連續交聯長絲非織造布的生產方法及由此製得的布的製作方法

2023-05-07 22:20:46

專利名稱：連續交聯長絲非織造布的生產方法及由此製得的布的製作方法
技術領域：
本發明屬於由熔紡聚合物得到的長絲生產非織造布片或纖維網(WEBS)的領域，特別地說，本發明涉及一種連續交聯長絲非織造布的生產方法及由此製得的布。
在已知的長絲的連接技術中，存在一種特別的連接方法，即採用流體噴射的方法，如用空氣、蒸氣、各種水溶液或甚至是高壓水射流。
現有的連接方法是用流體射流，特別是高壓水射流處理非織造的材料，這些材料是用溼法或幹法(機械或氣流梳理20至80毫米長的纖維)技術得到的。
溼法技術所使用的是長度很少超過20毫米的短扁平纖維。
而幹法技術大多是用來生產單匹(single piece)巴裡紗，使用通常是捲曲的、長度最高可達80毫米的纖維。
這兩種生產非織造布片的方法通常使用合成纖維的混合物，如果需要的話，可以加入人造或天然的纖維。這些人造的或天然的纖維通常是纖維素類的，它們的存在使得能夠更好地用高壓水射流進行纖維的連接而進行生產，因為它們對高壓水射流有很好的敏感性。
此外，在射流作用下的短纖維的高流動性，沿垂直施加到布片平面的力的方向上的全部或部分纖維的滑動，而使得纖維結構發生重排。
但是，用流體射流對非織造材料的這些處理方法，當所述的非織造的材料是合成聚合物的直長絲紗形成的時，操作起來非常困難。因為這些纖維本身的連貫性扼制了其流動性，使得其纏結性很差，而且需要在很高的射流壓力下，即大於200×103Pa的壓力下，才能產生中等程度的纏結效果，也就是說，得到的非織造布片與傳統的長絲非織造布片相比，並不具有改進的特性或更多的優點。
本發明的目的就是為了克服這些不足之處。
為了實現這一目的，本發明提出了一種連續交聯長絲(continuous interconnected filaments)非織造布片的生產方法，其特徵在於用捲曲的雙組分長絲製得一非織造材料片，然後用高壓流體射流處理所述的非織造材料片，所述的高壓流體射流的機械作用使得由捲曲的長絲組成的所述的材料片發生有效的纏結和交纏。
從下述對本發明優選的、但並不是限定性的實施例的描述，並結合附圖，本發明將會變得更加明了。附圖中

圖1以圖解的方式說明了扁平纖維按照已知的方法在流體射流作用下的變形情況；和圖2以圖解的方式說明了捲曲纖維按照本發明的方法在流體射流作用下的變形情況。
按照本發明，所述的生產方法是首先用捲曲的雙組分長絲製得一非織造材料片，然後用高壓流體射流處理所述的非織造材料片，所述的高壓流體射流的機械作用使得由捲曲的長絲組成的所述的材料片發生有效的纏結和交纏。
如圖1和2所示，由捲曲長絲組成的長絲單元(圖2)具有最大的變形，並且遠遠大於由直長絲、扁平或直長絲組成的、具有相同的端距的長絲單元(圖1)的變形。
此外，使此種捲曲的長絲移距或變形所需要的力度比直長絲達到類似的結果所需要的力度要小得多。
更進一步地，流體射流對捲曲單元的效果遠遠要好於直長絲的效果。
結果是，非織造材料片中，連續雙組分捲曲長絲的纏結或交纏強度，以及在所速的捲曲長絲之間的連接質量和結實性，在交聯過程中所消耗的能量相同的情況下，要遠遠優於由直長絲紗或直線長絲紗得到的非織造材料片中，直長絲的纏結或交纏強度，以及在所述的直長絲之間連接的質量和結實性。
按照本發明的第一個特徵，所述的由雙組分和捲曲長絲組成的非織造材料片具有雙層結構，其包括由兩種不同的聚合物組成的兩個長絲組分單元。
由捲曲長絲組成的、具有雙層結構的非織造材料片的生產可特別按法國專利申請N0.8308770所描述的方法來進行，該方法是，由於長絲在空氣冷卻或是其拉伸過程中因其對稱特性，而產生自發的、強烈的並且是穩定的捲曲。
