專利名稱:多層熔噴復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明提供的實(shí)施方案一般地涉及多層非織造織物及其制造方法。更特別地,本發(fā)明提供的實(shí)施方案涉及適合于在彈性制品中使用的具有彈性芯層和美學(xué)上令人愉悅的面層的多層熔噴復(fù)合結(jié)構(gòu)體及其制造方法。
背景技術(shù):
相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明彈性體可用作彈性非織造織物或薄膜,其應(yīng)用范圍為腰帶、側(cè)板、閉合系統(tǒng)和嬰兒尿布用底盤,成人失禁和個(gè)人衛(wèi)生衣,以及其他應(yīng)用。大多數(shù)這些彈性密閉系統(tǒng)用含非織造基底的面層制造,所述非織造基底性質(zhì)上為彈性且提供美學(xué)特性,例如觸感和觸覺(jué)。這些的實(shí)例包括在美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2008/0045917及其對(duì)應(yīng)副本中公開的那些。塑料面層夾雜彈性(芯)層,所述彈性(芯)層固有地為彈性體且擁有對(duì)于皮膚接觸來(lái)說(shuō)非所需的橡膠狀觸覺(jué)。最近,期望具有所需美學(xué)質(zhì)量的高彈性、可呼吸的非織造織物。所述美學(xué)質(zhì)量要求沒(méi)有任何形式的機(jī)械活化。已有的產(chǎn)品是彈性膜和非織造織物,以及在一些結(jié)構(gòu)中,熱熔膠合層的復(fù)雜層壓體,且典型地以苯乙烯類嵌段共聚物(SBC)或聚氨酯作為彈性膜,所述彈性膜可具有共擠出到該膜上的聚烯烴表皮,以防止粘連,所述非織造織物將提供合適的美學(xué)(柔軟、蓬松、緩沖狀織構(gòu)),所述熱熔膠合層將粘結(jié)非織造織物到彈性膜的任何一側(cè)上。這些類型的結(jié)構(gòu)體,一旦形成,則常常不具有彈性,這是因?yàn)榉菑椥越M件,例如聚烯烴表皮、粘合劑和非織造面層的壓縮影響所致。為了消除非彈性元件的壓縮影響,許多復(fù)合材料要求機(jī)械拉伸或活化過(guò)程,以便拉伸或斷裂非彈性組件。彈性拉伸消除壓縮并產(chǎn)生由SBC膜控制的彈性復(fù)合材料。此外,這些復(fù)合材料要求薄膜被穿孔或鉆孔,使得這些層壓體可呼吸。這一過(guò)程牽涉膜受控的穿孔/撕裂以及膜故障和增加的廢料比率的相關(guān)擔(dān)憂。在美國(guó)專利No. 5,272,003,5, 366,782,6, 075,179,6, 342,565,7, 026,404 ;美國(guó)專利申請(qǐng) No. 2008/0199673、2008/0182116、2008/0182940、2008/0182468、2006/0172647、2005/0130544,2005/0106978 ;和冊(cè)2008/094337中討論了在這一領(lǐng)域中的工作。然而,仍需要可在單一織物中提供不同性能特性且不具有活化過(guò)程(它對(duì)于產(chǎn)品性能來(lái)說(shuō)是重要的)的新型織物及其制造方法。發(fā)明概述提供了多層熔噴復(fù)合材料,由其制造的制品,及它們的制造方法。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,多層熔噴復(fù)合材料包括含有根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂的第一熔噴層;含有根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為大于或等于200%的一種或更多種樹脂的第二熔噴層;和含有根據(jù)ASTMD412測(cè) 量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50%-約250%的一種或更多種樹脂的第三熔噴層。優(yōu)選地,根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C下測(cè)量的每種樹脂的MFR為小于或等于約2000dg/min,且第一、第二和第三熔噴層中的至少一種包括熔化熱為小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,制造多層熔噴復(fù)合材料的方法包括熔噴第一材料以形成第一熔噴層;熔噴第二材料以形成第二熔噴層;和熔噴第三材料以形成第三熔噴層;其中每種材料相同或不同,每種材料包括根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C下測(cè)量的MFR為小于或等于約2000dg/min的至少一種樹脂,且第一、第二和第三材料中的至少一種包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)大于或等于200%的彈性體。附圖簡(jiǎn)述為了能詳細(xì)地理解本發(fā)明引述的特征,以上簡(jiǎn)單概述的本發(fā)明更特別的說(shuō)明可以參考實(shí)施方案,其中一些實(shí)施方案闡述于附圖中。然而,要注意,附圖闡述僅僅本發(fā)明典型的實(shí)施方案,因此不要考慮為限制本發(fā)明的范圍,因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他同樣有效的實(shí)施方案。圖I描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料的熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。圖2描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,示意性模頭組件的放大簡(jiǎn)圖。圖3描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料的示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可垂直布置模頭和收集表面。圖4描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的另一示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可水平布置模頭和收集表面。圖5描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的另一示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可垂直布置收集表面,且可在收集表面周圍的任何地方排列模頭。圖6描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的另一示 意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可垂直布置收集表面,且可在收集表面周圍的任何地方排列模頭。也可引入一層或更多層面層到收集表面和在其上熔噴的纖維上。
圖7描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的再一示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可水平布置收集表面,且可在收集表面周圍的任何地方排列模頭。也可使用兩個(gè)或更多個(gè)模頭以形成中間或芯層。圖8描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的又一示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,收集表面可以是水平帶或傳送帶,且可在收集表面周圍的任何地方排列模頭。圖9描繪了根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合多層的再一示意性熔噴系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可使用單一收集表面,且可在收集表面周圍的任何地方排列模頭。詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)提供詳細(xì)說(shuō)明。所附的每一個(gè)權(quán)利要求定義了單獨(dú)的發(fā)明,其中對(duì)于侵權(quán)目的 來(lái)說(shuō),所述單獨(dú)的發(fā)明被認(rèn)為包括在權(quán)利要求中規(guī)定的各種要素或限定的等價(jià)物。取決于上下文,以下提到“發(fā)明”的所有內(nèi)容在一些情況下可以是指僅僅一些具體的實(shí)施方案。在其他情況下,要認(rèn)為提到“發(fā)明”是指在一個(gè)或更多個(gè),但不一定全部權(quán)利要求中引證的主題。以下更加詳細(xì)地描述每一個(gè)發(fā)明,其中包括具體的實(shí)施方案,變通方案和實(shí)施例,但發(fā)明不限于這些實(shí)施方案,變通方案或?qū)嵤├?,其中包括所述?shí)施方案,變通方案或?qū)嵤├?,以使得?dāng)在本發(fā)明的公開內(nèi)容中的信息與可獲得的信息和技術(shù)結(jié)合時(shí),本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用發(fā)明。多層復(fù)合材料(“多層層壓體”)可包括原位制造的至少三層熔噴層。每一熔噴層可包括相同或不同的一種或更多種樹脂。每種樹脂可以是可延伸樹脂、彈性樹脂或非彈性樹脂。對(duì)于任何給定層來(lái)說(shuō)的合適的樹脂也可以是兩種或更多種樹脂的共混物,其中每種樹脂具有延伸性、非彈性或彈性,以便取決于所選樹脂,及其相對(duì)含量,所得到的共混物可以是可延伸、非彈性或彈性的。優(yōu)選地,熔噴層彼此相鄰地布置。然而,認(rèn)為可以在熔噴層之上或期間布置一層或更多層射流噴網(wǎng)、紡粘、射流成網(wǎng)(spunlaid)、原位纏結(jié)的層壓體層,紡織品,氣流成網(wǎng)纖維(air laid)、衆(zhòng)料、織造織物(woven)、超吸收聚合物(SAP),或者薄膜。本發(fā)明所使用的“復(fù)合材料”或“織物”是結(jié)構(gòu)體,優(yōu)選平坦但可彎曲和另外可成形,其厚度使得它妨礙,但不阻止空氣流過(guò),通過(guò)化學(xué)粘結(jié)、熔體粘合或編織(機(jī)械連接),結(jié)合在一起的由纖維制造的結(jié)構(gòu)體,以便它們將形成結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明所使用的“纖維”是其長(zhǎng)度比其直徑或?qū)挾却蟮枚嗟牟牧掀骄睆降臄?shù)量級(jí)為5-250微米,且包括天然和/或合成物質(zhì)。本發(fā)明提到“彈性”時(shí)所使用的材料、樹脂、纖維和/或織物是在100%變形之后可恢復(fù)至少70%的那些材料。本發(fā)明提到“非彈性”時(shí)所使用的材料、樹脂、纖維和/或織物是在100%變形之后可恢復(fù)小于20%的那些材料。本發(fā)明提到“可延伸”時(shí)所使用的材料、樹脂、纖維和/或織物是在100%變形之后可恢復(fù)20-70%的那些材料,這根據(jù)ASTM D412測(cè)量??裳由觳牧虾涂椢锸潜绢I(lǐng)域公知的,且在一種情形下,是由可延伸或者通過(guò)機(jī)械變形或扭曲織物(天然或合成)的材料形成的那些,例如如美國(guó)專利No. 5523141中所述。合適的樹脂可以是或者包括纖維素,尼龍,聚縮醛類,聚萘二甲酸亞烷基酯,聚酯類,共聚酯類,聚氨酯,聚酰胺類,聚烯烴類,聚烯烴均聚物,聚烯烴共聚物,丙烯酸類樹脂,及其共混物。除非在別處所述的例外,術(shù)語(yǔ)“共聚物”是指衍生于兩種或更多種單體的聚合物(包括可無(wú)規(guī)、嵌段或接枝分布的三元共聚物,四元共聚物等),和術(shù)語(yǔ)“聚合物”是指具有來(lái)自一種或更多種不同單體的重復(fù)單元的任何含碳化合物。優(yōu)選的纖維素材料包括人造絲和粘膠絲。優(yōu)選的聚縮醛是聚氧亞甲基共聚物。優(yōu)選的聚酯類包括聚烯烴-對(duì)苯二甲酸酯和聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯,例如(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET),(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)(PBT),和聚(對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷二亞甲基酯)(PCT)??捎蓡蜗N單體,其中包括,但不限于具有2-8個(gè)碳原子的單體,例如乙烯、丙烯、1_ 丁烯、異丁烯、I-戍烯、I-己烯、I-辛烯、3-甲基-I-戍烯、4-甲基-I-戍烯、5-甲基-I-己烯,其混合物,以及它們與(甲基)丙烯酸酯類和/或乙酸乙烯酯類的共聚物制備優(yōu)選的聚烯烴。其他合適的聚烯烴可包括一種或更多種丙烯均聚物(100被%丙烯衍生的單元),丙烯共聚物,丙烯-α-烯烴共聚物,聚丙烯抗沖共聚物(ICP),無(wú)規(guī)共聚物(RCP),線性低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,低密度聚乙烯,乙烯嵌段共聚物(例如Infuse 烯烴嵌段共聚物),苯乙烯類嵌段共聚物(例如,Kraton 苯乙烯類共聚物),乙烯乙酸乙烯酯,聚氨酯類,聚酯類,及其共混物。一些具體的可延伸樹脂可包括聚丙烯腈,聚對(duì)苯二甲酸丁二酯,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET),聚對(duì)苯二甲酸環(huán)亞己基二亞甲基酯(PCT),聚酰胺和/或丙烯酸類樹脂。本發(fā)明所使用的“聚丙烯”是指丙烯均聚物,或丙烯的共聚物,或者丙烯均聚物和共聚物的某些混合物。在一些實(shí)施方案中,本發(fā)明所描述的聚丙烯主要是結(jié)晶的,因此聚丙烯的熔點(diǎn)(Tm)可以大于110°C或115°C或130°C。本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“結(jié)晶”表征擁有高程度的分子間和分子內(nèi)序列的那些聚合物。在一些實(shí)施方案中,聚丙烯的熔化熱(Hf)大于60J/g或70J/g或80J/g,這通過(guò)DSC分析測(cè)量。熔化熱依賴于聚丙烯的組成;對(duì)于最高度有序的聚丙烯來(lái)說(shuō),熱能估計(jì)為189J/g,也就是說(shuō),100%結(jié)晶度等于189J/g的熔化熱。聚丙烯均聚物的熔化熱高于共聚物,或者均聚物和共聚物的共混物。在一些實(shí)施方案中,聚丙烯可以是全同立構(gòu)的。可通過(guò)選擇所需的催化劑組合物進(jìn)行聚合,從而實(shí)現(xiàn)在聚丙烯中丙烯序列的全同立構(gòu)度。在一些實(shí)施方案中,通過(guò)13CNMR測(cè)量且用內(nèi)消旋二單元組含量表達(dá)的聚丙烯的全同立構(gòu)度大于90%(內(nèi)消旋二單元組[m] >0.90)或95%或97%或98%,如在US 4950720中通過(guò)13C NMR測(cè)定。在一些實(shí)施方案中,以另一種方式表達(dá),通過(guò)13C NMR測(cè)量且用五單元組含量表達(dá)的聚丙烯的全同立構(gòu)度大于 93% 或 95% 或 97%。聚丙烯的組成可以寬泛地變化。例如,可使用基本上全同立構(gòu)的聚丙烯均聚物,或含有等于或小于10被%其他單體,亦即至少90被%的丙烯的丙烯共聚物。此外,聚丙烯可以以接枝或嵌段共聚物的形式存在,其中聚丙烯中的嵌段具有與丙烯-α -烯烴共聚物(下文所述)基本上相同的立體規(guī)整度,只要該接枝或嵌段共聚物具有高于110°C或115°C或130°C的尖銳的熔點(diǎn)(它是立體規(guī)整丙烯序列的特征)即可。聚丙烯可以是本發(fā)明描述的均聚丙烯,和/或無(wú)規(guī)和/或嵌段共聚物的結(jié)合物。當(dāng)聚丙烯是無(wú)規(guī)共聚物時(shí),α -烯烴衍生的單元在共聚物內(nèi)的百分?jǐn)?shù)一般地最多為聚丙烯重量的5wt%,在另一實(shí)施方案中,為O. 5wt% _5wt%,和在再一實(shí)施方案中,為Iwt% -4wt%。優(yōu)選的共聚單體衍生于乙烯或含4-12個(gè)碳原子的α-烯烴。一種、兩種或更多種共聚單體可與丙烯共聚。例舉的α-烯烴可選自乙烯;I-丁烯;I-戊烯;2-甲基-I-戊烯;3-甲基_1_ 丁烯;1_己烯;3_甲基-I-戍烯;4_甲基-I-戍烯;3,3- 二甲基-I- 丁烯;1_庚烯;I-己烯;1_甲基-I-己烯;二甲基-I-戍烯;二甲基-I- 丁烯;乙基-I-戍烯;1_辛烯;甲基-I-戍烯;二甲基-I-己烯;二甲基-I-戍烯;乙基-I-己烯;1_甲基乙基-I-戍烯;
