用於生產人造纖維、非織造纖維網和吸收性非織造布的方法和設備的製作方法

2023-05-30 16:34:26

專利名稱：用於生產人造纖維、非織造纖維網和吸收性非織造布的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明的領域本發明一般涉及人造纖維的生產，特別涉及應用熔噴、共成形和紡粘技術的人造纖維的生產領域。
本發明的背景人造纖維的生產長期應用熔噴、共成形和紡粘技術製造用於形成非織造纖維網或材料的纖維。

圖1a至3b表示應用熔噴和紡粘技術製造非織造纖維網的早先技術的設備。另外，早先技術的共成形技術將在下文作更詳細討論。
圖1a-1c表示一種典型的用於生產熔噴纖維的方法。參照圖1a，一個料鬥10盛裝著樹脂切片，擠出機12通過常規加熱裝置將樹脂切片熔化，以便形成熔融的可擠出的物料，該物料在位於擠出機12內的旋轉擠出螺杆(未示出)的作用下通過熔噴模頭14被擠出。如圖1c所示，可擠出物料通過擠出狹槽28被輸送至孔18。模頭14和供送至該處的氣體是被常規裝置(未示出)所加熱。
圖1b詳細地表示出模頭14。模頭14的端部16有很多橫貫於面16以線性排列的熔噴噴絲孔18。參照圖1c，通過入口20和21將熱氣體輸送至充壓室22和23，然後氣體分別通過通道24和25排出，匯合併形成一股氣流，該氣流握持並拉細從孔18擠出的聚合物或樹脂絲，形成一股如圖1a所示的氣流推動的纖維流26。
熔噴噴絲頭14包括一個具有一個基礎部分38和一個突出的中央部分39的模頭件36，在中央部分39內伸展有一條以流體連通很多孔18的擠出狹槽28，孔18的另一端在模頭端部終止。氣流推動的纖維流26射到一個收集裝置上，在圖1a中所示的實施例中該裝置包括一條支承在輥31上的具有小孔的無接頭傳送帶30並可在收集表面的下方安裝一個或幾個固定的真空室(未示出)，在該收集表面上形成纖維的非織造纖維網34。集聚纏結的纖維形成凝聚的纖維網34，該纖維網34的一部分如圖2的平面圖所示。藉助一對壓輥33(如圖1a所示)可將纖維網34從傳送帶30上移開，該壓輥33同時將纏結纖維壓在一起。圖1a-1c的早先技術熔噴設備可任選地包括如花紋熱軋機或超聲波軋花機的軋花紋機(未表示出)，纖維網34可以隨後卷取到貯存輥上或轉至後續製造工序。其它的軋花裝置也可以利用，如在軋輥和砧輥之間的壓力軋點，或者軋花工序可以完全省去。
圖3a表示用於生產紡粘纖維的早先技術設備44。該紡粘設備通常包括一個位於支承在輥76上的無接頭傳送帶78上方的拉伸裝置46。圖3b詳細地表示該纖維拉伸裝置。纖維拉伸裝置46包括上空氣區48，50和一個縱向空氣室，該室包括一個上面部分52、一個中間部分54和一個下面部分或尾管56。該纖維拉伸裝置還包括一個第一空氣充壓室58和一個空氣入口60，該入口60將空氣從第一空氣充壓室58導向纖維拉伸裝置的中間部分54。另外，一個第二空氣充壓室62也通過空氣入口64與纖維拉伸裝置的中間部分54連通。該紡粘設備44還包括用於熔化擠出樹脂使經模頭形成為纖維68的標準裝置。通常，這種裝置將來自供料系統的樹脂供給料鬥擠出機，通過一個過濾器，最終通過一個模頭形成纖維68。
高速空氣分別由入口72和74通過充壓室58和62進入纖維拉伸裝置。該補加至纖維拉伸裝置的空氣通過入口60和64將空氣通過入口50和48而吸入。然後空氣和纖維通過尾管56進入出口區70。通常，當空氣和纖維經過拉伸裝置時，通過入口50和48進入拉伸裝置的空氣便拉伸纖維68。然後經拉伸的纖維鋪放在無接頭的傳送帶78上形成如圖3a所示的非織造纖維網80。然後輥82將非織造纖維網移出無接頭的傳送帶78並進一步將纏結的纖維壓在一起以幫助形成纖維網。然後粘結纖維網80，如用軋輥和砧輥軋花機，超聲波軋花，或其它已知的技術來形成最終材料。
為了形成具有所希望的特性的織物，眾所周知在技術中需要改變熔噴纖維和紡粘纖維成形工藝中的一些工藝參數，以獲得所望性能的纖維。然而，用於改變纖維特性的大多數早先技術需要花費較多時間來變換設備或工藝，如變換模頭或變換樹脂。所以，當需要進行改變時這些技術便要求生產線停止，這便導致在生產新材料時效率降低。
早先技術以前已指明，通過控制熔噴和紡粘纖維生產設備中靠近纖維出口的空氣流可以獲得不同的效果。例如，Shambaugh的美國專利No.5,405,559指明，在熔噴工藝中所提供的空氣流能夠在模頭的兩側交替地轉換開啟和關閉，這樣可以減少生產熔噴纖維所需要的能量。然而，Shambaugh的這種說法有一些缺陷。在某些條件下，完全切斷任一側的空氣將會使液態樹脂吹到模頭另一側的空氣板上，由此使通常產生空氣流速的設備阻塞(特別是對通常用於生產非織造纖維網的高MFR聚合物和其它聚合物)。另外，此種技術可能導致樹脂小球或「彈丸」沉積在生成的纖維網上，因為在模頭一側的空氣流向另一側轉換期間樹脂僅受很小的影響。最後，儘管Shambaugh的文獻指出轉換空氣的開啟和關閉是為了減小給定空氣流條件下的纖維尺寸，但它主要強調的是這種轉換節約能量是藉助於減少熔噴法中總體空氣流的需要量。此外，由Shambaugh所指明的低頻率將導致在高速機器上的劣質成形。在給出的例子中所生產的纖維是比較粗的，例如，其直徑比通常非織造工業生產中一般用的要大些。最後，Shambaugh指出，為了改變紡粘纖維生產環境中的纖維參數選擇性地改變空氣流特性是沒有適用性的。
本發明的概要上述的和隨後的目的均可在按照本發明的公開的與優選的實施例中的用於纖維生產的工藝和設備中實現，並且形成用於吸收油和其它用途的非織造纖維網和吸收性產品。
通常，本發明涉及一種由液態樹脂形成人造纖維和形成非織造纖維網的設備。該設備可包括用於產生沿主軸線帶送纖維所需的連續空氣流的裝置，至少一個靠近用於擠出液態樹脂的空氣流的第一擠出模頭和用於藉助改變主軸線任一側或兩側的空氣壓力有選擇地擾動空氣流的擾動裝置。該設備也可包括一個裝於第一模頭下面的基臺和相對於模頭用於移動基臺的基臺移動裝置，其中所帶送的纖維便堆放在該基臺上形成非織造纖維網。
該設備可包括一個與位於主軸線對側的第一和第二空氣充壓室相連通的第一空氣供給，其中在充氣室出口處產生一個使纖維拉細的連續氣流。擾動裝置可包括一個用於有選擇地改變流向第一和第二充壓室的空氣的流速的閥，因此可對所帶送的纖維提供空氣流擾動。另外，空氣流擾動可由在充壓室內在第一空氣供給上附加一個擾動的第二級空氣供給來實現。另外，擾動裝置可包括靠近或附加至第一和第二充壓室的第一和第二壓力轉換器以及用於有選擇的啟動第一和第二壓力轉換器的裝置，該壓力轉換器可有選擇地改變第一和第二充壓室中的壓力。通常，擾動裝置在擾動頻率約小於1000赫茲的情況下改變第一和第二充壓室中的穩態壓力，並且改變第一和第二充壓室中的平均充壓壓力達到在擾動裝置未啟動情況下的總平均充壓壓力的約100％。
該設備也包括一個位於第一模頭下面並適於引導主空氣流由此通過的纖維拉伸裝置。該纖維拉伸裝置可包括一個位於其頂部用於接收流體流和所帶送的纖維的纖維入口以及一個將空氣和所帶送的纖維分布到基臺上的出口。該設備也可包括一個用於同時擠出幾種樹脂的多模頭裝置，以及用於添加其它纖維和顆粒(共成形)的裝置。
該設備也可包括位於所述軸線對側並鄰近模頭或纖維拉伸裝置，用於交替擾動連續空氣流的第一和第二級擾動空氣供給。
本發明也涉及一種用於由液態樹脂形成人造纖維和形成非織造纖維網的方法，其所包含的步驟有形成沿主軸線的連續空氣流，通過鄰近空氣流設置的第一模頭擠出液態樹脂，在空氣流中帶送液態樹脂以便形成纖維，藉助於改變主軸線任一側的空氣壓力有選擇地擾動空氣流中的空氣流動。
附圖的簡要說明圖1a-1c表示用於生產熔噴纖維的早先技術的設備簡圖。
圖2是按照早先技術方法製造的非織造纖維網的表面圖。
圖3a和3b表示用於生產紡粘纖維的早先技術設備簡圖。
圖4是無空氣流擾動時製造的非織造纖維網表面的照片。
圖5是按照本發明製造的非織造纖維網表面的照片。
圖6a-6d表示按照本發明用於生產熔噴纖維的設備簡圖。
圖7a-7e表示按照本發明可用的三通閥實施例的簡圖。
圖8a和8d表示用於生產熔噴纖維的早先技術設備中充壓壓力與時間的函數關係。
圖8b-8c表示按照本發明生產熔噴纖維的設備中充壓壓力與時間的函數關係。
圖9表示按照早先技術製造的熔噴纖維的直徑分布。
圖10表示按照本發明製造的熔噴纖維的直徑分布。
圖11表示按照本發明製造的熔噴非織造纖維網的弗雷澤爾(Frazier)孔隙率與擾動頻率的函數關係。
圖12表示按照本發明製造的熔噴非織造纖維網的落差(hydrohead)和擾動頻率的函數關係。
圖13是在無空氣流擾動的情況下製造的非織造纖維網表面的照片。
圖14是按照本發明製造的非織造纖維網表面的照片。
圖15表示紡粘纖維非織造纖維網的最大荷載與擾動頻率的函數關係。
圖16是按照本發明構成的共成形裝置的示意圖。
圖17a-17d和19表示按照本發明製造紡粘纖維非織造纖維網的各種裝置的結構。
