CN1997786A - 塑性可变形无纺网幅 - Google Patents

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CN1997786A
CN1997786A CNA2005800175236A CN200580017523A CN1997786A CN 1997786 A CN1997786 A CN 1997786A CN A2005800175236 A CNA2005800175236 A CN A2005800175236A CN 200580017523 A CN200580017523 A CN 200580017523A CN 1997786 A CN1997786 A CN 1997786A
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M·考施克
M·图里
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First Quality Nonwovens Inc
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Abstract

由基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅是从具有偏斜分子量分布和低于3.5的多分散性的聚丙烯均聚物形成的。该网幅，当进行高速度增量变形时，会发生塑性变形并且通过，例如，在400％伸长率下的拉伸强度(它是峰值拉伸强度的至少10％)，在250％伸长率下的拉伸强度(它是峰值拉伸强度的至少40％)，和在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率(该比率大于1)来表征。

Description

塑性可变形无纺网幅
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2004年4月16日申请的US临时申请No.60/562,969的权益。
本发明的背景
[0002]本发明涉及由包括聚丙烯均聚物的基本上连续熔纺(spunmelt)纤维形成的无纺网幅，和更具体地说涉及当经历高速度增量变形以促进它的结构延伸性时可发生塑性变形的此类网幅。
[0003]众所周知的是制备由基本上连续熔纺纤维形成的无纺网幅，当在至少一个方向上经历高速度增量变形以促进结构延伸性时该网幅是可发生塑性变形的。用于该网幅中的纤维典型地是双组分纤维，如在Gillespie等人US6,632,504中公开的那些，或共聚物组合物，如在Bugada等人US6,569,945中公开的那些。例如，双组分纤维可以包括聚丙烯和更容易变形的聚合物如聚乙烯，并且该共聚物可以基本上从含有较少量的共聚用单体如乙烯的丙烯单体形成。这一途径没有证明是完全令人满意的。在制备双组分纤维或共聚物纤维中涉及到的设备和工艺成本通常大大超过在均聚物如聚丙烯均聚物的制备中牵涉的成本。另外，对于具体的组分或单体的可能比率有限制，因此限制了实际上可用的双组分或共聚物树脂。因此，仅仅由均聚物(如聚丙烯均聚物)形成的无纺织物网幅不仅是价格比较低廉的，而且一般是优选的。
[0004]有趣地，甚至除了较高成本的双组分纤维以外，典型地该普通双组分纤维，不论是皮/芯还是横列式构型，没有证明在使用中是完全令人满意的。例如，聚丙烯/聚乙烯双组分纤维的组分是基本上不混溶的和因此倾向于分离，因为该它的合物组分在主要方面如作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料键接的能力上是不同的。因此，普通的双组分纤维典型地不仅体现特征于它们的高成本，而且体现于对于各种应用的适合性的缺乏。
[0005]克塑性变形的网幅可以广泛地与其它官能化片材如无纺布、纺织品或膜一起用作层压材料或复合材料。网幅发生塑性变形的能力，尤其当经历高速度增量变形时，使得该网幅可用于任何层压材料或复合材料(其中网幅作为它的顶部、底部或中间片材或层)。然而，对于易遭受频繁的滞后应力/应变变形的层压材料或复合材料，该网幅尤其是有用的，因为该网幅更容易跟随其它层的应力/应变运动但没有层压体结构的完全破坏、破裂或崩解，甚至当其它片材或层是弹性的时(例如，弹性无纺织物网幅，纺织品或膜)。
[0006]塑性可变形网幅尤其可用于形成水缠结或水肿胀单层无纺织物或至少两个无纺织物纤维层的水缠结或水肿胀层压材料或复合材料-例如，两个外部纺粘无纺织物网幅和由木质纸浆、纤维素纤维、粘胶纤维或它们的结合物在它们之间形成的中间层。在水缠结过程中，初始水喷射会引起例如在一层中的基本上连续的纤维的一部分与紧邻的其它纤维(无论属于同一层或另一层)的缠结，但是，作用于相同的连续纤维上的后续水喷射会，在引起连续纤维的另一部分的缠结的过程中，引起先前的缠结发生解缠。实际上这一不希望有的解缠现象是以大的频率发生，其中连续纤维在相邻的结合点之间的固定长度是或多或少的并且如果连续纤维能够塑性变形则可以减少，因此在相邻的结合点之间具有充分的在结构上可延伸性或可延长性，使得两个部分中的每一个与其它纤维或多或少独立地水缠结。
[0007]因此，本发明的目的是在一个优选的实施方案中提供由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅，当经历高速度增量变形以便在至少一个方向上促进它的结构延伸性时该网幅是可塑性变形的。
[0008]另一个目的是提供此类网幅，其中在一个优选的实施方案中该连续纤维是水缠结(hydroentangled)或水肿胀的(hydroengorged)。
[0009]又一个目的是在一个优选的实施方案中提供水缠结的层压材料，它包括，例如，两个外部纺粘层和由例如木质纸浆，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物在两者之间形成的中间层。
[0010]再一个目的是在一个优选的实施方案中提供该网幅和无纺织物或膜的复合材料(例如，层压材料)，其中该无纺织物或膜是弹性的。
[0011]再一个目的是在一个优选的实施方案中提供该网幅和无纺织物或膜的复合材料(例如，层压材料)，其中该无纺织物或膜是可以呼吸的。
[0012]本发明还有一个目的是在一个优选的实施方案中提供双组分纤维，它包括聚丙烯组分和聚乙烯组分，两者组分在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料粘结的能力上是基本上类似的。
[0013]另一个目的是，在一个优选的实施方案中，制造聚丙烯均聚物的单组分纤维，该双组分纤维和该网幅，复合材料或层压材料的方法。
本发明的概述
[0014]现在已经发现，本发明的以上和相关目的可以在由包括本发明的聚丙烯的新型均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅中实现。该网幅，当进行高速度增量变形时，会发生塑性变形，且在至少一个方向上，体现特征于下列中的至少一种：(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，该比率大于1。
[0015]优选，该网幅体现特征于下列特性之中的至少两种：(i)，(ii)，和(iii)，和最佳地体现于特性(i)，(ii)，和(iii)中的每一种。优选地，在450％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少10％，在250％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少50％，以及粘弹性变形能量比是至少2。
