CN1228735A - 包含非织造布及薄膜的复合片材 - Google Patents
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Abstract
一种复合层合片材,包含热塑性结晶薄膜与含热塑性共轭纤维的非织造布,所述热塑性共轭纤维包含低熔点组分和高熔点组分,其中该低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;热塑性结晶薄膜与共轭纤维的低熔点组分间的熔点差不大于30℃;而且,对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于薄膜按DSC鉴定的吸热峰熔融起点与熔融终点之间。按照本发明,提供了一种复合片材,其中,非织造布与薄膜之间可不需要粘合剂而进行粘合,其外观极好,且非织造布与薄膜之间粘合强度高。因此,本发明的复合片材可用作诸如纸尿布或卫生巾之类的防水片材。
Description
技术领域
本发明涉及包含薄膜与一种柔软、手感优异的非织造布的复合片材(以下,将简称为层合非织造布片材)。更具体地说,本发明涉及非织造布与薄膜组合构成的层合非织造布片材,它可用作纸尿布、卫生巾之类的防水衬底(不透水衬底)。
技术背景
迄今为止,一直使用包含热塑性树脂的薄膜作为纸尿布、卫生巾之类的防水衬底。然而,在用热塑性树脂薄膜作为上述防水衬底的情况下,存在一些问题。换句话说,此种防水衬底给使用者的皮肤一种冰凉的触觉;因其闪光,看上去不似织物,给人的感觉不像高品质产品;而且手感也不好。为了解决上述种种问题,也就是为提供给人高质量的织物样外观、柔软而温暖的手感,就利用热熔树脂之类将各种各样的非织造布层合到塑料薄膜上。为了用热熔树脂将非织造布层合上去,就需要涂布热熔树脂的设备,以及不致使薄膜和非织造布受到热损伤的包含低温熔融树脂的热熔型粘合剂,因而增加了产品重量和成本。而且,需要进行大面积粘合才能保证薄膜与非织造布之间粘得牢靠,因此,难以做到热熔树脂粘合剂涂布得均匀又不显眼。
本发明的目的是解决上述种种问题,提供一种包含非织造布与薄膜的复合片材(层合非织造布片材),它适合用作诸如纸尿布或卫生巾的防水片材,其中不需要使用诸如热熔型粘合剂之类的特殊粘合剂就可将薄膜与非织造布粘合在一起,以便获得整洁的外观,同时非织造布与薄膜粘合起来容易且粘得牢靠。
发明公开
本发明的层合非织造布片材是包含热塑性结晶薄膜与含热塑性共轭纤维的非织造布的复合片材,其中热塑性共轭纤维包含一种低熔点组分和一种高熔点组分,且该低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分间的熔点差不大于30℃;而且,对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于薄膜按DSC鉴定的吸热峰的熔融起点与熔融终点之间。
在本发明的层合非织造布片材中优选的是,按DSC鉴定的整个共轭纤维的热塑性共轭纤维吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准,分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰,而且,对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,介于热塑性结晶薄膜按DSC鉴定的吸热曲线的熔融起点与熔融终点之间。
在本发明的层合非织遣布片材中还优选的是,热塑性结晶薄膜具有透气性,并且是选自线型低密度聚乙烯薄膜及聚丙烯薄膜的薄膜。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,热塑性结晶薄膜的材料与热塑性共轭纤维低熔点组分的材料由同一类材料构成,且热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分之间的熔点差不大于5℃。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,热塑性共轭纤维低熔点组分的熔点低于热塑性结晶薄膜的熔点。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,热塑性共轭纤维低熔点组分是选自线型低密度聚乙烯、烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物中的至少一种。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,所述烯烃二元共聚物是包含85~99%(重量)丙烯与1~15%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,所述烯烃二元共聚物是包含50~99%(重量)丙烯与1~50%(重量)1-丁烯的丁烯-丙烯共聚物。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,所述烯烃二元共聚物是包含73~99%(重量)乙烯与1~27%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,所述烯烃三元共聚物是包含84~97%(重量)丙烯与1~15%(重量)1-丁烯以及1~10%(重量)乙烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,热塑性结晶薄膜与非织造布用热粘合法层合起来。
在本发明的层合非织造布片材中还优选的是,构成该非织造布的热塑性共轭纤维是包括长丝的热塑性共轭纤维。
附图简述
图1是表示本发明热塑性共轭纤维的一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图2是表示本发明热塑性共轭纤维的另一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图3是表示本发明热塑性共轭纤维的又一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图4是表示本发明热塑性共轭纤维的又一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图5是表示本发明热塑性共轭纤维的又一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图6是表示本发明热塑性共轭纤维的又一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
图7是表示本发明热塑性共轭纤维的又一种实施方案的DSC分析吸热峰曲线。
发明最佳实施模式
作为本发明所使用的热塑性结晶薄膜,可采用熟知的热塑性结晶薄膜。这类热塑性结晶薄膜的例子包括:线型低密度聚乙烯薄膜、高密度聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等。这些热塑性结晶薄膜是最常见的,而且易于以低价格获得,然而,所述热塑性结晶薄膜不仅仅局限于所举出的这些。可使用多层膜,不过,从成本的观点,使用单层膜是有利的。之所以选用结晶薄膜而不用其他热塑性薄膜的理由是:结晶薄膜强度比较高,而且热粘合期间很少损伤(很少产生针孔)。
这些薄膜的厚度可根据各自不同用途决定。特别是,优选该厚度在10~40微米范围。然而,厚度不局限于上述范围。另外,还优选这些薄膜为双轴向拉伸的,然而,未取向的薄膜也可以使用。
另外,当薄膜是用于与人体接触的用途时,如用作纸尿布或卫生巾之类的防水片材的用途,优选该薄膜具有透气性。这里所说的透气性,是指一种状态,其中在按JIS K7129规定的条件-测定温度32℃及相对湿度50%RH-之下,在维持水压阻力不小于2000mm水柱的情况下,水蒸气渗透率不小于1500g/m2.24h。此种薄膜有商品供应。市售薄膜的例子包括“ESPOIR”(线型低密度聚乙烯薄膜,MitsuiToatsu化学公司出品)。
因此,在薄膜用作纸尿布或卫生巾之类的防水片材(防水衬底)的情况下,那些依靠大到可透过液态水的大孔的存在以获得透气性的薄膜,不优选用作防水衬底。
包含本发明热塑性共轭纤维的非织造布的例子可包括:包含用梳理方法制成的共轭纤维(短纤维)的非织造布、包含用气流铺网法制成的共轭纤维(短纤维)的非织造布、包含用造纸用湿法制成的共轭纤维(短纤维)的非织造布及包含用熔喷法制造的共轭纤维(短纤维)的非织造布;以及包含用纺粘法制成的共轭纤维(长丝,更确切地说,连续长丝)的非织造布。特别是,优选使用包含长丝的非织造布,因为,它强度高且很少起毛。尤其优选用纺粘法制成的非织造布,因为,不需要对纤维施涂纺丝油剂就能制得非织造布,从纺丝板纺出的熔融纺丝束固化后不再进行拉伸步骤,而且,与采用包括拉伸步骤的方法制得的短纤维相比,长丝中发生结晶取向的可能较少,因此,这样的长丝容易粘合到热塑性结晶薄膜上。再者,之所以优选纺粘法,还因为其成本合理。
