專利名稱：多孔無紡布的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及多孔無紡布。更具體地說，本發(fā)明涉及熱塑性纖維的切縫多孔無紡布。
多孔無紡布在用即棄制品中已有應(yīng)用，例如尿布、衛(wèi)生巾、失禁制品以及用即棄衣物。例如范·伊坦(Van Itan)等人的美國專利4,886,632公開了一種帶有可透過流體的多孔無紡布面層的衛(wèi)生巾。該面層在結(jié)構(gòu)上包含衛(wèi)生巾的吸收材料，并能保護(hù)使用者的皮膚免于同該吸收材料直接接觸。另外，該面層還被設(shè)計(jì)成能迅速轉(zhuǎn)移體液從而使之離開使用者的身體。這種多孔無紡纖網(wǎng)層，由于要與使用者的皮膚接觸，故除了流體疏運(yùn)功能之外還需具備類似布料的質(zhì)地和手感。
制作多孔無紡纖網(wǎng)的一種傳統(tǒng)的方法是，讓未粘合的纖網(wǎng)通過由一組互嚙的輥形成的輥隙，這些輥帶有三維的突塊，該突塊將纖維從本身排擠開，從而在纖網(wǎng)上形成了形狀與突塊根部周邊一致的孔。開了孔的纖網(wǎng)隨后進(jìn)行粘合，以獲得永久的物理整體性。這種方法所存在的本質(zhì)缺陷是，這些孔的大小和形狀嚴(yán)格對(duì)應(yīng)于互嚙輥表面上突塊的大小和形狀，因此要生產(chǎn)開孔大小和形狀不同的多孔纖網(wǎng)，就需要各種不同組的互嚙輥。而且，開了孔的、未粘合纖網(wǎng)在進(jìn)行粘合時(shí)還必須小心，才能不搞亂已經(jīng)形成的孔。
另一種傳統(tǒng)的方法是采用壓花滾筒組件在無紡布上開孔，該組件在纖網(wǎng)上用機(jī)械方法沖出許多孔。然而這種方法也存在許多不利之處。同樣，孔的大小和形狀仍舊嚴(yán)格地由壓花滾筒的凸起點(diǎn)的大小和形狀決定。此外，由于開孔過程中產(chǎn)生許多小塊的切除廢料，故浪費(fèi)了無紡布。這些切除塊不僅需要徹底從布料上去除，而且還造成收集和處置的問題。加之，為了實(shí)現(xiàn)開孔而施于壓花滾筒凸起點(diǎn)上的高壓力使凸起點(diǎn)的某些部分很快磨損或磨耗，從而降低了凸起點(diǎn)的開孔效率并因而需要經(jīng)常維修壓花滾筒。雖然壓花滾筒的使用壽命可以通過對(duì)滾筒進(jìn)行加熱，以輔助開孔過程的進(jìn)行得到延長，但是熱和壓力的這種聯(lián)合作用往往使生產(chǎn)出的孔帶有堅(jiān)硬的熔融-熔結(jié)邊緣。這種熔融熔結(jié)孔由于形成了許多僵硬和銳利的邊緣，對(duì)無紡布的組織和柔軟性具有不利的影響。
再一類方法是將切縫的、含有粘合纖維的未粘合或潛在粘合的無紡纖網(wǎng)拉伸，以便使切縫張開，然后將拉伸纖網(wǎng)加熱，使粘合纖維熔融或活化，形成沿著整個(gè)纖網(wǎng)的纖維間的粘結(jié)點(diǎn)，從而使張開的切縫永久地固定下來。這種方法要求使用粘合纖維因而增加了纖網(wǎng)生產(chǎn)過程的復(fù)雜性。而且，纖網(wǎng)內(nèi)的切縫拉開的程度受到嚴(yán)重的限制，因?yàn)闊o紡纖網(wǎng)是在未經(jīng)充分粘合的情況下被拉伸的，它不具有足夠的物理整體性來承受為使切縫充分張開所需要的高拉伸張力。
一直存在著提供在無紡纖網(wǎng)上開孔的方法的要求，所述方法應(yīng)是高效、較為簡便的，而且能夠靈活地兼容對(duì)帶有不同開孔尺寸的多孔無紡纖網(wǎng)的廣泛需要。
發(fā)明簡述根據(jù)本發(fā)明，提供一種生產(chǎn)熱塑性聚合物多孔無紡纖網(wǎng)的方法，包括如下步驟按照預(yù)定的圖案在粘合無紡纖網(wǎng)上切縫；將纖網(wǎng)加熱到介于該熱塑性聚合物軟化點(diǎn)和液態(tài)含量為5％的大致初始熔融點(diǎn)之間的溫度；在維持該無紡布的溫度的同時(shí)，沿該切縫無紡纖網(wǎng)的至少一個(gè)平面方向?qū)⒗w網(wǎng)拉伸，以形成網(wǎng)眼；然后在保持張力的情況下將開孔纖網(wǎng)冷卻，其中此開孔方法既形成了網(wǎng)眼又不使其邊緣處的纖維發(fā)生熔融熔結(jié)。按照本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的多孔無紡纖網(wǎng)包含許多自持的孔，它們基本上沒有熔融熔結(jié)現(xiàn)象，并且是被拉開的孔。
