專利名稱：捕獲/分布層以及生產(chǎn)同類產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種捕獲/分布層以及生產(chǎn)該產(chǎn)品的方法，更具體地涉及這樣一種捕獲/分布層，該捕獲/分布層被梳理、化學粘合、和被熱粘合。
捕獲/分布(A/D)層在尿布領(lǐng)域已經(jīng)是公知的。他們應(yīng)該較蓬松、柔軟、并且具有三維結(jié)構(gòu)，以便促進體液在其被位于A/D層另一側(cè)的吸收芯的大量吸收之前分布在所述捕獲/分布層的外表面(該外表面鄰接著覆蓋層，而覆蓋層鄰接著穿著者)上較大范圍內(nèi)。否則液體將在較狹窄的吸收點處泛濫，而不是遍布在吸收材料的較大面積上實現(xiàn)優(yōu)良的吸收。在以前，這樣的A/D層通過下述多種不同工藝生產(chǎn)1.化學粘合。纖維包被開松并被梳理成為非織造網(wǎng)。然后該非織造網(wǎng)以低于70米/分的相對較低的速率與重量百分比超過25％的乳膠粘合劑(包括水和昂貴的乳膠(橡膠)粉末)混合，然后混合物被加熱使在非織造網(wǎng)上的乳膠被化學固化且被蒸發(fā)水分。這是一個昂貴的、較慢并且環(huán)境惡劣的生產(chǎn)工藝。由于需要高含量的乳膠粘合劑和需要蒸發(fā)高含量的水分，所以制得的產(chǎn)品又硬又平而且較昂貴。
2.熱粘合(thermal bonding)或者“熱粘合(thermobonding)”。雙組分纖維以至少25％的含量被混入梳理網(wǎng)中，然后梳理網(wǎng)被加熱制成熱粘合的織物。而這樣的熱粘合產(chǎn)品比化學粘合的非織造布更加蓬松并且更柔軟，并且能以比化學粘合材料更高的速率生產(chǎn)，使用昂貴的雙組分纖維提高了此類產(chǎn)品的成本。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種工藝，其利用一種新的改良的高速梳理工藝。
另一個目的是提供這樣一種工藝，其利用一種更快而且環(huán)境更好的化學粘合工藝，其更有效的使用較低含量的乳膠粘合劑并且需要更少的水被蒸發(fā)。
另外一個目的是提供這樣一種工藝，其采用使用更低含量雙組分纖維的熱粘合工藝。
本發(fā)明還有一個目的是，提供一種捕獲/分布層，該捕獲/分布層相對于那些專門由化學粘合或者熱粘合形成的捕獲/分布層更便宜。
本發(fā)明另一個目的是提供這樣一種A/D層，其柔軟、蓬松，并且生產(chǎn)環(huán)境友好，而且能以比現(xiàn)有技術(shù)A/D層更高速率的生產(chǎn)。
發(fā)明摘要本發(fā)明的上述目的和相關(guān)目的可以由一種生產(chǎn)非織造織物的方法獲得，該方法包括形成一個被支撐的梳理纖維網(wǎng)的步驟。所述梳理纖維網(wǎng)包括基于梳理纖維網(wǎng)重量75-89％的具有3-7第一旦尼爾數(shù)的第一單組分纖維，具有8-20第二旦尼爾數(shù)的10-20％第二單組分纖維，第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比第一旦尼爾數(shù)要高，以及1-5％的具有與第一旦尼爾數(shù)大致相同旦尼爾數(shù)的雙組分纖維。所述被支撐的梳理纖維網(wǎng)被加熱以使雙組分纖維中的一個組分軟化。加熱過的被支撐梳理纖維網(wǎng)被冷卻以使被軟化的一種組分將第一、第二纖維和雙組分纖維粘合在一起，以形成一個自維持的預粘合網(wǎng)。基于自維持預粘合網(wǎng)總纖維重量百分比6-10％的乳膠微粒被沉積到自維持預粘合網(wǎng)的內(nèi)部和外部表面——例如，將自維持預粘合網(wǎng)通過一個浸漬槽。同時發(fā)生地，將結(jié)合的乳膠微粒在自維持預粘合網(wǎng)的外表面上被抹平，和在自維持預粘合網(wǎng)內(nèi)部和外表面結(jié)合的乳膠微粒被固化——例如，將自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒通過一些加熱輥——以形成具有令人滿意抗張強度的粘合網(wǎng)。多余的水分從粘合網(wǎng)中去除以形成非織造織物。
在優(yōu)選實施例中，第一單組分纖維是3-7旦尼爾(最好5-6旦尼爾)的聚酯，聚乙烯或者聚丙烯，第二單組分纖維是8-20旦尼爾(最好10-12旦尼爾)的聚酯，聚乙烯或者聚丙烯。被支撐的梳理纖維網(wǎng)通過紅外線被加熱，最好達到至少170℃的溫度。加熱過的被支撐的梳理網(wǎng)然后被冷卻至低于一個組分的軟化點，所以雙組分纖維的一個組分將第一纖維、第二纖維和雙組分纖維的另一個組分粘合在一起。預粘合網(wǎng)穿過的浸漬槽溫度至少25℃，并且是一個乳濁液而且最好包含重量百分比至少8％的乳膠微粒。自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒被從加熱輥通過，加熱輥是至少8個蒸汽加熱的溫度從85℃到190℃的陶瓷輥，并且在自維持預粘合網(wǎng)上施加大約20磅/平方英寸(psi)的力。多余的水分通過將它穿過一個溫度至少為200℃的熱空氣烘箱從粘合網(wǎng)中去除，使粘合網(wǎng)的水分含量少于10％。粘合網(wǎng)具有在機器方向(MD)至少為800克/英寸和在橫向(CD)至少為60克/英寸的抗張強度。