作为本发明非织造布的热塑性共轭纤维,必须选用那些低熔点组分与高熔点组分间熔点差不小于10℃的热塑性共轭纤维。在共轭纤维的低熔点组分与高熔点组分间熔点差小于10℃的情况下,作为共轭纤维强度的主要提供者的高熔点组分,在与薄膜进行热粘合期间会受到伤害或出现物理性能的劣化等等。结果,复合片材的手感将趋于硬化,非织造布的蓬松度趋于降低。
按DSC(差示扫描量热法)分析,整个共轭纤维的吸热峰曲线随共轭纤维的低熔点组分与高熔点组分的组合或类型而有所不同。典型的吸热峰曲线示于图1~图7。其中,各代号的意义如下。代号“a”是指共轭纤维低熔点组分的吸热峰;“a1”是指当共轭纤维的低熔点组分中包含两种成分的混合物时,其中熔点较低成分的吸热峰;“a2”是指当共轭纤维的低熔点组分中包含两种成分的混合物时,其中熔点较高成分的吸热峰;“b”是指共轭纤维的高熔点组分的吸热峰;数字1是指熔融起点;2是指,对应于按DSC分析的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度;3是指,对应于按DSC分析的共轭纤维的低熔点组分吸热峰(“a”或“a1”+“a2”)中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度;4是指低熔点组分的熔点;4’是指当共轭纤维的低熔点组分中包含两种成分的混合物时,其中熔点较低成分的熔点;4”是指当共轭纤维的低熔点组分中包含两种成分的混合物时,其中熔点较高成分的熔点;5、5’、5”分别指吸热峰的极小点;6是指高熔点组分的熔点;7是指熔融终点(换句话说是,熔融或相变结束的一点);最后,8是指吸热峰曲线的基线。在图1~图7中,竖轴表示热流(热通量)(一般地,其单位是mW或毫瓦),对应于吸热的能量;横轴表示温度(一般地,其单位是℃)。
图1是表示一种热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析吸热峰曲线,其中整个共轭纤维的DSC分析吸热峰,以吸热峰曲线的基线8为基准分裂为:低熔点组分的吸热峰“a”及高熔点组分的吸热峰“b”。这里所说的吸热峰曲线的基线是指,DSC中的样品未发生(相)转变或反应的这段温度范围的DSC曲线。当该温度范围很窄时,基线有时可看作是一条直线。再有,所谓“以吸热峰曲线的基线8为基准分裂为低熔点组分的吸热峰“a”及高熔点组分的吸热峰“b””是指,吸热峰曲线的吸热峰极小点5与基线8相接触,以致低熔点组分吸热峰“a”与高熔点组分吸热峰“b”表现为两个或更多个完全分开的和截然不同的峰。譬如正像从图4等(详见下文)中看到的,吸热峰极小点5’与吸热峰曲线的基线8不相接触的情况,尽管低熔点组分的吸热峰“a”与高熔点组分的吸热峰“b”表现为两个或更多个由例如4和6所代表的峰值,仍不属于如下一类:“一种热塑性共轭纤维,其中,按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰,以吸热峰曲线基线8为基准分裂为低熔点组分吸热峰“a”及高熔点组分吸热峰“b”。图4~图7所示共轭纤维,虽不包括在这一类中,即其共轭纤维的吸热峰曲线未分裂为两个峰,但也可优选地用于本发明。然而,“按DSC鉴定的吸热峰,以吸热峰曲线基线8为基准分裂为低熔点组分吸热峰“a”及高熔点组分吸热峰“b””的纤维,则是更为优选使用的,因为,薄膜与非织造布的热粘合,可以在较少可能发生诸如高熔点组分取向松弛之类热损伤的温度范围内实施。
图2是表示另一种热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析吸热峰曲线,其中整个共轭纤维的吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰。从图2可清楚地看出,在共轭纤维的低熔点组分包含两种共聚物成分的情况下,在吸热峰曲线中有一个峰出现两个峰值。就是说,低熔点组分中的熔点较低成分的吸热峰a1具有峰值4’,而低熔点组分中的熔点较高成分的吸热峰a2显示峰值4”。在共轭纤维低熔点组分包含两种以上聚合物的混合物情况下,一个峰有时可出现三次或更多次峰值(未表示)。在任何情况下,吸热峰曲线中吸热峰的极小点5都与吸热峰曲线的基线8相接触。可见,吸热峰出现了两次:一次,由a1,a2,...an代表,它们是低熔点组分的吸热峰值(an代表第n种低熔点成分在DSC曲线上出现的第n个峰值,对应于第n种成分的熔点,其中n是正整数);另一次,由“b”代表,它是高熔点组分的吸热峰。因此,这种情况也属于“按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰,以吸热峰曲线的基线8为基准,分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰”的优选热塑性共轭纤维实施例之一。
图3是表示又一种热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析吸热峰曲线,其中整个共轭纤维的DSC分析吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰。图3的吸热峰曲线稍许不同于图2曲线的差别在于:例如,在共轭纤维低熔点组分包含两种聚合物的混合物情况下,低熔点组分中的熔点较低成分的吸热峰“a1”与该低熔点组分中的熔点较高成分的吸热峰“a2”,不是像图2那样呈双峰值(如4’及4”所示)形式,而是表现为如图3的4’所示的台肩状点(shoulder-shaped point)形式的一种峰。这可能发生在A1与B1的熔点彼此靠得较近的情况。这里所说的A1及B1代表构成混合低熔点组分的两种成分。当低熔点组分是包含两种以上聚合物的混合物时,将出现两个或更多个台肩状点(未给出)。在任何情况下,该吸热峰曲线的吸热峰极小点5都与基线8相接触。可见,吸热峰是出现了两次:一次,由a1,a2,...an代表,它们是低熔点组分的吸热峰值(an代表第n种低熔点成分在DSC曲线上出现的第n个峰值,对应于第n种成分的熔点,其中n是正整数);另一次,由“b”代表,它是高熔点组分的吸热峰。因此,这种情况也包括在所述“按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰,以吸热峰曲线的基线8为基准分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰”的优选热塑性共轭纤维实施例之一当中。
在DSC分析吸热峰曲线上出现两个或更多个台肩状点的情况,如同图2及图3所示,就是说,在低熔点组分包含两种或更多种聚合物的混合物的情况下,本发明低熔点组分的熔点指的是,上述两种或更多种热塑性聚合物当中熔点最高的那种成分的熔点。在图2或图3中,由峰值4”所代表的位置的温度被定义为共轭纤维低熔点组分的熔点。
下一个,图4是表示又一种热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析吸热峰曲线,其中按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰没有完全分裂为,以吸热峰曲线的基线为基准的低熔点组分吸热峰与高熔点组分吸热峰。(以下,为简单计,将称之为“非分裂型吸热峰”。)在这种类型的共轭纤维吸热峰曲线中,不同于图1所示吸热峰曲线,该低熔点组分的吸热峰“a”与高熔点组分的吸热峰“b”,呈现两个或更多个由4及6所代表的峰值,然而,其吸热峰曲线的极小点5’不与吸热峰基线8相接触。
下一个,图5是表示另一种非分裂型吸热峰的热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析共轭纤维吸热峰曲线。在共轭纤维低熔点组分包含两种聚合物的混合物的情况下,吸热峰曲线上出现两次峰值。就是说,低熔点组分中熔点较低成分的吸热峰a1呈现峰值4’,而低熔点组分中熔点较高成分的吸热峰a2呈现峰值4”。在涉及图2时已谈到,在共轭纤维低熔点组分包含两种以上成分的混合物的情况下,一个峰可能出现三次或更多次峰值(未给出)。
图6是表示又一种非分裂型吸热峰的热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析共轭纤维吸热峰曲线。在这种情况下,低熔点组分“a”的熔点4不是以一个峰值的形式出现,而是表现为一个台肩状点。高熔点组分“b”的吸热峰熔点是由6代表的温度。此种式样的吸热峰曲线往往出现在低熔点组分和高熔点组分的熔点,与图1或图4所示的情况相比,更接近的时候。
图7是表示又一种非分裂型吸热峰的热塑性共轭纤维实施方案的DSC分析共轭纤维吸热峰曲线。这往往出现在A1与B1的熔点靠得较近的情况。这里所说的A1及B1代表构成低熔点组分混合物的两种成分。当低熔点组分是包含两种以上聚合物的混合物时,将出现两个或更多个台肩状的点(未给出)。