1-二乙基-I- 丁烯;丙基-I-戍烯;i-癸烯;甲基-I-壬烯;i-壬烯;二甲基-I-辛烯;二甲基-I-庚烯;乙基-I-辛烯;甲基乙基-I-丁烯;二乙基-I-己烯;I-十二碳烯和I-十六碳烯。聚丙烯的重均分子量(Mw)可以是50,000g/mol至3,000, 000g/mol,或在另一實(shí)施方案中,為90,000g/mol至500,000g/mol,且分子量分布(MWD,Mw/Mn)范圍為I. 5-2. 5 ;或 3. 0-4. O ;或5· 0-20. O。聚丙烯的 MFR(2. 16kg/230°C )范圍可以是 10dg/min_15dg/min ;或 18dg/min_30dg/min ;或 35dg/min_45dg/min ;或 40dg/min_50dg/mino本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)規(guī)聚丙烯”(RCP)廣義地是指具有最多9wt%,優(yōu)選 2-8wt%a-烯烴共聚單體的丙烯單相共聚物。優(yōu)選的α-烯烴共聚單體具有2個(gè)碳原子,或4-12個(gè)碳原子。優(yōu)選地,α-烯烴共聚單體是乙烯。丙烯抗沖共聚物(ICP)是非均相的且可包括70_95wt%均聚丙烯的第一相和5-30wt%乙丙橡膠的第二相,基于該抗沖共聚物的總重量。丙烯抗沖共聚物可包括78-95wt%均聚丙烯和5-22wt%乙丙橡膠,基于該抗沖共聚物的總重量。在一些實(shí)施方案中,丙烯基聚合物可包括90-95wt%均聚丙烯和5-10wt%乙丙橡膠,基于該抗沖共聚物的總重量。對(duì)制備本發(fā)明所述的聚丙烯的方法沒(méi)有特別限制。然而,例如該聚合物是通過(guò)在單級(jí)或多級(jí)反應(yīng)器內(nèi)均聚丙烯獲得的丙烯均聚物??赏ㄟ^(guò)在單級(jí)或多級(jí)反應(yīng)器中,共聚丙烯與乙烯或具有4-20個(gè)碳原子的α-烯烴獲得共聚物。聚合方法包括,但不限于,使用任何合適的催化劑,例如常規(guī)的齊格勒-納塔催化劑,或單位點(diǎn)茂金屬催化劑體系,或其結(jié)合物,其中包括雙金屬(即齊格勒-納塔和茂金屬)承載的催化劑體系進(jìn)行的高壓、淤漿、氣體、本體或溶液相聚合,或者其組合。例舉的商業(yè)聚丙烯包括Achieve 聚合物族(ExxonMobil ChemicalCompany, Baytown, TX)。使用茂金屬催化劑體系,生產(chǎn)Achieve聚合物。在一些實(shí)施方案中,茂金屬催化劑體系產(chǎn)生窄分子量分布的聚合物。MWD的范圍典型地為1.5-2. 5。然而,可在具有多個(gè)反應(yīng)器的工藝中生產(chǎn)較寬MWD的聚合物。可在每一反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)不同MW的聚合物,使MWD變寬。Achieve聚合物例如Achieve 3854, MFR為24dg/min的均聚物可用作本發(fā)明所述的共混物組分?;蛘?,Achieve聚合物例如Achieve 6936G1,1550dg/min MFR的均聚物可用作本發(fā)明所述的共混物組分。也可使用其他的聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物和抗沖共聚物。聚丙烯MFR的選擇可用作調(diào)節(jié)共混物,特別是面層組合物的最終MFR的手段。可通過(guò)受控的流變學(xué),改良本發(fā)明所述的任何聚丙烯,以改進(jìn)紡絲性能,這是本領(lǐng)域已知的。“丙烯-α -烯烴共聚物”是丙烯衍生的單元和由乙烯或C4-Cltl α -烯烴衍生的一個(gè)或更多個(gè)單元和任選地一個(gè)或更多個(gè)二烯烴衍生的單元的共聚物,且是相對(duì)彈性的和/或形成彈性的非織造纖維和織物(極限伸長(zhǎng)率大于500%)。在一個(gè)實(shí)施方案中,共聚物中全部共聚單體含量范圍為5_35wt%。在一些實(shí)施方案中,在其中存在多于一種共聚單體的情況下,特定共聚單體的含量可以小于5wt%,但組合的共聚單體含量大于5wt%??赏ㄟ^(guò)任何數(shù)量不同的參數(shù)描述丙烯- α -烯烴共聚物,和這些參數(shù)可包括由本發(fā)明針對(duì)丙烯- α -烯烴共聚物描述的任何所需的上限與任何所需的下限組成的數(shù)值范圍。丙烯-α-烯烴共聚物可以是丙烯的三元共聚物,嵌段共聚物(共聚單體衍生的單元沿著長(zhǎng)的序列出現(xiàn)),丙烯的抗沖共聚物,無(wú)規(guī)聚丙烯,無(wú)規(guī)共聚物(共聚單體衍生的單元沿著聚合物主鏈無(wú)規(guī)分布),或其混合物??赏ㄟ^(guò)13C NMR,測(cè)定在共聚物中無(wú)規(guī)度或“嵌段度”的存在,這是本領(lǐng)域已知的且例如公開于18J. Poly. Sci. :Poly. Lett.Ed. (1980), pp. 389-394 中。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物可包括范圍占共聚物重量的從5或7或8或10到18或20或25或32或35wt%的乙烯或C4-Cltl α -烯烴衍生的單元(或“共聚單體衍生的單元”)。丙烯-α-烯烴共聚物也可包括兩種不同的共聚單體衍生的單元。此外,這些共聚物和三元共聚物可包括以下所述的二烯烴衍生的單元。在一個(gè)特別的實(shí)施方案中,丙烯-α-烯烴共聚物包括丙烯衍生的單元和選自乙烯、I-丁烯、I-己烯和I-辛烯中的共聚單體單元。和在更特別的實(shí)施方案中,共聚單體是乙烯,因此丙烯- α -烯烴共聚物是丙烯-乙烯共聚物。在一個(gè)實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物包括小于共聚物重量10或8或5或3wt%的二烯烴衍生的單元(或“二烯烴”),和在再一實(shí)施方案中,范圍為從O. I或O. 5或I至5或8或10wt%。合適的二烯烴包括例如1,4-己二烯、1,6-辛二烯、5-甲基-1,4-己二烯、3,7- 二甲基-1,6-辛二烯、二環(huán)戊二烯(DCPD)、亞乙基降冰片烯(ENB)、降冰片二烯、5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB),及其結(jié)合物。若存在的話,二烯烴最優(yōu)選是ENB。在一些實(shí)施方案中,丙烯- α -烯烴共聚物中三個(gè)丙烯單元的三單元組立構(gòu)規(guī)整度大于75%或80%或82%或85%或90%,這通過(guò)13C NMR測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方案中,三單元組立構(gòu)規(guī)整度的范圍為50-99%,和在另一實(shí)施方案中為60-99%,和在再一實(shí)施方案中為75-99%,和在再一實(shí)施方案中為80-99% ;和在又一實(shí)施方案中為60-97%。如下所述測(cè)定三單元組立構(gòu)規(guī)整度通過(guò)13C NMR測(cè)定本發(fā)明用“m/r”表達(dá)的立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)。根據(jù) Cheng, H. N., “ 乙烯-丙烯橡膠的 13C NMR 分析” ,Macromolecules, Vol. 17 (1984), pp. 1950-1955的定義,計(jì)算立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)m/r。符號(hào)“m”或“r”描述了成對(duì)的連續(xù)丙烯組的立體化學(xué),“m”是指內(nèi)消旋,和“r”是指外消旋。m/r之比為I. O通常描述了間同立構(gòu)聚合物,和m/r之比為2. O描述了無(wú)規(guī)材料。全同立構(gòu)材料理論上可具有接近無(wú)限大的比值,和許多副產(chǎn)物無(wú)規(guī)聚合物具有充足的全同立構(gòu)含量,導(dǎo)致比值大于50。丙烯-α -烯烴共聚物的實(shí)施方案的立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)m/r范圍為從4或6至8或10或12。在一些實(shí)施方案中,根據(jù)本發(fā)明描述的差示掃描量熱(DSC)工序測(cè)定的丙烯-α -烯烴共聚物的熔化熱(Hf)范圍為從O. 5或I或5J/g到35或40或50或65或75J/go在一些實(shí)施方案中,Hf值小于75或65或55J/g。在一些實(shí)施方案中,丙烯- α -烯烴共聚物的結(jié)晶度%范圍為O. 5_40%,和在另一實(shí)施方案中為1_30%,和在再一實(shí)施方案中為5-25%,其中根據(jù)本發(fā)明描述的DSC工序測(cè)定“結(jié)晶度%”。(最高度有序的聚丙烯的熱能估計(jì)為189J/g(即100%結(jié)晶度等于189J/g))。在另一實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的結(jié)晶度%小于40 %或25 %或22 %或20%。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物具有單峰熔化轉(zhuǎn)變,這通過(guò)DSC測(cè)定; 在一些實(shí)施方案中,丙烯-α-烯烴共聚物的主峰熔化轉(zhuǎn)變小于90°C,且具有大于約110°C的寬熔化結(jié)束轉(zhuǎn)變。峰值“熔點(diǎn)”(Tm)定義為在樣品熔融范圍內(nèi)的最大吸熱溫度。然而,丙烯- α -烯烴共聚物可顯示出與主峰相鄰的次要的熔融峰,和/或熔化結(jié)束轉(zhuǎn)變,但對(duì)于本發(fā)明的目的來(lái)說(shuō),這種次要的熔融峰被視為與單一熔點(diǎn)在一起,且這些峰的最高點(diǎn)被視為丙烯-α -烯烴共聚物的Tnitl在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的峰值熔融溫度(Tni)小于70或80或90或100或105°C ;和在其他實(shí)施方案中范圍為從10或15或20或25到65 或 75 或 80 或 95 或 105°C。DSC測(cè)定的工序如下所述。稱取約O. 5g聚合物,并使用“DSC模具”和Mylar 作為支撐片材,在約140-150°C下,擠壓成約15-20密爾的厚度(約381-508微米)。通過(guò)懸掛在空氣中,允許擠壓墊冷卻到環(huán)境溫度(沒(méi)有除去Mylar)。在室溫(約23_25°C )下使擠壓墊退火約8天。在這一時(shí)間段最后,使用沖切模,從擠壓墊中取出約15-20mg圓盤。并置于10微升鋁制樣品鍋內(nèi)。將樣品置于差示掃描量熱儀(Perkin Elmer Pyris IThermalAnalysis System)中并冷卻到_100°C。以約10°C/min加熱樣品,實(shí)現(xiàn)約165°C的最終溫度。以樣品熔融峰下的面積形式記錄的熱量輸出值是聚合物熔化熱的量度,且可用焦耳/克(J/g)表達(dá)并通過(guò)Perkin Elmer System自動(dòng)計(jì)算。在這些條件下,熔融曲線顯示出兩個(gè)
