專利名稱：含有帶狀纖維材料的織物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共軛纖維材料，從此類材料形成的織物及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般都知道，最大限度減少構(gòu)成各種各樣織物的熱塑性初生絲中所含的原材料數(shù)量，在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上都是理想的。一般地說(shuō)，原材料越少，形成的織物定重就越低，這既降低了成本，也節(jié)約了資源。
與很多普通織造織物和非織造織物相聯(lián)系的一個(gè)問(wèn)題是，難以最大限度提高織物覆蓋或充當(dāng)遮斷或屏蔽層的能力，同時(shí)保持理想的透氣性或滲透性。例如，對(duì)于氣體和/或蒸氣(如水蒸氣)來(lái)說(shuō)，理想的是能自由通過(guò)或擴(kuò)散過(guò)一種織物，即使該織物所起的作用實(shí)質(zhì)上是遮斷或屏蔽液體(如小液滴)和/或電磁輻射(如可見(jiàn)光或紫外光)，使之不能到達(dá)該織物所覆蓋的物體。
一個(gè)同等重要的問(wèn)題是，從初生絲和/或纖維制成的很多織物有不能令人滿意的觸感性能。例如，含有大量通常從經(jīng)濟(jì)、可再循環(huán)的聚合物如聚丙烯、聚乙烯等熔體紡制的長(zhǎng)絲和/或纖維的織物，往往會(huì)有光滑、不變形的表面和/或相當(dāng)大的直徑。這些長(zhǎng)絲和/或纖維會(huì)有一種“蠟狀”或滑的感覺(jué)，這可能被認(rèn)為是不理想的。此類織物的很多用途之所以受阻，是由于它們不能被認(rèn)為是相對(duì)“布狀”的(例如，在觸感上不是滑的或“蠟狀”的)。
由含有單一材料或材料共混物的長(zhǎng)絲和/或纖維(如基本上單一組分的長(zhǎng)絲和/或纖維)構(gòu)成的織物，已有人對(duì)其進(jìn)行了熱壓延，以提高該織物的覆蓋性能或抗?jié)B性。不幸的是，所得到的織物有“紙狀”特征(即硬挺，且撓曲時(shí)有“噪音”或發(fā)出聲音)。此類織物顯示出不良的懸垂性、柔順性、甚至透氣性。這一般都?xì)w因于熱壓延操作期間該織物個(gè)別組成部分(如長(zhǎng)絲和/或纖維)熔融、粘結(jié)和/或熔接在一起。
已經(jīng)有人做了嘗試，以通過(guò)在整個(gè)長(zhǎng)絲/纖維中或鞘芯共軛長(zhǎng)絲和/或纖維的鞘中摻入一種發(fā)泡劑(expanding agent)來(lái)減少一些長(zhǎng)絲和/或纖維的滑感或“蠟”感。這樣的材料已被轉(zhuǎn)化成旨在具有“布樣”觸感性能的織物。然而，這些材料并沒(méi)有解決降低織物定重和提高織物的覆蓋能力或屏蔽能力等重要問(wèn)題。
雖然這些嘗試對(duì)于那些從事織物和/或長(zhǎng)絲(即長(zhǎng)絲和/或纖維)制造的人來(lái)說(shuō)可能是有益的，但它們沒(méi)有滿足這樣一種需要在達(dá)到令人滿意的織物柔軟性、懸垂性和揉曲性水平的同時(shí)，最大限度減少構(gòu)成各種各樣織物的熱塑性初生絲中所含的原材料數(shù)量。
例如，需要一種可從能滿足這些要求的不昂貴原材料(如聚丙烯、聚乙烯等)制造的織物。也需要這樣一種織物，它最大限度減少了織物中所含原材料的數(shù)量，同時(shí)達(dá)到了令人滿意的織物柔軟性、懸垂性和揉曲性水平，以及可接受的覆蓋和/或阻擋液體和/或電磁輻射(如可見(jiàn)光和紫外光)的水平。此外，還需要一種從相對(duì)不昂貴的原材料制成、能滿足這些要求、也有“布樣”觸感性能和/或能提供可接受滲透水平或透氣水平的織物。進(jìn)而，還需要一種實(shí)用工藝來(lái)生產(chǎn)這樣一種材料，該工藝是相對(duì)簡(jiǎn)單的，而且能適應(yīng)現(xiàn)代高速制造工藝。
滿足這些需要是重要的，因?yàn)樵诮?jīng)濟(jì)上和環(huán)境上都理想的是減少織物和/或長(zhǎng)絲/纖維中使用的原材料數(shù)量，而且還要提供有更高覆蓋、遮斷和/或屏蔽性能的織物。在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上也都理想的是產(chǎn)生這樣一種織物，同時(shí)也提供令人滿意的滲透性、透氣性、揉曲性和/或懸垂性水平。
定義本文中使用的術(shù)語(yǔ)“紡粘織物”，系指一種有小直徑纖維和/或長(zhǎng)絲的織物，這些纖維和/或長(zhǎng)絲是通過(guò)使一種熔融熱塑性材料從一塊噴絲板上的一批微細(xì)、通常圓形的毛細(xì)管擠壓成為長(zhǎng)絲，然后諸如利用非離析性或離析性流體牽引或其它眾所周知的紡粘機(jī)制使所擠出長(zhǎng)絲的直徑迅速縮小而形成的。紡粘非織造織物的生產(chǎn)在一些專利中有說(shuō)明，例如，Appe1等人美國(guó)專利No.4,340,563；Dorschner等人美國(guó)專利No.3,692,618；Kinney美國(guó)專利No.3,338,992；和No.3,341,394；Levy美國(guó)專利No.3,276,944；Peterson美國(guó)專利No.3,502,538；Hartman美國(guó)專利No.3,502,763；Dobo等人美國(guó)專利No.3,542,615；和Harmon加大拿專利No.803,714。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“熔噴纖維”，系指使一種熔融熱塑性材料通過(guò)一批微細(xì)、通常圓形的紡絲板毛細(xì)孔以熔融線或長(zhǎng)絲形式擠壓進(jìn)入一股能使熔融熱塑性材料長(zhǎng)絲變細(xì)以縮小其直徑且可達(dá)到微纖維直徑的高速氣(如空氣)流中而形成的纖維。然后，這些熔噴纖維由該高速氣流攜帶并沉積在一個(gè)收集表面上，形成一種無(wú)規(guī)分配熔噴纖維網(wǎng)。這種熔噴工藝是眾所周知的，在各種專利和出版物中有描述，其中包括V.A.Wendt、E.L.Boone和C.D.Fluharty的NRL報(bào)告4364“超細(xì)有機(jī)纖維的制造”；K.D.Lawrence、R.T.Lukas和J.A.Young的NRL報(bào)告5265“改進(jìn)的超細(xì)熱塑性纖維成形裝置”；和1974年11月19日頒布的Buntin等人美國(guó)專利No.3,849,241。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“微纖維”系指平均直徑不大于約100μm，例如直徑為約0.5μm～約50μm的小直徑纖維，更具體地說(shuō)，微纖維的平均直徑也可以是約1μm～約20μm。平均直徑為約3μm或以下的微纖維通常稱為超細(xì)微纖維。超細(xì)微纖維制作工藝實(shí)例的描述可參閱諸如題為“有改善遮斷性能的非織造織物”的美國(guó)專利No.5,213,881和No.5,271,883，其全文列為本文參考文獻(xiàn)。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“熱塑性材料”系指一種受熱時(shí)變軟而當(dāng)冷卻到室溫時(shí)又回到相對(duì)硬化狀態(tài)的聚合物。顯示這種行為的天然物質(zhì)是生膠和各種蠟。其它熱塑性材料的實(shí)例包括但不限于聚氯乙烯、聚酯、尼龍、聚氟烴、聚乙烯(包括線型低密度聚乙烯)、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、己內(nèi)酰胺類、纖維素樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“織物”，系指一種既可以是織造材料、針織材料、非織造材料也可以是其組合的材料。