在DSC分析吸热峰曲线出现两个或更多个峰或台肩状点的情况,如图5或图7所示,即在低熔点组分包含两种或更多种热塑性聚合物混合物的情况下,本发明低熔点组分的熔点指的是,在所述两种或更多种热塑性聚合物当中熔点最高成分的熔点。在图5或图7中,峰值4”对应位置的温度被定义为共轭纤维低熔点组分的熔点。
既然已将图4~图7所示吸热峰曲线称之为“非分裂型吸热峰”,下面,不妨将图1~图3所示吸热峰曲线称为“分裂型吸热峰”。在本发明中,在如图4~图7所示的非分裂型吸热峰情况下,对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度是:譬如假定阴影部分(边缘为1-2-10连线的部分)对应于吸热峰曲线与基线所包围的面积的10%,则2所代表的那点的温度即为上面定义的温度。另一方面,在如图1~图3所示的分裂型吸热峰的情况下,“对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度”指的是:譬如在图1中,假定阴影部分(边缘为1-2-10连线的部分)对应于峰“a”及“b”与基线所包围的面积的10%,则2所代表的那点的温度即为上面定义的温度;而在图2或图3中,假定阴影部分(边缘为1-2-10连线的部分)对应于峰“a1、“a2”及“b”与基线所包围的面积的10%,则2所代表的那点的温度即为上面定义的温度。另外,在图1~图3所示的分裂型吸热峰的情况下,“对应于上述共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度”则为如下所述。在图1中,例如假定以画反向阴影线表示的区域(边缘为1-3-11连线的部分)对应于仅由峰“a”与基线包围的面积的20%,其中不包括吸热峰“b”与基线所围成的面积,则3所代表的那点的温度即为上面定义的温度。另一方面,在图2或图3中,假定以画反向阴影线表示的区域(边缘为1-3-11连线的部分)对应于仅由峰“a1”、“a2”与基线8包围的面积的20%,其中不包括吸热峰“b”与基线所围成的面积,则3所代表的那点的温度即为上面定义的温度。
作为本发明所使用的共轭纤维,可使用皮芯型或并列型共轭纤维。皮芯型共轭纤维包括偏心皮芯型共轭纤维。在皮芯型共轭纤维中,低熔点组分用作皮,高熔点组分用作芯。特别是,使用偏心皮芯型共轭纤维或并列型共轭纤维,可以生产出卷曲纤维,从而优选地生产蓬松度高、手感好的非织造布。在并列型共轭纤维中,沿断面,低熔点组分对高熔点组分的比例可以是1∶1。毋庸赘言,一种组分在断面中所占比例可以比另一种组分大。低熔点组分对高熔点组分的体积比(考虑到纤维的断面时,该数值相当于面积比)一般为10∶90~90∶10。更优选,该比例是30∶70~70∶30。
作为共轭纤维的高熔点组分,可使用热塑性结晶树脂。热塑性结晶树脂的具体例子包括高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚酰胺,如尼龙6、尼龙66。在上面列举的例子当中,聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯是优选的。
作为共轭纤维的低熔点组分,优选使用线型低密度聚乙烯、烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物,或这些聚合物中的两种或更多种的混合物。还可将两种或更多种不同烯烃二元共聚物按任选的比例掺混使用。此外,还可以将两种或更多种不同烯烃三元共聚物按任选比例掺混使用。既然每种二元共聚物或三元共聚物均可单独使用,故而,每种共聚物的掺混比例将不受特定限制,可任选地决定。若用数字表示掺混比例,则:在采用两种掺混成分的情况下,0%(重量)<a%(重量)>100%(重量),b%(重量)=100%(重量)-a%(重量),其中a%(重量)表示一种成分相对于总重量的掺混比例,b%(重量)表示另一种成分相对于总重量的掺混比例;在使用三种掺混成分的情况下,每种成分的比例大于0%(重量)且小于100%(重量),条件是总重量为100%(重量),每种成分的掺混比例可任选地决定。
上述烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物的具体例子包括:包含85~99%(重量)丙烯与1~15%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物、包含50~99%(重量)丙烯与1~50%(重量)1-丁烯的丁烯-丙烯共聚物、包含73~99%(重量)乙烯与1~27%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物(更优选包含75~98%(重量)乙烯与2~25%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物)、包含84~97%(重量)丙烯、1~15%(重量)1-丁烯以及1~10%(重量)乙烯的乙烯-丁烯-丙烯共聚物。之所以优选使用上述共聚物的原因在于,这样,可表现出该共聚物所特有的柔软性,即柔软性、手感或触感之类指标极好,而且对上述线型低密度聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜之类的热粘合性能优良。另外,作为共轭纤维的低熔点组分,在与诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜相粘合的情况下,可使用聚对苯二甲酸-间苯二甲酸乙二醇酯或其他低熔点聚酯共聚物。
在任何情况下,在将热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布结合在一起的过程中,热塑性结晶薄膜及包含热塑性共轭纤维的非织造布应满足如下条件:该热塑性共轭纤维包含低熔点组分和高熔点组分,且低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;热塑性结晶薄膜与共轭纤维的低熔点组分间的熔点差不大于30℃;而且,对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于薄膜按DSC鉴定的吸热峰熔融起点与熔融终点之间。若选择的热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布的组合不满足上述条件,则热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布之间的粘合性能将会恶化。结果,就不能获得优异的复合片材。而且,倘若硬要将热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布进行热粘合,则在薄膜中将会产生针孔,或者共轭纤维会受到热损伤,从而带来某些不利的后果:如非织造布蓬松度降低、手感恶化等。
更为优选的是,作为热塑性共轭纤维与薄膜的组合,除遵守上述条件之外,还应当选择满足下列条件的组合:按DSC鉴定的整个共轭纤维的热塑性共轭纤维吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准,分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰,而且,对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,介于该热塑性结晶薄膜按DSC分析的吸热峰曲线的熔融起点与熔融终点之间。若将该条件一并考虑在内来选择所述组合,则热粘合便易于在较少可能发生诸如高熔点组分取向松弛之类的热损伤的温度条件内实施,因而,这种树脂组合是优选的。
上述共轭纤维的组合包括:低密度聚乙烯/聚丙烯(作为低熔点组分树脂的例子/高熔点组分树脂的例子加以描述,同时下文也将用该组合作为例子)、低密度聚乙烯/高密度聚乙烯、低密度和/或高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯等。除上述树脂之外,还优选使用如下组合:选自上述线型低密度聚乙烯、烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物中至少一种的低熔点组分树脂,与选自聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的高熔点组分的组合。
在用共轭短纤维制取非织造布的情况下,包含低熔点组分与高熔点组分的组合的共轭纤维,由于有商品供应,故易于获得。由纺粘法生产的共轭纤维在市场上也有供应,因此也易于获得。另外,非织造布可由采用纺丝板从共轭纤维纺成的短纤维制成,也可由熔喷法将纺出的共轭纤维直接制成非织造布。进而,非织造布还可按纺粘法之类的方法在用于制造共轭长丝的设备上,由纺出的丝束直接制造。
