CN113260749A - 具有至少一种双组分纤维的气流成网基材 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式，一种气流成网基材包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维。所述第一区域包含聚丙烯，并且所述第二区域包含基于乙烯的聚合物和乙烯酸共聚物的共混物。所述基于乙烯的聚合物具有为0.920g/cm3至0.970g/cm3的密度和为0.5g/10min.至150g/10min.的熔融指数(I2)。基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，所述乙烯酸共聚物包含60重量％至99重量％的乙烯单体和1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体的聚合反应产物。所述乙烯酸共聚物的熔融指数(I2)为0.5g/10min.至500g/10min。

Description

具有至少一种双组分纤维的气流成网基材
技术领域
本公开的实施方式总体上涉及气流成网基材，并且具体地涉及包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维的气流成网基材。
背景技术
气流成网基材，例如气流成网非织造织物，是各种应用中的常用材料，因为它们柔软、不起毛、牢固且是有吸收性的。这些材料主要用于个人护理产品，例如婴儿尿布、成人失禁产品和女性卫生产品。
常见的气流成网基材包括纸纤维和由聚乙烯和聚丙烯形成的双组分层的共混物。然而，这些典型的气流成网基材遭受纸纤维与双组分层之间的不良粘合性。不良粘合性与高粉尘水平相关联，这在气流成网基材中是非期望的。因此，已将如马来酸酐接枝材料的添加剂添加到双组分层中，目的是促进粘合性并由此降低粉尘水平。然而，需要过高量的能量来加速纸纤维与包含马来酸酐接枝材料的双组分层之间的结合。
发明内容
因此，可能有益的是开发具有提高的粘合性的替代气流成网基材。本发明的气流成网基材满足这些需求，并且当与传统的气流成网基材相比时表现出提高的粘合性，该提高的粘合性如由较低的粉尘水平和较高的拉伸强度所指示的。
在实施方式中，本公开的气流成网基材包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维，其中所述第一区域包含聚丙烯并且所述第二区域包含共混物。该共混物包含基于乙烯的聚合物和乙烯酸共聚物。(i)基于乙烯的聚合物具有为0.920g/cm3至0.970g/cm3的密度，以及如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至150g/10min.的熔融指数(I2)；基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物包含60重量％至99重量％的乙烯单体和1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体的聚合反应产物。此外，乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至500g/10min.的熔融指数(I2)。
附图说明
图1是根据一个或多个实施方式的双组分纤维的透视图。
图2是根据本公开的实施方式的用于测量气流成网基材的粉尘水平的装置的绘示图。
具体实施方式
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语都具有与本公开所属领域中普通技术人员所共同理解的含义相同的含义。如有冲突，以本说明书为准(包括定义)。
尽管与本文中描述的方法和材料类似或等效的方法和材料可用于各种实施方式的实践或测试中，但本文中描述了合适的方法和材料。
除非另有说明，否则所有百分比、份数、比率等均以重量计。当将量、浓度或其它值或参数给定为范围、优选范围或一系列较低优选值和较高优选值时，这应理解为具体公开由任何范围下限或较低优选值和任何范围上限或较高优选值的任一对形成的所有范围，无论是否单独公开范围。在本文中叙述数值范围的情况下，除非另有说明，否则所述范围旨在包括其端点，以及所述范围内的所有整数和分数。当界定范围时，无意将本发明的范围限于所叙述的具体值。
当术语“约”用于描述值或范围端点时，本公开应理解为包括所提及的具体值或端点。
如本文中所使用，术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“含有”、“特征在于”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式旨在覆盖非排他性的包括。例如，包含一系列要素的过程、方法、制品或装置不一定限于所述要素，还可包括所述过程、方法、制品或装置没有明确列出或其所固有的其它要素。此外，除非明确相反地说明，否则“或”是指包括性的或而不是排他性的或。
过渡短语“基本上由……组成”将权利要求书的范围限制于规定的材料或步骤和实质上并不影响本公开的一种或多种基本和新颖特征的那些材料或步骤。在申请人已经用如“包含”之类的开放式术语定义实施方式或其部分的情况下，除非另有说明，否则应将描述解释为也使用术语“基本上由……组成”来描述这种实施方式。
采用“一个(种)(a/an)”来描述各种实施方式的要素和组分。这仅仅是出于方便并给出各种实施方式的一般意义。除非明显意指另外的意思，否则此描述应该理解为包括一个(种)或至少一个(种)，并且单数也包括复数。
