加寬非織造布及其製造方法和用於其生產的機器的製作方法

2023-06-07 08:55:36 1

專利名稱：加寬非織造布及其製造方法和用於其生產的機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及非織造布及其製造方法和用於其生產的機器。更準確地說，本發明涉及機器輸出量為質量流量(kg per hour and per meter)超過200公斤的，寬度大於5米的很寬的非織造布。
通常，已知為「乾燥處理的」15到80g/m2的輕非織造布通過梳理和/或氣流成網(airlaid)技術成形。然而，對於製造較大寬度的非織造布，即寬度大於3.5米，梳理成為唯一用於高輸出量的乾燥處理技術。
人們早就知道了如何使梳理纖網橫向成卷，以便形成極寬的厚棉卷，接著將其沿機器(縱向)方向拉伸，以便降低其每平方米的重量。該技術在速度方面受到限制，而且不能產生每平方米重量低於60g/m2的超寬輕非織造布，而同時具有質量流量為200公斤或更高的輸出量水平。
現代技術可以製造出最大寬度為5m並能傳送最大寬度為4.7m的纖網的梳理機器。除了製造長度精度為5m或更多的滾筒面臨巨大的技術困難外，這些梳理機本身也不能制出每平方米具有較低重量的，且縱向與橫向的強度比在3.5以下的纖網。
具有縱向和橫向彼此儘可能非常接近的性能的非織造布特別有益於其在衛生學，醫療應用或服裝領域中的常規應用。
本發明目的在於通過「乾燥處理」技術製造一種新穎，超寬並且縱向與橫向的強度比在3.5以下的輕非織造布。
本發明的目的是提供一種輕非織造布，並已發現製造該輕非織造布的方法和機器可以通過「乾燥處理」製造出高輸出量、具有較大寬度的非織造布，且該非織造布的縱向機械性能，特別是抗張強度與橫向的相同性能之比在3.5以下，並通常在1.5和3.5之間。
因此，本發明的一個目的是提供一種具有至少5m寬度，重量在15和80g/m2之間，優選在30和60g/m2之間的非織造布，並且該非織造布由具有至少15mm長，優選由長度在20到60mm之間的纖維，長絲，或由該纖維和長絲的混合物組成，其特徵在於該非織造布的縱向機械性能，特別是抗張強度與橫向的相同性能之比小於3.5。
優選的所述比率小於3，且最好小於2.5。
該纖維和/或長絲可由塑料，熱塑材料構成，尤其是聚烯烴例如聚丙烯或聚乙烯，或聚酯或聚乳酸，聚乙烯醇，聚醯胺，或合成紡織材料例如粘膠纖維，或天然紡織材料例如棉花，亞麻布，羊毛和木材。該纖網可包括不同的層。
本發明的另一個目的是提供用於製造非織造布的方法，在該方法中首先通過噴射加壓的水射流、砑光或針刺固結法使纖維和/或長絲的纖網固結，以獲得首次固結的纖網。將首次固結的纖網沿寬度方向拉伸，以便獲得加寬的纖網，接著該加寬的纖網優選通過噴射加壓的水射流進行二次固結。接著在二次固結下遊烘乾該加寬的纖網，優選其通過寬度可調的乾燥裝置。
優選的，二次固結的水射流壓力高於首次固結的水射流壓力。首次固結的水射流壓力可以在例如在15到70巴之間，而二次固結的水射流壓力可能大於70巴，例如在75到100巴之間。該水射流的發射孔可以具有特別是在100到200微米之間的直徑。
為了不使非織造布斷裂，將那些具有小於或等於40g/m2重量的非織造布拉伸到伸長率小於30％，具有重量大於40g/m2但小於或等於60g/m2的非織造布拉伸到伸長率小於40％，具有重量大於60g/m2但小於或等於80g/m2的非織造布拉伸到伸長率小於50％。該拉伸率百分比是拉伸後長度減去拉伸前長度的長度差與拉伸前的長度的比率。
