的所述丙烯共聚物的量,并且其中所述非织造纤维网具有至少2、或至少2.5、或至少3、或甚至至少4的材料因子。应当理解,包括作为制品的液体可渗透的层的一部分和液体可渗透的纤维网的一部分的先前所描述的非织造纤维网的制品也在本发明的范围内。先前所描述的非织造纤维网中的任一个也可结合到可受益于非织造纤维网的增强的触觉特性的吸收制品的其它已知元件中。此类元件的非限制性示例包括前耳片和/或后耳片或侧片、适于保持设置在耳片和/或侧片上的机械紧固件的钩的非织造着陆区、卫生巾的附接翼、弹性化阻隔腿箍、以及设置在制品的内或外表面上的腰带。先前所讨论的非织造纤维网中的任一个还可形成可受益于具有减小的颈缩量的材料的增加的柔软性的其它产品的部分或全部,诸如擦拭物(基本上干燥或预润湿的)或衣物制品(手术服、面膜或连指手套)。还应当指出的是,用于制造最终形成非织造纤维网的单独层中的任一个的纤维可为通过诸如例如,纺粘、熔喷、梳理、膜原纤化、熔膜原纤化、气流成网、干法成网、使用短纤维的湿法成网的工艺、以及如本领域中已知的这些工艺的组合的工艺获得的连续(长)长丝(纤维)和/或不连续(短)长丝(纤维)。
测试方法
非织造纤维网的“基重”是根据欧洲标准测试EN ISO 9073-1:1989(符合WSP 130.1)测量的。存在用于测量的10个非织造纤维网层,样本尺寸为10×10cm2。可有利地使非织造材料具有小于150gsm、或小于75gsm、或甚至小于30gsm的基重。基重还可大于5gsm、或大于10gsm、或甚至大于15gsm。
可使用ASTM方法D 1894-01,用以下细节测量纤维网在沿纵向的静摩擦系数。测试在具有计算机接口的定速伸长张力检验器(一种合适的仪器为使用Testworks 4Software的MTS Alliance,如购自MTS SystemsCorp.,Eden Prarie,MN)上进行,所述仪器配备有如D 1894-01所述的摩擦系数夹具和滑动件(一种合适的夹具为购自Instron Corp.,Canton,MA的摩擦系数夹具和滑动件)。所述设备如ASTM 1894-01的图1c所述的那样配置,利用具有320粒化度的研磨表面的不锈钢平面作为目标表面。选择负荷传感器使得所测量的力在所述负荷传感器范围的10%至90%内。将张力检验器编程为127mm/min的夹头速度和130mm的总行程。数据以100Hz的速率收集。
为了从尿布获得标本,首先识别出底片或顶片上的纵向(取决于要测试哪个表面),所述纵向通常沿着尿布的纵向轴线。小心地从底片或顶片取下具有足够尺寸的非织造纤维网层以产生标本。可使用冷冻剂喷雾,诸如CYTO-FREEZE(Control Company,Houston,TX)来灭活粘合剂从而允许容易地分离非织造纤维网层与下面的膜层。在测试之前,将标本在约23℃±2℃和约50%±2%相对湿度下预调理2小时,所述测试在这些相同的条件下进行。将标本切割成64mm×152mm的尺寸,其中所述152mm尺寸是平行于尿布的纵向轴线切割的。在标本短端中的一个的中心切割出25mm的狭缝。将滑动件放置在标本上使得所述25mm的狭缝与其中连接有所述线的钩对齐。向上牵拉标本的狭缝端使得钩穿过所述25mm的狭缝,并且将所述条的端部用带或velcro固定到滑动件顶部。围绕滑动件包裹标本的相对端(不要松弛但也不要拉伸),并将所述端用带或velcro固定到滑动件顶部。滑动件的整个底部表面应当用连续平滑的标本覆盖物覆盖。将标本取向成在滑动件上使得面向穿着者的表面或面向外的表面(如在尿布上那样,根据标本是从顶片还是从底片获取的)将面向目标表面,并且相对于尿布的纵向轴线,标本的纵向取向平行于滑动件的牵拉方向。记录已安装有标本的滑动件的质量,精确至0.1克。在每次测试之前,用异丙醇清洁所述不锈钢平面的目标表面。为了采集非织造物之间的摩擦系数,获得与安装到滑动件上的标本完全一样的第二标本,其足够大以覆盖目标表面。将第二标本放置在目标表面上,将其取向成使得所述两个标本的相同表面在测试期间将彼此面对,其中纵向平行于滑动件的牵拉方向。对齐目标表面上的标本使得这些边缘之间是等距的。对齐标本的端部与平台的突起端,并利用带或夹具仅沿整个突起端固定它,保留标本的另一端为未固定的以防止材料在测试期间翘曲。
如下计算标本的静摩擦系数和动摩擦系数(COF):
静摩擦系数=AS/B
AS=以克力(gf)计的初始峰的最大峰值力
B=以克计的滑动件的质量
动摩擦系数=AK/B