本發(fā)明的多孔無紡纖網(wǎng)，由于通過控制能帶有不同尺寸和形狀的無熔結(jié)孔，尤其適合作為用即棄制品的網(wǎng)眼層。該無熔結(jié)的網(wǎng)眼保持了無紡纖網(wǎng)的理想質(zhì)地和性能，從而使這種多孔纖網(wǎng)非常適用于接觸皮膚和控制體液的用途。
附圖簡述

圖1表示一個(gè)生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的示范過程，它將切縫的無紡纖網(wǎng)置于爐內(nèi)加熱，然后沿垂直于機(jī)器方向?qū)⑶锌p無紡纖網(wǎng)拉伸。
圖2表示一個(gè)生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的示范過程，它通過傳導(dǎo)加熱方法將切縫的無紡纖網(wǎng)加熱，然后沿機(jī)器方向?qū)⑶锌p無紡纖網(wǎng)拉伸。
圖3～6表示適合本發(fā)明的示范性切縫圖案。
圖7是一種示范性的、張開的網(wǎng)眼圖案。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種生產(chǎn)熱塑性纖維的多孔無紡纖網(wǎng)的方法。該方法包括如下步驟按照預(yù)定的圖案在粘合無紡纖網(wǎng)上切縫，將纖網(wǎng)加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，沿該切縫無紡纖網(wǎng)的至少一個(gè)平面方向?qū)⒃摾w網(wǎng)拉伸，以張開切縫形成網(wǎng)眼，然后在保持張力的情況下將該纖網(wǎng)冷卻。按照本發(fā)明，將纖網(wǎng)加熱到介于該熱塑性聚合物軟化點(diǎn)和液態(tài)含量為5％的大致初始熔融點(diǎn)之間的溫度。熱塑性聚合物的軟化溫度可以按照ASTM D-648，在66psi(磅/平方英寸)壓力下作為熱撓曲溫度來測(cè)定。所謂“液態(tài)含量為5％的初始熔融點(diǎn)”指的是在接近其熔融轉(zhuǎn)變的、一般地說為結(jié)晶或半結(jié)晶的聚合物中對(duì)應(yīng)于規(guī)定相變程度的溫度。該初始熔融點(diǎn)，當(dāng)采用差示掃描量熱技術(shù)測(cè)定時(shí)，出現(xiàn)在低于熔融轉(zhuǎn)變的溫度，利用該聚合物中液態(tài)部分對(duì)固態(tài)部分不同的的比例來鑒別。舉例說，聚丙烯纖網(wǎng)，希望加熱到200°F～約300°F之間的溫度。需要指出的是，當(dāng)使用多組分共軛纖維時(shí)，纖網(wǎng)中的纖維需要加熱到的溫度是，使纖維的至少一種組分，最好全部組分都加熱到上面規(guī)定的溫度標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)的溫度。
合適的粘合無紡纖網(wǎng)可以用任何適合將無紡纖網(wǎng)切縫的已知方法來切縫。例如，裝有切割刀片的旋轉(zhuǎn)模具或沖模都極為合適。切割刀片的尺寸、形狀和排列圖案可以迥然不同。按照本發(fā)明，該開孔過程的切縫步驟可以在加熱步驟之前或之后進(jìn)行。
在該開孔過程中，可以有一個(gè)以上的拉伸步驟，而且該拉伸步驟也可以在加熱步驟之前和/或之后進(jìn)行，只要是在最終拉伸步驟之前對(duì)粘合纖網(wǎng)進(jìn)行切縫就行。需要指出的是，如果拉伸步驟是在加熱步驟之后進(jìn)行，則應(yīng)將無紡纖網(wǎng)的溫度維持在高于該纖網(wǎng)軟化點(diǎn)的溫度。由于該切縫無紡纖網(wǎng)是充分粘合的纖網(wǎng)，故該纖網(wǎng)具有很高的物理整體性，它能經(jīng)得起為生產(chǎn)充分地和均勻地張開的，或者說開孔的纖網(wǎng)所要求的高張力，即使在沒有為了拉伸過程的順利進(jìn)行而對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行預(yù)熱時(shí)也是如此。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)未加熱的切縫無紡纖網(wǎng)進(jìn)行拉伸時(shí)，隨著切縫不斷張大該纖網(wǎng)傾向于增加自身的蓬松度，從而使其組織更為柔軟。