含有兩種長絲組分並且是並列排列的雙組分長絲優選是由兩種不同的聚合物組成，其是以一種特殊的組合物形式，其一種組分是從由聚醯胺66、聚醯胺6和聚醯胺11組成的一組中所選擇的一種聚醯胺，其另一種組分是從由聚乙烯對苯二酸酯、聚丁烯對苯二酸酯及其共聚多酯所組成的一組中所選擇的一種聚酯。
但是，聚酯-聚丙烯偶聯物，聚醯胺-聚丙烯偶聯物，兩種不同類型的聚醯胺的偶聯物，或兩種不同類型的聚酯的偶聯物，如乙烯聚對苯二酸酯和聚丁烯對苯二酸酯也非常適合於得到具有雙層結構的並能導致自發形成捲曲的產品。
組成雙層長絲的兩種聚合物的比例可以在95/5至5/95的範圍內變化。兩種組分之間的比例影響捲曲的質量和強度。調節兩種組分之間的這一比例是控制長絲的捲曲度的一種方法之一。
這些長絲可以用各種已知的紡絲/擠壓法得到，並且得到的長絲可以具有除圓形截面外，還可以具有各種其他的截面形狀，如三葉形、四角形、或甚至是兩面凸的或其他的截面形狀。
對於不同形狀的長絲，最基本的是，每次在對雙組分的長絲進行冷卻和拉伸的過程中，要同時利用兩種單元組分在物理形狀上的對稱性和變異性(differentiation)，以使得其發生捲曲。
根據可能發生的情況，後一種情況即變異，可以通過輔助的化學處理，如以上所述的專利中所描述的那些，或者是物理處理而得到增加，這些處理可導致每種聚合物發生變異收縮。
按照本發明的一個優選的實施例，在單元長絲組分是互不相容的聚合物時，所述的方法優選是將非紡織的布片的長絲用流體射流進行處理，該流體射流所施加的機械作用的強度使得所述的長絲離解成其相應的單元長絲組分，而這些單元長絲組分隨後在所述的流體射流的作用下發生交纏和纏結。
例如，在由組分聚乙烯對苯二甲酸酯和組分聚六亞甲基己二醯己二胺的雙層長絲的情況下，在高壓水射流的作用下可以實現所述的長絲的完全分離或解離，並由此可由2分特的雙組分長絲得到二根1分特的分開的長絲。
長絲的單位尺寸的這一降低也使得在水射流的機械作用下，纖維網狀結構能更好地反應，從而改善了纏結效果。
優選的是，所使用的雙組分長絲的單位尺寸要小於4分特，所述的長絲在一釐米的長度範圍內具有3至30個捲曲，優選是在一釐米的長度範圍內具有8至20個捲曲，並且由於捲曲，其聚束係數為50％至400％。
本說明書中，術語「捲曲(curl)」是指在長絲或線的空間中所形成的波紋，並且可以用捲曲出現的頻率來定量地得以定義，即以單位長度的長絲或線中所出現的捲曲的數量來表示，以百分比表示的捲曲度是指長絲或線的不捲曲的長度和捲曲的長度之差與不捲曲的長度的比。
此外，由雙組分並且是捲曲的長絲生產的非織造材料片單位面積的重量在10-400g/m2之間，優選是在20-200g/m2之間。
按照本發明的另一個特徵，所施加的由水組成的流體射流的壓力在50-300×105Pa之間，優選是在100×105Pa至250×105Pa之間，所述的射流優選是施加在非織造材料片的兩個表面。
產生流體射流的噴嘴的噴口開口直徑優選是在100微米至250微米之間，所述的噴嘴設置在棒上，在所述的棒上設有一排或二排，噴口之間的間距優選是在0.2至1.2毫米之間。
在粘結處理過程中，支撐非織造材料的織網是由金屬絲網或合成材料絲網所組成的，並且它們的結構類型和其緊密度(目數)決定了處理後的非織造材料的外觀，以及噴嘴的尺寸和間隔度。
由此，或者是得到具有預定的圖案和大網眼的透孔織物產品，或者是得到具有網眼化或法蘭絨化(flanneled)外觀和小網眼的產品。
在後一種情況下，在用流體射流進行處理時支撐非織造材料的表面是由80至100目的緊密的金屬絲網組成的。
可能的操作速度取決於長絲的尺寸、它們的揚氏模量、它們對水的敏感性、每平方米非織造材料的重量、每單位表面所能獲得的能量以及所希望的接結度。對於非常薄的非織造材料片來說，這一操作速度可以在每分鐘10至100米之間，或者是更多。
