專利名稱：橡筋線卷筒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包含橡筋線卷裝的橡筋線卷筒(Elastanspule)，其中，橡筋線的纖度為160dtex以上，特別是160dtex～1400dtex，橡筋線筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋線為帶形纖維截面，其中橡筋線截面的寬與橡筋線截面的厚之比為至少3∶1。
該橡筋線卷筒用來生產紡織片材產品和生產一次性衛(wèi)生制品。
在本發(fā)明意義上，橡筋線是單絲纖維或復絲纖維，其至少85wt％由嵌段聚氨酯或聚氨酯-脲組成。該成纖聚合物具有嵌段結構，即，其由“結晶”嵌段和“無定形”嵌段(“硬嵌段”和“軟嵌段”)組成。基于它們的結晶度，硬鏈段起網絡結構固定點的作用，因此硬鏈段決定自這些聚合物制造的模制品或纖維的強度。相反，玻璃化轉變溫度必須低于使用溫度的軟鏈段決定這些彈性體的彈性。
這種類型的彈性體通常是通過長鏈二羥基化合物(大分子二醇)與二異氰酸酯和低分子量二羥基或二氨基化合物作為鏈延伸劑進行加成聚合制造的。采用二胺經鏈延伸得到的聚氨酯-脲用于高級彈性長絲(也稱作斯潘德克斯(Spandex))，其原因在于首先，與二醇延伸的聚氨酯相比較，其具有熔點高的硬鏈段，因為在聚合物鏈之間存在許多氫鍵；其次，其具有優(yōu)良機械性能和彈性。橡筋線通常通過干法紡絲或濕法紡絲，由這些嵌段的聚氨酯-脲在高極性溶劑如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的溶液紡絲制造的，或者，省去紡絲溶劑，從熔體經紡絲制造。在紡絲之后，以及任選在調節(jié)溫濕度之后，通常卷繞橡筋線形成筒管。
一般說，橡筋線的筒重為0.5～1.5kg，取決于纖度和應用領域。但是，有的應用領域要求橡筋線的筒管長度更長。如果使用橡筋線的進一步的加工步驟必須不要經常中斷(太經常中斷會導致更經常停機，因此導致附加的不希望付出的費用)就總有這種需求。
上述應用領域之一例如是制造諸如一次性尿布的衛(wèi)生制品，其中將彈性纖維結合在含有吸收材料的尿布襯墊中。借此得到良好的尿布與相應體形的適應性。一般在尿布襯墊每個縱向邊都結合上2～3根彈性纖維。一般說，橡筋線通過使用稱作“熱熔體”的熱熔粘合劑進行粘合來結合在尿布襯墊中。適用于諸如PE和PP襯墊和其它無紡織物襯墊的結構粘合的這類熱熔粘合劑，通常，由采用礦物油和添加劑處理以改善流動性的基于異戊二烯/苯乙烯的合成橡膠組成。
為了得到橡筋線與尿布襯墊的良好粘合性，所制造的橡筋線通常應當盡可能不含調節(jié)劑(prparation)或者僅具有低含量調節(jié)劑。
現有技術領域已知迄今存在的生產橡筋線卷筒的兩種方法。日本專利JP 2,000,038敘述了筒重至少1.5kg的橡筋線卷筒，其中在筒管上的橡筋線的調節(jié)劑含量為2wt％以下。該文所述橡筋線纖度為308～1232dtex，相當于約280～1120den。
日本專利JP 10,305,060要求了橡筋線卷筒重為0.8kg，其經在其它筒管上貯備的纖維來生產。為此，將相同纖度的、范圍為308～1232dtex的、調節(jié)劑含量為0.01～1wt％的橡筋線卷繞在筒管軸上。