本發(fā)明還提供一種非織造織物，該非織造織物包括一個自維持預粘合網(wǎng)，該自維持預粘合網(wǎng)通過將基于總纖維重量75-89％的5-6第一旦尼爾數(shù)的第一單組分纖維、10-20％的10-12第二旦尼爾數(shù)的第二單組分纖維和1-5％的雙組分纖維一起通過梳理而形成的自維持預粘合網(wǎng)，第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比第一旦尼爾數(shù)更粗，并且雙組分纖維具備與第一旦尼爾數(shù)大致相同的旦尼爾值。雙組分纖維中第一組分有較低的軟化點而第二組分具有相對較高的軟化點，第一組分將第一、第二纖維和雙組分纖維粘合在一起從而形成自維持預粘合網(wǎng)?；谧跃S持預粘合網(wǎng)總纖維重量的6-10％的凝固乳膠微粒施加在織物內(nèi)部并被涂布在織物的外表面，微粒在原處被固化并為織物提供增強的抗張強度。
在一個首選的實施例中，第一和第二單組分纖維可以獨立地為聚酯，聚乙烯或者聚丙烯，首選聚酯。雙組分纖維的第一組分將第一纖維、第二纖維和雙組分纖維的第二組分粘合在一起?？椢锼趾康陀?0％，并且具有在機器方向(MD)至少為800克/英寸和在橫向(CD)至少為60克/英寸的抗張強度。


通過下文中接合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的說明性實施例所作的詳細描述，可以對本發(fā)明上述的和相關(guān)的目的、特征和優(yōu)點進行更全面的理解，其中圖1由圖1A和圖1B組成，是根據(jù)本發(fā)明用于生產(chǎn)捕獲/分布層的工藝的示意圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述參考附圖，具體參照圖1，其中示意性地示出了裝置，由附圖標記10表示，該裝置用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的非織造織物，該非織造織物適合作為一個捕獲/分布(A/D)層使用，例如用在尿布或類似的吸收性產(chǎn)品中。所述的A/D層較蓬松、柔軟并且具有三維結(jié)構(gòu)，其可以促進體液在被下面的吸收芯大量吸收前在A/D層的外表面上較大范圍的分布。
裝置10包括一個傳統(tǒng)的纖維包喂給裝置，由附圖標記12表示。纖維包喂給裝置12被設(shè)計成容納多個纖維包并從纖維包中將纖維剝離傳送給一個傳統(tǒng)的纖維混合機，由附圖標記30表示。如圖所示，有三個纖維包被喂入纖維包喂給裝置12，如果需要也可以使用更多數(shù)量的纖維包。
一個纖維包包含具有第一旦尼爾數(shù)的第一單組分纖維20，一個纖維包包含具有第二旦尼爾數(shù)的第二單組分纖維22，一個纖維包包含具有與第一旦尼爾數(shù)相當?shù)┠釥枖?shù)的雙組分纖維24。第一和第二單組分纖維20和22可以是相同或不同的熱塑性聚合物(例如聚酯、聚乙烯和聚丙烯)，聚酯是優(yōu)選的，因為其具有公知的固有的親水性和液體、水汽的吸收/屏蔽特性，這種性能使其在尿布捕獲/分布層中十分有用。
雙組分纖維24可以具有芯/鞘結(jié)構(gòu)、并列結(jié)構(gòu)或者類似的結(jié)構(gòu)，只要雙組分纖維具有實質(zhì)上不同的軟化溫度，并且當結(jié)構(gòu)是芯/鞘結(jié)構(gòu)時，鞘具有較低的軟化溫度。聚酯(熔化溫度270℃)、聚乙烯(熔化溫度130℃)和聚丙烯(熔化溫度165℃)是優(yōu)選的，因為他們具有公知的液體和水汽吸收/屏蔽特性，但是從利用的少量雙組分纖維的觀點看，構(gòu)成他們的材料較少被關(guān)注。
第一旦尼爾數(shù)——即第一單組分纖維20和雙組分纖維24的旦尼爾數(shù)——為3到8，優(yōu)選5到6。低旦尼爾的纖維比高旦尼爾的纖維昂貴許多；而且，低旦尼爾纖維的較高懸垂性會導致纖維網(wǎng)較高的密度而不是期望的較低的纖維網(wǎng)密度(較底的密度可以在最終產(chǎn)品中提供期望的柔軟、高蓬松特性)。較高的旦尼爾數(shù)纖維比低丹尼爾纖維更便宜，但會導致纖維網(wǎng)更低的柔軟度和更小的懸垂度，因此最終纖維網(wǎng)的密度會太低而不能使作用在纖維網(wǎng)上的刺激物(insult)(液體)在被捕獲/分布層后面的吸收芯吸收之前在纖維網(wǎng)的表面上有效散布開來。因此適當?shù)牡谝坏┠釥枖?shù)的選擇基于成本和制得的纖維網(wǎng)作為捕獲/分布層的功能兩者之間的微妙平衡(而捕獲/分布層的功能又依賴于纖維網(wǎng)的密度和纖維的取向)。