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“非織造織物”和“非織造纖維網(wǎng)”，系指一種有相互鋪置但并非呈可識(shí)別重復(fù)方式的個(gè)體纖維或長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)的織物或纖維網(wǎng)。非織造織物過(guò)去一直是用本門技術(shù)熟練人員已知的各種各樣工藝?yán)缛蹏姽に嚒⒓徴彻に?、粘結(jié)梳理纖維網(wǎng)工藝等形成的。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“共軛初生絲”，系指由一種基本上或完全被鞘包裹的芯部分組成的長(zhǎng)絲和/或纖維。一般來(lái)說(shuō)，芯部分和鞘部分由不同聚合物形成，而且是用諸如熔體紡絲工藝等工藝紡制的。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“軟化點(diǎn)”，系指一種大體上熱塑性聚合物的熔體轉(zhuǎn)變附近的一個(gè)溫度。軟化點(diǎn)出現(xiàn)在一個(gè)低于熔體轉(zhuǎn)變的溫度，對(duì)應(yīng)于一種聚合物結(jié)構(gòu)相變和/或改變達(dá)到足以用相對(duì)低水平的力(即相對(duì)于該軟化點(diǎn)以下的溫度)就能使該聚合物相對(duì)持久形變的程度。一般來(lái)說(shuō)，在軟化點(diǎn)以下的溫度，聚合物的內(nèi)部分子排列往往是相對(duì)固定的。在這樣的條件下，很多聚合物難以持久形變或再成形，盡管少數(shù)聚合物例如某些彈性體聚合物可以暫時(shí)性(但不持久)形變(如拉伸、成齒、回彈等)。在軟化點(diǎn)左右，聚合物的流動(dòng)能力提高，因而它能持久形變。一般來(lái)說(shuō)，聚合物的軟化點(diǎn)等于或大約等于基本上按照ASTM D 1525-91測(cè)定的維卡(Vicat)軟化溫度。即，軟化點(diǎn)一般低于聚合物的熔體轉(zhuǎn)變左右，且一般約為或大于聚合物的維卡軟化溫度。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“低軟化點(diǎn)組分”，系指包含共軛初生絲一個(gè)要素(即鞘或芯)的一種或多種熱塑性聚合物，其軟化點(diǎn)低于包含同一共軛初生絲的至少一個(gè)不同要素的一種或多種聚合物(即高軟化點(diǎn)組分)，使得低軟化點(diǎn)組分在其軟化點(diǎn)或附近時(shí)可以是基本上可延展或易于形變，而包含同一共軛初生絲的至少一個(gè)不同要素的一種或多種聚合物在相同條件下仍相對(duì)難以持久形變或再成形。例如，該低軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)可以比該高軟化點(diǎn)組分低至少約50℃。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“高軟化點(diǎn)組分”，系指包含共軛初生絲一個(gè)要素(即鞘或芯)的一種或多種聚合物，其軟化點(diǎn)高于包含同一共軛初生絲的至少一個(gè)不同要素的一種或多種聚合物(即低軟化點(diǎn)組分)，使得該高軟化點(diǎn)組分當(dāng)處于包含同一共軛初生絲的至少一個(gè)不同要素的一種或多種聚合物(即低軟化點(diǎn)組分)基本上可延展的溫度(即在其軟化點(diǎn)左右)時(shí)仍然相對(duì)不可形變或不可成形。例如，高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)可以比該低軟化點(diǎn)組分高至少約50℃。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“持久形變”，系指一種已被加熱到易于延展、成形和形變的狀態(tài)的柔軟材料例如熱塑性聚合物的一種耐久、長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)或基本上永久的形變。例如，對(duì)一種已被加熱到聚合物軟化點(diǎn)左右且具有大體上圓形橫截面的熱塑性聚合物長(zhǎng)絲/纖維施加足夠的扁平化力，將使該長(zhǎng)絲/纖維持久形變成一種扁平構(gòu)型，尤其若使該長(zhǎng)絲/纖維能以這種扁平構(gòu)型冷卻。如果在低得多的溫度(如室溫)對(duì)該長(zhǎng)絲/纖維施加大體上相同的扁平化力，則該長(zhǎng)絲/纖維可能形變，但在該扁平化力撤除之后一般會(huì)恢復(fù)其原來(lái)圓形橫截面構(gòu)型的至少一部分或大部分。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“覆蓋”、“覆蓋率”或“表面積覆蓋率”，系指用普通分析性影像分析技術(shù)測(cè)定的、織物的密閉面積百分率。一般來(lái)說(shuō)，密閉面積百分率表示為100-(開(kāi)孔面積百分率)。開(kāi)孔面積百分率是從制作得使之在開(kāi)孔區(qū)與密閉區(qū)之間有高水平反差的樣品影像測(cè)定的。這樣一種影像的產(chǎn)生將取決于諸多變量，例如光源與放置方式、樣品的定重和/或質(zhì)地。普通影像分析儀的閾限典型地調(diào)節(jié)到半黑，再測(cè)定開(kāi)孔面積百分率。所產(chǎn)生的影像可以用可從伊利諾伊州迪爾菲爾德市Leica公司買到的Cambridge Quantimet-10影像分析儀等設(shè)備處理。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)“基本組成”，不排除對(duì)一給定組合物或產(chǎn)品的預(yù)期特征無(wú)顯著影響的附加材料的存在。此類材料的實(shí)例可包括但不限于顏料、功能化添加劑、填料、抗氧劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、蠟、流動(dòng)促進(jìn)劑、顆粒物、或?yàn)樘岣呓M合物的可加工性或性能而添加的材料。
發(fā)明概要本發(fā)明針對(duì)上述需要，提供一種由帶狀共軛初生絲的纖維基體組成的柔軟織物的一種制作方法。該方法包括下列步驟1)提供一種由以間隔粘結(jié)位置粘結(jié)的個(gè)體初生絲組成的纖維基體，這些絲本身的組成為(i)由至少一種低熔點(diǎn)熱塑性組分形成的芯，和(ii)由至少一種高軟化點(diǎn)組分形成的鞘；和2)對(duì)該纖維基體施加一種扁平化力，使個(gè)體初生絲的芯持久形變，成為一種寬度大于其高度的帶狀構(gòu)型，從而使得(i)這些個(gè)體初生絲在該間隔粘結(jié)位置之間基本上不附著，和(ii)個(gè)體初生絲的寬度基本上在該織物的平面方向上取向。
按照本發(fā)明的方法，該纖維基體在施加該扁平化力期間一般處于該低熔點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度，使得該低熔點(diǎn)熱塑性組分變得可延展(即能通過(guò)施加扁平化力而持久形變)。該扁平化力是通過(guò)一種壓延輥裝置(如壓力輥裝置)施加的。理想的是，該壓延輥裝置是一種加熱的壓延輥裝置(如加熱的壓力輥裝置)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分大部分的軟化點(diǎn)可以比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約50℃。例如，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)可以比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約70℃。
在本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案中.該纖維基體可以在施加扁平化力之后用機(jī)械法軟化。機(jī)械軟化可以用各種技術(shù)進(jìn)行，包括但不限于相互嚙合槽輥、相互嚙合花樣輥、液體射流和氣體射流。液體射流可以是高壓水射流。氣體射流可以是高壓空氣射流。
