專(zhuān)利名稱(chēng)：超吸濕纖維的非織造織物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超吸濕纖維的非織造織物。在其一個(gè)方面，本發(fā)明涉及制備超吸濕細(xì)纖維的制備方法。
2．背景某些聚合物因能夠吸收和保持尿體，稱(chēng)作超吸濕聚合物。聚(丙烯酸)共聚物是這種超吸濕聚合物的一個(gè)例子。
干紡能將超吸濕聚合物形成連續(xù)絲。干紡將聚合物的水溶液擠出到空氣中。應(yīng)用高濃縮的聚合物溶液，擠壓成液體絲然后固化、干燥、熱拉伸，而后于氣體環(huán)境中熱處理。
可以這樣地來(lái)生產(chǎn)非織造超吸濕纖維織物首先將纖維形成聚合物的水溶液形成絲，這些絲與具有足以將其拉細(xì)的速度的第一氣流接觸。此拉細(xì)了的絲在纖維成形壓中與第二氣流接觸，第二氣流所具的速度能有效地將絲拉細(xì)、將絲“分裂”成纖維，并將纖維輸送入織物成形區(qū)。此“已分裂”纖維集合成形成于織物成形區(qū)中的網(wǎng)狀織物，然后固化此織物。
水溶樹(shù)脂絲維的非織造物可以包括平均纖維直徑為30μs或更細(xì)而基重為5～500g/m2的水溶樹(shù)脂細(xì)纖維。這種織物可以這樣地生產(chǎn)將水溶樹(shù)脂或?qū)⒁运鏊艿乃軜?shù)脂熔體通過(guò)噴嘴擠出水溶液，由高速氣流拉伸此擠壓的材料形成纖維、加熱此纖維蒸發(fā)其中的水分，然后收集這些纖維。所述水溶性樹(shù)脂當(dāng)主要用途是針對(duì)應(yīng)用出芽短梗孢糖(一種天然的葡聚糖)時(shí)可以包括聚(乙烯)醇。上述高速氣流可以包括線速度為10～1000m/sec的溫度為20～60℃的高速氣流。這些纖維可以?xún)?nèi)位于纖維流向側(cè)并與之平行的成排紅外加熱器干燥。
由聚合物溶液或溶融聚合物來(lái)形成纖維織物或產(chǎn)品的某些方法產(chǎn)生出很短的纖維，因?yàn)轱@著不同于能用來(lái)從熔融熱塑聚合物來(lái)制備非織造織物的熔噴法或紡粘法。
在這種纖維成形過(guò)程中可以采用蒸汽。含水的聚合物料可以在采用超臨界流體溶液的條件下擠壓，用以防止閃蒸和噴射吸水的膠化纖維來(lái)形成織物。
熔噴工藝可用于這種纖維的成形。
共成形工藝可用于這種纖維的成形。當(dāng)纖維或顆粒成形時(shí)它們與熔噴的纖維混合。
紡粘工藝也可用于這種纖維的成形。
3．引言高分子量的，例如分子量高于500，000的且具有最少交聯(lián)的超吸濕母體聚合物，能夠在荷載下提供高的流體吸收性。
所謂超吸濕聚合物是指這樣的聚合物，它在每克干吸濕纖維或非織造織物有10克0.9％(重量)的Nacl水溶液的荷載下，能提供很高的吸濕性。
高分子量聚合物紡成的纖維非常合乎需要的，甚至當(dāng)這種聚合物是直鏈狀聚合物，特別是當(dāng)分子鏈?zhǔn)强蓳系臅r(shí)。
極高分子量的聚乙烯的超高模量和高強(qiáng)纖維只有在慢速的凝膠紡絲條件下才可制備。
由直鏈狀可撓聚合物的溶液來(lái)紡絲需要將溶液中卷繞和纏繞的聚合物分子拉伸和解開(kāi)。當(dāng)這種分子很大時(shí)，解開(kāi)和拉伸的過(guò)程要是成功那是很難和很慢的。松弛的時(shí)間要很長(zhǎng)。
因此，從高分子量聚合物的溶液來(lái)制備基本上連續(xù)的纖維已被認(rèn)為是不可能的，尤其是應(yīng)用高速非織造紡絲工藝時(shí)。這種高速非織造紡絲法是在紡絲速度比傳統(tǒng)紡織纖維紡絲速度高出10倍至100倍的條件下進(jìn)行。在較高的紡絲速度下，已觀察到由高分子量(124，000～180，000)聚(乙烯醇)制成的微纖維織物會(huì)出現(xiàn)閃光條痕的織疵，預(yù)示纖維的斷裂。