(2)最大值,在最高溫度下的最大值被視為相對(duì)于基線測(cè)量,樣品熔化范圍內(nèi)的熔點(diǎn)用于作為溫度的函數(shù),增加聚合物的熱容。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的密度范圍為O. 840g/cm3-0. 920g/cm3,和在另一實(shí)施方案中為O. 845g/cm3-0. 900g/cm3,和在再一實(shí)施方案中為O. 850g/cm3-0. 890g/cm3,其中根據(jù)ASTM D-1505試驗(yàn)方法,在室溫下測(cè)量這些數(shù)值。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的肖氏A硬度(ASTM D2240)范圍為10或20到80或90肖氏Α。在再一實(shí)施方案中,丙烯-α-烯烴共聚物的極限伸長(zhǎng)率(ASTMD412)大于500%,1000%或2000%。丙烯-α-烯烴共聚物的極限伸長(zhǎng)率(ASTM D412)范圍也可以是從低值約300%,400%或500%到高值約800%, 1200%, 1800%, 2000%或3000%。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α-烯烴共聚物的重均分子量(Mw)值范圍為20,000-5, 000, 000g/mo 1,和在另一實(shí)施方案中為 50,000-1, 000, 000g/mol,和在再一實(shí)施方案中為70,000-400,OOOg/mol。在另一實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的數(shù)均分子量(Mn)值范圍為4,500-2,500,000g/mol,和在另一實(shí)施方案中為20,000-250,OOOg/mol,和在又一實(shí)施方案中為50,000-200, 000g/mol。在再一實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的Z均分子量(Mz)值范圍為20,000-7,000,OOOg/mol,和在另一實(shí)施方案中為100,000-700, 000g/mol,和在再一實(shí)施方案中為 140,000-500, 000g/mol。在一些實(shí)施方案中,通過(guò)減粘丙烯-α-烯烴共聚物,實(shí)現(xiàn)所需的分子量(和因此,所需的MFR)?!皽p粘的丙烯-α-烯烴共聚物”(本領(lǐng)域中也稱為“受控的流變學(xué)”或“CR”)是已經(jīng)用減粘劑處理過(guò),以便該試劑使聚合物鏈斷裂的共聚物。減粘劑的非限定性實(shí)例包括過(guò)氧化物,羥胺酯,和其他氧化與自由基生成劑。用另一種方式表述,減粘的共聚物可以是減粘劑與共聚物的反應(yīng)產(chǎn)物。特別地,減粘的丙烯- α -烯烴共聚物是已經(jīng)用減粘劑處理過(guò),以便在一個(gè)實(shí)施方案中,相對(duì)于處理之前的MFR值,其MFR增加至少10%,和在另一實(shí)施方案中,增加至少20%的物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α -烯烴共聚物的分子量分布(MWD)范圍為1.5或I. 8或2. O到3. O或3. 5或4. O或5. O或10. 0,在特別的實(shí)施方案中。測(cè)定分子量(Mn,Mz和Mw)和分子量分布(MWD)的技術(shù)如下且如Ver Strate等人,“通過(guò)直接齊格勒-納塔聚合制備的近單分散的乙烯-丙烯共聚物,制備,表征,性能”,Vol. 21,Macromolecules (1988), pp. 3360-3371中所述。本發(fā)明所述的條件控制公布的試驗(yàn)條件。使用配有Chromatix KMX-6在線光散射光度計(jì)的Waters 150凝膠滲透色譜,測(cè)量分子量和分子量分布。在135°C下,使用1,2,4_三氯苯作為移動(dòng)相,利用該系統(tǒng)。使用Showdex (Showa-Denko America, Inc.)聚苯乙烯凝膠柱802、803、804和805。在Rooney, J.G.等人,“GPC過(guò)程中由機(jī)械降解的光散射的在線測(cè)定”,聚合物和相關(guān)材料的液相色譜III,J. Cazes 編輯,Marcel Dekker (1981),pp. 207-235 中討論了這一技術(shù)。對(duì)于柱的擴(kuò)展(spreading),沒(méi)有進(jìn)行校正,然而,在通常接受的標(biāo)準(zhǔn)上的數(shù)據(jù),例如National Bureau ofStandards, Polyethylene (SRM 1484)和陰離子生產(chǎn)的氫化聚異戍二烯(一種交替乙烯-丙烯共聚物)證明在Mw/Mn或Mz/Mw上的這種校正小于O. 05單位。根據(jù)洗脫時(shí)間_分子量關(guān)系計(jì)算Mw/Mn,而使用光散射光度計(jì)計(jì)算Mz/Mw??墒褂毛@自LDC/Milton Roy-RivieraBeach, Fla.的可商購(gòu)的計(jì)算機(jī)軟件GPC2,M0LWT2,進(jìn)行數(shù)值分析。可使用生產(chǎn)聚丙烯已知的任何催化劑和/或方法,生產(chǎn)本發(fā)明所述的丙烯-α -烯烴共聚物。在一些實(shí)施方案中,丙烯-α-烯烴共聚物可包括根據(jù)WO 02/36651、美國(guó)專利No. 6,992,158,和/或WO 00/01745的工序制備的共聚物。生產(chǎn)丙烯-α -烯烴共聚物的優(yōu)選方法參見(jiàn)美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2004/0236042和美國(guó)專利No. 6,881, 800。優(yōu)選的丙烯基聚烯經(jīng)聚合物以商品名 VI STAMAXX (ExxonMobiI Chemical Company,休斯敦,TX, USA)和 VERSIFY (The Dow Chemical Company, Midland,密歇根,USA),某些等級(jí)的 TAFMERtmXM或ΝΟΤΙΟ (Mitsui Company,日本),獲自Idemits u的某些等級(jí)的LMP0 ,某些等級(jí)的S0FTELL (Lyondell Basell Polyolefine GmbH,德國(guó))商購(gòu)。乙烯基聚烯烴嵌段共聚物的商業(yè)實(shí)例是獲自Dow Chemical的INFUSE 烯烴嵌段共聚物。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,熔噴樹脂可以是或者包括天然橡膠(NR),合成聚異戊二烯(IR),丁基橡膠(異丁烯和異戊二烯的共聚物,IIR),鹵化丁基橡膠(氯化丁基橡膠(CIIR);溴化丁基橡膠(BIIR)),聚丁二烯(BR),丁苯橡膠(SBR),SEBS嵌段共聚物,SIS嵌段共聚物,SBS嵌段共聚物,乙烯-辛烯嵌段共聚物,乙烯-辛烯共聚物,乙烯-己烯共聚物,乙烯-丁烯共聚物,丁腈橡膠,氫化丁腈橡膠,氯丁橡膠(CR)、聚氯丁二烯、氯丁二烯橡膠、EPM(乙丙橡膠)和EPDM橡膠(三元乙丙橡膠),氯醚橡膠(ECO),聚丙烯酸類橡膠(ACM,ABR),硅橡膠,氟硅橡膠,氟彈性體,全氟彈性體,聚醚嵌段酰胺(PEBA),氯磺化聚乙烯(CSM),乙烯-乙酸乙烯酯樹脂(EVA),熱塑性彈性體(TPE),熱塑性硫化膠(TPV),熱塑性聚氨酯(TPU),熱塑性烯烴(TPO),聚硫醚橡膠,或任何兩種或更多種這些彈性體的共混物。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,彈性樹脂是或者包括一種或更多種聚烯烴聚合物。術(shù)語(yǔ)“聚烯烴聚合物”是指結(jié)晶度小于40%或熔化熱(Hf)小于75J/g的α-烯烴均聚物或共聚物。在一些實(shí)施方案中,熔噴樹脂可以是或者包括一種或更多種茂金屬聚乙烯(mPE),其中包括一種或更多種mPE均聚物或共聚物。可使用單-或雙-環(huán)戊二烯基過(guò)渡金屬催化劑結(jié)合鋁氧烷活化劑和/或非配位陰離子,在溶液、淤漿、高壓或氣相中生產(chǎn)mPE均聚物或共聚物。催化劑和活化劑可以被承載或者未被承載,和環(huán)戊二烯基環(huán)可以被取代或未被取代。用這種催化劑/活化劑結(jié)合物生產(chǎn)的數(shù)種商業(yè)產(chǎn)品以商品名EXACT 商購(gòu)于位于Baytown,德克薩斯的ExxonMobil Chemical Company。關(guān)于生產(chǎn)這種mPE均聚物和共聚、物的方法和催化劑/活化劑的更多信息參見(jiàn)PCT專利申請(qǐng)No. WO 94/26816,WO 92/00333,WO 91/09882, WO 94/03506 和 WO 94/03506 ;EP No. 0277 003,O 129 368,O 520 732,
0426 637,O 573 403,O 520 732,O 495 375,O 500 944,O 570982 和 O 277004 ;美國(guó)專利 No. 5,153,157,5,198,401,5,240,894,5,324,800,5,264,405,5,096,867,5,507,475,5,055,438 和 5,017,714 ;和加拿大專利 No. I, 268,753。在一些實(shí)施方案中,熔噴樹脂可以是或者包括一種或更多種第三單體和第四單體,所述第三單體和第四單體可以是一種或更多種C3-C2tl烯烴,任何C4-C2tl直鏈、環(huán)狀或支鏈二烯烴或三烯烴和任何苯乙烯類單體,例如,苯乙烯、α -甲基苯乙烯或?qū)谆揭蚁?。?yōu)選的實(shí)例包括丁二烯、戊二烯、環(huán)戊二烯、己二烯、環(huán)己二烯、庚二烯、辛二烯、壬二烯、降冰片烯、乙烯基降冰片烯、亞乙基降冰片烯、異戊二烯和庚二烯。C3-C20和C4-C2tl烯烴可以是任何可聚合的烯烴單體,且優(yōu)選是直鏈、支鏈或環(huán)狀烯烴,甚至更優(yōu)選α-烯烴。合適的烯烴的實(shí)例包括丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、異戊烯、環(huán)戊 烯、己烯、異己烯、環(huán)己烯、庚烯、異庚烯、環(huán)庚烯、辛烯、異辛烯、環(huán)辛烯、壬烯、環(huán)壬烯、癸烯、異癸烯、十二碳烯、異十二碳烯、4-甲基-戊烯-1、3-甲基-戊烯_1、3,5,5-三甲基己烯-I。合適的共聚單體還包括二烯烴,三烯烴,和苯乙烯類單體。優(yōu)選的實(shí)例包括苯乙烯,α-甲基苯乙烯,對(duì)烷基苯乙烯(例如,對(duì)甲基苯乙烯),己二烯,降冰片烯,乙烯基降冰片烯,亞乙基降冰片烯,丁二烯,異戊二烯,庚二烯,辛二烯和環(huán)戊二烯。用于乙烯共聚物的優(yōu)選共聚單體是丙烯,丁烯,己烯和/或辛烯。在一些實(shí)施方案中,熔噴樹脂可以包括一種或更多種聚α烯烴(PAO)。PAO是具有全部烷屬烴結(jié)構(gòu)和高度支化的高純度烴。合適的PAO是傾點(diǎn)小于或等于-10°C和在100°C下的運(yùn)動(dòng)粘度(KV IOO0C )大于或等于3cSt的液體。這種PAO包括C3-C24(優(yōu)選C5-C18,優(yōu)選 C6-C14,優(yōu)選 C8-C12) α -烯烴,優(yōu)選直鏈 α -烯烴(LAO)的 C15-C15tltl (優(yōu)選 C2tl-Cicicitl,優(yōu)選C3tl-C8tltl,優(yōu)選C35-C4tltl,最優(yōu)選C4tl-C25tl)低聚物(例如,二聚體,二聚體等),條件是C3和C4 α -烯烴的存在量小于或等于30wt%(優(yōu)選小于或等于20wt%,優(yōu)選小于或等于10wt%,優(yōu)選小于或等于5wt%)。合適的LAO包括丙烯、I- 丁烯、I-戍烯、I-己烯、I-庚烯、I-辛烯、
1-壬烯、I -癸烯、I - i 碳烯、I -十二碳烯、I -十三碳烯、I -十四碳烯、I -十五碳烯、I -十六碳烯及其共混物。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,使用單一的LAO制備低聚物。優(yōu)選的實(shí)施方案涉及低聚I-辛烯或I-癸烯,優(yōu)選I-癸烯。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO是或者包括兩種或更多種C3-C18LAO的低聚物,以制備“二元聚合物”或“三元聚合物”或更高級(jí)數(shù)的共聚物結(jié)合物,條件是C3和C4LAO的存在量小于或等于30wt%(優(yōu)選小于或等于20wt%,優(yōu)選小于或等于10wt%,優(yōu)選小于或等于5wt%)。優(yōu)選的實(shí)施方案涉及低聚選自具有偶數(shù)個(gè)碳原子的C6-C18LAO中的LAO混合物。另一優(yōu)選的實(shí)施方案涉及低聚I-辛烯、I-癸烯和1_十二碳烯。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO包括碳數(shù)為5-24(優(yōu)選6-18,更優(yōu)選8-12,最優(yōu)選10)的單一 O-烯烴物種的低聚物。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO包括混合α-烯烴(即兩種或更多種α-烯烴物種)的低聚物,其中每一種α-烯烴的碳數(shù)為5-24(優(yōu)選6-18,優(yōu)選8-12)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO包括混合α-烯烴的低聚物(即牽涉兩種或更多種α-烯烴物種),其中α-烯烴混合物的重均碳數(shù)為6-14(優(yōu)選8-12,優(yōu)選
9-11)。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的數(shù)均分子量(Mn)為400-15,OOOg/mol (優(yōu)選 400-12,000g/mol,優(yōu)選 500-10,000g/mol,優(yōu)選 600-8,000g/mol,優(yōu)選800-6,000g/mol,優(yōu)選1,000-5, 000g/mol)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的Mn大于1,000g/mol (優(yōu)選大于1,500g/mol,優(yōu)選大于2,000g/mol,優(yōu)選大于2,500g/mol)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的KV 100°C大于或等于3cSt (優(yōu)選大于或等于4cSt,優(yōu)選大于或等于5cSt,優(yōu)選大于或等于6cSt,優(yōu)選大于或等于8cSt,優(yōu)選大于或等于10cSt,優(yōu)選大于或等于20cSt,優(yōu)選大于或等于30cSt,優(yōu)選大于或等于40cSt,優(yōu)選大于或等于IOOcSt,優(yōu)選大于或等于150cSt)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO 的 KV100°C 為 3-3,OOOcSt (優(yōu)選 4-1,OOOcSt,優(yōu)選 6_300cSt,優(yōu)選 8_150cSt,優(yōu)選8-100cSt,優(yōu)選8-40cSt)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的KV 100°C為
