專利名稱：無紡織物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無紡織物及其制造方法，特別涉及紡粘型非紡織物，該紡織物除在其加工和橫向方向具有均衡抗拉強度外，還表現(xiàn)出良好的延伸率，因而可廣泛用于制造農(nóng)用片材，包裝材料，醫(yī)療保健材料等等。本發(fā)明還涉及該無紡織物的制造方法。
紡粘型無紡織物制造可被分為紡絲、由圓型或狹縫型空氣噴射器拉伸長絲，由分配設(shè)備將長絲放置于網(wǎng)狀帶上；在以紡絲制造紡織物的地方，當紡絲從高壓室中排出時，應在高壓室中冷卻紡絲以使其可從噴嘴中拉出，而后將其分發(fā)至網(wǎng)狀帶上。在用這些方法制造紡粘型無紡織物中，為滿足所要求的生產(chǎn)率，出絲速度和拉伸比則分別在2000-6000m/min和500-1000的范圍內(nèi)，所以由此制造出的無紡織物通常在加工方向(機器方向)的抗拉強度與在橫向方向的抗拉強度之比為2或更大，同時也表現(xiàn)出不良的伸張度。
目前，這種紡織型無紡織物已廣泛應用于農(nóng)用片材包裝材料、醫(yī)療保健材料如外科用外衣或一次性尿布、廚房排水軟管等等。
根據(jù)其用途，這種紡粘型無紡織物應有不同的特性。例如，一種農(nóng)用紡粘型無紡織物片材，用于覆蓋農(nóng)作物以防止農(nóng)作物免受霜凍和有害昆蟲傷害。在用紡粘型無紡織物片材覆蓋農(nóng)作物時，在橫向從對邊向外鋪設(shè)片材。因傳統(tǒng)的紡粘型無紡織不具有足夠的橫向抗拉強度，所以在鋪設(shè)片材的過程中時常發(fā)生軸向破裂從而導致工作效率降低。
象上述提到的農(nóng)用紡粘型非無紡織物片材一樣，由于在包裝過程中橫向拉力施加在片材上，從而導致用于包裝的紡粘型無紡織物片材易發(fā)生軸向撕裂。因用于包裝的該粘型型無紡織物片才也不具有足夠的熱密封性，因此，難于用它來制造洗滌袋或其它衣袋，或廚房排水軟管。
在醫(yī)療保健領(lǐng)域也同樣要求提高紡粘型無紡織物的橫向抗拉強度，因為以紡粘型無紡織物為材料制成的最終產(chǎn)品如外科用外衣和尿布也要求提高抗拉強度。
日本專利申請，公開號為5(1993)-195403公開了一種提高抗撕裂性以克服紡粘型無紡織橫向拉力的方法，在該申請中通過提高橫向強度來提高抗撕裂性。但是，這種僅提高無紡織物橫向強度的方法已被證明不能徹底提高其抗撕裂性。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種紡粘型無紡織物，它具有更好的抗撕裂性以克服橫向拉力。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種紡粘型無紡織物，它除在加工橫截面方向具有均衡抗拉強度外，還表現(xiàn)出良好的延伸率，因而廣泛用于農(nóng)用片材、包裝材料、工業(yè)材料、醫(yī)療保鍵材料等不同領(lǐng)域。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種可制造具有上述優(yōu)越性能的紡粘型無紡織物的方法。
為實現(xiàn)上述第一和第二個目的，本發(fā)明提供了一種以紡粘方法用聚烯烴制造的無紡織物，該無紡織物在加工方向與橫向的抗拉強度比在0.5至1.5的范圍內(nèi)，并且其橫向的延伸率最少為60％。
為實現(xiàn)本發(fā)明第三個目的，本發(fā)明提供了一種以紡粘方法用聚烯烴制造無紡織物的方法，該方法包括紡絲和拉伸長絲工序，其出絲速度和拉伸比分別為500-2000m/min和100-500；且用被拉伸的長絲制成無紡織物網(wǎng)。


圖1為制造本發(fā)明無紡織物的一個典型設(shè)備的示意圖。
為達到上述目的，發(fā)明者進行了一系列實驗以提高紡粘型無紡織物的制造工藝，包括的工序有從噴絲板中擠壓出熔融態(tài)聚烯烴樹脂以形成長絲；用牽引裝置拉伸并集束長絲；用分配設(shè)備均勻分配長絲并使其沉積在收集帶上以形成絲網(wǎng)；局部熔合纏結(jié)這些長絲從而制造無紡織物。經(jīng)這樣廣泛的試驗研究后，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可通過限定由牽引裝置所牽引長絲的速度來制造具有良好的均衡抗拉強度的無紡織物，該無紡織物在加工方向與橫向的抗拉強度比為0.5-1.5，因此以這樣的牽引速度拉出的長絲可被分配裝置在其橫截面方向加以排列調(diào)整。