作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，將切縫纖網(wǎng)置于上面規(guī)定范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱處理，然后再加張力，因?yàn)榻?jīng)過加熱的纖網(wǎng)上的切縫用小得多的張緊力便可張開，因而可以進(jìn)行高度的拉伸，獲得更大的孔。
該切縫無紡纖網(wǎng)的加熱可以采用任何適合無紡布的已知加熱方法進(jìn)行。合適的加熱方法包括用爐子加熱、紅外加熱、傳導(dǎo)加熱和穿透空氣加熱。在這些合適的加熱方法當(dāng)中，穿透空氣加熱方法尤其令人滿意，因?yàn)檫@類方法能使無紡纖網(wǎng)受到均勻而快速的熱處理。簡單地說，穿透空氣加熱方法是讓加壓的熱空氣流穿過無紡纖網(wǎng)層達(dá)到加熱的，因此纖網(wǎng)加熱又快又勻。不過，這種方法對(duì)于某些希望獲得高蓬松無紡布的場(chǎng)合可能不那么令人滿意，此時(shí)可以通過加壓，例如置于壓光機(jī)輥的輥隙之間，在沒有外來熱量的情況下施加足夠的機(jī)械能以固定纖網(wǎng)中的孔，從而使熱塑性無紡纖網(wǎng)中張開的切縫永久地固定在所希望的構(gòu)型。
現(xiàn)在來看圖1，其中給出了一種生產(chǎn)本發(fā)明多孔無紡纖網(wǎng)的示范方法。粘合無紡纖網(wǎng)12從供料輥14喂入由包括切縫輥18和墊輥20的切縫輥組件16構(gòu)成的輥隙之間。作為替代的方案，無紡纖網(wǎng)12可以直接地在線成形。切縫輥18上裝有多把沿周向間隔排列的刀片，其中刀片的端部與墊輥20的表面在輥隙處呈密切接觸，從而在纖網(wǎng)上造成按一定圖形排列的切縫。具有薄而狹長端部的刀片，其長軸沿著輥18的圓周排列，從而順著纖網(wǎng)前進(jìn)的方向切出罅縫。切縫后的纖網(wǎng)隨后通過加熱裝置22，例如爐子，進(jìn)行加熱。經(jīng)加熱的切縫纖網(wǎng)沿著垂直于機(jī)器方向進(jìn)行拉伸，使切縫張開。拉伸，例如可通過拉幅機(jī)24完成。切縫張開的尺寸，以及在有限的程度上切縫開孔的形狀，可以通過拉伸的程度來控制。然后使拉伸后的無紡纖網(wǎng)冷卻，例如冷卻到聚合物軟化溫度以下的某一溫度，此間維持張力，以便使張開的孔永久地固定下來。
圖2畫出了另一個(gè)范例方法，它施加的張緊力是沿著機(jī)器方向的。無紡纖網(wǎng)32喂入由包括切縫輥36和墊輥38的切縫輥組件34構(gòu)成的輥隙之間。與上述垂直于機(jī)器方向拉伸方法的切縫輥不同，切縫輥36的刀片長軸是平行于輥36的旋轉(zhuǎn)軸線排列的。切縫纖網(wǎng)通過一系列加熱輥40～50被加熱到要求的溫度。從加熱輥出來，加熱后的纖網(wǎng)按反S形路徑通過由S-輥裝置54構(gòu)成的輥隙52。該S-輥裝置54包括一組拖動(dòng)輥56～58。拖動(dòng)輥56～58的周向線速度控制在比加熱輥40～50快的速度，從而沿機(jī)器方向施加了張緊力，使纖網(wǎng)上的切縫張開。在維持張力的同時(shí)，使拉伸后的纖網(wǎng)冷卻，從而將其固定在切縫張開的構(gòu)型。
雖然在給出的范例方法中切縫都是垂直于拉伸方向的，但是切縫長軸與拉伸方向之間的夾角可以在很寬的范圍內(nèi)變化，只要切縫的軸與拉伸的方向基本上不互相平行，以便在纖網(wǎng)拉伸時(shí)使切縫張開形成孔即可。另外，孔的形狀和尺寸可以通過改變張緊力的方向和大小進(jìn)行變更和控制。
