专利名称：熔喷法非织造布的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及多组分熔喷纤维、多组分熔喷法非织造纤维布和包括多组分熔喷纤维的复合无纺织物。本发明的熔喷法非织造布可并入适用于衣服、擦拭布、卫生保健品和药物包裹的复合织物中。
相关现有技术说明在熔喷法中，借助将熔融聚合物挤出通过模头，然后用高速热气流对得到的纤维进行拉细而形成无纺织物。在由熔喷纤维组成的纤维网的生产过程中，有时希望的是，由多于一种的聚合材料形成纤维，其中每种材料能具有不同的物理性能并且向熔喷纤维网提供不同的特性。形成所述纤维的常规方法是通过纺丝法，在该方法中，聚合材料在模腔中以熔融态相混合，并以层状多组分聚合物熔体的形式一起挤出通过单一的纺丝孔，如US6,057,256中所述，该专利公开了将并列型双组分纤维熔喷至收集器上形成粘合缠结的纤维网。
然而，由于在对能够很好地一起进行纺丝的聚合材料选择时相容性的约束，该方法具有明显的局限性。
熔喷纤维业已掺入多种无纺织物中，包括复合的层压材料，如纺粘-熔喷-纺粘(“SMS”)复合片材。在SMS复合材料中，外层是向整个复合材料提供强度的纺粘纤维层，而芯层是提供阻挡性能的熔喷纤维层。
目前需要提供一种形成熔喷纤维以及相应的熔喷法非织造布的新方法，其更适于生产多组分熔喷纤维，并且其中对于每一种聚合物组分的处理条件能够独立地进行最优化。
发明概述本发明涉及一种形成多组分熔喷纤维的方法，包括将第一可熔融处理的聚合物挤出通过第一挤出孔；与此同时将第二可熔融处理的聚合物挤出通过第二挤出孔；挤出之后，将所述第一和第二可熔融处理的聚合物熔入挤出的复合长丝中；利用至少一股高速气体喷射流，气动地拉细所述挤出的复合长丝，以便形成所述的多组分熔喷纤维。所述复合长丝可以用高速气体的喷射流切断，以便形成许多细的、不连续的多组分熔喷纤维。
本发明的第二实施方案涉及将熔融聚合物进行熔喷的挤出模头，包括由所述模头的进口部分进入的至少两个独立的聚合物供应孔，所述聚合物供应孔与在模头出口部分处带有出口的独立的挤出毛细管连通，所述挤出毛细管以复合孔的形式配合，至少一个气体供应孔由模头的进口部分进入，所述气体供应孔与延伸通过模头的至少一个气体喷嘴连通，并且所述至少一个气体喷嘴围绕所述复合孔的出口同中心地排列，其中，所述挤出毛细管出口和所述气体喷嘴在模头出口部分中与喷丝孔连通。
在第三实施方案中，本发明涉及将熔融聚合物进行熔喷的挤出模头，包括一排模孔，每个模孔包括由模头的进口部分进入的至少两个独立的聚合物供应孔，所述的每一个聚合物供应孔与在模头的出口部分带有出口的独立的挤出毛细管连通，气体供应孔由模头的进口部分进入并与所述聚合物供应孔侧向排列，所述气体供应孔与通过模头延伸的气体喷嘴连通并与所述挤出毛细管的出口侧向排列，其中，所述挤出毛细管出口和所述气体喷嘴在模头的出口部分中与喷丝孔连通。
附图概述
图1是根据本发明第二实施方案的模头或根据本发明第三实施方案的单模孔的简略横截面图，用来生产供本发明方法的无纺织物使用的熔喷纤维。
图2是根据本发明第二实施方案，图1中模头的截面2的简略图视。
图3是用于本发明方法的图1中模头的图解。
图4是根据示于图1中的本发明第二实施方案的模头的另一设计的简图。
图5是根据图1模头的本发明第三实施方案出口的端视图。
图6是根据本发明第三实施方案的模头的另一设计的出口的端视图。
发明详细说明本发明涉及一种形成多组分熔喷纤维和多组分熔喷法非织造布的方法。
在此使用的术语“聚烯烃”意指任一种仅由碳原子和氢原子组成的、一系列大量饱和开链聚合烃。典型的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯以及乙烯、丙烯和甲基戊烯单体的各种组合。