實際上，這類橡筋線卷筒非常難以進行進一步加工，特別是如果筒重高時，因為橡筋線具有彼此強力粘合在一起的趨勢。由于筒重高，外層纖維當然較強卷繞而壓在內層纖維上，因此在生產及貯藏之后，纖維只能以低劣的品質自筒管退繞出來。在此出現了所謂的“鞋底效應”。這意味著，整層纖維粘合到筒管上，和不再能夠退繞，除非橡筋線在制造期間已經調節(jié)到足夠的程度。
另一方面，如上所述，在較大筒管上的橡筋線的調節(jié)劑含量不可以太高，以便得到該纖維對尿布襯墊的良好粘合性。
令人驚異的是，現已發(fā)現通過下述方法能夠解決這個問題，即，從具有較嚴格限定的截面形狀的纖維制成橡筋線；如此即使筒管上彈性纖維的調節(jié)劑含量可能較高，例如1wt％以上，特別是甚至達2wt％以上，也能夠實現對尿布襯墊的良好粘合。
本發(fā)明涉及一種包含橡筋線卷裝的橡筋線卷筒，其中，橡筋線的纖度為160dtex以上，特別是160dtex～1400dtex，橡筋線筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋線為帶形纖維截面，其中橡筋線截面的寬與橡筋線截面的厚之比為至少3∶1，特別是至少5∶1，更優(yōu)選至少7∶1，最優(yōu)選至少10∶1。
橡筋線卷筒的筒重優(yōu)選為1.5～10kg，特別優(yōu)選為1.8～9kg，最優(yōu)選為3～8kg。
如上所述，從限定的截面形狀的橡筋線做起，盡管調節(jié)劑含量相當高，也能夠生產筒重為1.5～5kg或更高的在筒上的橡筋線，并隨后能夠在將橡筋線結合在尿布襯墊上期間在通常生產條件下，仍然具有完美的粘合性。本發(fā)明的另外的優(yōu)點在于更細的例如150dtex的橡筋線能夠仍然完美地通過噴灑粘合劑進行粘合，盡管其橫截面積有所降低，這是因為其不以通常的緊密圓形截面形狀存在，而以具有較大帶寬的帶的形狀存在。
自彈性體得到的回收材料，其仍然含有相當比例的初始的調節(jié)劑，也特別適用于制造橡筋線卷筒的彈性體。
所優(yōu)選的橡筋線卷筒為，在其中彈性纖維的調節(jié)劑含量為1wt％以上，特別是2wt％以上，最優(yōu)選2.2wt％以上，所述調節(jié)劑含在分布在纖維體中和/或在纖維表面上。
更具體地說，橡筋線為復絲，特別是包含80根以上，優(yōu)選160根上以，更優(yōu)選400根以上初級絲。
特別優(yōu)選的橡筋線卷筒為，包含其中橡筋線的初級絲的單獨紡絲纖度(Einzelspinntiter)(EST)為15dten以下的，優(yōu)選為10dtex以下的橡筋線的卷裝。
橡筋線優(yōu)選由以聚酯和/或聚醚為基礎的聚氨酯或聚脲-氨基甲酸酯組成。
筒管的橡筋線特別是由熔融紡絲法、由干法紡絲或濕法紡絲方法生產，其最優(yōu)選由濕法紡絲方法生產。
橡筋線的截面形狀基材取決于所使用的生產方法。雖然自包含許多噴絲孔的噴絲板、在約160dtex以上的中纖度和粗纖度的橡筋線的干法紡絲，生產出一般具有圓的至橢圓外形橫截面形狀的粘合在一塊的復絲(所述形狀接整個橫截面定)；但產生中纖度以上纖度的濕法紡絲方法的應用，生成許多絲排成的帶形截面，正如在一排珠子上那樣。鑒于其橫截面形狀寬，所以能夠將粘合劑特別好地施加到這些纖維上，后者能夠特別好地粘合到尿布襯墊上，盡管油含量較高達2wt％以上。