术语“聚合物”是指通过聚合相同或不同类型的单体制备的聚合化合物。通用术语聚合物因此涵盖术语“均聚物”和“共聚物”。术语“均聚物”是指仅由一种类型的单体制备的聚合物。术语“共聚物”是指由两种或更多种不同单体制备的聚合物，并且出于本公开的目的，可包括“三元共聚物”和“互聚物”。
如本公开中所用的术语“双组分纤维”是指从同一喷丝头挤出的由具有不同化学和/或物理特性的两种聚合物构成的纤维，其中两种聚合物在同一长丝内。两种聚合物可以以鞘区/芯区布置方式布置，使得第一区包括纤维的鞘区，而第二区包括纤维的芯区。
如本公开中所用的术语“不饱和二羧酸共聚单体”意指具有反应性部分(例如乙烯基或亚乙烯基)的分子，所述分子可以键结到其它单体以形成聚合物和不包括在反应性部分中的两个羧酸(-C(O)OH)基团。另外，“不饱和二羧酸单体”包括不饱和二羧酸衍生物单体(例如半酯和酸酐)。
如本公开中所用的术语“乙烯酸共聚物”是指至少一种乙烯单体和至少一种酸共聚单体的聚合产物。一种此类合适的乙烯酸共聚物可包含乙烯单体和不饱和二羧酸共聚单体的聚合反应产物，如本公开中先前所述。
如本公开中所用的术语“浆状物”是指通过从木材、纤维作物、废纸或碎布中分离纤维材料而以化学或机械地制备的任何纤维材料。最常见的纤维材料是纤维素材料。
如本公开中所用的术语“木浆”是指源自木材来源的任何浆状物。该术语包括机械浆状物(即，不含木质素的木浆)、热机械浆状物、化学浆状物、和回收的浆状物。
如本公开中所用的术语“绒毛浆”是指由软木纤维制成的任何化学浆状物。具体地，术语“绒毛浆”可以指通过对浆状物进行机械研磨辊磨，然后将浆状物空气动力学地输送到气流成网或干法成型机的成网部件而制备的非织造组分。
如本公开中所用的术语“软木纤维”是指源自例如各种冷杉、云杉、松树等针叶树的木质物质的纤维浆。合适的树木可包括但不限于火炬松、湿地松、科罗拉多云杉、香脂冷杉、花旗松、斑克松、辐射松、白云杉、美国黑松、红杉等。北美南部软木和北部软木可用于提供软木纤维，以及来自世界其它地区的软木。
术语“聚合物”是指通过聚合相同或不同类型的单体制备的聚合化合物。因此，通用术语聚合物涵盖通常用于指代仅由一种类型的单体制备的聚合物的术语“均聚物”，以及指代由两种或更多种不同单体制备的聚合物的术语“共聚物”。如本文所使用的术语“互聚物”是指通过至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物。因此，通用术语“互聚物”包含共聚物以及由多于两种不同类型的单体制备的聚合物，例如三元共聚物或四元共聚物。
如本公开中所用的术语“基于乙烯的聚合物”或“聚乙烯”意指包括大于50摩尔％的衍生自乙烯单体的单元的聚合物。这包含聚乙烯均聚物或共聚物(意指衍生自两种或更多种共聚单体的单元)。所属领域已知的聚乙烯的普遍形式包含：低密度聚乙烯(LDPE)；线性低密度聚乙烯(LLDPE)；单位点催化的线性低密度聚乙烯，其包含线性低密度树脂和基本上线性低密度树脂(m-LLDPE)两者；中密度聚乙烯(MDPE)；和高密度聚乙烯(HDPE)。
术语“LDPE”也可以被称为“高压乙烯聚合物”或“高度支化的聚乙烯”，并且被定义成意指所述聚合物在使用自由基引发剂(例如过氧化物(参见例如美国专利第4,599,392号，所述美国专利以引用方式并入本文))的情况下在高压釜或管式反应器中在高于14,500psi(100MPa)的压力下部分或完全均聚或共聚。LDPE树脂的密度通常在0.916g/cc到0.940g/cc的范围内。
术语“LLDPE”包括使用传统齐格勒-纳塔催化剂体系制成的树脂以及单中心催化剂(例如茂金属)制成的树脂(有时称为“m-LLDPE”)。LLDPE含有比LDPE少的长链分支，并且包括：基本上线性乙烯聚合物，其在美国专利第5,272,236号、美国专利第5,278,272号、美国专利第5,582,923号和美国专利第5,733,155号中进一步被定义；均相支化线性乙烯聚合物组合物，例如美国专利第3,645,992号中的均相支化线性乙烯聚合物组合物；非均相支化乙烯聚合物，例如根据美国专利第4,076,698号中所公开的方法制备的非均相支化乙烯聚合物；以及它们的共混物(例如美国专利第3,914,342号或美国专利第5,854,045号中公开的共混物)。线性PE可以使用本领域已知的任何类型的反应器或反应器配置(包括但不限于气相和溶液相反应器)通过气相、溶液相或浆料聚合或它们的任何组合制备。
术语“HDPE”是指密度大于约0.940g/cc的聚乙烯，所述聚乙烯通常用齐格勒-纳塔催化剂、铬催化剂或甚至茂金属催化剂来制备。
如本文所用，术语“聚丙烯”是指以聚合形式包含大于50摩尔％的衍生自丙烯单体的单元的聚合物。这包括丙烯均聚物、无规共聚物聚丙烯、抗冲共聚物聚丙烯、丙烯/α-烯烃共聚物和丙烯/α-烯烃共聚物。
本公开的各种实施方式针对气流成网基材，所述气流成网基材包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维。在一个或多个实施方式中，第一区域包含聚丙烯。在一些实施方式中，第二区域包含基于乙烯的聚合物和乙烯酸共聚物的共混物。基于乙烯的聚合物具有为0.920(克/立方厘米)g/cm3至0.970g/cm3的密度以及如通过ASTM D1238在190摄氏度(℃)和2.16千克(kg)下测定的为0.5克/10分钟(g/10min.)至150g/10min.的熔融指数(I2)。基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物可包含60重量百分比(重量％)至99重量％的乙烯单体和1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体的聚合反应产物。在实施方式中，乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至500g/10min.的熔融指数(I2)。