本發(fā)明的第一目的在于提供新穎的非織造織物和制備新穎與顯著改進(jìn)的非織造織物的方法，這種織物包括的基本連續(xù)超吸濕微纖維具有所需的機(jī)械強(qiáng)度、高的流體吸收性和較好的處理性質(zhì)。
本發(fā)明的第二目的在于提供新穎的非織造織物和制備新穎與顯著改進(jìn)的非織造織物的方法，這種織物包括的連續(xù)超吸濕細(xì)纖維具有所需的機(jī)械強(qiáng)度、高的流體吸收性和較好的處理性質(zhì)。
本發(fā)明的第三目的在于提供新穎的和顯著改進(jìn)的基本連續(xù)的超吸濕微纖維和包括這些具有所需機(jī)械強(qiáng)度、高的流體吸濕性和較好的處理性質(zhì)的非織造織物。
本發(fā)明的第四目的在于提供顯著改進(jìn)的連續(xù)超吸濕細(xì)纖維和包括這些具有所需機(jī)械強(qiáng)度、高的流體吸濕性和較好處理性質(zhì)的非織造織物。
本發(fā)明的第五目的在于提供一次性的吸濕制品，它包括具有基本連續(xù)的超吸濕微纖維的顯著改進(jìn)的非織造織物。
本發(fā)明的第六目的在于提供一次性的吸濕制品，它包括具有連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維化顯著改進(jìn)和非織造織物。
通過(guò)研究本說(shuō)明書(shū)的詳細(xì)描述和繼后的權(quán)利要求書(shū)，對(duì)本項(xiàng)技術(shù)有一般知識(shí)的人當(dāng)會(huì)認(rèn)識(shí)到上述目的和其他目的。
發(fā)明概述短簡(jiǎn)地說(shuō)，本發(fā)明提供了新穎的非織造織物和制備基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維織物的制造方法。準(zhǔn)備好聚合物水溶液，它包括約10～約75％(重量)的線性超吸溫母體聚合物，它具有約300，000到約10，000，000的分子量。在約20°～180℃的溫度和約3～約1000Pa sec的粘度下，將此聚合物溶液通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板擠壓成許多絲條。此噴絲板噴絲孔的直徑約0.20～約1.2mm。所得的絲條用第一氣源在下述條件下拉細(xì)能允這許多絲條的粘度在絲條離開(kāi)噴絲板噴絲孔并在不超過(guò)約8cm的距離內(nèi)隨離開(kāi)此噴絲板的距離而遞增且能沿徑向保持粘度基本均勻，同時(shí)所具有拉絲速度足以使纖維具有所需的拉細(xì)程度和平均纖維直徑而不會(huì)使纖維顯著斷裂。此第一氣源具有相對(duì)溫度，約30％～100％；溫度，約20°～約100℃；速度，約150～約400m/s；入射的水平角，約70°～約110°；垂直入射角，不超過(guò)約90°。用溫度約140～約320℃而速度約60～約125m/s的第二氣源干燥此絲條形成纖維，此第二氣源的水平入射角為約70～約110°，而垂直入射角不超過(guò)約90°。這些纖維無(wú)規(guī)地位于運(yùn)動(dòng)的有小孔的面上，按約0.4～約1.9cm2的尺度形成基本均勻的纖維織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面位于距接觸絲條的最后的氣源出口約10～約60cm處。此纖維的平均直徑約0.1～約10μm，基本上不存在閃光條痕。拉細(xì)和干燥步驟是在受孔的宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行，纖維的長(zhǎng)度使其與其直徑相比所視為連續(xù)的。此均勻的網(wǎng)暴露于選自熱、電子束，微波與射頻幅射這一組的高能源之下，以降低此聚合物的可溶性而使此超吸濕母體聚合物中能有穩(wěn)定的交聯(lián)。對(duì)這種穩(wěn)定化的織物結(jié)構(gòu)與屬性作某些處理如增濕、壓縮、壓花、粘合與層壓。