[0016]在一个优选的实施方案中，该新型均聚物是至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，和该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量。在共混后，该至少两种均聚物在结合之后具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性。另外地，该新型均聚物是具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物。
[0017]优选，偏斜的分子量分布表征为：(i)低于峰值重均分子量，向着低分子量方向有一缓坡和长拖尾，和(ii)高于峰值重均分子量，向着高分子量方向有一陡坡和短拖尾。新型均聚物的分子量分布的偏斜对该网幅的结构延伸性有贡献，使得基本上超过了在峰值拉伸率下它的伸长率。
[0018]在一个优选的实施方案中，该高速度增量变形是施加于不大于0.5英寸的最初未变形尺寸上的至少400mm/分钟。该高速度增量变形发生在环境或更高(例如50-80℃)的网幅温度下。由新型均聚物制成的网幅(与下面定义的工艺参数相结合)在高速度增量变形过程中典型地显示出低弹性和高塑性阻力。
[0019]该连续纤维或者进行纺粘并具有10-50微米的直径或进行熔喷并具有0.5-10微米的直径。网幅的连续纤维优选是不对称地粘结的(例如，按照PILLOW BOND图案)和水缠结。
[0020]本发明还包括了由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅。该均聚物或者是至少两种聚丙烯均聚物的上述物理共混物或者是上述反应产物。该新型网幅，当进行高速度增量变形时，发生塑性变形和在至少一个方向上具有结构延伸性。
[0021]本发明进一步包括制造由基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅的方法，该方法包括通过使用(i)在8-20℃(优选12-14℃)下的骤冷温度，(ii)500-2,500米/分钟(优选1,000-2,000米/分钟)的纤维速度，和(iii)75-150℃(优选110-125℃)的粘结温度，来形成包括新型聚丙烯均聚物的纺粘无纺网幅的步骤。所形成的网幅，当发生高速度增量变形时，发生塑性变形并且，在至少一个方向，以上述特性(i)，(ii)和(iii)中的至少一个为特征。
[0022]本发明还延伸到包括聚乙烯或聚丙烯聚合物的组分和新型聚丙烯均聚物的组分的双组分纤维。该双组分优选呈现皮/芯构型，其中这两种组分经过选择之后在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料粘结的能力上是基本上类似的。另外地，该双组分优选呈现横列式构型，其中这两种组分经过选择之后在作为温度的函数的收缩特性上是基本上不同的，以便提供双金属效果。
[0023]本发明还延伸到包括聚乙烯或聚丙烯聚合物的组分和新型聚丙烯均聚物的组分的可剥离双组分纤维。该双组分优选呈现“馅饼”构型，其中这两种组分经过选择之后要求彼此是基本上非粘合的，以便在二级处理过程中促进它的剥离。
[0024]本发明进一步延伸到多层层压材料或复合材料，它们包括新型聚丙烯均聚物的新型网幅和选自无纺布、编织纺织品、膜和它们的结合物中的至少一种其它网幅。优选，该至少一种其它网幅是无纺织物或透气薄膜，或弹性无纺织物或弹性膜。该至少一种其它网幅优选是聚乙烯均聚物，聚乙烯共聚物，或它们的共混物的膜。
[0025]也由本发明包括在内的是本发明的水缠结或水肿胀单层网幅或水缠结或水肿胀多层层压材料，尤其包括了由新型网幅组成的两个外部纺粘层和在两者之间的由木质纸浆，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物中的至少一种形成的中间层的层压材料。
[0026]进一步由本发明包括的是适合用作穿孔顶面片的穿孔网幅的形成方法，包括以下步骤：提供聚丙烯均聚物的新型网幅，压延该网幅在其中产生易断的二级粘结，和通过高速度增量变形使压延的网幅发生塑性变形以便在其中产生孔。另外地，本发明包括形成穿孔无纺网幅的方法，该方法在于提供聚丙烯均聚物的新型网幅和然后通过经由支持该无纺网幅的丝网抽吸热空气或通过热刺该无纺网幅(例如由热空气或由热的针头)在无纺网幅中产生孔。
附图的简述
[0027]当与附图相结合时，本发明的以上和相关的目标，特征和优点通过参考本发明的目前优选的(虽然举例说明而已)实施方案的下列详细说明来得到更全面理解：
[0028]图1是根据本发明的典型聚丙烯均聚物的偏斜分子量分布曲线相对于普通聚丙烯均聚物的标准或正常曲线的对比示意图；
[0029]图2A是根据本发明的聚丙烯均聚物的拉伸应力与网幅伸长率之间关系的图解(即，应力/应变曲线)相对于普通聚丙烯均聚物的图解的对比示意图，当以不同的十字头速度试验时；
[0030]图2B是根据本发明的单种聚丙烯均聚物的网幅的在拉伸应力与网幅伸长率之间关系的图解的示意图，当以不同的夹具距离试验时，其中标明了粘弹性变形能量参数；
[0031]图3是类似于图2B的图解的、但将实际试验结果的曲线与在权利要求中规定的假想曲线进行对比的对比示意图；
[0032]图4A-4D是根据本发明的网幅和无纺织物、编织纺织品、膜或它们的结合物的复合材料的示意图，其中：
图4A显示了粘合剂粘结的2-层复合材料，
图4B显示了粘合剂粘结的3-层复合材料，
图4C显示了非粘合剂粘结的2-层复合材料，和
图4D显示非粘合剂粘结的3-层复合材料；
[0033]图5是根据本发明的不同类型的双组分纤维的示意图；
[0034]图6A是在(顶部)水缠结或水肿胀之前和在(底部)水缠结或水肿胀之后的根据本发明的网幅，和作为对照物，在水缠结或水肿胀之后的普通网幅(中间)的示意图，这些网幅各自按照可比的大大地放大的比例尺；
[0035]图6B类似于图6A，但按照大大地放大的比例尺和没有对照物；
[0036]图7是在水缠结或水肿胀之后的纺粘纸浆-纺粘复合材料的按照大大地放大的比例尺的示意图；
[0037]图8是根据实施例2的各种样品的对比应力/应变图解；和
[0038]图9是根据实施例3的各种样品的对比应力/应变图解。
优选实施方案的详细说明
[0039]聚烯烃如聚丙烯(PP)，按照它们的分子结构形态，由无定形部分和结晶部分组成，其中在两个部分之间的重量比(即，结晶度)主要通过分子量分布、链长度和晶体尺寸，通过在转化过程中的工艺条件，和通过在最终的基体形式(如有平行于纤维的纵向伸长方向的高度分子取向的单轴拉伸纤维)中的固体化(“冻结”)分子取向来测定。
[0040]聚烯烃如PP也体现特征于具有结构粘度。在固体化状态下和在给定的温度下，所形成的PP基体在经受机械变形时总是显示出塑性流动和弹性响应(通常称作“记忆效应”)。该两种反应(即，塑性流动和弹性响应)的这一结合强烈地取决于聚合物的温度和变形速度。换句话说，温度越高，流动有更多塑性；温度越低，响应有更多弹性。变形速度越高(即，变形花费较少时间)，PP基体的响应是更加可逆或“弹性的”；以及变形速度越缓慢，响应是更加不可逆的或塑性的(即，更低的可逆或弹性)。
[0041]本发明的新型PP的主要目标是降低/减少纤维质网片如无纺织物的可逆弹性，甚至在高速度/短时变形下，和增加不可逆的塑性流动行为。
[0042]新型PP具有宽的分子量分布(即，多分散性)，其中长链分子仍然维持足够的完整性(依据它们的链长度)和短链分子仍然维持塑性流动行为，这样新型PP显示出了改进的不可逆的或塑性变形响应，尤其当进行高速度增量(短距离)变形(它被称作“结构延伸性”)时。新型无纺网幅是由具有改进的形态结构的新型PP的纤维形成的结构。
[0043]在纤维的纺丝和拉伸过程中的一个主要目标是增强再结晶纤维的粘性方面和减少弹性方面。因此，以例如拉伸强度和伸长率表示和测量的目标物理性能强烈地取决于聚合物组成和主要工艺参数并且能够通过它们来改性和实施影响。聚合物的加工特性和物理性能受到聚合物组合物的多分散性或分子量分布曲线的宽度和形状之影响，如下面所讨论。