在此使用的术语“聚乙烯”(PE)意在不仅包括乙烯的均聚物，而且包括其中至少85％的重复单元为乙烯单元的共聚物。
在此使用的术语“聚酯”意在包括这样的聚合物，其中至少85％的重复单元是二元羧酸和二元醇的缩合产物，其中带有形成酯单元所产生的键。这包括芳族、脂族、饱和和不饱和的二元酸和二元醇。在此使用的术语“聚酯”还包括共聚物(如嵌段共聚物，接枝共聚物，无规共聚物和交替共聚物)，混合物及其改性物。聚酯通常的例子是聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)，它是乙二醇和对苯二甲酸的缩合产物。
在此使用的术语“熔喷纤维”和“熔喷长丝”指的是将可熔融处理的聚合物以熔融线或长丝的形式通过多个细的、通常是圆形的毛细管挤出进入高速加热气(例如空气)流中而形成的纤维或长丝。所述高速气流将熔融热塑性聚合物材料的长丝拉细，以将其直径降至约0.5和10微米之间。熔喷纤维通常是不连续的纤维，但也可以是连续的。由高速气流携带的熔喷纤维通常沉积在收集表面上，以便形成无规分散纤维的纤维网。
在此使用的术语“多组分纤维”和“多组分长丝”指的是由至少两种不同聚合物组成的任何长丝或纤维，但应当理解的是包括包含多于两种不同聚合物的这样的物品。术语“不同的聚合物”意指所述至少两种聚合物的每一种在多组分纤维截面上的不同区中并沿纤维的长度方向排列。多组分纤维不同于由聚合材料的均匀熔体混合物挤出而得到的纤维，在后者中不形成不同聚合物的区。在此可使用的所述至少两种不同的聚合物组分可以是化学上不同的，或者它们可以是化学上相同的聚合物，但具有不同的物理特性，如特性粘度、熔体粘度、模口膨胀、密度、结晶度和熔点或软化点。例如，所述两种组分可以是线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。所述至少两种不同聚合物的每一种本身可以包含两种或多种聚合材料的共混物。多组分纤维有时也被称为双组分纤维，它包括由两种组分形成的纤维以及由多于两种组分形成的纤维。在此使用的术语“双组分纤维网”和“多组合纤维网”指的是包含多组分纤维或长丝的纤维网。在此使用的术语“多组分熔喷纤维网”和“双组分熔喷纤维网”意指包含熔喷多组分纤维的纤维网，所述多组分熔喷纤维包含至少两种不同的聚合物组分，其中，熔融纤维被高速加热气流拉细并以无规分散纤维的纤维网的形式沉积至收集表面上。
在此使用的术语“纺粘”纤维意指这样的纤维，它是以长丝的形式从喷丝板的许多细的、通常是圆形的毛细孔将熔融热塑性聚合物挤出而形成的；其中挤出长丝的直径然后被通过牵引迅速降低。纺粘纤维通常是连续的并且具有大于约5微米的平均直径。纺粘无纺织物或无纺布是通过在收集表面如多孔筛网或带上使纺粘纤维无规成层而形成的。纺粘布能够通过本领域已知的方法进行粘结，例如通过热辊压光，或者借助在高压下使所述布通过饱和蒸汽室而进行粘结。例如，所述布可以在位于纺粘织物上的许多热粘结点处进行热点粘结。
在此使用的术语“无纺织物、片材或纤维网”意指以无规方式进行设置以形成没有可识别图案的平面材料的单独的纤维、长丝或线的结构，这与编织物不同。
图1阐明了供本发明熔喷法用的、根据本发明第二或第三实施方案的挤出模头或纺丝块(spinblock)，为简便起见，所述方案阐明了双组分体系。独立控制的多料流挤压机(multiple extruders，未示出)通过聚合物供应孔15a和15b将单独的熔融聚合物料流A和B供至模头10，在其中，聚合物通过独立的挤出毛细管16a和16b，在优选的实施方案中，所述毛细管在模头内成一定的角度，以便将独立的聚合物料流引向共同的纵向轴。然而，所述挤出毛细管可以彼此平行，但彼此靠得足够近，以便在从单独的挤出毛细管排出之后促进熔融聚合物料流的融合。