按照本發(fā)明的方法，該扁平化力可以用來(lái)使個(gè)體初生絲持久形變到寬/高比大于約2∶1。例如，可以使個(gè)體初生絲持久形變到寬/高比大于約3∶1。
本發(fā)明涵蓋一種由在間隔粘結(jié)位置上結(jié)合的帶狀共軛初生絲的纖維基體組成的柔軟織物。這些初生絲本身的組成為1)由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分形成的、其寬度大于其高度的一種帶狀芯；和2)由至少一種高軟化點(diǎn)組分形成的一種鞘，這種鞘大體上包住這種芯；從而使個(gè)體初生絲(i)在間隔粘結(jié)位置之間基本上不附著，和(ii)其寬度的取向大體上在該織物的平面方向上。
一般地說(shuō)，該共軛絲可以含有約1～約50％(重量)高軟化點(diǎn)組分和約50～99％(重量)低軟化點(diǎn)熱塑性組分。例如，該共軛絲可以含有約1～約30％(重量)高軟化點(diǎn)組分和約70～約99％(重量)低軟化點(diǎn)熱塑性組分。又例如，該共軛絲可以含有約5～約30％(重量)高軟化點(diǎn)組分和約70～約95％(重量)低軟化點(diǎn)熱塑性組分。高軟化點(diǎn)組分可以是諸如聚酯、聚酰胺和/或高軟化點(diǎn)聚烯烴。低軟化點(diǎn)熱塑性組分可以是諸如低軟化點(diǎn)聚烯烴、低軟化點(diǎn)彈性體嵌段共聚物及其共混物。
該柔軟織物可以進(jìn)一步包括一種或多種摻入該纖維基體中的次要材料，例如纖維和/或顆粒物。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，個(gè)體絲的鞘組分可以包括遍及鞘表面至少一部分的糙度分布(隆起、裂隙、微原纖、孔穴等)。在本發(fā)明的另一方面，鞘可以包括遍及鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片。在本發(fā)明的又一個(gè)方面，鞘可以同時(shí)包括多個(gè)葉片和遍及鞘表面至少一部分(如葉片)的糙度分布(隆起、微原纖、孔穴等)。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，柔軟織物可以提供比一種有基本上圓形橫截面的長(zhǎng)絲的相同未處理織物(即不按本發(fā)明的方法進(jìn)行處理)大至少約10％的表面積覆蓋率。例如，該柔軟織物可以提供比一種有基本上圓形橫截面的長(zhǎng)絲的相同未處理織物大至少約50％的表面積覆蓋率。另一個(gè)實(shí)例是，該柔軟織物可以提供比一種有基本上圓形橫截面的長(zhǎng)絲的相同未處理織物大至少約100％的表面積覆蓋率。又例如，該柔軟織物可以提供比一種有基本上圓形橫截面的長(zhǎng)絲的相同未處理織物大至少約300％的表面積覆蓋率。
該纖維基體可以是諸如一種或多種織造織物、針織織物和/或非織造織物。這些織物可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。理想的是，該纖維基體是共軛紡粘絲的一種非織造纖維網(wǎng)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，該帶狀共軛初生絲可以包含能反射紫外波長(zhǎng)輻射、吸收紫外波長(zhǎng)輻射、阻滯或抑制光降解、吸收濕氣、吸附臭氣和/或能抗微生物的物質(zhì)。
本發(fā)明也涵蓋帶狀共軛初生絲的一種制造方法。該方法包括下列步驟1)在擠壓條件下分別向鞘-芯型共軛紡絲板的芯部分和鞘部分提供至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性芯組分和至少一種高軟化點(diǎn)鞘組分；2)把這些組分?jǐn)D壓成共軛絲，每根共軛絲都有一個(gè)由至少一種高軟化點(diǎn)組分組成的鞘基本上包住一個(gè)由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分組成的芯；3)在紡絲板下游使擠出的共軛絲驟冷；4)使這些擠出的共軛絲邊驟冷邊牽引，從而達(dá)到平均絲直徑范圍為約0.5～約100μm；和5)在低軟化點(diǎn)組分處于其軟化點(diǎn)附近的溫度時(shí)施加一種扁平化力，使各單絲的芯持久形變，成為帶狀構(gòu)型，使得一大部分單絲的寬度/高度比大于約2∶1。
按照本發(fā)明的這種方法，在這些組分?jǐn)D壓時(shí)，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的粘度可大于或近似于鞘中高軟化點(diǎn)組分的粘度。
理想的是，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分大部分的軟化點(diǎn)可以比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約50℃。
一般地說(shuō)，在施加扁平化力期間，單絲處于低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。扁平化力可以用壓延輥裝置(如壓力輥裝置)施加。理想的是，該壓延輥裝置是一種加熱壓延輥裝置(如加熱壓力輥裝置)。
本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步包括在擠壓之前向高熔點(diǎn)鞘組分中引進(jìn)一種發(fā)泡劑的步驟，使得在擠壓時(shí)該發(fā)泡劑發(fā)泡而產(chǎn)生一種變形(textured)鞘。本發(fā)明的另一方面，是使用一種多葉片(multi-lobal)鞘-芯型共軛紡絲板把這些組分?jǐn)D壓成共軛絲，使得在鞘上產(chǎn)生多葉片。本發(fā)明的又一方面，是在通過(guò)多葉片鞘-芯型共軛紡絲板擠壓之前向高熔點(diǎn)鞘組分中引進(jìn)一種發(fā)泡劑，使得在擠壓時(shí)該發(fā)泡劑發(fā)泡而產(chǎn)生一種有多葉片的變形鞘。
本發(fā)明進(jìn)一步涵蓋帶狀共軛初生絲，其組成為1)約50～約99％(重量)一種形成帶狀芯的低軟化點(diǎn)熱塑性組分；和2)約1～約50％(重量)一種形成基本上包住該芯的鞘的高軟化點(diǎn)組分；其中這些絲已被持久地扁平化到寬度/高度比大于約2∶1。例如，這些絲的組成可以是約70～約99％(重量)一種形成芯的低軟化點(diǎn)熱塑性組分，和約1～約30％(重量)一種形成鞘的高軟化點(diǎn)組分。
按照本發(fā)明，高軟化點(diǎn)組分可以是諸如一種或多種聚酯、聚酰胺、高軟化點(diǎn)聚烯烴及其共混物。低軟化點(diǎn)熱塑性組分可以是諸如一種或多種低軟化點(diǎn)聚烯烴、低軟化點(diǎn)彈性體嵌段共聚物及其共混物。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，共軛絲的鞘組分可以包括遍及該鞘表面至少一部分的糙度分布(隆起、裂隙、微原纖、孔穴等)。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方案中，共軛絲的鞘部分可以包括遍及該鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片。在本發(fā)明的又一種實(shí)施方案中，共軛絲的鞘部分可以包括遍及鞘表面至少一部分的糙度以及多個(gè)葉片。理想的是，這些共軛絲可以是共軛紡粘絲。
按照本發(fā)明，這些絲可以包含能反射紫外波長(zhǎng)輻射、吸收紫外波長(zhǎng)輻射、阻滯光降解、吸收濕氣、吸附臭氣和/或能抗微生物的物質(zhì)。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是一種由帶狀共軛初生絲纖維基體組成的柔軟織物的生產(chǎn)方法實(shí)例說(shuō)明。
圖2是帶狀共軛初生絲的生產(chǎn)方法實(shí)例說(shuō)明。