無紡纖網(wǎng)中切縫的尺寸和形狀可以通過改變刀片或刀尖的尺寸和形狀在很寬的范圍內(nèi)改變，以形成不同尺寸和形狀的孔，以便適應(yīng)該多孔纖網(wǎng)的不同使用場(chǎng)合和用途。例如，切縫可以是許多直線或弧線。另外，刀片的間距也可以改變，以適應(yīng)對(duì)多孔的纖網(wǎng)不同需要和用途。需要指出的是，當(dāng)希望獲得較大的孔時(shí)，切縫本身可以是小孔，不過，由這種切縫形狀引起的廢料處置和布料浪費(fèi)問題使得這種方法不是特別理想。此外，切縫的排列圖形也可以有很大的變化。例如，切縫可以排列成規(guī)則重復(fù)的、無規(guī)的或不均勻的圖形。圖3～6畫出了適合于本發(fā)明的幾種范例的切縫排列圖。圖3給出了一種不交錯(cuò)的排列圖，圖4給出了一種交錯(cuò)切縫排列，其切縫與切縫之間的水平距離比圖3中排列的距離小。圖5給出了一種其切縫按照不平行的方式排列的切縫排列圖。圖6給出了一種對(duì)稱但不均勻的切縫排列，其中包括兩種不同的切縫尺寸。圖7畫出的是一種可以由圖6的切縫排列得到的張開的網(wǎng)孔排列。
根據(jù)本發(fā)明，這種加熱、切縫的無紡纖網(wǎng)不僅可以經(jīng)受高張緊力以使切縫張開，而且還能進(jìn)一步進(jìn)行拉伸以減少纖網(wǎng)的厚度。因此，本發(fā)明的開孔方法還可以用來控制多孔無紡纖網(wǎng)的厚度。
適用于本發(fā)明的無紡布是粘合熱塑性纖維構(gòu)成的纖網(wǎng)，包括熔融加工纖網(wǎng)，例如紡粘纖網(wǎng)和熔噴纖網(wǎng)；溶液加工纖網(wǎng)，例如溶液噴射纖網(wǎng)；針刺纖網(wǎng)；水力纏結(jié)纖網(wǎng)和梳理的短纖維纖網(wǎng)。這里所使用的“粘合的”一詞指的是含有許許多多纖維間永久性聯(lián)結(jié)點(diǎn)，這些聯(lián)結(jié)點(diǎn)是借助熱粘合、機(jī)械纏結(jié)或粘合劑粘合形成的，它們基本上均勻地分布在該纖網(wǎng)內(nèi)，這樣，就可以經(jīng)得起為張開切縫所施加的張緊力，而不會(huì)把個(gè)別纖維從纖網(wǎng)上拉脫。這里所使用的“紡粘纖網(wǎng)”一詞指的是，將熔融熱塑性聚合物通過紡絲板的許多毛細(xì)孔擠出成連續(xù)絲束而形成的小直徑纖維所構(gòu)成的無紡纖網(wǎng)。擠出的絲束經(jīng)部分冷卻，然后迅速拉伸，或者利用噴射嘴或其他已知的拉伸機(jī)構(gòu)同時(shí)拉伸并冷卻。經(jīng)過拉伸的絲束以無規(guī)、各向同性的方式鋪在成形表面上，成為稀疏纏結(jié)的纖網(wǎng)，該鋪好的纖網(wǎng)隨后進(jìn)行粘合加工賦予其物理整體性和尺寸穩(wěn)定性。適用于紡粘纖網(wǎng)的粘合方法在技術(shù)上是熟知的，包括，用于均聚物紡粘纖網(wǎng)的壓光機(jī)粘合、針刺、水力纏結(jié)、超聲波粘合等方法，以及適用于共軛紡粘纖網(wǎng)的壓光機(jī)粘合、針刺、水力纏結(jié)、超聲波粘合及穿透空氣粘合等方法。紡粘纖網(wǎng)的生產(chǎn)方法公開在，例如Appel等人的美國專利4,340,563和Dorschner等人的3,692,618中。典型地說，紡粘纖維的平均直徑從10微米開始一直到約55微米或更高，雖然比這更細(xì)的紡粘纖維也可以生產(chǎn)。紡粘纖維往往具有比其他熔融加工纖維高的分子取向度，因而其物理強(qiáng)度也比后者高?！笆崂矶汤w維纖網(wǎng)”一詞指的是一種用短纖維制成的無紡纖網(wǎng)。短纖維是采用傳統(tǒng)的短纖維成形方法生產(chǎn)的，它一般地類似于紡粘纖維的成形方法，然后再切成短纖維的長度。這種短纖維隨后經(jīng)過梳理和粘合制成無紡纖網(wǎng)?！叭蹏娎w網(wǎng)”一詞指的是這樣一種纖網(wǎng)，其成形過程是，將熔融熱塑性聚合物經(jīng)過帶有許多細(xì)小、通常為圓形的模板毛細(xì)孔擠出，以熔融絲束或纖維狀態(tài)進(jìn)入高速氣流，該氣流將熔融熱塑性聚合物絲束拉細(xì)或拉伸，使其直徑變小。