CN112789374B - 自卷曲多组分纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供自卷曲多组分纤维(SMF)，其包括(i)包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含第一熔体流动速率(MFR)，所述第一熔体流动速率(MFR)为50g/10min以下；(ii)包含第二聚合物材料的第二组分，其中所述第二组分不同于所述第一组分。所述SMF包括一个或多个三维卷曲部分。本发明还提供包括多个SMF的非织造织物。还提供制造所述SMF和所述包括SMF的非织造织物的方法。

Description

自卷曲多组分纤维及其制备方法
相关申请的交叉引用
根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求于2018年9月28日提交的美国临时申请62/738,353的优先权，该申请的内容整体引援加入本文。
技术领域
本发明的实施方案总体上涉及自卷曲多组分纤维(SMF)，其包括(i)包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含第一熔体流动速率(MFR)，该第一熔体流动速率为50g/10min以下；和(ii)包含第二聚合物材料的第二组分，其中所述第二组分不同于所述第一组分。本发明的实施方案还涉及包括多个SMF的非织造织物。本的发明的实施方案还涉及形成SMF和包括SMF的非织造织物的方法。
背景技术
在非织造织物中，形成非织造织物的纤维通常在网的x-y平面上取向。这样所得的非织造织物相对较薄，并且在z方向上缺少蓬松度或明显的厚度。适用于卫生相关制品(例如，个人护理吸收性制品)的非织造织物的膨松度或厚度可提高使用者的舒适度(柔软度)、浪涌处理以及将流体分配到制品的相邻部件上。在这方面，高蓬松度、低密度非织造织物用于各种终端用途，例如与卫生相关的产品(例如卫生巾和餐巾，一次性尿布，失禁护理垫等)。高蓬松度和低密度非织造织物可用于例如，毛巾、工业擦拭布、失禁产品、婴儿护理产品(例如尿布)、吸收性女性护理产品和专业卫生用品等物品中。
为了赋予非织造织物蓬松度或厚度，通常期望至少一部分构成网的纤维在z方向上取向。通常，这种蓬松的非织造网是使用卷曲的短纤维或后成形工艺来生产的，例如成形的织物的起皱/打褶或后纤维成形的加热步骤，以引起或激活潜在的卷曲来生产卷曲的纤维，然而上述工艺在某些方面可能是不利的。利用诸如热空气的热量需要持续加热流体介质，因此增加了资本和总体生产成本。另外，与高温工艺相关的工艺条件和设备的变化也会导致蓬松度、基重和整体均匀性的变化。
因此，本领域仍然需要例如自卷曲多组分纤维(SMF)和包括此类SMF的非织造织物，其可能具有某些理想的物理属性或性能，如柔软性、回弹性、强度、高孔隙率和整体均匀性。本领域仍然需要例如形成此类SMF和包括此类SMF的非织造织物的方法，该方法不需要随后的加热和/或拉伸步骤以形成卷曲和/或蓬松度。
发明内容
本发明的一个或多个实施方案可以解决一个或多个前述问题。本发明的某些实施方案提供自卷曲多组分纤维(SMF)，其包括(i)包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含第一熔体流动速率(MFR)，该第一熔体流动速率为50g/10min以下；和(ii)包含第二聚合物材料的第二组分，其中所述第二组分不同于所述第一组分。根据本发明的某些实施方案，所述SMF可以包括一个或多个卷曲部分(例如，三维卷曲部分)。根据本发明的某些实施方案，所述第二聚合物材料可以任选地包含50g/10min以下的第二MFR。
在另一方面，本发明提供一种非织造织物，其包括横向，纵向和z方向的厚度。根据本发明的某些实施方案，非织造织物可包含如本文所述和公开的多个SMF。根据本发明的某些实施方案，非织造织物可构成或植入到卫生相关制品(例如尿布)中，其中卫生相关制品的一个或多个组件包括如本文所述和公开的非织造织物。
在另一方面，本发明提供一种形成多个自卷曲多组分纤维(SMF)的方法。根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括分别熔融至少第一聚合物材料以提供第一熔融聚合物材料，和熔融第二聚合物材料以提供第二熔融聚合物材料，其中所述第一聚合物材料包含50g/10min以下的第一熔体流动速率(MFR)。该方法可以进一步包括将第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料分别引导通过配备有分配板的旋转梁组件，该分配板构造成使得分离的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料在多个喷丝孔处组合，以形成包含第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料的熔融多组分丝。该方法可以进一步包括将熔融的多组分丝从喷丝孔挤出到骤冷室中，并且将骤冷空气从至少第一独立可控鼓风机引入骤冷室中，并与熔融的多组分丝接触以冷却，并至少部分地固化多组分丝以提供至少部分固化的多组分丝。该方法可以进一步包括将至少部分固化的多组分丝和任选地将骤冷空气引入丝缩束装置(attenuator)中并通过丝缩束装置，并气动地使至少部分固化的多组分丝变细(attenuating)和拉伸至少部分固化的多组分丝。该方法可以进一步包括将至少部分固化的多组分丝从缩束装置引入丝扩散器单元中，并允许至少部分固化的多组分丝形成一个或多个三维卷曲部分，以提供多个如本文所述和公开的SMF。根据本发明的某些实施方案，该方法可以进一步包括引导多个SMF穿过丝扩散器单元，并且将多个SMF随机地沉积在移动的连续透气带上。
在另一方面，本发明提供一种形成本文公开和描述的非织造织物的方法。例如，根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括形成或提供包括第一多个随机沉积的SMF的第一一次性高膨松度(“DHL”)非织造网(例如，未固结的)和固结第一DHL非织造网以提供第一DHL非织造层。
附图说明
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出本发明的一些但不是全部实施方案。实际上，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的数字表示相同的元素并贯穿全文，其中：
图1示出本发明某些实施方案的自卷曲多组分纤维(例如，连续纤维)；
图2A至图2H示出本发明的某些实施方案的一些示例性多组分纤维的横截面图的示例；
图3是本发明某些实施方案的用于生产多组分纺粘非织造织物的系统组件(例如纺粘生产线)的示意图；
图4是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图5是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图6是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图7是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图8是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图9是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图10是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图11是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图12是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图13是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
图14是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；和
图15是本发明某实施方案的多组分纤维网的图像；
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出本发明的一些但不是全部实施方案。实际上，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文所述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。除非上下文另外明确指出，如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”，“一个”，“该”包括复数对象。