AK=以克力(gf)计的介于20mm和128mm之间时的平均峰值力
B=以克计的滑动件的质量
对于每个标本的总共10个平行测定,重复进行测试。对这些平行测定的静摩擦系数值和动摩擦系数值取平均并进行记录。沿材料纵向的静摩擦系数用来测定材料因子。可有利地使非织造材料具有小于0.55,或小于0.5,或甚至小于0.45的沿纵向的静摩擦系数。沿纵向的静摩擦系数也可大于0.2,或大于0.25,或甚至大于0.3。
非织造材料的厚度是根据具有以下修改的欧洲标准测试EN ISO 9073-2:1995(符合WSP 120.6)测量的:
1.将在获自产品的样本上测量所述材料而不暴露于更高强度的力或置于压力下超过一天(例如在产品卷上),否则的话在测量之前必须将所述材料自由地放置在某个表面上至少24小时。
2.包括增加的重量的该机器的上臂的总体重量为130g。可有利地使非织造材料具有至少0.1mm,或至少0.15mm,或甚至至少0.2mm的厚度。所述厚度也可小于2mm,或小于1mm,或甚至小于0.6mm。
进行绒毛测试以通过重量测定法测量在用砂纸磨蚀之后从非织造材料收集的松散纤维的量。所述非织造物能够取向成沿横向和/或纵向方向测试。所述测试利用型号为SR 550的苏瑟兰德摩擦试验机(购自Chemsultants,Fairfield OH)来进行,其中随所述器械配有906g的研磨砝码块。使用50.8mm宽的布料、320粗磨粉氧化铝砂纸(以部件号4687A51购自McMaster-Carr Supply Co.,Elmhurst,IL)作为研磨表面。利用50.8mm宽的聚乙烯保护带(以商品名3M部件号3187C获得)收集纤维。利用50.8mm宽的双面带(以商品名3M部件号9589获得)将所述非织造物安装到所述摩擦试验机的基板(钢质,205mm长×51mm宽×3mm厚)。在测试之前,将所有带材料和样本在23℃±2℃和50%±2%相对湿度下调理两个小时。所有分析也是在保持在23℃±2℃和50%±2%相对湿度的实验室中进行的。
切割出160mm×50.8mm的砂纸片。利用其侧夹具将砂纸安装到研磨砝码块上。对于每一标本使用新的砂纸片。切割出一片大约165mm长×50.8宽的纤维收集带。在这两个50.8宽的端部上,将大约6mm的所述带折叠到其自身上(即,粘合剂侧对粘合剂侧)以在每个端部处提供翼片从而固定所述带而不接触粘合剂。对于每个标本,制备两条纤维收集带。
将待测试的样本平坦放置在实验室工作台上,使向外表面(相对于制品)面朝下。识别出所述非织造物的横向方向。切割出一片大约130mm长×50.8mm宽的样本安装带。将所述带的暴露的粘合剂侧放置到所述非织造物的表面上,使其最长侧平行于所述非织造物的横向。利用裁纸刀从带的非织造夹心切割出沿横向方向110mm±1mm且沿纵向40mm±1的条。从标本去除防粘纸并将标本附着到钢质基板,将样本的中心置于长度和宽度尺寸上。轻轻地放置2.2Kg的砝码块(平坦底部,50mm宽×150mm长的矩形表面)以覆盖标本20s±1s。去除所述重物。
将基板安装在苏瑟兰德摩擦试验机上。将研磨砝码块附接到往复臂上。起动摩擦试验机并让其以42次循环/分钟的速率运行20次循环。利用分析天平测量每个纤维收集带的质量,精确至0.0001g。单独地记录为砂纸-带配衡重量(STW)和非织造物-带配衡重量(NTW)。
在20次循环之后,小心地提离研磨砝码块并将其放置在实验室工作台上,使砂纸侧朝上。取下预称重的砂纸-纤维收集带并轻轻地接触所述带的粘合剂表面以使砂纸表面上的纤维松散。小心地从整个砂纸的研磨表面去除所有松散纤维。测量所述纤维收集带/松散纤维的质量,精确至0.0001g。记录为砂纸-带合并重量(SCW)。
小心地去除带有研磨的标本的基板并将其放置在实验室工作台上,使非织造物朝上。取下预称重的非织造物-纤维收集带并覆盖非织造物的表面,使所述带的粘合剂侧面向非织造物。轻轻地放置2.2Kg的砝码块(平坦底部,50mm宽×150mm长的矩形表面)以覆盖标本20s±1s。去除所述重物。
小心地从非织造物的整个表面去除所有松散纤维。重新放置防粘纸并测量非织造物-纤维收集带/松散纤维的质量,精确至0.0001g。记录为非织造物-带合并重量(NCW)。
绒毛含量(mg/cm2)=1000×[(SCW-STW)+(NCW–NTW)]/44
对总共三个基本上相同的样本重复进行测试。对结果取平均并记录横向绒毛含量,精确至0.001mg/cm2