一般地，熔噴纖維的平均纖維直徑最大為約10微米。在成形以后，纖維被高速氣流夾帶著并沉積在成形表面上，成為由無規(guī)分散的、高度纏結(jié)的熔噴微纖維構(gòu)成的自粘合纖網(wǎng)。這種方法公開在，例如Butin的美國專利3,849,241中?！八p結(jié)纖網(wǎng)”一詞指的是這樣一種由連續(xù)長絲或短纖維構(gòu)成的機(jī)械纏結(jié)的無紡纖網(wǎng)，其中纖維是利用高速水噴嘴或水幕機(jī)械地纏結(jié)起來的。水力纏結(jié)無紡纖網(wǎng)在技術(shù)上是熟知的，例如公開在Evans的美國專利3,494,821中。
適用于本發(fā)明無紡纖網(wǎng)的纖維可以用任何已知的成纖熱塑性聚合物來制作，包括結(jié)晶聚合物、半結(jié)晶聚合物和非結(jié)晶聚合物，而且合適的纖維可以是單組分纖維，也可以是含有由不同的熱塑性聚合物構(gòu)成的兩種或更多種聚合物組分的多組分共軛纖維，或者由不同粘度和/或分子量的某一種熱塑性聚合物構(gòu)成的纖維。合適的熱塑性纖維包括聚烯烴、聚酰胺、聚酯、丙烯酸類聚合物、聚碳酸酯、含氟聚合物、熱塑性彈性體以及上述的共混物和共聚物的纖維。適用于本發(fā)明無紡纖網(wǎng)的聚烯烴包括聚乙烯，例如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯；聚丙烯，例如全同立構(gòu)聚丙烯和間同立構(gòu)聚丙烯；聚丁烯，例如聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，例如聚(2-戊烯)和聚(4-甲基-1-戊烯)；聚醋酸乙烯；聚氯乙烯；聚苯乙烯；和上述的共聚物，例如乙丙共聚物；以及上述的共混物。上述之中，較好的聚烯烴是聚丙烯、聚乙烯及其共聚物；尤其是全同立構(gòu)聚丙烯、間同立構(gòu)聚丙烯、高密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯。合適的聚酰胺包括尼龍6、尼龍66、尼龍10、尼龍46、尼龍1010、尼龍12以及親水性聚酰胺共聚物，例如己內(nèi)酰胺與氧化烯，如與氧化乙烯的共聚物及己二酰己二胺與氧化烯的共聚物，以及上述的共混物和共聚物。合適的聚酯包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚對(duì)苯二甲酸亞環(huán)己基二亞甲基酯及其共混物和共聚物。適合于本發(fā)明的丙烯酸類聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸、聚乙烯甲基丙烯酸、聚乙烯丙烯酸甲酯、聚乙烯丙烯酸乙酯、聚乙烯丙烯酸丁酯及其共混物。
本發(fā)明的無紡纖網(wǎng)可另外含有少量的其他纖維，例如天然纖維、填料纖維、增量纖維等，以及粒料，例如吸收劑、祛臭劑、炭黑、粘土、滅菌劑等。
本發(fā)明的多孔無紡纖網(wǎng)，由于能夠控制以制成帶有不同尺寸和形狀的非熔結(jié)網(wǎng)眼的纖網(wǎng)，作為用即棄制品的多孔層尤其有用。該多孔無紡纖網(wǎng)特別適合作為與使用者皮膚接觸的可透液層，因?yàn)樵摱嗫谉o紡纖網(wǎng)不含有會(huì)給纖網(wǎng)帶來粗糙和銳利組織并妨礙流體流動(dòng)的熔結(jié)邊緣。該多孔無紡纖網(wǎng)可以采用任何技術(shù)上已知的合適方法與一種無紡纖網(wǎng)或一種薄膜進(jìn)行層合，制成復(fù)合物，這種復(fù)合物作為吸收性制品，例如尿布，極為有用。另一種方案是，適用于本發(fā)明的無紡纖網(wǎng)可以先同其他的層，例如薄膜或無紡纖網(wǎng)層，層合為復(fù)合物，然后再進(jìn)行本發(fā)明的切縫開孔加工。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，該開孔方法提供了不需經(jīng)歷先有技術(shù)那樣的復(fù)雜和困難的步驟就能獲得尺寸和形狀基本上均勻的網(wǎng)眼，除非希望獲得不均勻的網(wǎng)眼，而這時(shí)可按照使用非均一尺寸刀片的切縫排列方案來獲得。
