專利名稱：水刺成網(wǎng)式非織造材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合為一體的復合非織造材料，所述復合非織造材料包括由連續(xù)長絲，合成短纖維，和天然纖維組成的混合物。
背景技術(shù)：
吸收性非織造材料常常用來擦試在工業(yè)、服務(wù)行業(yè)、辦公室和家庭場所中各種各樣的溢流和漏泄。主要的合成塑料組分通常是疏水性的，并且吸收油，脂肪和潤滑脂，及在某種程度上還通過毛細力吸收水。為了達到較高的吸水等級，常常加入纖維素漿。對所制得的用于擦試目的的非織造材料上有許多要求。理想的擦試器應是堅固的、有吸收能力、耐磨和顯示低的起毛。為了代替仍是市場主要部分的紡織物擦試器，它們還應當是軟的、并具有紡織物的觸感。
包括纖維素漿和合成纖維混合物的非織造材料可以用常規(guī)的造紙工藝生產(chǎn)，見比如美國專利US 4822452，該專利介紹了一種用濕法成網(wǎng)法所形成的纖維網(wǎng)，所述纖維網(wǎng)包括短纖長度的天然纖維或合成纖維及木質(zhì)纖維素造紙纖維，其中在配料中加入相關(guān)的增稠劑。
水刺成網(wǎng)法或射流成網(wǎng)法是一種在20世紀70年代引入的技術(shù)，見比如加拿大專利No.841938。該方法包括形成一種纖維網(wǎng)，所述纖維網(wǎng)是干法成網(wǎng)或者是濕法成網(wǎng)，在此之后用很細的水射流在高壓下使纖維纏結(jié)。將若干排水射流對準纖維網(wǎng)，所述纖維網(wǎng)由一運動的織物支承。然后將纏結(jié)的纖維網(wǎng)干燥。在材料中使用的纖維可以是合成的或再生的短纖維、比如聚酯、聚酰胺、聚丙烯、人造纖維(rayon)或諸如此類、漿狀纖維或者漿狀纖維和短纖維的混合物。射流成網(wǎng)材料可以在合理的成本下以高質(zhì)量生產(chǎn)，并具有很高的吸收能力。它們可以比如用作家庭或工業(yè)用的擦試材料，用作醫(yī)療護理中及用于衛(wèi)生目的等的一次性材料。
在WO 96/02701中公開了一種泡沫成形的纖維網(wǎng)的水刺。泡沫成形法是濕法成網(wǎng)的一種特殊變型，此處水中除了含有纖維和化學藥品之外，還含有一種表面活性劑使它能形成泡沫，纖維可以纏結(jié)到泡沫的氣泡中或氣泡之間。纖維網(wǎng)中所包含的纖維可以是漿狀纖維及其它天然纖維和合成纖維。
通過比如歐洲專利EP-B-0333211和EP-B-0333228公開了將一種纖維混合物水刺成網(wǎng)，其中一種纖維成分由熔噴纖維組成，所述熔噴纖維是紡絲成網(wǎng)長絲的一種類型。基底材料，亦即施加到水刺成網(wǎng)法中的纖維狀材料，或者是由至少兩個組合式預成形的纖維層組成，或者是由一種“共成形材料(coform materid)”組成，在上述至少兩個組合式預成形的纖維層中至少一層由熔噴纖維組成，而上述“共成形材料”主要是由熔噴纖維和其它纖維的均勻混合物被氣流成網(wǎng)在一成形織物上。
通過歐洲專利EP-A-0308320公開了使連續(xù)長絲的預粘合網(wǎng)與分開預粘合的含漿狀纖維和短纖維的濕法成網(wǎng)纖維材料放在一起，并將該分開形成的纖維網(wǎng)一起水刺成網(wǎng)成一種層合制品。在這種材料中，不同纖維網(wǎng)的纖維不相互結(jié)合，因為纖維在水刺成網(wǎng)之前已經(jīng)相互粘合，并且只有有限的活動性。材料將顯示明顯的兩面性。所用的短纖維具有一優(yōu)選長度為12-19mm，但可以是在9.5mm-51mm范圍內(nèi)。
在水刺成網(wǎng)式材料中清楚看到的一個問題一它們經(jīng)常有顯著的兩面性，亦即可以清楚地辨別出在纏結(jié)步驟中面向織物的一側(cè)和面向水射流的一側(cè)之間的差異。在某些情況下，這已經(jīng)用作一種有利的花紋，但在大多數(shù)情況下它被看作是一個缺點。當把兩個分開的層組合并送入纏結(jié)工藝過程中時，通常這個工藝步驟不能使各層充分混合，而是這些層仍然存在，盡管相互粘合在一起。復合物中有漿狀纖維，則將有富含漿狀纖維的一側(cè)和漿狀纖維貧乏的一側(cè)，這樣將導致兩側(cè)的不同性能。當使用紡絲成網(wǎng)長絲時，就遇到這種情況，因為當產(chǎn)生時它們將容易形成一種平的二維層，這樣將使混合很差。某些生產(chǎn)商試圖首先從一側(cè)加一個覆蓋層并纏結(jié)，然后再將纖維網(wǎng)翻轉(zhuǎn)和從另一側(cè)加另一個覆蓋層并纏結(jié)，但大多數(shù)的纖維移動在纏結(jié)工藝過程中很早就發(fā)生，并且這種更復雜的方式未完全解決該問題。