優選的，纖網首次固結的溫度至少增加到50℃並且最高增至300℃。在加寬前或加寬期間纖網的溫度可在15℃和300℃之間，優選的在20℃到250℃之間。對於傾向於結晶的熱塑性材料，例如快速結晶使得收縮降低的聚酯，加熱階段特別地重要。至於聚烯烴，加熱導致軟化從而促進加寬，並且使長絲或纖維成分的單個直徑降低。
本發明的又一目的是提供一種用於製造非織造布的機器，該機器包括將纖維或長絲纖網傳送到固結裝置的裝置，其中固結是通過噴射水射流，砑光或針刺固結法進行的，其特徵在於在第一固結裝置的下遊包括用於加寬第一固結纖網的裝置。在加寬裝置的下遊設有第二固結裝置。其有效固結寬度大於第一固結裝置的有效固結寬度。所獲的的非織造布能實現前述特徵，並具有較大寬度，當其被切成用於製造成品的較小寬度的條時，該非織造布減少了廢料。
這種優選的可調寬度的加寬裝置可包括加寬輥，針板拉幅機或夾拉幅機，特別是在加熱的情況下，加寬輥優選的可包括螺旋卷繞。
所述的加寬輥是撓性旋轉輥，具有根據所希望加寬的寬度可進行調節的曲率半徑。
這種溼非織造布的加寬還可通過導向系統向非織造布的邊緣橫向引導的兩個針板拉幅機和鏈式拉幅機實現，當非織造布前進時，拉幅機之間的間隙增大。
如果傳送裝置包括能使出口的纖網速度大於加寬裝置進口的速度的裝置，則有利於加寬。用於驅動纖網的輥馬達可以設置在加寬裝置的進口和出口，並且該輥可以不同的速度旋轉。
當所述第二固結裝置包括噴射加壓水射流時，所述第二裝置的水射流注入寬度大於用於第一固結的第一裝置的寬度。但是第二固結還可通過熱固結，砑光，針刺固結法，化學或其它方法來實施。第二固結裝置的有效固結寬度大於第一固結裝置的有效固結寬度。第二固結裝置還可給纖網提供圖形。
優選的是，第二固結裝置後面伴隨吸氣乾燥裝置。乾燥特別在110到160℃之間進行，優選的在熱風(through air)爐內實施。優選的，在乾燥裝置和第二固結裝置之間設置一種通過多孔表面抽氣的脫溼裝置，該裝置包括用於控制多孔表面的工作寬度的裝置。該表面可包括與真空發生器連接的吸附帶，並配有滑閥。
如果需要，該加寬和再固結操作可重複若干次。
在附圖中，以下僅作為實例在此提供

圖1是本發明顯示的一種用於製造非織造布的機器輪廓圖；圖2是本發明機器中使用的加寬輥的立視圖；圖3是加寬輥，輸入輥和輸出輥組件的俯視圖。
圖1所示的機器包括輸入傳送帶1，該傳送帶繞過輥2，並如箭頭3所示在承載面上傳送纖網。纖網在滾筒4和傳送帶1的承載面之間壓實，並且，在繞過滾筒右側卷繞前，藉助加溼器H穿過傳送帶1輸送水來給纖網加溼，纖網在滾筒處通過第一固結與源於注入器6的加壓水射流5接觸。用這種方法固結的纖網可繞另一滾筒7卷繞，它本身還配有注入器8，以便實現本發明已知意義上的第一固結。
首次已固結的纖網以輸入速度到達兩個加寬輥9(通過三個回行惰輪分離)，並以輸出速度脫離加寬位置，由於滾筒7沒有輥10旋轉快，因此輸出速度大於輸入速度。該加寬纖網通過輥10返回到配有注入器12的滾筒11，注入器12在加寬纖網處噴射水射流13，以便在此引起第二固結。該滾筒11配有一種外殼，該外殼在二次固結的纖網上可能提供一種圖形。
二次固結的纖網在承載面以下配有吸入腔15的傳送帶14的承載面上傳送，以便構成一種用於脫溼纖網的裝置。在傳送帶14的出口，該纖網進入穿過多孔表面17的循環熱風爐16，其中垂直於附圖面的長度受控制，以便適於網面的寬度。在乾燥器的出口，該非織造布18繞在卷線機19上。