[0044]在从粘弹性纤维生产无纺网幅中的另一个主要目标是纤维特性的维持和这些特性尽可能“转移”到从此类纤维制造的网幅的特性或性能。因此热粘结条件(例如，粘结温度和粘结图案)，成网，随机化的纤维铺设，和纤维取向对于实现网幅的目标特性是重要的。优选的粘结面积百分率是5-25％，更优选10-20％。
[0045]在一个方面，本发明是由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅。该熔纺纤维用来形成无纺织物或网幅，它是纺粘的(典型地具有10-50微米的纤维直径)或熔喷的(典型地具有0.5-10微米的纤维直径)。熔纺纤维(纺粘和熔喷的)是无纺织物聚合物技术中众所周知的并且在这里不必进一步详细描述。
[0046]用于本发明中的新型聚丙烯均聚物是反应产物(即，在聚合反应器中由聚合反应过程形成的产物)或至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物(各均聚物是在不同的聚合反应容器方法中制备的)。由于该物理共混物是由相同聚合物(即聚丙烯)的至少两种均聚物形成的，它的各均聚物组分是可混溶的和，同样地，形成单个连续相。在物理共混前，聚丙烯的至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量。
[0047]当该新型均聚物是双组分共混物时，一种均聚物组分可具有通过例如约12-14克/每10分钟的熔体流动速率(MFR)表征的重均分子量，和另一种均聚物组分可具有通过例如约90-100克/每10分钟的熔体流动速率表征的重均分子量。当该新型均聚物是三组分共混物时，三种组分可具有分别通过约12-14，36-40和90-100克/每10分钟的熔体流动速率表征的重均分子量。在这里给出的熔体流动速率是由ASTM D-1238条件L(23℃/2.16kg)测定的。这些MFR值是直接在聚合反应中获得的(“聚合而成”)。实质上，具有高MFR的聚合物树脂主要由中小尺寸分子组成，而具有低MFR的聚合物树脂主要由中大尺寸分子组成。
[0048]多分散性是反映了聚合物的分子量分布(MWD)曲线的锐度的聚合物特性并由下式定义：
PD = M w M n
其中PD＝多分散性，
Mw＝聚合物的重均分子量，和
Mn＝聚合物的数均分子量。
多分散性越低，分子量分布曲线越窄和越尖锐；多分散性越高，分子量分布曲线越宽和更加钝的。
[0049]当用于本发明中的均聚物是至少两种聚丙烯成分均聚物的物理共混物时，两种均聚物中的至少一种优选具有低于3.3的多分散性。换句话说，至少一种具有相对窄的分子量分布曲线。在共混后，至少两种均聚物在结合之后(即，共混物)具有低于3.5的多分散性。多分散性的提高(从一种组分的低于3.3到共混物的3.5)是通过至少两种均聚物的共混在一起所导致的，其中至少两种均聚物中的每一种体现特征于基本上不同的重均分子量。当均聚物是反应产物时，它具有低于3.5的多分散性(即，多分散性限度类似于共混物所需要的多分散性限度)。均聚物的合适多分散性是确保它具有生产熔纺纤维所希望的熔体流动速率(MFR)的重要因素(和尤其有足够数量的高分子量聚合物分子以提供所希望的低熔体流动速率)。对用于熔纺工艺中的聚丙烯的“可纺”均聚物，15-40的MFR对于纺粘是优选的，和400-3,000克/10分钟的MFR对于熔喷法是优选的。
[0050]不管该均聚物是反应产物还是物理共混物，它体由偏斜的分子量分布来表征。现在尤其参见图1，在其中说明的是显示了在各分子量下(即在各聚合物链长度下)分子(即聚合物链)的数量的两个分子量分布曲线。在图1的顶部上的分子量分布曲线10A说明了普通聚丙烯均聚物的非偏斜的正常或高斯型分子量分布，而在图1底部的曲线10B说明了用于本发明中的新型均聚物的偏斜分布。可以认识到，正常或高斯分子量分布曲线10A显示，在峰值重均分子量的任一侧，相同斜率和在相反方向上向着横轴或X轴等长度延伸的尾部。通过对比，偏斜的分子量分布曲线10B显示，低于峰值重均分子量，向着低分子量方向延伸的缓斜率的长尾，和高于峰值重均分子量，向着高分子量方向延伸的陡斜率的短尾。定性地说，新型均聚物的偏斜分子量分布曲线10B反映了较大数量的高分子量分子和较小但数量相当大的低分子量分子。这可以推理，新型均聚物的分子量分布的偏斜对于无纺网幅的结构延伸性作出贡献使之基本上超过了在峰值拉伸率它的伸长率，这将在下面进一步详细描述和解释。
[0051]在这里和在权利要求中使用的术语“新型均聚物”指紧接着在下面描述的具有偏斜分子量分布的聚丙烯均聚物并且与也紧接着在下面描述的具有正常或高斯分子量分布的“普通”聚丙烯均聚物不同。
[0052]当新型均聚物是物理共混物时，通过至少两种普通聚丙烯均聚物的合适选择，和它们按合适用量的共混能够获得所需的偏斜分子量分布。该物理共混物可以是一种普通均聚物的粒料和另一种普通均聚物的粒料的简单物理共混物或它可以是配混的物理共混物。在配混的物理共混物中简单的物理共混物被混合和熔化，该产品然后再造粒，这样每一种新形成的粒料含有两种普通的均聚物。然而，它们的共混代表了附加的和费力的工艺步骤，这在实验室或试验规模的用量的新型均聚物的制造中是相对无价值的，但在该新型均聚物的工业规模生产中变得不仅花费大而且费时和费力，因为商购共混机的容量和速度是相当有限的和不适合于大规模工业生产。另一方面，当该新型均聚物是反应产物时，所想望的偏斜分子量分布更难于获得，但是确切地说该工艺最适合用于大规模的工业生产，因为不需要物理共混不同的反应产物。
[0053]现在尤其参见图2A和2B，从新型均聚物制造的本发明的新型无纺网幅优选在至少一个方向上由下列三个因素中的至少一个来表征：
(i)在400％伸长率(优选至少450％伸长率)下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，
(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％(优选至少50％)，和
(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于1(优选大于2)。
[0054]该新型网幅显示出三个因数或特性(i)，(ii)和(iii)中的至少一个，优选至少两个，和最佳地它们的全部3个。根据本发明的网幅可具有10-80gsm的基重，其中15和35gsm是代表性的。
[0055]三个因数或特性中的每一个能够通过使用Instron系列IX拉伸试验机来测量。该试验器能够经过设置可以提供在其峰值拉伸强度下所试验(即施加力或负荷)的样品网幅的拉伸强度，在峰值拉伸强度下它的伸长率，和在各种其它伸长率下它的拉伸强度。该伸长率或应变是作为相对于所试验的样品的最初未拉伸长度而言的百分率给出的，例如，200％伸长率，250％伸长率，400％伸长率，450％伸长率，等等。
[0056]拉伸试验机典型地提供50-500毫米/每分钟的可变十字头速度(即，在试验过程中抓紧样品的两个夹具或夹头运动分开的速度)。如在图2A中用图解法所示，更快的伸长(即，更高的十字头速度)倾向于降低拉伸强度，对于可比的伸长率。图2A的箭头表明十字头速度从100mm/min增加到500mm/min。对于对比目的，图2A显示了在顶部的两个曲线20a、20b之间的在普通纺粘无纺网幅上的试验结果的范围，和在底部的两个曲线20c、20d之间的在根据本发明的纺粘无纺网幅上的试验结果的范围。每一组的较高20a、20c曲线是通过使用缓慢的十字头速度(100mm/min)测定的，而较低20b、20d曲线通过使用快速的十字头速度(500mm/min)测定的。在每一组的曲线之间的阴影面积代表了该组的峰值伸长率的范围。除非另有说明，否则在这里使用的“高速度”十字头速度(如在“高速度增量变形”中)是500mm/min。