优选的是，挤出毛细管的直径小于约1.5毫米，优选小于1毫米，更优选小于约0.5毫米。对模唇(die tip)11中的这些毛细管的出口进行设置，以便当各聚合物通过喷丝孔30排出时，促进聚合物的融合。由于挤出毛细管16a和16b配合形成单一的复合双组分聚合物料流，因此，综合地将它们称之为“复合孔”。通过加热的喷射气体将双组分纤维拉细，所述双组分纤维是通过将聚合物料流挤出通过复合孔而形成的，所述气体通过气体入口20供至模头，并输送至气体喷嘴21，所述气体喷嘴与通过挤出毛细管16a和16b的端部排出的熔融聚合物料流的共同的纵轴成一定的角度。在气体喷嘴21之间总共包括的角度α优选在约60°和90°之间。在该方法中，通过使用用于不同聚合物的独立控制的挤压机，可能单独地控制各种处理参数，如每一种聚合物的温度、毛细管直径和挤出压力，以便使独立聚合物的挤出最佳化并且仍可形成包含两种聚合物的单一的纤维。
图2是图1中模头10的截面2的简图，该图以平截体的平面形式示出，阐明挤出毛细管出口端16a和16b的优选的并列构型，所述出口端将熔融的聚合物长丝输送进入由气体喷嘴21形成的倒锥形高速气体中，所述气体喷嘴21沿复合孔同中心地排列。
图3是根据图1的图示，该图阐明本发明的方法通过挤出模头10的操作过程。聚合物A和B分别独立地输送通过挤出孔15a和15b，并迫使之进入挤出毛细管16a和16b。将聚合物A的挤出长丝40a和聚合物B的挤出长丝40b排出挤出毛细管的端部，这时，据信由气体喷嘴21产生的力的横向分量将起作用，从而促使两个聚合物融合成双组分长丝40。几乎同时，由气体喷嘴21产生的力的纵向分量将起作用，将长丝拉细或拉伸，以使拉伸的双组分长丝的直径降低至约10微米或更低。当双组分长丝从喷丝孔30排出时，可以将其切断，以形成许多细的、不连续的双组分熔喷纤维41。
图4与图2类似，是根据本发明第二实施方案的模头10的另一改进设计方案的简图，以便形成双组分皮芯型纤维。在该实施方案中，聚合物A挤出通过中央挤出毛细管16c，而聚合物B挤出通过一系列挤出毛细管，通过一系列曲线型槽缝16d从模头排出，所述槽缝绕毛细管16c端部同心排列。在该实施方案中，复合孔包括中央挤出毛细管16c和曲线型槽缝16d。许多加热气体喷嘴21绕复合孔同心排列。另外，气体喷嘴21可以被与复合孔同中心的环形缝替代。
图5是根据本发明第三实施方案的、图1中示出的模头10出口的端视图，其中，成排地排列着一系列复合模孔，每个模孔均包括毛细管出口16a和16b，并且将熔融聚合物挤压进入通过槽缝21排出的气体喷射流中，所述槽缝与复合模孔结合形成喷丝孔30。当聚合物料流从各复合模孔排出时，它们将形成沿模头10长度方向延伸的、幕帘状的多组分熔喷长丝。
图6是图5中所述模头的另一设计方案。通过实心板64，将两个垂直蚀刻的模板60和60’分开，从而形成分开的挤出毛细管62a和62b。在该图中没有示出的气体喷嘴与模板60和60’横向相邻地布置。
本领域技术人员应当认识到的是，挤出毛细管的构型和形状出于不同的原因能够用多种方法进行改进。例如，通过在模唇中加工馅饼薄片形(pie-slice)的截面，该方法能够用来将多于两种的聚合物组分输送入纤维中，以形成具有带馅饼形部分截面的、基本上圆形截面的纤维。同样地，本领域技术人员应当认识到的是，在生产规模上，可能需要使用许多挤压机/模头装置(“纺丝块”)，以便获得对收集表面的充分覆盖，以生产出可接受的无纺布或无纺织物。
实施本发明方法的优点在于对于不同的聚合物组分能够独立地控制各种挤出参数。由于每一种不同的聚合物被输送通过不同的挤出装置，如果一种聚合物组分有与另一聚合物组分明显不同的物理特性，如特性粘度、熔体粘度、模口膨胀、或熔点/软化点，挤出参数如温度、压力，甚至于挤出毛细管直径可以改变，以适应各种聚合物的挤出并使之最佳化。