圖3是一種有大體上圓形構(gòu)型的變形共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖4是一種有大體上帶狀構(gòu)型的變形共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖5是一種包含有大體上圓形構(gòu)型的個(gè)體共軛絲的織物實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖6是一種包含有大體上帶狀構(gòu)型的個(gè)體共軛絲的織物實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖7是一種有大體上圓形構(gòu)型的多葉片共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖8是一種有大體上帶狀構(gòu)型的多葉片共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖9是一種有大體上圓形構(gòu)型的多葉片變形共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
圖10是一種有大體上帶狀構(gòu)型的多葉片變形共軛絲實(shí)例的橫截面剖視圖。
發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及一種由帶狀共軛初生絲纖維基體組成的柔軟織物的制作方法，以及這些織物和長(zhǎng)絲本身。雖然本發(fā)明將結(jié)合所希望或較好的實(shí)施方案來(lái)描述，但要理解的是，其目的不是要把本發(fā)明局限于這些實(shí)施方案。
現(xiàn)在參照附圖的圖1，1O說(shuō)明的是一種柔軟織物的生產(chǎn)方法實(shí)例。一臺(tái)常用織物形成機(jī)用于形成一種由多數(shù)基本上連續(xù)共軛絲的纖維基體組成的紡粘織物(即紡粘纖維網(wǎng))。這臺(tái)織物形成機(jī)包括一個(gè)共軛紡粘絲站12(簡(jiǎn)稱“紡粘站12”)，該站有第一供料容器14，用以保障可擠壓芯聚合物16的供應(yīng)。芯聚合物16是一種表征為低軟化點(diǎn)熱塑性材料的聚合物(例如，一種或多種低軟化點(diǎn)聚烯烴，低軟化點(diǎn)彈性體嵌段共聚物，及其共混物)。
用以保障可擠壓鞘聚合物20的供應(yīng)的第二供料容器18也是紡粘站12的組成部分。鞘聚合物20是一種表征為高軟化點(diǎn)材料的聚合物(例如，一種或多種聚酯、聚酰胺、高軟化點(diǎn)聚烯烴，及其共混物)。理想的是，鞘聚合物20是一種熱塑性聚合物?？梢韵胂?，改良的紡粘站還可以修改，以便適合于加入作為鞘材料的其它聚合物。
紡粘站12的供料容器14和18向常用擠壓機(jī)22和24供料。聚合物被加熱，并通過(guò)鞘-芯型紡絲板26上的許多孔擠壓成共軛(即鞘-芯)絲形式。這些聚合物通過(guò)一個(gè)或多個(gè)紡絲板連續(xù)擠壓，形成分立的共軛絲。初生絲借助于牽引裝置28同時(shí)進(jìn)行驟冷和牽引。這些絲或者用機(jī)械法或者用氣動(dòng)法進(jìn)行無(wú)斷裂牽引，以期至少使這些共軛絲的芯聚合物部分發(fā)生分子取向，從而在總體上提高強(qiáng)度和韌度。所形成的絲的組成為(i)由芯聚合物16(即至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分)形成的芯；和(ii)由鞘聚合物20(即至少一種高軟化點(diǎn)組分)形成的鞘。
牽引的連續(xù)絲30以一種基本上無(wú)規(guī)的纏結(jié)方式沉積在間隔輥34和36驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式循環(huán)多孔載體帶32上，從而形成一種纖維基體38?？梢源嬖谝环N適當(dāng)吸絲裝置(圖中未畫(huà)出)，以有助于在載體帶32上形成纖維網(wǎng)。牽引的連續(xù)絲30也可以沉積成一種有總體取向的構(gòu)型，以產(chǎn)生一種更具取向性的纖維基體38。
纖維基體38隨后通過(guò)由花樣輥42和砧輥44組成的花樣粘結(jié)站40?；诱辰Y(jié)站使纖維基體38在分立間隔的位置上粘結(jié)，產(chǎn)生織物46。一般地說(shuō)，分立間隔位置上的花樣粘結(jié)提高了織物46的內(nèi)聚力。
離開(kāi)花樣結(jié)粘站40之后，織物46送到加熱壓力輥站48，該站由加熱壓力輥50和52組成，形成一個(gè)加熱壓力夾持點(diǎn)54。該加熱壓力輥50和52所產(chǎn)生的實(shí)際工作溫度和壓力應(yīng)是本門技術(shù)一般熟練人員可決定的，并且將取決于多種因素，包括但不限于絲中聚合物類型、正當(dāng)該織物進(jìn)入壓力夾持點(diǎn)54時(shí)低軟化點(diǎn)組分的溫度、織物46在兩輥的壓力夾持點(diǎn)54中的滯留時(shí)間、所希望的絲芯持久形變量、以及織物中其它材料(如二次材料)或絲中其它材料(例如紫外輻射反射物質(zhì)或紫外輻射吸收物質(zhì)等添加劑)是否存在。在壓力輥站48上，織物46通過(guò)壓力輥所形成的加熱壓力夾持點(diǎn)54，使各單絲持久形變成帶狀構(gòu)型。據(jù)設(shè)想，在該織物離開(kāi)壓力輥站時(shí)可對(duì)其施用一種冷卻氣體或液體。作為替代步驟和/或附加步驟，可以讓該織物從冷輥上通過(guò)。
所形成的處理織物56可以制成一種卷材58，或直接傳送到其它工藝，例如織物轉(zhuǎn)化作業(yè)(圖中未畫(huà)出)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，牽引的連續(xù)絲30可以完全旁通載體帶32上的沉積，纖維基體38的成形以及隨后由于用花樣粘結(jié)站40粘結(jié)而轉(zhuǎn)化成織物46。取而代之的是，可以讓這些絲保持成為分離、獨(dú)立的長(zhǎng)絲，并將其直接送到如圖2中所示的壓力輥站48。在壓力輥站48上，分離、獨(dú)立的長(zhǎng)絲30通過(guò)由壓力輥50和52形成的加熱壓力夾持點(diǎn)54，持久形變成一種帶狀構(gòu)型，從而形成個(gè)體化的連續(xù)帶狀絲60。這些個(gè)體化的連續(xù)帶狀絲60可以纏繞在卷軸或筒子62上，直接傳送到其它工藝?yán)缂喕蚓€轉(zhuǎn)化作業(yè)、織造作業(yè)和/或針織作業(yè)(圖中未畫(huà)出)，或切割成可作為常產(chǎn)長(zhǎng)度纖維和/或常產(chǎn)長(zhǎng)度絲使用的長(zhǎng)度。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，牽引的連續(xù)絲30可以完全旁通載體帶32上的沉積、纖維基體38的成形、隨后在花樣粘結(jié)站40上轉(zhuǎn)化成織物46以及在壓力輥站48上使芯立即扁平化成帶狀構(gòu)型。取而代之的是，可以把這些絲保持成為分離獨(dú)立的絲，然后可將其傳送到織造或針織作業(yè)，制造成織造或針織織物。稍后，可以把這種織造或針織織物傳送通過(guò)一個(gè)由加熱壓力輥形成的加熱壓力夾持點(diǎn)，并持久形變成一種帶狀構(gòu)型，從而形成由基本上帶狀絲組成的織造或針織織物。
紡粘站12可以是一種有一個(gè)或多個(gè)紡絲板的普通共軛絲擠壓機(jī)，這些紡絲板能形成一種聚合物的連續(xù)共軛絲，并使這些絲以一種無(wú)規(guī)纏結(jié)方式(或取向方式)沉積到載體帶32上，形成纖維基體38。該紡粘站12可以包括一個(gè)或多個(gè)共軛絲紡絲頭，這取決于該工藝的速度和所使用的特定聚合物。預(yù)期可以使用其它絲和/或纖維工藝來(lái)使單組分或多組分絲和/或纖維或者沉積成纖維基體38，或者沉積到纖維基體38上。
本發(fā)明的共軛絲是基本上帶狀的。即，各單絲已被持久形變，使得這些絲的最寬橫截面尺寸一般大于其最窄橫截面尺寸的約2倍。例如，這些絲的最寬橫截面尺寸一般可以大于其最窄橫截面尺寸的3倍以上。這種現(xiàn)象方便地表示為寬度/高度比。例如，持久形變的個(gè)體絲的寬度/高度比一般可大于約2∶1。又例如，這些個(gè)體絲可以持久形變到一般大于約3∶1的寬度/高度比。