本发明总体上涉及自卷曲多组分纤维(SMF)，其包括(i)包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含第一熔体流动速率(MFR)，该第一熔体流动速率为50g/10min以下；和(ii)包含第二聚合物材料的第二组分，其中第二组分不同于第一组分。根据本发明的某些实施方案，SMF可以具有特别期望的物理属性或特性，例如柔软性、回弹、强度、高孔隙率和整体均匀性。在这方面，SMF和由其形成的非织造层或织物可以提供更高的蓬松度和/或柔软度，这在各种卫生相关的应用(例如尿布)中可能是所期望的。根据本发明的某些实施方案，本文所述和公开的SMF包括一个或多个可赋予材料膨松度的卷曲部分(例如，卷曲或螺旋卷曲部分)。根据本发明的某些实施方案，SMF的自卷曲性质可以有利地避免后处理疲劳(例如，断裂的纤维)和/或与通过后形成卷曲赋予过程获得的卷曲纤维相关的变形。在这方面，本发明还提供形成这种SMF和包括这种SMF的非织造织物的方法，例如，不需要随后的加热和/或拉伸步骤以形成卷曲和/或蓬松度。例如，形成SMF和/或包含这种SMF的非织造织物的方法可以没有任何在纤维形成后的卷曲赋予操作(例如，在纤维铺设期间或之后的机械或热卷曲操作)。
根据本发明的某些实施方案，术语“基本”或“基本上”可以涵盖所指定的全部量，或根据本发明的其他实施方案，可以涵盖所指定的大部分但非全部量(例如，指定全部量的95％、96％、97％、98％或99％)。
本发明的术语“聚合物”和“聚合的”可互换使用，可包括均聚物、例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等共聚物、及其混合物和修饰。此外，除非另外特别限制，术语“聚合物”或“聚合的”应包括所有可能的结构异构体；立体异构体，包括但不限于几何异构体，旋光异构体或对映异构体；和/或这种聚合物或聚合材料的任何手性分子构型。这些构型包括但不限于这种聚合物或聚合物材料的等规、间规和无规构型。术语“聚合物”或“聚合的”还应包括由各种催化剂体系制成的聚合物，所述催化剂体系包括但不限于齐格勒-纳塔催化剂体系和茂金属/单中心催化剂体系。根据本发明的某些实施方案，术语“聚合物”或“聚合的”还应包括通过发酵过程生产或生物来源的聚合物。
如本文所用，术语“纤维素纤维”可以包括衍生自硬木树、软木树、或硬木和软木树的组合，可通过任何已知的合适消解，精制和漂白操作制备以使用于例如造纸配料和/或绒毛浆配料中。纤维素纤维可包括再生纤维和/或原始纤维。再生纤维与原始纤维的不同之处在于，纤维至少经过一次干燥过程。在某些实施方案中，纤维素纤维的至少一部分可以由非木本的草本植物提供，所述非木本的草本植物包括但不限于洋麻、棉花、大麻、黄麻、亚麻、剑麻或蕉麻。在本发明的某些实施方案中，纤维素纤维可包含漂白或未漂白的纸浆纤维，例如高产量纸浆和/或机械纸浆，例如热机械浆(TMP)、化学机械浆(CMP)、漂白的化学-热机械浆BCTMP。在这方面，本文所用的术语“纸浆”可以包括已经进行加工处理，例如热处理，化学和/或机械处理的纤维素。根据本发明的某些实施方案，纤维素纤维可包含一种或多种纸浆材料。
如本文所用，术语“非织造”和“非织造网”可包括具有单个纤维、丝和/或线的结构的网，所述单个纤维，丝和/或线彼此交织，但不以针织或机织织物中那样以可识别的重复方式。根据本发明的某些实施方案，非织造织物或网可以通过本领域常规已知的任何方法形成，例如熔喷工艺、纺粘工艺、针刺、水力缠结、气流成网和粘合梳理网工艺。
如本文所用，术语“短纤维(staple fiber)”可包括来自丝的切割纤维。根据某些实施方案，可以使用任何类型的丝材料来形成短纤维。例如，短纤维可以由聚合物纤维和/或弹性体纤维形成。材料的非限制性实例可包括聚烯烃(例如，聚丙烯或含聚丙烯的共聚物)、聚对苯二甲酸乙二酯和聚酰胺。短纤维的平均长度仅作为示例可包括约2厘米至约15厘米。
本文所用的术语“层”可包括存在于X-Y平面内的类似材料类型和/或功能的一般可识别的组合。
本文所用的术语“多组分纤维”可包括由至少两种不同的聚合物材料或组合物(例如，两种或两种以上)从单独的挤出机挤出但纺在一起形成一种纤维的纤维。本文所用的术语“双组分纤维”可包括由两种不同的聚合物材料或组合物从不同的挤出机挤出但纺在一起形成一种纤维的纤维。聚合物材料或聚合物在多组分纤维的横截面上的不同区域中以基本恒定的位置排列，并沿多组分纤维的长度连续延伸。这种多组分纤维的构型可以是，例如，其中一种聚合物被另一种聚合物包围的鞘/芯排列、偏心鞘/芯排列、并排排列、饼状排列或“海中岛”排列，每种排列都是多组分(包括双组分)纤维技术中已知的。
本文所用的术语“纵向(machine direction)”或“MD”包括生产或输送织物的方向。本文所用的术语“横向(cross-directon)”或“CD”，包括基本上垂直于MD的织物方向。
本文所用的术语“卷曲”或“卷曲的”包括三维卷曲或弯曲，例如，具有“L”形构型的折叠或压缩部分、具有“锯齿形”构型的波浪部分或例如螺旋形构型的卷曲部分。根据本发明的某些实施方案，术语“卷曲”或“卷曲的”不包括纤维中的随机二维波浪或起伏，例如与熔融纺丝过程中纤维的正常分层相关的那些。
本文所用的术语“一次性高蓬松度”和“DHL”包括这样的材料，该材料包括通常约0.3mm以上的z方向厚度和相对低的堆积密度。使用Thwig-Albert Instrument Co.(西柏林，新泽西州08091)提供的ProGage厚度测试仪(型号89-2009)确定的“一次性高蓬松度”非织造织物和/或层的厚度可以为0.3mm以上(例如，0.4mm以上、0.5mm以上或1mm以上)，使用了直径为2英寸的支脚，在测量过程中施加1.45kPa的力。根据本发明的某些实施方案，“一次性高蓬松度”非织造织物和/或层的厚度至多约为以下任意一项：3、2.75、2.5、2.25、2、1.75、1.5、1.25，1.0、0.75和0.5mm，和/或至少约为以下任意一项：0.3、0.4、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75和2.0mm。如本文所用，“一次性高蓬松度”非织造织物和/或层可额外具有相对低的密度(例如，堆积密度-每单位体积的重量)，例如约60kg/m3以下，例如至多约以下任意一项：70、60、55、50、45、40、35、30和25kg/m3，和/或至少约以下任意一项：10、15、20、25、30、35，40、45、50和55kg/m3。
如本文所用，术语“多分散度”包括聚合物材料的质量加权分子量(Mw)与数量加权分子量(Mn)的比值-Mw/Mn。
每当在本文中提及熔体流动速率(MFR)时，根据标准程序ASTM D1238(在230℃下，2.16kg)确定MFR的值。
可以在本文公开的给定范围内产生较小范围的本发明公开的所有端点均在本发明的某些实施方案的范围内。举例来说，约10至约15的公开内容包括中间范围的公开，例如：约10至约11；约10至约12；约13至约15；约14至约15等等。此外，可以在本发明公开的给定范围内产生较小范围的所有单个小数(例如，报告到最接近的十分之一的数字)端点在本发明的某些实施方案的范围内。举例来说，从约1.5到约2.0的公开包括中间范围的公开，例如：从约1.5到约1.6；从约1.5到约1.7；从约1.7到约1.8等等。
在一方面，本发明提供自卷曲多组分纤维(SMF)：其包括：(i)包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含第一熔体流动速率(MFR)，该第一熔体流动速率为50g/10min以下；和(ii)包含第二聚合物材料的第二组分，其中第二组分不同于第一组分。根据本发明的某些实施方案，第二聚合物材料可以包含50g/10min以下的第二MFR。根据本发明的某些实施方案，SMF可以包括一个或多个卷曲部分(例如，三维卷曲部分)。例如，图1示出本发明某些实施方案的连续的SMF50，其中，SMF50包括多个三维盘绕或螺旋形卷曲部分。尽管图1示出连续的SMF，但是本发明某些实施方案的SMF可以包括短纤维、不连续的熔喷纤维或连续的纤维(例如纺粘或熔喷)。
根据本发明的某些实施方案，SMF可以包括从约50％到约300％的平均自由卷曲百分比，例如至多约以下任意一项：300、275、250、225、200、175、150、125、100和75％，和/或至少约以下任意一项：50、75、100、125，150、175和200％。根据本发明的某些实施方案，所述SMF可以包括多个离散的锯齿形构型的卷曲部分，多个离散的或连续盘绕或螺旋形构型的卷曲部分或其组合。平均自由卷曲率可以通过使用配备有2.5N称重传感器的Instron 5565确定所关注的纤维的自由卷曲长度来确定。在这方面，可以将自由的或未拉伸的纤维束放置在机器的夹具中。自由卷曲长度可以在纤维束上的负载(例如2.5N测力传感器)变为恒定的点处测量。以下参数用于确定自由卷曲长度：(i)以克为单位记录近似自由纤维束重量(例如xxx g±0.002克)；(ii)以英寸为单位记录未拉伸的捆束长度；(iii)将Inston的线规长度(例如，固定纤维束的夹具之间的距离或间隙)设置为1英寸；(iv)将十字头速度设置为2.4英寸/min。然后可以通过记录纤维在负载变为恒定的点处(例如，纤维完全延伸)的延伸长度来确定所关注的纤维的自由卷曲长度。平均自由卷曲率可以由所关注的纤维的自由卷曲长度和未拉伸的纤维束长度(例如，标距)来计算。例如，当使用如上所述的1英寸(25.4mm)标距时，测得的32mm的自由卷曲长度将提供约126％的平均自由卷曲百分比。当评估具有螺旋卷曲的卷曲连续纤维时，上述确定平均自由卷曲率的方法可能特别有益。例如，传统的纺织纤维是机械卷曲的，可以进行光学测量，但是具有螺旋卷曲的卷曲部分的连续纤维会在尝试对此类纤维的“卷曲”进行光学计数时产生错误。