圖18a-18f、20a和20b以及2la-21d表示本發明應用的第二級噴管的各種結構。
圖22和23是早先技術熔噴纖維和按照本發明製造的纖維的X射線衍射掃描。
圖24是比較早先技術熔噴纖維和按照本發明製造的纖維熱量特性的DSC(差示掃描量熱法)。
優選實施例的詳細說明下列技術適用於熔噴、紡粘和共成形纖維成形工藝。為了清楚起見，將參照這些技術討論本發明的一般原理。將敘述該技術的一般說明以及這些技術在熔噴、紡粘和共成形領域中的特殊應用。為了方便起見在下列討論中提供了小標題，這些小標題是為了清楚地說明問題而不應考慮為權利要求書中本發明的限定範圍。在這裡應用時，術語「擾動」指的是輕微地對流體的穩定流動或類似情況作適度變化，例如達到穩定流動的50％，並且對一側沒有斷續的流動。而且，在這裡應用時，術語流體指的是任何液體或氣態介質，然而一般首選的流體是一種氣體，更具體的是空氣。另外，在這裡應用時，術語樹脂指的是可形成纖維或非織造纖維網的各種液體或可液體化的材料，無限制地包括聚合物、共聚物、熱塑性樹脂、蠟和乳液。
空氣流擾動工藝的一般說明正如以前所說明的那樣，具有各種特性的纖維的生產在早先技術中已熟知，然而，本發明的優選實施例提供很大的纖維特性變化範圍並提供由這些纖維形成不同非織造纖維網材料的很大的控制範圍，這些技術可以使人在很少或不中斷生產過程下調整這樣構成的非織造纖維網的特性。該基本技術包括對空氣進行擾動以用於拉伸來自模頭的纖維。最好，纖維在其中行進的空氣流在平行於纖維行進方向的軸線對側被擾動。這樣，挾帶成形纖維的空氣流被擾動，導致在成形期間的纖維擾動。與本發明的方法和設備相適應的空氣流擾動可在熔噴和紡粘生產中實現，但也不限於那些工藝。
一般，可以以各種途徑擾動空氣流；然而，不考慮擾動空氣流的方法，擾動有兩個基本特性，即頻率和幅度。擾動頻率可根據每單位時間向任一側提供的脈衝數確定。通常，在整個詳細說明中頻率均以赫茲(每秒鐘周期數)表示。幅度可用擾動氣流中空氣壓力的增量或差值與穩態壓力之比的百分率(ΔP/P)×100％表示。另外，擾動幅度用擾動期間空氣流動速率的增量或差值與穩態速率之比的百分率表示。這樣，可由新纖維成形技術所控制的主變量是擾動頻率和擾動幅度。下面所說明的技術很容易的控制這些變量。可變的最後變量是擾動的相位。對於大多數技術，180°擾動相位差在下面說明(即在平行於流動方向軸線一側的部分空氣流被擾動，然後另一側被交替地擾動)；然而，相位差可在0°至180°之間調節以達到任何所希望的結果。已經以對稱擾動(按相位)和改變相位關係進行了測試。這個變量還可以對由此製得的纖維和得到的纖維網或材料作進一步的控制。
在成形期間空氣流和纖維的擾動對因此形成的纖維有一些積極的影響。首先，像強度和捲曲這樣的纖維特性可以通過擾動的變化來調節。這樣，對於非織造纖維網材料，可通過選擇適當的擾動頻率和幅度來增加其膨鬆性和抗拉強度。增加纖維的捲曲性有助於增加非織造纖維網的膨鬆性，因為捲曲的纖維趨向於佔有更大的空間。另外，按照本發明生產的熔噴纖維特性的初步考察與用早先技術生產的這種纖維相比較表明，按照本發明生產的纖維呈現不同的結晶和傳熱性能。確信這種差別是由於傳熱效應(包括急冷)的緣故，該效應是由纖維在湍流空氣流中運動引起的。還確信這種差別有助於提高按照本發明的技術製造的纖維和非織造材料的性能。另外，空氣流的擾動也導致改善纖維在成形基臺上的沉積，這可提高因此而形成的纖維網的強度和其它性能。
而且，由於擾動頻率和幅度的變量是很容易控制的，可以藉助改變該頻率和/或幅度來製造不同性能的纖維。這樣，就有可能在加工過程中(或「在落棉中」)改變所形成的非織造纖維網的性能。按照這類調節方式，在免除或減少需要做較大的設備或工藝改變的同時，一臺單獨的設備便可以製造根據不同產品規格要求具有不同性能的非織造纖維網織物，如同上面所討論的那樣。另外，本發明並不排除用常用的工藝控制技術來調節纖維性能。
參照圖4和5，可以對按照早先技術(圖4)和按照本發明(圖5)製造的熔噴纖維網的放大照片作比較。由圖4可見，纖維網的單根纖維是比較呈直線型。然而由圖5可見，按照本發明的擾動技術製造的纖維網中的纖維是捲曲得多而且多數不是在一個方向上排列。這樣，由在下面所說明的結果可見，按照本發明製造的纖維網對於給定的重量會呈現出較大的膨鬆性並且常常有較大的縱向橫向強度(縱向是形成纖維網的基臺相對於成形模頭的移動方向；橫向垂直於機器方向)。已確認，增加捲曲度將使纖維網的纖維有更多的接觸點，它將提高纖維網強度。當觀察時，剛一看會發現與圖4相比在圖5的纖維網上存在著許多且較大的孔隙，然而實際上圖5的纖維網並沒有比圖4的纖維網有更多或較大的孔隙，因為這些圖中的掃描電子顯微鏡(SEM)照片表現的是材料的頂表面的圖象，在照片上看不出圖5中纖維網的膨鬆性增加，而該膨鬆性表現的方式使它顯示有較大量的較大的孔隙。相反，因為圖4中的纖維網膨鬆性較小，纖維網的大量纖維都處於照片的平面上，顯示較少且較小的空隙。由下面可見，按照本發明製造的纖維網的抗滲透性可選擇成優於按照早先技術製造的纖維網，這樣便證明圖5照片中顯示的孔隙是一種假像。
熔噴應用圖6a至6d表示本發明的各種實施例，它們利用交替空氣脈衝擾動熔噴模頭59出口附近的空氣流。本發明的每個熔噴實施例均包括完全相對的充壓室/管22和23以及空氣通道24和25，該通道通至熔噴模頭59的端部以在噴射流26中形成纖維流。本發明的作用是保持穩定流動並設置一種藉助交替地增加和減小充壓管22和23的壓力對靠近熔噴模頭59的穩定流動進行交替的壓力擾動。此技術保證挾帶纖維的氣流26的可控調整並由此促進挾帶纖維的氣流的壓力波動的規律性。另外，就擾動空氣流動幅度而論相對高穩定的空氣流動有助於防止空氣夾帶的纖維流在空氣板40和42上形成纏結。噴嘴結構的空氣夾帶速率(和由此而來的急冷速率)和纖維纏結由此被良好的改進。
圖7a至7d表示幾個閥的例子，該閥交替增大圖6a-6d所示的充壓室22和23內的壓力。參照圖7a，擾動閥86實際上包括一個從主空氣管84至入口空氣管20和21的分叉。在緊靠分叉處，一個撓性閥板98交替地跨過該分支的整個寬度或部分寬度。這便提供一種用於交替約束空氣流向空氣入口管20和21二者之一的裝置，因此對充壓管22和23中的空氣壓力形成波動。另一種方法，可以用一個激發器機械地振動穿過該分叉的閥板，以便對充壓室22和23中的空氣壓力產生適當的波動。閥板98可以用交替方式橫跨主管84的分支，用閥板的固有頻率擾動主管84中的空氣。圖7a所示的閥86的擾動頻率可藉助一個激發器機械地變化，該激發器使閥板往復或藉助簡單地調節閥板98的長度來改變其固有頻率。
圖7b表示擾動閥86的第二個實施例。此實施例可包括一個使軸102轉動的電機100。該軸102可固定一個轉動板109，該板上布置有若干個孔108，在轉動板109的後面是一個含有若干個孔106的靜止板104。兩個板可以這樣配置，即只有當轉動板109上的孔與靜止板104上的孔對中時，流動才能通過固定板的開孔。每個板上的孔可以這樣排列，即當每個板上的孔都對中時穩定流動會周期性地增強，增強的流動的頻率可通過控制電機100的速率來控制。
圖7c也表示擾動閥86的另一實施例，在這個實施例中一個電機100轉動地連接一根軸112，該軸裝有一個橫截面稍小於主空氣管84的蝶形閥110。在轉動的蝶形閥110的下遊產生的擾動可交替增大空氣入口管20和21以及空氣充壓室22和23中的空氣壓力，而達到按照本發明的流動狀態。
圖7d也表示按照本發明的擾動閥86的另一實施例。這裡，一個電機100分別與一根軸112以及在入口空氣管20和21內的兩個蝶形閥110和114相連接。由圖7d可見，蝶形閥110和114互相近似成90°配置在軸112上。另外，蝶形閥110和114中的每一個可包括孔111，以便當相應的蝶形閥處於開啟位置時，在交替增大每個充壓室22和23中的壓力時，對每個充壓室提供穩定的空氣流動。
圖7e仍然表示擾動閥86的另一實施例。在這個實施例中，一個傳動裝置124與一根軸122連接，該軸又裝配一個柱塞123。柱塞123包括通道118和120，根據柱塞123的軸向位置，通道分別與空氣入口管20和21連通。通道118和120中的每一個均流體地與主通道116相連通，該主通道流體地與主空氣管84相連通。在這個實施例中，擾動閥86可藉助由傳動裝置124引起的杆122的往復運動交替增大每個充壓室內的空氣壓力。另外，當傳動裝置124使柱塞123往復變動適量的疊合度時，通道118和120可同時與主空氣管84連接，這樣，管20和21在通道118和120之間空氣流動分別受阻，以分別實現交替增大充壓室22和23內的壓力。傳動裝置124可包括任何已知的用於實現往復運動的裝置，這可包括但不限定於氣動裝置、液力裝置或電磁裝置。