在本发明中,在如上所述将非织造布与薄膜热粘合时,应选择满足下列条件的热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布的组合:该热塑性共轭纤维包含低熔点组分及高熔点组分,且低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分之间的熔点差不大于30℃;且对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于薄膜按DSC鉴定的吸热峰熔融起点与熔融终点之间。除上述条件之外,更优选的是,热塑性结晶薄膜与包含热塑性共轭纤维的非织造布的组合还满足这样的条件,在此条件下,按DSC鉴定热塑性共轭纤维的整个共轭纤维的吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准,分裂为低熔点组分吸热峰及高熔点组分吸热峰,而且,对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,介于该热塑性结晶薄膜按DSC鉴定的吸热峰曲线的熔融起点与熔融终点之间。譬如,若使用包含线型低密度聚乙烯的薄膜与按纺粘法制造的聚丙烯单组分非织造布,则仅靠热粘合便无法将二者很好地粘合在一起。而倘若硬要将温度提高,以便使非织造布与薄膜粘合,则在薄膜中将产生针孔,这样,防水(不透水)性能就达不到。
再者,在本发明中,热塑性结晶薄膜的熔点与共轭纤维低熔点组分的熔点间差值不得大于30℃。若该熔点差大于30℃,则非织造布与薄膜之间的热粘合效果将会变差。而且,倘若提高温度,以使非织造布与薄膜粘合,当热塑性结晶薄膜的熔点低于非织造布共轭纤维低熔点组分的熔点时,则在薄膜中将产生大孔,或者薄膜的物理性能将因加热而显著受损。再有,在除热塑性结晶薄膜熔点高于非织造布共轭纤维低熔点组分的熔点之外而其他均与上面的情况相同的情况下,构成非织造布的共轭纤维高熔点组分的物理性能将受到较大热损伤,蓬松度将进一步降低,非织造布手感变得较为僵硬。因此,这种情况与上面提到的情况相比,不是优选的。
在本发明中,优选那些其热塑性结晶薄膜与热塑性共轭纤维低熔点组分系由同一类材料制成,且热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分间熔点差不大于5℃的薄膜-非织造布组合,这样,可获得更出色的粘合效果和更高的粘合强度。这里所说的“同一类”是指,按照较广义的聚合物分类原则,属于同一系列的聚合物。换句话说,即指“同系物”。具体例子包括,如一种聚烯烃与另一种聚烯烃的组合,譬如聚乙烯与乙烯-丙烯共聚物的组合之类;一种聚酯与另一种聚酯的组合;一种聚酰胺与另一种聚酰胺的组合等等。
在本发明中,优选的薄膜与非织造布的组合中使用的非织造布所含短纤维和/或长丝,包含含有低熔点组分和高熔点组分的共轭纤维,而该非织造布的低熔点组分可在不引起薄膜热损伤的温度发生软化并实现粘合。因此,除了上面提到的条件之外,还满足热塑性共轭纤维低熔点组分的熔点低于热塑性结晶薄膜熔点的薄膜-非织造布组合,则是更为优选的。
这类薄膜与非织造布的热粘合方法包括:采用热花纹辊筒的方法、超声波焊接法、采用热风干燥器的方法以及采用远红外辐射加热器的方法等。再有,不一定要求非织造布是预制的。纤维在被制成非织造布的步骤中就可(将纤维)粘合到薄膜上。例如,可将薄膜铺在未粘合梳理纤网上,然后,利用热花纹辊筒将薄膜与纤网粘合起来。再有,在采用热花纹辊筒进行热粘合的情况下,必要时,热粘合可按如下方式实施:让热花纹辊筒与非织造布一面接触,而让未加热或冷却的光面辊筒或橡胶辊筒与薄膜一面相接触。
可将非织造布层合到薄膜的一侧面上或者层合到薄膜的全部两个侧面上。可根据用途或应用户的要求采取适当的层合组合。用于层合的非织造布的单位重量(每平米重量)不受特定限制,应根据用途确定适当的单位重量。非织造布的单位重量一般在5~50g/m2范围。用于诸如纸尿布或卫生巾的防水衬底时,优选的单位重量在10~30g/m2范围。
至于诸如纸尿布及卫生巾之类的吸收制品,这类制品通常包括可透液的面层片材、不透液的底层片材以及位于底层片材与面层片材之间的吸收芯,该吸收芯包含吸水树脂颗粒及亲水纤维材料。有关这类吸收制品,可详见美国专利3,670,731和美国专利4,654,039。
不透液底层片材即指该防水衬底。本发明层合非织造布片材适合作吸收制品的防水衬底。
下面,将结合实例及对比例进一步说明本发明,然而本发明不局限于这些例子。
DSC及剥离强度分别采用如下方法测定。
(DSC):优选的是,将采集的样品物料中那些热历史(thermalhistory)明显偏高的部分,如热粘合的部分之类剔除,然后再进行测定。升温速率为每分钟10℃。样品的重量为约4mg。称量准确到0.01mg的水平。这里所使用的样品容器为铝制的。容器的铝应具有均匀的厚度及99.9~99.99%的纯度。为了促进热传导,将样品在容器中心铺成薄层,并以规定的压力压缩到容器的底部,以便驱除存在于样品与容器底表面之间的空气。作为氛围气体,采用氮气,并除掉氧气或水分。按本发明的测定温度是样品本身的温度,换句话说,不需要进行如将样品预先熔融之类的特别热处理。为求得吸热峰面积对应的温度所采用的测量条件可参照JIS K7122的规定,即用复印机将吸热峰曲线复制下来,沿轮廓裁下,然后称重,或者在分析屏幕上进行测量。
(剥离强度):层合非织造布片材样品被裁成宽度2.5cm的矩形。在该矩形非织造布中,部分地揭开非织造布与薄膜之间的粘合面。拉伸强度试验的过程是,在拉伸试验机(“AUTOGRAPH”,Shimadzu公司出品)上沿着粘合面(分别)拉非织造布及薄膜各自的边缘。算出该强度的平均值。若每2.5cm样品宽度的剥离强度至少是70g,就认为其强度足以承受一般的使用。
实例1
使用由聚丙烯(根据DSC分析的熔点是160℃)作为芯组分与线型低密度聚乙烯(根据DSC分析的熔点是125℃)作为皮组分,按50∶50的体积比构成的同心皮芯型共轭纤维。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,是103℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,是105℃。纤维的纤度是2旦/根,切断长度是51mm,并用梳理方法制成单位重量(每平米的重量)为25g/m2的纤网。将纤网送入热花纹辊筒中。与此同时,将厚度25微米、水蒸气渗透率1500g/m2.24h的线型低密度聚乙烯薄膜(“ESPOIR”,MitsuiToatsu化学公司出品;按DSC分析,吸热峰的熔融起点为61℃,熔融终点是132℃,熔点是120℃)送入到热橡胶辊一侧中。纤网与薄膜热的粘合条件为:花纹辊筒温度,115℃;橡胶辊筒温度,55℃;线压力(线载荷),28kg/cm;加工速度,10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度100g,因此显示出足够的粘附力。而且,在薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。由于在本发明复合片材中薄膜与非织造布粘合时未采用诸如热熔型粘合剂之类的特殊粘合树脂,因此,在不需要的部分就未涂热熔型粘合剂,而涂有该热熔型树脂的部位都不显眼。这样一来,所获适用于纸尿布或卫生巾的防水衬底的该层合非织造布片材的外观整洁,非织造布与薄膜容易而牢靠地粘合在一起。本例中,按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例2
使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(按DSC分析的熔点为260℃)作为芯组分,及高密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为129℃)作为皮组分,按60∶40的体积比所组成的市售复合纺粘非织造布(“ELEVES”,UNITIKA有限公司出品)。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为115℃;而对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为120℃。非织造布的单位重量是20g/m2。用远红外辐射加热器对非织造布实施预热(用热敏纸测定的非织造布表面温度是125℃)。随后,将该非织遣布与实例1所使用的相同的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC鉴定,吸热峰的熔融起点为61℃,熔融终点是132℃,熔点是120℃)粘合起来,此间,在非织造布一侧利用橡胶辊筒,在薄膜一侧用镜面镀铬辊筒(辊筒温度为室温),予以冷却。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。测定结果为,每2.5cm宽度100g。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维的吸热峰式样属图1所示的那种类型。