十分理想的是，其鞘組分在壓延作業(yè)期間不熔融或不顯著軟化，從而避免鞘表面(即個(gè)體絲上鞘的外表面)之間發(fā)生有損于織物柔軟性的顯著熔化。同時(shí)，十分理想的是，其芯組分顯著軟化或熔融，使得它可延展或可形變。軟化的芯組分，在壓延工藝的壓力(和熱量，若適用的話)下將形變和扁平化，持久地改變?cè)撻L(zhǎng)絲和/或纖維的總體形狀以及織物的性能或特征。
為了增大這些絲的扁平化或形變，也十分理想的是，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分一個(gè)基本部分的軟化點(diǎn)比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約50℃。例如，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)可以比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約70℃。這可以通過(guò)適當(dāng)?shù)木酆衔镞x擇來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一般地說(shuō)，由共軛絲30(或一些實(shí)施方案中的個(gè)體共軛絲)組成的纖維基體38，在用加熱壓力輥50和52施加扁平化力期間，一般處于該絲低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。例如，纖維基體38，由于在壓力輥50和52仍未加熱時(shí)基本上由這兩個(gè)輥施加扁平化力所產(chǎn)生的熱，在施加扁平化力期間可以處于低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。又例如，纖維基體38，由于成形后絲內(nèi)部保留的熱，在施加扁平化力期間可以處于低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。又例如，纖維基體38，由于在絲成形后用任選加熱裝置(圖中未畫(huà)出)對(duì)纖維基體38施加的熱，在施加扁平化力期間可以處于低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。熱可以用各種裝置或技術(shù)施加，其中包括但不限于紅外輻射、蒸汽室、加熱輥、熱爐、微波、超聲輻射、火焰、熱氣體、熱液體和射頻加熱。
如以上所討論的，本發(fā)明的一個(gè)理想方面是產(chǎn)生一種有鞘/芯共軛絲和/或纖維的織造或非織造織物，這些絲和/或纖維當(dāng)壓延(即通過(guò)壓力輥50和52的壓力夾持點(diǎn)54)時(shí)將在織物46的總體平面方向上持久形變(如局平化)。更具體地說(shuō)，用壓力和/或熱使共軛絲壓延，應(yīng)引起絲芯而不是絲鞘的持久形變。
本發(fā)明的一個(gè)甚至更理想的方面是，在壓延操作之后，絲和/或纖維在分立、間隔的粘結(jié)位置之間仍基本上不附著。這就是說(shuō)，帶狀絲和/或纖維基本上保留其個(gè)體性(即它們不粘在一起)，因?yàn)樵趬貉硬襟E期間鞘不軟化。一般地說(shuō)，這會(huì)難以用單組分絲/纖維形成的織物實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫_(dá)到絲/纖維軟化以致它們可以持久形變(即扁平化)所需要的溫度條件也會(huì)傾向于造成這些絲/纖維在壓力下熔化或粘結(jié)在一起。在間隔粘結(jié)位置之間個(gè)體帶狀絲和/或纖維的粘結(jié)或熔化的相對(duì)不存在，典型地導(dǎo)致織物的額外柔軟性和增大懸垂性(例如較小硬挺性)。此外，在鞘發(fā)生形變(textured)的情況下，壓延的絲和/或纖維由于壓延步驟期間鞘的軟化不足而保留其形變。
為了使這些絲在間隔粘結(jié)位置之間仍然基本上不附著或熔化的可能性增大，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的粘度，在這些組分?jǐn)D壓時(shí)可大于或等于鞘中高軟化點(diǎn)組分的粘度。這就是說(shuō)，在紡制鞘/芯共軛絲和/或纖維時(shí)，理想的是，芯聚合物的粘度(在加工條件下)等于或大于鞘聚合物的粘度(在加工條件下)。這一般能防止芯聚合物向染料尾(dye tip)壁遷移并遷移到鞘組分中。芯聚合物在鞘中的存在可能使個(gè)體絲和/或纖維的鞘組分不理想地熔化或粘結(jié)在一起的可能性增大。
預(yù)期，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，芯聚合物粘度(在加工條件下)可能等于或甚至略低于鞘聚合物粘度(在加工條件下)。此時(shí)，不十分清楚的是，芯聚合物粘度(加工條件下)到底可以(相對(duì)于鞘聚合物粘度而言)低多少才能產(chǎn)生一種鞘組分很少或不熔化或粘結(jié)的、令人滿意的織物。
例如，如果在約200℃的普通共軛絲熔紡條件下把普通熔紡級(jí)聚乙烯用于芯中和把普通熔紡級(jí)聚丙烯用于鞘中，則有可能的是，粘度較低的聚乙烯可能開(kāi)始遷移到鞘組分中并存在于鞘的外層區(qū)域或其周圍。
如果聚丙烯熔紡期間通常存在但在聚乙烯中不存在的聚合物剪切稀化并不顯著得足以保持粘度的相對(duì)差異，這種情況就可能發(fā)生。為了避免這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)向共混物中添加一種過(guò)氧化物型樹(shù)脂來(lái)降低鞘中聚丙烯組分的平均分子量，從而降低聚丙烯鞘的粘度(比可歸因于“剪切稀化”的更有甚者)。例如，預(yù)期一種共混物的組成為約66％(重量)熔噴級(jí)聚丙烯(含有能使聚丙烯聚合物的分子量降低的過(guò)氧化物添加劑)，其市售商品名為HiMont 015(HiMont)公司，和約34％(重量)紡粘級(jí)聚丙烯(不含有能使聚丙烯聚合物分子量降低的過(guò)氧化物添加劑)。
作為替代，可以用一種熔融/軟化溫度低但加工粘度高的聚合物代替芯中的聚乙烯。此類聚合物的實(shí)例包括但不限于KRATON系列彈性體嵌段共聚物(可購(gòu)自殼牌化學(xué)公司，得克薩斯州休斯敦)和某些聚苯乙烯樹(shù)脂。這些材料的熔點(diǎn)范圍為約90～約100℃。如果這些材料的粘度太高，則可將一種流動(dòng)改性劑例如低密度聚乙烯(LDPE Quantum NA601-04，一種聚乙烯“蠟”，可購(gòu)自量子化學(xué)公司)摻入諸如KRATON系列彈性體嵌段共聚物中，所形成的KRATON彈性體嵌段共聚物/聚乙烯蠟共混物仍會(huì)具有低軟化點(diǎn)。此類共混物的更詳細(xì)描述見(jiàn)美國(guó)專利No.4，663，220，其內(nèi)容列為本文參考文獻(xiàn)。
由于普通級(jí)別聚丙烯的熔融/軟化點(diǎn)是大約170℃，而普通級(jí)別聚乙烯的熔融/軟化點(diǎn)是120℃，因而可能有利的是在芯中使用一種熔融/軟化點(diǎn)比聚乙烯甚至更低的聚合物。此類聚合物的實(shí)例包括但不限于KRATON系列彈性體嵌段共聚物或聚苯乙烯樹(shù)脂，其軟化點(diǎn)往往在約90～約100℃的范圍內(nèi)。這些聚合物的使用一般會(huì)允許加熱壓力輥的壓力夾持點(diǎn)有相對(duì)較涼的溫度，而且一般會(huì)最大限度減少壓延對(duì)外鞘的影響(特別是若用發(fā)泡劑使鞘變形)。
甚至當(dāng)個(gè)體絲在粘結(jié)點(diǎn)之間保持基本上不附著時(shí)，在壓力輥站48上施加扁平化力之后把織物導(dǎo)入一個(gè)機(jī)械軟化步驟也可能是理想的。機(jī)械軟化可以用各種技術(shù)進(jìn)行，包括但不限于相互嚙合槽輥、相互嚙合花樣輥、液體射流和氣體射流。氣體射流可以是高壓空氣射流。液體射流可以是高壓水射流。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可以在擠壓前向鞘聚合物24中摻入一種發(fā)泡劑，使得在擠壓時(shí)該發(fā)泡劑發(fā)泡而產(chǎn)生一種變形鞘。適用的發(fā)泡劑包括但不限于CO2、H2O、丙酮或其它溶劑，以及各種發(fā)泡劑和/或起泡劑。