在一些实施方式中，气流成网基材包含一定量的浆状物。在这些实施方式中，基于气流成网基材的总重量，气流成网基材可包含至少50重量％的浆状物、至少60重量％的浆状物、至少70重量％的浆状物、或至少73重量％的浆状物。气流成网基材中存在的浆状物可包括任何合适的浆状物，例如机械浆状物及其衍生物。在某些实施方式中，这些实施方式中存在的浆状物包括绒毛浆。
在一个或多个实施方式中，浆状物包含纤维材料。浆状物可包含由纤维素的醚或酯制成的木质纤维素纤维材料，所述纤维素的醚或酯可从植物的树皮、木材或叶子或其它基于植物的材料获得。除了纤维素之外，纤维材料还可包含半纤维素和/或木质素。在某些实施方式中，浆状物包含纤维素纤维。
在进一步的实施方式中，气流成网基材具有从20克/平方米(gsm)至80gsm的基重。气流成网基材的其它合适基重范围包括20gsm至75gsm、20gsm至70gsm、20gsm至65gsm、25gsm至60gsm、25gsm至55gsm、25gsm至50gsm，或介于20gsm与80gsm之间的任何其它范围内的基重。
现在参考图1，双组分纤维10包括第一区域12和第二区域14。第一区域12可以是双组分纤维10的芯区并且第二区域14可以是双组分纤维10的鞘区。在某些实施方式中，鞘区围绕芯区。
在一个或多个实施方式中，基于双组分纤维10的总重量，第一区域12和第二区域14具有4:1至1:4的重量比。第一区域12与第二区域14的其它合适的重量比包括3.5:1至1:3.5、3:1至1:3、2.5:1至1:2.5、2:1至1:2、1.5:1至1:1.5、或约1:1的重量比。
进一步如上所述，双组分纤维10的第一区域12包含聚丙烯。第一区域12的聚丙烯可具有至少150℃、至少160℃、至少170℃、至少180℃、至少190℃、或至少200℃的熔融温度。此外，聚丙烯可以具有如通过ASTM D1238在230℃和2.16kg下测定的为10g/10min.至100g/10min.、15g/10min.至75g/10min.、20g/10min.至50g/10min.，或22g/10min.至28g/10min.的熔体流动速率(Melt Flow Rate、MFR)。
根据实施方式，第一区域12中存在的聚丙烯是丙烯均聚物。
在一个或多个实施方式中，基于第一区域12的总重量，双组分纤维10的第一区域12包含至少75重量％的聚丙烯。在其它实施方式中，基于第一区域12的总重量，双组分纤维10的第一区域12包含至少80重量％、至少85重量％、或至少90重量％的聚丙烯。在一个实施方式中，双组分纤维10的第一区域12中存在的聚丙烯包括
Figure BDA0003140005560000071
其可购自中国嘉兴的浙江卫星石化股份有限公司(Zhejiang Satellite Petrochemical Co.Ltd.(Jiaxing、China))。
仍然参考图1，在另外的实施方式中，基于第二区域14的总重量，双组分纤维10的第二区域14包含60重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物。在其它实施方式中，基于第二区域14的总重量，双组分纤维10的第二区域14包含62重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、64重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、66重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、68重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、70重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、75重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、80重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、85重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、90重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物、或95重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物。
在一个或多个实施方式中，第二区域14中存在的基于乙烯的聚合物包括本领域已知的任何先前描述的聚乙烯。这些基于乙烯的聚合物包括例如LDPE、LLDPE、单点催化的LLDPE、MDPE和HDPE。在某些实施方式中，第二区域14中存在的基于乙烯的聚合物包括HDPE。
在某些实施方式中，第二区域14中的基于乙烯的聚合物具有而0.920g/cm3至0.970g/cm3的密度。第二区域14中的基于乙烯的聚合物的其它合适的密度范围包括从0.925g/cm3至0.965g/cm3、0.930g/cm3至0.960g/cm3、0.935g/cm3至0.955g/cm3、0.940g/cm3至0.955g/cm3、或0.945g/cm3至0.955g/cm3的密度。