根据本发明的某些实施方案，SMF可以包括多个三维卷曲部分，其平均直径(例如，基于限定单个卷曲部分的最长长度的平均值)为约0.5mm至约5mm，例如至多约以下任意一项：5、4.75、4.5、4.25、4、3.75、3.5、3.25、3、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2、1.9、1.8、1.7、1.6和1.5mm，和/或至少约以下任意一项：0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9和2mm。根据本发明的某些实施方案，可以通过使用数字光学显微镜(日本HiRox公司KH-7700制造)来观察SMF样品，并获得SMF的三维卷曲部分的环形直径的数字测量来确定多个三维卷曲部分的平均直径。放大倍率范围通常在20倍至40倍，可用于简化对SMF的三维卷曲形成的环直径的评估。
SMF可包括多种横截面几何形状和/或纤度，例如圆形或非圆形横截面几何形状。根据本发明的某些实施方案，多个SMF可以包括全部或基本上全部相同的横截面几何形状或不同横截面几何形状的混合物，以调节或控制各种物理性质。就这一点而言，多个SMF可以包括圆形横截面、非圆形横截面或其组合。根据本发明的某些实施方案，例如，多个SMF可以构成约10％至约100％的圆形横截面纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％，和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。另外地或替代地，非圆形横截面纤维的约10％至约100％的多个SMF，例如至多约以下任意一项：100％、95％、90％、85％、75％和50％，和/或至少约以下任意一项：10％、20％、25％、35％、50％和75％。根据包括非圆形横截面SMF的本发明的实施方案，这些非圆形横截面SMF可包括1.5:1以上的长宽比，如至多约以下任意一项：10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1和2:1，和/或至少约下列任意一项：1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、4:1、5:1和6:1。根据本发明的某些实施方案，可以将多个SMF与非卷曲纤维(例如，单组分和/或多组分纤维)混合或共混。
根据本发明的某些实施方案，SMF可以包括鞘/芯构型、并排构型、饼状构型、海中岛构型、多叶构型或其任意组合。根据本发明的某些实施方案，鞘/芯构型可以包括偏心的鞘/芯构型(例如，双组分纤维)，其包括鞘组分和不同心地位于鞘组分内的芯组分。例如，根据本发明的某些实施方案，芯构型可以定义具有偏心鞘/芯构型的SMF的外表面的至少一部分。
图2A-2H示出本发明某些实施方案的SMF的一些非限制性示例的截面图示例。如图2A-2H所示，SMF 50可以包括第一聚合物组合物A的第一聚合物组分52和第二聚合物组合物B的第二聚合物组分54。第一组分52和第二组分54可以布置在SMF的横截面内的基本不同的区域中，该区域沿SMF的长度基本连续地延伸。第一组分52和第二组分54可以并排布置在如图2A所示的圆形横截面纤维中，或者布置在如在图2G和2H中所示的带状(例如，非圆形)横截面纤维中。另外地或替代地，第一组分52和第二组分54可以以鞘/芯排列方式布置，例如如图2B和2C所示的偏心鞘/芯排列。在如图2B所示的偏心鞘/芯SMF中，一个组分完全遮挡或包围另一个组分，但是不对称地位于SMF中以允许纤维卷曲(例如，第一组分52包围组分54)。如图2C所示，偏心鞘/芯构型包括第一组分52(例如，鞘组分)基本上但并非完全围绕第二组分54(例如，芯组分)，因为第二组件的一部分可能暴露并形成纤维50的最外表面的一部分。作为另外的例子，SMF可包括如图2D和2E所示的中空纤维或如图2F所示的多叶纤维。然而，应注意，根据本发明的某些实施方案，许多其他横截面构型和/或纤维形状可以是合适的。根据本发明的某些实施方案，在多组分纤维中，相应的聚合物组分可以以约85:15至约15:85的比例(以体积或质量计)存在。根据本发明的某些实施方案，约50:50的比率(以体积或质量计)可能是理想的；然而，所采用的特定比例可以根据需要而变化，例如至多约为以下任意一项：85:15、80:20、75:25、70:30、65:35、60:40、55:45和50:50(按体积或质量计)，和/或至少约下列任意一项：50:50、45:55、40:60、35:65、30:70、25:75、20:80和15:85(按体积或质量计)。
如上所述，SMF可包括包含第一聚合物组合物的第一组分和包含第二聚合物组合物的第二组分，其中第一聚合物组合物不同于第二聚合物组合物。例如，第一聚合物组合物可以包含第一聚烯烃组合物，第二聚合物组合物可以包含第二聚烯烃组合物。根据本发明的某些实施方案，第一聚烯烃组合物可以包括第一聚丙烯或聚丙烯的混合物，而第二聚烯烃组合物可以包括第二聚丙烯和/或第二聚乙烯，其中第一聚丙烯或聚丙烯的混合物具有例如50g/10min以下的熔体流速。另外地或可替代地，第一聚丙烯或聚丙烯的共混物可具有比第二聚丙烯和/或第二聚乙烯更低的结晶度。
根据本发明的某些实施方案，第一聚合组合物和第二聚合组合物可以被选择，从而使多组分纤维在其中形成一个或多个卷曲，一旦拉力被放松在拉伸单元之后但在铺设之前的扩散器部分，和/或后处理，例如在纤维铺设和网形成之后，不需要额外施加热量。因此，聚合物组合物可包含具有不同的应力或弹性回复性能、结晶速率和/或熔体粘度的彼此不同的聚合物。根据本发明的某些实施方案，可以通过如本文所述和公开的第一和第二聚合物组合物的熔体流动速率来选择聚合物组合物以自卷曲。根据本发明的某些实施方案，例如，多组分纤维可以形成或具有在单个连续方向上具有螺旋形卷曲的卷曲纤维部分。例如，一种聚合物组合物可以基本上连续地位于由纤维的卷曲性质形成的螺旋线的内部。
根据本发明的某些实施方案，例如，第一组分的第一聚合物组合物可包含约20g/10min至约50g/10min的第一MFR，例如至多约以下任意一项：50、49、48、46、44、42、40、38、36、35、34、32和30g/10min，和/或至少约以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35g/10min。根据本发明的某些实施方案，第二组分的第二聚合物组合物可包含约20g/10min至约48g/10min的第二MFR，例如至多约以下任意一项：48、46，44、42、40、38、36、35、34、32和30g/10min，和/或至少约以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35g/10min。根据本发明的某些实施方案，第一聚合物组合物和第二聚合物组合物之间的MFR之差可为约8g/10min至约30g/10min，例如至多约以下任意一项：30、28、26、25、24、22、20、18、16、15、14、12、10和8g/10min，和/或至少约以下任意一项：8、10、12、14和15g/10min。
如上所述，第一聚烯烃组合物可以包含聚烯烃部分或成分的共混物(例如，混合以提供聚丙烯共混物的聚丙烯部分A和不同的聚丙烯部分B)。例如，第一聚烯烃组合物可以包含聚烯烃部分A和聚烯烃部分B的混合物，其中聚烯烃部分A占第一聚烯烃组合物的50％以上(按重量计)，并且其聚烯烃部分A-MFR(例如，相对于聚烯烃部分B的MFR较低)小于聚烯烃部分B的聚烯烃部分B-MFR。根据本发明的某些实施方案，例如，第一聚烯烃组合物具有在聚烯烃部分B-MFR(例如，两者中较高的MFR材料)和聚烯烃部分A-MFR(例如，两者间较低的MFR材料)之间的MFR比，从约15:1到约100:1，例如至多约以下任意一项：100:1、90:1、80:1、75:1、70:1、65:1、60:1、55:1、50:1、45:1和40:1，和/或至少约以下任意一项：15:1、18:1、20:1、22:1、24:1、25:1、26:1、28:1、30:1、32:1、34:1、35:1和40:1。根据本发明的某些实施方案，聚烯烃部分B(例如两者的较高MFR材料)包含第一聚烯烃组合物的约0.5重量％至约20重量％，例如至多约以下任意一项：20、18、16、15、14、12、10、8和6％(按第一聚烯烃组合物的重量计)，和/或至少约以下任意一项：0.5、0.75、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10％(按第一聚烯烃组合物的重量计)。举例来说，根据本发明的某些实施方案可以包括SMF，其中第一组分和第二组分由相同的基础聚合物材料(例如，本文所公开的相同的聚丙烯-低MFR的聚丙烯)形成，唯一的不同是向第一组分中添加高MFR聚合物(例如，本文所公开的高MFR聚丙烯)，使得第一组分的MFR大于第二组分的MFR。就这一点而言，高MFR聚合物(例如，本文所公开的高MFR聚丙烯)可包含聚烯烃部分B，而具有显着较低的MFR的基础层可包含聚烯烃部分A。根据本发明的这样的实施方案，例如，第一组分可以由聚烯烃部分A和聚烯烃部分B的混合物形成，而第二组分可以由聚烯烃部分B形成。根据本发明的某些实施方案，第一组分和第二组分之间的唯一区别可以是将聚烯烃部分B添加到第一组分中。根据本发明的某些另外的实施方案，第一组分可以由聚烯烃部分A和聚烯烃部分B的共混物形成，而第二组分可以由聚乙烯以“纯”或未改性的形式形成。