以类似方式对三个基本上相同的标本重复进行绒毛测试,其中标本取向成平行于纵向以供分析。对三个纵向结果取平均并记录纵向绒毛含量,精确至0.001mg/cm2。可有利地使非织造材料具有小于0.3mg/cm2、或小于0.25mg/cm2或甚至小于0.2mg/cm2的绒毛。
“颈缩模量”可如下测定:
由标本沿纵向(MD)的伸长乘以预定力力并测量标本在每个预定力力下在纵向中点处的横向宽度来计算颈缩模量。颈缩模量为所得力对宽度曲线的所计算的斜率。
所有测试均是在被保持在约23℃±2℃和约50℃±2℃相对湿度的调理室中进行的。测试需要至少400mm宽并且2m长的洁净、平滑、平坦、非粘性并且无阻挡的水平测试表面(诸如实验室工作台)。使用具有25N能力的已使用由NIST检定的砝码校准的测力仪(诸如购自Pesola AG,Baar,Switzerland的Medio-Line 40025)进行力测量。使用以1mm间隔带有刻度并且长于待测量长度的NIST可示踪尺进行长度测量。使用9.5mm直径并且230mm长的Plexiglass杆牵拉标本。将350mm长的不可拉伸线丝的末端附接至Plexiglass杆的每个末端。在测试之前,将经过切割的标本在无张力下平坦铺设在水平表面上在约23℃±2℃和约50℃±2℃相对湿度下调理至少30分钟。
将制备的样本平坦铺设在测试表面上。在标本上作出一条从纵向末端(MDE1)开始、平行于横向的25mm的线。在相对纵向边缘(MDE2)上作出一条从MDE2开始、平行于横向的85mm的第二线。将标本翻转过来,使得标本的背侧面朝上。在标本上作出一条从MDE2开始、平行于横向的25mm的第三线。
切割一片2英寸宽、220mm±1mm长的胶粘带。将带的长边缘以标本的纵向中心线居中,并且沿着所作出的线对准带,使得25mm的带施加至标本并且25mm延伸超出MDE2。再次将标本翻转过来,使得标本的背侧再一次面向测试表面。切割一片2英寸宽、大约250mm长的胶粘带。在MDE1处,将带的长边缘以标本的纵向中心线居中,并且沿着所作出的线对准带,使得25mm的带施加至标本并且25mm施加至超出MDE1的测试表面。将Plexiglass杆放置在标本顶部并且其沿着标本的纵向中心线居中并挨着MDE2。将标本卷绕在杆上并且将带的远侧边缘对准所作出的从MDE2起的85mm的线。带的内部边缘之间的隔距为1320mm±1mm。在标本的纵向中心线和隔距中间(从任一带边缘起660mm±1mm)的交汇处对标本做标记。使用吊钩夹具将测力仪附接至不可拉伸的线丝。
将测力仪宽度、标本的纵向中心线对准,并且不可拉伸的线丝和标本中的松弛最小。在开始测试后,在实验的持续时间内,标本保持在所施加的力下。首先测量和记录在量具的标记中点处标本的横向宽度,精确至0.1mm。沿着所计划的标本中心线以大约100毫米/秒的速率手动牵拉测力仪,直到测力仪测量到2.0N±0.2N。30秒后,测量和记录在量具的标记中点处的横向宽度,精确至0.1mm。还记录所施加的力,精确至0.01N。每增量2N重复该测量,24N为最后测量点。
将所施加的力的值(N)对标本横向宽度(m)作图。拟合线的最小平方线性回归并且斜率记录为颈缩模量(N/m),精确至1N/m。对于五个基本上类似的标本重复该测试并且记录为平均值,精确至1N/m。
可有利地使非织造材料具有至少3,5N/cm、或至少4N/cm、或至少5,5N/cm、或甚至至少7N/cm的颈缩模量。
如先前所讨论,可根据标准方法ASTM D790测定“弯曲模量”。据信,至少包括由第一组合物制成的第一纤维层的非织造纤维网在非织造纤维网至少还包括由第二组合物制成的第二纤维层并且使得第二组合物的弯曲模量大于第一组合物的弯曲模量时更不易于颈缩,所述第一组合物包含第一聚烯烃、第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂,使得第二聚烯烃为丙烯共聚物并且使得第二聚烯烃为与所述第一聚烯烃不同的聚烯烃。
如先前所讨论,前文所描述的本发明的非织造纤维网中的任一个还可有利地用于可受益于改善的触觉特性的任何其它产品。
本文所公开的量纲和数值不应被理解为严格限于所引用的精确值。相反,除非另外指明,每个上述尺寸旨在表示所述值以及该值的功能等同范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。除非明确排除或换句话讲有所限制,本文中引用的每一个文件,包括任何交叉引用或相关专利或专利申请,均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外,当本文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时,应以本文献中赋予该术语的含义或定义为准。