在一个或多个实施方式中，第二区域14中的基于乙烯的聚合物具有如通过ASTMD1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至150g/10min.的熔融指数(I2)。第二区域14中的基于乙烯的聚合物的其它合适的熔融指数(I2)范围包括如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为1.0g/10min.至125g/10min.、5.0g/10min.至100g/10min.、10g/10min.至75g/10min.、10g/10min.至50g/10min.、15g/10min.至25g/10min.、或15g/10min.至20g/10min.的熔融指数(I2)。
在实施方式中，第二区域14中的基于乙烯的聚合物具有为至少100℃、至少110℃、至少120℃、或至少125℃的熔融温度。
在一个实施方式中，第一组成的基于乙烯的聚合物是乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步是乙烯/α-烯烃共聚物。α-烯烃可具有少于或等于20个碳原子。例如，α-烯烃共聚单体可具有3至10个碳原子或3至8个碳原子。示例性α-烯烃共聚单体包括(但不限于)丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯。一种或多种α-烯烃共聚单体可以，例如，选自由以下组成的组：丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯；或在替代性方案中，选自由以下组成的组：1-丁烯、1-己烯和1-辛烯，并且进一步地1-己烯和1-辛烯。
在一个实施方式中，双组分纤维10的第二区域14中存在的基于乙烯的聚合物包括DOWTMHDPE 17450N，其可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company(Midland、Michigan))商购获得。
在实施方式中，基于第二区域14的总重量，双组分纤维10的第二区域14包含1重量％至40重量％的乙烯酸共聚物。在其它实施方式中，基于第二区域14的总重量，双组分纤维10的第二区域14包含1重量％至38重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至36重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至34重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至32重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至30重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至25重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至20重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至15重量％的乙烯酸共聚物、1重量％至10重量％的乙烯酸共聚物、或1重量％至5重量％的乙烯酸共聚物。
在一个或多个实施方式中，乙烯酸共聚物包括乙烯单体和不饱和二羧酸共聚单体的聚合产物。根据一些实施方式，基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物包含60重量％至99重量％的乙烯单体。在其它实施方式中，基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物包含65重量％至99重量％的乙烯单体、70重量％至99重量％的乙烯单体、75重量％至99重量％的乙烯单体、80重量％至99重量％的乙烯单体、85重量％至99重量％的乙烯单体、或90重量％至99重量％的乙烯单体。
在一个或多个实施方式中，基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物包含1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体。在某些实施方式中，基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，乙烯酸共聚物包含1重量％至35重量％的不饱和二羧酸、1重量％至30重量％的不饱和二羧酸、1重量％至25重量％的不饱和二羧酸、1重量％至20重量％的不饱和二羧酸、1重量％至15重量％的不饱和二羧酸、或1重量％至10重量％的不饱和二羧酸。
在实施方式中，乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至500g/10min.的熔融指数(I2)。在其它实施方式中，乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为1.0g/10min.至450g/10min.、2.0g/10min.至400g/10min.、5.0g/10min.至350g/10min.、7.5g/10min.至300g/10min.、10g/10min.至250g/10min.、12.5g/10min.至200g/10min.、15g/10min.至150g/10min.、17.5g/10min.至100g/10min.、20g/10min.至50g/10min.、20g/10min.至40g/10min.、20g/10min.至30g/10min.、或22g/10min.至28g/10min.的熔融指数(I2)。