另一方面，第二旦尼爾——即第二單組分纖維22的旦尼爾——實質(zhì)上比第一旦尼爾更粗。第二丹尼爾為8到20，優(yōu)選10-12。較低旦尼爾數(shù)的纖維不能產(chǎn)生期望的彈性或蓬松效果，而較高旦尼爾數(shù)的纖維會變得過于蓬松，從而產(chǎn)生比所需的密度更低密度的織物，所需的密度是為了提供在被A/D層后的吸收芯吸收之前，刺激物液體理想的分布。因此適當?shù)诙┠釥枖?shù)的選擇同樣也是基于一種微妙的平衡，要考慮被生產(chǎn)纖維網(wǎng)的蓬松度，以及所選擇的第二旦尼爾數(shù)的纖維要能提供最終產(chǎn)品期望的高三維厚度或者蓬松度。
優(yōu)選地，纖維包喂給裝置12通過一個傳送裝置(沒有示出)向纖維混合機30提供優(yōu)選基于被梳理網(wǎng)重量75-89％的第一單組分纖維20，和10-20％的第二單組分纖維22，以及僅僅1-5％的雙組分纖維24。關(guān)于第二單組分纖維22的優(yōu)選范圍，更低的數(shù)值不能為網(wǎng)提供所需的體積，而更高的數(shù)值則會產(chǎn)生一個對用作捕獲/分布層來講太大的蓬松度，其中厚度大約4毫米是典型的最佳值。雖然如此，以大于20％的量使用第二單組分纖維22對一些特別的應(yīng)用場合是可以使用的，在那些場合中需要蓬松的纖維網(wǎng)，例如過濾器。關(guān)于雙組分纖維24的優(yōu)選范圍，更低水平使用量將不能產(chǎn)生可以自支持的纖維網(wǎng)，而更高水平的使用量則會產(chǎn)生一個比實現(xiàn)自維持更堅固的網(wǎng)，而雙組分材料纖維24對以更高用量的商業(yè)使用來講過于昂貴(相對于單組分纖維20，22而言)。因而不同的纖維20、22、24通過纖維包喂給裝置12被計量，以便滿足生產(chǎn)線需要(例如纖維網(wǎng)被喂入到乳膠涂覆位置時的自維持特性)、要制造的纖維網(wǎng)的成本限制，以及要制造的纖維網(wǎng)的物理性能(所需要的纖維網(wǎng)的特性一定程度上取決于應(yīng)用場合)。纖維網(wǎng)需要的昂貴雙組分纖維的量被極大的減少了(典型地，從現(xiàn)有技術(shù)用于“熱粘合”纖維網(wǎng)至少25％的量減小到優(yōu)選的1-5％)。制得的產(chǎn)品因此更便宜。
纖維混合機30實際上也是常規(guī)的，它將由纖維包喂給裝置12喂入的三種纖維混合在一起以產(chǎn)生均勻的纖維混合物，供喂入梳理機喂給裝置，梳理機喂給裝置由附圖標記32表示。
梳理機喂給裝置32實際上也是常規(guī)的，其只不過將從纖維混合機14接收的纖維混合物在傳送裝置(沒有示出)的寬度上分布為均勻的厚度，以形成一個用于輸入高速梳理系統(tǒng)中的混合纖維胎，高速梳理系統(tǒng)總體由34表示。
如圖所示，高速梳理系統(tǒng)34是由Spinnbau Corp.Of Breman，Germany的名稱HI-SPEED CARD下的類型。高速梳理系統(tǒng)34的使用使纖維胎(fiber batt)被以比傳統(tǒng)的梳理速率(100-150米每分)高許多的速率(250-300米每分)被梳理為單獨的梳過纖維。因此，生產(chǎn)線可以以一個更高并且因此更經(jīng)濟的速率運行。
梳理系統(tǒng)34包括一個起始或者“預梳錫林”部分40，其從梳理機喂給裝置32在一個傳送裝置上接受一個均勻厚度的纖維胎，厚度優(yōu)選4-8英寸。預梳錫林部分40的剝?nèi)≥伜凸ぷ鬏侇A開松纖維胎的纖維，同時除去附帶混入纖維胎中的雜質(zhì)(例如金屬，塑料等等)所有雜質(zhì)。從預梳錫林部分40而來的纖維胎穿過兩個其上布置有用于開松纖維胎中纖維的鋼針的主梳理輥42。布置在主梳理輥42之上的是剝?nèi)≥?4，該剝?nèi)≥亴⒗w維胎中沒有被開松的纖維或棉結(jié)剝離然后將他們傳送至工作輥46，該工作輥返回未開松纖維用于第二次穿過主梳理輥42。穿過兩個主梳理輥42之后，纖維胎中現(xiàn)在被完全開松和分離的纖維被一對道夫48接收。道夫48是卷取輥，其以比主梳理輥42更低的速率回轉(zhuǎn)，用于從梳理系統(tǒng)34將梳理過的非織造纖維網(wǎng)移除并將其傳送進入一個預粘合機，該預粘合機總體由50表示。典型地，“混雜羅拉”49與其中一個或兩個道夫48聯(lián)合，都是為了使纖維的取向隨機化而形成一個各向同性的分布，以及使離開道夫48的纖維網(wǎng)具有受控的蓬松或者三維尺寸。