实例3
采用偏心皮芯型纺丝板,按熔融纺丝法制造了由聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)作为芯组分,及线型低密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为122℃)作为皮组分按50∶50的体积比组成的共轭纤维。该纺丝板有120个圆形纺丝孔,孔径为0.4mm。从纺丝板中纺出的纤维被引入到空气吸丝器中,在吸丝器中受到拉伸。如此,先生产出一组长丝。然后,将从吸丝器出来的丝束引导着从一对不断振动的翼状器件之间通过,从而将其开松。开松的丝束被收集在背面装有抽吸装置的带式输送机上,从而形成长丝纤网。此时,通过改变空气吸丝器的拉伸速率将长丝的纤度控制在2.2旦/根。通过控制带式输送机的移动速度,将所获偏心皮芯型共轭长丝转变为单位重量25g/m2的纤网。随后,在127℃下,采用热空气穿透法进行加工,就获得了非织造布。(在所获非织造布中,按DSC鉴定,对应于整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为101℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为105℃。)继而,将所获非织造布引入到热花纹辊筒中。同时,将与实例1所用相同的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)引入到热橡胶辊筒一侧。非织造布与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为109℃;橡胶辊筒温度为50℃;线载荷为28kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度130g,因此显示出足够的粘附力。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例4及5
按熔融纺丝法,用同心皮芯型纺丝板纺制由芯组分与皮组分按50∶50的体积比组成的共轭长丝,并制成共轭长丝纤网,其中纤度为3.5旦/根。代替实例3中所使用的共轭长丝低熔点组分树脂,在实例4及5中分别使用包含2.0%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物及包含13.4%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物(按DSC鉴定的熔点分别是121℃和100℃),作为低熔点组分树脂。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,分别为92℃和73℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,分别为87℃和69℃。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝转变为单位重量25g/m2的纤网,随后,引入到热花纹辊筒中。与此同时,将与实例1所用相同的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)引入到热橡胶辊筒一侧。上述纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度分别是,75℃和58℃;橡胶辊筒温度分别是56℃和40℃;线载荷为28kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的(表面)形状为正方形,每个凸起部分的面积是0.25mm2(0.5×0.5mm),凸起部分的高度是1.0mm,凸起部分的面积比例是4%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值分别为,每2.5cm宽度90g及每25cm宽度85g,因此显示出经得起使用的粘附力。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例6
代替实例1中所使用的同心皮芯型共轭纤维,制备了由聚丙烯(按DSC分析的熔点为163℃)作为芯组分,及含2.5%(重量)乙烯、4.5%(重量)1-丁烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物(按DSC分析的熔点为142℃)作为皮组分,按50∶50的体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。另外,还制备了一种并列型共轭纤维,由聚丙烯(按DSC分析的熔点为163℃)及线型低密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为125℃)按45∶55的体积比组成。每种共轭纤维都是纤度为2旦/根、切断长度为51mm的短纤维。上述两种共轭纤维按70∶30的重量比掺混的混合物,按照梳理法制成单位重量25g/m2的纤网。(对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为113℃。)随后,将纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将如实例1所使用的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)从热橡胶辊筒一侧引入。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为119℃;橡胶辊筒温度为55℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥高强度。该数值分别为,每2.5cm宽度90g。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图7所示的那种类型。
实例7及8
代替实例1中所使用的同心皮芯型共轭纤维,制备了由聚丙烯(按DSC分析的熔点为163℃)作为芯组分,分别与含5.2%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物以及含6.1%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物(按DSC分析的熔点分别为141℃及132℃)作为皮组分,按60∶40的体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。每种共轭纤维都是纤度为2旦/根、切断长度为51mm的短纤维,并按照梳理法制成非织造布单位重量25g/m2的纤网。该纤网按空气穿透加工法在加工温度分别为140℃和133℃之下进行热粘合,从而制成非织造布。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,分别为123℃和115℃。随后,将非织造布引入到超声波焊接机中。与此同时,将一种采用拉伸法获得的厚度25微米、水蒸气渗透率1800g/m2·24h的聚丙烯薄膜(按DSC分析的吸热峰熔融起点为108℃,熔融终点为167℃,熔点为159℃)从焊接头一侧(这里,焊接头是指用于焊接加工的超声波焊接设备端部带有焊接辊的部分)引入。非织造布与薄膜粘合的条件是:压力为1kg/cm2;输出控制,分别为3和7(按照通过控制“兄弟超声波焊接设备BU3-115S”(兄弟工业有限公司出品)的功率来控制焊接强度的控制键的刻度);以及焊接速率为6m/min。这里,所使用的焊接辊规格如下。焊接辊外形尺寸为:宽度23mm,直径50.5mm。焊接辊表面带有许多凸起部分,凸起部分的形状为长方体,长2mm;宽1mm;高1mm。所述长方体在焊接辊表面按1.2mm间隔排列。凸起部分的长度方向相对辊的轴线倾斜45°。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值分别为,每2.5cm宽度150g及135g。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,这两个整个共轭纤维吸热峰式样均属图4所示的那种类型。
实例9