本發(fā)明還提供了新穎的非織造織物以及制備包括連續(xù)超吸濕細(xì)纖維的顯著改進(jìn)的非織造織物的方法，其中所用的第一氣源具有約60～95％的相對(duì)濕度、約20～約100℃的溫度、約30～約150 m/s的速度、約70～約110°的水平入射角以及不超過(guò)約90°的垂直入射角。絲條用溫度約140～320℃、速度約30～約150 m/s、水平入射角約70～約110°和垂直入射角不超過(guò)約90°的第二氣源干燥。纖維隨機(jī)地置于有小孔的面上，按約1.9至約6.5cm2的尺度形成基本均勻的纖維織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面位于距接觸絲條的最后的氣源出口約10～約100cm處。此纖維的平均直徑約10～約30μm且基本一致。拉細(xì)和干燥的步驟在最小宏觀尺寸紊流的條件下進(jìn)行。
本發(fā)明還提供了穎的非織造織物以及制造顯著改進(jìn)的連續(xù)超吸濕細(xì)纖維和包括這種纖維的非織造織物的方法，其中所用的第一氣源具有約60～95％的相度濕度、約20～約100℃的溫度、低于約30m/s的速度、約70～約110°的水平入射角以及約90°的垂直入射角。絲條用溫度約140～320℃、速度小于約30m/s、水平入射角約70～約110°、垂直入射角約90°的第二氣源干燥、將這樣得到的纖維用溫度約10～約50℃、速度約30～240 m/s、水平入射角約70～約110°、垂直入射面不超過(guò)約90°的第三空氣拉細(xì)。纖維無(wú)規(guī)地置于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上，按約1.9～約6.5cm2的尺度形成基本均勻的纖維織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面位于距接觸絲條的最后的氣源出口約10～約100cm處。此纖維的平均直徑約10～約30μm且基本一致，其中在最小宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行加工條件調(diào)節(jié)、干燥及拉細(xì)步驟。
本發(fā)明還提供了顯著改進(jìn)的基本連續(xù)的超吸濕微纖維以及包括這種纖維的非織造織物，其中的纖維具有約0.1～約10μm的平均纖維直徑，及基本上無(wú)閃光條痕，其長(zhǎng)度比其長(zhǎng)徑相比可以認(rèn)為是連續(xù)的。這種非織造織物的尺寸從0.4至1.9cm2不等，取決于纖維直徑的平均值。
本發(fā)明還提供了顯著改進(jìn)的非織造織物，它包括連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維，其中纖維具有約10～約100μm的平均纖維直徑，基本上無(wú)閃光條痕和具有基本一致的直徑，同時(shí)這種織物取決于平均纖維直徑，在約1.9～約6.5cm2的尺度上基本均勻。
本發(fā)明提供了一次性吸濕制品，它具有的顯著改進(jìn)了的非織造織物包括有基本連續(xù)的或連續(xù)的超吸濕纖維。
本發(fā)明的超吸濕纖維非織造織物特別適用于生產(chǎn)這類(lèi)一次性吸濕產(chǎn)品如尿布、訓(xùn)練短褲、月經(jīng)用裝置如衛(wèi)生巾與止血塞等、失禁衣著、拭巾、等等。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是示意性透射圖，部分地示明了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的非織造織物的制備并說(shuō)明了水平入射角。
圖2是圖1中沿2～2線截取的噴絲板板梢部分下部的橫剖圖。此圖說(shuō)明了垂直入射角。
圖3是依據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的超吸濕絲條一部分的透視圖。