梳理是一個在非織造領(lǐng)域公知的工序，梳理系統(tǒng)的每一單獨要素對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。因此，沒有必要在此提供更詳細的描述。
梳理過的非織造網(wǎng)然后從梳理系統(tǒng)34通過一個傳送裝置被傳送穿過預粘合機50，其優(yōu)選由一個紅外(IR)烘箱組成。紅外烘箱50可以由兩組紅外加熱單元52構(gòu)成，其中一組布置在梳理過的非織造網(wǎng)的上方，一組布置在梳理過非織造網(wǎng)的傳送路線的下方，透紅外傳送裝置將纖維網(wǎng)傳送穿過預粘合機50。通過纖維網(wǎng)穿過預粘合機50而有效地將纖維網(wǎng)的溫度提升到一個足以使雙組分纖維24的較低軟化點組分軟化的溫度，至少170℃(優(yōu)選180℃-210℃)。
被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)的加熱達到一個溫度，該溫度使其中雙組分纖維24的一個組分軟化，接著被加熱過的支承梳理過的纖維網(wǎng)被環(huán)境冷卻到一個溫度，該溫度下其中軟化的一個組分重新固化并將第一、第二和雙組分纖維20、22、24粘合到一起以形成一個預粘合網(wǎng)。預粘合網(wǎng)是自維持的而不再需要傳送裝置的支撐。
冷卻后，自維持預粘合網(wǎng)進入一個乳膠涂覆工位，總體由54表示。乳膠涂覆工位54通過將纖維網(wǎng)穿過一個浸漬槽56而將乳膠微粒的乳狀液涂覆到纖維網(wǎng)上，所述浸漬槽優(yōu)選包含一個浸軋裝置58。優(yōu)選地，浸漬槽56溫度為至少25℃并且包含至少8％重量百分比的乳膠微粒。浸軋裝置58是一個具有內(nèi)部活塞的橡膠輥，活塞往復運動以保證穿過槽中的纖維網(wǎng)的完全浸透。浸軋裝置允許以極高速率將乳膠粘合劑施加而沒有凌亂的飛濺，能減小乳膠粘合劑/纖維的混合率，并將處理速率提高至200米每分(相對于現(xiàn)有技術(shù)化學粘合機處理速率低于70米每分)。很重要的是乳膠微粒不僅僅被施加到纖維網(wǎng)的兩個外部主要表面(也就是上部和下部表面)，而且被施加到纖維網(wǎng)的內(nèi)部。應(yīng)能理解纖維網(wǎng)從預粘合機50的穿過在生產(chǎn)線中是一個必需的工序，因為該工序能使得纖維網(wǎng)變得自維持從而涂覆工位54可以由浸漬槽最佳的施加乳膠微粒。
涂覆工位54包括槽后面的至少一對傳統(tǒng)的擠壓輥(沒有示出)，其從纖維網(wǎng)上除去多余的浸浴(浸浴液體和乳膠微粒)量。典型地，從纖維網(wǎng)除去的多余浸浴量可以被調(diào)整以產(chǎn)生期望的干給膠(dry pick-up)量。擠壓輥被設(shè)置成保證乳膠微粒通過纖維網(wǎng)的干給膠不大于10％，優(yōu)選6-10％。在浸漬槽中的乳膠微粒百分率可以不同于最終期望的干給膠(例如，在槽中5-50％的乳膠微粒)，但如果太低，擠壓輥必須從濕給膠(wetpick-up)中擠出更多數(shù)量的水，而如果太高，昂貴的乳膠微粒會被浪費掉。
纖維網(wǎng)獲得的乳膠微粒的干給膠量從在現(xiàn)有技術(shù)中完全依賴于化學粘合的處理被大幅減小(10％或者更小，相對現(xiàn)有技術(shù)至少25％而言)。這最終造成了更經(jīng)濟的產(chǎn)品，同時由于乳膠的更低使用其也更加環(huán)境友好。
隨后，從涂覆工位54來的自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒被轉(zhuǎn)到一個熱輥工位，總體由70表示。熱輥工位70包括一系列或一組熱輥72，其同時(a)從乳膠逐漸蒸發(fā)水分，(b)在纖維網(wǎng)的外部涂抹和弄平結(jié)合的乳膠微粒(位于外部纖維網(wǎng)表面上)并進入纖維網(wǎng)的內(nèi)部，(c)固化結(jié)合的乳膠微粒(同時在纖維網(wǎng)的內(nèi)部和外部)以形成一個具有令人滿意抗張強度的粘合網(wǎng)。從5到16，但優(yōu)選8個輥72被使用。作為本領(lǐng)域的慣例，補償器(未示出)被沿著生產(chǎn)線配置，特別是熱輥工位70之前和之后，從而當纖維網(wǎng)穿過輥72時在其中產(chǎn)生和調(diào)節(jié)纖維網(wǎng)中的張力。補償器使纖維網(wǎng)施加約20磅/平方英寸(psi)的壓力到輥72上。輥72被加熱，優(yōu)選由過熱加壓(200磅/平方英寸(psi))蒸汽加熱到依次更高的溫度。優(yōu)選第一個輥為85℃，最后一個輥為190℃。
