專利名稱：：熱易熔復(fù)合纖維及由它制的無紡織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種熱易熔復(fù)合纖維，及由這樣一種纖維制的無紡織物。METSUKE(每單元面積的重量)介于約10至約45g/m2的低密度無紡織物用作紙尿布、衛(wèi)生中及類似物的表面材料。由于無紡織物已變得多樣化，對無紡織物的性能要求已變得更嚴(yán)格，因而要求無紡織物在最輕時仍維持高強(qiáng)度，而同時保持是軟組織。近來的情況是，要求例如緊身短襯褲型產(chǎn)品具有一定的強(qiáng)度，而這是通過把無紡織物彼此進(jìn)行熱封而達(dá)到的。為此，要求具有優(yōu)異熱封性能的無紡織物。為了滿足這一要求，要求這種無紡織物由細(xì)的熱易熔復(fù)合纖維構(gòu)成，而且，要求導(dǎo)致熱易熔復(fù)合纖維的熱熔的低熔組份具有足夠的粘合強(qiáng)度及柔軟性。熱易熔復(fù)合纖維的例子包括聚乙烯與聚丙烯的合用，聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚乙烯的合用，以及聚對苯二甲酸乙二醇酯與共聚(對苯二甲酸乙二醇酯-間苯二甲酸乙二醇酯)的合用。這類聚乙烯材料包括高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，以及線型低密度聚乙烯。然而，當(dāng)使用低密度聚乙烯或線型低密度聚乙烯作為熱易熔纖維的低熔組份時，在低溫下的纖維可能彼此粘合到一起，但易被拉開。此外，雖然所得的無紡織物具有軟的手感，但由于密度低，故它的強(qiáng)度低，剛性低，而且具有發(fā)粘的手感。例如，日本公開特許公報昭63-92722公開了用具有低剛性的線型低密度聚乙烯作為低熔組份而制造的細(xì)熱易熔復(fù)合纖維，還公開了含有這種纖維的熱易熔無紡織物。然而，這種織物的熱封性能差，強(qiáng)度低，因而不能滿足對達(dá)到本發(fā)明目的的無紡織物的要求。另一方面，以用高密度聚乙烯作為其低熔組份的熱易熔復(fù)合纖維制成的無紡織物，比起用低密度聚乙烯和線型聚乙烯制的無紡織物來，具有更高的密度和剛性，更高的強(qiáng)度，和良好的熱封性能。但是，因?yàn)橛米鞯腿劢M份的高密度聚乙烯具有高熔點(diǎn)，加工溫度必須升高，以獲得足夠的無紡強(qiáng)度和熱封性能。其缺點(diǎn)是所得無紡織物具有硬的手感，此外，雖然從能耗的觀點(diǎn)看要求無紡加工溫度低些，但不能獲得足夠的強(qiáng)度，除非加工溫度足夠高。為了解決上述問題，在日本特許公報平2-251612中所公開的熱易熔復(fù)合纖維含聚丙烯或聚酯作為其高熔組份，并含高密度聚乙烯作為其低熔組份，此高密度聚乙烯在其分子鏈中具有很多甲基分支，并具有相當(dāng)?shù)偷娜埸c(diǎn)。然而，在聚乙烯中增大甲基分支數(shù)通常會降低密度，而提高Q值(重均分子量/數(shù)均分子量)會增大聚合物的不均一性。這兩種效應(yīng)均降低低熔組份的抗張強(qiáng)度，降低低熔組分在纖維彼此交叉點(diǎn)處的粘合強(qiáng)度，并導(dǎo)致織物本身的強(qiáng)度不夠和熱封強(qiáng)度不夠。本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，提供具有高強(qiáng)度，軟手感，在短熱封期內(nèi)可獲高熱封強(qiáng)度的熱易熔復(fù)合材料。