鞘聚合物中的發(fā)泡劑擠壓時(shí)膨脹而產(chǎn)生空穴、氣泡、微原纖及其它形態(tài)變化或表面結(jié)構(gòu)變化，同時(shí)芯聚合物起骨干(backbone)作用，賦予總體纖維以強(qiáng)度和完整性，使其能以最低限度斷裂進(jìn)行拉伸。
一般地說(shuō)，如果使用芯聚合物與鞘聚合物/發(fā)泡劑的比值較高，則可以得到，對(duì)于給定數(shù)量的發(fā)泡劑將獲得更高效率的變形，因?yàn)榘l(fā)泡劑(及其所形成的氣泡)局限于一層相應(yīng)較薄的鞘聚合物中。此外，還可以想到，所形成的鞘/芯絲將有更高的可拉伸性，因?yàn)榫酆衔镔|(zhì)量大部分是未發(fā)泡的芯。
絲的變形有助于消除通常歸因于某些類型材料(如一些由光滑(即無(wú)變形)絲和/或纖維組成的聚烯烴絲)制成的織物的滑“蠟”感。消除或減少滑“蠟”感，導(dǎo)致一種有通常稱為“布狀”的理想屬性的織物。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3-10，圖3顯示一種有大體上圓形構(gòu)型的共軛絲100的橫截面。更具體地說(shuō)，圖3顯示一種共軛絲100，其大體上圓形的芯102被一個(gè)鞘104所包裹。鞘104是變形的，而且有原纖維106。
圖4顯示一種有大體上帶狀構(gòu)型的示例共軛絲108的橫截面。更具體地說(shuō)，圖4說(shuō)明一種通過(guò)對(duì)圖3中所示絲100施加扁平化力(即壓力和溫度)而產(chǎn)生的持久形變帶狀共軛絲108。所形成的共軛絲108有一個(gè)被鞘112包裹的大體上帶狀的芯110。鞘112是變形的而且有原纖維114。盡管鞘112包住了帶狀芯110并順應(yīng)其大體上帶狀構(gòu)型，但鞘112是相對(duì)不變的，或不受所施加溫度和壓力影響。
應(yīng)當(dāng)注意的是，芯110的寬度走向大體上平行于3-3線，高度走向垂直于3-3線。從圖4可以看出，芯110呈現(xiàn)約6∶1的寬度/高度比。這可以與圖3加以比較，該圖中顯然芯102有約1∶1的寬度/高度比。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，圖中顯示的是一種織物116的橫截面剖視圖，在一部分織物116中有一系列所選擇的個(gè)體共軛絲118。絲118有大體上圓形的構(gòu)型。
圖6顯示一種織物120的橫截面視圖，其中包含有大體上帶狀構(gòu)型的一系列所選擇個(gè)體共軛絲122。更具體地說(shuō)，圖6顯示通過(guò)對(duì)圖5中所示的絲施加扁平化力(即壓力和溫度)而產(chǎn)生的一系列持久形變帶狀共軛絲122。
圖7是一幅橫截面剖視圖，表示一種有大體上圓形構(gòu)型和突出葉片126的多葉片共軛絲124實(shí)例。更具體地說(shuō)，圖7顯示一種共軛絲124，其大體上圓形的芯128被鞘130所包裹。鞘130包含若干個(gè)與鞘130連為一體的葉片126。
圖8是一幅橫截面剖視圖，表示一種有大體上帶狀構(gòu)型和突出葉片134的多葉片共軛絲132實(shí)例。更具體地說(shuō)，圖8顯示一種持久形變帶狀多葉片共軛絲132，是通過(guò)對(duì)圖7中所示的絲施加扁平化力(即壓力和溫度)而產(chǎn)生的。所形成的共軛絲132有一個(gè)被鞘138所包裹的大體上帶狀的芯136。鞘138有葉片134。盡管鞘138包裹了帶狀芯136并順應(yīng)其大體上帶狀構(gòu)型，但鞘138本身是相對(duì)不變的，或不受所施加溫度和壓力影響。
圖9是一幅橫截面剖視圖，表示一種有大體上圓形構(gòu)型、突出葉片142和變形部分144(如原纖維和隆起)的多葉片形變共軛絲140實(shí)例。更具體地說(shuō)，圖9顯示一種共軛絲140，其大體上圓形的芯146被鞘148所包裹。鞘148含有若干個(gè)與鞘148連為一體的葉片142以及變形部分144的分布。
圖10是一幅橫截面剖視圖，表示一種有大體上帶狀構(gòu)型，突出葉片152和變形部分154(如原纖維和隆起)的多葉片變形共軛絲150實(shí)例。更具體地說(shuō)，圖10顯示一種持久形變的帶狀多葉片變形共軛絲150，是通過(guò)對(duì)圖9所示的絲施加扁平化力(即壓力和溫度)而產(chǎn)生的。所形成的共軛絲150有一個(gè)被鞘158所包裹的大體上帶狀的芯156。鞘158有葉片152和變形部分154。盡管鞘158包裹帶狀芯156并順應(yīng)其大體上帶狀的構(gòu)型，但鞘158本身是相對(duì)不變的，或不受所施加溫度和壓力影響。
可以設(shè)想，可以用一種雙組分紡粘工藝形成令人滿意的帶狀絲組成的織物，其中一種常用紡粘級(jí)或降低了分子量的聚丙烯構(gòu)成鞘組分，而一種常用紡粘級(jí)聚乙烯構(gòu)成熔紡絲的芯組分。這些絲可以同時(shí)牽引和驟冷，然后沉積在一條載體傳送帶上，形成一種纖維基體。然后可以讓該基體粘結(jié)，形成一種表面積覆蓋率約為25％的普通雙組分紡粘纖維網(wǎng)?？梢杂靡还蔁峥諝饬魇乖摾w維網(wǎng)再加熱到聚乙烯芯的大約軟化溫度?？梢栽O(shè)想，這種受熱的纖維網(wǎng)可以用足夠的壓力壓延，使這些絲扁平化到寬度/高度比為3/1，從而得到一種能提供約75％覆蓋率的紡粘纖維網(wǎng)(即該紡粘纖維網(wǎng)的覆蓋能力增加300％)。
從圖3～10可以看出，這些絲的帶狀構(gòu)型及其總體取向傾向于最大限度減少?gòu)倪@些絲制成的織物的“開(kāi)孔面積百分率”。這就是說(shuō)，這些絲的帶狀構(gòu)型一般都最大限度提高該織物的不透明性或“覆蓋率”。這在圖6中是特別明顯的，其中最寬橫截面的絲尺度是大體上平行于織物表面取向的。
這種屬性有利于各種各樣的用途，其中，希望一種仍保留類織物性能如揉曲性和柔軟性的材料有最大“覆蓋率”和最小定重。一種此類有用用途是用于過(guò)濾器中，在這種情況下，理想的是配備一種纖維網(wǎng)開(kāi)孔度最小的織物或纖維基體。
作為另一個(gè)實(shí)例，這種最小開(kāi)孔面積百分率(最大“覆蓋率”)屬性，對(duì)于生產(chǎn)一種旨在使穿著者/使用者屏蔽有害的UV-B和UV-A(紫外B段和紫外A段)射線的服裝或器具用非織造織物也是有價(jià)值的。利用適當(dāng)?shù)淖贤馕蘸?或紫外反射內(nèi)在添加劑，由這樣一種避光織物制成的高SPF(防曬因子)紫外遮避服裝可以達(dá)到＞10濕和/或干(例如＞30濕和/或干)的SPF。這與SPF值約為5～10的普通棉織T恤材料相比是非常有利的。這樣一種高SPF織物會(huì)消除對(duì)體表防曬液的需要。防曬液有諸多缺點(diǎn)，例如，覆蓋不完全、臨時(shí)防護(hù)(即會(huì)被沖掉)、沾污、可能有過(guò)敏反應(yīng)、只遮避UV-B射線、對(duì)于長(zhǎng)期使用相對(duì)昂貴。
最大“覆蓋率”一般可用于很多其它織物用途，因?yàn)閷?duì)于一給定的預(yù)期“開(kāi)孔面積百分率”，例如對(duì)于一給定的預(yù)期“覆蓋率”，它能使織物/纖維網(wǎng)具有較輕的定重。其它用途實(shí)例包括但不限于防水布、雨傘、窗簾、輕型小轎車篷布等。
最大“覆蓋率”和變形這兩個(gè)屬性結(jié)合在一起，給出一種有獨(dú)特功能特征的獨(dú)特織物(例如一種共軛紡粘絲織物)。例如，其中一些特征包括布樣感覺(jué)、光遮避能力、相對(duì)高表面積、揉曲性、柔軟性、和透氣性。也有實(shí)際的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。例如，其中很多織物可以用相當(dāng)簡(jiǎn)單的制造工藝(如普通共軛鞘/芯絲擠壓工藝和普通壓力輥工藝)從相當(dāng)不昂貴的原材料(如聚丙烯、聚乙烯和發(fā)泡劑)制作。所形成的織物可以以相對(duì)低于普通織物的定重提供理想的“覆蓋”或防曬水平。此外，其中很多材料可以再循環(huán)利用。