給出下面的實(shí)例，目的在于說明，不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)例實(shí)例1用線型低密度聚乙烯和聚丙烯雙組分共軛纖維制作了3.0盎司/平方碼(osy)的共軛纖維纖網(wǎng)。該纖維具有圓形的并列構(gòu)造，這二組分聚合物的重量比為1∶1。該雙組分纖網(wǎng)的制作方法公開在Kimberly-Clark公司的歐洲專利申請(qǐng)0 586 924，該公開的全文內(nèi)容作為參考，收入本文。該雙組分紡絲模板的紡絲孔直徑為0.6毫米，L/D比值為6∶1。由道化學(xué)公司提供的線型低密度聚乙烯(LLDPE)，Aspun 6811A，與2wt％的含有50wt％二氧化鈦及50wt％聚丙烯的二氧化鈦母料共混，混合物被喂入第一單螺桿擠出機(jī)。由?？松咎峁┑木郾㏄D3445與2％上述的二氧化鈦母料共混，混合物被喂入第二單螺桿擠出機(jī)。進(jìn)入紡絲模板的聚合物熔體溫度保持在450°F，紡絲孔的排出量為0.5克/孔/分。從紡絲模板出來的雙組分纖維，用流量為45標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分/英寸紡絲板寬度、溫度為65°F的空氣流驟冷。該驟冷空氣的吹入位置在紡絲板以下約5英寸。驟冷后的纖維在吸絲單元內(nèi)采用加熱到約350°F、流量為約19立方英尺/分/英寸寬度的空氣流牽伸。隨后，該牽伸、高度卷曲的纖維在真空氣流的幫助下沉積在一個(gè)多孔成形表面上，成為未粘合纖網(wǎng)。該未粘合纖網(wǎng)通過穿透空氣式粘合機(jī)進(jìn)行粘合。該粘合機(jī)用溫度為約270°F、流速為約200英尺/分的加熱空氣流處理纖網(wǎng)。
該粘合纖網(wǎng)經(jīng)冷卻，隨后用旋轉(zhuǎn)模具切縫，其切縫排列圖形如圖4所示。該旋轉(zhuǎn)模具帶有規(guī)則地徑向安裝的刀片，這些刀片構(gòu)成3英寸寬的切縫圖形，其中每一切縫的長度為3/8英寸，相鄰切縫之間的豎向距離為1/4英寸，兩列切縫之間的水平距離為1/8英寸。該切了縫的纖網(wǎng)沿著垂直于切縫長度的方向進(jìn)行拉伸，直至該切縫圖形達(dá)到6.625英寸。該拉伸后的纖網(wǎng)被牢固地夾緊在鋁制框上，然后放在保持在212°F的對(duì)流爐子之中達(dá)30秒鐘，以便使張開的孔固定下來。將多孔纖網(wǎng)從爐子中取出并冷卻至室溫。
該冷卻的多孔纖網(wǎng)帶有永久性張開、自保持、大小基本一致的園孔，這些孔的直徑約為0.31英寸。該多孔纖網(wǎng)顯示出柔軟、布料般的質(zhì)地，其網(wǎng)眼不含有任何熔融熔結(jié)邊緣。
實(shí)例2按照大致如實(shí)例1中所描述的程序制作了一種0.6osy的未粘合雙組分纖網(wǎng)，不同之處在于供給吸絲單元的纖維牽伸空氣是環(huán)境溫度的空氣。該纖網(wǎng)在穿過由壓花輥和超聲焊接光輥構(gòu)成的輥隙之間時(shí)完成了點(diǎn)粘合。該壓花輥帶有規(guī)則間距的長方形粘合點(diǎn)，粘合點(diǎn)分布密度為約每平方厘米34個(gè)點(diǎn)。這兩個(gè)輥都被加熱到約305°F，加在纖網(wǎng)上的壓力為約500磅/線英寸寬。
該粘合纖網(wǎng)的切縫和熱處理與實(shí)例1大致相同，只是該切縫纖網(wǎng)的3英寸切縫圖形被拉伸到5.375英寸，拉伸纖網(wǎng)的熱處理時(shí)間為10秒鐘。
冷卻后的多孔纖網(wǎng)帶有0.31英寸長、0.22英寸寬、尺寸大致一致的橢圓形永久性張開的孔。同樣，該多孔纖網(wǎng)顯示出柔軟、布料般的質(zhì)地，其網(wǎng)眼不含有任何熔融熔結(jié)邊緣。
實(shí)例3在實(shí)例2的0.6osy粘合無紡纖網(wǎng)上面擠出貼合上一層LLDPE，Aspun 6811A，形成了一種薄膜層合物。該薄膜層的厚度為約0.6密耳。