本發(fā)明的發(fā)明者們進(jìn)行了重復(fù)研究以解決上述問題，并發(fā)現(xiàn)通過將含特種聚乙烯作為其低熔組份的熱易熔復(fù)合纖維，加工成為無紡織物，可以生成具有高熱封強(qiáng)度，以及高織物強(qiáng)度和軟手感的無紡織物。其結(jié)果是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所希望的目的達(dá)到了，并完成了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的第一部分，提供了一種并列型或皮芯型熱易熔復(fù)合纖維，它包含由聚乙烯制成的第一組份和由聚酯制成的第二組份，該聚乙烯在長度方向連續(xù)占據(jù)著至少一部纖維表面，其中的聚乙烯是共聚物在其分子鏈中。甲基分支為1.6/1000c或更大，密度為0.940-0.965g/cm3，而Q值(重均分子量Mw/數(shù)均分子量Mn)為4.8或更小。根據(jù)本發(fā)明的第二部分，提供了根據(jù)本發(fā)明第一部分的熱易熔復(fù)合纖維。其中，在第一組中的甲基分支數(shù)目為5.0/1000c或更大。根據(jù)本發(fā)明的第三部分，提供了一種包含至少20％的并列型或皮芯型熱易熔復(fù)合纖維的無紡織物，這兩種纖維中每種包含聚乙烯制的第一組份和聚酯制的第二組份，該聚乙烯在長度方向連續(xù)占據(jù)著至少一部分纖維表面，其中該聚乙烯是共聚物，在其分子鏈中的甲基分支為1.6/1000c或更大，密度為0.940-0.965g/cm3，而Q值(重均分子量Mw/數(shù)均分子量Mn)為4.8或更小，而且，共中纖維的交叉點(diǎn)被聚乙烯熱熔，該聚乙烯是該熱易熔復(fù)合纖維的第一組份。根據(jù)本發(fā)明的第四部分，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第三部分的無紡織物，其中，在分子鏈中的甲基分支數(shù)目為5.0/1000c或更大。根據(jù)本發(fā)明的第五部分，提供了一種用根據(jù)本發(fā)明第一或第二部分的熱易熔復(fù)合纖維而制成的成形制品。本發(fā)明將再詳述如下用于本發(fā)明熱易熔復(fù)合纖維高熔組份的聚酯樹脂可以是通常用作纖維材料的任何熱塑性聚酯。例如，此聚酯可以是聚對苯二甲酸乙二醇酯，以及共聚物，例如共聚[(對苯二甲酸乙二醇酯)-(間苯二甲酸乙二醇酯)]，優(yōu)選的熔點(diǎn)為250-260℃之間，特性粘度為0.5-1.2之間(在60％重量苯酚和40％重量四氯乙烷的混合溶劑中于30℃下測得)。用于本發(fā)明的聚乙烯必須進(jìn)行調(diào)整，使其密度為0.940-0.965g/cm3。用密度大于0.965g/cm3的熱易熔復(fù)合纖維制的無紡織物傾向于具有硬的手感，這是因?yàn)闉楂@得高強(qiáng)度而必須使用的高加工溫度。在熱封中，由于低熔組分的高剛性，外皮組份易于流動。此外，因?yàn)樵谕馄そM份開始流動之前需要長的時間，熱封溫度必須提高，或者熱封時間必須調(diào)整。另一方面，雖然用密度小于0.940g/cm3的熱易熔復(fù)合纖維制的無紡織物有軟的手感，但因?yàn)榈腿劢M份的低剛性，故不能獲得高的織物強(qiáng)度和高熱封強(qiáng)度，因此，不能使用這種聚乙烯。因此，從強(qiáng)度和手感這兩方面看聚乙烯材料的密度優(yōu)選為0.940-0.965g/cm3，最優(yōu)選為0.941-0.955g/cm3。這里所用的術(shù)語“密度”是用根據(jù)JISK-6758的壓模法制成試驗(yàn)片，隨后用根據(jù)JISK-7112的密度梯度管法進(jìn)行測定而獲得的。