代替实例3所使用的共轭长丝,按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板纺制了,由聚对苯二甲酸乙二醇酯(按DSC分析的熔点为257℃)作芯组分与含20.1%(重量)1-丁烯的丁烯-丙烯共聚物(按DSC分析的熔点是130℃)作皮组分按40∶60体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。类似于实例3,在极好的纺丝条件下收集到长丝纤网。所获长丝的纤度为2.6旦/根。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为110℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为115℃。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝制成单位重量25g/m2的纤网。随后,将纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将如实例7和8所使用的线型低密度聚乙烯(按DSC分析,吸热峰熔融起点为108℃,熔融终点为167℃,熔点为159℃)从热橡胶辊筒一侧引入。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为112℃;橡胶辊筒温度为70℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为20m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为正方形,每个凸起部分的面积为0.25mm2(0.5×0.5mm),凸起部分的高度是1.0mm,凸起部分的面积比例是4%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度100g。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例10
代替实例9所使用的共轭长丝,按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板纺制了,由聚丙烯(按DSC分析的熔点为161℃)作芯组分及含13.2%(重量)乙烯及1.1%(重量)1-丁烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物(按DSC分析的熔点是131℃)作皮组分,按55∶45体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。类似于实例9,在极好的纺丝条件下收集到长丝纤网。所获长丝的纤度为2.5旦/根。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为111℃。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝制成单位重量25g/m2的非织造布。随后,将纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将如实例7和8所使用的聚丙烯薄膜(按DSC分析的吸热峰熔融起点为108℃,熔融终点为167℃,熔点为159℃)从热橡胶辊筒一侧引入。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为110℃;橡胶辊筒温度为70℃;线载荷为28kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.25mm2(0.5×0.5mm),凸起部分的高度是1.0mm,凸起部分的面积比例是4%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度120g。而且,薄膜部分未见因加热造成的如针孔之类的缺陷。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图6所示的那种类型。
实例11
按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板制备了,一种由聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)作芯组分及线型低密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为122℃)作皮组分,按50∶50体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。该纺丝板有120个圆形纺丝孔,孔径为0.4mm。从纺丝板中纺出的纤维被引入到空气吸丝器中,在吸丝器中受到拉伸。如此,先生产出一组长丝。然后,将从空气吸丝器出来的丝束引导着从一对不断振动的翼状器件之间通过,从而使其开松。开松的丝束被收集在背面装有抽吸装置的带式输送机上,从而形成长丝纤网。此时,通过改变空气吸丝器的拉伸速率将长丝的纤度控制在2.2旦/根。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝转变为非织布单位重量为25g/m2的纤网。随后,通过在花纹辊筒温度为118℃、光辊筒温度为116℃、线载荷70kg/cm、加工速率35m/min的条件下进行热粘合,获得了非织造布。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为正方形,每个凸起部分的面积是0.36mm2(0.6×0.6mm),凸起部分的高度是0.7mm,凸起部分的面积比例是9%。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为101℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为105℃。继而,将所获非织造布引入到热花纹辊筒中。与此同时,将与实例1所用相同的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)引入到光辊筒(镜面镀铬辊筒)一侧。非织造布与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为113℃;热光辊筒温度为108℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度120g,显示了足够的粘合力。而且,薄膜部分未见诸如针孔之类因加热造成的缺陷以及因热收缩产生的皱纹等。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例12
按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板制备了,一种由聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)作芯组分及线型低密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为122℃)作皮组分,按50∶50体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。类似于实例11,在极好的纺丝条件下收集到长丝纤网。此时,所获长丝的纤度为2.2旦/根。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为101℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为105℃。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝转变为单位重量25g/m2的纤网。继而,该纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将与实例11所用相同的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)引入到光辊筒(镜面镀铬辊筒)一侧。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为109℃;热光辊筒温度为109℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度110g,因此,表现出足够的粘合力。而且,薄膜部分未见诸如针孔之类因加热造成的缺陷以及因热收缩产生的皱纹等。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
实例13