用沖模在該層合物上切縫，沖模的刀片的排列與實(shí)例1中的旋轉(zhuǎn)模相似。該沖模帶有一英寸寬的、規(guī)則重復(fù)的切縫排列圖形，其中每一切縫的長度為1/8英寸，相鄰二切縫之間的豎向距離為1/8英寸，兩列切縫之間的水平距離為1/8英寸。切了縫的纖網(wǎng)沿著垂直于切縫長度的方向進(jìn)行拉伸，直至該切縫圖形達(dá)到1.24英寸。拉伸后的纖網(wǎng)按照實(shí)例2一樣地進(jìn)行熱處理。
該多孔層合物帶有自持的橢圓形孔，該孔的長度為約0.13英寸，寬度為約0.03英寸。
實(shí)例4用Hercules公司提供的2.8旦聚丙烯短纖維制備了一種1osy的點(diǎn)粘合梳理纖網(wǎng)。纖維在多孔成形網(wǎng)上進(jìn)行了梳理，然后按照實(shí)例1中敘述的程序進(jìn)行粘合。粘合、梳理后的纖網(wǎng)采用類似于實(shí)例3的沖模進(jìn)行切縫。沖模帶有3英寸寬的切縫排列圖形，其中每一刀片的長度為3/8英寸，相鄰二切縫之間的豎向距離為1/4英寸。將切了縫的纖網(wǎng)拉伸，直至該切縫圖形的寬度達(dá)到4英寸，然后按照實(shí)例1那樣對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行熱處理。
該熱處理后的纖網(wǎng)帶有約0.34英寸長、約0.08英寸寬的橢圓形永久性張開的孔。
實(shí)例5制備了一種1osy的點(diǎn)粘合梳理纖網(wǎng)，它含有50wt％聚丙烯短纖維和50wt％聚對(duì)苯二甲酸乙二酯短纖維。該聚丙烯纖維是2.8旦的纖維，由Hercules公司提供，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維是6旦的纖維，由HoechstCelanese公司提供。仿照實(shí)例4制備了粘合纖網(wǎng)，將其切縫并熱處理，不同的是將切縫纖網(wǎng)拉伸，直至切縫圖形達(dá)到5.4375英寸，以及拉伸纖網(wǎng)在250°F之下熱處理15秒鐘。
經(jīng)熱處理并冷卻后的纖網(wǎng)中的孔，同樣，是長約0.34英寸、寬約0.19英寸、尺寸大致相同的橢圓形孔。
對(duì)比例1
按照實(shí)例1制備了一種對(duì)比試樣。但是，將該切縫纖網(wǎng)的3英寸切縫圖形拉伸到約7英寸。隨后，去掉拉伸張緊力并將纖網(wǎng)放在周圍的環(huán)境中。
張力剛一解除，張開的7英寸開孔圖形立即收攏為大約4.75英寸。10分鐘以后，開孔區(qū)圖形進(jìn)一步松弛為3.75英寸，每個(gè)孔變?yōu)殚L約0.34英寸、寬約0.06英寸的橢圓形。這些被拉開的孔持續(xù)地松弛，在24小時(shí)之內(nèi)幾乎完全合上了。
本發(fā)明的開孔方法是一種不復(fù)雜而且靈活的方法，能用來在粘合無紡纖網(wǎng)上開出能自持的孔而不會(huì)對(duì)該纖網(wǎng)的質(zhì)地性能產(chǎn)生有害的影響。此外，該開孔方法是一種靈活的方法，能容易地改變纖網(wǎng)上開孔圖案的尺寸和形狀，從而適應(yīng)對(duì)多孔無紡纖網(wǎng)的各種不同用途的需要。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)熱塑性聚合物的多孔無紡纖網(wǎng)的方法，包括如下步驟按照預(yù)定的圖案在粘合無紡纖網(wǎng)上切縫，將所述纖網(wǎng)加熱到介于所述熱塑性聚合物軟化點(diǎn)和液態(tài)含量為5％的大致初始熔融點(diǎn)之間的溫度，沿所述無紡纖網(wǎng)的至少一個(gè)平面方向?qū)⑺隼w網(wǎng)拉伸，以形成網(wǎng)眼，然后在保持張力的情況下將開孔纖網(wǎng)冷卻，其中所述開孔方法既形成了所述的網(wǎng)眼又不使所述網(wǎng)眼邊緣處的纖維發(fā)生熔融熔結(jié)。
2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述熱塑性聚合物選自聚烯烴、聚酰胺、聚酯、丙烯酸類聚合物、聚碳酸酯、含氟聚合物、熱塑性彈性體以及上述的共混物和共聚物。