用于本發(fā)明的聚乙烯樹脂的Q值應(yīng)為4.8或更小，更優(yōu)選為4.0或更小，如果Q值超過4.8，則無紡織物的抗張強(qiáng)度降低，在因低熔組份熔融而使由高熔組份形成的纖維交叉和粘合到一起的地方的粘合強(qiáng)度會變得不夠大，而且，當(dāng)通過纖維的熱處理和粘合而形成無紡織物時，不能生成具有高強(qiáng)度的無紡織物，因?yàn)榫垡蚁┑膶挿肿恿糠植荚诶w維中形成低熔組份。雖然Q值沒有低限，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中可達(dá)到的最低值被認(rèn)為是大約為3。如果其他條件相同的話，可得到相應(yīng)于抗張強(qiáng)度的熱封強(qiáng)度。這里所用的Q值是重均分子量與數(shù)均分子量的比值，用凝膠滲透色譜法在鄰-二氯代苯中于140℃測得。在本發(fā)明中所用的聚乙烯分子鏈中甲基支化數(shù)優(yōu)選為1.6/1000c或更大，更優(yōu)選為5.0/1000c或更大。當(dāng)密度為0.940時，甲基分支數(shù)的上限定值是約為10。這里所用的甲基支化是直接從聚乙烯主鏈支化出的甲基，而不直接鍵合到主鏈上的甲基例如乙基支化中的端甲基，則不包括在內(nèi)。甲基支化數(shù)是在主鏈中每1000個碳原子上直接鍵合到主鏈上的甲基數(shù)目，這種甲基的數(shù)目可用質(zhì)量數(shù)為13的碳原子核磁共振光譜定量測出。正如在線型低密度乙烯中所看到的，在共聚聚乙烯中，密度不僅隨著甲基支化數(shù)也隨著任何其他支化數(shù)的增大而降低。基于這一理由，因?yàn)榈腿劢M份在低溫度開始流動，故加工無紡織物的溫度可以降低。然而，因?yàn)橐一Щ虼笥谝一Щ闹Щ鹈芏鹊拿黠@降低，所以不能引入大數(shù)量的這種支化。因此，甲基支化對最少地降低密度和對引入大數(shù)量的支化是最優(yōu)選的。由此發(fā)現(xiàn)，增大甲基支化數(shù)，對于因密度降低而導(dǎo)致的抗張強(qiáng)度的最小降低，對于改進(jìn)低溫下的熔流性，以及對于生成具有良好熱封性的聚乙烯，是有效的。然而，如果密度在本發(fā)明的范圍內(nèi)，則可能含有較長的支化。將含有這種特殊聚乙烯作為其低熔組份的本發(fā)明熱易熔復(fù)合纖維進(jìn)行熱封，則甚至在相當(dāng)?shù)蜏囟认乱材苌删哂辛己脽岱鈴?qiáng)度的無紡織物。滿足上述要求的本發(fā)明的共聚聚乙烯，是在催化劑(例如齊格勒-納塔催化劑，氧化鉻，氧化鉬，和Kaminski型催化劑)存在下，用慣用的制法(例如溶液法，氣相法，或高溫壓離子聚合法)將乙烯與少量丙烯進(jìn)行共聚而制得的。這里所用的共聚單體不限于丙烯，也可以是含4個或多個碳原子，生成長于甲基支化的支化的1-烯烴。例如，丁烯-1，戊烯-1，已烯-1，4-甲基戊烯-1，庚烯-1，辛烯-1，壬烯-1和癸烯-1均可單獨(dú)使用或合并使用。其他α-烯烴也可使用，如果它們生成的聚乙烯的密度和Q值在本發(fā)明的范圍內(nèi)的話，而且兩種或多種α-烯烴可以使用以生成三聚物，等等。雖然用于本發(fā)明的聚乙烯的熔體流動速度(MFR；190℃，ASTMD1238(E))可以在5-45的范圍內(nèi)，但優(yōu)選范圍是8-28，因?yàn)橐子诩徑z。為了防止在紡絲期間聚合物的變劣和為了防止無紡織物的退色，需要時可加入通常聚烯烴所使用的添加劑，如抗氧劑，光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑，以及著色劑，潤滑劑，抗靜電劑，以及去光劑。