在先有技术的方法中，当聚合物在熔体排出模头之前混合时，在两种聚合物熔体之间将存在界面。在该方法中，该界面不能被直接进行控制并受许多因素影响。由于缺乏对所述界面的控制，因此，将出现的严重问题的两个例子是1)当使用两种类似聚合物时，随着聚合物开始混合，界面可能会出现扩散，因此该纤维相对于双组分纤维将是更为熔融共混的纤维；和2)如果聚合物在熔体粘度上具有明显的不同，那么，更高粘度的聚合物可能将开始不成比例量地填充模头内熔体的有效空间，由于聚合物熔体能够沿界面相互滑动将产生纺丝问题，因此，当它们从模头排出时，将导致两种熔体速度的失配。当将两种聚合物保持分离，直至它们从模头排出，熔体将得到直接控制并因此避免了上述的问题。
应当理解的是，在本发明方法中有用的可熔融处理的聚合物包括能被熔融处理的任何聚合物，如热塑性塑料，包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺，如耐纶型聚合物、聚氨酯橡胶、乙烯基聚合物，如苯乙烯型聚合物、氟聚合物如乙烯-四氟乙烯聚合物、聚偏1，1-二氟乙烯、氟化乙烯-丙烯聚合物、全氟(烷基乙烯基醚)聚合物等等。形成本发明方法的双组分熔喷纤维和双组分熔喷法非织造布的聚合物的优选组合是聚乙烯和聚(对苯二甲酸乙二酯)。优选的是，聚乙烯是线性低密度聚乙烯，其熔体指数至少为10克/10分(根据ASTM D-1238测量；2.16kg@190℃)，熔点的上限范围约120-140℃，而密度范围从0.86-0.97克/厘米3。包含双组分聚乙烯/聚(对苯二甲酸乙二酯)熔喷纤维的熔喷法非织造布尤其适用于药物最终用途的无纺织物，这是因为它们可进行照射灭菌。该双组分聚乙烯/聚(对苯二甲酸乙二酯)的熔喷法非织造布能够粘结至通常在所述最终用途中使用的纺粘层上，以提供具有强度、柔软度、呼吸性、和阻挡性能的良好平衡的复合层压材料。另外还据信，双组分聚乙烯/聚(对苯二甲酸乙二酯)熔喷纤维具有好于单组分聚乙烯或聚(对苯二甲酸乙二酯)熔喷纤维的性能。用于本发明的后聚结纺丝法中的其它优选的聚合物组合包括聚丙烯/聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(六亚甲基二胺己二酰二胺/聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(六亚甲基二胺己二酰二胺/聚丙烯和聚(六亚甲基二胺己二酰二胺/聚乙烯。可以预期的是，如果某些热固性聚合物在本发明的处理期间保持熔融状的话，那么它们也能够用于本发明的方法中。
通常，将纤维沉积在收集表面上，如移动带或网、稀松布、或另一纤维层上。抽气装置如吸料箱可以设置在收集器底下，以帮助纤维的沉积和气体的排除。通过熔喷生产的纤维通常是高纵横比、不连续的纤维，其有效直径在约0.5至约10微米。在此使用的术语带不规则截面的纤维的“有效直径”等于具有相同截面积的假想圆形纤维的直径。优选的是，熔喷纤维网的单位重量在约2和40g/m2、更优选在5和30g/m2之间，最优选的是在12和35g/m2之间。
不被理论束服，据信，气体喷嘴能够将多组分长丝破裂或分裂成甚至更细的长丝。所得到的长丝据信包括其中每根长丝由至少两种分开的聚合物组分制成的多组分长丝；所述两种聚合物均充分地延长了熔喷纤维的长度，例如以并列构型。另外还据信，一些破裂的长丝由于多组分纤维被分裂成独立的单组分纤维，因此可以只含一种聚合物组分。在多组分熔喷长丝的两种或多种不同聚合物组分之间的可分裂度，可通过对聚合物组分的选择加以控制，以得到在不同聚合区之间所希望的粘结程度。