根据一些实施方式，乙烯酸共聚物具有大于或等于0.920g/cm3的密度。乙烯酸共聚物的其它合适的密度包括大于或等于0.925g/cm3、0.930g/cm3、0.935g/cm3、或0.940g/cm3的密度。在其它实施方式中，乙烯酸共聚物具有为0.920g/cm3至0.960g/cm3的密度。乙烯酸共聚物的其它合适的密度范围包括0.925g/cm3至0.955g/cm3、0.930g/cm3至0.950g/cm3、或0.935g/cm3至0.945g/cm3的密度。
不饱和二羧酸共聚单体可包括马来酸单乙酯、马来酸酐单丙酯、马来酸酐单乙酯、马来酸酐单丁酯、衣康酸、富马酸、富马酸单酯、或它们的组合；这些酸的C1-C4烷基半酯，以及这些酸的酸酐(包括马来酸酐、马来酸酐单甲酯、马来酸酐单乙酯和衣康酸酐)。这些单体的羧酸或酸酐单元能够经金属离子中和，正如单羧酸羧酸单元，但如所指示，不饱和二羧酸单体的中和可在其性质和对聚合物性质(包括熔融行为)的影响方面不同。不饱和二羧酸可脱水以在聚合物内形成链内酸酐单元(即，在链内形成，而不是形成交联链间酸酐单元)。
各种商业实施方式被认为适用于乙烯酸共聚物。在一个实施方式中，乙烯酸共聚物可以是
Figure BDA0003140005560000101
M603，其可从特拉华州威尔明顿的DuPontTM公司(DuPontTMCo.(Wilmington、Delaware))商购获得。
乙烯酸共聚物可通过标准自由基共聚方法、使用高压、以连续方式操作来制备。将单体以与单体活性和所需掺入量有关的比例进料到反应混合物中。以此方式，实现单体单元沿链均匀、近乎随机的分布。未反应的单体可回收。关于制备乙烯酸共聚物的额外信息可见于美国专利第3,264,272号和美国专利第4,766,174号中，所述专利中的每一个在此通过全文引用并入。第二区域14的共混物可通过本领域技术人员已知的任何方式产生。
双组分纤维10的第一区域12和第二区域14可以通过本领域公知的方法制备。一种此类合适的生产方法包括熔融纺丝方法。在该过程中，第一区域12和第二区域14中的每一者被单独进料到挤出机中。一旦被挤出，产品就被纺丝、冷却和卷取以生产连续长丝。然后，连续长丝被拉伸、上油、卷曲和冷却以生产结合到气流成网基材中的双组分纤维10。
气流成网基材可通过本领域公知的方法制备。在实施方式中，一旦生产双组分纤维10，双组分纤维10就可在热气流中与浆状物均匀混合。然后将双组分纤维10和浆状物混合物沉积到筛表面上以形成幅材。在实施方式中，然后使幅材经受温度为105℃至145℃的热空气流2秒至60秒。在其它实施方式中，然后使幅材经受温度为135℃至139℃的热空气流4秒至10秒。在将幅材暴露于热空气流之后，形成了气流成网基材。
共混物可另外包括少量添加剂，包括增塑剂、稳定剂(包括粘度稳定剂、水解稳定剂)、主抗氧化剂和助抗氧化剂、紫外光吸收剂、抗静电剂、染料、颜料或其它着色剂、无机填充剂、阻燃剂、润滑剂、增强剂(例如玻璃纤维和玻璃薄片)、发泡或起泡剂、加工助剂、助滑添加剂、防结块剂(例如二氧化硅或滑石)、脱模剂、增粘树脂，或它们中的两种或更多种的组合。例如碳酸钙等的无机填充剂也可以掺入到共混物中。
这些添加剂可以0.01重量％至40重量％、0.01重量％至25重量％、0.01重量％至15重量％、0.01重量％至10重量％、或0.01重量％至5重量％的范围内的量存在于共混物中。添加剂的掺入可通过任何已知方法来进行，如例如通过干式共混、通过挤出各种成分的混合物、通过常规母料技术等来进行。
根据实施方式，气流成网基材具有至少3.0牛顿/25毫米(N/mm)的拉伸强度。在进一步的实施方式中，气流成网基材具有至少3.1N/mm、3.2N/mm、3.3N/mm、3.4N/mm、3.5N/mm、3.6N/mm、3.7N/mm、or 3.8N/mm的拉伸强度。在其它实施方式中，气流成网基材具有3.0N/mm至5.0N/mm、3.2N/mm至4.8N/mm、3.4N/mm至4.6N/mm、3.5N/mm至4.4N/mm、3.6N/mm至4.2N/mm、3.7N/mm至4.0N/mm、或3.8N/mm至3.9N/mm的拉伸强度。
在一个或多个实施方式中，气流成网基材具有小于或等于6.0％的粉尘水平。在进一步的实施方式中，气流成网基材具有小于或等于5.8％、5.6％、5.4％、5.2％、5.0％、4.8％、4.6％、4.4％、4.2％、4.0％、3.9％、3.8％、3.7％、3.6％、3.5％、3.0％、2.5％、或2.0％的粉尘水平。
根据各种实施方式，气流成网基材可用于形成吸附制品。例如，在实施方式中，气流成网基材可与添加剂组合并结合到各种产品中以形成各种形状的吸附制品。合适的吸附制品可包括但不限于一次性尿布、女性卫生用品、床垫、失禁垫、肉/家禽垫等。
实施例
测试程序
使用ASTM D-1238用2160克重量在190℃测量熔融指数(MI)。
使用ASTM D-1238用2160克重量在230℃测量熔体流动速率(MFR)。
使用差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)测量熔点(Tm)。差示扫描量热法(DSC)在配备有RCS冷却附件和自动进样器的TA Instruments Q1000DSC上进行测量。根据ASTM D3418测量样品的熔点(Tm)。
用ASTM D-882方法在机器方向(machine direction,MD)方向上测定拉伸强度。测试了至少五个试样，并获得了代表每个膜样品的平均值和标准偏差值。将25mm的膜试样放置在能够具有恒定十字头速度和初始夹具分离的万能测试仪的夹具中。十字头速度是500mm/min，并且夹具分离为50mm。使用250牛顿的载荷传感器测量作为时间的函数的力。由作为时间的函数的十字头速度确定伸长率。对至少五个样品取平均以确定膜的拉伸值。