3.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述熱塑性聚合物是聚烯烴聚合物。
4.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述無紡纖網(wǎng)是用多組分共軛纖維制作的。
5.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述切縫的無紡纖網(wǎng)是采用選自爐子加熱、紅外加熱、傳導(dǎo)加熱和穿透空氣加熱等加熱方法加熱的。
6.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述切縫的無紡纖網(wǎng)是采用穿透空氣加熱的方法加熱的。
7.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述預(yù)定的切縫圖案是由線型的切縫按規(guī)則的間距重復(fù)排列構(gòu)成的圖案。
8.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述預(yù)定的切縫圖案是采用包括切縫輥和墊輥的切縫輥組件實(shí)現(xiàn)的。
9.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述多孔纖網(wǎng)經(jīng)受進(jìn)一步的拉伸，以便降低所述纖網(wǎng)的厚度。
10.權(quán)利要求1的生產(chǎn)多孔無紡纖網(wǎng)的方法，其中所述拉伸步驟在加熱步驟之前進(jìn)行。
11.一種包含熱塑性聚合物的多孔粘合無紡纖網(wǎng)，所述無紡纖網(wǎng)帶有許多自持的孔，其中所述無紡纖網(wǎng)的纖維在所述孔的邊緣處基本上沒有發(fā)生熔融熔結(jié)，而且所述孔是受拉而張開的孔。
12.權(quán)利要求11的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述熱塑性聚合物選自聚烯烴、聚酰胺、聚酯、丙烯酸類聚合物、聚碳酸酯、含氟聚合物、熱塑性彈性體以及上述的共混物和共聚物。
13.權(quán)利要求11的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述熱塑性聚合物是聚烯烴聚合物。
14.權(quán)利要求11的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述無紡纖網(wǎng)是用多組分共軛纖維制作的。
15.權(quán)利要求1的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述纖網(wǎng)帶有按規(guī)則的間距重復(fù)排列的孔構(gòu)成的開孔圖案。
16.權(quán)利要求1的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述纖網(wǎng)帶有按不規(guī)則間距排列的孔構(gòu)成的開孔圖案。
17.權(quán)利要求1的多孔無紡纖網(wǎng)，其中所述纖網(wǎng)帶有包括不同長度和形狀切縫的開孔圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用粘合熱塑性聚合物纖網(wǎng)制成的多孔無紡纖網(wǎng)。該多孔無紡纖網(wǎng)帶有許多基本上沒有熔融-熔結(jié)邊緣、特征是被拉開的自持孔。本發(fā)明還提供生產(chǎn)這種多孔無紡纖網(wǎng)的方法。
文檔編號(hào)D04H1/54GK1154149SQ95194042
公開日1997年7月9日 申請(qǐng)日期1995年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月20日
發(fā)明者R·L·利維, H·L·格里斯貝克三世, J·S·舒爾茲, L·D·L·M·B·布朗恩 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克公司