另外地或替代地，根据本发明的某些实施方案，SMF可包括第一组分和第二组分之间的质量或体积比，其范围为约85:15至约15:85(以体积或质量计)，例如至多约以下任意一项：85:15、80:20、75:25、70:30、65:35、60:40、55:45和50:50(按体积或质量计)，和/或至少约以下任意一项：50:50、45:55、40:60、35:65、30:70、25:75、20:80和15:85(按体积或质量计)。
根据本发明的某些实施方案，第一聚烯烃组合物(例如，具有50g/10min以下的MFR)具有约3至约10的多分散度值，例如至多约以下任意一项：10、9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5、6、5.5、5和4.5，和/或至少约以下任意一项：3、3.5、4、4.5、5和5.5。根据本发明的某些实施方案，第一聚烯烃组合物包含包括聚烯烃部分A(例如，如上文所关注的两者中较低的MFR材料)的混合物(例如，两种或多种聚烯烃的混合物，如两种或多种聚丙烯的混合物)，该混合物的聚烯烃部分A-多分散度值为约3至约10，例如至多约以下任意一项：10、9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5、6、5.5、5和4.5，和/或至少约以下任意一项：3、3.5、4、4.5、5和5.5。根据本发明的某些实施方案，第一组分和第二组分均具有3至10的多分散度值(或上述的任何中间值和/或范围)。
根据本发明的某些实施方案，SMF可以包括例如具有圆形截面的并排构型，并且其中聚烯烃部分A和聚烯烃部分B都包括聚丙烯，并且第二聚烯烃组合物包括第二聚丙烯和/或第二聚乙烯。
在另一方面，本发明提供一种非织造织物，其包括横向、纵向和z方向的厚度。根据本发明的某些实施方案，非织造织物可包含如本文所述和公开的多个SMF。根据本发明的某些实施方案，非织造织物可包括或植入到卫生相关制品(例如尿布)中，其中，卫生相关制品的一个或多个组件包括如上所述和公开的非织造织物。根据本发明的某些实施方案，该非织造织物可包括单独的第一一次性高蓬松度(“DHL”)非织造层，或可包括与一个或多个非织造层组合的第一一次性高蓬松度非织造层。根据本发明的某些实施方案，第一DHL非织造层的z方向厚度为约0.3mm至约3mm，例如至多约为以下任意一项：3、2.75、2.5、2.25、2、1.75、1.5、1.25、1.0、0.75和0.5mm，和/或至少约以下任意一项：0.3、0.4、0.5，0.75、1.0、1.25、1.5、1.75和2.0mm。
如上所述，包括多个SMF的非织造织物，例如呈现第一DHL非织造层形式或具有第一堆积密度约70kg/m3以下的织物，例如至多约以下任意一项：70、60、55、50、45、40、35、30和25kg/m3，和/或至少约以下任意一项：10、15、20、25、30、35、40、45、50和55kg/m3。另外地或替代地，包括多个SMF的第一DHL可以包括第一粘合区域，该第一粘合区域包括约25％或更少、例如约20％或更少、约18％或更少、约16％或更少、约14％或更少、约12％或更少、约10％或更少、或约8％或更少，例如至多约以下任意一项：25、20、18、15、14、13、12、11、10、9、8、7和6％和/或至少约以下任意一项：4、5、6、7、8、9、10和12％。根据本发明的某些实施方案，第一粘合区域可包括多个机械粘合，多个热粘合(例如，热点粘合或超声粘合)，多个化学粘合或其组合。根据本发明的某些实施方案，第一粘合区域可以由第一多个离散的第一粘合部位限定，例如热点粘合或超声粘合点。
根据本发明的某些实施方案，第一多个离散的第一粘合位点之间的相邻第一粘合位点之间的平均距离可以为约1mm至约10mm，例如至多约以下任意一项：10、9、8、7、6、5、4、3.5、3和2mm，和/或至少约以下任意一项：1、1.5、2、2.5和3mm。另外地或可替代地，离散的第一粘合位点可包括约0.25mm2至约3mm2的平均面积，例如至多约以下任意一项：3、2.5、2.25、2、1.75、1.5、1.25、1和0.75平方mm，和/或至少约以下任意一项：0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、1和1.25平方mm。根据本发明的某些实施方案，所述SMF包括位于相邻的第一粘合位点之间的一个或多个卷曲部分。在这方面，由于位于相邻第一粘合点之间的SMF的卷曲部分导致相邻离散粘合点之间的“松弛”，由SMF组成并在此描述和公开的第一DHL非织造织物可以很容易地在x-y平面的一个或多个方向上延伸或伸长。第一多个离散的第一粘合点可以独立地在z方向上从约10％到约100％地延伸穿过包含SMF的第一DHL非织造层，例如至多约以下任意一项：100、85、75、65、50、35和25％，和/或至少约下列任意一项：10、15、20、25、35和50％。
根据本发明的某些实施方案，非织造织物可以由第一DHL组成或包括第一DHL，该第一DHL可以包括约5至约75gsm的第一基重，例如至多约以下任意一项：75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、12、10、8和5gsm，和/或至少约以下任意一项：5、8、10、12、15和20。
根据本发明的某些实施方案，第一DHL可以包括多个SMF，其中包括约10％至约100％的圆形截面纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％，和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。另外地或可替代地，第一DHL可以包括多个SMF，其包括约10％至约100％的非圆形横截面纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％，和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。
根据本发明的某些实施方案，所述非织造织物可以包括：第一DHL非织造层，其包括多个SMF；以及至少第二非织造层，所述第二非织造层直接或间接地粘合至第一DHL非织造层。根据本发明的某些实施方案，第二非织造层具有第二堆积密度，其中第二堆积密度大于第一DHL非织造层的第一堆积密度。例如，第二非织造层可包括一个或多个纺粘层，一个或多个熔喷层，一个或多个梳理非织造层，一个或多个机械粘合非织造层或其任意组合。
根据本发明的某些实施方案，所述非织造织物可包括第一DHL非织造层和包括第二多个SMF的第二DHL非织造层，其中第二DHL非织造层直接或间接粘合到第二非织造层，使得第二非织造层直接或间接位于第一DHL非织造层和第二DHL非织造层之间。在这方面，例如，与本文所述和公开的包含SMF的DHL非织造层相关的蓬松性和/或柔软性可以通过非织造织物的最上表面和最下表面两者来实现。
根据本发明的某些实施方案，第二非织造层包括第二粘合区域，该第二粘合区域包含约15％或更多，例如约18％或更多，或约20％或更多，或约22％或更多，或约25％或更多，例如至多约为以下任意一项：50％，40％，35％，30％，25％，22％，20％，18％和16％，和/或至少约为以下任意一项：15％，16％，18％，20％，22％，25％和30％。第二粘合区域可以由多个离散的第二粘合位点限定。多个离散的第二粘合位点可包括热粘合位点，例如热点粘合和/或超声粘合。多个离散的第二粘合部位之间的相邻第二粘合部位之间的平均距离可以为约0.1mm至约10mm，例如至多约以下任意一项：10、9、8、7、6、5、4、3.5、3、2和1mm，和/或至少约以下任意一项：0.1、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5和3mm；其中，相邻的第二粘合位点之间的平均距离可以小于相邻的第一粘合位点之间的平均距离。例如，根据本发明的某些实施方案，相邻的第一粘合位点之间的平均距离可以是相邻的第二粘合位点之间的平均距离的约1.5倍至10倍。例如，相邻的第一粘合位点之间的平均距离是相邻的第二粘合位点之间的平均距离的至多约为以下任意一项：10、9、8、7、6、5、4、3.5、3和2倍，和/或至少约以下任意一项：1.5、2、3、4和5倍。另外地或可替代地，离散的第二粘合位点可包括约0.25mm2至约3mm2的平均面积，例如至多约以下任意一项：3、2.5、2.25、2、1.75、1.5、1.25、1和0.75mm2，和/或至少约以下任意一项：0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、1和1.25mm2。另外地或可替代地，离散的第二粘合部位可包括约0.7μm2至约20μm2的平均面积，例如至多约以下任意一项：20、18、16、14、12、10、8、6和4μm2和/或至少约以下任意一项：0.7、1、2、3、4、5、6和8μm2。根据本发明的某些实施方案，第二非织造层可以没有位于相邻的第二粘合位点之间的卷曲纤维部分。另外地或替代地，第二非织造层可包括除离散的热粘合之外的粘合，例如机械粘合(例如，针刺或水刺)，通气粘合或粘合剂粘合，以形成固结的第二非织造层。