圖4是圖3所示絲條一部分的透視圖。
圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的示意性表示。
發(fā)明詳述通過(guò)實(shí)際的開(kāi)發(fā)工作發(fā)現(xiàn)，通過(guò)高速的非織造紡絲工藝以及新穎的工藝改進(jìn)，從高達(dá)8，000，000的極高分子量的超吸濕母體聚合物，已制得了包括基本連續(xù)纖維即只有極少“閃光條痕”的纖維的高吸濕性非織造纖維。
這種新穎纖維的成形機(jī)理?yè)?jù)信涉及到水分子對(duì)聚丙烯酸鈉共聚物的羧基有強(qiáng)的親和性。這種親和性例如可使長(zhǎng)聚合物鏈變得較硬，因而便于解開(kāi)纏結(jié)和拉伸。這種機(jī)理可能要涉及到聚丙烯酸鈉聚合物的羧基的離子修復(fù)。
顯著改進(jìn)了的非織造織物已由聚烯酸鈉聚合物在新的工藝下制成，這種工藝包括精確地?cái)D制溶液絲條的環(huán)境、濕度和溫度，以防溶劑水在濕的絲條無(wú)破裂或“斷裂”情形下拉細(xì)成所需的細(xì)尺寸時(shí)過(guò)早的過(guò)量蒸發(fā)。這種基本連續(xù)的纖維只含有極少的“閃光條痕”，而相應(yīng)的織物非常柔和和均勻，特別是當(dāng)已控制了第一蒸汽和副熱干燥空氣時(shí)。
“織物均勻性”是指依照本發(fā)明所生產(chǎn)的非織造織物具有一定面積的任何部分與具有相同面積的任何其他部分相同的程度?？椢锏木鶆蛐允抢w維直徑以及纖維配置于所述運(yùn)動(dòng)的有小孔面上的方式的函數(shù)。理想的情形是，此織物的任何給定區(qū)域與任何其他區(qū)域相對(duì)于孔隙率、孔隙容積、孔隙尺寸、織物厚度等是不可能區(qū)別的。但是織物中會(huì)表現(xiàn)出均勻性的改變，表現(xiàn)為一些部分比另一些部分較薄。這樣一些變化可以用目測(cè)評(píng)估，給出對(duì)均勻性的主觀測(cè)定。
“相對(duì)小尺度”在本說(shuō)明書(shū)中是與織物均勻性相關(guān)，同時(shí)確定出織物待比較的各部分的近似面積，一般地說(shuō)，取決于平均纖維直徑，這種尺度通常約為0.4～約6.5cm2。當(dāng)平均纖維直徑≤10μm時(shí)，用來(lái)評(píng)價(jià)織物一致性以cm2表示的適當(dāng)面積即這種尺度，乃是以μm表示的平均纖維直徑的0.19倍或是0.4cm2這兩者中較大的一個(gè)。當(dāng)平均纖維直徑約2.1～約10μm時(shí)，此尺度是通過(guò)以0.19乘此平均纖維直徑?jīng)Q定。對(duì)于平均纖維直徑≤約2.1μm時(shí)，此尺度為0.4cm2。當(dāng)平均纖維直徑大于10μm時(shí)，合適的乘數(shù)是0.215?！霸诩s0.4～約6.5cm2的尺度上”這一短語(yǔ)是指非織造織物的一部分的面積與此同一織物其他部分相比較時(shí)，此各個(gè)其他部分具有基本與該面積相同的將在上面給出的范圍內(nèi)。所選擇的以cm2表示的面積應(yīng)是(1)當(dāng)平均纖維直徑≤10μm時(shí)，近似此平均纖維直徑(μm)的0.19倍或0.4cm2這二者中較大的一個(gè)；(2)當(dāng)平均纖維直徑大于10μm時(shí)，近似此平均纖維直徑的0.215倍。
“閃光條痕”在此是指聚合物的一般所具直徑大于劑壓法生產(chǎn)出的纖維平均直徑的那些粒子、閃光條痕的產(chǎn)生通常伴隨著斷絲和聚合物溶液聚集于噴絲板的梢端之上。
“分子量”除非另有聲明外在此是指重量平均的分子量。