當在水刺成網(wǎng)式材料中使用長絲纖維網(wǎng)時，另一個問題是有很少的自由纖維端，因為長絲原則上是沒有端部，而只有短纖維和漿狀纖維可有助于此。尤其是聚合物纖維端部才是通過它們的變軟效應使材料具有織物感覺。經(jīng)常在復合材料中使用的漿狀纖維具有許多自由端，但因為它們接合在氫鍵中，所以它們對柔軟的織物感覺不產(chǎn)生貢獻；相反，它們將使最終材料感覺更生硬。因此，為了獲得一種柔軟的織物材料，重要的是具有高百分比的織物材料，亦即合成的短纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改良的水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合為一體的復合非織造材料，所述復合非織造材料包括由連續(xù)長絲、合成短纖維、和天然纖維組成的混合物，該非織造材料具有一減少了的兩面性，亦即兩側(cè)具有類似的外觀和性能。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種改良的水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合為一體的復合非織造材料，所述復合非織造材料包括由連續(xù)長絲、合成短纖維、和天然纖維組成的混合物，所述混合物具有一種改良的織物感覺。
這已按照本發(fā)明通過提供這種水刺成網(wǎng)式非織造材料得到，此處合成短纖維具有一長度為3-7mm。選擇比以前所用的纖維更短的纖維使?jié){狀纖維和短纖維能更好地混合，并充分地分布在整個非織造材料中。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料在長絲之間沒有熱粘合，這將確保長絲在它們通過水刺成網(wǎng)法完全粘合之前運動具有更大初始靈活性，從而使短纖維和漿狀纖維能更充分混合到長絲纖維網(wǎng)中。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料包括含10-15％連續(xù)長絲、5-50％合成短纖維、和20-85％天然纖維的混合物，上述百分比全都是按非織造材料總重量計算得來的。一種更優(yōu)選的材料具有15-35％連續(xù)長絲。更優(yōu)選的是還含有5-25％的合成短纖維。還更優(yōu)選的是含有40-75％天然纖維。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的連續(xù)長絲是紡絲成網(wǎng)長絲。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的連續(xù)長絲是從聚丙烯、聚酯類和聚交酯類的這組中選定。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的復合物中連續(xù)長絲纖維網(wǎng)部分的織物單位重量為至多40g/m2，而更優(yōu)選的是至多30g/m2。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的合成短纖維是從聚乙烯、聚丙烯、聚酯類、聚酰胺類、聚交酯類、人造纖維(rayon)和溶紡纖維素纖維的這組中選定。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的至少一部分合成短纖維是著色的，占非織造織物總重量的至少3％，優(yōu)選的是占至少5％。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的天然纖維由漿狀纖維組成，更優(yōu)選的是由木漿纖維組成。
按照本發(fā)明的優(yōu)選材料是，其中的至少一部分天然纖維是著色的，占非織造織物總重量的至少3％，優(yōu)選的是占至少5％。
尤其是當使用著色的短纖維或天然纖維時，可以很容易分別出兩面性的降低。
從非織造材料兩側(cè)伸出的短纖維端部將使表面具有改良的織物感覺。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種生產(chǎn)改良的水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合成一體的復合非織造材料的方法，所述復合非織造材料包括由連續(xù)長絲、合成短纖維、和天然纖維組成的混合物，所述混合物具有降低了的兩面性，亦即兩側(cè)應具有類似的外觀和性能，并且還具有改良的織物感覺。