在本发明的多组分熔喷法非织造布中的纤维通常是不连续的纤维，其平均有效直径在约0.5和10微米之间，更优选在约1和6微米之间，最优选在约2和4微米之间。多组分熔喷法非织造布由从包括如本发明中的附图所示的挤出模头的纺丝块中同时纺出的至少两种聚合物形成。在熔喷法多组分非织造布中的纤维构型优选是双组分并列排列，其中绝大多数纤维由两种并列的聚合物组分制成，每种不同聚合物组分的含量根据所希望的布的性能是在约10至90体积％之间，在每个纤维的大部分的长度上所述两种聚合物组分延伸并粘结。另外，双组分纤维可以是皮芯排列的，其中一种聚合物被另一聚合物包围，所述双组分纤维为带有多于两种不同聚合物的、馅饼薄片形的圆形截面，或者是任何其它常规的双组分纤维结构。在更优选的实施方案中，较低熔点的聚合物位于纤维的表面部分，以便增强收集表面上熔喷纤维之间的粘结。
根据本发明优选的实施方案，将低特性粘度的聚酯聚合物和聚乙烯结合以便在熔喷法非织造布生产装置中制备双组分熔喷法非织造布。所述低粘度聚酯优选包含聚(对苯二甲酸乙二酯)，其特性粘度低于约0.55dl/g，优选从约0.17至0.49dl/g(如上所述利用ASTM D 2857测量)，更优选从约0.20至0.45dl/g，最优选从约0.22至0.35dl/g。将所述的两种聚合物A和B熔融，进行过滤，然后计量加入纺丝块中。熔融的聚合物通过纺丝块内独立的挤出毛细管挤出，并通过喷丝孔从纺丝块中排出，这时，它们将与来自气体喷嘴的气体接触并被迫使相互进行接触，并在纵向进行拉细，以形成高纵横比的纤维。熔喷双组分纤维可以被加热的气体喷射流切断而形成不连续的纤维，然而，它们可以是连续的纤维。优选的是，气体喷射流产生所希望的并列型纤维截面。
通过将多组分熔喷纤维收集在不同的片材如纺粘织物、纺织物或泡沫塑料上，可以在线生产出结合上述多组分熔喷纤维网的复合无纺织物。各层可以利用本领域已知的方法如通过热、超声和/或粘合剂粘结而连接。熔喷层和其它织物或片材层优选的是分别包括相容的聚合物组分，以使所述各层可以热粘结，如通过热点粘结而粘结。例如，在优选的实施方案中，复合层压材料包含熔喷法非织造布和纺粘布，每一种布均包括至少一种基本相同或相同的聚合物。另外，复合片材的各层可独立地生产，然后进行复合和粘结以形成复合片材。还可以预期的是，可以串联使用多于一台的纺粘布生产装置，从而生产出由不同的单或多组分纤维混合物制成的纤维网。同样可以预期的是，可以串联使用多于一台的熔喷法非织造布生产装置，以便生产出带有多个熔喷层的复合片材。另外可以预期的是，在各种布生产装置中使用的聚合物(一种或多种)彼此可以不同。当希望生产出只具有一个纺粘层和一个细熔喷纤维层的复合片材时，可将第二纺粘布生产装置关闭或排除。
任选地，也可以将氟化学涂料应用于所述复合无纺布上，从而降低纤维表面的表面能，并从而增加织物的耐液体渗透性。例如，织物可以用局部整饰处理进行处理，以改善液体阻挡性，特别是改善对低表面张力液体的阻挡性。许多局部整饰处理方法在本领域中是熟知的，并且包括喷涂、辊涂、泡沫涂布、浸-挤涂布等。通常的整饰配料包括ZONYL氟化学剂(得自DuPont，Wilmington，DE)或REPEARL氟化学剂(得自Mitsubishi Int.Corp.，New York，NY)。局部整饰方法可以与织物生产一起在线进行，或在独立的处理步骤中进行。另外，所述氟化学剂也可以作为添加至熔体中的添加剂而纺入纤维之中。
测试方法在上面说明中和随后的实施例中，将采用下面的测试方法来确定各种所列出的特性和性能。ASTM指的是美国材料和试验学会。
纤维直径是通过光学显微镜进行测量的并以平均微米值报道。对于每个熔喷试样，测量约100根纤维的直径并取平均值。
单位重量是织物或片材每单位面积质量的量度，并由ASTM D-3776进行测量，在此将ASTM D-3776引入作为参考，并以g/m2报道。