IO-IOOOcSt (優(yōu)選10-300cSt,優(yōu)選IO-IOOcSt)。在再一實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的KV 100°C為4-8cSt。在又一實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的KV 100°C為25_300cSt (優(yōu)選 40-300cSt,優(yōu)選40-150cSt)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的KV 100°C為 100-300cSt。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的粘度指數(shù)(VI)大于或等于120 (優(yōu)選大于或等于130,優(yōu)選大于或等于140,優(yōu)選大于或等于150,優(yōu)選大于或等于170,優(yōu)選大于或等于190,優(yōu)選大于或等于200,優(yōu)選大于或等于250,優(yōu)選大于或等于300)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的VI為120-350(優(yōu)選130-250)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的傾點(diǎn)小于或等于-10°C (優(yōu)選小于或等于-20°C,優(yōu)選小于或等于_25°C,優(yōu)選小于或等于_30°C,優(yōu)選小于或等于_35°C,優(yōu)選小于或等于_40°C,優(yōu)選小于或等于_50°C )。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的傾點(diǎn)為_15°C到-700C (優(yōu)選-25到-600C )。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)小于或等于-40°C (優(yōu)選小于或等于_50°C,優(yōu)選小于或等于_60°C,優(yōu)選小于或等于-70°C,優(yōu)選小于或等于_80°C )。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的1;為-50°C到-120。。(優(yōu)選-60 到-IOO0C,優(yōu)選-70 到-90°C )。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的閃點(diǎn)大于或等于200°C (優(yōu)選大于或等于210°C,優(yōu)選大于或等于220°C,優(yōu)選大于或等于230°C ),優(yōu)選介于240°C -290°C之間。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的比重(15. 6°C)小于或等于0. 86 (優(yōu)選小于或等于0. 855,優(yōu)選小于或等于0. 85,優(yōu)選小于或等于0. 84)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的分子量分布(Mw/Mn)大于或等于
2(優(yōu)選大于或等于2. 5,優(yōu)選大于或等于3,優(yōu)選大于或等于4,優(yōu)選大于或等于5,優(yōu)選大于或等于6,優(yōu)選大于或等于8,優(yōu)選大于或等于10)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,PAO或PAO共混物的MvZMn小于或等于5 (優(yōu)選小于或等于4,優(yōu)選小于或等于3)且KV100°C大于或等于IOcS t (優(yōu)選大于或等于20cS t,優(yōu)選大于或等于40cSt,優(yōu)選大于或等于60cSt)。所需的PAO 以 SpectraSyn 和 SpectraSyn Ultra 商購(gòu)于 ExxonMobilChemical (USA),其中一些概述于表A中。其他有用的PAO包括以Synf luid 獲自ChevronPhillips Chemical (USA)的那些,以 Durasyn 獲自 Innovene(USA)的那些,以Nexbase 獲自Neste Oil (芬蘭)的那些,和以Synton 獲自Chemtura(USA)的那些。對(duì)于PAO來(lái)說(shuō),在鏈型烷屬烴結(jié)構(gòu)中碳的百分?jǐn)?shù)(Cp)接近于100% (典型地大于98 %或甚至99 % )。額外的細(xì)節(jié)例如公開于美國(guó)專利No. 3,149,178 ;4,827,064 ;4,827,073; 5,171,908 ;和 5,783,531 以及 Synthetic Lubricants and High-PerformanceFunctional Fluids (合成潤(rùn)滑劑和高性能功能流體)(Leslie R. Rudnick & RonaldL. Shubkin, eds. Marcel Dekker, Inc. 1999), pp. 3-52 中。添加劑任何樹脂或?qū)涌蛇M(jìn)一步包括一種或更多種添加劑。合適的添加劑可包括任何一種或更多種加工油(芳族、烷屬烴和環(huán)烷烴(礦物油),相容劑,煅燒粘土,高嶺土,納米粘土,滑石,硅酸鹽,碳酸鹽,硫酸鹽,碳黑,砂子,玻璃珠,礦物聚集體,硅灰石,云母,玻璃纖維,其他填料,顏料,著色劑,染料,碳黑,填料,分散劑,阻燃劑,抗氧劑,導(dǎo)電顆粒,UV抑制劑,穩(wěn)定齊U,光穩(wěn)定劑,光吸收劑,偶聯(lián)劑,其中包括硅烷類和鈦酸酯類偶聯(lián)劑,增塑劑,潤(rùn)滑劑,粘連
齊IJ,防粘連劑,抗靜電劑,石臘,發(fā)泡劑,成核劑,滑爽劑,酸清除劑,潤(rùn)滑劑,助劑,表面活性齊U,結(jié)晶助劑,聚合物添加劑,消泡劑,防腐劑,增稠劑,流變學(xué)改性劑,保濕劑,活性助劑,硫化/交聯(lián)/固化劑,硫化/交聯(lián)/固化促進(jìn)劑,固化延遲劑及其結(jié)合物。制備復(fù)合材料的方法可使用任何熔噴方法形成多層復(fù)合材料或織物。優(yōu)選地,由可在大于500psi (3. 45MPa)的熔體壓力和范圍為100°C _350°C的熔體溫度下操作且能制造平均直徑細(xì)至I微米的纖維的裝置,熔噴多層復(fù)合材料。圖I描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料的示意性熔噴系統(tǒng)或設(shè)備100的簡(jiǎn)圖。系統(tǒng)100包括至少一個(gè)擠出機(jī)110,且可包括馬達(dá)120,以維持系統(tǒng)100內(nèi)的熔體壓力。擠出機(jī)110可連接到至少一個(gè)模頭區(qū)段或陣列130上,而所述模頭區(qū)段或陣列130連接到噴絲頭部分或噴絲頭140上。模頭區(qū)段130還連接到至少一個(gè)空氣歧管135上用以傳輸高壓空氣到模頭區(qū)段130的噴絲頭部分140上。噴絲頭140包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)噴嘴145,其中熔體經(jīng)所述旋轉(zhuǎn)噴嘴145擠出并同時(shí)在空氣壓力下變稀(attenuate),形成長(zhǎng)絲或纖維150。旋轉(zhuǎn)噴嘴145優(yōu)選是圓形的模頭毛細(xì)管。優(yōu)選地,噴絲頭140的噴嘴密度范圍為20,30或40孔/英寸到200,250或320孔/英寸。在一個(gè)實(shí)施方案中,每一噴嘴145 的內(nèi)徑范圍為從約 0. 05mm,約 0. 10mm,或 0. 20mm 到 0. 80mm, 0. 90mm 或 I. 00mm。在模頭噴絲頭140中,熔融的絲束或長(zhǎng)絲用熾熱的高速氣體物流(例如,空氣或氮?dú)?覆蓋,使熔融熱塑性材料的長(zhǎng)絲變稀,形成單獨(dú)的纖維150??墒褂脫Q熱器160和空氣閥170控制變稀的氣體物流的溫度與流速??赏ㄟ^(guò)氣體物流降低長(zhǎng)絲的直徑到所需的尺寸。之后,熔噴纖維150被高速氣體物流攜帶并沉積在收集表面180上,形成無(wú)規(guī)分配的熔噴纖維的至少一個(gè)纖維網(wǎng)185。收集表面180可以是例如真空鼓的外表面。圖2描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,示意性模頭組件200的放大簡(jiǎn)圖。模頭組件200包括模頭區(qū)段130和噴絲頭140。正如所描繪的,通過(guò)至少位于模頭噴絲頭140 —側(cè)上的主要的空氣噴嘴210,提供空氣(“主空氣”)。可使用主空氣,電阻加熱元件,或其他已知的器件或技術(shù)(未示出),加熱模頭區(qū)段,以防止當(dāng)熔融聚合物流出并冷卻時(shí)模頭區(qū)段130被硬化的聚合物堵塞130??諝膺€牽拉熔體成纖維,或使熔體變稀成纖維。也可通過(guò)模頭區(qū)段130,提供高于環(huán)境溫度的輔助的或者驟冷的空氣。主空氣流速范圍典型地為約1-30標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘/英寸模頭寬度(SCFM/英寸)。在一些實(shí)施方案中,就在流出之前,在模頭區(qū)段130內(nèi)的點(diǎn)處,熔噴工藝中的主空氣壓力范圍典型地從低值約2psig,3psig, 5psig或7psig到約IOpsig, 15psig, 20psig,或30psig。主空氣溫度范圍典型地為150。。,200。?;?230 °C 到 300。。,320。?;?350 0C0樹脂的熔融溫度(Tm)范圍可以是50°C -300°C。在再一其他的實(shí)施方案中,熔融溫度為至少 50°C且小于 150°C,200°C,220°C,230°C,250°C,260°C,270°C,280°C,290°C,300°C,310°C或 320°C??稍诖笥?500psi (3. 4MPa)或 750psi (5. 2MPa)或 I, OOOpsi (6. 9MPa)或 2,OOOpsi (17. 3MPa)下,或者在范圍為從 500psi (3. 5MPa)或 750psi (5. 2MPa)到I, OOOpsi (6. 9MPa)或 2,OOOpsi (13. 8MPa)或 2,500psi (17. 3MPa)的熔體壓力下,將樹脂形成為纖維。用單位時(shí)間內(nèi)每英寸模頭上流動(dòng)的組合物量表達(dá),使用本發(fā)明所述的組合物制造熔噴織物的流通量范圍典型地為從O. I,O. 2,O. 3或O. 5到I. 0,I. 5,2. O或3. Og/孔/分鐘(ghm)。因此,對(duì)于具有30孔/英寸的模頭來(lái)說(shuō),聚合物的流通量典型地為約O. 25,O. 5或
I.O到約4,8或121bs/英寸/小時(shí)(PIH)。由于可使用這種高溫,因此,為了驟冷或硬化離開噴嘴的纖維,所需地從纖維中除去顯著大量的熱。盡管沒(méi)有示出,但可使用冷的空氣或氮?dú)鈿怏w,加速冷卻和硬化熔噴纖維。特別地,可使用在相對(duì)于纖維伸長(zhǎng)方向,以交叉流動(dòng)方向(垂直或者成角度)流動(dòng)的冷卻(“輔助”)空氣,驟冷熔噴纖維。此外,可使用額外的冷卻器加壓的驟冷空氣,且它可導(dǎo)致纖維甚至更加快速冷卻和硬化。在一些實(shí)施方案中,可使用輔助的冷空氣流,使纖維變稀。通過(guò)控制空氣和陣列模頭溫度,空氣壓力和聚合物的喂料速度,可調(diào)節(jié)在熔噴工藝過(guò)程中形成的纖維直徑。圖3-8描繪了制造本發(fā)明所述的多層復(fù)合材料可使用的各種示意性熔噴系統(tǒng)或設(shè)備的簡(jiǎn)圖。例如,圖3描繪了制造多層熔噴復(fù)合材料350的示意性熔噴系統(tǒng)300的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)300可包括三個(gè)或更多個(gè)垂直布局的模頭305A,305B, 305C。每一模頭305A,305B,305C可類似于以上參考圖2所討論并描述的模頭200。可通過(guò)任何給定的模頭305A,305B,305C吹塑(blow)任何樹脂或樹脂的結(jié)合物,其中第一模頭305A提供第一面層或第一外層,第二模頭305B提供芯層或中間層,和第三模頭305C提供第二面層或第二外層。熔噴系統(tǒng)300可進(jìn)一步包括垂直排列的兩個(gè)或更多個(gè)收集表面380A,380B。每一收集表面380A,380B可類似于以上參考圖I討論并描述的收集轉(zhuǎn)鼓180。收集表面380A,380B可彼此相鄰,以便在其間確定所需的間隙(“輥隙”)。正如所描繪的,來(lái)自每一模頭305A,305B, 305C的纖維朝收集表面380A和/或380B水平導(dǎo)引并在其上收集,形成三層織物復(fù)合材料350。模頭305A,305B,305C可相對(duì)于彼此獨(dú)立地移動(dòng)。模頭305A,305B,305C也可相對(duì)于收集表面380A,380B獨(dú)立地移動(dòng),以改變模頭到收集器的距離(D⑶)。圖4描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料450的另一示意性熔噴系統(tǒng)400的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)400可包括三個(gè)或更多個(gè)水平布局的模頭405A,405B,405C和水平排列的收集表面480A,480B。每一模頭405A,405B,405C可類似于以上參考圖2討論并描述的模頭200。每一收集表面480A,480B可類似于以上參考圖I描繪并描述的收集轉(zhuǎn)鼓180。模頭405A,405B,405C可相對(duì)于彼此獨(dú)立地移動(dòng)。模頭405A,405B,405C也可相對(duì)于收集表面480A,480B獨(dú)立地移動(dòng),以改變D⑶。
可通過(guò)任何給定的模頭405A,405B, 405C,垂直擠出任何樹脂或樹脂的結(jié)合物,以提供本發(fā)明所述的在芯層周圍布置第一和第二面層的多層復(fù)合材料。正如所描繪的,來(lái)自每一模頭405A,405B, 405C的纖維朝收集表面480A和/或480B導(dǎo)引并在其上收集,形成三層織物復(fù)合材料450。圖5描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料550的另一示意性熔噴系統(tǒng)500的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)500可包括三個(gè)或更多個(gè)模頭505A,505B,505C,以提供本發(fā)明所述的在芯層周圍布置第一和第二面層的多層復(fù)合材料。每一模頭505A, 505B, 505C可類似于以上參考圖2討論并描述的模頭200。熔噴系統(tǒng)500可進(jìn)一步包括垂直排列的兩個(gè)或更多個(gè)收集表面580A,580B。每一收集表面580A,580B可類似于以上參考圖I描繪并描述的收集轉(zhuǎn)鼓180。可相對(duì)于彼此垂直排列第一模頭505A和第三模頭505C,并將它們置于收集表面580A,580B的相對(duì)側(cè)上。第二模頭505B可位于第一和第三模頭505A,505C的中間,或者提供三層織物復(fù)合材料550。 可通過(guò)任何給定的模頭505A,505B, 505C,擠出任何樹脂或樹脂的結(jié)合物,以提供多層復(fù)合材料550。模頭505A,505B,505C可相對(duì)于彼此,獨(dú)立地移動(dòng)。模頭505A,505B,505C也可相對(duì)于收集表面580A,580B獨(dú)立地移動(dòng),以改變D⑶。圖6描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料650的再一示意性熔噴系統(tǒng)600的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)600可包括三個(gè)或更多個(gè)模頭605A,605B,605C。每一模頭605A,605B,605C可類似于以上參考圖2討論并描述的模頭200。熔噴系統(tǒng)600可進(jìn)一步包括垂直排列的兩個(gè)或更多個(gè)收集表面680A,680B。每一收集表面可類似于以上參考圖I描繪并描述的收集轉(zhuǎn)鼓180。