“紊流”在此是指流體通常是氣體中偏離平滑流或?qū)恿鞯默F(xiàn)象。此詞是指流體流體流隨時(shí)間無(wú)定地改變其大小與方向的且基本上是改變其流譜的程度?！昂暧^尺度紊流僅僅是指紊流是在這樣一個(gè)尺度上，即在纖維或纖維段趨近織物成形面上時(shí)，當(dāng)這里的纖維段的長(zhǎng)度等于或小于所述尺度時(shí)，它將影響此纖維或纖維段相互相對(duì)的取向與間距。紊流當(dāng)其大小保持于經(jīng)驗(yàn)測(cè)定的水平之下稱(chēng)之為“受控”的。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇過(guò)程變量可以實(shí)現(xiàn)最小的紊流和使之只增大到為實(shí)現(xiàn)給定目標(biāo)的所需程度。
由于難以測(cè)量紊流，必須采用一種間接方式來(lái)測(cè)定受控到充分程度的紊流。這種間接方式就是織物均勻性?？椢锞鶆蛐允亲鳛榭椢锎u(píng)價(jià)的面積以及組成織物的纖維的平均直徑兩者的函數(shù)而定義的。例如，所生產(chǎn)的非織造織物當(dāng)所述尺度即此織物用于比較目的的面積很大，比方說(shuō)約為幾個(gè)平方米時(shí)，將會(huì)給出很均勻的制品。另一個(gè)極端則是，要是這種尺度小到相當(dāng)于纖維平均直徑的數(shù)量級(jí)時(shí)，則同一織物的均勻性就極差。因此，選用來(lái)評(píng)價(jià)依據(jù)本發(fā)明制得的織物的尺度要根據(jù)為了不同用途而由不同方法生產(chǎn)出的織物的。
“絲條”在此整個(gè)說(shuō)明書(shū)與權(quán)利要求書(shū)中是用來(lái)指聚合物溶液受迫通過(guò)噴絲板噴射孔后在其固化或干燥成定形制品前的定形制品形式。絲條基本上是液體或半固體的?！袄w維”在此用來(lái)指固化或干燥的絲條。從絲條過(guò)渡到纖維是漸變的。
至于絲條簾“后側(cè)”上“前側(cè)”，這種簾的后側(cè)是指前述運(yùn)動(dòng)的有小孔面所趨近的一側(cè)。然后此有小孔面通過(guò)絲條簾之下并離開(kāi)它，而于此面上形成了非織造織物。有織物形成于其上的這一側(cè)則是絲條簾的前側(cè)。
只要是可能情形下，所有的單位都是SI單位(國(guó)際單位制)，基本的或是導(dǎo)出的。例如，粘度單位為Pascal-seconal(巴斯卡-秒)，在此簡(jiǎn)記為PaS。PaS等于10 poise(泊)，是更普遍的粘度單位。
首先考慮本發(fā)明的用于制備包括超吸濕纖維的顯著改進(jìn)了的非織造織物的方法，此方法一般包括以下步驟A．制備線性超吸濕母體聚合物和聚合物水溶液；B．通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板擠壓出如上所得的聚合物溶液，形成大量的線條；C．利用第一氣源拉細(xì)如上形成的絲條；D．用第二氣源干燥此拉細(xì)的絲條形成纖維；E．將如上形成的纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)的小孔面上，形成基本均勻的織物；F．將上述纖維經(jīng)不溶性處理成可水溶脹但不溶于水的織物。
一般，最前面的兩個(gè)步驟與所用工藝的設(shè)備和細(xì)節(jié)無(wú)關(guān)。但從后面可以看到，其余各步驟則不是如此。這就是說(shuō)，前述拉細(xì)、干燥、置放等步驟中的某些限制要取決于所生產(chǎn)出的超級(jí)濕母體纖維是基本連續(xù)的還是連續(xù)的。
本方法的第一步驟(步驟A)涉及到制備超吸濕母體聚合物的水溶液，此溶液中包含10～75％(重量)的聚合物。由于這種聚合物在水中的溶解率反比于此聚合物的分子量，因而只當(dāng)聚合物的分子量低于約100，000才有可能實(shí)現(xiàn)較高的濃度即40％以上的濃度。理想的濃度范圍為約20～約60％(重量)。此超吸濕母體聚合物濃度的最佳范圍是約25～約40％(重量)。