在本發(fā)明意義上應當理解調節(jié)劑包括能夠加到橡筋線中改善其可加工性和改善筒管形成的所有類型添加劑，特別是潤滑劑、潤濕劑、抗靜電劑和纖維熱合劑等。適宜的一般類型調節(jié)劑及其作用列舉于B.v.Falkai，Verlag Chemie編的“Synthesefasern”(1981)，第111頁之后。特別適用的調節(jié)劑包括礦物油或石蠟、聚硅氧烷，特別是聚二甲基硅氧烷或乙氧基化聚二甲基硅氧烷、高級脂肪酸如棕櫚酸、硬脂酸或油酸等的金屬鹽，特別是其鋰、鎂、鋅、鋁或鈣鹽。其它適宜的調節(jié)劑包括抗靜電劑如磺基琥珀酸酯，特別是磺基琥珀酸二烷基酯。調節(jié)劑能夠以任何組合和混合物的形式應用。
調節(jié)劑能夠在紡絲前加入到彈性體中或者彈性體溶液中，也能夠在紡絲之后例如借助于調節(jié)劑輥或者噴灑設備沉積于纖維上。
橡筋線能夠為各種目的含有多種其它添加劑，例如抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和紫外輻照穩(wěn)定劑，顏料和消光劑、染料、潤滑劑(Schmiermittel)和內潤滑劑(Gleitmittel)?？寡鮿┖蜔岱€(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和紫外輻照穩(wěn)定劑的例子包括選自下述的穩(wěn)定劑，即，空間位阻酚、HALS穩(wěn)定劑(位阻胺光穩(wěn)定劑)、三嗪、二苯甲酮、苯并三唑。顏料和消光劑的例子包括二氧化鈦、氧化鋅和硫酸鋇。染料的例子包括酸性分散染料、有機顏料和熒光增白劑。
如專利申請?zhí)?9829164.7、尚未公開的德國專利申請所述，如果單纖維的單獨紡絲纖度為15dtex以下，特別是在至多10dtex時，在橡筋線濕法紡絲工藝中，通過增加纖維根數但最終纖度恒定，帶狀能夠增寬至最多約40％。橡筋線橫截面的寬度至少為帶厚的3～5倍的橡筋線，特別適于用作生產諸如一次性衛(wèi)生制品的筒管材料。
本發(fā)明還涉及按照本發(fā)明的橡筋線卷筒在制造紡織片材制品，特別是針織物、機織物或毛圈織物(Gewirke)和制造一次性衛(wèi)生制品、特別是尿布制品如一次性制品帶中的應用。
實例中帶寬以微米(μm)計。1cm相當于10,000微米。
單獨紡絲纖度(EST)按照下式計算EST=F•K•0.94•100(dtex)A•Z]]>其中F是紡絲溶液進料速度(cm3/min)，K是紡絲溶液濃度(wt％)，A是纖維在紡絲浴(Fllbad)中的速度(m/min)和Z是噴絲板孔數。
單獨紡絲纖度是在紡絲溶液剛進入紡絲浴之后瞬時的纖維重量的一種度量。
調節(jié)油含量測定水分測定，R(％)稱量大約3g彈性纖維，重量＝W1。將該纖維在干燥烘箱中105℃下干燥1hr，使其冷卻至室溫，然后再稱重，重量＝W2。 調節(jié)劑含量D(％)測定將纖維樣品加入到玻璃杯中，用100ml純石油醚給濕。然后在室溫下用攪拌器(電磁攪拌器)劇烈攪拌10min。然后從燒杯中取出樣品，樣品再與100ml新鮮石油醚一起劇烈攪拌10min。傾出石油醚，纖維在空氣中干燥。隨后纖維在100ml沸水中處理5min，和在干燥烘箱中105℃下干燥1hr，使其冷卻至室溫，和稱重，重量＝W4。
然后按下式計算調節(jié)劑含量DD(%)=[1-W4W21+R100]•100]]>下述實例用來提供對本發(fā)明的更詳細的解釋。份數和百分數均按重量計。除非另有所指。