圖8a-8d分別表示在早先技術熔噴設備中和在按照本發明的熔噴設備中的充壓空氣壓力。如圖8a所見，充壓室中早先技術的空氣壓力實際上相對於時間是恆定的，而在圖8b和8c中充壓室內的空氣壓力實際上是以脈動方式增大。例如，平均壓力與縱坐標相交點為約7磅/英寸2。圖8d表示靠近早先技術擠出模頭處早先技術的空氣壓力，其中空氣是開通和關閉的。在這種情況下，例如與縱坐標相交的平均壓力在約0.5磅/英寸2。如圖8d所表示的早先技術空氣流動的開/關控制，如上所述由於中斷流動而會導致模頭堵塞。另外，圖8d所表示的早先技術開/關空氣流動控制(由Shambaugh提供)用了比本發明較低的平均壓力、較低的頻率和較小的壓力幅度。雖然圖8a所表示的空氣流動特性不容易產生模頭堵塞，但不能對纖維捲曲或纖維網性能提供控制，因為流動相對於時間實際上是穩定的。
擾動閥86可以多種布局設置來實現按照本發明的熔噴設備的充壓室22和23中的交替增強流動。例如，圖6b表示按照本發明的另一實施例。在這個實施例中，當通過排放閥90向擾動閥86放出適當的空氣流時，主空氣管84將流向入口空氣管20和21的穩定空氣流分為二支。所以，在這個實施例中充壓室23和22每個都包括兩個入口。第一入口實際上引入來自入口管20和21的穩定流動。每個充壓室的第二入口向各該室引入交替流動，由此對來自管20和21的穩定流動添加上振動流動。由排放閥88放出的一定量空氣將控制壓力增大的幅度，用於精確調節纖維性能，而擾動閥86則控制頻率，下面將詳細說明。
圖6c也表示本發明的另一實施例。在這個實施例中，主空氣管84分為二支進入空氣管21和20以便向充壓室22和23供給空氣壓力。另外，副空氣管92也在擾動閥86處分成二支。該擾動閥86將交替增大的空氣壓力施加於充壓室22和23中，以便達到按照本發明的振動流動狀態。此時，空氣管92中的壓力控制空氣壓力擾動的幅度，而擾動閥86則控制擾動頻率，如上所述。
圖6d也表示本發明的另一實施例。在這個實施例中，主空氣管84分成二支分別導向充壓室22和23的入口空氣管20和21。充壓室22和23中交替增大的空氣壓力可分別由轉換器94和96提供。用電信號的方式操縱轉換器94和96。例如，為了在充壓室22和23中提供交替增大的壓力，該轉換器實際上可以是一個接收180°相位差脈動電信號的大型揚聲器。然而，任何類型的適當的轉換器用任何操縱方式都會產生增強的空氣流。這可以包括但不限於電磁裝置、液力裝置、氣動裝置或機械裝置。
正如前面所討論的，所有說明的實施例都能精確控制擾動頻率和幅度，最好不中斷纖維成形設備的運行。下面將要說明的是，這種精確控制擾動參數的能力能夠用來相對精確地控制纖維和由其形成的纖維網的性能。特別是，纖維參數的變化是寬廣的，一種特定設定的參數可用於製造一種類型的非織造材料，如過濾材料，不同設定的纖維參數可用於製造不同類型的材料，如用即棄服裝。
例如，在過濾應用中材料最好是由小直徑的纖維製成，而大直徑的纖維可用於製造其它材料。而且，不少最終產品包含有不同性能的材料層。例如，用即棄尿布含有一層芯吸層用於除去與嬰兒皮膚接觸的水分並保持將這種水分去除。一層中間吸收層是用來保持該水分。最後，一層外層阻擋層是要求防止被吸收的水分從尿布滲漏出。尿布每層的纖維性能都是不同的，這是因為要實現每層材料的特殊作用的緣故。應用本技術，能夠藉助相對於時間改變擾動參數來形成纖維網的各種部件，所以尿布的每一層都可以一個非織造纖維網順次地形成。然後，單個纖維網可疊合得到疊層的最終材料。
例如，在Cotto的美國專利No.5,364,680中說明了用於油的吸收結構，該專利作為參考在這裡被全面引用。對油吸收應用，要求有微細纖維纖維網，該纖維網是親油的並且膨鬆性的特徵是密度不大於約0.1克/釐米3最好是不大於約0.06克/釐米3。一般，較低的密度是首選的，但密度低於0.01克/釐米3是難於加工的。這樣的纖維網有吸收並保持至少約為纖維網重量10倍最好至少約為纖維網重量20倍的油的能力。對某些用途最好提供用一種或更多種組份處理以增加含水液體的吸溼性。例如，在共同轉讓的美國專利No.5,057,361中這樣的處理是熟知的並作了說明，該專利在這裡被全面引用。以前嘗試用熔噴技術生產這樣的纖維網，而導致有用的細纖維材料，缺少所要求的膨鬆性和吸收性，這是由於空氣流將仍為膠粘的纖維敷到成形表面上的緣故。
這樣，由於藉助對擾動性能的控制而精確控制纖維和材料性能，所以在非織造纖維網成形中就可能有很大的靈活性。其次，這種控制能以較大效率和能力來設計範圍較大的材料，這些材料能在生產過程略有中斷下生產。
早先技術熔噴設備的一個缺點是較無能力來精確控制所生產的纖維直徑。具有特殊性能的材料成形常常要求全面精確控制用於形成非織造纖維網的纖維直徑。用本發明的擾動技術，就可能在纖維直徑方面得到比早先技術要小得多的差異。
圖9和10表示取自早先熔噴技術和按照圖6c熔噴設備實施例的熔噴纖維生產技術的樣品的纖維直徑分布。圖9表示按早先技術的直徑分布。圖10表示按照本發明技術製造的熔噴纖維的纖維直徑分布圖。圖10中的纖維分布表示一個纖維直徑樣品具有中心峰值在約1和2微米之間的分布。這裡由擾動方法和設備得到的纖維分布的窄區域表示，在很大程度上僅藉助改變擾動頻率和幅度就可控制纖維直徑。
圖11表示按照本發明製造的非織造熔噴纖維網的弗雷澤爾孔隙率與充壓室22和23中擾動頻率的函數關係。弗雷澤爾孔隙率是一種在非織造纖維網領域通過材料每平方英尺空氣流速率的標準測量並且是材料滲透性的度量(單位是立方英尺每平方英尺每分鐘)。對所有的樣品，除試樣尺寸為8英寸乘8英寸而不是7英寸乘7英寸外，用於確定弗雷澤爾空氣滲透性的程序均按照美國聯邦試驗方法標準No.191A的方法5450的規定進行。較大尺寸能保證試樣的所有側邊都能超出夾緊環並便於穿過該孔可靠和均勻的夾緊試樣。
如圖11所示，隨著擾動頻率從穩定狀態到近似500赫茲，弗雷澤爾孔隙率一般是先下降至最小然後增加。這樣可觀察到，按照本發明製造具有所要求的弗雷澤爾孔隙率的材料僅需改變振動頻率(和/或幅度)即可。應用早先技術時，改變孔隙率常常要求改變模頭或原材料或倍增設備。這樣，應用本發明技術，一旦運行完成就能夠容易的改變材料的孔隙率，僅需要調節擾動頻率(或幅度)即可，用簡單的控制且不必停止生產就能容易的做到。所以，按照本發明的熔噴設備可用簡單地改變擾動頻率的方法快速和容易地製造各種孔隙率的過濾材料。
圖12表示落差(Hydrohead)與擾動頻率的關係圖線。落差試驗是測量織物的液體阻隔性能。落差試驗是確定在預定量的液體通過之前織物上所能承載的水的高度(釐米)。具有較高落差數的織物比具有較低落差的織物顯示出對液體滲透有較大的阻隔作用。該落差試驗按照美國聯邦試驗標準No.191A，方法5514進行。通常，在近似75赫茲到525赫茲的頻率範圍內，隨擾動頻率增加，落差先是增加而後減小。由於擾動頻率直接影響落差，所以根據特定的用途，適當調節擾動閥86可提供所要求的對液體的阻隔類型。可用擾動頻率改變落差以便使材料適應特定的用途。
例子為了證明在熔噴、共成形和紡粘纖維網以及材料的生產中本發明優於早先的技術，下列例子提供一個依據。這些例子全面地提供說明如何才可實現本發明的方法並不表示限制如權利要求書中所規定的本發明的範圍。
例1工藝條件模頭端幾何尺寸開凹槽模頭寬度＝20英寸間隙＝0.09英寸30hpi主空氣流加熱(加熱器中≈608°F)488英尺3(標準)/分壓力PT＝6.6磅/英寸2(表壓)副空氣流不加熱(環境空氣溫度)60英尺3(標準)/分入口壓力＝20磅/英寸2(表壓)聚合物丁烯和丙烯的共聚物聚丙烯*-79％
聚丁烯-20％藍色顏料-01％*塗有過氧化物的800MFR聚丙烯-最終MFR≈1500聚合物流量0.5GHM熔化溫度470°F擾動頻率0赫茲，156赫茲，462赫茲基本重量0.54盎司/碼2成形高度10英寸試驗結果阻隔表1-1擾動頻率 0赫茲 156赫茲462赫茲弗雷澤爾孔隙率 45.18 35.70 65.89(英尺3/英尺2·分(cfm/ft2))落差(釐米) 86.40 10374.60在這個例子中，該熔噴工藝如上述配置並且對應於圖6c所示的實施例，其中主空氣流補充以副空氣流。在該例子中，單位hpi表示模頭上每英寸的孔數。PT可稱為總壓力是在主導管中不流動區內所測得。GHM是以每孔每分鐘的克數計的流動速率。這樣，以每分鐘通過熔噴模頭每個孔流動的聚合物重量表示該GHM單位所確定的量。如上面所討論的，弗雷澤爾孔隙率是材料滲透性的度量(單位是立方英尺每平方英尺每分鐘)。落差度量纖維網的液體阻隔性能，是以水開始滲透入纖維網之前纖維網所承載的水柱高度來測量。
上述結構和結果提供一個具有代表性的無空氣擾動(擾動頻率為0赫茲)進行熔噴生產同有156和462赫茲擾動頻率進行熔噴生產的基本比較。從表1-1可以看出，一般，應用擾動空氣流製造的材料的阻隔性能隨擾動頻率增加而改善。這樣，由於僅僅改變擾動頻率，工藝相對容易，無須較大改變工藝條件便可製造具有所要求的阻隔性能的材料或纖維網。這不要求用相當多的時間和力量去明顯改變工藝條件就能調節阻隔性能的能力是早先技術所不可能的。可以看出，當擾動頻率為156赫茲時弗雷澤爾孔隙率減小(表現為纖維網或材料對空氣的滲透性減小)。類似地，在頻率為156赫茲時所承載的落差增加。這樣，在頻率為156赫茲時所生產的纖維網材料是更有效的阻隔物。擾動頻率為462赫茲時與在0赫茲(早先技術)和156赫茲時進行生產相比，弗雷澤爾孔隙率增加而落差減小。這樣，在較高的擾動頻率時，纖維網材料是低效的阻隔物，但更適合用作吸收物或芯吸材料。