利用熱輥72同時發(fā)生的乳膠微粒的涂抹和固化對于最終纖維網(wǎng)的強度的發(fā)展是極為關(guān)鍵的，因為否則未被固化的涂抹乳膠將回復到固化前的原始形狀。
輥72優(yōu)選是陶瓷涂層的，盡管特氟隆涂層或者硅涂層也可以被使用。輥的表面必須足夠光滑以能將結(jié)合的乳膠微粒擴展(涂抹)到纖維網(wǎng)的外部表面，優(yōu)選強制或者擠壓一些乳膠微粒從纖維網(wǎng)外表面進入到纖維網(wǎng)的內(nèi)部。優(yōu)選地，輥是一個輕的、金屬材料，該材料適合相關(guān)的溫度并可以具有一個較高的彈性模量，同時在涂覆時優(yōu)選具有低的表面張力。
利用輥72在纖維網(wǎng)外部表面的結(jié)合乳膠微粒的涂抹，以及將多余的乳膠微粒從纖維網(wǎng)的外部表面強制進入纖維網(wǎng)的內(nèi)部，能使纖維網(wǎng)獲得更好或者至少相當于現(xiàn)有技術(shù)纖維網(wǎng)的抗張強度，雖然僅有現(xiàn)有技術(shù)中使用的乳膠微粒數(shù)量的很小一部分(優(yōu)選少50％)在纖維網(wǎng)上。乳膠微粒的涂抹或者擴展增強了乳膠通過固化充當粘合劑或者粘結(jié)劑的性能，從而提高纖維網(wǎng)的抗張強度。
從熱輥工位70出來的纖維網(wǎng)是一個基本上完成的非織造織物，并被通過一個干燥機以除去任何多余的水分，干燥機總體由80表示。干燥機也通過固化在熱輥工位70中沒有被固化的所有微粒而完成乳膠微粒的固化。典型地幾乎所有和纖維網(wǎng)一起結(jié)合的乳膠微粒都在熱輥工位70中被固化，僅有相對很小一部分的結(jié)合乳膠微粒需要在干燥機中進一步最終固化。優(yōu)選地，干燥機80是一個溫度為至少200℃的熱空氣烘箱，用以除去多余的水分并使粘合網(wǎng)水分含量小于10％并且基本上所有與纖維網(wǎng)結(jié)合的乳膠微粒都被固化。干燥機的烘箱最理想的是熱風烘箱(hot airthrough oven)，使得熱空氣從纖維網(wǎng)中穿過幫助獲得期望的蓬松度和體積。
干燥的并被固化的最后完成的非織造織物從干燥機80然后被傳送進入一個傳統(tǒng)的卷繞機，總體由82表示，用于卷繞和存儲。
最終的纖維網(wǎng)產(chǎn)品具有在機器方向(MD)至少為800克/英寸和在橫向(CD)至少為60克/英寸的抗張強度。
* * *應(yīng)能理解自所以能夠?qū)崿F(xiàn)乳膠微粒使用數(shù)量的減少，主要因為“預粘合”纖維網(wǎng)具有足夠的完整性以穿過用一個用乳膠粘合劑浸漬纖維網(wǎng)的“浸漬”槽。這比現(xiàn)有技術(shù)的化學粘合技術(shù)更優(yōu)越，因為這些現(xiàn)有技術(shù)都沒有有效地驅(qū)使乳膠粘合劑進入蓬松網(wǎng)狀材料的內(nèi)部，這種化學粘合技術(shù)只在纖維網(wǎng)的一面或者纖維網(wǎng)的兩面噴涂乳膠粘合劑，或者將乳膠粘合劑以泡沫施加到纖維網(wǎng)的一個或兩個表面上。通過比較，纖維網(wǎng)從槽中穿過使纖維網(wǎng)更加均勻地浸漬整個厚度，特別是纖維網(wǎng)相對比較厚的地方。另外，在槽中使用傳統(tǒng)的浸軋裝置能幫助至少一些位于纖維網(wǎng)外部表面的乳膠粘合劑重新轉(zhuǎn)移進入纖維網(wǎng)的內(nèi)部。
能允許使用比現(xiàn)有技術(shù)中更少數(shù)量的乳膠粘合劑的另外一個因素是將纖維網(wǎng)(槽浴之后)穿過一系列的蒸汽加熱的陶瓷輥。這些輥將纖維網(wǎng)表面的乳膠粘合劑擴展使得在纖維表面上更均勻地分布乳膠粘合劑(與其以乳膠微粒的狀態(tài)被保持時相比)，并因此保證固化的乳膠粘合劑提供纖維網(wǎng)所期望的抗張強度水平。
更少數(shù)量的乳膠粘合劑的使用使本發(fā)明的產(chǎn)品比完全由化學粘結(jié)的纖維網(wǎng)更加柔軟并且更便宜，同時乳膠粘合劑的使用使產(chǎn)品比完全由熱粘合的網(wǎng)(其沒有任何乳膠粘合劑)更加堅固。最終產(chǎn)品以高于完全由化學粘合系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品三倍的速率被生產(chǎn)，并且比需要大量相對較昂貴雙組分纖維的熱粘合系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品便宜許多。
本發(fā)明的各特征之間的相關(guān)度應(yīng)該被注意。因而，雙組分纖維和預粘合工位的使用提供預粘合網(wǎng)自維持特性(就是說，雙組分纖維的低熔點組分軟化，并且通過冷卻在纖維網(wǎng)中產(chǎn)生了足夠的強度和完整性，以允許纖維網(wǎng)可以被穿過涂覆工位浸漬槽)。較粗第二旦尼爾數(shù)的纖維的使用在最終產(chǎn)品中提供期望的三維厚度或者蓬松度(盡管使用的雙組分纖維百分比減少了)?；瘜W粘合劑(即乳膠粘合劑)的使用為纖維網(wǎng)提供強度，熱蒸汽陶瓷輥工位的使用不僅通過同時涂抹和固化位于纖維網(wǎng)外表面的乳膠粘合劑而更有效地利用了少量的乳膠粘合劑，而且在纖維穿過干燥機之前增加了纖維網(wǎng)的最終強度(因此干燥機基本只需要用于最后水分的去除，而不需要用于增加網(wǎng)的強度)。