[0057]拉伸试验机典型地提供0.3-8英寸的可变夹具距离(即，在邻近样品的两个纵向末端夹紧样品的夹具或夹头之间的初始纵向距离)。为了避免与所试验的网幅样品的纤维的塑性变形无关的网幅不规则性和其它缺陷的效果，理想地该夹具距离不应该超过在网幅样品的结合点之间的距离。因此，如在图2B中用图解法说明，减少夹具距离倾向于让给定样品22a、22b、22c的应力/应变曲线向着更高的伸长率运动。图2B的箭头表明了减少夹具距离直到在网幅中缺陷的效果减到最少为止。因为在结合点之间的间距在事实上显著地小于0.5英寸，0.5英寸夹具距离的使用仅仅代表了模拟在结合点之间的实际间距的实际尝试。对于理想“增量”拉伸的近似是需要的，因为在试验用样品的组装中的实际物理限制(例如夹具或夹头如何紧密地放置于样品上)。除非另有说明，否则在这里使用的“增量”夹具间距(如在“高速度增量变形”中)是0.5英寸。
[0058]该术语“高速度增量”伸长率或变形用来反映用于大规模的工业变形中的装置和工艺的特性。此类高速度增量变形装置在现有的无纺织物技术中是公知的并使用诸如“环轧”和“拉幅机拉伸”之类的程序，如在Gillespie等人，US6,632,504；Anderson等人，US6,605,172；Curro等人，US6,506,329；Weil等人，US5,242,436和Chappell PCT出版物No.WO95/03765中所公开，这些文件中的每一个被引入这里供参考。在这里使用的，优选高速度增量变形指在施加于最初未变形的尺寸上的至少400(优选500)毫米/分钟的十字头速度下或在不大于0.5英寸的夹具距离下试验的变形。
[0059]尽管Instron系列IX拉伸试验机仅仅在环境网幅温度下进行高速度增量变形，但仍然存在其它拉伸试验机，后者包括在变形过程中维持网幅在特定温度下的设备。为了模仿工业的高速度增量变形，高于环境温度和高达80℃(最佳地50-80℃)的网幅温度是支持塑性(即，粘弹性)变形所优选的。
[0060]现在尤其参见图1和2A，我们已看出，根据本发明的分子量分布曲线的偏斜(即，图1的底部曲线10B相对于图1的顶部曲线10A)保证该新型均聚物组合物，相对于普通的均聚物组合物，同时由较大数量的高分子量分子和较小的但仍然较大数量的低分子量分子来表征。现在尤其参见图2A，众所周知的是，普通的聚丙烯均聚物在试验过程(增加伸长率)中在达到在峰值拉伸强度下的它的伸长率之后不久断裂。因此该断裂伸长率没有大于在峰值拉伸强度下的伸长率(通常称作峰值伸长率)。这在代表普通聚丙烯均聚物在不同十字头速度下的应力/应变曲线的图2A的顶部两个曲线20a、20b中反映出来(较高的曲线20a是在比较缓慢的十字头速度(100mm/min)下进行试验和较低的曲线20b是在较快的十字头速度(500mm/min)下进行试验)。因此，由普通聚丙烯均聚物形成的网幅典型地在400％伸长率之前充分断裂。类似地，由普通的聚丙烯均聚物形成的网幅典型地发生断裂或至少具有低于在250％伸长率下的峰值拉伸强度的40％的拉伸强度。
[0061]作为对比，如在图2A的底部两个曲线20c、20d中所说明，甚至当伸长率增加到显著高于在峰值拉伸强度下的伸长率时，由新型均聚物形成的网幅不会断裂。因此，由新型均聚物形成的网幅典型地在至少一个方向上在400％伸长率下(和优选在450％伸长率下)显示出仍然是该网幅的峰值拉伸强度的至少10％的拉伸强度，和在250％伸长率下显示出仍然是该网幅的峰值拉伸强度的至少40％(和优选50％)的较大拉伸强度。
[0062]因此可以推理，由新型均聚物组合物(与改进的工艺参数相结合)形成的网幅在没有主裂缝或破坏的情况下维持伸长率大于由普通均聚物形成的网幅的断裂伸长率的能力至少部分地来源于新型均聚物的偏斜分子量分布。正如前面早已指出的，可以充分认识到均聚物的高分子量分子是对从其制造的网幅的拉伸强度作出贡献的重要因素。然而，在普通的均聚物中，该比例的高分子量分子也由于窄分子量分布对于在均聚物内的高水平结晶有贡献。因此，普通的均聚物倾向于在峰值拉伸应力的施加之后不久断裂，而断裂伸长率倾向于仅仅稍微高于在峰值拉伸强度下的伸长率。可以推理，较大数量的低分子量分子在该新型均聚物(有它的偏斜分子量分布)中的存在可通过减少该均聚物的结晶度和提高它的无定形行为而用作高分子量分子的增塑剂。因此从它形成的网幅的峰值拉伸强度是较低的，但是该网幅保持它的内聚力(没有有效破裂)远远超过在峰值拉伸强度下的伸长率和典型地甚至在400％或450％伸长率下。
[0063]尽管以上讨论的开头两个因数或特性代表了在特定伸长率下应力/应变曲线的静态快照，但第三个因数或特性更象是该网幅的历史和在应力/应变条件下它的特性的电影。现在尤其参见图2B和3，对于本发明的网幅，在峰值拉伸强度之后(即在它的右侧)在应力/应变曲线下的面积B大于在峰值拉伸强度之前(即，在它的左侧)在应力/应变曲线下的面积A。在应力/应变曲线下的总面积是粘弹性变形能量的代表，进而与韧性有关。因此，如在图2B中所说明，在曲线下的面积A1，A2，A3代表了在达到峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量，而在曲线之下的面积B1，B2，B3代表了从峰值拉伸强度到断裂或至少到峰值拉伸强度的1％(以首先发生的为准)时的粘弹性变形能量。(A1，A2，A3和相关的B1，B2，B3表明了在试验过程中使用不同夹具距离对于相同网幅的测量，如在下面所解释。)。“峰值拉伸强度的1％”的限度是简单地使用的，因为由新型均聚物形成的网幅将在正常的试验周期中在没有断裂的情况下继续变形(拉伸)。“峰值拉伸强度的1％”简单地在这种情况下为伸长过程提供上限。
[0064]因此，根据本发明，在峰值拉伸B之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸A之前的粘弹性变形能量的比率典型地大于1，和优选大于2。Instron系列IX拉伸试验机能够为峰值拉伸提供粘弹性变形能量的量度(或“最大荷载工作量”)(这取决于软件设置和计算模式)，作为屈服的能量。聚丙烯均聚物的屈服能量是峰值拉伸的能量的相当准确的近似。从图2A的曲线20a、20b的检查可以认识到，在峰值拉伸之后的粘弹性变形能量受到标准网幅的逼近的断裂所限制。但是，从图2A的曲线20c、20d中和从图3中考察可以清楚地看出，本发明的新型网幅继续伸长远远超过峰值拉伸，这样需要附加的粘弹性变形能量来产生进一步的变形。手工方式或通过拉伸试验机的软件修改，在峰值拉伸之后的粘弹性变形能量可以作为断裂能(或峰值拉伸强度的1％)减去峰值拉伸的能量(如上所述，它可以由屈服的能量来近似估算)来计算。
[0065]现在具体地参见图3，在其中说明了改进的应力/应变曲线。为了产生给定的伸长率所需要的应力或力表明不在力的标准单位(牛顿)中，而是作为峰值拉伸或峰值力的百分率。因此，峰值拉伸应力的100％的应力是产生峰值伸长率(即，在峰值拉伸下的伸长率)所需要的。进一步，在峰值伸长率的右侧的阴影面积30a代表了实际试验结果的范围(在虚线之间标明)。作为对比，在峰值伸长率30c的右侧的实线曲线30b代表了由因数或特性(i)，(ii)和(iii)规定的曲线，如在上文中所阐明。可以认识到，这一假想的实线曲线显示在相同的伸长率下拉伸强度低于实际试验结果，这样实际试验结果容易地满足更严格的假想要求。另外需要指出，在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量(表示为B)与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量(表示为A)的比率对于实际试验结果和假想曲线两者而言都是1。
[0066]泰勒等人，2002年5月30日出版的US专利出版物No.2002/0063364A1公开了生产多组分(例如，双组分)纺粘无纺织物的系统和方法。该装置的各个组件(包括骤冷室，和长丝拉伸和长丝沉积单元)在其中描述为可以从Reifenhauser GmbH&CompanyMachinenfabrik of Troisdorf，Germany以商品名REICOFIL III商购。该出版物被引入在这里供参考，就象US专利No.5,814,349更十分地描述了该系统。对于其中仅仅单种新型均聚物用于形成产物的本发明，第二入口进料斗和第二挤出机是不需要的以及纺丝头的分配板对于单丝操作可以简化。