按照本發(fā)明，通過(guò)把某些物質(zhì)(如內(nèi)在添加劑或涂料)摻入共軛絲和/或纖維中，可以獲得各種織物和/或纖維屬性。這些物質(zhì)可以添加到共軛絲和/或纖維的鞘和/或芯中。例如，除了增強(qiáng)上述紫外吸收和/或反射屬性外，特定添加劑還可以給纖維以抗或抑制光降解、吸收水和/或臭氣以及殺滅微生物的能力。因此，這些絲/纖維可以包含一種或多種物質(zhì)，包括但不限于紫外波長(zhǎng)輻射反射劑、紫外波長(zhǎng)輻射吸收劑、潮氣吸收劑、臭氣吸附劑和/或抗微生物劑。
吸收水(即潮氣)的能力可以通過(guò)降低或消除絲/纖維的介電性能來(lái)防止靜電積累。此外，還可以把織物設(shè)計(jì)得能吸收汗水。這些織物一般會(huì)被感受成更像棉織物。從此類織物制成的這樣一些棉花樣織物和服裝會(huì)增強(qiáng)舒適的感覺(jué)或印象，尤其兼?zhèn)湓摽椢锏娜彳浶院腿嗲詴r(shí)更是如此。
能吸附臭氣的織物可用于過(guò)濾材料中，或用于希望能吸附體臭的服裝。有抗微生物或滅菌性能的織物可用來(lái)殺滅或預(yù)防那些會(huì)產(chǎn)生惡臭且在一些情況下造成污跡的微生物的生長(zhǎng)。
可摻入此類織物的絲/纖維的鞘和/或芯組分中的物質(zhì)包括但不限于下列紫外波長(zhǎng)光線反射劑，如微米化二氧化鈦和微米化二氧化鋅；紫外波長(zhǎng)光線吸收劑，如硫酸鎂、微米化二氧化鈦、微米化二氧化鋅以及可購(gòu)自CIBA-GEIGY公司、商標(biāo)為Tinuvin的產(chǎn)品；光降解抑制劑，如受阻胺、受阻酚以及可購(gòu)自CIBA-GEIGY公司、商標(biāo)為Tinuvin和/或Chimassorb的產(chǎn)品；水吸收劑，如硫酸鎂(即MgSO4*n(H2O))、聚丙烯酸鹽超級(jí)吸收劑、氧化鋁、氧化鈣、氧化硅、氧化鋇、氯化鈷和聚乙烯醇；臭氣吸附劑，如活性炭和能吸附臭氣的沸石；和抗微生物或滅菌劑，如可購(gòu)自北卡羅萊納州漢茨維爾市Microban公司的Microban。
雖然本發(fā)明已結(jié)合某些預(yù)期或較好的實(shí)施方案作了描述，但要理解的是，本發(fā)明方法所涵蓋的對(duì)象事物不限于那些特定實(shí)施方案。反之，本發(fā)明的對(duì)象事物旨在包括可以納入以下權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的所有替代物、改性物和等效物。
權(quán)利要求
1.一種包含帶狀共軛初生絲纖維基體的柔軟織物的制造方法，該方法包括下列步驟提供一種包含在間隔粘結(jié)位置粘結(jié)的個(gè)體初生絲的纖維基體，該絲包括一個(gè)由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分組成的芯，和一個(gè)由至少一種高軟化點(diǎn)組分組成的鞘；對(duì)該纖維基體施加一種扁平化力，使個(gè)體絲的芯持久形變，成為一種寬度大于其高度的帶狀構(gòu)型，使得該個(gè)體絲在間隔粘結(jié)位置之間基本上不附著，和個(gè)體絲的寬度基本上在該織物的平面方向上取向。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，在施加該扁平化力期間，該織物處在該低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，該扁平化力是用一種壓延輥裝置施加的。
4.權(quán)利要求3的方法，其中，該壓延輥裝置是一種加熱壓延輥裝置。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，該芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的基本部分的軟化點(diǎn)比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約50℃。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，該芯中的低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約70℃。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，該纖維基體在施加該扁平化力之后進(jìn)行機(jī)械軟化。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，該機(jī)械軟化是用從嚙合槽輥、嚙合花樣輥、液體射流和氣體射流中選擇的方法進(jìn)行的。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，該個(gè)體絲被持久形變到大于約2∶1的寬度/高度比。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，該個(gè)體絲被持久形變到大于約3∶1的寬度/高度比。
11.一種包含在間隔粘結(jié)位置粘結(jié)的帶狀共軛初生絲纖維基體的柔軟織物，該絲包括一個(gè)帶狀芯，其寬度大于高度，且由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分組成，和一個(gè)鞘，由至少一種高軟化點(diǎn)組分組成，該鞘基本上包裹著該芯；其中，該個(gè)體絲是(i)在間隔粘結(jié)位置之間基本上不附著，和(ii)取向，使得其寬度基本上在該織物的平面方向上。
12.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該共軛絲包含約1～約50％(重量)高軟化點(diǎn)組分和約50～約99％(重量)低軟化點(diǎn)熱塑性組分。
13.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，高軟化點(diǎn)組分選自聚酯、聚酰胺和高軟化點(diǎn)聚烯烴。
14.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，低軟化點(diǎn)熱塑性組分選自低軟化點(diǎn)聚烯烴、低軟化點(diǎn)彈性體嵌段共聚物及其共混物。
15.權(quán)利要求11的柔軟織物，進(jìn)一步包含一種選自纖維和顆粒物的二次材料。
16.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的糙度分布。
17.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片。
18.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片和糙度分布。
19.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該個(gè)體絲被持久扁平化到大于約2∶1的寬度/高度比。
20.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該織物提供的表面積覆蓋率比具有基本上圓形橫截面的絲的相同的、但未經(jīng)處理的織物大至少約10％。
21.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該纖維基體選自織造織物、針織織物和非織造織物。
22.權(quán)利要求21的柔軟織物，其中，該纖維基體是共軛紡粘絲的一種非織造纖維網(wǎng)。
23.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種能反射紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)。