類似于圖5的實(shí)施方案,第一模頭605A和第三模頭605C可相對(duì)于彼此垂直排列,且位于收集表面680A,680B的相對(duì)側(cè)上,而第二模頭605B可位于第一和第三模頭605A,605C的中間。可將第一面層610經(jīng)第一收集表面680A引入到熔噴系統(tǒng)600中。也可將第二面層620經(jīng)第二收集表面680B引入到熔噴系統(tǒng)600中。正如所示的,收集表面680A,680B分別提供從模頭605A,605B,605C吹塑的纖維分別在其上收集的面層610,620。因此,所得多層復(fù)合材料具有至少五層??赏ㄟ^(guò)任何給定的模頭605A,605B,605C擠出任何樹脂或樹脂的結(jié)合物。模頭605A,605B,605C可相對(duì)于彼此,獨(dú)立地移動(dòng)。模頭605A,605B,605C也可相對(duì)于收集表面180A,180B和/或置于收集表面180A,180B上的面層610,620,獨(dú)立地移動(dòng)。圖7描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,再一示意性熔噴系統(tǒng)700的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)700可包括四個(gè)或更多個(gè)模頭705A,705B,705C,705D。每一模頭705A,705B,705C,705D可類似于以上參考圖2討論并描述的模頭200。熔噴系統(tǒng)700可進(jìn)一步包括水平排列的兩個(gè)或更多個(gè)收集表面780A,780B。每一收集表面780A,780B可類似于以上參考圖I描繪并描述的收集轉(zhuǎn)鼓180。至少兩個(gè)模頭,例如模頭705A和模頭70 可相對(duì)于彼此水平排列,且置于收集表面780A,780B的相對(duì)側(cè)上。和至少兩個(gè)模頭,例如模頭705B和705C可位于模頭705A,705D的中間。模頭705A,705B, 705C, 705D可相對(duì)于彼此獨(dú)立地移動(dòng)。模頭705A,705B, 705C, 705D也可相對(duì)于收集表面180A,180B獨(dú)立地移動(dòng),以改變D⑶。
可通過(guò)任何給定的模頭705A,705B, 705C, 705D,擠出樹脂或樹脂的結(jié)合物,以提供多層復(fù)合材料750。正如所描繪的,來(lái)自每一模頭705A,705B, 705C,705D的纖維朝收集表面780A,780B導(dǎo)引并在其上收集,形成三層織物復(fù)合材料750。中間或居間層,即“芯”層可包括由模頭705B,705C生產(chǎn)的纖維的混合物。樹脂或一種或更多種添加劑的額外層可噴灑或者要么通過(guò)位于模頭705B和705C之間的噴嘴706引入。圖8描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,再一示意性熔噴系統(tǒng)800的簡(jiǎn)圖。熔噴系統(tǒng)800可包括五個(gè)或更多個(gè)模頭805A,805B, 805C, 805D, 805E。每一模頭805A,805B, 805C,805D,805E可類似于以上參考圖2討論并描述的模頭200。熔噴系統(tǒng)800可進(jìn)一步包括兩個(gè)或更多個(gè)水平排列的收集表面820A,820B。正如所描繪的,第一收集表面820A可以是置于兩個(gè)水平排列的轉(zhuǎn)鼓810A和815A周圍且通過(guò)它們運(yùn)動(dòng)的傳輸帶。類似地,第二收集表面820B可以是置于兩個(gè)水平排列的轉(zhuǎn)鼓810B,815B周圍且通過(guò)其運(yùn)動(dòng)的傳輸帶。收集表面820A,820B可以彼此相鄰,以便在其間確定所需的間隙(“輥隙”)。
可在收集表面820A,820B上水平排列或者在其他空間方向上排列每一模頭805A,805B, 805C, 805D, 805E。模頭805A,805B, 805C, 805D, 805E可相對(duì)于彼此獨(dú)立地移動(dòng)。模頭805A, 805B, 805C, 805D, 805E也可相對(duì)于收集表面820A,820B,獨(dú)立地移動(dòng)。收集表面820A,820B可提供由模頭805A,805B, 805C, 805D, 805E生產(chǎn)的纖維用的收集表面??赏ㄟ^(guò)任何給定的模頭805A,805B,805C,805D,805E擠出任何樹脂或樹脂的結(jié)合物。正如所描繪的,來(lái)自每一模頭 805A,805B,805C,805D,805E的纖維朝收集表面820A和/或820B導(dǎo)引并在其上收集,形成五層織物復(fù)合材料850。圖9描繪了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案,制造多層熔噴復(fù)合材料的再一示意性熔噴系統(tǒng)900的簡(jiǎn)圖。正如所描繪的,可使用單一收集表面920,和模頭905A,905B, 905C可在收集表面周圍任何地方布置。相對(duì)于
圖1-9或者本發(fā)明別處,參考以上100,200,300,400,500,600,700,800,
900所述的任何系統(tǒng)或設(shè)備,層壓體可穿過(guò)未加熱或加熱的光滑收集表面,或者未加熱或加熱的構(gòu)圖收集表面之間的輥隙,或者這些中的兩種或更多種的組合,同時(shí)在其上施加輕的壓力,當(dāng)另一可延伸的結(jié)構(gòu)體與該層壓體接觸形成多層結(jié)構(gòu)體時(shí)。在一些實(shí)施方案中,考慮到形成本發(fā)明所述的多層結(jié)構(gòu)體,粘合劑基本上不存在于結(jié)構(gòu)體中,這意味著不使用粘合劑固定織物和/或薄膜中的各層到彼此上。本發(fā)明所使用的“粘合劑”是固定薄膜或織物中的兩層到彼此上所使用的物質(zhì),這是本領(lǐng)域已知的。粘合劑物質(zhì)的實(shí)例包括聚烯烴,聚乙酸乙烯酯,聚酰胺,烴樹脂,石蠟,天然浙青,苯乙烯類橡膠,及其共混物。此外,在所描述的每一結(jié)構(gòu)300,400,500,600,700和800中,如圖3_8所述,可相對(duì)于收集表面的輥隙,對(duì)稱地吹塑最里層(“芯層”),且盡管沒(méi)有示出,但在所述的每一結(jié)構(gòu)300,400,500,600,700和800中,最里層(“芯層”)可相對(duì)于收集表面的輥隙不對(duì)稱地吹塑。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,熔噴纖維可以是連續(xù)或不連續(xù)的,且平均直徑范圍通常為O. 5-250微米,優(yōu)選小于200微米,小于150微米,小于100微米,小于75微米,小于50微米,小于40微米,小于30微米,小于20微米,小于10微米,小于5微米,小于4微米,小于3微米,小于2微米,或小于I微米。在一些實(shí)施方案中,熔噴纖維的直徑就平均直徑來(lái)說(shuō),范圍可以是5或6或8或10到20或50或80或100或150或200或250微米,和在其他實(shí)施方案中,直徑小于80或50或40或30或20或10或5微米。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層復(fù)合材料中每一層的纖維直徑可以相同或不同。因此,相鄰層中纖維直徑之比可以相同或者變化。例如,相鄰層中纖維直徑之比范圍可以是低值約O. 1:1到高值約1:200,這一比值范圍也可以是約1:150,1:100,1:75,1:50,1:25,1:10,1:5 或 1:2。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,在多層結(jié)構(gòu)體中的任何給定層內(nèi)至少1%的纖維可以共并合(co-joined)或粘連(married)。更優(yōu)選,在多層結(jié)構(gòu)體的任何給定層內(nèi)至少2 %,5 %,10 %,15 %,20 %或25 %的纖維可以共并合或者粘連。共并合或者粘連的纖維量范圍也可以是低至約I %,5 %,或10 %到高至約25 %,35 %或45 %。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體中任何一層 或更多層中的纖維可顯示出或者擁有一定程度的熔化、熔融、與任何一層或更多層相鄰層中的纖維一起夾帶或機(jī)械互連,且在各層之間沒(méi)有尖銳輪廓的界面。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體中的至少一層可在100%伸長(zhǎng)之后恢復(fù)至少80%的起始長(zhǎng)度,和在200%伸長(zhǎng)之后恢復(fù)至少70%的起始長(zhǎng)度。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體可在100%伸長(zhǎng)之后恢復(fù)至少80%的起始長(zhǎng)度,和在200%伸長(zhǎng)之后恢復(fù)至少70%的起始長(zhǎng)度。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,當(dāng)伸長(zhǎng)樣品到其起始長(zhǎng)度的100%,然后當(dāng)去載時(shí),多層結(jié)構(gòu)體中的至少一層在50%伸長(zhǎng)時(shí)的力為約
I.3 X ICT3Ibf/in/gsm。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體的水力頭(hydrohead)為大于或等于約O. 05mbar/gsm。優(yōu)選地,水力頭大于或等于O. lmbar/gsm,O. 2mbar/gsm, O. 3mbar/gsm, O. 4mbar/gsm,或 0. 5mbar/gsm。水力頭的范圍也可以是低至約 O. lmbar/gsm, O. 2mbar/gsm 或 O. 3mbar/gsm 到高至約 O. 7mbar/gsm, O. 8mbar/gsm 或O. 9mbar/gsm。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體中任何一層或更多層的透氣率大于或等于約O. 02cm3/cm2/s。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,多層結(jié)構(gòu)體的透氣率為大于或等于約O. 02cm3/cm2/s。透氣率范圍也可以是低至約O. 02cm3/cm2/s,O. 05cm3/cm2/s 或 I. Ocm3/cm2/s 到高至約 2. Ocm3/cm2/s, 3. Ocm3/cm2/s 或 5. 0cm3/cm2/s。在以上或者要么本發(fā)明別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,織物的單位重量(basisweight)范圍可以是10或20或30到50或80或100或150g/m2。這些織物的特征還在于極限伸長(zhǎng)率可以是大于200 %或300 %或500 %或1000 %。按照這一方式,可形成具有至少三層熔噴層(MMM)的多層結(jié)構(gòu)體。其他多層熔噴結(jié)構(gòu)體認(rèn)為是例如MXQ,QMXQ,Mx,QMx, QxS, MxAyMy, QMxAyMyQ, QMxQMyS, QMxQMy, MxQMyQ, QQMxQ,其中 x 為至少 3 和 y 為 0-100。例如,X可以是3-100 ;3-50 ;3-25 ;或3-10 ;x的范圍也可以是低至約3,4或5到高至約6,10或15 ;x的范圍也可以是低至約1,2,3,4或5到高至約6,7,8,10或15。“M”表示熔噴織物層(其中在結(jié)構(gòu)體中,每一“M”可以相同或不同);“Q”表示紡粘、射流噴網(wǎng)、織造織物或者薄膜(其中在結(jié)構(gòu)體中,每一“S”可以相同或不同),和“A”表示一種或更多種添加劑。當(dāng)期望熔噴纖維這樣粘合到另一織物上時(shí),可減少和/或加熱輔助的冷卻空氣流,以維持一定的熔體質(zhì)量并進(jìn)而維持成形的彈性熔噴纖維粘結(jié)到它們將粘結(jié)于其上的織物上的能力。
多層結(jié)構(gòu)體也可包括“原位層壓體”或“ISL”,所述原位層壓體是含兩層或更多層熔紡織物的熔紡層壓體,其中彼此相鄰的各層彼此原位纏結(jié),以確定在各層之間混合纖維的界面區(qū)域。“原位纏結(jié)”是指相鄰層的纖維至少沿著相鄰織物層的一個(gè)邊緣,通過(guò)彼此包裹和/或纖維至少一次穿過(guò)來(lái)自相鄰層的纖維,從而彼此纏結(jié)。構(gòu)成熔紡ISL的織物層可以相同或不同,這意味著它們可具有相同或不同的化學(xué)和/或物理特征。在一些實(shí)施方案中,各層的特征在于(a)織物的單位重量不相同;(b)構(gòu)成織物的纖維的平均直徑不相同;(C)織物的組成不相同;(d)在相鄰織物中單位面積上織物的數(shù)量密度不相同;(e)纖維的截面形狀不相同;(f)單個(gè)的纖維結(jié)構(gòu)不相同(雙組分對(duì)單組分);或(g)這些區(qū)別中的一個(gè)或更多個(gè)的任何組合。構(gòu)成熔紡ISL的各層的特征還在于纏結(jié)程度可以防止各層容易牽拉開。在一些實(shí)施方案中,相鄰層的剝離強(qiáng)度大于10或20或30或40或50g,或在其他實(shí)施方案中,范圍為I或2或5或10或50或60或80或100或120或150或200g?;旧细鶕?jù)ASTM D2724. 13,測(cè)定本發(fā)明提到的剝離強(qiáng)度。該工序擬測(cè)定層壓織物的z_方向強(qiáng)度(粘結(jié)強(qiáng)度)。通過(guò)測(cè)量織物脫層所要求的力,測(cè)定在織物的組成層之間的粘結(jié)效率。脫層定義為因粘結(jié)機(jī)構(gòu)故障導(dǎo)致的層壓織物層分離。剝離強(qiáng)度是在規(guī)定的條件下,分離紡織品的組成層所要求的拉伸力。在這一工序中,沿著樣品長(zhǎng)度方向,手工分離6英寸X 2英寸樣 品的織物層(6英寸在縱向上)約2英寸的距離。然后將一層夾持到具有I英寸計(jì)量長(zhǎng)度(gauge length)的拉伸測(cè)試機(jī)的每一鉗口內(nèi),并測(cè)定完全分離織物的組成層所需的最大力(即峰值負(fù)載)。ISL也可包括由兩種或更多種不同纖維的混合物或纖維與粒狀物的混合物制成的復(fù)合材料??赏ㄟ^(guò)添加纖維和/或粒狀物到熔紡纖維在其內(nèi)被攜帶的氣體物流中,形成這種混合物,以便在收集裝置上收集熔噴纖維,形成無(wú)規(guī)分散的熔噴纖維和其他材料的內(nèi)聚纖維網(wǎng)之前,發(fā)生熔紡長(zhǎng)絲和纖維與其他材料,例如木漿,短切纖維和粒狀物,例如統(tǒng)稱為超吸收劑材料的水性膠體(水凝膠)粒狀物的緊密纏結(jié)雜混,正如US4100324中所述,在此通過(guò)參考將其引入。