這已按照本發(fā)明通過提供一種方法達到，所述方法包括以下步驟在一成形織物上形成連續(xù)長絲纖維網(wǎng)；及把含有合成短纖維和天然纖維的濕法成形纖維分散體施加(apply)在上述連續(xù)長絲的頂部上，這樣形成含上述連續(xù)長絲、合成短纖維和天然纖維的纖維網(wǎng)；及隨后將纖維網(wǎng)水刺成網(wǎng)，以便形成非織造材料，此處合成短纖維具有長度為3-7mm，優(yōu)選的是4-6mm。
本發(fā)明方法優(yōu)選的可供選擇的方案是基于對連續(xù)長絲不施加任何熱粘合工藝步驟。
本發(fā)明方法另一些優(yōu)選的可供選擇的方案是基于使用如權(quán)利要求1-10所述重量百分比的纖維類型。


下面將參照附圖所示的一些實施例更詳盡地說明本發(fā)明。
圖1示意性示出用于生產(chǎn)按照本發(fā)明所述的一種水刺成網(wǎng)式非織造材料的裝置的示例性實施例。
圖2以纖維長度排列圖形式示出具有不同短纖維長度的三種復合物兩側(cè)的耐磨性。
圖3以纖維長度排列圖形式示出具有不同短纖維長度的兩種復合物兩側(cè)的L*亮度值。
圖4以纖維長度排列圖形式示出具有不同短纖維長度的兩種復合物兩側(cè)的B*色值。
具體實施例方式
改良的水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合成一體的復合非織造材料包括由連續(xù)長絲、合成短纖維、和天然纖維組成的混合物。這些不同類型的纖維詳細說明如下。
長絲長絲是一些與它們直徑相比長度很長，理論上是無窮長的纖維。它們可以通過下述方法生產(chǎn)將熱塑性聚合物熔化并擠塑穿過細噴嘴，此后優(yōu)選的是通過在聚合物流處并沿著所述聚合物流吹送的氣流作用使聚合物冷卻，并固化成單紗，所述單紗可以通過拔絲(drawing)，拉伸(stretching)或屈曲(crimping)處理?？梢詫⒂糜诟郊庸δ艿幕瘜W藥品加到表面上。
長絲還可以通過形成纖維的反應劑溶液進入反應介質(zhì)的化學反應，比如通過將黃原酸纖維素酯制成的膠粘纖維紡絲進入硫酸進行生產(chǎn)。
熔噴長絲是用下述方法生產(chǎn)的通過將熔融的熱塑性聚合物擠塑穿過細噴嘴成很細的聚合物流，并使會聚的氣流朝向聚合物流吹，以便將它們拔絲成具有很小直徑的連續(xù)長絲。熔噴法生產(chǎn)比如在美國專利3849241或4048364中已有說明。纖維根據(jù)它們的尺寸可以是微細纖維(microfibre)或者粗纖維(macrofibre)。微細纖維具有達20μm的直徑，通常是2-12μm。粗纖維具有超過20μm的直徑，通常是20-100μm。
紡粘長絲用類似方法生產(chǎn)，但氣流是冷卻劑，并且長絲的拉伸是通過空氣進行，以便得到合適的直徑。纖維直徑通常在10μm以上，通常是10-100μm。紡粘長絲的生產(chǎn)是比如在美國專利4813864或5545371中所說明的。
紡粘長絲和熔噴長絲是作為一組被稱之為紡絲成網(wǎng)長絲(spunlaid filaments)，意思是指它們直接在現(xiàn)場鋪放在一個移動的表面上以形成纖維網(wǎng)，該網(wǎng)在進一步的生產(chǎn)過程中粘合。通過選擇聚合物和溫度狀態(tài)控制“熔體流動指數(shù)”是控制擠塑法的重要部分，因而是控制長絲形成的重要部分。紡粘長絲通常是強度更強和更均勻。
絲束是長絲的另一個來源，上述絲束通常是短纖維生產(chǎn)中的前身，但其自身也作為產(chǎn)品銷售和使用。用與紡絲成網(wǎng)纖維相同的方法，將細聚合物流拔絲和拉伸，但不是鋪放在移動的表面上來形成纖維網(wǎng)，而是將它們保持成一束，以便最后完成拔絲和拉伸。當生產(chǎn)短纖維時，這束長絲然后用紡絲表面處理化學藥品處理，通常是屈曲，而然后送入一個切割階段，在所述切割階段，帶切割刀的輪子將把長絲切割成不同的纖維長度，所述不同長度的纖維包裝成包件，以便裝運和用作短纖維。當生產(chǎn)絲束時，在有或沒有紡絲表面處理化學藥品的情況下將長絲束包裝成包件或包裝到箱中。
任何具有足夠的一致性能以便讓它自身在熔融狀態(tài)下用這種方法拔絲的熱塑性聚合物，原則上都可以用來生產(chǎn)熔噴纖維或紡粘纖維。有用的聚合物的一些例子是聚烯烴類，如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺類、聚酯類和聚交酯類。當然也可以使用上述這些聚合物的共聚物，及具有熱塑性性能的天然聚合物。