24.權(quán)利要求23的柔軟織物，其中，能反射紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)選自微米化二氧化鈦和微米化二氧化鋅。
25.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種能吸收紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)。
26.權(quán)利要求25的柔軟織物，其中，能吸收紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)選自硫酸鎂、微米化二氧化鈦和微米化二氧化鋅。
27.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種能抑制光降解的物質(zhì)。
28.權(quán)利要求27的柔軟織物，其中，能抑制光降解的物質(zhì)選自受阻胺和受阻酚。
29.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種能吸收潮氣的物質(zhì)。
30.權(quán)利要求29的柔軟織物，其中，能吸收潮氣的物質(zhì)選自硫酸鎂、聚丙烯酸鹽超級(jí)吸收劑、氧化鋁、氧化鈣、氧化硅、氧化鋇、氯化鈷和聚乙烯醇。
31.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種臭氣吸附物質(zhì)。
32.權(quán)利要求31的柔軟織物，其中，該臭氣吸附物質(zhì)選自活性炭和能吸附臭氣的沸石。
33.權(quán)利要求11的柔軟織物，其中，該帶狀共軛初生絲包含一種有抗微生物性能的物質(zhì)。
34.一種帶狀共軛初生絲的制造方法，該方法包括下列步驟在擠壓條件下，向鞘-芯型共軛紡絲板的芯部分和鞘部分分別提供至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性芯組分和至少一種高軟化點(diǎn)鞘組分；把這些組分?jǐn)D壓成共軛絲，使每根共軛絲都有一個(gè)由至少一種高軟化點(diǎn)組分組成的鞘，該鞘基本上包裹著一個(gè)由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分組成的芯；在該紡絲板下游使所擠出的共軛絲驟冷；當(dāng)所擠出的共軛絲被驟冷時(shí)將其牽引，從而達(dá)到平均絲直徑范圍為約0.5～約100μm；和施加一種扁平化力，使個(gè)體絲的芯持久形變，成為一種有大于約2∶1的寬度/高度比的帶狀構(gòu)型。
35.權(quán)利要求34的方法，其中，當(dāng)這些組分被擠壓時(shí)，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的粘度大于或等于鞘中高軟化點(diǎn)組分的粘度。
36.權(quán)利要求34的方法，其中，在施加該扁平化力期間，個(gè)體絲處于該低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)附近的溫度。
37.權(quán)利要求34的方法，其中，該扁平化力是通過(guò)一個(gè)壓延輥裝置施加的。
38.權(quán)利要求37的方法，其中，該壓延輥裝置是一種加熱壓延輥裝置。
39.權(quán)利要求34的方法，其中，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的基本部分的軟化點(diǎn)比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約50℃。
40.權(quán)利要求39的方法，其中，芯中低軟化點(diǎn)熱塑性組分的軟化點(diǎn)比鞘中高軟化點(diǎn)組分的軟化點(diǎn)低至少約70℃。
41.權(quán)利要求34的方法，進(jìn)一步包括在擠壓之前把一種發(fā)泡劑引進(jìn)到高熔點(diǎn)鞘組分中的步驟，使得在擠壓時(shí)該發(fā)泡劑發(fā)泡而產(chǎn)生一種變形鞘。
42.權(quán)利要求34的方法，其中，使用一種多葉片鞘-芯型共軛紡絲板把這些組分?jǐn)D壓成共軛絲，使得在該鞘上產(chǎn)生多個(gè)葉片。
43.權(quán)利要求34的方法，進(jìn)一步包括在擠壓之前把一種發(fā)泡劑引進(jìn)到高熔點(diǎn)鞘組分中的步驟，使得在用一種多葉片鞘-芯型共軛紡絲板擠壓成共軛絲時(shí)，該發(fā)泡劑發(fā)泡而產(chǎn)生一種多葉片變形鞘。
44.帶狀共軛初生絲，包含約50～約99％(重量)一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分，構(gòu)成一個(gè)帶狀芯；和約1～約50％(重量)一種高軟化點(diǎn)組分，構(gòu)成一個(gè)基本上包裹著該芯的鞘；其中，這些絲已被持久扁平化到大于約2∶1的寬度/高度比。
45.權(quán)利要求44的絲，其中，該共軛絲是共軛紡粘絲。
46.權(quán)利要求44的絲，其中，該高軟化點(diǎn)組分選自聚酯、聚酰胺和高軟化點(diǎn)聚烯烴。
47.權(quán)利要求44的絲，其中，該低軟化點(diǎn)熱塑性組分選自低軟化點(diǎn)聚烯烴、低軟化點(diǎn)彈性體嵌段共聚物及其共混物。
48.權(quán)利要求44的絲，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的糙度分布。
49.權(quán)利要求44的絲，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片。
50.權(quán)利要求44的絲，其中，該鞘包括遍及該鞘表面至少一部分的多個(gè)葉片和糙度分布。
51.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種能反射紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)。
52.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種能吸收紫外波長(zhǎng)輻射的物質(zhì)。
53.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種能抑制光降解的物質(zhì)。
54.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種能吸收潮氣的物質(zhì)。
55.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種能吸附臭氣的物質(zhì)。
56.權(quán)利要求44的絲，其中，該絲包含一種有抗微生物性能的物質(zhì)。
全文摘要
一種由帶狀共軛初生絲纖維基體組成的柔軟織物的制作方法。該方法包括下列步驟1)提供一種纖維基體，其組成為在間隔粘結(jié)位置上粘結(jié)的個(gè)體初生絲，該絲本身的組成為(i)一個(gè)芯，由至少一種低軟化點(diǎn)熱塑性組分形成；和(ii)一個(gè)鞘，由至少一種高軟化點(diǎn)組分形成；和2)對(duì)該纖維基體施加一種扁平化力，使個(gè)體絲的芯持久形變成一種有寬度大于其高度的帶狀構(gòu)型，使得(i)該個(gè)體絲在間隔粘結(jié)位置之間基本上不附著，和(ii)個(gè)體絲的寬度基本上在該織物的平面方向上取向。也公開(kāi)了一種柔軟織物，其組成為一種在間隔粘結(jié)位置上粘結(jié)的帶狀共軛初生絲的纖維基體。
文檔編號(hào)D01F8/14GK1163640SQ95196198
公開(kāi)日1997年10月29日 申請(qǐng)日期1995年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月23日
發(fā)明者C·A·布蘭尼 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司