若非織造纖維網(wǎng)是纖維的非織造纖維網(wǎng),則可通過(guò)纖維間粘結(jié),連接纖維,形成內(nèi)聚的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)??稍诩徴彻に囍?,通過(guò)熱粘結(jié),或者在單個(gè)熔噴纖維之間的纏結(jié),產(chǎn)生纖維間粘結(jié)。通過(guò)熔紡工藝產(chǎn)生纖維纏結(jié),但可通過(guò)諸如液壓纏結(jié)或者針刺,生成或者增加纖維纏結(jié)?;蛘呋蛄硗猓墒褂谜辰Y(jié)劑,增加所需的粘結(jié)。在一些所需的實(shí)施方案中,不使用任何這些方法來(lái)增加纏結(jié)。關(guān)于ISL及其制造方法的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參見(jiàn)美國(guó)申請(qǐng)No. 12/566410,在此通過(guò)參考將其引入。在形成多層結(jié)構(gòu)體中,聚烯烴聚合物可以熔噴到在成形熔噴織物下方或者前方穿過(guò)的可延伸的織物,例如射流噴網(wǎng)織物上。調(diào)節(jié)熔融溫度以及噴絲頭和正穿過(guò)的可延伸織物之間的距離,以便當(dāng)接觸織物形成兩層或三層結(jié)構(gòu)體時(shí),纖維仍然處于熔融或部分熔融狀態(tài)。然后,涂布的織物具有粘合到其上的熔融或部分熔融的彈性熔噴纖維/織物。然后可通過(guò)機(jī)械拉伸多層結(jié)構(gòu)體,微調(diào)復(fù)合材料的彈性性能。在不希望束縛于理論的情況下,認(rèn)為起始的拉伸改進(jìn)了復(fù)合材料內(nèi)彈性組件的結(jié)構(gòu),和潛在地在各層之間和/或其內(nèi)部的纖維之間的界面粘結(jié)。起始拉伸可減少滯后回線(hysteresis loop),所述滯后回線是在變形過(guò)程中被彈性體吸收的能量的量度。理想的彈性體不具有滯后,或者換一種方式說(shuō),當(dāng)彈性體恢復(fù)到其起始尺寸和形狀時(shí),輸入到彈性體內(nèi)或者儲(chǔ)存在彈性體內(nèi)的能量被返還。很少有顯示出理想彈性行為的彈性體和甚至更少顯示出理想彈性行為的彈性層壓體。大多數(shù),如果不是全部的話,顯示出一定程度的滯后。起始負(fù)載和去載循環(huán)會(huì)典型地減少滯后回線,這意味著該材料或?qū)訅后w是更加有效的彈性體。機(jī)械拉伸彈性體和彈性復(fù)合材料可具有其他有利的效果,例如降低變形時(shí)的峰值負(fù)載,潛在地改進(jìn)的永久變形,收縮力,和調(diào)節(jié)外層/表面的美學(xué)。存在許多不同的方法在縱向(MD)和橫向(CD)兩個(gè)方向上機(jī)械拉伸復(fù)合材料。當(dāng)各單元串聯(lián)放置時(shí),基于嚙合刀片或圓盤的裝置分別在MD或CD上,或者在二者上遞增式拉伸織物是有效的。術(shù)語(yǔ)遞增式拉伸來(lái)自于下述事實(shí)在其整個(gè)寬度或長(zhǎng)度上以遞增的方式拉伸織物。通過(guò)相鄰圓盤或刀片的間距和兩組圓盤或刀片之間的穿插(interpenetration)距離,測(cè)定增量或者織物在其上拉伸的距離。使用帶溝槽的輥而不是單獨(dú)的圓盤的這一和類似技術(shù)的實(shí)例可參見(jiàn)美國(guó)專利No. 4223059,4251585,4285100和4368565。對(duì)這一基本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn),從而允許較窄的纖維網(wǎng)/薄膜有效地拉伸,或者增加拉伸量或者改變橫跨纖維網(wǎng)的拉伸量可參見(jiàn)美國(guó)專利No. 5143679,5156793和5167897??色@得其他技術(shù),拉伸更加適合于MD拉伸的纖維網(wǎng)。對(duì)于這一目的來(lái)說(shuō),使用隙輥的實(shí)例公開于美國(guó)專利No. 7320948中,其中以不同速度運(yùn)行的兩個(gè)輥隙組能在MD上拉伸織物和層壓體。纖維纖維可以是單組分纖維。纖維也可以是由下述方法形成的多組分纖維,其中從單獨(dú)的擠出機(jī)中擠出至少兩種聚合物,并且熔噴或者在一起紡絲,形成一根纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中,在多組分纖維中所使用的聚合物相同或基本上相同。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,在多組分纖維中所使用的聚合物彼此不同。多組分纖維的結(jié)構(gòu)可以是例如鞘/核布局,并列布局,餅式(Pie)布局,海島布局或其變體。也可以通過(guò)取向,拉伸纖維,以提高機(jī)械性能,和隨后在高溫下,但低于結(jié)晶熔點(diǎn)的溫度下退火,以降低收縮率并改進(jìn)高溫下的尺寸穩(wěn)定性。在一些實(shí)施方案中,在其中例如在諸如圖6之類的方法中退卷單獨(dú)的織物或?qū)硬⒗缬米鲗訅后w的面層情況下,這些織物可以是連續(xù)纖維,例如如紡粘織物中發(fā)現(xiàn)的連續(xù)纖維,短切纖維,或不連續(xù)纖維,例如在粗梳紗織物中發(fā)現(xiàn)的那些。短切纖維的長(zhǎng)度和直徑可根據(jù)纖維增強(qiáng)的組合物所需的韌度和勁度而變化。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,纖維的長(zhǎng)度為1/4英寸,或者長(zhǎng)度范圍的下限為1/8英寸(O. 3175cm),或者1/6英寸(0.423cm),和上限為I英寸(2. 54cm),或I. 5英寸(3. 81cm)或5英寸(12. 70cm)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,纖維的直徑范圍為下限O. I微米和上限100微米。直徑范圍也可以低至O. I微米,O. 5微米,或I. O微米到高至約5微米,10微米或15微米。合適的范圍還包括O. 1-8微米,O. 2-7微米,O. 3-6微米,O. 1-5微米,和O. 1-3微米。在一些實(shí)施方案中,可通過(guò)拉伸或取向工藝,提高本發(fā)明所述的熔噴織物(或多層結(jié)構(gòu)體)的機(jī)械性能??山Y(jié)合退火與或者CD或MD任何一個(gè)或二者上的機(jī)械取向。視需要,可通過(guò)臨時(shí)的強(qiáng)制拉伸織物短的時(shí)間段,進(jìn)行機(jī)械取向,之后允許在不存在拉伸力的情況下松弛。在熔噴工藝中,可在MD上存在一定程度的纖維取向,這是由于鋪列(Iaydown)或紡絲工藝單獨(dú)賦予的。但在一些實(shí)施方案中,不需要額外的機(jī)械取向或拉伸。因此,在一些實(shí)施方案中,本發(fā)明所述的熔噴織物的取向程度低或者沒(méi)有取向。在其他實(shí)施方案中,在⑶上,而不是在MD上賦予取向。因此,在一些實(shí)施方案中,熔噴織物擁有小于20或50或80或100%的MD伸長(zhǎng)率,和大于100或200或300%的⑶伸長(zhǎng)率。用另一方式描述,熔噴織物的CD/MD斷裂伸長(zhǎng)率之比介于O. I或O. 5至2或3或5或7或10之間。在一個(gè)實(shí)施方案中,彈性纖維和織物的形成包括在有或無(wú)機(jī)械取向的情況下的退火步驟。也可在由彈性纖維制造織物之后進(jìn)行退火。在一些實(shí)施方案中,彈性熔噴纖維或織物在范圍為50°C或60°C到130°C或160°C的溫度下退火。通過(guò)維持織物在上述范圍內(nèi)的溫度下I秒到I分鐘,優(yōu)選ι- ο秒的時(shí)間段,進(jìn)行織物的熱退火??舍槍?duì)任何特定的共聚物或共聚物組合物,調(diào)節(jié)退火時(shí)間與溫度。在另一實(shí)施方案中,在低拉伸下的壓延過(guò)程中,可通過(guò)加熱輥,在單一步驟中退火熔噴織物。在其他實(shí)施方案中,熔噴織物很少要求后制造加工步驟到不要求該步驟。在一些實(shí)施方案中,通過(guò)使多層結(jié)構(gòu)體穿過(guò)液壓纏結(jié)裝置,進(jìn)一步加工成形的多層結(jié)構(gòu)體,從而通過(guò)采用高速水流,彼此互連和纏結(jié)纖維,進(jìn)一步粘結(jié)彈性纖維的纖維網(wǎng)到彼此或其他相鄰織物層上。液壓纏結(jié)是本領(lǐng)域已知的且一定程度詳細(xì)地公開于A. M. Seyam等人,“液壓纏結(jié)工藝變量的研究”,INT’L N0NW0VENS J. 25-33 (2005年春季)中。 如上所述,纖維可以連續(xù)(長(zhǎng)纖維)或者不連續(xù)(短纖維)。長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)徑比大于60,優(yōu)選200-500,和短纖維的長(zhǎng)徑比小于60,優(yōu)選20-60。每平方英寸熔噴織物上的纖維數(shù)量(纖維密度)范圍優(yōu)選低至20根纖維/in2,40根纖維/in2,或50根纖維/in2到高至100根纖維/in2,250根纖維/in2,或500根纖維/in2。合適的范圍還包括25根纖維/in2至400根纖維/in2 ;50根纖維/in2至300根纖維/in2 ;60根纖維/in2至200根纖維/in2 ;20根纖維/in2至80根纖維/in2 ;和30根纖維/in2至70根纖維/in2。在一些實(shí)施方案中,可加工多層結(jié)構(gòu)體,形成壓縮體(constraints)。該壓縮體可具有在多層結(jié)構(gòu)體內(nèi)的“非彈性區(qū)”(或“死區(qū)”),該區(qū)域?qū)⑤o助多層結(jié)構(gòu)體的加工,形成最終制品,例如紙尿布或成人失禁衣服。在與雙軸彈性的層壓體的CD方向平行,與雙軸彈性層壓體的MD方向平行的方向上,或者在其間的某一方向上的離散區(qū)域內(nèi)融合至少一部分層到彼此上。非彈性區(qū)域的尺寸可使得從織物的一個(gè)邊緣到另一個(gè)邊緣,其長(zhǎng)度連續(xù)或者不連續(xù),和寬度例如為至少I或2或3或5或10_。非彈性區(qū)域可具有任何形狀。在一些實(shí)施方案中,壓縮(constrained)多層層壓體中的一層或更多層,或者所有層沒(méi)有粘附到彼此上,而是僅僅彼此相鄰。在其他實(shí)施方案中,壓縮多層層壓體中的至少兩層或者所有層彼此粘附?!皦嚎s設(shè)備(constraining means) ”是能融合一層中的至少一部分到另一層上,產(chǎn)生至少一個(gè)非彈性區(qū)域的任何裝置、物質(zhì)或工藝?!叭诤稀惫に囋谑軌嚎s的多層層壓體上產(chǎn)生不再具有“彈性”的區(qū)域,且可包括融合一層相鄰的層到彈性層上,或者在受壓縮的多層層壓體的全部厚度(所有層)上融合基本上(至少90% )任何所有層一直到融合所有層。在一些實(shí)施方案中,融合離散區(qū)域,產(chǎn)生相對(duì)于熔紡彈性織物的起始彈性,彈性小至少40%或50%或60%或70%或80%或90%或98%的區(qū)域??赏ㄟ^(guò)任何方式,例如通過(guò)加熱各層,在至少兩層之間形成粘附,或者液壓纏結(jié)至少兩層,或者粘附各層到彼此上的超聲設(shè)備、電子設(shè)備,或其他合適的設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)融合。這可通過(guò)任何合適的設(shè)備來(lái)進(jìn)行,例如通過(guò)壓延,粘合劑,聲能,微波能,或其他電磁能,或本領(lǐng)域已知的其他方法??稍谌诤现惺褂谜澈蟿谝恍?shí)施方案中,在融合步驟中不采用粘合劑。粘合劑的實(shí)例包括含低重均分子量(〈80,OOOg/mol)的聚烯烴,聚乙酸乙烯酯,聚酰胺,烴樹脂,天然浙青,苯乙烯類橡膠,聚異戊二烯及其共混物的那些。
提到通過(guò)融合步驟產(chǎn)生的“非彈性區(qū)域”為“非彈性”,這是指其彈性小于以上針對(duì)“彈性”材料定義的彈性。非彈性區(qū)域可具有適合于所需的最終用途,例如紙尿布或成人失禁衣服的任何“離散”形狀或者形式。例如,非彈性區(qū)域可具有長(zhǎng)的直線或者長(zhǎng)度是其寬度至少兩倍或三倍的區(qū)域的形式。在一些實(shí)施方案中,非彈性區(qū)域確定了不規(guī)則形狀的區(qū)域,或者非線性的形狀,例如圓形,弧形或者含這些特征的形狀。在具體的實(shí)施方案中,融合包括壓延雙軸彈性非織造層壓體,使至少一部分熔紡彈性織物熔融,并產(chǎn)生一個(gè)或更多個(gè)彈性織物融合到至少一個(gè)可延伸的織物上。在特別的實(shí)施方案中,通過(guò)具有突起(raised)的加熱區(qū)域圖案的壓延機(jī),進(jìn)行融合步驟。在一些實(shí)施方案中,融合步驟進(jìn)一步在層壓體內(nèi)弓I入壓花的圖案??赏ㄟ^(guò)任選地加熱的具有嚙合輥的壓延機(jī),進(jìn)行融合和壓延步驟。此外,可通過(guò)在真空差動(dòng)裝置(vacuum differential)下運(yùn)行的構(gòu)圖的嚙合真空轉(zhuǎn)鼓,或其他合適的設(shè)備,進(jìn)行融合和壓花步驟。在一些實(shí)施方案中,進(jìn)行融合,使得在壓縮的多層層壓體的CD方向上,壓縮的多層層壓體的MD方向上,或者在其間的某一程度上,和/或其結(jié)合,維持一定程度的彈性。例 如,融合可使得壓縮的多層層壓體僅僅在CD方向上,或者離CD方向45°,或者離CD方向20°,或者范圍為90° -20°或45°等方向上具有彈性。此外,在壓縮多層層壓體內(nèi)的彈性可使得CD和MD這兩個(gè)方向上的彈性下降,但沒(méi)有完全除去。在具體的實(shí)施方案中,結(jié)合的織物層中的至少一部分在與雙軸彈性層壓體的CD方向平行,與雙軸彈性層壓體的MD方向平行的方向上或者在其間的某一方向上的離散區(qū)域內(nèi)融合。在一些實(shí)施方案中,層壓體具有⑶寬度和垂直于層壓體的⑶方向行進(jìn)的非彈性區(qū)域,非彈性區(qū)域的CD寬度是層壓體CD寬度的至少2或5或10或20%。在再一實(shí)施方案中,層壓體具有CD寬度和垂直于層壓體MD方向行進(jìn)的非彈性區(qū)域,非彈性區(qū)域的MD寬度是層壓體CD寬度的至少2或5或10或20%。關(guān)于壓縮層壓體及其壓縮方法的進(jìn)一步的公開內(nèi)容參見(jiàn)美國(guó)申請(qǐng)No. 12/566434,其公開內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。具體層的共混物在一個(gè)或更多個(gè)具體的實(shí)施方案中,多層復(fù)合材料中的至少一層包括至少一種丙烯系或乙烯系均聚物,或無(wú)規(guī)、嵌段或接枝共聚物,所述共聚物不含(即均聚物)或者含有O. lwt% 或 lwt% 或 2wt% 或 5wt% 到 10wt% 或 15wt% 或 20wt% 或 45wt% 選自乙烯和 C4-Cltl α -烯烴(丙烯系聚合物)和C3-Cicia-烯烴(乙烯系聚合物)中的共聚單體衍生的聚合物。