第二非织造层可包含单组分纤维、多组分纤维或两者。形成第二非织造层的纤维的横截面形状可以包括圆形横截面纤维、非圆形横截面纤维或其组合。例如，第二非织造层可以包括多个单独的层，其中至少一个层包括或由非圆形纤维组成，和/或至少一个层包括或由圆形纤维组成。例如，第二非织造层可包含约10％至约100％的圆形横截面纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％，和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。另外地或可替代地，第二非织造层可包含约10％至约100％的非圆形横截面纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。根据包括非圆形横截面纤维作为第二非织造层的一部分的本发明的实施方案，这些非圆形横截面纤维可以具有1.5:1以上的长宽比，例如至多约以下任意一项：10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1和2:1，和/或至少约满足以下任意条件：1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、4:1、5:1和6:1。根据本发明的某些实施方案，第二非织造层可以包括卷曲纤维和/或非卷曲纤维。例如，第二非织造层可包含约10％至约100％的非卷曲纤维，例如，至多约以下任意一项：100、95、90、85、75和50％，和/或至少约以下任意一项：10、20、25、35、50和75％。根据本发明的某些实施方案，第二非织造层可以没有卷曲纤维。
根据本发明的某些实施方案，第二非织造层可包括约2至约30gsm的第二基重，例如至多约以下任意一项：30、25、20、15、12、10、8、6和4gsm，和/或至少约以下任意一项：2、3、4、5、6、8、10和12gsm。另外地或可替代地，第二非织造层的密度可以为约80至约150kg/m3，例如至多约以下任意一项：150、140、130、120、110和100kg/m3，和/或至少约以下任意一项：80、90、100和110kg/m3。
根据本发明的某些实施方案，第二非织造层可以包含合成聚合物。合成聚合物例如可以包含聚烯烃，聚酯，聚酰胺或其任意组合。仅作为示例，合成聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、部分芳族或全芳族聚酯、芳族或部分芳族聚酰胺、脂族聚酰胺或它们的任意组合中的至少一种。另外地或替代地，稀松布可以包括生物聚合物，例如聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)和聚(羟基羧酸)。另外地或可替代地，第二非织造层可以包括天然或合成纤维素纤维。
根据本发明的某些实施方案，所述非织造织物包含在所述第二非织造层密度与所述第一密度之间的密度比，其中所述密度比可以包括约15:1至约1.3:1，例如至多约以下任意一项：15:1、12:1、10:1、8:1、6:1、5:1、4:1、3:1和2:1，和/或至少约以下任意一项：1.3:1、1.5:1、1.75:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1和8:1。根据本发明的某些实施方案，非织造织物在第二粘合面积和第一粘合面积之间包括粘合面积比，其中粘合面积比可包含约1.25:1至约10:1，例如至多约以下任意一项：10:1、8:1、6:1、5:1、4:1、3:1和2:1，和/或至少约以下任意一项：1.25:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、2:1、3:1、4:1和5:1。
根据本发明的某些实施方案，第一DHL非织造层具有第一基重，而第二非织造层具有第二基重，其中第一基重和第二基重相差不大于10gsm(例如，不大于约8、5、3或1gsm)，并且第一DHL非织造层的z方向厚度是第二非织造层的z方向厚度的约1.25至约15倍，如至多约以下任意一项：第二非织造层的z方向厚度的15、12、10、8、6、5、4、3和2倍，和/或至少约以下任意一项：第二非织造层的z方向厚度的1.25、1.5、1.75、2、2.5、3和5倍。
根据本发明的某些实施方案，非织造织物可包括由第一DHL非织造层限定的第一侧和由第二非织造层限定的第二侧。在这方面，第一表面可以以这样的方式粘合到最终的制品中：使得可以保持与第一DHL非织造层相关的蓬松度，而第二侧可以用于附接到中间或最终制品的一个或多个其他组件上。
在另一方面，本发明提供一种形成如本文所述和公开的多个SMF的方法。根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括分别熔化至少一种第一聚合物材料以提供第一熔融聚合材料和第二聚合物材料以提供第二熔融聚合材料，其中第一聚合物材料具有如本文所述和公开的50g/10min以下的第一熔融流速(MFR)。该方法可以进一步包括将第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料分别引导通过配备有分配板的旋转梁组件，该分配板构造成使得分离的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料在多个喷丝孔处组合,以形成包含第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料的熔融多组分丝。该方法可以进一步包括将熔融的多组分丝从喷丝孔挤出到骤冷室中，并且将骤冷空气从至少第一独立可控鼓风机引入骤冷室中，并与熔融的多组分丝接触以冷却和至少部分地固化多组分丝以提供至少部分地固化的多组分丝。该方法可以进一步包括将至少部分固化的多组分丝和任选地将骤冷空气引入丝缩束装置中并通过丝缩束装置，并气动地使至少部分固化的多组分丝变细和拉伸至少部分固化的多组分丝。该方法可以进一步包括将至少部分固化的多组分丝从缩束装置引入丝扩散器单元中，并允许至少部分固化的多组分丝形成一个或多个三维卷曲部分，以提供多个如本文所述和公开的SMF。根据本发明的某些实施方案，该方法可以进一步包括引导多个SMF穿过丝扩散器单元，并且将多个SMF随机地沉积在移动的连续透气带上。
例如，图3是本发明某些实施方案的用于生产多组分纺粘非织造织物的系统组件(例如纺粘生产线)的示意图。如图3所示，该方法可以包括将原料聚合物原料(例如粒料，碎片，薄片等)装入料斗13(例如，对于第一聚合物组合物)和料斗14(例如，对于第二聚合物组合物)中。该方法可以进一步包括分别熔融至少第一聚合物材料以通过挤出机11来提供第一熔融聚合物材料和第二聚合物材料以通过挤出机12来提供第二熔融聚合物材料，挤出机11、12中的“挤出机”包括加热的挤出机机筒，可在其中安装挤出机螺杆。就这一点而言，挤出机螺杆(未示出)可包括褶皱或刮板，其构造成用于将聚合物材料输送通过一系列加热区域，同时将聚合物材料加热至熔融状态并通过挤出机螺杆进行混合。该方法可以进一步包括将第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料分别引导通过配备有分配板的旋转梁组件20，该分配板构造成使得分离的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料在多个喷丝孔处组合，以形成包含第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料的熔融多组分丝。如图3所示，旋转梁组件20可操作地和/或流体地连接到挤出机11、12的排出端。旋转梁组件20可以在设备的横向上延伸并且限定要制造的SMF的非织造网的宽度。根据本发明的某些实施方案，可以将一个或多个可替换的旋转组件安装到旋转梁组件20上，其中一个或多个可替换的纺丝组件可构造成接收第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料，并引导第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料通过在喷丝板22上形成的细毛细管。例如，喷丝板22可包括多个喷丝孔。如图3所示，在喷丝板22的上游，可以设置分配板24，该分配板形成用于将第一熔融聚合物和第二熔融聚合物分别输送到喷丝板22的通道。分配板24中的通道可以被配置成作为单独的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料的通路，以及将这两种熔融聚合物材料引导到适当的喷丝孔入口位置，从而使单独的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料在喷丝孔的入口端组合，以在丝的横截面内产生所需的几何图案。当从喷丝孔挤出熔融聚合物材料时，如本文所述和公开，分离的第一和第二聚合物组合物占据丝的横截面的不同区域或区域(例如：偏心鞘/芯、并排、部分饼形、海中岛、多叶等)。这样的喷丝孔，可以是圆形截面，也可以是具有本文所述和公开的长宽比的各种非圆形截面(例如三叶形、四叶形、五叶形、狗骨形、三角形等)，用于生产各种截面几何形状的丝。