阻隔性能相對於擾動頻率的變化在圖11和12(與例1相比有不同的工藝條件)中也得到了證實。如圖11所示，當工藝從無擾動變化到擾動頻率在1到200赫茲之間時，弗雷澤爾孔隙率有一個初始下降。當擾動頻率增加到約高於200赫茲時，弗雷澤爾孔隙率開始增加，直到約為300至400赫茲之間超過初始0赫茲時的弗雷澤爾孔隙率。高於400赫茲時，隨著擾動頻率增加弗雷澤爾孔隙率相對急劇增加。類似地，參照圖12，擾動頻率大約在1到200赫茲之間時承載的落差為初期的增高，然後隨擾動頻率增加落差穩定減小，直到在約為400到500赫茲之間時承載落差小於頻率為0赫茲(穩定流動)時的值。這樣，如圖所示，在不改變諸如聚合物類型、流動條件和模頭幾何尺寸這樣的基本工藝條件的情況下只簡單改變空氣流的擾動頻率，便可製造出具有所要求的阻隔性能的範圍廣闊的不同纖維網材料。例如，僅僅設定擾動頻率在100到200赫茲範圍內，所有其它工藝條件都保持不變，便可製造出更有效的阻隔材料。如果要求低效能的阻隔材料，那麼需要改變的工藝只是增加擾動頻率，用簡單的控制並不需要中斷生產線便可實現。在早先技術中，在生產中變化阻隔材料性能要求顯著改變工藝條件，所以需要停止生產線以便進行改變。實際上，在給定的設備上一般不作這樣的改變；而是用多臺機器來生產具有所要求性能的單品種纖維網材料(或非常窄範圍的材料)。
例2工藝條件模頭端幾何尺寸開凹槽模頭寬度＝20英寸間隙＝0.09英寸30hpi主空氣流加熱(加熱器中≈608°F)317英寸3(標準)/分壓力PT＝2.6磅/英寸2(表壓)副空氣流不加熱(環境空氣溫度)80英尺3(標準)/分入口壓力＝20磅/英寸2(表壓)聚合物高MFRpp**例如塗有過氧化物的800MFR聚丙烯-最終MFR≈1500聚合物流量0.5GHM熔化溫度470°F擾動頻率0赫茲(對照)，70赫茲基本重量5盎司/碼2成形高度10英寸試驗結果在這個例子中，將用70赫茲擾動頻率製造的纖維網膨鬆性與對照纖維網(0赫茲擾動頻率)相比較。
對照-0.072英寸(厚度)70赫茲-0.103英寸這樣，可以看出，應用適中的70赫茲擾動頻率導致比早先的技術增加43％的膨鬆性。最終的纖維網或材料所增加的膨鬆性常常是所希望的，因為所增加的膨鬆性常常提供較好的手感和吸收性。
而且，就所希望的組織或外觀而論，應用本發明的擾動技術能夠控制到顧客所要求的組織和外觀。參照圖13和14的照片，圖13表示用0赫茲擾動頻率生產的纖維網，而圖14的纖維網則表示用70赫茲擾動頻率製造的。由圖可見，圖14的纖維網有類似皮革的外觀和組織，而圖13的纖維網則沒有。這樣，達到這種程度的外觀和組織便是所希望的，本發明的技術能夠用附加的控制和變化來生產具有這樣性能的各種類型纖維網。
例2A-2I工藝條件模頭端幾何尺寸模頭寬度100英寸30hpi主空氣流1500-1800英尺3(標準)/分(總體範圍)2A 1800英尺3(標準)/分
2B 1750英尺3(標準)/分2C 1750英尺3(標準)/分(每組)2D 1750英尺3(標準)/分(每組)2E 1800英尺3(標準)/分2F 1800英尺3(標準)/分2G 1600英尺3(標準)/分2H 1500英尺3(標準)/分2I 1750英尺3(標準)/分主空氣溫度575°F-625°F(通常範圍)2A 625°F2B 600°F2C 600 °F(每組)2D 600°F(每組)2E 625°F2F 575°F2G 575°F2H 575°F2I 600°F擾動頻率75赫茲-200赫茲聚合物PF-015-聚丙烯流量4.8PIH熔化溫度600°F這一系列的例子表明，按照本發明的熔噴纖維網能獲得高膨鬆性和油容量。應用如圖6B所示的裝置，應用所示出的該工藝條件便能生產出熔噴纖維網。對這些材料進行了膨鬆性和油容量試驗，另外，對卷狀樣品進行了油吸收率試驗。
油吸收試驗應用基於ASTM D 1117-5.3的試驗步驟獲得了油吸收試驗結果。將四平方英寸的織物樣品稱重並浸沒在盛油的盤中測試兩分鐘(在卷狀樣品情況下用白色礦物油，+30塞波特(Saybolt)色，NF級，80-90S.U.粘度；在小樣情況下用10W40機油)。然後將樣品懸掛進行乾燥(在卷狀樣品情況下為20分鐘，在小樣情況下為1分鐘)。然後再將樣品稱重，所計算的差值作為該油容量。
由於卷狀結構中擠壓作用導致卷狀樣品和小樣的膨鬆性和油容量結果有所不同。在此兩種情況下本發明的改進是顯著的。由於對照組沒有受到擾動，它是在成形後受到壓縮的並且通過形成為一個卷而相對未受影響。
油速率試驗按照TAPPI標準方法T 432 SU-72由下列變量獲得油速率結果用0.1亳升白色礦物油作為試驗液體測定油吸收速率。
在每個試樣上用三個獨立的液滴測定時間，而不是僅用一個液滴。
從每種樣品中取五個試樣進行試驗而不是取十個，即對每種樣品用總數為15個液滴代替十個液滴測定時間。
油吸收數據表2-1-卷狀樣品
*小樣試驗方法-表2-2例3工藝條件模頭端幾何尺寸開凹槽間隙＝0.090英寸30hpi主空氣流加熱(加熱器中≈608°F)426英尺3(標準)/分壓力PT＝5磅/英寸2(表壓)副空氣流不加熱(環境空氣溫度)80英尺3(標準)/分入口壓力＝20磅/英寸2(表壓)聚合物高MFR PP*，1％藍色顏料*如塗有過氧化物的800MFR聚丙烯-最終MFR≈1500聚合物流量0.6GHM熔化溫度480°F擾動頻率0赫茲(對照)，192赫茲，436赫茲基本重量0.54盎司/碼2成形高度10英寸試驗結果柔軟性-杯壓形-0赫茲-1352192赫茲-721杯壓形是一種柔軟性測量，將纖維網覆蓋在已知直徑的開口圓筒頂部上，用直徑略小於杯圓筒內徑的壓杆將纖維網或材料壓入開口圓筒中，此時測量將材料壓入杯中所需要的力。杯壓形試驗是用於評定織物剛性，方法是測量一個直徑為4.5釐米的半球形基柱將22.9釐米乘22.9釐米的織物片壓成一個近似為6.5釐米直徑乘6.5釐米高的倒置杯，同時該杯形織物被一個近似6.5釐米直徑的圓筒所包圍以保持該杯形織物的均勻變形時所需的最大載荷。該基柱和杯應對中以避免杯壁和底部之間相接觸因這會影響到最大載荷。當該基柱以大約0.64釐米/秒的速度下落時用從北卡羅來納州卡裡的MTS系統公司(MTS SystemsCorporation)購得的型號3108-128 10的載荷傳感器測量該最大載荷。對於每種材料重複進行七至十次，然後進行平均以便給出報告值。
用192赫茲擾動頻率製造的材料所達到的較低杯壓形數表明由此製造的材料是比較柔軟的。用手或觸摸進行的主觀的柔軟性試驗也證實，用192赫茲擾動頻率製造的材料比用早先技術製造的材料柔軟。
強度表3-1擾動頻率 0赫茲 192赫茲 436赫茲縱向最大載荷(磅) 1.989 2.624 2.581縱向伸長(英寸) 0.145 0.119 0.087橫向最大載荷(磅) 1.597 1.322 1.743橫向伸長(英寸) 0.202 0.212 0.135從表3-1可見，對於擾動頻率大於0赫茲的試驗，縱向強度增加。在例3的生產中，擾動方向通常與縱向(MD)平行。申請者確信，強度沿縱向增加是由於控制得更好和擾動引起纖維振蕩使纖維在基臺上有規則疊合鋪放的緣故。類似的結果在圖15中被證實，該圖是表示沿縱向和橫向的最大載荷變化與擾動頻率的函數關係。由圖15可見，當擾動頻率增加時沿縱向的強度增加。特別地，橫向強度保持相對穩定(有輕微變化)與擾動頻率無關。申請者相信，相對於縱向擾動角度的變化，可以使橫向強度增加。這樣，在平行於縱向和垂直於縱向之間的某個角度進行擾動，就可使橫向強度像縱向強度一樣得到提高。
阻隔性表3-2擾動頻率0赫茲192赫茲弗雷澤爾孔隙率(英尺3/英尺2.分)31.5 22.3落差(釐米H2O) 90.8 121.6當量孔直徑(微米)13.2 10.8如同例1已證實的一樣，表3-2證實，在相對低的擾動頻率(大約在100至200赫茲之間)的情況下，由此生產的纖維網的阻隔性能增強。這個結果已由在0赫茲情況下和192赫茲情況下所測量的當量圓孔直徑所說明。如表3-2所示，用192赫茲擾動頻率生產的纖維網材料的孔尺寸比無擾動時生產的纖維網材料的孔尺寸小2.4微米。這樣，因為材料的孔比較小所以材料的滲透性較小而阻隔性能較大。
例4工藝條件模頭端幾何尺寸開凹槽模頭寬度＝20英寸間隙＝0.090英寸30hpi主空氣流加熱(加熱器中≈608°F)422英尺3(標準)/分壓力PT＝5磅/英寸2(表壓)