優(yōu)選地,多層復(fù)合材料中的至少一層包括范圍為織物層/組合物重量的約50wt%-99wt%,或60wt%-95wt%,或50wt%_90wt%,或55wt%_85wt%的一種或更多種聚丙烯。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí) 施方案中,多層復(fù)合材料中的至少一層基本上由一種或更多種聚丙烯組成。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,芯層包括至少一種丙烯-α -烯烴共聚物樹脂和至少一種聚丙烯樹脂的共混物。例如,優(yōu)選的共混物包括50wt% —種或更多種丙烯-α -烯烴共聚物樹脂和50wt% —種或更多種聚丙烯樹脂。在該共混物內(nèi),丙烯-α -烯烴共聚物樹脂的用量范圍可以是低至約20wt%, 30wt%或40wt%到高至約60wt%, 70wt%或90wt%。在該共混物內(nèi)聚丙烯樹脂的用量范圍可以是低至約lwt%, 5wt%或10wt%到高至約20wt%, 30wt%或45wt%0在一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,至少一層面層包括聚丙烯和小于或等于50wt%—種或更多種共混物組分的共混物。該共混物組分可以是一種或更多種抗沖共聚物,一種或更多種無(wú)規(guī)共聚物(RCP),一種或更多種聚乙烯,Mw小于20,OOOg/mol的一種或更多種聚乙烯,Mw小于20,OOOg/mol的一種或更多種聚丙烯,一種或更多種聚α烯烴,或其任何結(jié)合物。共混物組分(非聚丙烯)的用量可以以范圍為低至約O. 5wt%, lwt%或5wt%到高至約30wt%,40wt%或50wt%的用量存在。例如,共混物組分的用量可以是約lwt%-49wt%,或約 5wt%_45wt%,或約 5wt%_40wt%,或 5wt%_25wt%。面層樹脂或共混物的MFR (ASTM D1238,230 V,2. 16kg)優(yōu)選小于 2,OOOdg/min(g/10min),更優(yōu)選小于或等于I, 500dg/min,小于或等于I, 200dg/min,小于或等于900dg/min,小于或等于600dg/min,小于或等于300dg/min,小于或等于200dg/min,小于或等于150dg/min,小于或等于100dg/min,或小于或等于90dg/min。在一些實(shí)施方案中,可延伸樹脂或共混物的MFR范圍可以是低至約50dg/min, 75dg/min,或80dg/min到高至約250dg/min, 500dg/min或IOOOdg/min。面層樹脂或共混物的MFR范圍也可以是低至約20dg/min, 30dg/min 或 40dg/min 到高至約 90dg/min, 120dg/min,或 150dg/min。面層樹脂或共混物的MFR范圍也可以是低至約20dg/min, 35dg/min,或45dg/min到高至約65dg/min, 80dg/mi η或95dg/min。面層樹脂或共混物的MFR范圍進(jìn)一步可以是低至約0. ldg/min,0. 5dg/min, ldg/min 或 5dg/min 至丨J高至約 30dg/min, 40dg/min, 70dg/min 或 90dg/mino面層樹脂或共混物的重均分子量(Mw)優(yōu)選小于500,000 ;400, 000 ;300, 000 ;或250,000。例如,面層樹脂或共混物的Mw范圍可以是約50,000-約200,000。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,面層樹脂或共混物的Mw范圍可以是低至約50,000,80, 000或100,000到高至約155,000,170, 000,或190,000。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,面層樹脂或共混物的Mw范圍可以是約 80,000-約 200,000 ;100,000-約 175,000 ;或 140,000-約 180,000。芯層樹脂或共混物的MFR (ASTM D1238, 230 V,2. 16kg)優(yōu)選小于 2,OOOdg/min(g/10min),更優(yōu)選小于或等于I, 500dg/min,小于或等于I, 200dg/min,小于或等于900dg/min,小于或等于600dg/min,小于或等于300dg/min,小于或等于200dg/min,小于或等于150dg/min,小于或等于100dg/min,或小于或等于90dg/min。在一些實(shí)施方案中,芯層樹脂或共混物的MFR范圍可以是低至約50dg/min, 75dg/min,或80dg/min到高至約250dg/min, 500dg/min,或1,000dg/min。芯層樹脂或共混物的MFR范圍也可以是低至約20dg/min,30dg/min,或 40dg/min 到高至約 90dg/min, 120dg/min,或 150dg/min。芯層樹脂或共混物的MFR 范圍也可以是低至約 25dg/min, 35dg/min,或 45dg/min 到高至約 75dg/min, 85dg/min,或95dg/min。芯層樹脂或共混物的MFR范圍進(jìn)一步可以是低至約0. ldg/min,0. 5dg/min,ldg/min,或 5dg/min 到高至約 30dg/min, 40dg/min, 70dg/min,或 90dg/min。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,芯層樹脂或共混物的MFR范圍是約2dg/min-約90dg/min ;約2dg/min_約20dg/min ;約 3dg/min_ 約 90dg/min ;或約 3dg/min_ 約 20dg/min。芯層樹脂或共混物的重均分子量(Mw)優(yōu)選小于500,000 ;400,000 ;300,000 ;或250,000。例如,芯層樹脂或共混物的Mw范圍可以是約50,000-約290,000。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,芯層樹脂或共混物的Mw范圍可以是低至約50,000,65,000,或80,000到高至約130,000,190, 000,或290,000。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,芯層樹脂或共混物的Mw范圍可以是約 80,000-約 285,000 ;80,000-約 240,000 ;或 80,000-約 140,000。表征多層結(jié)構(gòu)體彈性的一種方法是根據(jù)下述循環(huán)試驗(yàn)工序,測(cè)定滯后曲線。一般來(lái)說(shuō),使用商購(gòu)于Instron Corporation的Instron 1130儀器,拉伸非織造織物的樣品一、次或更多次。除非另有說(shuō)明,本發(fā)明所使用的生成滯后曲線的試驗(yàn)參數(shù)是樣品寬度=1英寸;樣品長(zhǎng)度=3英寸,計(jì)量長(zhǎng)度,即夾鉗之間的距離為I英寸,十字頭速度,即施加拉伸力的頂部夾鉗的速度為10英寸/分鐘。本發(fā)明所使用的“第一循環(huán)”和“第二循環(huán)”是指拉伸單個(gè)樣品的次數(shù)。通過(guò)首先切割非織造織物樣品成規(guī)定的樣品尺寸,測(cè)試樣品。通過(guò)首先固定樣品到十字頭、頂部夾鉗上,然后固定到底部夾鉗上,將每一試樣裝載在Instixm 1130儀器內(nèi)。夾鉗之間的距離是規(guī)定的計(jì)量長(zhǎng)度。在樣品上沒(méi)有施加預(yù)拉伸。然后將樣品拉伸到所需的應(yīng)變,例如100%或200%,這使用10英寸/分鐘的十字頭速度,即拉伸速度,通過(guò)樣品長(zhǎng)度測(cè)量。然后在沒(méi)有任何保持時(shí)間的情況下,在相同的十字頭速度下,將樣品恢復(fù)為O負(fù)載。在拉伸和收縮過(guò)程中,作為應(yīng)變的函數(shù),記錄在樣品上的力。若期望額外的循環(huán)數(shù)據(jù),例如第二循環(huán)數(shù)據(jù),則從儀器上取出樣品以供進(jìn)一步表 征或拉伸一次或更多次。通過(guò)再安裝在第一循環(huán)中已經(jīng)測(cè)試過(guò)的樣品,準(zhǔn)備第二循環(huán)滯后曲線。使用相同的計(jì)量長(zhǎng)度,安裝樣品,除非另有具體的報(bào)道。以上針對(duì)第一循環(huán)所述的相同工序用于第二循環(huán)。除非另有說(shuō)明,永久變形是作為規(guī)定的應(yīng)變百分?jǐn)?shù)表達(dá)的,在規(guī)定應(yīng)變的收縮之后在樣品內(nèi)殘留的應(yīng)變量。在收縮之后在O負(fù)載下樣品內(nèi)殘留的伸長(zhǎng)率(這通過(guò)收縮曲線與X-軸的截距測(cè)定)除以在該循環(huán)過(guò)程中拉伸樣品的最大伸長(zhǎng)率。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,在50%下的收縮力是在拉伸到給定伸長(zhǎng)率并允許樣品收縮到該伸長(zhǎng)率一半之后由樣品產(chǎn)生的力。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,峰值負(fù)載(lbs/in)是在拉伸過(guò)程中在樣品上產(chǎn)生的最大負(fù)載(磅力)除以樣品的寬度(英寸)。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,峰值力MD(N)是以牛頓表達(dá)的在縱向(MD)上拉伸過(guò)程中在樣品上產(chǎn)生的最大力。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,峰值力CD(N)是以牛頓表達(dá)的在橫向(CD)上拉伸過(guò)程中在樣品上產(chǎn)生的最大力。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,MD斷裂伸長(zhǎng)率(%)是以百分?jǐn)?shù)表達(dá)的在縱向上拉伸之后在斷裂點(diǎn)處測(cè)量的樣品長(zhǎng)度的增加除以起始計(jì)量長(zhǎng)度。除非本發(fā)明另有說(shuō)明,CD斷裂伸長(zhǎng)率(%)是以百分?jǐn)?shù)表達(dá)的在橫向上拉伸之后在斷裂點(diǎn)處測(cè)量的樣品長(zhǎng)度的增加除以起始計(jì)量長(zhǎng)度。制品多層結(jié)構(gòu)體尤其可用于要求任何一種或更多種下述性能或特性的應(yīng)用上吸收、液體排拒,回彈性,拉伸,柔軟度,強(qiáng)度,阻燃性,可洗性,緩沖,過(guò)濾,細(xì)菌阻擋,和滅菌。例舉的應(yīng)用和用途尤其包括,但不限于,衛(wèi)生,醫(yī)療,過(guò)濾器,和土工布(geotextile)。例如,可使用多層結(jié)構(gòu)體制造嬰兒紙尿布,婦女衛(wèi)生巾,成人失禁產(chǎn)品,個(gè)人衛(wèi)生擦拭品,繃帶,傷口敷料,空氣過(guò)濾器,液體過(guò)濾器,家庭擦拭品,購(gòu)物紙巾(shop towel)、電池隔板,真空清潔袋,衛(wèi)生墊,食品包裝,布料,衣服,醫(yī)療服裝,和一次性內(nèi)衣。尤其合適的用途包括在嬰兒尿布上的閉合系統(tǒng),拉起產(chǎn)品(pull-ups),訓(xùn)練褲,成人失禁用的貼身短內(nèi)褲和尿布,以及其他單一用途或一次性物品。
常見(jiàn)的過(guò)濾用途包括汽油、油和空氣過(guò)濾器;水、咖啡和茶袋;液體盒式和袋式過(guò)濾器;真空袋;和過(guò)敏原膜(allergen membrane)。例舉的土工布及其用途包括土壤穩(wěn)定劑和路面底基,地基穩(wěn)定 器,腐蝕控制,運(yùn)河結(jié)構(gòu),排水系統(tǒng),土工膜防護(hù),霜凍防護(hù),農(nóng)業(yè)覆蓋物,池塘和運(yùn)河水的擋板,和用于排水磚的砂子滲濾擋板。本發(fā)明所提供的多層結(jié)構(gòu)體的額外制品及其用途可包括例如地毯襯里,海洋帆船層壓體,桌子覆蓋物層壓體,短切的繩股墊,用于機(jī)器繡花(embiOidery)的襯里/穩(wěn)定器,包裝,絕緣,枕頭,緩沖墊,和裝飾墊,在被子或舒適設(shè)備內(nèi)的棉絮(batting),消費(fèi)和郵寄信封,油布,以及帳篷(tenting)和運(yùn)輸(木料,鋼)打包??捎啥鄬咏Y(jié)構(gòu)體形成整個(gè)制品,或者多層結(jié)構(gòu)體可形成它的單獨(dú)部分或部件。例如,在嬰兒尿布中,認(rèn)為多層結(jié)構(gòu)體形成背面片材、翼部和/或接片(tabs)的至少一部分。其他實(shí)施方案可進(jìn)一步包括I.形成多層熔噴復(fù)合材料的方法,該方法包括熔噴第一材料以形成第一熔噴層;熔噴第二材料以形成第二熔噴層;和熔噴第三材料以形成第三熔噴層,其中每種材料相同或不同,每種材料包括根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C下測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min的至少一種樹脂,和第一、第二和第三材料中的至少一種包括根據(jù)ASTM D412測(cè)定的在100%變形之后的恢復(fù)率為至少70%的彈性體。2.根據(jù)段落I的方法,其中每一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2_300g/m2。3.根據(jù)段落I或2的方法,其中每一熔噴層的單位重量范圍為10g/m2-150g/m2。4.根據(jù)段落1-3任何一個(gè)的方法,其中第一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2 ;第二熔噴層的單位重量范圍為15g/m2_150g/m2 ;和第三熔噴層的單位重量范圍為 5g/m2_300g/m2。5.根據(jù)段落1-4任何一個(gè)的方法,其中彈性體是熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α-烯烴共聚物。6.根據(jù)段落1-5任何一個(gè)的方法,其中第二熔噴層包括至少5被%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。7.根據(jù)段落1-6任何一個(gè)的方法,其中第二熔噴層包括至少10wt%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。8.根據(jù)段落1-7任何一個(gè)的方法,進(jìn)一步包括在縱向(MD),橫向(⑶)或既在MD又在CD方向上,機(jī)械拉伸多層復(fù)合材料。9.根據(jù)段落1-8任何一個(gè)的方法,其中第二熔噴層的熔融溫度小于或等于約325。。。10.根據(jù)段落1-9任何一個(gè)的方法,其中第一和第三熔噴層包括均聚丙烯,聚丙烯,聚乙烯或其共混物。11.根據(jù)段落1-10任何一個(gè)的方法,其中每種材料的MFR(ASTM D1238,2. 16kg,230 °C )小于 25dg/min。12.根據(jù)段落1-11任何一個(gè)的方法,其中每種材料的MFR(ASTM D1238,2. 16kg,230 °C )小于 50dg/min。