實例實例1將30wt％彈性體紡絲溶液，其按DE-054222772的實例2制備，經采用0.5％二乙胺在130℃下預處理約12min，在50℃下測量的紡絲粘度為23Pa·s，自孔直徑0.1mm的四個172孔噴絲頭紡絲，進入裝有15％DMAC水溶液的紡絲浴中。所得纖維以60m/min牽引，經恰恰配置于紡絲浴液體之上的偏轉輥，再經凝集、洗滌并以125m/min速度經熱輥固定、以及調節(jié)，所得加捻纖維在絡絲機卷繞。所得纖維在寬115mm的有邊筒管上卷取。生產筒重5kg的8個筒管。從紡絲泵以106.5cm3/min輸出紡絲溶液，供給4個噴絲頭。單獨紡絲纖度(EST)為7.3dtex。彈性纖維最終纖度為603dtex，以緊密帶形存在。帶寬約1180μm，帶厚約190μm。因此，帶寬與帶厚之比為6.2∶1。橡筋線的濕含量R為0.17％，調節(jié)劑量為2.23％。將8個筒重5kg的橡筋線卷筒置于一次性尿布生產線的退繞架上，采用噴灑熱熔粘合劑(熱熔體Lunatack D3937，由H.B.Fuller公司制造)的方法，以160m/min和在生產條件下以粘合到預置的尿布襯墊上。成品尿布在結合的橡筋線和尿布襯墊之間具有非常好的結合(以藍光進行粘合檢驗)。
實例2將自實例1的部分紡絲溶液自4個孔直徑為0.1mm的96孔噴絲頭紡入裝有15％DMAC水溶液的紡絲浴中。所得纖維以90m/min牽引，經凝集、洗滌、以150m/min速度經熱輥固定，調節(jié)，所得加捻纖維在絡筒機卷繞。所得纖維卷取在筒管寬為115mm的有邊筒管上。生產8個筒重1.5kg的筒管。自紡絲泵以31.6cm3/min輸送紡絲溶液，供應4個噴絲頭。單獨紡絲纖度(EST)為2.6dtex。彈性纖維最終纖度為149dtex，也以緊密帶形存在。帶寬約450μm，帶厚65μm。帶寬與帶厚之比為7∶1。橡筋線濕含量R為0.14％，調節(jié)劑含量為2.11％。將8個筒重1.5kg的橡筋線卷筒置于一次性尿布生產線退繞架上，如實例1所述與尿布襯墊一起加工，制成成品尿布。成品尿布在結合的橡筋線和尿布襯墊之間也具有良好結合。
實例3將如實例1制備的30wt％彈性體紡絲溶液，按照申請FAS 13的實例1自回收材料制的30wt％彈性體紡絲溶液，以1∶1共混，如本文所述轉變成紡絲粘度18Pa·s的紡絲溶液，粘度在50℃下測定。所得紡絲溶液自四個孔直徑0.15mm的172孔噴絲頭紡入裝有20％DMAC水溶液的紡絲浴中。隨后以70m/min牽引所得纖維，再經凝集、洗滌、以130m/min速度經熱輥固定，調節(jié)，所得加捻纖維也在絡筒機卷繞。所得纖維卷取在寬115mm的有邊筒管上。生產8個筒重量3kg的筒管。自紡絲泵以110.8cm3/min輸送紡絲溶液，供應4個噴絲頭。單獨紡絲纖度(EST)為6.5dtex。彈性纖維最終纖度598dtex，也以緊密帶形存在。帶寬約1100μm，帶厚為200μm。因此帶寬與帶厚之比為5.5∶1。橡筋線濕含量R為0.17％，調節(jié)劑含量D為4.29％，分布在整個纖維截面。將8個筒重3kg的橡筋線卷筒置于實例1所述一次性尿布生產線上，并被結合在尿布襯墊中。成品尿布在結合的橡筋線與尿布襯墊之間具有很好的粘合。
實例4將自實例3的部分紡絲溶液，如實例3所述，自4個孔直徑0.2mm的96孔噴絲頭，紡絲進入裝有10％DMAC水溶液的紡絲浴中。隨后以80m/min牽引所得纖維，再經凝集、洗滌、以125m/min速度經熱輥固定，調節(jié)，和在絡筒機卷繞。也生產8個筒重3kg的筒管。自紡絲泵以142.7cm3/min輸送紡絲溶液，供應4個噴絲頭。單獨紡絲纖度(EST)為13.1dtex。彈性纖維最終纖度為805dtex，也以緊密帶狀存在。帶寬約760μm，帶厚約250μm。因此，帶寬與帶厚之比為約3∶1。橡筋線濕含量R為0.2％；調節(jié)劑含量D為3.88％，分布在整個纖維截面。也將8個筒重3kg的橡筋線卷筒置于實例1所述一次性尿布生產線上，并被結合在尿布襯墊中。正如采用藍光輻照對尿布進行粘合檢驗所示，在橡筋線和尿布襯墊之間也具有非常好的粘合。