副空氣流不加熱(環境空氣溫度)40英尺3(標準)/分入口壓力＝15磅/英寸2(表壓)聚合物丁烯和丙烯的共聚物聚丙烯*-79％聚丁烯-20％藍色顏料-01％*塗有過氧化物的800MFR聚丙烯-最終MFR≈1500聚合物流量0.6GHM熔化溫度471°F擾動頻率0-463赫茲基本重量0.8盎司/碼2成形高度12英寸試驗結果阻隔性表4-1擾動頻率0赫茲 305赫茲 463赫茲弗雷澤爾孔隙率(英尺3/英尺2.分)46.27 26.85 59.34又可看出，當空氣流被擾動時纖維材料的孔隙率有初始的減小，然後當擾動頻率增加時孔隙率也增加。例4的結果與其它例子中的其它阻隔性能結果一致並在圖11和12中報告了該結果。
雖然上面列舉的例子應用聚丙烯樹脂或高熔融流體聚丙烯和聚丁烯樹脂的混合物來生產非織造纖維網，但許多熱塑性樹脂和彈性體也可按照本發明用於生產熔噴非織造纖維網。因為這是本發明的纖維網結構，該結構在所獲得改進方面是完全可靠的，所應用的原材料可從寬廣的範圍內選擇。例如，不限制上述一般性，可以應用如包括聚乙烯、聚丙烯以及聚苯乙烯這樣的聚烯烴類的熱塑性聚合物。另外，聚酯也可以應用，包括聚對苯二甲酸乙二酯和包括尼龍在內的聚醯胺類。當纖維網不需要有彈性時，沒必要排除彈性組份。也可以用上述的任何相容混合物。另外，像處理助劑、潤溼劑、成核劑、相容劑、蠟、填充物和諸如此類的這樣的添加劑可合併入符合用於獲得所希望的結果的纖維成形工藝的總量中。其它的纖維或長絲成形材料建議可按一般已知技術使用。唯一必須的是，該組分能進行紡絲成為長絲或某種形式的纖維並能鋪放在一個成形表面上。因為這些聚合物中有許多是疏水性的，如果要求的是可潤溼性表面，可添加已知的相容表面活性劑到聚合物中，那些技術已是熟知的。作為例子並不是限定，這樣的表面活性劑包括像二烴基磺基琥珀酸鈉(從美國的Cyanamid得到的氣溶膠OT或從Rohm Haas得到的Triton-100)這樣的陰離子和非離子表面活性劑。所添加的表面活性劑量將取決於所希望的最終用途，這對於在本技術中的那些熟練者來說，也將是明白的。像顏料、填充物、穩定劑、相容劑以及諸如此類的其它添加劑也可以混合使用。關於這樣添加劑的進一步討論可參閱文獻，例如，於1983年2月22日授予Bornslaeger的美國專利No.4,374,888和於1978年1月24日授予Weber的美國專利No.4,070,218。
另外，多種模頭結構形式和模頭橫截面都可按照本發明用來生產熔噴非織造纖維網。例如，每英寸20至50孔(hpi)的孔徑是首選的。然而，實際上任何適當的孔徑都可以應用。此外，星形、橢圓形、圓形、方形、三角形或者實際上任何其它幾何形狀截面的小孔都可用於熔噴非織造纖維網。
共成形應用申請者根據文獻引用於1989年4月4日授予Lau的美國專利No.4,818,464，該專利公開聚合物加工的共成形方法，該方法是將分開的聚合物熔融流匯合成一個單獨的聚合物熔融流用於通過小孔擠出形成非織造纖維網。另外，申請者根據文獻引用於1989年4月4日授予Lau的美國專利No.4,818,464，該專利公開的是超吸收體材料以及漿粕、纖維素或短纖維通過一個擠出模頭中的集聚槽與非織造纖維網中的樹脂纖維相組合。參照圖16，提供共成形工藝的說明。實際上，共成形模頭170基本上是兩個熔噴模頭173和175的組合。空氣流176和178環繞著模頭172，空氣流180和182環繞著模頭174。可通過所提供的槽184添加入漿粕、短纖維或其它物料，以改變最終纖維網的性能。因為上面所敘述的改變環繞熔噴模頭空氣流技術中的任何一種都可用於共成形技術，所以所有關於閥門配置技術的特別說明將不再重複。然而，對於該技術中的一個熟練者來說要明白的是，在共成形模頭中要改變四個空氣流，用於控制空氣流擾動的裝置將加倍。
在共成形技術中，有各種可能的擾動組合。最基本的是擾動給定的模頭172或174的每側，剛好如上面對於該熔噴技術所說明的(基本上是176和178空氣相互交替流動，對空氣流180和182也同樣)。然而，也能相對於那些圍繞模頭174的空氣流來擾動圍繞模頭172的空氣流。這樣，空氣流176和182能相互同相位被擾動但與空氣流178和180異相位，以便在纖維和纖維網中得到所希望的性能。為得到不同效果可用空氣流176和180相互同相位擾動但與空氣流178和182不同相位。有四個空氣流，許多擾動組合都可能做得到，這是很容易明白的，所有這些都在本發明的範圍內。例如，一個集聚槽可放在用於引入漿粕或纖維素纖維和顆粒的兩股集中空氣流之間。這樣的集中配置便於將漿粕引入非織造纖維網並使漿粕在纖維網中分布均勻。
例5如上面參照圖16所敘述的，共成形材料實際上是用與熔噴材料同樣的方法製造的，只是增加了第二個模頭。這樣，有兩股環繞每個模頭的空氣流，對於所有四股空氣流都可如上述所說明的作擾動。另外，特別是在兩個模頭之間有一個間隙，通過該間隙將漿粕或其它材料添加到所生產的纖維中並合併到正在成形的纖維網中。下面的例子用了這樣一個共成形的成形頭，但另外，關於空氣流擾動是與前面敘述的熔噴工藝一致。
工藝條件模頭端幾何尺寸開凹槽間隙＝0.070英寸模頭寬度＝20英寸主空氣流350英尺3(標準)/分.每組(20英寸組)主空氣流溫度510°F副空氣流40英尺3(標準)/分.每熔噴組聚合物PF-015(聚丙烯)聚合物比例65/35基本重量75克/米2(2.2盎司/碼2)試驗結果表5-1擾動頻率 0赫茲 67赫茲 208赫茲 320赫茲縱向最大載荷 1.578 1.501 1.67 2.355縱向伸長率(％) 23.86 22.48 24.21 20.23橫向最大載荷 0.729 0.723 0.759 0.727橫向伸長率(％) 49.75 52.46 58.08 71.23杯壓形(gm/mm) 251824852434 2281由表5-1可看出，結果大致與熔噴例子中的結果相符。一般，隨著擾動頻率增加縱向強度沿機器方向平緩增加而橫向強度大約保持相同。類似地，當擾動頻率增加時按杯壓形測量的柔軟性增加(較低杯壓形值表示柔軟性增加)。這樣，這個例子表示，前面敘述的技術能夠用於共成形成形技術而以如同它們用於熔噴工藝的同樣方式藉助簡單調節擾動頻率來完成工藝和材料控制。
紡粘應用圖17a至17d表示各種實施例，這些實施例都利用如圖3所示的標準纖維拉伸裝置的充壓室58和62中交替增大的空氣壓力。以相似於熔噴設備閥門配置的方式，該纖維拉伸裝置通過經擾動閥86分為二支的主空氣管66將交替擾動增大的空氣壓力分別通過管72和74收入充壓室62和58中。另一方面，如圖17b所示，主空氣管66可由閥86分為二支進入供給管130和128，並用第三排放部分供給擾動閥86。當管128和130在相對穩定的壓力下接收來自排放閥88的空氣時，擾動閥86接收來自排放閥88的空氣並擾動該空氣以便產生一個振蕩壓力，該壓力然後分別被疊加到供給管128和130中以便在用於供給至充壓室58和62的管74和72中產生擾動增大的壓力。在圖17C所表示的又一個實施例中，主供給管66分成二支進入管128和130。這個實施例使用一個副空氣供給92，該副空氣供給被閥86擾動並被分別疊加到管128和130的穩定空氣壓力中以便產生交替增強的空氣流輸入管72和74中以便分別輸入纖維拉伸裝置的空氣充壓室62和58中。最後，圖17d還表示本發明的另一實施例，該實施例使用一個在主空氣供給管分支之前提供交替擾動空氣流的擾動閥86。
圖18a至18f表示第二擾動噴口的各種位置，該擾動噴口可與如圖3b所示的標準早先技術的纖維拉伸裝置一起應用，以形成用於增強按照本發明製造的纖維的所希望的性能的適當流動條件。例如，圖18a表示使用第二擾動噴口132和134的纖維拉伸裝置的尾管56。如上所述，這些第二擾動噴口所施加的交替增強氣流的方向是與流經本發明尾管56的主空氣流相垂直。主空氣流和第二空氣流之間的這種相互垂直關係增加尾管56附近的空氣流的擾動程度和級數。
如圖18b所示，尾管56也可包括交替的或其它激發的共流噴口136和138在靠近纖維拉伸裝置的尾管處按照本發明產生擾動流。圖18c表示第二擾動噴口142和140靠近纖維拉伸裝置的頂部位於充壓室入口60和64的上遊。圖18d表示本發明的又一個實施例，該實施例利用交替增強的氣流通過科恩達(Coanda)噴嘴144和146在尾管56出口處在尾管56附近產生擾動空氣流。另外，圖18e表示裝在纖維拉伸裝置中部54的科恩達狀噴嘴190和192。最後，圖18f表示纖維拉伸裝置入口部分48和50處的噴口。圖18a至圖18f所示的那些噴口中的每一個除了噴口上遊的任何擾動外會交替的擾動流經纖維拉伸裝置的空氣流。另外，圖18a-18f所示的噴口中的每一個也都可在其上遊沒有附加擾動裝置的情況下實現。
圖19表示本發明的又一另外實施例。充壓室147和150中交替增強的壓力可分別由轉換器148和152通過入口150和154提供。轉換器148和152最好由電信號裝置激發。例如，轉換器實際上可以是大型揚聲器，該揚聲器接收一個電信號激發0°至180°相位差，以便提供充壓室147和150中的交替增大的壓力。然而，任何類型適當的轉換器都可以用任何激發裝置產生增強的空氣流。這可包括但不限於電磁裝置、液力裝置、氣動裝置或機械裝置。