[0067]已经发现可以形成当进行高速度增量变形时可以塑性变形的一种网幅，从新型均聚物形成的纺粘无纺网幅应该根据上述工艺通过使用下列改进的工艺参数来形成：在8-20℃(优选12-14℃)下的骤冷温度，500-2,500米/分钟(优选1,000-2,000米/分钟)的纤维速度，和75-150℃(优选110-125℃)的粘结温度。所形成的网幅的塑性可变形性质有助于在至少一个方向上它的结构延伸性(优选用于尿布的网幅的横向或CD)。
[0068]本发明的新型网幅理想地通过让它通过在加热的图案辊和加热的光滑支承辊之间的压延机辊隙来进行熔融粘结。优选该含图案的辊形成了不对称粘结图案，如公开在Kauschke等人US6,537,644，US6,610,390和2002年3月28日出版的US专利申请出版物No.2002/0036062A1中的离散椭圆形结合点的不对称粘结图案，这些文件的每一个被引入这里供参考。此类图案通过First QualityNonwovens，Inc的标记PILLOW BOND来识别。
[0069]现在尤其参见图4A-4D，本发明的网幅进一步发现可用于包括新型网幅40a和选自无纺织物、编织纺织品、膜和它们的结合物中的至少一种其它网幅40b的多层层压材料或复合材料，一般标识为40。由熟悉复合材料技术领域的那些技术人员可以认识到，该至少一种其它网幅40b可以是弹性或非弹性的，透气的或非透气的，等等。至少一种其它网幅40b优选一方面是无纺织物(和因此是透气的)或透气性薄膜，或另一方面是弹性无纺织物或弹性膜。优选的一种其它网幅40b是由聚乙烯均聚物形成的膜。该复合材料40可以包括粘合剂40c和附加网幅40b’。
[0070]更具体地说，图4A显示了一般标明41的粘合剂粘结的2-层复合材料，和图4B显示了一般42的粘合剂粘结的3-层复合材料。图4C显示了一般标明43的非粘合剂粘结的2-层复合材料，和图4D显示了一般标明44的非粘合剂粘结的3-层复合材料。非粘合剂粘结可以通过热，超声波，熔融或类似技术来完成，热粘结45示于图4C和4D中。
[0071]当复合材料或层压材料的其它片材或层是弹性性质时，新型网幅40a在没有结构的完全破坏、断裂或崩解的情况下跟随该层压材料的应力/应变运动的能力使得该复合材料高度耐频繁的滞后应力/应变变形。此外，当新型网幅40a确定了复合材料的外表面时，为复合材料获得了软的和纺织品状的表面。
[0072]因为多层层压材料或复合材料40可以进行选择，使得新型网幅40a和至少一种其它网幅40b的拉伸性是相适应的，复合材料40的网幅的偶然分离的可能性可以减到最少。
[0073]有各种类型的双组分纤维，一般标明50。
[0074]众所周知的皮/芯双组分纤维50(在图5的左侧示出)典型地具有“基料”聚合物作为芯以提供强度和较低熔点的“粘结剂聚合物”作为皮以便在不损害基体聚合物的情况下促进双组分纤维的热粘结。热粘结可通过现有技术中公知的各种技术来进行，其中包括熔融粘结(如压延)，超声波粘结，通空气粘结，等等。典型地该基体聚合物或芯是聚丙烯，而粘结剂聚合物或皮是聚乙烯，为的是为双组分纤维提供柔软度和延伸性，这是不能用聚丙烯实现的。典型地该基体聚合物或芯是具有聚乙烯的粘结剂聚合物或皮的聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，以便为双组分纤维提供柔软外表面和高悬垂性。
[0075]众所周知的并列式双组分纤维50b(在图5的右侧示出)将由于两种聚合物在热变化下的不同收缩率而发生高度卷曲，结果形成螺旋形。该“双金属效果”提供高膨松度3D结构无纺织物，它比典型的纺粘无纺织物更软和具有更高的膨松度/尺度(bulk/caliper)。用于卫生制品的典型起毛网幅含有约10-50％(重量)的此类卷曲双组分纤维，以提供想望的柔软度和膨松度尺度(bulk caliper)。
[0076]典型地，皮/芯双组分纤维和并列式双组分纤维使用一些聚合物，其中在它们的互相粘合表面上双组分聚合物的分离是最小的，以便维护无纺织物的工业织物性能。
[0077]新型聚丙烯均聚物52可以作为芯用于皮/芯双组分纤维(典型地聚乙烯54或聚乙烯共聚物作为皮)，以便降低在双组分聚合物之间的不均匀收缩行为和/或改进热粘合窗口，这样在双组分纤维的使用过程中有较低的组分分离的可能性。新型聚丙烯均聚物52也可用于并列式双组分纤维(典型地有普通的聚丙烯或聚乙烯54或聚乙烯共聚物)，以便为软化/熔化粘结聚合物54提供改进的粘结强度或简单提供双金属效果。
[0078]当双组分纤维50的组分是新型聚丙烯均聚物和聚乙烯均聚物时，这些组分在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上和在与其它聚合物材料粘结的能力上是基本上类似的。因此在使用过程中有更低的组分分离的可能性。尽管如前面所述，此类双组分纤维的成本超过单组分纤维的成本，本发明的双组分纤维是高度令人想望的，因为新型均聚物和聚乙烯组分的共同特性使得从双组分纤维形成的网幅尤其非常适合于其中普通双组分纤维不适合(归因于当塑性变形时各组分彼此之间分离的可能性)的许多应用中。
[0079]第三种类型的双组分纤维是“易剥离的纤维”。此类可剥离的纤维典型地是在“馅饼”横截面(有不同相邻组分聚合物的4，6，8或16层馅饼切面)上的，或按照任何其它横截面排列的由至少两种或多种组分聚合物形成的，其中该至少两种组分聚合物被设计来在机械、化学或热二级处理过程中或之后分裂开形成非常细纤维(根据它们的尺寸)。在这里重要的是使用具有最小的粘合在一起的倾向的组分聚合物。液压的二级处理常常用于同时分裂纤维和缠结该分裂的纤维。新型聚丙烯均聚物组合物进一步发现可用于此类可剥离的纤维(典型地用普通聚丙烯或用聚乙烯或聚乙烯共聚物作为另一个组分聚合物)。可剥离双组分纤维的聚合物优选彼此是基本上非粘合的，以促进在二级处理中它的有意的剥离。
[0080]根据本发明的网幅发现非常可用于形成水缠结或水肿胀的单层无纺织物或水缠结或水肿胀的多层层压材料或复合材料。术语“水肿胀”更充分地描述在2004年9月10日申请的US专利申请No.10/938,079中，它被引入这里供参考。
[0081]现在尤其参见图6A，在图的顶部上说明的是在水缠结或水肿胀之前的根据本发明的单层纺粘网幅60的尺度或厚度以及在附图的底部上是在水缠结或水肿胀之后同一网幅62的尺度或厚度。不仅在水缠结或水肿胀之后该网幅62的尺度C2基本上大于在水缠结或水肿胀之前该网幅60的尺度C0，而且缠结的程度是更大的。为了对比目的，图6A在中央示出了具有在根据本发明的网幅60，62的尺度C0和C2之中间的尺度C1以及比在水缠结之后根据本发明的网幅62有更低缠结度的一种可比的水缠结普通网幅64。可以推理，在粘结点之间的连续纤维的长度(即，自由纤维长度)经历塑性变形足以使在粘结点之间的该纤维的各个部分与其它纤维或多或少独立地水缠结或水肿胀的能力将会最大程度减少不希望有的解缠现象。因此，当在网幅中希望有高膨松(即，尺度或厚度)和/或高水平的水缠结或水肿胀时，本发明的网幅是尤其有用的。
[0082]现在尤其参见图6B，在图的顶部示出的是在水缠结或水肿胀之前的根据本发明的纺粘网幅66的部分66和在底部是在水缠结或水肿胀之后的部分68。将会认识到，尽管自由纤维长度d(即在粘结点之间的距离)没有因为水缠结而变化，但是由于纤维的机械张拉和高度的纤维缠结，该纤维本身在水缠结处理之后伸长和延伸。更具体地说，将会认识到，水缠结处理产生更大长度和更高缠结度的纤维，与如果普通的纺粘网幅同等地处理时的情况相比。