13.根據(jù)段落1-12任何一個(gè)的方法,其中第二熔噴層占多層復(fù)合材料總重量的至少 10wt%。14.根據(jù)段落1-13任何一個(gè)的方法,其中第二熔噴層置于第一和第三熔噴層之間。15.根據(jù)段落1-14任何一個(gè)的方法,其中將每種材料熔噴到移動(dòng)表面上。16. 一種多層復(fù)合材料,它包括第一熔噴層,所述第一熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂;第二熔噴層,所述第二熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)大于或
等于200%的一種或更多種樹脂;和第三熔噴層,所述第三熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂;其中每種樹脂根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min,和第一、第二以及第三熔噴層中的至少一個(gè)包括熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α-烯烴共聚物。17.根據(jù)段落16的熔噴復(fù)合材料,其中每一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2_300g/m2。18.根據(jù)段落16或17的熔噴復(fù)合材料,其中每一熔噴層的單位重量范圍為IOg/m2_150g/m2o19.根據(jù)段落16-18任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2 ;第二熔噴層的單位重量范圍為15g/m2-150g/m2 ;和第三熔噴層的單位重量范圍為 5g/m2-300g/m2。20.根據(jù)段落16-19任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層包括至少10被%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。21.根據(jù)段落16-20任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第一和第三熔噴層各自包括至少5wt%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。22.根據(jù)段落16-21任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第一和第三熔噴層各自包括至少5wt%聚丙烯。23.根據(jù)段落16-22任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層的熔融溫度小于或等于約325°C。24.根據(jù)段落16-23任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第一和第三熔噴層包括均聚丙烯,聚丙烯,聚乙烯或其共混物。25.根據(jù)段落16-24任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中每種樹脂的MFR(ASTM D1238,
2.16kg,230。。)小于 25dg/min。26.根據(jù)段落16-25任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中每種樹脂的MFR(ASTM D1238,
2.16kg,230。。)小于 50dg/min。27.根據(jù)段落16-26任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層占多層復(fù)合材料總重量的至少10wt%。28.根據(jù)段落16-27任何一個(gè)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層置于第一和第三熔噴層之間。29. 一種制造制品,它摻入多層熔噴復(fù)合材料作為一個(gè)或更多個(gè)組件,所述多層熔噴復(fù)合材料具有第一熔噴層,所述第一熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂;第二熔噴層,它包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)大于或等于200%的一種或更多種樹脂;和第三熔噴層,所述第三熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂,其中每種樹脂根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min,和第一、第二以及第三熔噴層中的至少一個(gè)包括熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α-烯烴共聚物。30.根據(jù)段落29的制品,其中該制品是衣服。31.根據(jù)段落29或30的制品,其中制品是嬰兒或成人失禁尿布,訓(xùn)練褲或拉起產(chǎn)品(pull-up)或婦女護(hù)理產(chǎn)品。32.根據(jù)段落29-31任何一個(gè)的制品,其中制品是過(guò)濾器。使用一組數(shù)值上限和一組數(shù)值下限,描述了一些實(shí)施方案和特征。應(yīng)當(dāng)理解,除非另有說(shuō)明,包括從任何上限到任何下限的范圍。在以下的一個(gè)或更多個(gè)權(quán)利要求中出現(xiàn)了某些下限,上限和范圍。所有數(shù)值是所指值的“大約”或“近似”值,并考慮了本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)期的實(shí)驗(yàn)誤差。以上定義了各種術(shù)語(yǔ)。在以上沒(méi)有定義權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)的程度上,應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是相關(guān)領(lǐng)域的人員已經(jīng)給出的在至少一個(gè)印刷的出版物或授權(quán)專利中反映的該術(shù)語(yǔ)的最寬定義。此外,在申請(qǐng)中引證的所有專利,試驗(yàn)工序和其他文獻(xiàn)全部在此通過(guò)參考引入,其程度使得這種公開不與本申請(qǐng)沖突,和這種引入所允許的所有權(quán)限。
盡管前述說(shuō)明書涉及本發(fā)明的實(shí)施方案,但可在沒(méi)有脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下修正本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方案,和本發(fā)明的范圍通過(guò)隨后的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.形成多層熔噴復(fù)合材料的方法,該方法包括 熔噴第一材料以形成第一熔噴層; 熔噴第二材料以形成第二熔噴層;和 熔噴第三材料以形成第三熔噴層,其中每種材料相同或不同,每種材料包括根據(jù)ASTMD1238,2. 16kg,230°C下測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min的至少ー種樹脂,和第一、第ニ和第三材料中的至少ー種包括根據(jù)ASTM D412測(cè)定的在100%變形之后的恢復(fù)率為至少70%的彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法,其中每ー熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法,其中第一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2;第ニ熔噴層的単位重量范圍為15g/m2-150g/m2 ;和第三熔噴層的単位重量范圍為5g/m2-300g/m2。
4.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中第二熔噴層包括至少5#%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,進(jìn)ー步包括在縱向(MD),橫向(CD)或既在MD又在CD方向上,機(jī)械拉伸多層復(fù)合材料。
6.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中第二熔噴層的熔融溫度小于或等于約325 °C。
7.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中第一和第三熔噴層包括均聚丙烯、聚丙烯、聚こ烯或其共混物。
8.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中每種材料根據(jù)ASTMD1238,2. 16kg,230°C下測(cè)量的MFR小于50dg/min。
9.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中第二熔噴層占多層復(fù)合材料總重量的至少IOwt%ο
10.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中第二熔噴層置于第一和第三熔噴層之間。
11.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法,其中將每種材料熔噴到移動(dòng)表面上。
12.—種多層熔噴復(fù)合材料,它包括 第一熔噴層,所述第一熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂; 第二熔噴層,所述第二熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)大于或等于200%的一種或更多種樹脂;和 第三熔噴層,所述第三熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂; 其中每種樹脂根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min,和第一、第二以及第三熔噴層中的至少ー個(gè)包括熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α-烯烴共聚物。
13.權(quán)利要求12的熔噴復(fù)合材料,其中每ー熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2。
14.權(quán)利要求12的熔噴復(fù)合材料,其中第一熔噴層的單位重量范圍為5g/m2-300g/m2 ;第二熔噴層的単位重量范圍為15g/m2-150g/m2 ;和第三熔噴層的単位重量范圍為5g/m2_300g/m2。
15.權(quán)利要求12-14任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層包括至少10wt%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。
16.權(quán)利要求12-15任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第一和第三熔噴層各自包括至少5wt%熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α -烯烴共聚物。
17.權(quán)利要求12-16任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層的熔融溫度小于或等于約325 °C。
18.權(quán)利要求12-17任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第一和第三熔噴層包括均聚丙烯、聚丙烯、聚こ烯或其共混物。
19.權(quán)利要求12-18任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中每種樹脂根據(jù)ASTMD1238,2.16kg, 230°C測(cè)量的 MFR 小于 50dg/min。
20.權(quán)利要求12-19任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層占多層復(fù)合材料總重量的至少10wt%。
21.權(quán)利要求12-20任何一項(xiàng)的熔噴復(fù)合材料,其中第二熔噴層置于第一和第三熔噴層之間。
22.一種制造制品,它摻入多層熔噴復(fù)合材料作為ー個(gè)或更多個(gè)組件,所述多層熔噴復(fù)合材料具有 第一熔噴層,所述第一熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂; 第二熔噴層,它包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)大于或等于200%的ー種或更多種樹脂;和 第三熔噴層,所述第三熔噴層包括根據(jù)ASTM D412測(cè)量的極限伸長(zhǎng)率(UE)為約50% -約250%的一種或更多種樹脂, 其中每種樹脂根據(jù)ASTM D1238,2. 16kg,230°C測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min,和第一、第二以及第三熔噴層中的至少ー個(gè)包括熔化熱小于或等于75J/g的丙烯-α-烯烴共聚物。
23.權(quán)利要求22的制品,其中制品是衣服、嬰兒或成人失禁尿布、訓(xùn)練褲或拉起產(chǎn)品或婦女護(hù)理產(chǎn)品。
24.權(quán)利要求22的制品,其中該制品是過(guò)濾器。
全文摘要
多層熔噴復(fù)合材料,由其制造的制品,及其制造方法。一種方法可包括熔噴第一材料以形成第一熔噴層;熔噴第二材料以形成第二熔噴層;和熔噴第三材料以形成第三熔噴層,其中每種材料相同或不同,每種材料包括根據(jù)ASTM D1238,2.16kg,230℃下測(cè)量的MFR小于或等于約2000dg/min的至少一種樹脂,和第一、第二和第三材料中的至少一種包括根據(jù)ASTM D412測(cè)定的在100%變形之后的恢復(fù)率為至少70%的彈性體。
文檔編號(hào)B32B27/02GK102686395SQ201080044066
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月2日
發(fā)明者A·D·韋斯特伍德, G·C·里奇森, W·M·費(fèi)里 申請(qǐng)人:??松梨诨瘜W(xué)專利公司