圖20a和20b表示本發明的又一實施例，其中熱噴口和冷噴口都是交替用於增加纖維捲曲。參照圖20a，纖維拉伸裝置69包括第二擾動噴口156和158，擾動噴口156供給熱空氣而擾動噴口158供給冷空氣。另一方面，圖20b表示擾動空氣噴口164、166，該噴口向主空氣流和從纖維拉伸裝置的尾管出來的纖維束供給熱空氣。圖20a和圖20b都表明纖維束因用了第二擾動而偏斜。此第二擾動產生纖維束偏斜和加熱或冷卻效應，該效應增加了分布於無接頭傳送帶上的纖維網內的纖維捲曲。溫度改變的擾動提供附加參數，該參數在生產期間是可變的並且是可調節的。該噴口可對稱地或不對稱地進行調整以便獲得所希望的纖維性能即纖維捲曲。和擾動頻率與幅度一樣，空氣溫度也可在不中斷生產過程的情況下進行調節，儘管這種調節更複雜。這樣，在不要求實際中斷生產線和不需附加設備的情況下便能製造有不同性能的材料。這種技術可用於生產均聚物纖維以及多組分纖維和材料。
圖21(a)至21(d)表示本發明的又一實施例，其中標準纖維拉伸裝置包括位於其尾管出口處的第二擾動噴口，其中至少有一組擾動噴口相對於機器方向旋轉以便形成捲曲，或者是纖維相對於該纖維拉伸裝置內傳送帶的運動作橫向運動以增加非織造纖維網的橫向抗拉強度。例如，如圖21(a)所示，噴口組162設置成相對於機器方向成一個角度，而噴口組160大體上與機器方向相平行。圖21(b)表示噴口組202和200，它們都設置成相對於機器方向成一個角度但方向相反。此外，圖21(c)表示噴口方位的另一形式，其中噴口組202和204每組都相對於機器方向旋轉並面向同一方向。最後，圖21(d)表示相對的噴口組208和210。
最後，圖15表示適用於例6中所採用的實施例的非織造纖維網樣品的最大載荷與第二擾動噴口擾動頻率的函數關係。如該圖線所示，非織造纖維網的機器方向強度隨擾動頻率增加而增加。在產生圖15的數據的該工藝操作中，如圖21(d)所示，該擾動方向是平行於機器方向，而且，通過改變相對於機器方向的擾動噴口或空氣流方向，增加橫向強度是可能的。
下列例子表示本發明技術在紡粘工藝中生產纖維和非織造纖維網的應用。該工藝和設備用早先技術中所熟知的術語和裝置加以描述。在先的例子說明用早先技術形成的纖維和纖維網，以便提供一個與用本發明技術形成的纖維和纖維網相比較的基礎。
例6下列例子表示擾動空氣流在紡粘工藝中的應用。在這個實際例子中，擾動空氣流被施加到纖維拉伸裝置(FDU)出口處的挾帶纖維的空氣流，該裝置與圖21(d)所示的實施例一致。然而，如以前所述，該工藝同樣能夠用於在FDU自身內擾動空氣流，或在FDU之前的歧管處應用副空氣或排放空氣流。
工藝條件FDU拉伸壓力4磅/英寸2拉伸裝置的寬度＝14英寸聚合物流量0.5GHM聚合物3445聚丙烯**Exxon牌3445聚合物，塗有過氧化物熔化溫度430°F副空氣流40英尺3(標準)/分基本重量0.5盎司/碼2(17克/米2)試驗結果表6-1擾動頻率(赫茲) 0 67 227 338 463縱向最大載荷 0.921 1.6871.844 2.108 2.452(MD)(磅)橫向最大載荷 0.824 0.6450.462 0.586 0.521(CD)(磅)縱向伸長率(％) 23.85 52.7918.03 11.08 23.05橫向伸長率(％) 60.84 46.5 42.31 38.76 57.10總抗拉強度 1.241.81 1.90 2.19 2.51(MD2+CD2)1/2從該表可見，在紡粘工藝中應用擾動空氣流大大增加了機器方向強度(在此例中，擾動空氣流是與機器方向對齊)。和應用擾動空氣流的熔噴工藝一樣，橫向強度在稍稍減小之後保持相對穩定。然而，如總抗拉強度計算表明，應用擾動空氣流後纖維網的總強度是增大的。還有，如在熔噴工藝中應用擾動空氣流所證實的一樣，應用擾動空氣流時僅僅用調節擾動頻率的方法便可使最終纖維網材料得到可供選擇的性能範圍。這種容易的工藝調節現在在紡粘技術中是沒有用的。特別是要準備具有不同性能的紡粘纖維網材料，加工設備必須完全關閉，並要改變加工條件如更換模頭或對設備進行其它實質改造。雖然本發明不排除那些工藝，但用本工藝時，改變纖維網材料可以其它工藝條件保持恆定僅僅改變擾動頻率的方式在操作進行中完成。本發明的這個特點使得在紡粘操作中有較大的靈活性和效率。
例7在這個例子中採用紡粘工藝，應用在這裡公開的該技術在纖維拉伸裝置出口處設置擾動空氣流。對這個例子來說，與例6的情況一樣，擾動空氣流並不設置成相互直接相對，而是一組副空氣流噴嘴設置成與機器方向平行，而另一組則設置成與橫向成一個角度以便提供一個稍微橫向的流線(如圖21(a)所示意)。
工藝條件纖維拉伸壓力9磅/英寸2聚合物處理量0.75GHM基本重量1.0盎司/碼2聚合物3445聚丙烯**Exxon牌3445聚合物，塗有過氧化物熔化溫度450°F副空氣流75英尺3(標準)/分試驗結果表7-1擾動頻率(赫茲) 0 115 195 338 500縱向最大載荷(磅)12.00 19.96 21.00 21.13 20.00縱向伸長率(％) 34.75 37.36 38.36 39.77 37.48橫向最大載荷(磅)8.965 11.30 10.53 10.34 12.69橫向伸長率(％) 40.10 49.78 52.84 43.18 47.94可再次看出，簡單地改變空氣流的擾動頻率就能在最終的非織造纖維網中實現各種變化。這樣，就希望有不同性能的材料這方面來說，改變擾動空氣流的擾動頻率就能導致非織造材料的實質變化。這種改變與早先技術的紡粘技術有實質差異，在早先技術中必須改變那些很難實現的工藝條件來改變最終材料的性能。
如從上述按照本發明的熔噴、共成形和紡粘非織造物的例1-7所見，本發明技術可由對工藝控制作相對簡單的調節來得到各種性能的非織造纖維網。而某些差異可能認為是纖維在成形表面上的鋪放結果造成的，初步考察表明，本發明技術也導致由此所形成的纖維的基本變化。參照圖22和23，這裡所表示的是在相同的工藝條件和聚合物類型條件下按照早先技術製造的熔噴纖維(圖22)和按照本發明製造的熔噴纖維(圖23)的X-射線衍射掃描。從圖22和23的比較可以看出，用本發明技術製造的熔噴纖維的X-射線掃描有兩個峰值，而早先技術熔噴纖維的X-射線掃描有多個峰值。可以認為，在圖23中所觀察到的差異是因為纖維中存在較微細的晶體的結果，這可能是在成形過程中纖維有較好的急冷的結果。總之，這些X-射線衍射掃描表明，按照本技術製造的纖維比早先技術纖維更為無定形並且比按照早先技術製造的纖維有較寬的粘合窗(broader bonding window)。
按照本發明製造的纖維和按照早先技術製造的纖維之間的認定性能差異的另外證據如圖24所示。圖24是表示對早先技術熔噴纖維(圖中用虛線表示)和按照本發明製造的纖維(實線)所進行的差示掃描量熱法(DSC)，實驗結果圖線。這一測試主要是觀察在試樣被加熱時由試樣吸收或放射的熱。從圖24可見，早先技術纖維的DSC掃描與本發明纖維的DSC掃描有較大不同。對比兩個DSC掃描顯示本纖維的兩個主要特點在早先技術纖維中未顯示(1)從80-110℃放出熱量(明顯溫升)和(2)雙重熔融峰值。可以認定，這些DSC結果證明本成形技術生產的纖維與用早先技術生產的纖維相比有明顯的差異。可再次認定，這些差異與結晶結構和成形過程中纖維的急冷有關。
雖然本發明的優選實施例已經在前面的詳細敘述中敘述過，但在不脫離下列權利要求範圍的情況下可以對上面所敘述的實施例做許多改進、替換、補充或刪除。例如，本應用技術可適用於將液體霧化成霧狀(或將液體送入如空氣一樣的流體流中)。用於送入這樣液體的裝置在橫截面上很類似於圖6A-6D所示的熔噴裝置。在這個實施例中，該裝置僅是沒有幾英寸至幾英尺的典型的熔噴裝置。另外，一個霧化器的元件一般是要小几個數量級。在任何情況下，霧化實施例中的擾動技術都可使挾帶於空氣流中的液滴尺寸分布變窄和使微小液滴的分布更均勻。這個實施例可在許多應用中使用，如用於內燃機產生燃料/空氣混合物、改進的顏料噴霧器、改進的殺蟲劑撒藥機或任何使液體進入空氣流以及希望在空氣流中液體均勻分布和顆粒尺寸分布變窄的應用中。
權利要求
1.一種由液態樹脂形成人造纖維的方法包括的步驟是沿主軸線形成一股大體連續的流體流；通過靠近該流體流設置的第一模頭擠出液態樹脂；將所述液態樹脂注入所述流體流中以便形成纖維；和改變主軸線任一側的流體壓力有選擇地擾動流體流中的流體流動。
2.權利要求1的方法包括進一步的步驟是提供一個在所述第一模頭下面設置的基臺；使所述基臺相對於所述第一模頭移動，所述基臺的移動方向確定為機器方向；將所述第一模頭沿橫向垂直於該機器方向定向；和將纖維鋪放在所述基臺上以形成非織造纖維網。
3.按照權利要求1的方法製造的纖維。
4.按照權利要求2的方法製造的非織造纖維網。
5.按照權利要求2的方法製造的材料。
6.權利要求1的方法包括進一步的步驟是提供有一定流動速率的流體的第一供給；提供靠近所述第一模頭的第一和第二流體充壓室；將所述第一流體供給的至少一部分引至第一和第二流體充壓室的入口；和將來自每個所述第一和第二充壓室的流體引至靠近所述第一模頭的位置以形成所述大體上連續的流體流。