本發(fā)明在這些研究結(jié)果的基礎(chǔ)上得以完成，從每單個噴嘴擠出的，溫度在200-300℃下的熔融態(tài)樹脂數(shù)量(從噴絲板中每個噴嘴擠出的熔融態(tài)樹脂數(shù)量)可被調(diào)節(jié)以使長絲以500-2000m/min，較好為1000-2000m/min，最好為1000-1500m/min的速度牽引。每單個噴嘴擠出的熔融態(tài)樹脂數(shù)量W；牽引裝置的牽引速度Vf(m/min)；長絲的細度d(旦尼爾)滿足以下關(guān)系Vf＝9000×W/d在本發(fā)明中，牽引速度被限制在上述規(guī)定的范圍且拉伸比被調(diào)節(jié)在100-500的范圍內(nèi)，特別在200-400的范圍內(nèi)，由此制出無紡織物，在該無紡織物中的單絲延伸率至少應為400％，該紡織物從加工方向與橫向的抗拉強度比為0.5-1.5，橫向延伸率至少為60％。
除在加工方向及橫向具有足夠的均衡抗拉強度和改善了的延伸率外，本發(fā)明的無紡織物，由于其拉伸比為100-500，低于傳統(tǒng)的無紡織物500-1000的拉伸比，從而導致構(gòu)成長絲的樹脂晶化程度較低，而使本發(fā)明的無紡織物的熱密封性得以改善。
此外，由于本發(fā)明的無紡織物是以拉伸率100-500條件下拉伸長絲而已被制成，所以單絲延伸力可達到400％或更高。若以100-400的拉伸率拉伸長絲，其單絲延伸率可達500％以上。因此無紡織物的延伸率也相應增加，且其橫向延伸率可達60％以上，較好為70％以上，最好為80％以上。結(jié)果，無紡織物不大可能在加工方向承受扯力。此處必須強調(diào)術(shù)語＂拉伸比＂表示在噴絲頭出口的樹脂(線型)速度與長絲牽引速度之比。
本發(fā)明的無紡織物是以聚烯烴為材料制成的，它包括一個或兩個或多個α-烯烴的組合物，如乙烯、丙烯和1-丁烯。典型的α-烯烴的聚合物為聚丙烯，它包括丙烯均聚物和丙烯及其它α-烯烴的共聚物。這些聚合物可單獨或兩個或更多組合使用。
雖然根據(jù)其用途會相應地變化，但本發(fā)明的無紡織物每一單位面積重量和用于構(gòu)成無紡織物長絲的細度一般在10-150g/m2和1-25旦的范圍內(nèi)。因考慮到透光性和透水性，用于農(nóng)用片材的無紡織物的單位面積重量可限制在15-30g/m2的范圍內(nèi)，長絲細度可限制在5-15旦的范圍內(nèi)?？紤]到抗水性和柔韌性，用于醫(yī)療保健材料的無紡織物，其單位面積重量應限制在10-30g/m2，長絲的細度應限制在1-4旦的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的無紡織物可用圖1所示的紡粘設(shè)備來制造。在圖1中所示的生產(chǎn)設(shè)備，供給到紡絲裝置1的熔融態(tài)聚烯烴從噴絲板2的噴嘴中擠出以形成長絲3。長絲3由帶有空氣噴射器的牽引裝置4牽拉。這些被牽拉的長絲3連續(xù)不斷地被分配裝置5分配并沉積到包括網(wǎng)狀帶的收集帶上，并形成無紡織物網(wǎng)。收集帶通過驅(qū)動輪7a和7b以箭頭A的方向運動，并將絲網(wǎng)輸送至熔合/纏結(jié)設(shè)備8。在熔合/纏結(jié)設(shè)備8中，該網(wǎng)局部熔合或纏結(jié)以制造出本發(fā)明的無紡織物9。
在這種制造設(shè)備中，牽引裝置4一般包括一狹縫或圓型空氣噴射器，分配設(shè)備5包括回轉(zhuǎn)型或固定型分配板，或包括一噴氣型分配裝置。網(wǎng)狀帶由包括樹脂帶或金屬帶的收集帶6構(gòu)成。熔合/纏結(jié)設(shè)備8包括帶有壓花輥筒的局部熔合機，針刺機，或者，長絲網(wǎng)可用高壓細股水流或熱空氣粘合而成。