天然纖維有許多類型的天然纖維可以使用，尤其是具有吸水能力和有助于產(chǎn)生一致薄層的趨勢的那些纖維。在可以使用的天然纖維中，主要有纖維素纖維類如種子毛發(fā)纖維，比如棉花、木棉和馬利筋屬纖維；葉纖維類，比如劍麻、呂宋麻、菠蘿纖維和新西蘭麻；或者韌皮纖維類，比如亞麻、蓖麻、黃麻、洋麻和紙漿。
木漿纖維尤其十分適合使用，并且軟木纖維和硬木纖維二者都合適，還可以使用再生纖維。
漿狀纖維長度將從軟木纖維的約3mm和硬木纖維的約1.2mm，及再生纖維的上述長度的混合和甚至更短之間變化。
短纖維所用的短纖維可以用與上述長絲相同的物質(zhì)及通過相同的工藝過程生產(chǎn)。其它可用的短纖維是用再生纖維素如膠粘纖維和溶紡纖維素纖維制成。
它們可以用紡絲整理和屈曲處理，但對于優(yōu)選地用來生產(chǎn)本發(fā)明所述材料的工藝過程類型來說，這是不必要的。
通常增加紡絲整理和屈曲處理，以便容易在干法中處理纖維，比如梳理，和/或賦予下述材料某些性能，比如親水性，上述材料只由這些纖維組成，比如用于尿布的非織造頂部薄片。
通常進行纖維束的切割，以便產(chǎn)生單一切割長度，上述切割長度可以通過改變切割輪中各刀片之間的距離來變動。根據(jù)所計劃的使用，對于熱粘合非織造物來說，使用的不同的纖維長度是在25-50mm之間。濕法成網(wǎng)水刺式非織造物通常使用12-18mm，或者低至9mm。
對于通過傳統(tǒng)的濕法成網(wǎng)技術(shù)制成的水刺式材料來說，材料的強度及其性能如表面耐磨性隨著纖維長度增加而增加(對于同樣的細度和纖維聚合物)。當連續(xù)長絲與短纖維和漿狀纖維一起使用時，材料的強度大多來自長絲。
工藝過程一種用于生產(chǎn)按照本發(fā)明所述材料的方法的一般實施例在圖1中示出，并包括以下步驟提供一環(huán)形的形成織物1，其上可以鋪放連續(xù)的長絲2，穿過形成織物吸取過量空氣，以便形成纖維網(wǎng)3的前身；使帶有連續(xù)長絲的形成織物前進到濕法成網(wǎng)階段4，在該處將包括天然纖維5和短纖維6的漿料濕法成網(wǎng)在連續(xù)長絲的前身纖維網(wǎng)上，并且部分地進入上述前身纖維網(wǎng)中，及穿過形成織物排除過量的水；使帶有長絲和纖維混合物的形成織物前進到水刺成網(wǎng)階段7，在該處長絲和纖維通過許多很細的高壓水噴射流的作用緊密混合在一起，并粘合到非織造纖維網(wǎng)8中，上述高壓水噴射流沖擊到纖維上，以使它們相互混合和纏結(jié)，并穿過形成織物排出纏結(jié)水；使形成織物前進到干燥階段(未示出)，在該處干燥非織造纖維網(wǎng)；及進一步使非織造纖維網(wǎng)前進到軋制、切割、包裝等階段。
長絲‘纖維網(wǎng)’按照圖1所示的實施例，將用擠塑熔融熱塑性塑料片制成的連續(xù)長絲2直接鋪放在形成織物1上，在該處連續(xù)的長絲2能形成未粘合的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)3，在所述結(jié)構(gòu)3中長絲可以彼此相對自由移動。這優(yōu)選地是通過使噴嘴和形成織物1之間的距離比較大來實現(xiàn)，以便長絲能在鋪放到形成織物1上之前冷卻下來，在該較低的溫度下，它們的粘著性大大減小?？晒┻x擇地，長絲在它們鋪放到形成織物上之前的冷卻用某種其它方式實現(xiàn)，比如利用多個空氣源實現(xiàn)，其中當將長絲拔絲或拉伸到優(yōu)選的程度時，空氣10用來將上述長絲冷卻。
供冷卻、拔絲和拉伸長絲用的空氣穿過形成織物抽吸，以便讓長絲隨著空氣流入停留在那兒的形成織物的網(wǎng)眼中?？赡苄枰己玫恼婵諄砦隹諝?。
當它們鋪設(shè)在形成織物上時，長絲的速度比形成織物的速度高很多，因此長絲將形成不規(guī)則的環(huán)，并且當它們收集到形成織物上時彎曲，以便形成一種很隨機化的前身纖維網(wǎng)。
形成的長絲前身纖維網(wǎng)3的織物單位重量應在2和50g/m2之間。
濕法成網(wǎng)漿狀纖維5和短纖維6用常規(guī)方法制漿，或是混合在一起，或是首先分開制漿而然后混合，并加入常規(guī)造紙?zhí)砑觿┤鐫竦暮?或干的強度劑、助留劑、分散劑，以便在水中產(chǎn)生漿狀纖維和短纖維充分混合的漿料。
將這種混合物穿過濕法成網(wǎng)高位流漿箱4泵送到移動式形成織物1上，在該處混合物隨其自由移動的長絲鋪放到未粘合的前身長絲纖維網(wǎng)3上。