將熱易熔復(fù)合纖維紡成并列型紗，在其中，聚酯(高熔組份)和聚乙烯(低熔組份)排列成并列形，或排列成皮芯形紗，在其中聚乙烯起外皮的作用。皮芯型紗可以是同軸的，也可以是偏心的。高熔組份與低熔組份的比值優(yōu)選為30/70至70/30重量，更優(yōu)選為40/60至60/40重量。其他紡絲和拉伸條件可以與由普通聚酯和聚乙烯組成的復(fù)合纖維所用的相同。雖然對單一纖維的細(xì)度和纖維的卷曲數(shù)沒有限制，為了平衡織物強(qiáng)度和手感，單一纖維的細(xì)度優(yōu)選為0.5-6.0旦，更優(yōu)選為1.0-3.0旦；而卷曲數(shù)優(yōu)選為每英寸5-30個卷曲，更優(yōu)選為每英寸10-20個卷曲。本發(fā)明的無紡織物由單獨(dú)的本發(fā)明熱易熔復(fù)合纖維制成，或由含20％重量或更多，優(yōu)選50％重量或更多的本發(fā)明熱易熔復(fù)合纖維制成；方法是用公知的方法例如梳理，空氣成網(wǎng)，于漿，制濕紙以及絲束松開法把這些纖維制成網(wǎng)；把這些網(wǎng)進(jìn)行熱處理以便使熱易熔復(fù)合纖維進(jìn)行熱粘合。熱處理方法包括使用干燥器例如熱風(fēng)干燥器，抽吸式帶狀干燥器，或Yankee干燥器的方法；以及使用輥例如光滑軋光輥或壓花輥的方法。對無紡織物的METSUKE浸有限制，它可以改變以符合應(yīng)用的要求。當(dāng)以無紡織物用作紙尿布或衛(wèi)生巾的表面材料時，此METSUKE優(yōu)選為8-50g/m2，更優(yōu)選為10-30g/m2?？捎糜谂c熱易熔復(fù)合纖維合用的其他纖維可以是任何纖維，只要這些纖維不影響熱處理，以及它們不影響本發(fā)明的目的即可。其例子包括合成纖維例如聚酯，聚酰胺，聚丙烯，和聚乙烯；天然纖維例如棉和毛，以及纖維例如人造纖維。因?yàn)闊嵋兹蹚?fù)合纖維的低熔組份在本發(fā)明的無紡織物中起著粘結(jié)劑的作用，故如果熱易熔復(fù)合纖維的含量低于20％的話，則在纖維交叉處的粘合點(diǎn)數(shù)目減少，不能獲得高的織物強(qiáng)度。雖然熱易熔復(fù)合纖維和由這類復(fù)合纖維制的無紡織物適用作紙尿布，衛(wèi)生巾等等的表面材料，但這類纖維和織物也可廣泛用作醫(yī)用例如外科手術(shù)用的長袍；民用工程材料例如排水溝或土壤的改進(jìn)材料；工業(yè)材料例如油類吸收劑；以及家用材料例如包裝包括魚和肉的新鮮食品的盤墊。此外，已形成的產(chǎn)品例如筒狀過濾器可通過將本發(fā)明的復(fù)合纖維在高于無紡織物的密度的情況下進(jìn)行熱熔而制得。本發(fā)明將通過參考實(shí)施例和比較實(shí)施例而進(jìn)行更詳細(xì)的描述。評估用于每個實(shí)施例中的性能的方法如下無紡織物強(qiáng)度將材料短纖維用微型梳理機(jī)加工成其METSUKE為約20g/cm2的網(wǎng)，并使之通過直徑為165mm，并保持在溫度120-132℃的金屬輥之間(上輥具有25％壓花面積的壓花輥；下輥光滑輥)，在線性壓力為20kg/cm和速度為6m/min的條件下，生成無紡織物。由所得的無紡織物，制得在機(jī)器移動方向(MD)和與機(jī)器流動方向垂直的方向(CD)寬度為5cm的試驗(yàn)片，用夾距為10cm及拉速為10cm/分鐘的抗強(qiáng)檢測儀測定每試驗(yàn)片的抗張強(qiáng)度。