通过将四块气流成网基材切割成5cm×20cm的矩形，总重为约1.8克来测量粉尘水平百分比。然后对四块气流成网基材称重以确定它们的基重。现在参考图2，将所述多块气流成网基材22附接至容器20内的夹子，然后将容器20闭合与大气隔开。然后，通过由马达26提供动力的振荡器24以五赫兹(Hz)的频率振荡保持多块气流成网基材22的容器20五分钟。由所述多块气流成网基材产生的粉尘落到位于容器20下方的底座28上。在五分钟后，再次称重所述四块气流成网基材以确定它们的最终重量。然后使用等式粉尘水平百分比＝1-(W2/W1)确定粉尘水平，其中W1是基重并且W2是最终重量。
使用由新泽西州西柏林的Thwing-Albert仪器公司(Thwing-Albert InstrumentCompany(West Berlin,NJ))制造的Hand-O-Meter 211测量刚度。根据ASTM D6828-02(2015)测量样品的刚度，其中槽宽设置为1/4英寸。
提供以下实施例以说明各种实施方式，但并不意图限制权利要求书的范围。除非另外指示，否则所有份数和百分比都按重量计。下文关于各种工作实施例、比较实施例和在工作和比较实施例中使用的物质提供近似特性、特征、参数等。此外，对实施例中所使用的原材料的描述如下：
对比和实验气流成网基材的芯/鞘双组分纤维是通过熔融纺丝方法制造的。因此，将芯组合物和鞘组合物进料到单独的挤出机中。然后将组合物纺丝、冷却并卷起以生产连续长丝。然后，对长丝进行二次拉伸、上油、冷却和切割，以生产长度为6mm的双组分纤维。然后通过将绒毛浆和双组分纤维引入气流中来制造气流成网基材。将绒毛浆和双组分纤维均匀混合并沉积到筛表面上以形成幅材。最后，使幅材经受热空气流五秒钟以粘合绒毛浆和双组分纤维以形成气流成网基材。
比较例1(“C1”)是73重量％的绒毛浆和27重量％的双组分纤维的共混物的气流成网基材，基重为45gsm。双组分纤维包括重量比为1:1的第一区域(即，芯区)和第二区域(即，鞘区)。第一区域包含聚丙烯并且第二区域包含HDPE。用于形成芯区C1的聚丙烯是
Figure BDA0003140005560000141
其可自中国嘉兴的浙江卫星石化股份有限公司商购获得。聚丙烯
Figure BDA0003140005560000142
具有为25.0±2.0g/10min.的熔体流动速率，以及为160℃的差示扫描量热法(DSC)熔融温度。用于形成C1的HDPE是HDPE
Figure BDA0003140005560000143
其可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The DowChemical Company(Midland,Michigan))获得。HDPE
Figure BDA0003140005560000144
具有为17g/10min.的熔体流动指数(I2)，为0.950g/cc的密度，以及为128℃的DSC熔点。
比较例2(“C2”)是73重量％的绒毛浆和27重量％的双组分纤维的共混物的气流成网基材，基重为45gsm。双组分纤维包括重量比为1:1的第一区域(即，芯区)和第二区域(即，鞘区)。第一区域包含聚丙烯，并且第二区域包含HDPE和马来酸酐接枝(maleic anhydridegrafted,MAH)聚合物的共混物。基于第二区域的总重量，HDPE以共混物的90重量％存在并且MAH聚合物以共混物的10重量％存在。用于形成C2的芯区的聚丙烯是
Figure BDA0003140005560000145
用于形成C2的鞘区的共混物的HDPE是HDPE
Figure BDA0003140005560000146
用于形成C2的鞘区的共混物的MAH聚合物是AMPLIFYTMGR 204，其可从伊利诺伊州诺斯布鲁克的Underwriter实验室股份有限公司(Underwriter Laboratories LLC(Northbrook,Illinois))获得。AMPLIFYTMGR 204具有为12g/10min.的熔体流动指数(I2)，为0.954g/cc的密度，以及为127℃的DSC熔点。
实验1(“E1”)是73重量％的绒毛浆和27重量％的双组分纤维的共混物的气流成网基材，基重为45gsm。双组分纤维包括重量比为1:1的第一区域(即，芯区)和第二区域(即，鞘区)。第一区域包含聚丙烯，并且第二区域包含HDPE和乙烯酸共聚物的共混物。基于第二区域的总重量，HDPE以共混物的90重量％存在并且乙烯酸共聚物以共混物的10重量％存在。用于形成E1的芯区的聚丙烯是
Figure BDA0003140005560000151
用于形成E1的鞘区的共混物的HDPE是DOWTMHDPE17450N。用于形成E1的鞘区的共混物的乙烯酸共聚物是
Figure BDA0003140005560000152
M603，其可从特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DuPont Co.(Wilmington、Delaware))商购获得。
Figure BDA0003140005560000153
M603具有为25g/10min.的熔体流动指数(I2)，为0.940g/cc的密度，以及为108℃的DSC熔点。
实施例1–在137℃下粘合的气流成网基材的特性
各种气流成网基材的拉伸强度、粉尘水平和刚性数据在表1和表2中示出。如表1中所汇总的结果包括源自C1、C2和E1的数据，它们的组成如前所述。将这些样品暴露于137℃的热气流温度，该热气流温度可提供足够的粘合强度，与此同时防止气流成网基材变脆。
表1：气流成网基材在137℃粘合时的特性
样品 拉伸强度(MD) 粉尘水平 刚性