[0083]现在参见图7，在其中说明的是水缠结或水肿胀的层压材料或复合材料，一般标明为70，其中该两个外层72，74是根据本发明的纺粘网幅和中间层76是由木质纸浆纤维，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物形成的。三个层处于合适的并列72，76，74，然后经历普通的水缠结。正如所示，纸浆纤维76在粘结点78中间的各种面积76穿透进入到该纺粘层72、74的相邻内表面之中，形成特别强劲的层压材料。
[0084]本发明的新型网幅也尤其可用于穿孔网幅，后者非常适合用作穿孔顶面片。该新型网幅另外被压延在其中产生易断的二级粘结，然后该另外压延的网幅通过高速度增量变形发生塑性变形而在其中产生孔。应用于普通网幅的二级粘结和穿孔过程已公开于Benson等人US5,628,097，Flohr等人US6,551,436，和Gillespie等人US6,632,504中，这些文献被引入在这里供参考。该新型网幅使用聚丙烯均聚物实现相对于纯聚乙烯而言的优异结果(例如，柔软度，手感强度，和耐磨性)并且避免了双组分纤维，共聚物纤维，或纯聚乙烯纤维的较高花费。
[0085]另外地，本发明的新型网幅也尤其可用于形成穿孔的无纺网幅。因此，该新型网幅通过经由支持无纺网幅的丝网抽吸热空气或通过热穿刺该无纺网幅(例如由热空气或热针)在其中产生孔。
[0086]本发明的新型网幅，其本身或作为层压材料或复合材料的一部分，发现可用于各种应用中，其中包括吸收性制品(例如，尿布，卫生巾，擦拭纸巾，等等)，医用衣服(例如，外科睡衣，等等)，工业用保护衣服(例如，净化室衣服，等等)，家具织物(例如，家具和床用品，等等)，过滤装置，等等。
实施例
[0087]实施例I
新型丙烯均聚物是从ExxonMobil Chemical Company以商品名PP3164E-1获得的。组合物具有23-25克/10分钟的熔体流动速率(MFR)(ASTM D-1238，条件L，23℃/2.16kg)和约3的多分散性(Mw/Mn)。连续纤维是从均聚物形成的并根据在2002年5月30日出版的Taylor等人的US专利申请出版物No.2002/0063364A1，和Bugada等人US6,569,945中描述的方法纺粘形成具有35克/平方米(gsm)的重量的纺粘无纺织物网幅，两篇文献被引入供参考。在Taylor的专利中说明的装置加以改进以使用仅仅单个进料斗和单个挤出机，其中喷丝板或生产板也适当地改进以生产单组分纺粘，而不是多组分纺粘。
[0088]主要纺丝工艺条件被设定在14℃的骤冷空气温度，1,900米/分钟(m/min)的平均纤维速度，和120℃的在压延机辊隙中的粘结温度。更具体地说，让无纺网幅通过在加热的图案辊和加热的光滑支承辊之间的压延机辊隙，来将该无纺网幅进行熔融粘结。图案辊形成了如在上文中所公开的离散椭圆形结合点的不对称粘结图案并且通过First Quality Nonwovens，Inc的标记PILLOW BOND来表征。
[0089]所形成的网幅具有现有技术的等级的均匀性和相关的低重量差异。
[0090]所形成的网幅的物理性能和特性通过使用在ASTM5035-95和EDANA20.2-89中描述的普通试验方法来评价，但是设定条件加以改变以突出本发明的目标和结果。因此，该试验是用100，300，450和500毫米/每分钟的各种十字头速度和以0.5，2和4英寸的各种夹具距离来进行的，结果示于表I中。在表上示出的各数据是从至少30个试样取得的数据的平均值。在表中的虚线(--)表明由于样品破损而无法获得数据。
[0091]为了对比目的也在表I中显示的是从以商标PP3155从ExxonMobil Chemical Company或以商标PXPH835从Basell USA，Inc.商购的普通聚丙烯均聚物形成的连续纺粘纤维的对照网幅，两种树脂具有36的熔体流动速率。普通的聚丙烯均聚物是在普通加工条件下以20℃的骤冷空气温度，2,500米/分钟(m/min)的纤维速度，和158℃的在压延机辊隙中的粘结温度来加工的。
[0092]表I的数据证明根据本发明的无纺织物网幅的塑性变形，尤其当网幅经历较高的十字头速度和较短的夹具距离(模拟增量高速度变形过程和逐渐地排除网幅形成的影响)，和在网幅的塑性(粘弹性)变形达到拉伸峰所使用的能量与为了引起该网幅破裂所需要的附加塑性变形能量之间的比率。
[0093]实施例II
重复实施例I的程序，只是全部的试验是在500mm/分钟的十字头速度下和0.5”的夹具距离下进行的。
[0094]该评价结果记载在表II中。图8说明了典型试样的应力/应变图解，其中试样#1-4是普通聚丙烯均聚物和试样#5-8是根据本发明的新型聚丙烯均聚物。
[0095]尽管在实施例II中评价的典型试样的物理性能和特性没有与表I的评价结果(对于在相同的十字头速度和夹具距离下的评价)达到100％一致，但是考虑织物的不均匀性，表I和II的评价结果是在合理预见的范围内，该不均匀性甚至对于同一织物卷材的不同样品也得到不同的评价结果。
[0096]实施例III
重复实施例II的程序，这一次用具有15gsm而不是35gsm的重量的全部网幅(新型和普通的)。
[0097]物理性能和特性记载在表III中。
图9说明了典型试样的应力/应变图解，其中试样#1-4是普通聚丙烯均聚物和试样#5-8是根据本发明的新型聚丙烯均聚物。  将会认识到，该图解正确地表明实施例I和II的较重35gsm材料的普通试样5-8在较高的伸长率下断裂；但是，由于所使用的图解设备的限制，该图解不正确地表明较轻重量15gsm材料的普通试样不显示断裂，甚至在较高的伸长率下，虽然事实上有此类试样的有效破裂。
[0098]实施例IV
为了说明与不同的新型聚丙烯均聚物连同根据本发明的改进工艺参数相关的本发明功效，用具有18的熔体流动速率的从ExxonMobilChemical Company以商标3104E-1获得的新型聚丙烯均聚物重复实施例II的程序。两种网幅是以18和40gsm的重量制造的。在压延机辊隙中的网幅温度是125℃(而不是120℃)。物理性能和特性记载在表IV中。没有对照网幅。
[0099]总之，本发明提供由包括新型聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅，当经历高速度增量变形以便在至少一个方向上促进网幅的结构延伸性时该网幅是可塑性变形的。此类网幅的连续纤维可以与它们本身或其它纤维发生水缠结或水肿胀。水缠结或水肿胀层压材料可以包括，例如，根据本发明的两个外部纺粘层和由木质纸浆，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物在两者之间形成的中间层。复合材料或层压材料可以由此类网幅和无纺织物或膜形成，无纺织物或膜优选是弹性的和/或透气的。双组分纤维包括相结合的新型聚丙烯均聚物的组分和聚乙烯的组分，两个组分在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料粘结的能力上都基本上是类似的。最终，本发明提供从新型均聚物制造聚丙烯的此类单组分纤维，此类双组分纤维和此类网幅，复合材料或层压材料的方法。
[00100]既然本发明的优选实施方案已经显示和详细描述，它们的各种改性和改进对于本领域中的那些技术人员是显而易见的。因此，本发明的精神和范围需要广泛地解释并且仅仅受到所附权利要求限制，但不受前面的说明书限制。
表I
对照
夹具距离[英寸] 0.5  0.5  0.5  0.5  2  2  2  2  4  4  4  4  0.5
十字头速度(mm/mn) 100  300  450  500  100  300  450  500  100  300  450  500  500
峰值拉伸强度(N) 20.5  17.5  15.5  12.5  16.1  14.0  13.7  12.3  15.7  16.1  14.2  11.2  59.2
峰值拉伸下的拉伸率[％] 62.6  60.2  53.8  50.4  36.7  24.6  29.2  23.9  37.0  29.4  41.3  28.9  95