一般，本發(fā)明的超吸濕母體聚合物所具有的分子量是從約300，000至約10，000，000。理想加范圍是從約300，000至約8，000，000，更理想的是從約500，000至約4，000，000。
這種超吸濕母體聚合物溶液除聚合物骨架中的可交聯(lián)的一部分和/或其他的交聯(lián)劑外，還可包含少量的其他物質(zhì)，即其他物質(zhì)量一起組成了少于此溶液中總的固體含量的50％。例如，限于用作說(shuō)明，其他的這種物質(zhì)包括增塑劑如聚乙二醇、甘油等；著色劑或染料；補(bǔ)充劑，如粘土、淀粉等；其他的官能物質(zhì)，等等。
在第二步驟(步驟B)中，此聚合物溶液是在溫度約20°～約180℃，在上述溫度下的粘度約3～約1000Pa S時(shí)，擠壓通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板，形成許多絲條，這些噴絲孔的直徑約為0.20～1.2mm。擠壓溫度最好為約70～約95℃。聚合物溶液的粘度最好為約5～約30Pa S。噴絲板中噴絲孔的直徑最好從約0.3～約0.6mm。這些噴絲孔排列成多達(dá)約7排，這些排垂直于上面形成織物的運(yùn)動(dòng)的有小孔面的行進(jìn)方向。這種排的長(zhǎng)度確定出所形成的織物的寬度。噴絲孔的這樣的排列形成絲條“片”或絲條“簾”。此種簾的厚度由噴絲孔的排數(shù)確定，此厚度與簾的寬度相比非常之小。為方便起見(jiàn)，這種絲條簾以后有時(shí)也稱(chēng)作“絲條平面”。此平面垂直于上面有織物形成的運(yùn)動(dòng)的有小孔面，但這樣的取向既非本質(zhì)性的也非必須的。
溶液的粘度雖然是溫度的函數(shù)，但它也是聚合物分子量和溶液中聚合物濃度的函數(shù)。因此，為了保持?jǐn)D壓溫度下的溶液粘度在合適范圍，需要考慮所有這些變數(shù)。
然后于步驟C拉細(xì)如上形成的絲條，用第一氣源在足以允許各絲條的粘度在絲條離開(kāi)噴絲板噴絲孔并在不超過(guò)約8cm的距離內(nèi)隨離開(kāi)此噴絲板的距離而遞增的條件下形成纖維，同時(shí)要保持此粘度在徑向上均勻。絲條的拉細(xì)速率在提供纖維時(shí)，要足以提供所需強(qiáng)度和平均纖維直徑而不使纖維顯著斷裂。第一氣源的相對(duì)溫度為約40～100％，溫度約20～約100℃，水平入射角約70～約110°，垂直入射角不超過(guò)約90°。
當(dāng)要形成基本連續(xù)的纖維時(shí)，第一氣源的速度為約150～約400m/s。第一氣源的速度較理想的是約60～約300 m/s，第一氣源的速度最好為約70～約200m/s。為了生產(chǎn)連續(xù)的纖維，而最好是約30～約150m/s。
前述拉細(xì)的步驟涉及到在拉細(xì)方面與干燥方面之間的平衡問(wèn)題，因?yàn)槌３２豢杀苊獾貢?huì)從絲條中損失一些水份。但是，最佳的拉細(xì)條件未必常能與最佳干燥條件一致。結(jié)果這兩個(gè)參數(shù)之間會(huì)引起沖突而需求出折衷的條件組。
這方面重要的是，絲條需在不斷裂的條件下減薄到所需水平。過(guò)大的拉細(xì)速率會(huì)在絲條上形成過(guò)量的應(yīng)力，這將導(dǎo)致絲條或纖維經(jīng)常的斷裂和增多閃光條痕的形成，特別是對(duì)于直徑為約0.1～約10μm的微纖維。太慢的拉細(xì)速率則不能給出有足夠強(qiáng)度的纖維。另一方面，使絲條太快地干燥，特別是在拉細(xì)的步驟中時(shí)，會(huì)增多斷裂和增多閃光條痕的產(chǎn)生。要是在干燥步驟中絲條干燥得太慢，由于纖維在置放于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上時(shí)太潮，就會(huì)發(fā)生過(guò)量的纖維閃粘合或熔合，因此，理想的干燥條件通常對(duì)于生產(chǎn)極細(xì)的結(jié)實(shí)纖維并非是最佳的。這樣，出于拉細(xì)和干燥的某些相反要求，在實(shí)現(xiàn)此種絲條時(shí)要控制第一氣源的相對(duì)濕度和溫度以及它的粘度。拉細(xì)的步驟所造成的僅僅是絲條的部分干燥，以在絲條粘度中提供所需的漸增變化。