代替实例1所使用的同心皮芯型共轭纤维,按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板制备了一种由聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)作芯组分,及含2.5%(重量)乙烯、4.5%(重量)1-丁烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物(按DSC分析的熔点为142℃)作皮组分,按50∶50的体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。类似于实例11,在极好的纺丝条件下收集到长丝纤网。此时,所获长丝的纤度为2.2旦/根。通过控制带式输送机的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝转变为单位重量25g/m2的纤网。纤网在花纹辊筒温度为123℃、光辊筒温度121℃、线载荷70kg/cm、加工速率35m/min的条件下进行热粘合,就制成了非织造布。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为正方形,每个凸起部分的面积是0.36mm2(0.6×0.6mm),凸起部分的高度是0.7mm,凸起部分的面积比例是9%。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为111℃。继而,将该纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将采用拉伸法获得的厚度25微米、水蒸气渗透率1800g/m2·24h的聚丙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰的熔融起点为108℃,熔融终点是167℃,熔点是159℃)引入到光辊筒(镜面镀铬辊筒)一侧。非织造布与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为130℃;热光辊筒温度为130℃;线载荷为28kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状为横向较长的菱形,每个凸起部分的面积是0.35mm2(1.18×0.59mm),凸起部分的高度是0.65mm,凸起部分的面积比例是15%。
测定了所获层合非织造布片材的非织造布与薄膜之间的剥离强度。该数值为,每2.5cm宽度140g,因此,表现出足够的粘合力。而且,薄膜部分未见诸如针孔之类因加热造成的缺陷以及因热收缩产生的皱纹等。按DSC鉴定,整个共轭纤维吸热峰式样属于图6所示的那种类型。
对比例1
将一种由聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)作芯组分,及线型低密度聚乙烯(按DSC分析的熔点为125℃)作皮组分,按50∶50的体积比组成的同心皮芯型共轭纤维,其中该纤维是纤度为2旦/根、切断长度为51mm的短纤维,用梳理法制成单位重量25g/m2的纤网。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为103℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为105℃。继而,将该纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将采用拉伸法获得的厚度为25微米、水蒸气渗透率为1800g/m2·24h的聚丙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰的熔融起点为108℃,熔融终点是167℃,熔点是159℃)引入到热橡胶辊一侧。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为114℃;橡胶辊温度为70℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的表面形状与实例1一样。所获层合非织造布虽保持了薄膜和非织造布的形状,然而,二者不费什么力气就很容易用手剥离开。因此,认为所获层合非织造布没有实用价值。
当上述非织造布及薄膜在花纹辊筒温度为135℃、橡胶辊筒温度80℃、线载荷42kg/cm、加工速度10m/min的条件下进行热粘合时,虽然非织造布与薄膜粘合在一起了,但是,非织造布的手感僵硬,而且薄膜中带有针孔。所获层合非织造布片材没有实用价值。在本例中,按DSC评价的整个共轭纤维的吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
对比例2
代替实例3所使用的同心皮芯型共轭长丝,按熔融纺丝法用同心皮芯型纺丝板纺制了,由聚对苯二甲酸乙二醇酯(按DSC分析的熔点为257℃)作芯组分及聚丙烯(按DSC分析的熔点是160℃)作皮组分按40∶60的体积比组成的同心皮芯型共轭纤维。类似于实例3,在极好的纺丝条件下收集到长丝纤网。所获长丝的纤度为2.2旦/根。对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为136℃;对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,为142℃。通过控制环形传送带的移动速度,将所获同心皮芯型共轭长丝制成单位重量25g/m2的纤网。随后,将纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将如实例1所使用的线型低密度聚乙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为61℃,熔融终点为132℃,熔点为120℃)从热橡胶辊筒一侧引入。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为125℃;橡胶辊筒温度为60℃;线载荷为42kg/cm;加工速度为10m/min。此时,花纹辊筒凸起部分的形状与实例1一样。所获层合非织造布虽保持了薄膜和非织造布的形状,然而,二者不费什么力气就很容易用手剥离开。因此,认为所获层合非织造布没有实用价值。
当上述非织造布及薄膜在花纹辊筒温度为145℃、橡胶辊筒温度100℃、线载荷42kg/cm、加工速度10m/min的条件下进行热粘合时,虽然非织造布与薄膜粘合在一起了,但是,薄膜中带有针孔且薄膜因加热而出现皱纹。所获层合非织造布片材没有实用价值。在本例中,按DSC评价的整个共轭纤维的吸热峰式样属于图1所示的那种类型。
对比例3
代替实例3所使用的共轭长丝,纺制了包含单组分聚丙烯(按DSC分析的熔点为160℃)的纤维,然后,类似于实例3那样,收集到长丝纤网。所获长丝的纤度为2.3旦/根。对应于按DSC鉴定的整个纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,为138℃。通过控制带式输送机的移动速度,将所获单组分长丝制成单位重量25g/m2的纤网。随后,将纤网引入到热花纹辊筒中。与此同时,将如实例7和8所使用的聚丙烯薄膜(按DSC分析,吸热峰熔融起点为108℃,熔融终点为167℃,熔点为159℃)从热橡胶辊筒一侧引入。纤网与薄膜热粘合条件为:花纹辊筒温度为145℃;橡胶辊筒温度为95℃;线载荷为28kg/cm;加工速度为10m/min。在这种情况下,非织造布和薄膜发生粘合,然而,在本例的情况下,纤维一律熔融了,致使该层合非织造布的手感没有实用价值。所得层合非织造布片材没有实用价值。此时,花纹辊筒的凸起部分的形状与实例1相同。
本发明提供了一种包含热塑性结晶薄膜和含热塑性共轭纤维的非织造布的复合层合非织造布片材,其中热塑性共轭纤维包含低熔点组分和高熔点组分,且该低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;热塑性结晶薄膜与共轭纤维的低熔点组分间的熔点差不大于30℃;而且,对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于薄膜按DSC鉴定的吸热峰熔融起点与熔融终点之间。因此,在上述层合非织造布片材中,非织造布与薄膜可全面而均匀地粘合,而不需要使用特殊粘合剂,从而可减轻其组成部分的重量。而且,在本发明复合片材用于诸如纸尿布或卫生巾之类用途的情况下,加工步骤可得到简化。另外,由于在所使用的热塑性共轭纤维中低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃,故此种非织造布中的纤维在热粘合期间在物理性能方面没有受到热损坏。而且,鉴于热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分间的熔点差不大于30℃,因此,薄膜中不会产生针孔,非织造布与薄膜之间的粘合情况极佳,且其外观不会因粘合剂而变坏。可获得外观绝佳的层合非织造布片材,它适用于纸尿布或卫生巾之类的防水衬底。而且,如若能够根据薄膜材料的情况来选择纤维的低熔点组分,则制成的非织造布可粘合到各种各样的薄膜上。