在此使用的聚酯的特性粘度是利用25体积％三氟乙酸和75体积％二氯甲烷，在30℃，于毛细管粘度计中，根据ASTM D 2857测量的。Frazier空气透气性是在片材表面之间规定的压力差下，通过片材的空气流量的量度，并且是根据ASTM D 737测量的，并以m3/min/m2报道，在此将ASTM D 737引入作为参考。
实施例在实施例1-4中制备包含夹在纺粘外层之间的熔喷纤维内层的复合片材。相同的纺粘外层被用于这些实施例的每一个中并包含带皮芯截面的双组分长丝。
所述纺粘层由线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)的双组分纤维制成；所述LLDPE的熔体指数为27克/10分(在温度为190℃时，根据ASTM D-1238测量)，它是20重量％的ASPUN 6811ALLDPE和80重量％的ASPUN 61800-34 LLDPE(两者均得自Dow)的共混物；所述PET的特性粘度为0.53dl/g，以Crystar4449聚酯形式得自DuPont。将所述聚酯树脂在温度为180℃时结晶并在120℃干燥，以便使使用之前的含水量低于50ppm。在独立的挤压机中，将聚酯加热至290℃并将聚乙烯加热至280℃。对聚合物进行挤出、过滤并计量成为保持在295℃、具有4000孔/米(纺丝头组合中有2016孔)的双组分纺丝块，并设计提供皮芯长丝截面。使聚合物通过喷丝头纺丝，以生产带有聚乙烯皮和聚(对苯二甲酸乙二酯)芯的双组分长丝。每个纺线块毛细管的聚合物总通过量为1.0克/分。对所述聚合物进行计量，以提供以纤维重量计为30％聚乙烯(皮)和70％聚酯(芯)的长丝。在15英寸(38.1厘米)长的带骤冷空气的骤冷区中对长丝进行冷却，所述空气由两个相对的骤冷箱提供，其温度为12℃且速度为1米/秒。将长丝送入在纺丝块毛细管开口之下间隔26英寸(66.0厘米)的气动拉伸喷丝头中，在其中长丝得以拉伸。利用真空抽吸，将所得更细、更强韧、基本连续的长丝沉积到以186米/分的速度运动的铺列带上，以形成单位重量为0.6盎斯/码2(20.3g/m2)的纺粘布。在所述布中的纤维平均直径约为11微米。利用点粘结图案，在100℃和100N/cm的轧点压力下，将得到的布在两个热粘结辊之间传送，以使所述布轻度地粘结至一起用于运输。将轻度粘结的纺粘布收集在一罗拉中。下面将描述用于每一个实施例的熔喷层的制备方法。
借助将双组分纺粘布展开至运动带上并将双组分熔喷法非织造布层合至运动纺粘布顶上，而在实施例1-4中制备复合无纺片材。将第二纺粘布辊筒展开并铺列至所述纺粘-熔喷布上，以生产纺粘-熔喷-纺粘复合无纺布。在刻纹油热金属压光辊和光滑油热金属压光辊之间对所述复合布进行热粘结。两辊的直径均为466毫米。刻纹辊有带菱形图案的涂铬的非淬硬钢表面，其中每个图案的点尺寸为0.466mm2，点深度为0.86毫米，点间距为1.2毫米，并且粘结面积为14.6％。光滑辊有淬硬钢表面。在120℃、350N/cm的轧点压力和50米/分的线速度下，对复合布进行粘结。粘结的复合片材收集在罗拉上。每个复合无纺片材的最终单位重量约为58克/米2。
实施例1-4利用后聚结熔喷法，制备这些实施例中的双组分熔喷法非织造布。通过得自DuPont的Crystar聚(对苯二甲酸乙二酯)和以ASPUN6806得自Dow的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，以并列型排列制备双组分纤维；其中所述聚(对苯二甲酸乙二酯)的特性粘度为0.53，含水量约1500ppm；所述LLDPE的熔体指数为100克/10分(根据ASTM D-1238测量)。在独立的挤压机中，将聚乙烯聚合物加热至450°F(232℃)并将聚酯聚合物加热至572°F(300℃)。