本發明也涉及由以上所述的方法得到的非織造材料片，所述的非織造材料片或者是由具有捲曲的雙組分長絲組成，其具有由所述的長絲的緊密纏結和交纏而形成的連結結構；或者是由捲曲纏結和交纏的長絲組成，其由兩種材料組成並且是通過雙層結構的雙組分長絲的解離而得到的。
經如此處理的布片，一方面，具有從長絲得到的非織造材料的性質，如抗斷裂、抗撕裂以及抗刺穿的能力非常高，另一方面，其柔韌性、懸垂性、不透明性以及所謂的「無飛紗性(＂lint-free property＂)」，即沒有游離的纖維(這對於用於醫療和外科手術時，例如用於傷口包紮、手術室、醫務人員工作服等等是非常有利的)非常好，並切其抗擦痕性和廚房清潔性能非常好。這些性質甚至可以通過紡織工業中常用的整理處理而得到改進。
類似地，如果需要，優選是進行織物的後整理處理，如染色、轉移法印花染、塗料或固色印花、起毛或磨光處理等等。
除了如上所述的在醫療方面的應用外，本發明的布片還可以在其他的紡織品領域中應用，如用於裝飾(如花毯、牆布、具有常規的法蘭絨或毛氈的外觀的布料、室內裝璜、罩布等)、作為塗料的支撐物(如鞋、人造革、袋、汽車內裝修等)，或者是作為合成的仿麂皮織物皮革，或是用作用柔性粘合劑如固化的聚氨基甲酸乙酯浸漬的塗布。
用下述實施例對本發明進行進一步的說明。
按照法國專利FR7420254中所述的設備，用本發明的方法在下述條件下生產出單位面積的重量為110克/米2的非織造的布片-擠壓得到1.5分特的長絲，每一種長絲由兩種長絲組分組成，一種是聚酯(乙二醇聚對苯二甲酸酯)，另一種是聚醯胺(聚六亞甲基己二醯己二胺)，兩種長絲並列排列，二者的體積比為50/50；-在一離噴絲板125釐米遠的氣動噴嘴中，在空氣壓力為3.2×105Pa的條件下進行拉伸；-採用如FRZ420254中所謂的「行進式」方法將長絲下落到一無限長的表面上。由此得到的單位面積的重量為110克/米2、由雙組分長絲組成並且在落到接收表面上時顯示出自發形成的捲曲的非織造的布片，其捲曲度為16個捲曲/釐米，其隨後以每分鐘12米的速度被轉移到一用水射流進行粘結的裝置上，該裝置設有目數為100目、25％開口的金屬傳送絲網布。
該粘結設備使得能夠連續地用具有兩排間隔為0.6毫米的噴射口的兩條生產線裝置先對非織造材料的一個表面進行處理，隨後處理其另一個表面。噴嘴開口的直徑為100微米，並且對於處理第一個表面的第一條生產線中的每一排中的水射流的壓力依次為160-220-140-140×105，對於位於非織造材料片的第二條生產線來說，亦同樣如此。
排水後的非織造材料布片在一乾燥鼓中用160℃的空氣進行乾燥。
已經注意到，在拉伸操作中，將所述的片放到一熱和潮溼的環境中時，通常會使非織造材料在其中部的捲曲加強，特別是當在高壓下的水射流的作用下，長絲組分還沒有完全分開成單一的組分時更是如此。這使得所述的布片通過強化粘結而具有起皺的傾向，從而使得所述的非織造材料具有改善的「懸垂性」。
所得到的布片具有非常柔軟的觸感並且柔韌性非常好。
顯微檢測表明聚醯胺和聚酯的紗是完全分開的，並且紗纏結得非常好。
按照AFNOR GO7001標準測得的所述的布片的破裂載荷和破裂能量、按照AFNOR GO7055標準測得的所述的布片的抗突然撕裂性、按照AFNOR GO7112標準測得的所述的布片的抗頂破性都是非常高的；其抗彎曲性是按照ISO/TC。94/SC 1139F3/70測得的。
在有載荷的情況下的變形非常小，這完全可以表明粘結得非常好。
下面的表示出了不同的非織造的布片的不同特性，其中，非織造的布片(A)由1.5分特的捲曲的雙組分長絲(聚醯胺6.6/聚乙烯聚對苯二甲酸酯(50/50))組成，其連結是按照以上所描述的方法用高壓水射流來實現的；非織造的布片(B)由1.5分特的非捲曲的單組分長絲紗(聚乙烯聚對苯二甲酸酯聚酯)組成。