如上所述，本發(fā)明的無紡織物具有克服橫向拉力的高抗扯強度，優(yōu)良的延伸率，及在加工和橫截面方向具有良好的均衡抗拉強度。鑒于這些優(yōu)良特性，本發(fā)明的無紡織物可作為男女和兒童如外衣及襯衫的襯里；厚冬季服裝、長睡衣及被單的絕熱材料；作為制造防護服或內(nèi)衣這些一次性服裝的材料；作為制造如毛毯，被單、床罩、床墊及襯墊這些床用織物的材料；用作地毯、窗簾及壁紙的內(nèi)部材料；作為音響設(shè)備和家具板材的材料；作為鞋面、襯里、鞋墊、襪頭熱墊片、靴子襯里，及加強件這些鞋和靴子部件的材料；作為制造包部件如襯里，吊帶墊片，襯料的材料；作為液體，氣體及吸塵器的過濾裝置；作為如不脫絨毛的各種揩布材料；作為磁帶襯墊和墊圈、光電管、感應線圈、軟盤襯板這些電器設(shè)備的絕緣材料；作為象地圖、持歷、標簽、記錄單、信封、印花紙這些印刷物的襯底；作為包裝材料，如信封、購物袋、糖和茶葉的外包裝；作為工業(yè)原料和磨料、油料吸附劑、人造革襯底，及膠帶襯底；作為民用工程材料如瀝青外層、肥料穩(wěn)定器，過濾材料，儲水材料、防腐材料、流砂防護材料、加強件、植物保護網(wǎng)?；炷凉袒?、人造草皮；作為建筑材料如屋頂材料、地板材料、保溫材料、支持板；作為農(nóng)業(yè)和園藝材料如熱密封材料、擋風材料、遮陽材料、果實保護材料、農(nóng)作物保護材料、苗圃養(yǎng)植材料、播種苗圃、防霜凍材料、絕熱材料、昆蟲和鳥類的防護材料、及各種植被的覆蓋物；糖、茶葉、枕頭、手套的外包裝材料；廚房、洗衣店用品如浴巾、洗臉巾、桌布、圍裙、及清潔柔軟劑；化妝品擦拭物如化妝粉撲、紗布、擦鞋布、拖布；作為日用品如各種吸墨水紙，日用品化妝用品、廚房用品、書本封面、帳篷、日歷、文具等等；供醫(yī)院使用的醫(yī)療材料，如手術(shù)用口罩、外衣和帽子、CSR手帕、紗布、包扎物、床單、繃帶、眼用繃帶、外科用膠帶、遮蓋物；及保健材料加工衛(wèi)生餐巾、衛(wèi)生內(nèi)褲的吸塵墊布和其它保健用品，或人和兒童用手巾，失禁用襯墊。
下面，將參考本發(fā)明的實施例和對比實例詳細描述本發(fā)明，但并不因此而限制了本發(fā)明的范圍。
在實施例和對比例中，單絲延伸率，無紡織物的抗拉強度及其熱密封性均通過以下所述方法進行測試。單絲的延伸率單絲延伸率是通過拉力測試機測定的，該機器具有一對間距為20mm的夾頭，測試時應將長絲置于夾頭間。拉伸試驗應在室溫下，100mm/min的測試速度下確定長絲斷裂時的延伸率。無紡織物的拉伸試驗準備200mm×50mm的無紡織物樣品，將其放置在拉伸試驗機兩夾頭間、夾頭間距為100mm。在室溫下，以300mm/min的測試速度進行拉伸試驗以確定拉伸強度。在無紡織物樣品的加工方向和橫截面方向均應進行測試。無紡織物的熱密封性無紡織物樣品在400℃的密封溫度下用熱密封機進行熱密封，根據(jù)以下標準對樣品的熱密封性進行評定○優(yōu)△中等×差實施例1使用圖1中的生產(chǎn)設(shè)備，在樹脂溫度為223℃下熔融態(tài)丙烯均聚物的元間斷長絲(MFR(美國材料試驗標準D1238，230℃，在2.16kg的載荷下)35g/10min)從裝有噴絲板的紡絲機中擠出，該噴絲板上有756個噴嘴，每一噴嘴直徑為0.85mm，且噴嘴的擠出率為1.41g/min。長絲經(jīng)拉伸設(shè)備以牽引速度為1200m/min和400的拉伸比拉伸后，輸送至分配設(shè)備，使長絲氣流成網(wǎng)在網(wǎng)狀帶上從而形成長絲網(wǎng)。在網(wǎng)狀帶上的長絲網(wǎng)被輸送至熔合/纏結(jié)設(shè)備，在該處纖維網(wǎng)用壓花面積為10％的壓花輥局部熔化從而制成25g/m2的無紡織物。
因為單絲是通過其延伸率進行評定的，因而致使無紡織物要通過其抗拉強度，延伸率及熱密封性來評定。其結(jié)果如表1所示。實施例2除長絲由噴嘴直徑為0.6mm且以擠出率為1.04g/min的情況下由噴絲板擠出，長絲以拉伸比為270拉伸外，如實施例1而制備無紡織物。
因為單絲是通過其延伸率進行評定的，因而致使無紡織物應通過其抗拉強度、延伸率及熱密封性來評定。其結(jié)果如表1所示。實施例3除長絲在噴嘴直徑為0.85mm且擠出率為1.5g/min的情況下由噴絲板擠出，長絲以牽引速度和拉伸比分別為1000m/min和300拉伸外，如實施例1而制備的無紡織物。
因單絲是通過其延伸率進行評定的，因而致使無紡織物應通過其抗拉強度、延伸率及熱密封性來評定。其結(jié)果如表1所示。對比例1除在234℃的樹脂溫度下，熔融態(tài)丙烯均聚物的無間斷長絲以擠出率為0.59g/min從直徑為0.6mm的噴嘴中擠出，長絲牽引速度和拉伸比分別為2500m/min和1000拉伸外，如實施例1而制備無紡織物。