C1 3.3N/25mm 11.15％ 21.1mN
C2 2.9N/25mm 6.62％ 31.4mN
E1 3.8N/25mm 2.53％ 24.5mN
相比之下，当与C1和C2相比时，E1的含有乙烯酸共聚物的气流成网基材显示出提高的拉伸强度和粉尘水平。增加的拉伸强度和降低的粉尘水平的特性表明了浆状物与双组分纤维之间提高的粘合性。虽然E1显示的刚度介于C1和C2的测量值之间，但是E1的刚性仍然适合于消费者的需求。如与含MAH的C2相比，E1中增加的粘合性的益处超过了降低的刚性的权衡。因此，该数据表明，当与含有更典型的组合物的气流成网基材相比时，如本公开中先前所述的含有乙烯酸共聚物的气流成网基材显示出提高的粘合性。
实施例2–在139℃下粘合的气流成网基材的特性
如表2中所汇总的结果包括源自C1、C2和E1的数据，它们的组成如前所述。将这些样品暴露于139℃的热气流温度，139℃几乎是这些气流成网基材可暴露于的最大热气流温度，因为高于139℃的温度可能导致气流成网基材变脆。
表2：气流成网基材在139℃粘合时的特性
样品 拉伸强度 粉尘水平 刚性
C1 3.3N/25mm 10.93％ 29.8mN
C2 3.1N/25mm 3.63％ 34.8mN
E1 3.9N/25mm 1.73％ 33.1mN
同样，当与C1和C2相比时，E1的含有乙烯酸共聚物的气流成网基材显示出增加的拉伸强度和降低的粉尘水平，这表明了浆状物与双组分纤维之间提高的粘合性。虽然E1显示出的刚性低于C2的测量刚性，但是E1的刚性仍然适合于消费者的需求。因此，E1表明与当与C1和C2相比时实现了所有特性的优异平衡。
总体而言，当与传统的气流成网基材相比时，本公开中所述的包括含有基于乙烯的聚合物和乙烯酸共聚物的共混物的第二区域的气流成网基材显示出提高的粘合性。通过实验气流成网基材E1实现的低粉尘水平尤其注意到了此类特征。
根据本公开的第一方面，公开了一种气流成网基材，所述气流成网基材包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维。第一区域包含聚丙烯。第二区域包含基于乙烯的聚合物，所述基于乙烯的聚合物具有为0.920g/cm3至0.970g/cm3的密度和如通过ASTMD1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至150g/10min.的熔融指数(I2)；和乙烯酸共聚物，基于乙烯酸共聚物中单体的总重量，所述乙烯酸共聚物包含基60重量％至99重量％的乙烯单体和1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体的聚合反应产物，所述乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至500g/10min.的熔融指数(I2)。
本公开的第二方面可包括第一方面，其中基于气流成网基材的总重量，气流成网基材包含至少50重量％的浆状物，优选至少70重量％的浆状物。
本公开的第三方面可包括第一方面或第二方面，其中所述浆状物结合至双组分纤维。
本公开的第四方面可包括第一至第三方面中的任一方面，其中所述浆状物包含纤维素纤维。
本公开的第五方面可包括第一至第四方面中的任一方面，其中所述第一区是所述双组分纤维的芯区，所述第二区是所述双组分纤维的鞘区，并且所述鞘区包围所述芯区。
本公开的第六方面可包括第一至第五方面中的任一方面，其中基于所述双组分纤维的总重量，所述第一区域和所述第二区域的重量比为4:1至1:4。
本公开的第七方面可以包括第一至第六方面中的任一方面，其中基于所述第一区域的总重量，所述第一区域包含至少75重量％的聚丙烯。
本公开的第八方面可包括第一至第七方面中的任一方面，其中所述第一区域的聚丙烯具有为至少150℃的熔融温度和如通过ASTM D1238在230℃和2.16kg下测定的为10g/10min.至100g/10min.的熔体流动速率(MFR)。
本公开的第九方面可包括第一至第八方面中的任一方面，其中所述第二区域包含基于所述第二区域的总重量60重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物，优选地80重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物；以及基于所述第二区域的总重量1重量％至40重量％的乙烯酸共聚物，优选地1重量％至20重量％的乙烯酸共聚物。
本公开的第十方面可包括第一至第九方面中的任一方面，其中所述第二区域中的所述基于乙烯的聚合物具有0.930g/cm3至0.960g/cm3的密度和如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为10g/10min.至50g/10min.的熔融指数(I2)。
本公开的第十一方面可包括第一至第十方面中的任一方面，其中所述乙烯酸共聚物包含基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，85重量％至99重量％的乙烯单体；以及基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，1重量％至15重量％不饱和二羧酸共聚单体。
本公开的第十二方面可包括第一至第十一方面中的任一方面，其中所述第二区域中的所述乙烯酸共聚物具有大于或等于0.930g/cm3的密度。
本公开的第十三方面可包括第一至第十二方面中的任一方面，其中所述第二区域中的所述乙烯酸共聚物具有为0.935g/cm3至0.945g/cm3的密度和如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为22g/10min.至28g/10min.的熔融指数(I2)。