漿狀纖維和短纖維將停留在形成織物和長絲上。其中一部分纖維進入長絲之間，而絕大多數(shù)纖維將停留到長絲纖維網(wǎng)的頂部上。
利用安排在形成織物下方的吸纖維箱，將過量的水抽吸穿過鋪放在形成織物上的長絲纖維網(wǎng)和向下穿過形成織物吸出。
纏結(jié)使連續(xù)長絲和短纖維及漿狀纖維形成的纖維網(wǎng)水刺成網(wǎng)，而同時上述纖維網(wǎng)仍然由形成織物支承，并充分混合和粘合成復合非織造材料8。水刺成網(wǎng)工藝過程的指導性說明在加拿大專利841938中給出。
在水刺成網(wǎng)階段7中，將不同類型的纖維纏結(jié)，并得到復合非織造材料8，其中所有纖維類型基本上是均勻混合并相互結(jié)合成一體。細的可移動紡絲成網(wǎng)長絲圍繞自身和其它纖維扭曲并與自身和其它纖維纏結(jié)，這樣產(chǎn)生一種具有很高強度的材料。為水刺成網(wǎng)所需的能量供應比較低，亦即材料很容易纏結(jié)。在水刺成網(wǎng)時的能量供應合適的是在50-500kwh/噸范圍內(nèi)。
優(yōu)選的是，在漿狀纖維5和短纖維6鋪放之前，不通過比如熱粘合或水刺成網(wǎng)法將前身長絲纖維網(wǎng)3粘合。長絲應是完全自由的，以便能相對彼此移動，從而能使短纖維和漿狀纖維在纏結(jié)期間混合和扭轉(zhuǎn)到長絲纖維網(wǎng)中。在工藝過程這部分處，長絲纖維網(wǎng)中各長絲之間的熱粘合點將起堵塞物作用，會使短纖維和漿狀纖維停止在這些粘合點附近纏住，因為粘合點將使長絲在熱合點附近保持固定。纖維網(wǎng)的“篩孔效應”將增強，而結(jié)果是產(chǎn)生更多的兩面式材料。通過不熱粘合，我們意思是指基本上沒有比如在各加熱輥之間給長絲施加熱和壓力的點，來使一部分長絲壓緊在一起，以致這些長絲軟化和/或熔融在一起以在接觸點處變形。某些粘合點尤其是熔噴粘合點可在鋪網(wǎng)時由殘留的粘著性而造成，但這些在接觸點處沒有變形，或者變形非常弱，以致在來自水刺成網(wǎng)的水射流力的影響下斷裂。
基于只有短纖維和漿狀纖維的水刺成網(wǎng)式材料的強度與每種纖維纏結(jié)點的量有很大關(guān)系；因此長的短纖維和長的漿狀纖維是優(yōu)選的。當使用長絲時，強度大多基于長絲，并在纏結(jié)時十分快速地達到。因此纏結(jié)能的大多數(shù)將用在長絲和纖維的混合上，以便達到良好的結(jié)合作用。按照本發(fā)明所述長絲未粘合的敞開結(jié)構(gòu)大大增加了這種混合的容易性。
漿狀纖維5是不規(guī)則、扁平、扭曲式和卷曲的，并且當浸濕時是易彎曲的。這些性能讓它們十分容易混合并纏結(jié)到和粘著在長絲和/或較長短纖維的纖維網(wǎng)中。因此漿狀纖維可以和預粘合的長絲，甚至和預粘合的纖維網(wǎng)一起使用，所述預粘合的纖維網(wǎng)可以作為一種通常的纖維網(wǎng)通過軋制和不軋制操作進行處理，即使它還沒有作為擦試材料使用的最終強度。
聚合物纖維6大多數(shù)是圓形甚至具有恒定的直徑和是光滑的，也不受水的影響。這使它們較難纏結(jié)和向下壓入預粘合的長絲纖維網(wǎng)中，它們往往是停留在頂部上。為了獲得足夠的纏結(jié)粘合點，以便將聚合物纖維牢牢抓獲在長絲纖維網(wǎng)中，需要十分長的短纖維。因此大多數(shù)短纖維為12-18mm，至多低至9mm，這已在前面與長絲纖維網(wǎng)一起作了說明，它們?nèi)家呀?jīng)過預粘合。
通用本申請中的發(fā)明方法，可以利用未粘合長絲纖維網(wǎng)的大得多的撓性，以便使聚合物短纖維的纏結(jié)容易，并因此使用更短的這些纖維。它們可以是在2-8mm范圍內(nèi)，優(yōu)選的是在3-7mm范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選的是在4-6mm范圍內(nèi)。
纏結(jié)階段7可以包括若干具有成排噴嘴的橫向桿，很細的水射流在很高壓力下從上述噴嘴排對著纖維網(wǎng)噴射，以便使纖維纏結(jié)。水射流壓力可以調(diào)適成在不同噴嘴排中具有不同壓力的某種壓力狀態(tài)。
可供選擇地，纖維網(wǎng)可以在水刺成網(wǎng)之前轉(zhuǎn)移到第二纏結(jié)織物上。在這種情況下，纖維網(wǎng)也可以在轉(zhuǎn)移之前，通過具有一個或多個具有成排噴嘴的桿的第一水刺成網(wǎng)工位進行水刺成網(wǎng)。