7.權利要求6的方法包括進一步的步驟是提供一個在所述第一流體供給和所述擾動裝置之間連接的主流體導管；在所述擾動裝置和所述第一充壓室入口之間連接一個第一充壓導管；在所述擾動裝置和所述第二充壓室入口之間連接一個第二充壓導管；和將所述第一流體供給在所述第一和第二充壓導管之間分開；和有選擇地改變在每個所述第一和第二充壓導管中流動的流體的壓力。
8.權利要求6的方法包括進一步的步驟是提供有一定流動速率的流體的第二供給；提供設置在每個所述第一和第二充壓室上的第二入口；將來自所述擾動裝置的流體引流至在所述第一和第二充壓室上的所述第二入口；和有選擇地改變由所述第二流體源提供的流體的流動速率，以實現該流體流動速率的有選擇的變化，提供所述主軸線任一側的所述壓力變化。
9.權利要求8的方法包括進一步的步驟是可調節地從所述第一流體供給排放流體流以便提供所述第二流體供給。
10.權利要求6的方法包括進一步的步驟是在所述第一和第二充壓室上分別提供第一和第二壓力轉換器；和有選擇地激發所述第一和第二壓力轉換器以便有選擇地改變所述第一和第二充壓室中的壓力。
11.權利要求6的方法包括進一步的步驟是以近似低於1000赫茲的擾動頻率改變每個所述第一和第二充壓室中的穩態壓力。
12.權利要求6的方法包括進一步的步驟是在無所述擾動裝置激發情況下以低於總平均充壓壓力的約100％的程度改變所述第一和第二充壓室中的平均充壓壓力。
13.權利要求6的方法包括進一步的步驟是沿與機器方向不相平行的方向引導來自至少一個所述充壓室的流體流。
14.權利要求8的方法包括進一步的步驟是在所述軸線的對側並靠近模頭處提供第一和第二二級擾動噴口以便交替地擾動所述的大體連續流體流。
15.權利要求14的方法包括進一步的步驟是以大體垂直於主軸線的方向引導來自所述第一和第二二級噴口中至少一個的流體流動。
16.權利要求14的方法包括進一步的步驟是相對於主軸線成一銳角的方向引導來自所述第一和第二二級噴口中至少一個的流體流動。
17.權利要求14的方法包括進一步的步驟是沿與機器方向不相平行的方向引導來自至少一個所述二級噴口的流體流動。
18.權利要求14的方法包括進一步的步驟是提供來自所述第一二級噴口的熱流體；和提供來自所述第二二級噴口的近似環境溫度的流體。
19.權利要求1的方法包括進一步的步驟是通過靠近所述第一模頭設置的第二模頭擠壓出第二液態樹脂；設置靠近流體流的所述第二模頭用於將所述液態樹脂注入流體流中以形成纖維。
20.權利要求19的方法包括進一步的步驟是通過位於所述第一和第二模頭之間的通道將漿粕纖維引入所述連續流體流中。
21.權利要求19的方法包括進一步的步驟是在所述第一模頭下面提供一個基臺；使所述基臺相對於所述第一模頭移動，所述基臺的移動方向確定為機器方向；將所述第一模頭沿橫向垂直於機器方向定向；和將纖維鋪放在所述基臺上以便形成非織造纖維網。
22.按照權利要求21的方法製造的非織造纖維網。
23.按照權利要求21的方法製造的織物。
24.權利要求1的方法包括進一步的步驟是通過位於所述第一模頭下面的纖維拉伸裝置引出主流體流和纖維。
25.權利要求24的方法包括進一步的步驟是供給有一定流動速率的第一流體流；在所述軸線對側提供第一和第二流體充壓室；將所述流體供給的至少一部分引至每個所述第一和第二縱向流體充壓室；和將來自每個所述第一和第二充壓室的流體引至纖維拉伸裝置以形成所述大體連續的流體進入到所述纖維拉伸裝置。
26.權利要求25的方法包括進一步的步驟是將所述第一流體供給在所述第一和第二充壓室入口之間分開；和有選擇地改變流入每個所述第一和第二充壓室入口的流體壓力。
27.權利要求25的方法包括進一步的步驟是提供有一定流動速率的第二流體供給；將所述第二流體供給與所述擾動裝置相連接；將來自所述擾動裝置的流體流引至所述第一和第二充壓室；和有選擇地改變來自所述第二流體供給的流體的流動速率以提供在所述主軸線任一側的所述壓力變化。
28.權利要求27的方法包括進一步的步驟是可調節地從所述第一流體供給排放流體流以提供所述第二流體供給。
29.權利要求25的方法包括進一步的步驟是提供靠近所述第一和第二充壓室的第一和第二壓力轉換器以形成所述擾動裝置；和有選擇地激發所述第一和第二壓力轉換器以便有選擇地改變所述第一和第二充壓室中的壓力。
30.權利要求25的方法包括進一步的步驟是提供在所述軸線對側並靠近纖維拉伸裝置的第一和第二二級脈衝噴口以交替擾動所述大體連續流體流。
31.權利要求30的方法包括進一步的步驟是在所述纖維拉伸裝置入口和出口之間設置所述第一和第二二級噴口。
32.權利要求30的方法包括進一步的步驟是以大體上水平方向引導來自所述第一和第二二級噴口中至少一個的流體流。
33.權利要求30的方法包括進一步的步驟是以向下的方向引導來自所述第一和第二二級噴口中至少一個的流體流。
34.權利要求30的方法包括進一步的步驟是以與機器方向不相平行的方向引導來自至少一個所述二級噴口的流體流。
35.權利要求30的方法包括進一步的步驟是提供來自所述第一二級噴口的熱流體；和提供來自所述第二二級噴口的近似環境溫度的流體。
36.權利要求25的方法包括進一步的步驟是以近似低於1000赫茲的擾動頻率改變每個所述第一和第二充壓室中的穩態壓力。
37.將液體注入流體流中的方法包括的步驟是沿主軸線形成大體上連續的流體流；通過噴嘴將液體注入所述流體流中；和用改變主軸線任一側流體壓力的方式有選擇地擾動流體流中的流體流動。
38.用於從液態樹脂形成人造纖維的設備包括沿主軸線形成大體連續的流體流的裝置；用於擠出液態樹脂的第一擠出模頭，所述模頭靠近流體流以便將所述液態樹脂注入流體流中形成纖維；和用改變主軸線任一側流體壓力的方式有選擇地擾動流體流中流體流動的擾動裝置。
39.權利要求38的設備還包括設置在所述第一模頭下面的基臺；用於相對於所述第一模頭移動所述基臺的基臺移動裝置，所述基臺的運動方向確定為機器方向；所述第一模頭沿橫向定位成垂直於機器方向；和其中纖維是鋪放在所述基臺上以形成非織造纖維網。
40.權利要求38的設備，其中所述用於形成大體連續流體流的裝置還包括有一定流動速率的第一流體供給；設置在所述軸線對側的第一和第二縱向流體充壓室，每個所述充壓室包括至少一個第一入口和一個出口；第一和第二充壓導管，該充壓導管將所述流體供給的至少一部分引至每個所述第一和第二縱向流體充壓室的入口；和第一和第二出口導管，該出口導管從每個所述第一和第二充壓室出口延伸至在所述主軸線對側靠近所述模頭的一個位置，並且將流體從每個所述第一和第二充壓室引至靠近所述第一模頭的一個位置形成所述大體上連續的流體流。
41.權利要求40的設備還包括在所述第一流體供給和所述擾動裝置之間連接的一個主流體導管；在所述擾動裝置和所述第一充壓室上的所述入口之間連接的所述第一充壓導管；在所述擾動裝置和所述第二充壓室上的所述入口之間連接的所述第二充壓導管；和其中，所述擾動裝置將所述第一流體供給在所述第一和第二充壓導管之間，並且有選擇地改變在每個所述第一和第二充壓導管中流動的流體的壓力。
42.權利要求40的設備還包括有一定流動速率的第二流體供給；在所述第二流體供給和所述擾動裝置之間連接的副導管；設置在每個所述第一和第二充壓室上的第二入口；在所述擾動裝置和所述第一充壓室中的所述第二入口之間流體地連接的至少一個第一二級導管將來自所述擾動裝置的流體流引至所述第一充壓室中的所述第二入口；在所述擾動裝置和所述第二充壓室中的所述第二入口之間流體地連接的至少一個第二二級導管將來自所述擾動裝置的流體流引至所述第二充壓室中的所述第二入口；和所述擾動裝置還包括一個擾動閥裝置，該擾動閥裝置用於有選擇地改變從所述副導管向所述第一和第二二級導管提供的流體的流動速率，該流體流動速率的所述有選擇的變化提供所述主軸線任一側的所述壓力變化。
43.權利要求42的設備還包括一個三通閥，該三通閥包括一個連接並接收所述第一流體供給的入口；將流體流引入所述第一和第二充壓導管的第一和第二出口；和一個用於從所述第一流體供給向所述副導管可調節地排放流體流以便提供所述第二流體供給的第三出口。
44.權利要求42的設備，其中所述擾動裝置包括一個擾動閥，該擾動閥包括一個用於接收來自所述副導管的流體流的入口；和用於向所述第一和第二二級導管輸送有選擇地改變了的流體流的第一和第二出口。
45.權利要求40的設備，其中所述擾動裝置還包括一個擾動閥，該擾動閥還包括一個用於接收來自所述第二流體源的流體流的入口；和用於向所述第一和第二充壓導管輸送有選擇地改變了的流體流的第一和第二出口。
46.權利要求40的設備，其中所述擾動裝置還包括靠近所述第一和第二充壓室的第一和第二壓力轉換器；和用於有選擇地激發所述第一和第二壓力轉換器以便有選擇地改變所述第一和第二充壓室中壓力的裝置。
47.權利要求40的設備，其中所述擾動裝置以近似低於1000赫茲的擾動頻率改變每個所述第一和第二充壓室中的穩態壓力。