最終產(chǎn)品提供一個相對于現(xiàn)有技術(shù)較好的捕獲/分布層，因為其不像完全由化學粘合的層一樣僵硬而且扁平，而且和“熱粘合”層一樣蓬松而且柔軟，而且考慮到更低原料成本(由于更低含量的雙組分纖維和乳膠粘合劑)和更低生產(chǎn)成本(由于生產(chǎn)線可以以更高速率運轉(zhuǎn))的優(yōu)勢。
雖然雙組分纖維作為優(yōu)選機理被描述為用于在預粘合機50中獲得混合纖維的預粘合，但是考慮到雙組分纖維相對于單組分纖維的高成本，所以用一種具有比第一和第二單組分纖維更低軟化溫度的單組分纖維代替雙組分纖維也是可以的。例如，單組分聚乙烯纖維可以替代聚丙烯/聚乙烯雙組分纖維。
雖然浸漬槽被描述為在工位54中優(yōu)選的乳膠涂覆設(shè)備，很明顯其他用于在纖維網(wǎng)上涂覆乳膠微粒涂層的傳統(tǒng)方法也可以被使用——例如，一對濕潤輥涂覆器(a double kiss roll applicator)——或者乳膠微?？梢酝ㄟ^其他本領(lǐng)域公知的方法以泡沫或漿狀被施加，使纖維網(wǎng)的內(nèi)部基本上被乳膠微粒浸漬。
以下的例子描述了本發(fā)明的功效。
具體實施例方式
一個捕獲/分布層通過混合如下的三種不同的聚合物(聚對苯二甲酸乙二醇酯)被生產(chǎn)80％的7.4旦尼爾的單組分PET，15％的13.2旦尼爾的單組分PET，和5％的5.3旦尼爾的雙組分PET。纖維被混合然后被喂入通過一個實驗室型號的高速梳理系統(tǒng)(以25米每分運行)。兩個混雜羅拉被配置在每個道夫上面用于隨機分配纖維取向并在纖維網(wǎng)中產(chǎn)生各向同性的纖維分布。纖維網(wǎng)被喂入通過一個溫度為170℃的預粘合紅外烘箱。預粘合網(wǎng)然后被喂入通過一個裝備有浸軋裝置的浸漬槽。槽中含有乳膠粘合劑(可以從BSAF的商品名STYOFAN830獲得)，其中帶有泡沫劑、濕潤劑、穩(wěn)定劑和用于將槽中PH值維持在6-8的PH控制劑。干給膠為5％乳膠。完全浸漬的纖維網(wǎng)和結(jié)合的乳膠然后被喂入通過一組8個過熱陶瓷涂層的輥(第一個輥表面溫度為85℃，相繼的輥表面溫度每個提高15℃，到最后一個輥的溫度為190℃)。纖維網(wǎng)受20磅/平方英寸的張力。制得的非織造織物然后被送入一個200℃的熱空氣烘箱以完全干燥和完成，然后在一個自動卷繞機上被收集。
生成的織物具有在機器方向(MD)17N(牛頓)的張力并且在橫向(CD)14N(牛頓)的張力，兩個方向上的斷裂伸長大約為20％。
這樣被生產(chǎn)的織物樣本被測試第一、第二和第三次刺激物(insult)后的捕獲速率(以秒為單位)，并測試在第一、第二和第三次刺激物后的重濕或者干燥度(以克為單位)。一個樣本被測試用作可從Rayonier得到的吸收芯NOVATHIN(250gsm)，其他的用可從First Quality Products，Inc.獲得的中等保護內(nèi)衣測試。樣本的基本重量為40gsm，厚度為2.8毫米，密度為0.030克/立方厘米。測試結(jié)果被公布在表中。
總的來說，本發(fā)明提供了一種工藝，其可以利用一種改良的高速梳理工序，一種更快而且對環(huán)境更加友好的化學粘合工序(其更有效的使用更低量的乳膠粘合劑)，和一種更快并且更經(jīng)濟的熱粘合工藝(其使用更低量的雙組分纖維)以生產(chǎn)一種捕獲/分布層，其相對于那些完全由化學粘合或者熱粘合形成的更加便宜。此捕獲/分布層柔軟、蓬松、環(huán)境友好而且可以比現(xiàn)有技術(shù)的捕獲/分布層更高的速率生產(chǎn)。
現(xiàn)在本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)被示出并被詳細描述，各種變化和改進對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明的精神和范圍應(yīng)當被廣泛的理解，并僅僅受到所附權(quán)利要求書的限制，而不是受到前面的詳細說明所限制。
表

權(quán)利要求