實例5將按照申請FAS 13實例2自純回收物料生產的30wt％紡絲溶液，其在50℃下測定的紡絲粘度為22Pa·s，自兩個孔直徑為0.12mm的441孔噴絲頭，紡絲進入裝有18％DMAC水溶液的紡絲浴中。所得纖維以60m/min牽引，再經凝集、洗滌、以130m/min的速度經熱輥固定，調節(jié)和在絡筒機卷繞。生產8個筒重2.4kg的筒管。自紡絲泵以129cm3/min輸送紡絲溶液，供應兩個噴絲頭。單獨紡絲纖度(EST)為6.9dtex。彈性纖維最終纖度1402dtex，也以緊密帶狀存在。帶寬3330μm，帶厚約320μm。因此，帶寬與帶厚之比為10.4∶1。橡筋線濕含量R為0.2％；調節(jié)劑含量D為2.67％，分布在整個纖維截面上。也將8個筒重2.4kg的橡筋線卷筒置于一次性尿布生產線上，并結合在尿布襯墊中。如采用藍光輻照對尿布進行粘合檢驗所示，在橡筋線和尿布襯墊之間也具有非常好的粘合。
權利要求
1.一種包含橡筋線卷裝的橡筋線卷筒，其中，橡筋線的纖度為160dtex以上，特別是160dtex～1400dtex，橡筋線筒重至少1.5kg，其特征在于橡筋線為帶形纖維截面，其中橡筋線截面的寬與橡筋線截面的厚之比為至少3∶1，特別是至少5∶1，更優(yōu)選至少7∶1，最優(yōu)選至少10∶1。
2.按照權利要求1的橡筋線卷筒，其特征在于筒重為1.5～10kg，特別是1.8～9kg，最優(yōu)選3～8kg。
3.按照權利要求1或2的橡筋線卷筒，其特征在于彈性纖維的調節(jié)劑含量為1wt％以上，特別是2wt％以上，最優(yōu)選2.2wt％以上，調節(jié)劑分布在纖維體中和/或在纖維表面上。
4.按照權利要求1～3中任何一項的橡筋線卷筒，其特征在于橡筋線為復絲，特別是包含80根以上，優(yōu)選160根以上，最優(yōu)選400根以上初級絲。
5.按照權利要求1的橡筋線卷筒，其特征在于橡筋線的初級絲的單獨紡絲纖度(EST)為15dtex以下，優(yōu)選10dtex以下。
6.按照權利要求1～5中任何一項的橡筋線卷筒，其特征在于橡筋線由基于聚酯和/或聚醚的聚氨酯或聚脲-氨基甲酸酯組成。
7.按照權利要求1～6中任何一項的橡筋線卷筒，其特征在于橡筋線由熔融紡絲方法、由干法紡絲方法或由濕紡絲方法制造，特別是由濕法紡絲方法制造。
8.按照權利要求1～7中任何一項的橡筋線卷筒的應用，用來制造紡織片材產品，特別是針織品、機織品或毛圈織物，和用來制造一次性衛(wèi)生制品，特別是尿布制品。
全文摘要
敘述了一種橡筋線卷筒,其包含纖度大于160dtex、特別是160dtex～1400dtex的橡筋線卷裝,橡筋線筒重至少1.5kg,其中橡筋線具有帶狀纖維截面,其中橡筋線截面寬與橡筋線截面厚之比為至少3∶1。橡筋線卷筒用于制造紡織片材產品和制造一次性衛(wèi)生制品。
文檔編號D02G3/32GK1347467SQ00806390
公開日2002年5月1日 申請日期2000年4月6日 優(yōu)先權日1999年4月19日
發(fā)明者U·雷尼爾, T·賽姆, W·安德赫根, T·赫貝茨 申請人:拜爾法斯爾股份有限公司