干燥等然后將經(jīng)過水刺成網(wǎng)的濕纖維網(wǎng)8干燥，上述干燥可以在常規(guī)纖維網(wǎng)干燥設(shè)備上進行，優(yōu)選的是在用于紙巾干燥的那些類型干燥設(shè)備上進行，如穿流空氣干燥法或楊琪干燥法的設(shè)備。材料在干燥之后通常是在轉(zhuǎn)變之前纏繞到母輥中。
然后用已知的方式將材料轉(zhuǎn)變成合適的形式并包裝。材料的結(jié)構(gòu)可以通過進一步處理如顯微制皺、熱砑光、壓花等。也可以將不同的添加劑如濕強度劑、粘合劑化學藥品、膠乳、松解劑等加入到材料中。
非織造材料按照本發(fā)明所述的復合非織物可以以總的織物單位重量為20-120g/m2來生產(chǎn)，優(yōu)選的是為50-80g/m2。
未經(jīng)粘合的長纖維將改善短纖維的混合，以便即使是短纖維也具有足夠的纏結(jié)式粘合點，以使短纖維牢牢地保持在纖維網(wǎng)中。因而較短的短纖維將產(chǎn)生一種改良的材料，因為它們每克纖維都具有更多的纖維端部并容易朝Z方向(垂直于纖維網(wǎng)平面)移動。更多的纖維端部從纖維網(wǎng)表面伸出，因此增加了織物感覺。
牢固地粘合將產(chǎn)生良好的耐磨性。
如從上述實施例可以看出的，短纖維可以是基于不同聚合物的纖維混合物，上述基于不同聚合物的纖維具有不同的長度和分特，及具有不同的顏色。
也可以考慮加一定比例長于7mm和甚至長于12mm的合成短纖維到復合非織造物中。這個一定比例基于重量部分可以高達短于7mm的合成短纖維總量的10％。然而通過這種增加未看到特殊的優(yōu)點。它主要是增加非織造物的強度，然而所述強度更容易通過長絲的量調(diào)節(jié)。
當然，本發(fā)明不限于附圖所示和上述說明及一些例子中的實施例，而是在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以進一步改變。
實例就所關(guān)注的參數(shù)生產(chǎn)和試驗了許多按照本發(fā)明所述的水刺成網(wǎng)式材料。
所用的具體試驗Taber實驗—將一種待試驗的材料緊固到一塊板上，并將研磨輪制成在上述板上一個圓圈中運動，按照ASTM D 3884-92，具有某些修改，所述修改由測量一薄的非永久材料而不是該方法起初設(shè)計用于的地毯引起，修改包括使用Calibrase CS-10型研磨輪，但沒有增加額外的重量，并且制成只有200轉(zhuǎn)。將所產(chǎn)生的磨耗量與一個內(nèi)標進行比較，此處1意味著“磨損成碎片”，而5意味著“沒有肉眼可見的影響”。所用的裝置是美國鈕約N.Tonawanda的Taber Industries生產(chǎn)的“5151型磨機”。
L*亮度和b*顏色實驗—待試驗的材料用“戶外日光”照射，并用來自美國印第安那州，New Albany，Technidyne的Technidyne，ColorTouch型儀器比色計進行測量。
按照Cielab 1976系統(tǒng)測量試驗材料的CIEL*a*b*Color SpaceL*(亮度)和b*(藍色)值，上述Cielab 1976系統(tǒng)相當于在ISO 10526中所說明的CIE標準發(fā)光體D65和ISO/CIE 10526中所說明的CIE1964補充標準比色觀察者，通過類似于ISO5631所規(guī)定的那些條件下測量確定。
這是一種用于顏色說明和規(guī)格的系統(tǒng)，所述顏色以從測得的比色值校正到所謂“標準觀察者”的人感覺為基礎(chǔ)。
測得的CIE三色激勵值通過下面公式轉(zhuǎn)變成CIE L*和b*值，式中Y和Z(從比色計測得的值)用百分比表示L*＝116·(Y/100)1/3-16b*＝200·[(Y/100)1/3-(Z/118232)1/3]該方法還在一本小冊子，“紙的光學性能測量和控制”，1996年，第二版，Technidyne公司出品，中作了介紹。
這些試驗是在按照本發(fā)明所述的非織造樣品上和基準樣品上進行的，此處把樣品的兩側(cè)定為織物側(cè)和自由側(cè)，上述織物側(cè)意思是指當鋪放了長絲，短纖維和漿狀纖維時非織造織物抵靠形成織物的一側(cè)，而上述自由側(cè)意思是指由其鋪放不同纖維的非織造織物側(cè)。
例1將0.4m寬的紡絲成網(wǎng)長絲以20m/分的速度鋪放到成形織物上，以使各長絲不相互粘合。將紡絲成網(wǎng)長絲的未粘合纖維網(wǎng)稍加壓實，并轉(zhuǎn)移到第二成形織物上，用于加入濕法成網(wǎng)成分。通過一個0.4m寬的高位流漿箱，將含有漿狀纖維和短切短纖維的纖維分散體鋪放到紡絲成網(wǎng)長絲未粘合的纖維網(wǎng)上，并排出和吸走過量的水。