通過對表中兩欄數目的比較，可以看出本發明的非織造的布片的突出的優點。
當然，本發明並不僅僅限於所速的實施例和附圖所示。在不脫離本發明的保護範圍的前提下，可以對本發明進行備種各樣的變化和修改。
權利要求
1.一種連續交聯長絲非織造布片的生產方法，其特徵在於用捲曲的雙組分長絲製得一非織造材料片，然後用高壓流體射流處理所述的非織造材料片，所述的高壓流體射流的機械作用使得由捲曲的長絲組成的所述的材料片發生有效的纏結和交纏。
2.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的組成非織造布片的捲曲的雙組分長絲具有雙層結構，其含有由兩種不同的聚合物組成的兩種長絲單元組分。
3.如權利要求1或2所述的生產方法，其特徵在於所述的合有兩種長絲組分並且是並列排列的雙組分長絲是由兩種不同的聚合物組成，其是以一種特殊的組合形式，其一種組分是從由聚醯胺66、聚醯胺6和聚醯胺11組成的一組中所選擇的一種聚醯胺，其另一種組分是從由聚乙烯對苯二酸酯、聚丁烯對苯二酸酯及其共聚多酯所組成的一組中所選擇的一種聚酯。
4.如權利要求2或3所述的生產方法，其特徵在於在單元長絲組分是互不相容的聚合物時，該方法是將非紡織的布片的長絲用流體射流進行處理，該流體射流所施加的機械作用的強度使得所述的長絲離解成其相應的單元長絲組分，而這些單元長絲組分隨後在所述的流體射流的作用下發生交纏和纏結。
5.如權利要求1-4任意一項所述的生產方法，其特徵在於所述的雙組分長絲的標準尺寸小於4分特，所述的長絲在一釐米的長度範圍內具有3至30個捲曲，優選是在一釐米的長度範圍內具有8至20個捲曲，並且由於捲曲，其聚束係數為50％至400％。
6.如權利要求1-5任意一項所述的生產方法，其特徵在於所述的非織造材料片單位面積的重量在10-400g/m2之間，優選是在20-200g/m2之間。
7.如權利要求1-6任意一項所述的生產方法，其特徵在於所施加的由水組成的流體射流的壓力在50-300×105Pa之間，優選是在100×105Pa至250×105Pa之間，所述的射流優選是施加在非織造材料片的兩個表面。
8.如權利要求1-7任意一項所述的生產方法，其特徵在於所述的產生流體射流的噴嘴的噴口開口直徑優選是在100微米至250微米之間，所述的噴嘴設置在棒上，在所述的棒上設有一排或二排，噴口之間的間距優選是在0.2至1.2毫米之間。
9.如權利要求1-8任意一項所述的生產方法，其特徵在於在用流體射流進行處理時支撐非織造材料的表面是由80至100目的緊密的金屬絲網組成的。
10.如權利要求1-9任意一項所述的生產方法，其特徵在於將所述的非織造的布片在其乾燥操作中，將其放到一熱和潮溼的環境中，使長絲的捲曲加強，使布片收縮和固結，並改善了觸感。
11.由權利要求1-3和5-10任一項所述的生產方法得到的非織造的布片，其特徵在於所述的布片是由捲曲的雙組分長絲紗組成的，所述的布片因所述的長絲的緊密的纏結和交纏而具有粘結結構。
12.由權利要求4-10任一項所述的生產方法得到的非織造的布片，其特徵在於所述的布片是由纏結和交纏在一起的捲曲的雙組分長絲組成的，所述的長絲紗是由兩種不同的材料所組成，並且是通過雙層結構的雙組分長絲的解離而得到的。
全文摘要
本發明涉及一種連續交聯長絲非織造布的生產方法及由此製得的布片。所述的生產方法的特徵在於用捲曲的雙組分長絲製得一非織造材料片，然後用高壓流體射流處理所述的非織造材料片，所述的高壓流體射流的機械作用使得由捲曲的長絲組成的所述的材料片發生有效的纏結和交纏。
文檔編號D04H3/11GK1116257SQ9411491
公開日1996年2月7日 申請日期1994年8月4日 優先權日1994年8月4日
發明者讓·巴拉維揚 申請人:弗羅伊登伯格斯潘韋伯股份有限公司