在本发明的层合非织造布片材中,优选的是,按DSC鉴定的整个共轭纤维的热塑性共轭纤维吸热峰,以该吸热峰曲线的基线为基准,分裂为低熔点组分吸热峰和高熔点组分吸热峰,且对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,介于该热塑性结晶薄膜按DSC鉴定的吸热曲线熔融起点与熔融终点之间。遵照该优选的实施方案,热粘合就可以在较少可能出现诸如高熔点组分取向松弛之类的热损伤的温度条件下顺利地实现。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,热塑性结晶薄膜的熔点高于热塑性共轭纤维低熔点组分的熔点。遵循该优选的实施方案,共轭纤维的低熔点组分就能够依靠该组分的熔融而粘合到薄膜上,于是,就可以防止薄膜本身物理性能的变坏或产生针孔,从而制成防水性能优异的层合非织造布片材。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,热塑性结晶薄膜具有透气性,并选自线型低密度聚乙烯薄膜及聚丙烯薄膜。遵循该优选的实施方案,该薄膜便可容易地粘合到共轭纤维上,防水性能极佳,具有足够的物理强度,较为柔软,成本低且具有透气性。这样,就可以防止使用者感到皮肤憋闷和因排尿而出现皮疹,同时贴身性也得到改善。所以,本发明的层合非织造布片材优选地用于纸尿布、卫生巾之类的防水衬底。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,热塑性结晶薄膜的材料与热塑性共轭纤维低熔点组分的材料属于同系物,且热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分之间的熔点差不大于5℃。遵照该优选的实施方案,就能够在制作层合非织造布片材时易于实现热粘合并达到极好的粘合强度。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,热塑性共轭纤维的低熔点组分是选自线型低密度聚乙烯、烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物中的至少一种。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与线型低密度聚乙烯薄膜、高密度聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选,烯烃二元共聚物是包含85~99%(重量)丙烯和1~15%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与聚丙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选,烯烃二元共聚物是包含50~99%(重量)丙烯和1~50%(重量)1-丁烯的丁烯-丙烯共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与聚丙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选,烯烃二元共聚物是包含73~99%(重量)乙烯与1~27%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与线型低密度聚乙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选,烯烃三元共聚物是包含84~97%(重量)丙烯和1~15%(重量)1-丁烯及1~10%(重量)乙烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与聚丙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选,烯烃二元共聚物是包含73~99%(重量)乙烯与1~27%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合性能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与线型低密度聚乙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,烯烃三无共聚物是包含84~97%(重量)丙烯和1~15%(重量)1-丁烯及1~10%(重量)乙烯的乙烯-丁烯-丙烯三元共聚物。遵照该优选的实施方案,就能够实现:所提供的层合非织造布片材的制造成本低,防水性优异,热粘合怀能以及与聚烯烃薄膜的粘合强度优异,特别是与聚丙烯薄膜之类的粘合。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,薄膜与非织造布采用热粘合层合在一起。遵照该优选的实施方案,就能够做到不发生采用溶剂型粘合剂时所造成的环境污染。在该层合非织造布片材用于与人体皮肤直接接触的用途的场合,如纸尿布、卫生巾之类,就较少可能对使用者的安全造成不利的影响。例如,使用者就不会因从片材中释放出有害化学物质而皮肤发粘。另外,由于不包含破坏美观的粘合剂,因而可提供美观和手感柔软的优异层合非织造布片材。
在本发明的层合非织造布片材中,还优选的是,包含热塑性共轭纤维的非织造布是包含长丝的热塑性共轭纤维。遵照该优选的实施方案,整个层合非织造布片材的强度将得到提高。而且,与短纤维制成的非织造布相比,包含长丝的热塑性共轭纤维的制造成本较低,且很少起毛。特别是,优选使用按纺粘法制造的包含长丝的非织造布,原因是其强度高且很少起毛。尤其要指出的是,在纺粘法的情况下,制造非织造布的过程中不需要使用纤维纺丝油剂,且从纺丝板纺出的熔纺丝束在固化之后不再进行拉伸的步骤,这样,结晶取向适中,熔点也就相应地较低,纤维就容易粘合到热塑性薄膜上了。
工业应用
如上所述,本发明的层合非织造布片材适合用作纸尿布或卫生巾之类的防水衬底,然而,不仅限于此。
Claims (12)
1.一种包含热塑性结晶薄膜与含热塑性共轭纤维的非织造布的复合层合片材,
所述热塑性共轭纤维由低熔点组分和高熔点组分构成,且该低熔点组分与高熔点组分间的熔点差不小于10℃;
所述热塑性结晶薄膜与所述共轭纤维的所述低熔点组分间的熔点差不大于30℃;而且,
对应于按DSC鉴定的整个共轭纤维吸热峰中从熔融起点一侧算起10%面积那一位置的温度,介于所述薄膜按DSC鉴定的吸热峰熔融起点与熔融终点之间。
2.按照权利要求1的复合层合片材,其中按DSC鉴定所述整个共轭纤维的热塑性共轭纤维的吸热峰,以吸热峰曲线的基线为基准,分裂为低熔点组分吸热峰和高熔点组分吸热峰,且对应于共轭纤维低熔点组分吸热峰中从熔融起点一侧算起20%面积那一位置的温度,介于该热塑性结晶薄膜按DSC鉴定的吸热曲线熔融起点与熔融终点之间。
3.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中热塑性结晶薄膜具有透气性,并且是选自线型低密度聚乙烯薄膜及聚丙烯薄膜的薄膜。
4.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中热塑性结晶薄膜与热塑性共轭纤维低熔点组分由同一类材料构成,且所述热塑性结晶薄膜与共轭纤维低熔点组分之间的熔点差不大于5℃。
5.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中热塑性共轭纤维低熔点组分的熔点低于热塑性结晶薄膜的熔点。
6.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中热塑性共轭纤维低熔点组分是选自线型低密度聚乙烯、烯烃二元共聚物及烯烃三元共聚物中的至少一种低熔点组分材料。
7.按照权利要求6的复合层合片材,其中烯烃二元共聚物是包含85~99%(重量)丙烯与1~15%(重量)乙烯的乙烯-丙烯共聚物。
8.按照权利要求6的复合层合片材,其中烯烃二元共聚物是包含50~99%(重量)丙烯与1~50%(重量)1-丁烯的丁烯-丙烯共聚物。
9.按照权利要求6的复合层合片材,其中烯烃二元共聚物是包含73~99%(重量)乙烯与1~27%(重量)1-辛烯的乙烯-辛烯共聚物。
10.按照权利要求6的复合层合片材,其中烯烃三元共聚物是包含84~97%(重量)丙烯、1~15%(重量)1-丁烯以及1~10%(重量)乙烯的乙烯-丁烯-丙烯共聚物。
11.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中薄膜与非织造布是采用热粘合法层合起来的。
12.按照权利要求1或2的复合层合片材,其中包含热塑性共轭纤维的非织造布是包含由长丝组成的热塑性共轭纤维的非织造布。
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