在120％E下的拉伸强度[N] 17.7  16.1  14.5  11.6  10.7  7.9  8.6  6.9  4.2  3.9  5.2  4.8  42
在200％E下的拉伸强度[N] 13.3  14.9  15.1  11.7  4.9  4.7  3.8  3.6  0.9  0.8  1.5  1.2  --
在400％E下的拉伸强度[N] 10.5  10.6  13.2  10.7  0.7  1.2  0.9  0.9  --  --  0.2  0.2  --
在450％E下的拉伸强度[N] 9.6  9.7  12.5  9.8  0.4  0.3  0.2  0.2  --  --  0.1  0.1  --
峰值拉伸的能量[J](A) 0.089  0.078  0.062  0.034  0.208  0.104  0.150  0.095  0.424  0.349  0.356  0.209  0.435
断裂能[J](B) 0.667  0.669  0.959  0.934  0.786  0.759  0.704  0.642  0.683  0.789  1.007  0.810  0.203
 B/A比率 7.49  8.58  15.47  27.47  3.78  7.3  4.7  6.76  1.61  2.26  2.86  3.88  0.49
表II
对照 本发明
十字头速度(mm/mn) 500 500
夹具距离[英寸] 0.5 0.5
峰值拉伸强度(N) 59.2 15.2
在峰值拉伸下的伸长率[％] 95 60.5
在120％E下的拉伸强度[N] 42 15.9
在200％E下的拉伸强度[N] -- 14.8
在400％E下的拉伸强度[N] -- 11.8
在450％E下的拉伸强度[N] -- 9.2
峰值拉伸的能量[J] 0.435 0.093
断裂能[J] 0.203 0.928
 B/A比率 0.49 9.98
表III
对照 本发明
夹具距离[英寸] 0.5  0.5
十字头速度(mm/mn) 500  500
峰值拉伸强度(N) 24.7  8.95
峰值拉伸下的伸长率[％] 110.4  155.4
在120％E下的拉伸强度[N] 22.42  8.08
在200％E下的拉伸强度[N] 4.82  7.76
在400％E下的拉伸强度[N] 0.35  5.24
在450％E下的拉伸强度[N] 0.12  4.58
峰值拉伸的能量[J](A) 0.211  0.110
断裂能[J](B) 0.332  0.345
 B/A比率 0.94  3.9
表IV
重量(gsm) 40  18
夹具距离[英寸] 0.5  0.5
十字头速度(mm/mn) 500  500
峰值拉伸强度(N) 31.92  12.85
在峰值拉伸下的拉伸强度[％] 175.16  201.2
在120％E下的拉伸强度[N] 30.93  10.4
在200％E下的拉伸强度[N] 29.32  10.1
在400％E下的拉伸强度[N] 18.56  8.14
在450％E下的拉伸强度[N] 15.2  6.82
峰值拉伸的能量[J](A) 0.465  0.204
断裂能[J](B) 0.755  0.273
 B/A比率 1.62  1.34

Claims (72)

1.由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的新型无纺网幅，
该网幅，当进行高速度增量变形时，发生塑性变形和在至少一个方向上以下列中的至少一种来表征：
(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，
(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和
(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于1。
2.权利要求1的网幅，其中均聚物是至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，和该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量，以及在共混之后该至少两种均聚物的结合物具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性。
3.权利要求2的网幅，其中偏斜的分子量分布由下列特征来表征：
(i)低于峰值重均分子量，有缓斜率和向着低分子量方向的长尾，和
(ii)高于峰值重均分子量，有陡斜率和向着高分子量方向的短尾。
4.权利要求1的网幅，其中均聚物是具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物。
5.权利要求4的网幅，其中偏斜的分子量分布由下列特征来表征：
(i)低于峰值重均分子量，有缓斜率和向着低分子量方向的长尾，和
(ii)高于峰值重均分子量，有陡斜率和向着高分子量方向的短尾。
6.权利要求1的网幅，其中高速度增量变形是施加于不大于0.5英寸的最初未变形尺寸上的至少400mm/分钟。
7.权利要求1的网幅，其中高速度增量变形在50-80℃的网幅温度下发生。
8.权利要求1的网幅，其中高速度增量变形在环境网幅温度下发生。
9.权利要求1的网幅，其中连续纤维是纺粘的和具有10-50微米的直径。
10.权利要求1的网幅，其中连续纤维是熔喷法形成的和具有0.5-10微米的直径。
11.权利要求1的网幅，它由特性(i)，(ii)，和(iii)中的至少两种来表征。
12.权利要求1的网幅，它由特性(i)，(ii)，和(iii)中的每一种来表征。
13.权利要求1的网幅，其中该网幅的连续纤维是水缠结或水肿胀的。
14.权利要求1的网幅，其中该网幅的连续纤维是不对称粘结的。
15.权利要求1的网幅，其中该比率是至少2。
16.权利要求1的网幅，其中在450％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少10％。
17.权利要求1的网幅，其中在250％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少50％。
18.由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅，该均聚物是下列之中的一种：
(i)至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量，和在共混之后该至少两种均聚物的结合物具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性；和
(ii)具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物；
该网幅，当进行高速度增量变形时，发生塑性变形和在至少一个方向上具有结构延伸性。
19.权利要求18的网幅，其中偏斜的分子量分布由下列特征来表征：
(i)低于峰值重均分子量，有缓斜率和向着低分子量方向的长尾，和
(ii)高于峰值重均分子量，有陡斜率和向着高分子量方向的短尾。
20.权利要求18的网幅，其中高速度增量变形是施加于不大于0.5英寸的最初未变形尺寸上的至少400mm/分钟。
21.权利要求18的网幅，其中高速度增量变形在50-80℃的网幅温度下发生。
22.权利要求18的网幅，其中高速度增量变形在环境网幅温度下发生。
23.权利要求18的网幅，其中连续纤维是纺粘的和具有10-50微米的直径。
24.权利要求18的网幅，其中连续纤维是熔喷法形成的和具有0.5-10微米的直径。
25.权利要求18的网幅，其中该网幅的连续纤维是水缠结或水肿胀的。
26.权利要求18的网幅，其中该网幅的连续纤维是不对称粘结的。