熱封性能將由上述抗張檢測中所用的無紡織物切割而得的每片寬度為2.5cm的、檢測片的面積自端部算起為1cm的兩塊檢測片，彼此疊放在另一檢測片的相同區(qū)域上，并在壓力為3kg/cm2和溫度為130-145℃下擠壓0.1秒鐘，以便生成復(fù)合片。使用抗張檢測儀在夾距為10cm和拉速為10cm/分的條件下，測定剝離強(qiáng)度。無紡織物的手感用五條進(jìn)行感官試驗(yàn)，當(dāng)所有的條被認(rèn)為均無由于皺紋等等所產(chǎn)生的硬感，樣品是軟的時候，則此樣被評價為良好的(O)；當(dāng)三條或多條被認(rèn)為是如上的，則此樣品被評價為(△)；而當(dāng)三條或多條被認(rèn)為具有由于皺紋等等所產(chǎn)生的硬感，或此樣品缺乏軟感，則此樣品被評價為劣(×)。實(shí)施例1-4及比較實(shí)施例1-3將作為高熔組份的聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯；PET，特性粘度(根據(jù)JISZ-8808進(jìn)行測定)0.65)在300℃的溫度進(jìn)行擠出；把作為低熔組份的列于表1的高密度聚乙烯(除比較實(shí)施例3外均用)或低密度聚乙烯(比較實(shí)施例3用)在200℃的溫度進(jìn)行擠出，擠出速率為每分鐘282g全部樹脂，擠出時通過一個有350個孔的皮芯型模子(每個孔的直徑為0.6mm)，以便形成皮芯型復(fù)合纖維，它的芯是聚酯，而外皮是聚乙烯，聚酯/聚乙烯的比例為6∶4(重量)，而且單根纖維的旦數(shù)為6.7d/f。把此紗在90℃拉伸至其原長的3.3倍，使之卷曲，并在80℃進(jìn)行熱處理以控制收縮，并切成長度51mm的熱易熔復(fù)合纖維短紗。把所得的熱易熔復(fù)合纖維短纖維通過梳理機(jī)，并把所生成的纖維網(wǎng)用壓花/光滑輥在120-132℃壓成無紡織物。如表2所示，由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1-4的復(fù)合纖維所制得無紡織物在縱向(MD)和橫向(CD)均具有高的織物強(qiáng)度，高熱強(qiáng)度和良好手感。然而，比較實(shí)施例1和3的無紡織物具有低的織物強(qiáng)度，而且，雖然比較實(shí)施例2具有高的織物強(qiáng)度，但它具有差的手感，且其加工溫度高。至于熱封強(qiáng)度，如表3所述，比較實(shí)施例1的無紡織物具有高的熱封強(qiáng)度，但它的加工溫度高；比較實(shí)施例2的無紡織物的織物強(qiáng)度低，其加工溫度高；而比較實(shí)施例3的無紡織物能在低溫下加工，但其強(qiáng)度是低的。實(shí)施例5和比較實(shí)施例4及5將作為高熔組份的聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯；PET，特性粘度0.65)和列于表1中的作為低熔組份的高密度聚乙烯或低密度聚乙烯，在200℃的擠出溫度下，以每分鐘282g總樹脂的擠出速率，通過具有350個孔(每個孔的直徑為0.6mm)的皮芯型模子，進(jìn)行共擠出，以形成皮芯型復(fù)合纖維，其芯是聚酯，而其外皮是聚乙烯，聚酯/聚乙烯的比值是6∶4(重量)，單纖維旦數(shù)為6.7d/g。將紗在90°伸至它的原始長度的3.3倍，進(jìn)行卷曲處理，在80℃進(jìn)行熱處理以控制收縮，并切成長度為51mm的熱易熔復(fù)合纖維短紗。