该方法可以进一步包括将熔融的多组分丝从喷丝孔挤出到骤冷室中，并将骤冷空气从至少第一独立可控鼓风机引入骤冷室中，并与熔融的多组分丝接触以冷却和至少部分固化多组分丝以提供至少部分固化的多组分丝。例如，如图3所示，在离开喷丝板22时，将刚挤出的熔融多组分丝向下引导通过骤冷室30。来自独立控制的鼓风机31的空气可以被引入骤冷室30中，并且与熔融的多组分丝接触，以便冷却并且至少部分地固化熔融的多组分丝。如本文所用，术语“骤冷”仅是指使用比纤维更冷的介质例如环境空气来降低纤维的温度。在这方面，纤维的骤冷可以是主动步骤或被动步骤(例如，简单地允许环境空气冷却熔融纤维)。根据本发明的某些实施方案，纤维可以被充分地骤冷以防止它们粘附/附着到拉伸单元上。另外地或可替代地，纤维可以基本上均匀地骤冷，使得在骤冷的纤维内不形成明显的温度梯度。随着至少部分固化的多组分丝继续向下移动，它们进入丝缩束装置32。当至少部分固化的多组分丝和骤冷空气通过丝缩束装置32时，缩束装置的横截面构造使得来自骤冷室的骤冷空气在向下穿过衰减室时被加速。夹带在加速空气中的至少部分固化的多组分丝也被加速，并且至少部分固化的多组分丝在通过缩束装置时使得至少部分固化的多组分丝变细(拉伸)。
该方法可以进一步包括将至少部分固化的多组分丝从缩束装置引到丝扩散器单元34中，并允许至少部分固化的多组分丝形成一个或多个三维卷曲部分，以提供多个如本文所述和公开的SMF。例如，图3显示安装在丝缩束装置32下方的丝扩散器单元34。如本发明所描述和公开的某些发明实施方案，丝扩散器34可被配置为当至少部分固化的多组分丝被铺设在底层移动的环形透气带40上时，随机分布它们，以形成随机排列的SMF的无粘结网。丝扩散器单元34可包括具有可调节侧壁的发散几何形状。在透气带40下方是抽吸单元42，该抽吸单元42通过丝扩散器单元34向下抽吸空气，并协助将SMF沉积在透气带40上。可以可选地在缩束装置32的下端与丝扩散器单元34的上端之间设置气隙36，以使周围的空气进入丝扩散器单元，以帮助获得一致但随机的丝分布，从而在SMF铺网的纵向和横向上提供良好的均匀性。骤冷室、丝缩束装置和丝扩散器单元可从德国特罗斯多夫的ReifenhauserGmbH&Company Machinenfabrik商购，并由Reifenhauser以“Reicofil 3”、“Reicofil 4”和“Reicofil 5”系统商业出售。
在另一方面，本发明提供形成本发明所公开和描述的非织造织物的方法。例如，根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括形成或提供包括第一多个随机沉积的SMF的第一一次性高膨松度(“DHL”)非织造网(例如，未固结的)并且固结第一DHL非织造网以提供第一DHL非织造层。根据本发明的某些实施方案，形成第一DHL非织造网的步骤可以包括形成多个如上文所描述和公开的以及以示例的方式在图3中示出的SMF的方法。例如，图3说明沉积在连续环形移动带40上的SMF纤维网随后可以通过粘合机44引导并固结，从而形成本文所述和公开的粘合非织造织物(例如，第一DHL非织造织物)，其中可将非织造织物收集在辊子46上。在这方面，该方法可以包括将未粘合的SMF的非织造网引导通过粘合机，并且将多个SMF固结以将非织造的网转变成非织造织物(例如，DHL)。
根据本发明的某些实施方案，固结步骤可以包括机械粘合操作，热粘合操作，粘合剂粘合操作或其任意组合。例如，SMF非织造网的固结可以通过多种方式进行，包括例如热粘合(例如，通气粘合，热压延或超声粘合)，机械粘合(例如，针刺或水力缠结)，粘合剂粘合或它们的任意组合。
根据本发明的某些实施方案，该方法可以进一步包括形成或提供第二非织造层，将第二非织造层的第一面直接或间接地粘合到如本文所述和公开的第一DHL非织造层。根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括将第二非织造层的第二面直接或间接粘合到第二DHL非织造层上，以提供如本文所述的非织造织物。根据本发明的某些实施方案，该方法可以包括熔融纺丝前体第二非织造网并固结该前体第二非织造网，例如通过机械粘合(例如，针刺或水力缠结)，热粘合(例如，通过空气粘合、热压延或超声粘合)或粘合剂粘合以形成第二非织造层。另外地或可替代地，该方法可以包括将前体第一DHL非织造层(例如：第一DHL非织造纤维网)直接或间接熔融纺丝到第二非织造层上，并且将前体DHL非织造层(即，第一DHL非织造纤维网)固结以形成DHL非织造层，并且在某些实施方案中，将第二非织造层的第一面同时粘合到第一DHL非织造层。前体DHL非织造层(即，第一DHL非织造网)的固结可以通过多种方式进行，包括例如热粘合(例如，通过空气粘合、热压延或超声粘合)、机械粘合(例如，针刺或水力缠结)、粘合剂粘合或其任意组合。
在另一方面，本发明提供一种与卫生有关的制品(例如尿布)，其中与卫生有关的制品的一个或多个组分包括如本文所述和公开的非织造织物。根据本发明的某些实施方案，非织造织物可被掺入婴儿尿布、成人尿布和女性护理用品中(例如，作为顶片、底片、腰带、作为立体护围等或作为其组成部分)。
实施例
通过以下实施例进一步说明本发明，这些实施例决不应解释为限制性的。即，以下示例中描述的特定特征仅是示例性的，而不是限制性的。
A：聚丙烯共混物
通过将熔体流动率为35g/10min的聚丙烯均聚物(例如ExxonMobil 3155PP)与不同量的MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTAL Polypropylene 3962)混合，形成各种聚丙烯混合物。下表1显示各种共混物的所得MFR。表2示出具有35g/10min的熔体流动速率的聚丙烯均聚物(例如ExxonMobil 3155PP)的摩尔平均质量(g/mol)和多分散度(例如，分子量分布：Mw/Mn)，以及对于包括6重量％的TOTAL Polypropylene 3962的ExxonMobil 3155PP共混物
表1
Figure GDA0003786855320000171
Figure GDA0003786855320000181
表2
Figure GDA0003786855320000182
从表1可以看出，添加3重量％的MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTALPolypropylene 3962)提供MFR为50g/10min以下的聚合物组合物。表2说明具有35g/10min的熔体流动速率的单独的聚丙烯均聚物(例如ExxonMobil 3155PP)以及所得的3155PP和聚丙烯3962的聚合物共混物通常不具有窄的分子量分布，如7.5以上的多分散度(例如Mw/Mn)值所示。
B：包含聚丙烯/聚乙烯双组分并排自卷曲纤维的网
在纺粘体系上形成几个纺粘网。特别地，生产多个并排的圆形双组分纤维，其中第一组分由聚丙烯共混物形成，第二组分由线性低密度聚乙烯形成，其熔体流动速率为30g/10min(例如来自Dow的Aspun PE 6850)。第一组分(例如聚丙烯共混物)由具有35g/10min的熔体流动速率的聚丙烯均聚物(例如ExxonMobil 3155PP)和不同量的MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTAL Polypropylene 3962)形成。表3总结各种样品中具有1200g/10min的MFR的熔喷聚丙烯树脂的相对量(例如TOTAL Polypropylene 3962)。如表3所示，例如，在运行1中，具有MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTAL Polypropylene3962)以所形成的多组分纤维1重量％的水平存在，并以聚丙烯混合物(例如Ho挤出机)的约1.7重量％的水平存在。
表3
Figure GDA0003786855320000191
对于每次运行，确定卷曲部分(例如，螺旋卷曲)的平均直径。运行1的卷曲部分的平均直径为2.99mm。运行2的卷曲部分的平均直径为2.26mm。运行3的卷曲部分的平均直径为1.06mm。运行4的卷曲部分的平均直径为0.68mm。就这一点而言，基于低MFR聚丙烯与显著更高的MFR熔喷聚丙烯的共混，所得卷曲部分的平均直径可以是可调的。例如，随着聚丙烯共混物中存在的较高MFR熔喷聚丙烯的量的增加，实现了更紧密或更小的平均卷曲直径。来自运行1-4的纤维的图像分别在图4-7中提供。根据本发明的某些实施例，通过使用数字光学显微镜(由HiRox在日本KH-7700制造)来确定多个三维卷曲部分的平均直径，以观察样品并获得样品SMF的三维卷曲部分的环路直径的数字测量值。通常使用20x到40x的放大倍率范围来简化对SMF的三维卷曲形成的环路直径的评估。
图8和9示出纤维的图像，其显示在纺粘的Reicofil系统(例如第5代)上形成的纺粘网。图8所示的网是15gsm的自卷曲多组分网，其是PP/PE并排纤维，其总聚丙烯含量为60重量％(包括在第一组分/聚丙烯共混物中3重量％的熔喷聚丙烯)。图9是具有与图8相同结构的20gsm网。图8的纤维的卷曲部分的平均直径为0.61mm，而图9的纤维的卷曲部分的平均直径为0.62mm。如上所述，这些样品是在纺粘的Reicofil系统(例如第5代)上生产的，如图3所示，SMF的聚丙烯侧含3％重量的熔喷聚丙烯树脂，其MFR为1200g/10min(例如TOTALPolypropylene 3962)。有趣的是，对于在纤维的聚丙烯侧中存在的相同量的熔喷聚丙烯树脂，这些样品的卷曲部分的平均直径更紧密/更小。这种明显的差异被认为是至少部分与Reicofil系统(例如第5代)上的铺放工艺有关，该系统具有更“柔和”的扩散铺放装置，从而允许生成直径稍小的线圈(例如，卷曲的部分)。