圖2和3所示的加寬輥21由軸承22拉緊，該軸承具有一種相對軸承修改輥軸角的可調內部裝置，因此非織造布的寬度中輥的曲率半徑和百分比可增加。至於重量在50g/m2以下的輕非織造布，優選的具有一種使加寬輥旋轉的馬達23。
非織造布24首先通過具有馬達M輸入的輥25重新校準，接著圍繞加寬輥26送入，然後再次通過具有馬達M輸出的輥27重新校準。在加寬輥的外圍，非織造布跟隨垂至於輥26的縱軸的方向28。輥26的表面適於覆蓋合成材料，以避免輥表面上非織造布的滑動，從而獲得最大的加寬面。
在實驗室做試驗以測量縱向和橫向的強度，以及每平方米的重量是根據EDANA(歐洲一次用品和非織造布協會)ERT標準實施的，即a)每平方米的重量樣品處理24小時，並且該測試在23℃和50％的相對溼度下實施。
利用切截機切割成至少50000mm2面積的至少三個樣品。
每個樣品在實驗室天平上稱重，該天平具有稱重樣品重量的0.1％的精度。
b)縱向和橫向的強度和伸長率樣品處理24小時，並且該測試在23℃和50％的相對溼度下實施。使用拉力實驗機進行測試，其中包括一套固定爪，和以恆速移動的一組活動爪。該拉力實驗機的爪具有50mm的工作寬度。拉力實驗機配有一種記錄器，該記錄器記錄張力相對伸長率的曲線。五個樣品切成在非織造布的縱向和橫向具有50mm±0.5mm的寬度和250mm的長度。該樣品以100毫米/分的恆定拖速，並以200mm的爪間初始距離單獨測試。該拉力實驗機記錄以牛頓為單位的張力相對伸長率的曲線。
以下實例來說明本發明。
實例1(對比實例)通過使用非織造布類型的梳理機，以70米/分的速率，製造一種由40mm長的1.7分特的佔50％的粘膠纖維和38mm長的1.7分特的佔50％的聚酯纖維組成的約60g/m2的纖網。該纖網通過水射流持續傳送到第一固結部件，隨後通過圖1所示的水射流傳送到第二固結部件。第一固結點由傳送帶組成，該傳送帶用於壓實和溼潤後面有兩個旋轉滾筒的纖網，每個旋轉滾筒配有兩個水壓注入器。第二固結點由配有兩個水壓注入器的旋轉滾筒組成。
在第一固結點，纖網首先在運輸傳送帶和第一滾筒之間壓實。快速壓實後，溼潤纖網，並通過水壓注入器以15巴的壓強噴射直徑為140μm的水射流來輕微地固結。該水射流相互分離成兩排間隔0.8mm的距離。
經這樣壓實，溼潤並輕微地固結的纖網接著受到兩個連續水壓注入器的作用，該水壓注入器可噴射直徑為120μm的水射流，並包括以50和70巴的增壓下的1666水射流/米的寬度。
經這樣固結的非織造布傳送到與第一滾筒相同類型的第二滾筒上，第一滾筒還裝配有兩個水壓注入器，該水壓注入器可噴射直徑為120μm的水射流，並均包括70巴的壓強下的1666水射流/米的寬度。
接著，將該溼非織造布傳送到最後的滾筒，該滾筒裝配有兩個水壓注入器，該水壓注入器可可噴射直徑為120μm的水射流，並均包括80巴的壓強下的1666水射流/米寬度。
接著，這樣獲得的非織造布傳送到與真空發生器連接的吸附帶上，然後在熱風爐內以130℃的溫度乾燥。
這樣獲得的非織造布稱重約為60g/m2。
設置在第二滾筒和第三滾筒之間的加寬輥裝置在第一實例中不起作用。因此，在該實例中的非織造布具有與全部水射流固結點幾乎完全相同的寬度。
實例2除使用在第二和第三滾筒之間設置的加寬輥裝置以外，該實例重複實例1中的使用條件。在傳送到第三滾筒前，該溼非織造布的寬度增加15％。在使用與實例1相同的條件下，非織造布在第三滾筒上固結，即均在80巴的壓強下，使用兩個水壓注入器。
接著，該非織造布如實例1進行乾燥。