所得的熱易熔復(fù)合纖維短紗(15-25％重量)，也可與單纖維旦數(shù)為6d/f，纖維長度為51mm的聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維短紗(75-85％重量)混合，將混合的短紗通過梳理機(jī)，并將所生成的纖維網(wǎng)用壓花/光滑輥在124-132℃進(jìn)行熱處理以生成無紡織物，在其中，熱易熔纖維的交叉點(diǎn)已熔融。如表2和3所示，含20％重量或更多的本發(fā)明復(fù)合纖維的熱熔無紡織物(實(shí)施例5和6)具有高的織物強(qiáng)度，高的熱封強(qiáng)度，和良好的手感。然而，比較實(shí)施例4的無紡織物及含不多于20％本發(fā)明復(fù)合纖維的比較實(shí)施例5的無紡織物，在橫向(CD)具有低的強(qiáng)度。表1</tables>*1類型A根據(jù)本發(fā)明的高密度聚乙烯(尾標(biāo)表示識別數(shù))a不根據(jù)本發(fā)明的高密度聚乙烯(尾標(biāo)表示識別數(shù))b低密度聚乙烯表2<p>表3</tables>通過使用從特種聚乙烯作為低熔組份的本發(fā)明熱易熔復(fù)合纖維，制成了具有高強(qiáng)度，良好熱封強(qiáng)度及軟的手感的無紡織物。根據(jù)本發(fā)明的熱易熔復(fù)合纖維及用這種纖維制成的無紡織物可用作衛(wèi)生材料，它們是紙尿布和衛(wèi)生巾等的表面材料；以及醫(yī)用材料例如外科手術(shù)用長袍；民用工程材料例如排水溝和土壤的改進(jìn)劑；工業(yè)材料例如油類吸收劑；以及家用材料例如包裝包括魚和肉的新鮮食物的盤墊。權(quán)利要求1.一種并列型或皮芯型熱易熔復(fù)合纖維，它包含由聚乙烯所組成的第一組份，及由聚酯組成的第二組份，該聚乙烯在纖維的長度方向至少連續(xù)占據(jù)纖維表面的一部分，其中該聚乙烯是一共聚物，在其分子鏈中的甲基支化為1.6/1000c或更大，密度為0.940-0.965g/cm3，而Q值(重均分子量Mw/數(shù)增分子量Mn)為4.8或更小。2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱易熔復(fù)合纖維，其中，第一組份中的甲基支化數(shù)為5.0/1000c或更大。3.一種含有至少20％并列型或皮芯型熱易熔復(fù)合纖維的無紡織物，每一復(fù)合纖維含有由聚乙烯組成的第一組份及由聚酯組成的第二組份，該聚乙烯在纖維的長度方向至少連續(xù)占據(jù)纖維表面的一部分，其中該聚乙烯是一共聚物，在其分子鏈中的甲基支化為1.6/1000c或更大，密度為0.940-0.965g/cm3，而Q值(重均分子量Mw/數(shù)均分子量Mn)為4.8或更小，其中纖維的交叉點(diǎn)被作為熱易熔復(fù)合纖維的第一組份的聚乙烯所熱熔。4.根據(jù)權(quán)利要求3的無紡織物，其中，在第一組份分子鏈中的甲基支化數(shù)為5.0/1000c或更大。5.用根據(jù)權(quán)利要求1或2的熱易熔復(fù)合纖維制成的成形物品。全文摘要提供了一種具有短熱封時間和改進(jìn)熱封強(qiáng)度的包含熱易熔復(fù)合纖維的無紡織物。此無紡織物用并列型或皮芯型熱易熔復(fù)合纖維制成，此復(fù)合纖維含有由聚乙烯組成的第一組份和由聚酯組成的第二組份，該聚乙烯在纖維的長度方向至少連續(xù)占據(jù)纖維表面的一部分，其中該聚乙烯是一共聚物，在其分子鏈中，甲基支化為1.6/1000C或更大，密度為0.940-0.965g/cm文檔編號D04H1/42GK1152636SQ9611200公開日1997年6月25日申請日期1996年8月7日優(yōu)先權(quán)日1995年8月7日發(fā)明者寺田博和,鈴木正康申請人:智索股份有限公司