对两聚合物独立地进行挤出、过滤并计量至带有图6中所示模唇构型的双组分纺丝块中。所述模头由两个垂直蚀刻板60和60’形成，所述板带有在其中形成的平行凹槽62a和62b，所述凹槽的半径为0.2毫米。两块蚀刻板被2密耳厚的实心板64分开，以便使两种聚合物料流保持独立，直至它们排出挤出毛细管之后为止。其中之一的聚合物料流通过凹槽62a形成的毛细管供应，而另一聚合物料流通过凹槽62b形成的毛细管供应。挤出毛细管的出口孔以沿模唇长度方向每英寸30个孔的距离间隔开，其中模唇的长度约为21英寸(53厘米)。将纺丝块模头加热至572 °F(300℃)并以表1中给出的聚合物质量流速，通过毛细管对聚合物进行纺丝。将拉细空气加热至310℃并以9psi(62kPa)的气压通过两个1.5毫米宽的气道供应。两个气道在毛细管开口的约21英寸(53厘米)线路的长度上延伸，并且毛细管线每边一个的一个气道安置在毛细管开口后面1.5毫米。每个气道均以45度的角度与板64的平面取向，其中气道的两个轴向着挤出毛细管出口方向收敛，气道之间总的包括角为90度。利用两个不同的挤压机，将聚乙烯和聚(对苯二甲酸乙二酯)供至纺丝块。当聚乙烯排出挤压机时其温度为265℃，而聚(对苯二甲酸乙二酯)的温度为295℃。供至纺丝块的聚合物的质量流速对于每个实施例均不同，并列于表1中。将长丝收集在以52米/分运动的成型网上，其上表面位于模唇末端以下5.5英寸(14.0厘米)，以生产随后收集在罗拉上的熔喷法非织造布。在每个实施例中，所述熔喷法非织造布的单位重量均为11.7克/米2。
实施例5利用线性低密度聚乙烯(LLDPE)组分和聚(对苯二甲酸乙二酯)组分制备双组分熔喷法非织造布；其中所述聚乙烯的熔体指数为135克/10分(根据ASTM D-1238测量)，以GA594得自Equistar；所述聚(对苯二甲酸乙二酯)的报导的特性粘度为0.53，以Crystar聚酯(Merge4449)得自DuPont。在独立的挤压机中，分别将LLDPE和聚(对苯二甲酸乙二酯)加热至260℃和305℃。分别对两种聚合物进行挤出，并计量至两个独立的聚合物分配器中。对从每个分配器中排出的平面状熔体料流独立地进行过滤，并通过带两组线性独立孔的双组分熔喷模头进行挤出，第一组挤出LLDPE，第二组挤出聚(对苯二甲酸乙二酯)。将这些孔成对地排列，以便使各LLDPE喷丝孔紧密地靠近聚(对苯二甲酸乙二酯)的喷丝孔，从而沿模唇长度方向形成线性排列的复合喷丝孔。对形成各复合喷丝孔的喷丝孔对进行布置，以使通过每一对中两个喷丝孔中心的线与线性排列的孔对的方向垂直，在所述孔对的两个孔之间的中心点位于模唇的顶点。所述模头有645对排列在54.6厘米线路上的毛细管开口。将模头加热至305℃，并分别以0.16克/孔/分和0.64克/孔/分的通过量，对LLDPE和聚(对苯二甲酸乙二酯)进行纺丝。拉细空气加热至305℃并以5.5psi的气压通过两个1.5毫米宽的气道供应。两个气道在毛细管开口的54.6厘米线路的长度上延伸，并且毛细管线每边一个的一个气道安置在毛细管开口后面1.5毫米。分别以6.2千克/小时和24.8千克/小时的速率，将LLDPE和聚(对苯二甲酸乙二酯)供至纺丝组合，以提供双组分熔喷法非织造布，所述布为20重量％的LLDPE和80重量％的聚(对苯二甲酸乙二酯)。借助以模头与收集器20.3厘米的距离将熔喷纤维收集在运动的成形网上，以形成所述布，从而生产出卷绕至罗拉上的熔喷法非织造布。所述熔喷法非织造布的单位重量为1.5盎斯/码2(50.9g/m2)，而试样的Frazier空气透气性为86ft3/min/ft2(26.2m3/min/m2)。