實例3除了這次在將溼非織造布傳送到第三滾筒前，施加30％的增寬百分比外，該實例3重複實例2中的使用條件。而且其它測試條件與測試2中的那些條件相同。
實例4(對比實例)除了這次在將溼非織造布傳送到第三滾筒前，施加50％的增寬百分比外，該實例4重複實例2中的使用條件。該非織造布沿縱線撕開。此時無法使用該非織造布。該測試終止。
表權利要求
1.一種非織造布，所述非織造布具有的寬度至少等於5m，重量在15和80g/m2之間，優選在30和60g/m2之間，並且由至少15mm長，且優選由長度在20到60mm之間的纖維，長絲，或該纖維和長絲的混合物組成，其特徵在於，其在縱向方向的機械性能與其在橫截面方向的相同性能之比小於3.5，所述機械性能尤其是包括抗張強度。
2.一種用於製造非織造布的方法，其中纖維和/或長絲的纖網通過噴射水射流，砑光或針刺固結來固結，以獲得首次被固結的纖網，其特徵在於，所述纖網首先被進行首次固結，然後在寬度方向被拉伸，以獲得加寬的纖網，接著該加寬的纖網被進行二次固結。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述二次固結通過噴射水射流來實施。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，通過噴射水射流實施的二次固結的水射流壓力大於首次固結的水射流壓力。
5.如權利要求2，3或4所述的方法，其特徵在於，具有小於或等於40g/m2重量的非織造布被拉伸到伸長率小於30％，具有重量大於40g/m2但小於或等於60g/m2的非織造布被拉伸到伸長率小於40％，具有重量大於60g/m2但小於或等於80g/m2的非織造布被拉伸到伸長率小於50％。
6.如權利要求2到5中任一所述的方法，其特徵在於，首次固結的纖網的溫度被增加到至少50℃，最高到300℃。
7.一種用於製造非織造布的機器，該機器包括裝置(1)，該裝置(1)將纖網或長絲纖網傳送到通過水射流，砑光或針刺固結法進行固結的裝置(1，6)，其特徵在於，該機器還包括在首次固結裝置下遊的用於加寬固結纖網的裝置(9)和二次固結裝置(12)，該二次固結裝置(12)設置在加寬裝置(9)的下遊，並具有大於首次固結裝置(6)的有效固結寬度。
8.如權利要求7所述的機器，其特徵在於，所述的加寬裝置(9)，優選具有可調的寬度，包括至少一個加寬輥，或針板拉幅機或夾拉幅機。
9.如權利要求7和8中任一所述的機器，其特徵在於，所述的傳送裝置包括裝置(7，10)，以便出口的纖網速度大於加寬裝置(9)進口的速度。
10.如權利要求7到9中任一項所述的機器，其特徵在於，所述二次固結裝置(12)是水射流固結裝置。
11.如權利要求7到10中任一項所述的機器，其特徵在於，所述二次固結裝置(12)後面有一裝置(15)，該裝置(15)透過多孔表面通過吸氣來脫溼，並包括用於控制所述多孔表面的工作寬度的裝置。
12.如權利要求7到11中任一項所述的機器，其特徵在於，所述二次固結裝置(12)的下遊設有乾燥裝置(16)，優選所述乾燥裝置(16)具有可調的寬度。
全文摘要
本發明涉及一種製造非織造布的機器，其包括加寬裝置(9)，該加寬裝置(9)被布置在第一水射流固結裝置(4，6)和第二固結裝置(11，12)之間。
文檔編號D04H1/492GK1954109SQ200580015158
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月9日 優先權日2004年5月11日
發明者安德瑞·邁克龍尼, 弗雷德裡克·諾艾爾 申請人:立達公司