C：包含聚丙烯/聚丙烯双组分并排自卷曲纤维的网
在纺粘体系上形成几个纺粘网。特别地，生产多个并排的圆形双组分纤维，其中第一组分由聚丙烯共混物形成，第二组分由熔体流动速率为35g/10min的聚丙烯均聚物形成(例如ExxonMobil 3155PP)。第一组分(例如聚丙烯共混物)由具有35g/10min的熔体流动速率的聚丙烯均聚物(例如ExxonMobil 3155PP)和不同量的MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTAL Polypropylene 3962)形成。表4总结各种样品中具有1200g/10min的MFR的熔喷聚丙烯树脂的相对量(例如TOTAL Polypropylene 3962)。如表4所示，例如，在运行5中，具有MFR为1200g/10min的熔喷聚丙烯树脂(例如TOTAL Polypropylene 3962)以所形成的多组分纤维1重量％的水平存在，并以聚丙烯混合物(例如Ho挤出机)的约1.7重量％的水平存在。
表4
Figure GDA0003786855320000201
对于每次运行，确定卷曲部分(例如，螺旋卷曲)的平均直径。运行5的卷曲部分的平均直径为3.91mm。运行6的卷曲部分的平均直径为1.89mm。运行7的卷曲部分的平均直径为1.35mm。运行8的卷曲部分的平均直径为1.19mm。就这一点而言，基于低MFR聚丙烯与显着更高的MFR熔喷聚丙烯的共混，所得卷曲部分的平均直径可以是可调的。例如，随着聚丙烯共混物中存在的较高MFR熔喷聚丙烯的量的增加，实现了更紧密或更小的平均卷曲直径。图10-13中分别提供运行5-8的纤维图像。
图14和15示出纤维的图像，其显示在纺粘的Reicofil系统(例如第5代)上形成的纺粘网。图14所示的网是21gsm的自卷曲多组分网，其为PP/PP并排纤维，其总聚丙烯含量为60重量％(包括在第一组分/聚丙烯共混物中3重量％的熔喷聚丙烯)。图15是一个19gsm的网，其结构与图14相同。图14的纤维的卷曲部分的平均直径为0.57mm，而图15的纤维的卷曲部分的平均直径为0.60mm。如上所述，这些样品是在纺粘的Reicofil系统(即第5代)上生产的，如图3所示，SMF的聚丙烯侧含3％重量的熔喷聚丙烯树脂，其MFR为1200g/10min(即，TOTAL Polypropylene 3962)。有趣的是，对于在纤维的聚丙烯侧中存在的相同量的熔喷聚丙烯树脂，这些样品的卷曲部分的平均直径更紧密/更小。据信，这种明显的差异至少部分与Reicofil系统(即第5代)上的铺放工艺有关，该系统具有更“柔和”的扩散铺放装置，从而允许生成直径稍小的线圈(例如，卷曲的部分)。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明进行这些和其他修改和变型，这在所附权利要求中更具体地阐述。另外，应当理解，各个实施方案的各方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员将理解，前述描述仅是示例性的，并且无意于限制如在所附权利要求中进一步描述的本发明。因此，所附权利要求书的精神和范围不应限于在此包含的版本的示例性描述。

Claims (39)

1.一种自卷曲多组分纤维，其包括：(i) 包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含根据标准程序ASTM D1238的第一熔体流动速率，所述第一熔体流动速率为50 g/10 min以下；所述第一聚合物材料包括具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A的聚烯烃部分A和具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B的聚烯烃部分B的共混物；其中所述第一聚合物材料包含0.5至12重量%的聚烯烃部分B，并且根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B和根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A之间的根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率比为15 : 1至100 : 1；(ii) 包含第二聚合物材料的第二组分，其中所述第二组分不同于所述第一组分；其中，所述自卷曲多组分纤维包括一个或多个三维卷曲部分；并且其中任选地，所述第二聚合物材料包含根据标准程序ASTMD1238的50 g/10 min以下的第二熔体流动速率。
2.根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一熔体流动速率为至多以下任意一项：48、46、44、42、40、38、36、35、34、32和30 g/10 min。
3. 根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一熔体流动速率为至少以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35 g/10 min。
4. 根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第二熔体流动速率为至多以下任意一项：48、46、45、42、40、38、36、35、34、32和30 g/10 min。
5. 根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第二熔体流动速率为至少以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35 g/10 min。
6.根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述自卷曲多组分纤维包括短纤维或连续纤维。
7.根据权利要求6所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述自卷曲多组分纤维包括不连续的熔喷纤维或双组分纺粘纤维。
8. 根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述自卷曲多组分纤维包括从30%到300%的平均自由卷曲百分比，使用配备有2.5N称重传感器的Instron 5565确定所关注的纤维的自由卷曲长度，其中所述平均自由卷曲百分比由所述所关注的纤维的自由卷曲长度和未拉伸的纤维束长度来计算；其中所述一个或多个三维卷曲部分包括至少一个离散的锯齿形构型卷曲部分、至少一个离散的螺旋形构型卷曲部分或其组合。
9.根据权利要求8所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述平均自由卷曲百分比为至多以下任意一项：275、250、225、200、175、150、125、100和75%。
10.根据权利要求8所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述平均自由卷曲百分比为至少以下任意一项：40、50、75、100、125、150、175和200%。
11.根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述自卷曲多组分纤维包括鞘/芯构型、并排构型、饼状构型、海中岛状构型、多叶构型或其任意组合。
12.根据权利要求11所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述鞘/芯构型包括偏心鞘/芯构型，所述偏心鞘/芯构型包括鞘组分和芯组分；并且其中所述芯组分限定具有偏心鞘/芯构型自卷曲多组分纤维的外表面的至少一部分。
13.根据权利要求1所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一聚合物材料包括第一聚烯烃组合物，并且所述第二聚合物材料包括第二聚烯烃组合物。
14.根据权利要求13所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一聚合物材料包括第一聚丙烯，并且所述第二聚合物材料包括第二聚丙烯和第二聚乙烯。
15. 根据权利要求13所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一聚烯烃组合物的根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B和熔体流动速率-A之间的根据标准程序ASTMD1238的熔体流动速率比为30 : 1至100 : 1。
16. 根据权利要求15所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述熔体流动速率比为至多以下任意一项：90 : 1、80 : 1、75 : 1、70 : 1、65 : 1、60 : 1、55 : 1、50 : 1、45 : 1和40 : 1。