对比例A本例阐明双组分熔喷法非织造布的成形，其中在排出模唇之前将两聚合物料流汇合。使用与实施例1-4中相同的聚合物和纺丝设备，所不同的是，除去了图6中示出的实心板64，以使在挤出毛细管中两聚合物相接触。聚合物温度和质量流速、模头温度、气压及温度与实施例1中使用的相同。熔喷法非织造布的单位重量为17g/m2。
表1熔喷法条件和熔喷法非织造布的性能
权利要求
1.一种形成多组分熔喷纤维的方法，包括通过第一挤出喷丝孔对第一可熔融处理的聚合物进行挤出，同时通过第二挤出喷丝孔对第二可熔融处理的聚合物进行挤出；挤出之后，将所述第一和第二可熔融处理的聚合物熔入挤出复合长丝中；并利用至少一股高速气体喷射流气动地将所述挤出的复合长丝进行拉细，以形成所述的多组分熔喷纤维。
2.权利要求1的方法，其中，复合长丝利用许多高速气体喷射流进行拉细。
3.权利要求1的方法，其中所述复合长丝被至少一股高速气体切断，以形成许多多组分熔喷纤维。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述第一和第二可熔融处理的聚合物具有随温度变化的不同的粘度。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第一和第二可熔融处理的聚合物具有具有不同的熔点和/或软化点。
6.根据权利要求1的方法，其中所述第一和第二可熔融处理的聚合物是化学上不同的聚合物。
7.根据权利要求6的方法，其中所述第一可熔融处理的聚合物是聚酯，而所述第二可熔融处理的聚合物是聚乙烯。
8.根据权利要求7的方法，其中所述聚酯是聚(对苯二甲酸乙二酯)。
9.一种通过将权利要求1的熔喷纤维收集在收集表面上而生产的无纺织物。
10.权利要求9的无纺织物，其中，所述收集表面是纺粘无纺织物。
11.一种熔喷熔融聚合物的挤出模头，包括一排模头喷丝孔，每个模头喷丝孔包括由模头的进口部分进入的至少两个独立的聚合物供应孔，所述的每一个聚合物供应孔与在模头的出口部分带有出口的独立的毛细管连通，气体供应孔由模头的进口部分进入并与所述聚合物供应孔侧向排列，所述气体供应孔与通过模头延伸的气体喷嘴连通并与所述挤出毛细管的出口侧向排列，其中，所述挤出毛细管出口和所述气体喷嘴在模头的出口部分中与喷丝孔连通。
12.一种熔喷熔融聚合物的挤出模头，包括由所述模头的进口部分进入的至少两个独立的聚合物供应孔，所述聚合物供应孔与在所述模头出口部分处带有出口的独立的挤出毛细管连通，所述独立的挤出毛细管以复合孔的形式配合，至少一个气体供应孔由所述模头的进口部分进入，所述气体供应孔与延伸通过模头的至少一个气体喷嘴连通并且所述至少一个气体喷嘴围绕所述复合孔的出口同中心地排列，其中，所述挤出毛细管出口和所述气体喷嘴在模头出口部分中与喷丝孔连通。
13.根据权利要求11或12的挤出模头，其中所述挤出毛细管与共同的纵轴成一定的角度。
14.根据权利要求11或12的挤出模头，其中所述的挤出模头包括至少两个气体喷嘴，并且其中所述挤出毛细管和所述气体喷嘴对着共同的纵轴成一定的角度。
15.根据权利要求11或12的挤出模头，其中所述的挤出模头包括至少两个气体喷嘴，并且其中所述挤出毛细管彼此平行，以及所述气体喷嘴与共同的纵轴成一定的角度。
全文摘要
一种形成多组分熔喷纤维的方法,该方法包括:将第一不同的可熔融处理的聚合物挤出通过第一挤出孔;与此同时将第二不同的可熔融处理的聚合物挤出通过第二挤出孔;挤出之后,将所述第一和第二可熔融处理的聚合物熔入挤出的复合长丝中;以及利用高速气体的喷射流气动地拉细所述挤出的复合长丝,以便形成所述的多组分熔喷纤维。
文档编号D04H13/00GK1386147SQ01802291
公开日2002年12月18日 申请日期2001年7月31日 优先权日2000年8月4日
发明者V·班萨尔, M·C·达维斯, E·N·鲁迪西尔 申请人:纳幕尔杜邦公司