本公开的第十四方面可包括第一至第十三方面中的任一方面，其中所述乙烯酸共聚物的所述不饱和二羧酸共聚单体包括马来酸单乙酯、马来酸酐、马来酸酐单甲酯、马来酸酐单丙酯、马来酸酐单丁酯、衣康酸、富马酸、富马酸单酯，或它们的组合。
本公开的第十五方面可包括一种吸附制品，所述吸附制品包括根据第一至第十四方面中任一方面所述的气流成网基材。
显然，在不脱离所附权利要求书中所限定的本公开范围的情况下，可以进行修改和变化。更具体地说，尽管本公开的一些方面本文被确定为优选的或特别有利的，但是可以设想，本公开不必限于这些方面。

Claims (15)

1.一种气流成网基材，所述气流成网基材包括至少一种具有第一区域和第二区域的双组分纤维，其中：
所述第一区域包含聚丙烯；并且
所述第二区域包含以下物质的共混物：
基于乙烯的聚合物，所述基于乙烯的聚合物具有为0.920g/cm3至0.970g/cm3的密度和如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至150g/10min.的熔融指数(I2)；以及
乙烯酸共聚物，基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，所述乙烯酸共聚物包含60重量％至99重量％的乙烯单体和1重量％至40重量％的不饱和二羧酸共聚单体，所述乙烯酸共聚物具有如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为0.5g/10min.至500g/10min.的熔融指数(I2)。
2.根据权利要求1所述的气流成网基材，其中基于所述气流成网基材的总重量，所述气流成网基材包含至少50重量％的浆状物，优选地至少70重量％的浆状物。
3.根据权利要求2所述的气流成网基材，其中所述浆状物粘合至所述双组分纤维。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的气流成网基材，其中所述浆状物包含纤维素纤维。
5.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第一区域是所述双组分纤维的芯区，所述第二区域是所述双组分纤维的鞘区，并且所述鞘区包围所述芯区。
6.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中基于所述双组分纤维的总重量，所述第一区域和所述第二区域的重量比为4:1至1:4。
7.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中基于所述第一区域的总重量，所述第一区域包含至少75重量％的所述聚丙烯。
8.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第一区域的所述聚丙烯具有为至少150℃的熔融温度和如通过ASTM D1238在230℃和2.16kg下测定的为10g/10min.至100g/10min.的熔体流动速率(MFR)。
9.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第二区域包含：
基于所述第二区域的总重量，60重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物，优选地80重量％至99重量％的基于乙烯的聚合物；以及
基于所述第二区域的总重量，1重量％至40重量％的乙烯酸共聚物，优选地1重量％至20重量％的乙烯酸共聚物。
10.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第二区域中的所述基于乙烯的聚合物具有为0.930g/cm3至0.960g/cm3的密度和如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为10g/10min.至50g/10min.的熔融指数(I2)。
11.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述乙烯酸共聚物包含：
基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，85重量％至99重量％的乙烯单体；和
基于所述乙烯酸共聚物中单体的总重量，1重量％至15重量％的不饱和二羧酸共聚单体。
12.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第二区域中的所述乙烯酸共聚物具有大于或等于0.930g/cm3的密度。
13.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述第二区域中的所述乙烯酸共聚物具有为0.935g/cm3至0.945g/cm3的密度和如通过ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定的为22g/10min.至28g/10min.的熔融指数(I2)。
14.根据任一前述权利要求所述的气流成网基材，其中所述乙烯酸共聚物的所述不饱和二羧酸共聚单体包括马来酸单乙酯、马来酸酐、马来酸酐单甲酯、马来酸酐单丙酯、马来酸酐单丁酯、衣康酸、富马酸、富马酸单酯，或它们的组合。
15.一种吸附制品，所述吸附制品包含根据前述权利要求中任一项所述的气流成网基材。
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