然后將未粘合的紡絲成網(wǎng)長絲和濕法成網(wǎng)纖維混合，并通過在7,0KN/m2的壓力下用三個支管水刺成網(wǎng)粘合在一起。水刺成網(wǎng)是從自由側(cè)進行，因此漿狀纖維和短纖維移入紡絲成網(wǎng)長絲纖維網(wǎng)中，并與所述紡絲成網(wǎng)長絲纖維網(wǎng)充分混合。在水刺成網(wǎng)時供給的能量為300kWh/噸。
最后將水刺成網(wǎng)材料脫水，然后用轉(zhuǎn)筒式穿流干燥器干燥。
紡絲成網(wǎng)長絲—短纖維—漿狀纖維復合物的總的織物單位重量為約80g/m2。
復合材料的組成為25％紡絲成網(wǎng)聚丙烯長絲，10％短切聚丙烯短纖維和65％化學漿狀纖維。紡絲成網(wǎng)長絲的線密度用掃描電子顯微鏡測量，并發(fā)現(xiàn)是2.3分特。復合材料與1.7分特的短切短PP(聚丙烯)纖維一起制成，上述短切短PP纖維具有不同長度分別為6，12和18mm。
見圖2，通過在自由側(cè)上的Taber耐磨試驗所測得的表面耐磨強度表明，用6mm纖維制成的材料尤其是在離開成形織物的自由側(cè)上，比相應的用12和18mm短切短纖維制成的材料更好。
例2用藍色短切聚丙烯短纖維重復例1中的配置，以便根據(jù)短纖維長度研究短纖維與連續(xù)紡絲成網(wǎng)長絲和漿狀纖維的混合/形成整體。復合材料的總織物單位重量為約80g/m2，并且組成為25％紡絲成網(wǎng)長絲，10％短切短纖維和65％化學漿狀纖維。紡絲成網(wǎng)長絲的線密度為2，3分特。藍色短切1，7分特PP短纖維的長度分別為6和18mm。
當目視觀察各材料時，很顯然，起初含10％藍色短纖維的自由側(cè)比織物側(cè)更藍(更暗)。各材料的亮度和顏色用一種Technidyne ColorTouch型儀器表征。如圖3中L*亮度值所示，織物側(cè)總是比自由側(cè)更亮—更多的著色的纖維停留在鋪放它們的這側(cè)上。如用6mm纖維制得的復合物結(jié)果與用18mm纖維得到的結(jié)果相比所示，兩側(cè)之間的差異對于6mm長的纖維較小—表明較短的纖維更容易流動到另一側(cè)。當通過儀器評價B*顏色值時，得到類似的結(jié)果，如圖4所示，這表明，當用6mm長纖維代替18mm長纖維時，兩側(cè)之間的色差較小，這也表明較短的纖維更容易流動到另一側(cè)。
因此這些結(jié)果支持較短的短纖維更好地與連續(xù)未粘合的紡絲成網(wǎng)長絲網(wǎng)格成為一體。
例3用短切人造絲短纖維重復例1的配置，以便研究短切人造絲短纖維與聚丙烯短纖維相比同連續(xù)紡絲成網(wǎng)長絲和漿狀纖維的混合/形成整體。復合材料的總織物單位重量為約47g/m2，并且組成為25％紡絲成網(wǎng)長絲，10％短切人造絲短纖維和65％化學漿狀纖維。
短切人造絲短纖維為1，7分特和具有為6mm的長度。
纖維網(wǎng)通過400kWh/噸的纏結(jié)能纏結(jié)。
例4用黑色短切聚丙烯短纖維重復例1的配置，以便根據(jù)短纖維長度研究短纖維同連續(xù)紡絲成網(wǎng)長絲和漿狀纖維的混合/形成整體。復合材料的總織物單位重量為約68g/m2，并且組成是25％紡絲成網(wǎng)長絲，10％短切短纖維和65％漿狀纖維。
黑色短切PP短纖維為1，7分特和具有為6mm的長度。
纖維網(wǎng)通過400kWh/噸的纏結(jié)能纏結(jié)。
例5用藍色短切人造絲短纖維和白色短切聚丙烯短纖維重復例1的配置，以便研究短纖維同連續(xù)的紡絲成網(wǎng)長絲和漿狀纖維的混合/形成整體。復合材料的總織物單位重量為約80g/m2，并且組成是25％紡絲成網(wǎng)長絲，5％短切藍色人造絲短纖維，5％短切白色聚丙烯短纖維和65％漿狀纖維。
藍色短切人造絲短纖維為1，7分特，和具有為6mm的長度。白色短切PP短纖維為1.2分特，和具有為6mm的長度。
纖維網(wǎng)通過300kWh/噸的纏結(jié)能纏結(jié)，轉(zhuǎn)移到一種形成圖案的織物上，并通過135kWh/噸的纏結(jié)能形成圖案。
例3-5的機械性能在表1中示出。這些性能是令人滿意的，并表明，在不損失其它性能的情況下，可以達到減少兩面性和良好的耐磨性。
表1

權(quán)利要求
1.一種水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合成一體的復合非織造材料(8)，包括由隨機化的連續(xù)長絲(3)、天然纖維(5)、和合成短纖維(6)組成的混合物，其特征在于，合成短纖維具有為3-7mm的長度、優(yōu)選地是4-6mm。