1.一種制造非織造織物的方法，包括以下工序(A)形成一個被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)，該梳理過的纖維網(wǎng)包括(i)基于梳理過的纖維網(wǎng)重量75-89％的第一單組分纖維，其具有3-7的第一旦尼爾數(shù)，(ii)10-20％的第二單組分纖維，其具有8-20的第二旦尼爾數(shù)，并且第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比第一旦尼爾數(shù)要高，以及(iii)1-5％的雙組分纖維，其旦尼爾數(shù)大體上與第一旦尼爾數(shù)相同；(B)加熱受所述被支撐的梳理過纖維網(wǎng)到一個溫度，在此溫度下雙組分纖維的一個組分軟化；(C)冷卻被加熱過的被支撐梳理過纖維網(wǎng)到一個溫度，在此溫度下所述被軟化的一個組分將第一、第二和雙組分纖維粘合到一起以形成一個自維持預粘合網(wǎng)；(D)將基于自維持預粘合網(wǎng)總纖維重量6-10％的乳膠微粒沉積到自維持預粘合網(wǎng)的內(nèi)部和外表面；(E)將在自維持預粘合網(wǎng)內(nèi)部和外表面結(jié)合的乳膠微粒同時涂抹和固化，以形成一個具有令人滿意抗張強度的粘合網(wǎng)，以及；(F)從粘合網(wǎng)中除去多余的水分以形成非織造織物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二單組分纖維可以獨立地為聚酯、聚乙烯或者聚丙烯。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中第一和第二單組分纖維都是聚酯。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)利用紅外線被加熱。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)被加熱到至少170℃。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加熱過的被支撐的梳理網(wǎng)被冷卻到一個低于所述一個組分軟化點的溫度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中雙組分纖維的一個組分將第一纖維、第二纖維和雙組分纖維的另一個組分粘合到一起。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將自維持預粘合網(wǎng)穿過一個浸漬槽，乳膠微粒被沉積到纖維網(wǎng)的內(nèi)部和外表面。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中浸漬槽溫度至少為25℃，并且是一個至少含有8％重量百分比乳膠微粒的乳濁液。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒被穿過一系列加熱輥，以同時涂抹和固化被結(jié)合的乳膠微粒。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中加熱輥是蒸汽加熱陶瓷輥。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中一系列的加熱輥以溫度大約85℃開始并且以溫度大約190℃結(jié)束，并且所述自維持預粘合網(wǎng)在其上施加大約20磅/平方英寸(psi)的壓力。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒被穿過一系列的至少8個加熱輥。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中粘合網(wǎng)具有在機器方向(MD)至少為800克/英寸和在橫向(CD)至少為60克/英寸的抗張強度。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將粘合網(wǎng)穿過一個溫度至少200℃的熱空氣烘箱將多余的水分從粘合網(wǎng)除去，以使粘合網(wǎng)的水氣含量少于10％。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一旦尼爾數(shù)大約是5-6，第二旦尼爾數(shù)大約是10-12。
17.一種非織造織物，包括(A)通過將以下纖維梳理到一起形成的自維持預粘合網(wǎng)(i)基于所有纖維重量75-89％的第一單組分纖維，其具有5-6的第一旦尼爾數(shù)，(ii)10-20％的第二單組分纖維，其具有10-12的第二旦尼爾數(shù)，所述的第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比所述的第一旦尼爾數(shù)要高，以及(iii)1-5％的雙組分纖維，其旦尼爾數(shù)大體與第一旦尼爾數(shù)相同，所述雙組分纖維有一個具有較低軟化點的組分和一個具有相對較高軟化點的第二組分，所述的第一組分將所述的第一、第二和雙組分纖維粘合到一起以形成所述的自維持預粘合網(wǎng)；以及(B)基于所述的自維持預粘合網(wǎng)總纖維重量6-10％的固化乳膠微粒，被沉積進入所述織物的內(nèi)部并被涂抹在所述織物的外表面，所述的微粒在原處被固化以向所述的織物提供增強的抗張強度。