除非明确排除或换句话讲有所限制,本文所引用的每个文献包括任何交叉引用或相关的专利或专利申请,均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外,当本文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时,应以本文献中赋予该术语的含义或定义为准。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,但是对那些本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和修改。因此,所附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有此类改变和修改。

Claims (9)

1.一种制品,所述制品包括液体可渗透的层、液体不可渗透的层、设置在所述液体可渗透的层和所述液体不可渗透的层之间的吸收芯以及非织造纤维网,所述非织造纤维网的特征在于:
所述非织造纤维网至少包括由第一组合物制成的第一纤维层,所述第一组合物包含第一聚烯烃、第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂,其中所述第二聚烯烃为丙烯共聚物,并且其中所述第二聚烯烃为与所述第一聚烯烃不同的聚烯烃;并且
所述非织造纤维网至少包括由第二组合物制成的第二纤维层,
其中所述第二组合物的“弯曲模量”大于所述第一组合物的“弯曲模量”。
2.根据权利要求1所述的制品,其特征在于所述非织造纤维网存在于所述吸收制品中,使得所述第二纤维层设置在所述第一纤维层和所述吸收芯之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述第一层的纤维和所述第二层的纤维为纺粘纤维。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述非织造纤维网包括多个压延粘结点,所述压延粘结点为所述非织造纤维网提供第一纹理化表面和背对所述第一表面的第二表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收制品,其特征在于用于制备所述第一层的所述纤维的所述第一组合物包含按所述纤维的重量计介于5%和25%之间的所述第二聚烯烃以及介于0.01%至10%之间的柔软性增强子添加剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述非织造纤维网至少包括存在于所述第一纤维层和第二纤维层之间的中间纤维层,其中所述中间纤维层包括由第三组合物制成的纤维,优选地所述第三组合物包含按所述第三组合物的重量计少于10%的丙烯共聚物,优选地所述第三组合物包含按所述第三组合物的重量计多于10%的丙烯共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述液体不可渗透的底片和所述液体可渗透的顶片各自包括非织造纤维网,所述非织造纤维网至少包括由第一组合物制成的第一纤维层,并且至少包括由第二组合物制成的第二纤维层,所述第一组合物包含第一聚烯烃、第二聚烯烃、和柔软性增强子添加剂,其中所述第二聚烯烃为丙烯共聚物,并且其中所述第二聚烯烃为与所述第一聚烯烃不同的聚烯烃,所述第二组合物包含按所述第二组合物的重量计少于10%的丙烯共聚物,并且其中所述非织造纤维网存在于所述吸收制品中,使得所述第二纤维层设置在所述第一纤维层和所述吸收芯之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述液体可渗透的层包括所述非织造纤维网,使得所述非织造纤维网设置在所述制品的面向身体的表面处。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制品,其特征在于所述第二组合物包含按所述第二组合物的重量计大于80%的量的聚丙烯均聚物。
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