27.权利要求18的网幅，其中均聚物是物理共混物。
28.权利要求18的网幅，其中均聚物是反应产物。
29.权利要求18的网幅，其中在至少一个方向上的结构延伸性由下列之中的至少一种来表征：
(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，
(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和
(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于1。
30.权利要求29的网幅，它由特性(i)，(ii)，和(iii)中的至少两种来表征。
31.权利要求29的网幅，它由特性(i)，(ii)，和(iii)中的每一种来表征。
32.权利要求29的网幅，其中该比率是至少2。
33.权利要求29的网幅，其中在450％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少10％。
34.权利要求29的网幅，其中在250％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少50％。
35.权利要求18的网幅，其中该网幅的连续纤维是不对称粘结的。
36.制造由基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅的方法，包括以下步骤：
通过使用以下条件形成主要包括聚丙烯均聚物的纤维的纺粘无纺网幅：
(i)在8-20℃下的骤冷空气，
(ii)500-2,500米/分钟的纤维速度，和
(iii)75-150℃的粘结温度；
因此形成网幅，当进行高速度增量变形时，该网幅发生塑性变形和在至少一个方向上以下列中的至少一种来表征：
(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，
(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和
(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于1。
37.权利要求36的方法，其中
(i)骤冷空气是大约12-14℃，
(ii)纤维速度是大约1,000-2,000米/分钟，和
(iii)粘结温度是大约110-125℃。
38.权利要求36的方法，其中均聚物是至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，和该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量，以及在共混之后该至少两种均聚物的结合物具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性。
39.权利要求38的方法，其中偏斜的分子量分布由下列特征来表征：
(i)低于峰值重均分子量，有缓斜率和向着低分子量方向的长尾，和
(ii)高于峰值重均分子量，有陡斜率和向着高分子量方向的短尾。
40.权利要求36的方法，其中均聚物是具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物。
41.权利要求40的方法，其中偏斜的分子量分布由下列特征来表征：
(i)低于峰值重均分子量，有缓斜率和向着低分子量方向的长尾，和
(ii)高于峰值重均分子量，有陡斜率和向着高分子量方向的短尾。
42.权利要求36的方法，其中高速度增量变形是施加于不大于0.5英寸的最初未变形尺寸上的至少400mm/分钟。
43.权利要求36的方法，其中高速度增量变形在50-80℃的网幅温度下发生。
44.权利要求36的方法，其中高速度增量变形在环境网幅温度下发生。
45.权利要求36的方法，其中均聚物在高速度增量拉伸中显示出低弹性阻力。
46.权利要求36的方法，其中该网幅的纤维具有10-50微米的直径。
47.权利要求36的方法，其中该网幅在形成之后具有不对称粘结图案。
48.权利要求47的方法，其中不对称粘结图案是PILLOW BOND图案。
49.权利要求36的方法，其中网幅由特性(i)，(ii)，和(iii)中的至少两种来表征。
50.权利要求36的方法，其中网幅由特性(i)，(ii)，和(iii)中的每一种来表征。
51.权利要求36的方法，其中比率是至少2。
52.权利要求36的方法，其中在450％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少10％。
53.权利要求36的方法，其中在250％伸长率下的拉伸强度是峰值拉伸强度的至少50％。
54.双组分纤维，包括：
(i)聚乙烯或聚丙烯聚合物的组分，和
(ii)聚丙烯均聚物的组分，该聚丙烯均聚物是下列之中的一种：
(a)至少两种聚丙烯均聚物的物理共混物，该至少两种均聚物中的至少一种具有低于3.3的多分散性，该至少两种均聚物具有基本上不同的重均分子量，和在共混之后该至少两种均聚物的结合物具有偏斜的分子量分布和低于3.5的多分散性，和
(b)具有低于3.5的多分散性和偏斜的分子量分布的反应产物。
55.权利要求54的双组分纤维，其中该双组分呈现皮/芯构型，并且在作为温度的函数的收缩特性上，在塑性变形特性上，和在与其它聚合物材料粘结的能力上是基本上类似的。
56.权利要求54的双组分纤维，其中这些组分呈现并列式构型，并且在作为温度的函数的收缩特性上是基本上不同的。
57.权利要求54的双组分纤维，其中这些组分呈现馅饼式构型，并且基本上是彼此非粘合的。
58.多层层压材料或复合材料，包括：
(i)权利要求1的网幅；和
(ii)选自无纺织物，编织纺织品，膜和它们的结合物中的至少一种其它网幅。
59.权利要求58的复合材料，其中至少一种其它网幅是无纺织物。
60.权利要求58的复合材料，其中至少一种其它网幅是编织纺织品。
61.权利要求58的复合材料，其中至少一种其它网幅是无纺织物和透气薄膜中的一种。
62.权利要求61的复合材料，其中至少一种其它网幅是无纺织物。
63.权利要求61的复合材料，其中至少一种其它网幅是透气薄膜。
64.权利要求58的复合材料，其中至少一种其它网幅是弹性无纺织物和弹性膜中的一种。
65.权利要求64的复合材料，其中至少一种其它网幅是弹性无纺织物。
66.权利要求64的复合材料，其中至少一种其它网幅是弹性膜。
67.权利要求58的复合材料，其中至少一种其它网幅是聚乙烯均聚物的膜。
68.由权利要求1的网幅制成的水缠结或水肿胀的纺粘网幅。
69.水缠结或水肿胀层压材料，包括：
(i)由权利要求1的网幅制成的两个外部纺粘层，和
(ii)在两者之间的由木质纸浆，纤维素纤维，粘胶纤维或它们的结合物中的至少一种形成的中间层。
70.形成适合用作穿孔顶面片的穿孔网幅的方法，包括以下步骤：
(i)提供权利要求1的网幅；
(ii)压延该网幅在其中产生易断的二级粘结；和
(iii)由高速度增量变形使压延网幅发生塑性变形，在其中产生孔。
71.形成穿孔无纺网幅的方法，包括以下步骤：
(i)提供权利要求1的无纺网幅；和
(ii)通过经由支持无纺网幅的丝网抽吸热空气或通过热穿刺该无纺网幅在无纺网幅中产生孔。
72.由包括聚丙烯均聚物的基本上连续的熔纺纤维形成的无纺网幅；该网幅，当经受高速度增量变形时，发生塑性变形并在至少一个方向上具有由下列特征中的至少一种来表征的结构延伸性：
(i)在400％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少10％，
(ii)在250％伸长率下的拉伸强度，它是峰值拉伸强度的至少40％，和
(iii)在峰值拉伸强度之后的粘弹性变形能量与在峰值拉伸强度之前的粘弹性变形能量的比率，它大于1。
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