18.如權(quán)利要求17所述的織物，其中所述的第一和第二單組分纖維可以獨立地為聚酯、聚乙烯或者聚丙烯。
19.如權(quán)利要求18所述的織物，其中所述的第一和第二單組分纖維都是聚酯。
20.如權(quán)利要求17所述的織物，其中所述雙組分纖維的所述第一組分將所述的第一、第二纖維和所述的雙組分纖維的所述第二組分粘合到一起。
21.如權(quán)利要求17所述的織物，其中所述的織物具有在機器方向(MD)至少為800克/英寸和在橫向(CD)至少為60克/英寸的抗張強度。
22.如權(quán)利要求17所述的織物，其中所述的織物水分含量少于10％。
23.如權(quán)利要求17所述的織物，其中所述的第二單組分纖維實質(zhì)上比所述的第一單組分纖維要粗。
24.一種制造非織造織物的方法，包括以下工序(A)形成一個被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)，該梳理過的纖維網(wǎng)包括(i)基于梳理過纖維網(wǎng)重量75-89％的第一纖維，第一纖維具有3-7的第一旦尼爾數(shù)和第一軟化溫度，(ii)10-20％的第二纖維，其具有8-20的第二旦尼爾數(shù)和第二軟化溫度，并且第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比第一旦尼爾數(shù)要高，以及(iii)1-5％的第三纖維，其旦尼爾數(shù)大體與第一旦尼爾數(shù)相同，并且其具有比第一和第二軟化溫度都低的軟化溫度；(B)加熱被支撐的梳理過的纖維網(wǎng)到一個溫度，在此溫度第三纖維軟化；(C)將加熱過的被支撐的梳理纖維網(wǎng)冷卻到一個溫度，在此溫度軟化的第三纖維將第一、第二和第三纖維粘合到一起以形成一個自維持預粘合網(wǎng)；(D)將基于自維持預粘合網(wǎng)總纖維重量6-10％的乳膠微粒沉積到自維持預粘合網(wǎng)的內(nèi)部和外表面；(E)將自維持預粘合網(wǎng)外表面上被結(jié)合的乳膠微粒涂抹的同時將被結(jié)合的乳膠微粒固化在自維持預粘合網(wǎng)內(nèi)部和外表面，以形成一個具有令人滿意抗張強度的粘合網(wǎng)；以及，(F)從粘合網(wǎng)中除去多余的水分而形成非織造織物。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中通過將自維持預粘合網(wǎng)穿過一個浸漬槽，乳膠微粒被沉積到纖維網(wǎng)的內(nèi)部和外表面。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中自維持預粘合網(wǎng)和結(jié)合的乳膠微粒被穿過一系列加熱輥，從而同時涂抹和固化結(jié)合的乳膠微粒。
27.一種非織造織物，包括(A)通過將以下纖維梳理到一起形成的自維持預粘合纖維網(wǎng)(i)基于所有纖維重量75-89％的第一纖維，該第一纖維具有3-7的第一旦尼爾數(shù)和第一軟化溫度，(ii)10-20％的第二纖維，其具有8-20的第二旦尼爾數(shù)和第二軟化溫度，所述的第二旦尼爾數(shù)實質(zhì)上比所述的第一旦尼爾數(shù)要高，以及(iii)1-5％的第三纖維，其旦尼爾數(shù)大體上與第一旦尼爾數(shù)相同，并且其具有比第一和第二軟化溫度都低的軟化溫度，所述的第三纖維將所述的第一、第二和第三纖維粘合到一起以形成所述的自維持預粘合纖維網(wǎng)；以及(B)基于所述的自維持預粘合纖維網(wǎng)總纖維重量6-10％的固化乳膠微粒，被沉積進入所述織物的內(nèi)部并在所述織物的外表面被抹平，所述的微粒在原處被固化以向所述的織物提供增強的抗張強度。
全文摘要
一種非織造織物，包括將以下纖維梳理到一起形成的自維持預粘合網(wǎng)，相對較細的第一單組分纖維，相對較粗的第二單組分纖維，和1－5％具有較低軟化點的雙組分纖維，其將第一、第二和雙組分纖維粘合到一起以形成自維持網(wǎng)。6－10％的固化乳膠微粒被沉積進入織物并在織物(54)的外表面被抹平，微粒在原處(80)被固化以向織物提供提高的抗張強度。
文檔編號D04H1/58GK1500013SQ02807407
公開日2004年5月26日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者哈?！げ┻_吉, 哈桑 博達吉 申請人:優(yōu)質(zhì)無紡布公司