因單絲是通過其延伸率進行評定的，因而致使無紡織物應通過其抗拉強度、延伸率及熱密封性來評定。其結(jié)果如表1所示。
對比例2除在樹脂溫度下，熔融態(tài)丙烯均聚物的無間斷長絲以擠出率為0.4g/min從直徑為0.6mm的噴嘴中擠出，長絲以拉伸比為700拉伸外，如實施例1而制備無紡織物。
因單絲是通過其延伸率進行評定的，因而無紡織物應通過其抗拉強度、延伸率及熱密封性來評定。其結(jié)果如表1所示。表1實施例1 實施例2 實施例3 對比例1 對比例2牽引速度(m/min) 1200 120010002500 1200拉伸比400 270 300 1000 700長絲延伸率，％470 550 620 280 300無紡織物抗拉強度MD，kg/5cm2.5 2.8 2.2 7.2 4.3TD，kg/5cm2.5 2.6 3.2 1.7 4.0MD/TD比 1.00 1.080.694.24 1.08延伸率MD，％5864 99 35 30TD，％7990 128 41 42熱密封性 △○ ○ × ×面積重g/m22525 25 25 25細度，旦 208 12 23
注MD加工方向，TD橫截面方向如上所述，本發(fā)明的無紡織物具有能克服橫向地方的高抗拉強度，除在加工方向和橫向具有良好的均衡抗拉強度外，還表現(xiàn)優(yōu)良的延伸率。鑒于這些特性，本發(fā)明的無紡織物可廣泛用于農(nóng)用片材、包裝材料、工業(yè)材料、醫(yī)療保健材料等多種領(lǐng)域。例如在鋪設(shè)農(nóng)用片材覆蓋農(nóng)作物時，因無需過多注意防止片材在加工方向的扯裂從而提高了工作效率。將本發(fā)明的無紡布用于包裝材料不僅會防止其固橫向拉力面扯坡，而且它還具有良好的熱密封性。
此外，本發(fā)明的無紡織物制造方法可制造出具有上述優(yōu)良性能的無紡織物。
權(quán)利要求
1.用聚烯烴經(jīng)紡粘法制造的無紡織物，其特征在于該紡織物的加工方向與橫截方向的抗拉強度比在0.5-1.5的范圍內(nèi)，且橫截方向的延伸率最少為60％。
2.一種制造無紡織物的方法，包括步驟有以500-2000m/min的牽引速度和100-500的拉伸比紡絲和拉伸長絲；用拉伸的長絲制成無紡織物網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造無紡織物的方法，其特征在于上述長絲以1000-1500m/min的牽引速度和100-400的拉伸比進行拉伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造無紡織物的方法，其特征在于該紡織物的加工方向與橫截方向的抗拉強度比在0.5-1.5的范圍內(nèi)，且橫截方向的延伸率最少為60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造無紡織物的方法，其特征在于該紡織物的加工方向與橫截方向的抗拉強度比為0.5-1.5的范圍內(nèi)，其每一長絲的延伸率至少為400％。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1、4或5的無紡織物的農(nóng)用片材。
7.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1、4或5的無紡織物的包裝材料。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1、4或5的無紡織物的工業(yè)材料。
9.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1、4或5的無紡織物的醫(yī)療/保健材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無紡織物，它除在加工和橫截方向具有均衡抗拉強度外，還表現(xiàn)出良好的延伸率。該無紡織物的加工方向與橫截方向的抗拉強度比為0.5-1.5，并且其橫向延伸率至少為60％。
文檔編號D04H3/02GK1131215SQ9512155
公開日1996年9月18日 申請日期1995年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月7日
發(fā)明者武居邦彥, 石井浩 申請人:三井石油化學工業(yè)株式會社