48.權利要求40的設備，其中所述擾動裝置改變所述第一和第二充壓室中的平均充壓壓力使之在無所述擾動裝置激發情況下低於總平均充壓壓力的約50％。
49.權利要求39的設備還包括用於沿與機器方向不相平行的方向將流體流從至少一個出口導管引出的裝置。
50.權利要求42的設備還包括第一和第二二級脈衝噴口設置在所述軸線對側並靠近模頭用於交替擾動所述大體連續的流體流。
51.權利要求50的設備還包括在所述纖維拉伸裝置入口和出口之間使所述第一和第二二級噴口定位的裝置。
52.權利要求50的設備還包括用於沿大體水平方向從所述第一和第二二級噴口中至少一個將流體流引出的裝置。
53.權利要求50的設備還包括用於沿向下的方向從所述第一和第二二級噴口中至少一個將流體流引出的裝置。
54.權利要求50的設備還包括用於沿與機器方向不相平行的方向從至少一個所述二級噴口中將流體流引出的裝置。
55.權利要求50的設備還包括用於從所述第一二級噴口提供熱流體的裝置；和用於從所述第二二級噴口提供近似環境溫度的流體的裝置。
56.權利要求38的設備還包括用於通過靠近所述第一模頭設置的第二模頭擠出第二液態樹脂的裝置，所述第二模頭靠近流體流設置以便將所述液態樹脂注入所述流體流中形成纖維。
57.權利要求56的設備還包括用於引導所述第一和第二模頭之間的流體流的裝置；和用於引導靠近所述第一和第二模頭外圍部分的流體流的裝置。
58.權利要求57的設備還包括在所述第一和第二模頭之間設置的通道，用於將漿粕纖維導入所述連續流體流中。
59.權利要求38的設備還包括設置在所述第一模頭下面並適於引導主流體流經過的纖維拉伸裝置，所述纖維拉伸裝置包括一個位於其頂部用於接收流體流和纖維的纖維入口；和一個用於送出纖維的出口。
60.權利要求59的設備還包括一個設置在第一模頭下的基臺；用於相對於所述第一模頭移動所述基臺的基臺移動裝置，所述基臺的移動方向確定為機器方向；所述第一模頭沿橫向定位成垂直於所述機器方向；和其中，纖維鋪放在所述基臺上以形成非織造纖維網。
61.權利要求59的設備，其中用於形成大體上連續的流體流的裝置還包括有一定流動速率的第一流體供給；設置在所述軸線對側的第一和第二縱向流體充壓室，每個所述充壓室包括至少一個第一入口和一個出口；第一和第二充壓導管，該充壓導管將所述流體供給的至少一部分引至每個所述第一和第二縱向流體充壓室的入口；和第一和第二出口導管，該出口導管從每個所述第一和第二充壓室出口延伸至在所述主軸線對側的所述纖維拉伸裝置，用於將流體從每個所述第一和第二充壓室引至所述纖維拉伸裝置以便形成所述大體連續的流體流進入所述拉伸裝置。
62.權利要求61的設備還包括在所述第一流體供給和所述擾動裝置之間連接的主流體導管；在所述擾動裝置和所述第一充壓室上的該入口之間連接的所述第一充壓導管；在所述擾動裝置和所述第二充壓室上的該入口之間連接的所述第二充壓導管；和其中，所述擾動裝置將所述第一流體供給在所述第一和第二充壓導管之間分開，並且有選擇地改變在每個所述第一和第二充壓導管中流動的流體的壓力。
63.權利要求61的設備還包括有一定流動速率的第二流體供給；在所述第二流體供給和所述擾動裝置之間連接的副導管；位於每個所述第一和第二充壓室上的第二入口；在所述擾動裝置和所述第一充壓室的所述第二入口之間流體地連接的至少一個第一二級導管將來自所述擾動裝置的流體流引至所述第一充壓室的所述第二入口；在所述擾動裝置和所述第二充壓室的所述第二入口之間流體地連接的至少一個第二二級導管將來自所述擾動裝置的流體流引至所述第二充壓室的所述第二入口；和所述擾動裝置還包括一個擾動閥裝置，該擾動閥裝置用於有選擇地改變從所述副導管至所述第一和第二二級導管提供的流體的流動速率，該流體流動速率的所述有選擇的變化提供所述主軸線任一側的所述壓力變化。
64.權利要求63的設備還包括一個三通閥，該三通閥包括一個連接並接收所述第一流體供給的入口；將流體流引入所述第一和第二充壓室的第一和第二出口；和一個用於從所述第一流體供給向所述副導管可調節地排放流體流以便提供所述第二流體供給的第三出口。
65.權利要求61的設備，其中所述擾動裝置包括一個擾動閥，該擾動閥包括一個用於接收來自所述副導管的流體流的入口；和用於向所述第一和第二二級導管輸送有選擇地改變了的流體流的第一和第二出口。
66.權利要求61的設備，其中所述擾動裝置還包括一個擾動閥，該擾動閥還包括一個用於接收來自所述第二流體源的流體流的入口；和用於向所述第一和第二充壓導管輸送有選擇地改變了的流體流的第一和第二出口。
67.權利要求61的設備，其中所述擾動裝置還包括靠近所述第一和第二充壓室的第一和第二壓力轉換器；和用於有選擇地激發所述第一和第二壓力轉換器以便有選擇地改變所述第一和第二充壓室中壓力的裝置。
68.權利要求59的設備還包括第一和第二二級脈衝噴口，設置在所述軸線對側並靠近所述纖維拉伸裝置以交替擾動所述大體連續的流體流。
69.權利要求68的設備還包括在所述纖維拉伸裝置入口和出口之間使所述第一和第二二級噴口定位的裝置。
70.權利要求68的設備還包括用於沿大體水平方向從所述第一和第二二級噴口中至少一個將流體流引出的裝置。
71.權利要求68的設備還包括用於沿向下的方向從所述第一和第二二級噴口中至少一個將流體流引出的裝置。
72.權利要求68的設備還包括用於沿與機器方向不相平行的方向從至少一個所述二級噴口中將流體流引出的裝置。
73.權利要求68的設備還包括用於從所述第一二級噴口提供熱流體的裝置；和用於從所述第二二級噴口提供近似環境溫度的流體的裝置。
74.權利要求59的設備，所述擾動裝置以近似低於1000赫茲的擾動頻率改變每個第一和第二充壓室中的穩態壓力。
75.權利要求38的設備，其中所述流體是一種氣體。
76.權利要求38的設備，其中所述流體是空氣。
77.用於在流體流內帶送液體的設備包括用於沿主軸線形成大體連續的流體流的裝置；用於將液體注入所述流體流中的第一噴嘴，所述第一噴嘴設置成靠近於流體流；和以改變主軸線任一側的流體壓力的方式來有選擇地擾動流體流中的流體流動的擾動裝置。
78.一種高膨鬆的非織造吸收織物包括一組相互粘結的微細纖維，該吸收織物具有不大於約0.10克/釐米3的密度和提供吸收能力至少約為10克/克的孔結構。
79.權利要求78的該吸收織物具有的油容量至少約為20克/克。
80.權利要求79的該吸收織物包括聚烯烴微細纖維。
81.權利要求80的該吸收織物包括丙烯聚合物的微細纖維。
82.權利要求81的該吸收織物具有不大於約2秒的吸油率。
83.權利要求81的該吸收織物還包括一種增強所述織物的水潤溼性的處理。
84.權利要求82的該吸收織物還包括一種增強所述織物的水潤溼性的處理。
85.權利要求83的該吸收織物，其中所述潤溼性處理包括一種表面活性劑。
86.權利要求84的該吸收織物，其中所述潤溼性處理包括一種表面活性劑。
87.權利要求78的該吸收織物還包括在所述微細纖維組內分布的纖維或顆粒。
88.一種高膨鬆的非織造吸收織物包括一組在下述條件下由熔噴形成的熱塑性聚烯烴微細纖維，所述微細纖維被擾動以產生不大於約0.10克/釐米3的織物密度和至少約為10克/克的吸收能力。
89.權利要求88的該吸收織物，其中所述聚烯烴包括丙烯聚合物。
90.權利要求89的該吸收織物還包括共成形在該組內的纖維或顆粒。
91.權利要求88的該吸收織物，其中油容量是至少20克/克，吸油率是不大於約2秒。
92.權利要求89的該吸收織物，其中油容量是至少20克/克，吸油率是不大於約2秒。
93.權利要求89的該吸收織物也包括一種增強所述織物的水潤溼性的處理。
94.一種油吸收產品包括一組在下述條件下由熔噴形成的熔噴丙烯聚合物微細纖維，所述微細纖維被擾動以產生不大於約0.06克/釐米3的織物密度、至少為20克/克的油容量和至少為2秒的油速率。
95.按照權利要求94的油吸收產品，其中所述熔噴條件包括一種水急冷。
全文摘要
一種用於形成人造纖維和非織造纖維網的方法和設備,其中包括沿主軸線形成大體上連續的流體流的裝置、靠近該連續流體流設置的用於將液態樹脂擠出形成纖維的至少一個擠出模頭(59)、用於將纖維送入主流體流中的裝置以及以改變主軸線任一側流體壓力的方式有選擇地擾動流體流中的流體流動以便生產用以形成非織造纖維網的捲曲纖維的擾動裝置(86)。本發明的製造方法以改變流體流擾動頻率和幅度的方式最終調整非織造纖維網材料性能,諸如抗拉強度、孔隙率、阻隔性、吸收率和柔軟性等。最後,本發明的方法和設備可與用於生產非織造纖維網的熔噴、紡粘和共成形技術共同實現。本發明也包括高吸收性非織造布及其吸油的用途和其它的應用。
文檔編號D04H1/54GK1198193SQ96197267
公開日1998年11月4日 申請日期1996年7月23日 優先權日1995年8月2日
發明者B·D·海內斯, J·C·劉, J·L·麥馬盧斯 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司