2.按照權(quán)利要求1所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，在連續(xù)長絲(3)之間沒有熱粘合點。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，混合物由10-50％，優(yōu)選的是15-35％的連續(xù)長絲(3)，20-85％，優(yōu)選的是40-75％的天然纖維(5)，和5-50％，優(yōu)選的是5-25％的合成短纖維(6)制成，上述所有百分比都是基于總非織造材料的重量計算。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，連續(xù)長絲是紡絲成網(wǎng)長絲。
5.按照權(quán)利要求4所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，連續(xù)長絲是從包括聚丙烯、聚酯類、和聚交酯類的組中選定。
6.如權(quán)利要求1或2所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，復合材料的連續(xù)長絲纖維網(wǎng)具有一至多為40g/m2的織物單位重量，優(yōu)選地至多30g/m2。
7.按照權(quán)利要求1所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，合成短纖維是從包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯類、聚交酯、人造絲、和溶仿纖維素纖維的組中選定。
8.按照權(quán)利要求1所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，一部分合成短纖維(6)是著色的，占非織造織物總重量的至少3％，優(yōu)選地是至少5％。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，天然纖維包括漿狀纖維，優(yōu)選地是木漿纖維。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的水刺成網(wǎng)式非織造材料，其特征在于，一部分天然纖維(5)是著色的，占非織造織物總重量的至少3％、優(yōu)選地是至少5％。
11.一種生產(chǎn)非織造材料(8)的方法，包括在成形織物(1)上形成連續(xù)長絲(5)的纖維網(wǎng)；及將含有合成短纖維(5)和天然纖維(6)的濕法成形的纖維分散體(4)施加在上述連續(xù)長絲的頂部上；這樣形成含有上述長絲、合成短纖維和天然纖維的纖維網(wǎng)；及隨后將所述纖維網(wǎng)水刺形成非織造材料(8)，其特征在于，合成短纖維具有為3-7mm的長度，優(yōu)選地是4-6mm。
12.按照權(quán)利要求11所述生產(chǎn)一種非織造材料的方法，其特征在于，沒有把熱粘合工藝步驟應用到連續(xù)長絲上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進的水刺成網(wǎng)式良好結(jié)合成一體的復合非織造材料，所述復合非織造材料包括一種由連續(xù)長絲，合成短纖維，和天然纖維組成的混合物，其具有一減少的兩面性和改善的織物感覺。合成短纖維具有一為3－7mm的長度，優(yōu)選地是在各長絲間沒有熱粘合。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種非織造材料的方法。非織造織物包括一種由10－50w－％連續(xù)長絲，5－50w－％合成短纖維，和20－85w－％天然纖維組成的混合物，上述連續(xù)長絲優(yōu)選的是從聚丙烯，聚酯類和聚交酯中選定，上述合成短纖維從聚乙烯、聚丙烯、聚酯類、聚酰胺類、人造絲和溶紡纖維素纖維中選定，而上述天然纖維優(yōu)選地是漿狀纖維。連續(xù)長絲優(yōu)選地是紡絲成網(wǎng)長絲。一部分短纖維和/或漿狀纖維可以著色。
文檔編號D04H3/08GK1871392SQ200480030704
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者M·斯特蘭奎斯特, A·斯特拉林, L·芬戈爾, H·阿霍尼米 申請人:Sca衛(wèi)生產(chǎn)品股份公司