17. 根据权利要求15所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述熔体流动速率比为至少以下任意一项：32 : 1、34 : 1、35 : 1和40 : 1。
18.根据权利要求15所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述聚烯烃部分B包含所述第一聚烯烃组合物的0.5重量%至10重量%。
19.根据权利要求18所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述聚烯烃部分B包含至多以下任意一项：所述第一聚烯烃组合物的8和6重量%。
20.根据权利要求18所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述聚烯烃部分B包含至少以下任意一项：所述第一聚烯烃组合物的0.75、1、2、3、4、5、6、7、8和9重量%。
21.根据权利要求13所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一聚烯烃组合物具有3至10的多分散度值，所述多分散度值定义为聚合物材料的质量加权分子量(Mw)与数量加权分子量(Mn)的比值-Mw/Mn。
22.根据权利要求21所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述多分散度值为至多以下的任意一项：9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5、6、5.5、5和4.5。
23.根据权利要求21所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述多分散度值为至少以下任意一项：3.5、4、4.5、5和5.5。
24.根据权利要求15所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述自卷曲多组分纤维包括具有圆形横截面的并排构型，并且其中聚烯烃部分A和聚烯烃部分B均包含聚丙烯，并且所述第二聚烯烃组合物包含第二聚丙烯和第二聚乙烯。
25.根据权利要求14所述的自卷曲多组分纤维，其中，所述第一聚丙烯具有比所述第二聚丙烯和第二聚乙烯更低的结晶度。
26. 一种非织造织物，其包括：第一一次性高膨松非织造层，其包括多个自卷曲多组分纤维；其中所述第一一次性高膨松非织造层具有横向、纵向和z方向的厚度；所述多个自卷曲多组分纤维包含(i) 包含第一聚合物材料的第一组分，其中所述第一聚合物材料包含根据标准程序ASTM D1238的第一熔体流动速率，所述第一熔体流动速率为50 g/10 min以下；所述第一聚合物材料包括具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A的聚烯烃部分A和具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B的聚烯烃部分B的共混物；其中所述第一聚合物材料包含0.5至12重量%的聚烯烃部分B，并且根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B和根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A之间的熔体流动速率比为15 : 1至100 : 1；和(ii) 包含第二聚合物材料的第二组分，其中所述第二组分不同于所述第一组分；并且其中所述自卷曲多组分纤维包括一个或多个三维卷曲部分；所述第一一次性高膨松非织造层具有：(a) z方向厚度为0.3到3 mm， (b) 第一堆密度为10 kg/m3到70 kg/m3，或(a)和(b)两者。
27. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述第一熔体流动速率为至多以下任意一项：48、46、44、42、40、38、36、35、34、32和30 g/10 min。
28. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述第一熔体流动速率为至少以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35 g/10 min。
29. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述z方向厚度为至多以下任意一项：2.75、2.5、2.25、2、1.75、1.5、1.25、1.0、0.75和0.5 mm。
30. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述z方向厚度为至少以下任意一项：0.4、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75和2.0 mm。
31. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述第一堆密度为至多以下任意一项：60、55、50、45、40、35、30和25 kg/m3。
32. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述第一堆密度为至少以下任意一项：15、20、25、30、35、40、45、50和55 kg/m3。
33. 根据权利要求26所述的非织造织物，其中，所述第一一次性高膨松非织造层包括由第一多个离散的第一粘合位点限定的第一粘合区域，所述第一多个第一离散的粘合位点在相邻的第一粘合位点之间的平均距离为1 mm到10 mm；并且所述自卷曲多组分纤维包括位于相邻的第一粘合位点之间的一个或多个卷曲部分。
34. 根据权利要求33所述的非织造织物，其中，所述平均距离为至多以下任意一项：9、8、7、6、5、4、3.5、3和2 mm。
35. 根据权利要求33所述的非织造织物，其中，所述平均距离为至少以下任意一项：1.5、2、2.5和3 mm。
36.根据权利要求26所述的非织造织物，其还包括直接或间接粘合至所述第一一次性高膨松非织造层的第二非织造层，其中所述第二非织造层具有第二堆积密度，其中所述第二堆积密度大于所述第一一次性高膨松非织造层的第一堆积密度；并且所述第二非织造层包括一个或多个纺粘层、一个或多个熔喷层、一个或多个梳理非织造层、一个或多个机械粘合非织造层或其任意组合。
37. 一种形成多个自卷曲多组分纤维的方法，其包括：(i) 分别熔融至少第一聚合物材料以提供第一熔融聚合物材料和熔融第二聚合物材料以提供第二熔融聚合物材料；(ii)将所述第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料分别引导通过配备有分配板的旋转梁组件，该分配板构造成使得分离的第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料在多个喷丝孔处组合以形成包含第一熔融聚合物材料和第二熔融聚合物材料的熔融的多组分丝；(iii) 将所述熔融的多组分丝从喷丝孔挤出到骤冷室中；(iv) 将骤冷空气从至少第一独立可控鼓风机引入所述骤冷室中，并与所述熔融的多组分丝接触以冷却和至少部分地固化所述多组分丝，以提供至少部分固化的多组分丝；(v) 将所述至少部分固化的多组分丝和骤冷空气引入并通过丝缩束装置，并气动地使所述至少部分固化的多组分丝变细和拉伸所述至少部分固化的多组分丝；(vi) 将所述至少部分固化的多组分丝从缩束装置引入丝扩散器单元，并使所述至少部分固化的多组分丝形成一个或多个三维卷曲部分，以提供多个自卷曲多组分纤维；和(vii) 引导所述多个自卷曲多组分纤维穿过丝扩散器单元，并将所述多个自卷曲多组分纤维随机沉积在移动的连续透气带上；其中所述第一聚合物材料包含根据标准程序ASTM D1238的第一熔体流动速率，所述第一熔体流动速率为50 g/10 min以下；所述第一聚合物材料包含具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A的聚烯烃部分A和具有根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B的聚烯烃部分B的共混物；其中所述第一聚合物材料包含0.5至12重量%的聚烯烃部分B，并且根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-B与根据标准程序ASTM D1238的熔体流动速率-A之间的根据标准程序ASTMD1238的熔体流动速率比为15 : 1至100 : 1。
38. 根据权利要求37所述的形成多个自卷曲多组分纤维的方法，其中，所述第一熔体流动速率为至多以下任意一项：48、46、44、42、40、38、36、35、34、32和30 g/10 min。
39. 根据权利要求37所述的形成多个自卷曲多组分纤维的方法，其中，所述第一熔体流动速率为至少以下任意一项：20、22、24、25、26、28、30、32、34和35 g/10 min。
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