拉細(xì)和部分干燥的絲條的干燥在步驟D中是由第二氣源來(lái)完成。此第二氣源的溫度為約140～約320℃。垂直與水平入射角度的要求與第一氣源的相同。為了生產(chǎn)基本連續(xù)的纖維，此第二氣源的速度為約60～約125 m/s。當(dāng)要生產(chǎn)連續(xù)纖維時(shí)，則要求此第二氣源的速度為約30～約150m/s。
“第一氣源”在此是指絲條從噴絲板中出來(lái)時(shí)首先與其接觸的氣源。第二氣源是指絲條在與第一氣源接觸之后所接觸的氣源。這樣，“第一”與“第二”乃是相對(duì)于絲條從噴絲板出來(lái)之后與之接觸的兩個(gè)氣源的秩序而言。隨后再有要用到的氣源時(shí)，就將稱(chēng)作“第三”、“第四”等等。雖然在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，應(yīng)用上述隨后的氣源通常既不實(shí)際也非必須，因而也不需加以介紹，但下面將描述兩個(gè)例外情形。
步驟C與D所要求的各種氣源以及在有需要時(shí)的其他各氣源最好包括至少兩種氣流，但以?xún)煞N氣流較好。當(dāng)采用兩種氣流時(shí)，它們位于絲條簾或絲條平面的相對(duì)側(cè)。從絲條簾前側(cè)沖擊絲條的這股氣流有正的垂直入射角，而從此簾后側(cè)沖擊絲條的氣流則有負(fù)加垂直入射角。但這兩個(gè)入射角度的絕對(duì)值則必須在前述限度內(nèi)，但這兩種氣流的垂直入射角度的絕對(duì)值不必相同。因此應(yīng)知，當(dāng)氣源涉及到多于一種氣流時(shí)，對(duì)垂直入射角的要求指的是絕對(duì)值。
在本發(fā)明的方法的最后步驟即步驟E中，由先前步驟得到的纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)中的有小孔面上。在生產(chǎn)基本連續(xù)纖維的情形。此運(yùn)動(dòng)的有小孔面距接觸絲條的最后氣源的出口約10～約60cm。此運(yùn)動(dòng)的有小氣孔面與該出口間的距在此有時(shí)稱(chēng)作成形距離。平均纖維直徑約0.1～約10μm。纖維的直徑基本均勻且基本不存在閃光條痕。
當(dāng)生產(chǎn)連續(xù)纖維時(shí)，上述成形距離最好為約10～約100μm，而平均纖維直徑則為約10～約100μm。這種連續(xù)纖維生產(chǎn)出基本均勻的織物。
在評(píng)價(jià)織物均勻性中用于比較目的的面積或尺度是纖維直徑的函數(shù)。用于由基本連續(xù)纖維構(gòu)成的織物的這種尺度從約0.4至約1.9cm2，而連續(xù)纖維構(gòu)成的織物的這種尺度則為約1.9～約6.5cm2。
步驟C要求受控的宏觀尺度紊流以及下述各條件足以讓各絲條的粘度在絲條離開(kāi)噴絲板噴絲孔時(shí)隨離開(kāi)噴絲板的距離而遞增，同時(shí)在徑向上保持粘度的一致性；且拉細(xì)的速率要足以提供具有所需細(xì)度和平均纖維直徑的速率，并且不合有顯著的纖維斷裂。用來(lái)滿足上述兩種要求的方法涉及到與氣源有關(guān)的四個(gè)參數(shù)，包括相對(duì)濕度、溫度、粘度與相對(duì)絲條簾的取向。宏觀尺度紊流基本上是氣流速度以及氣源在氣流沖擊絲條簾時(shí)取向的函數(shù)。絲條的粘度盡管受到氣源速度的影響，但是是第一氣源的相對(duì)濕度與溫度的函數(shù)。這種參數(shù)或變數(shù)下面將相對(duì)于“宏觀尺度紊流”與“絲條粘度”進(jìn)行討論。
現(xiàn)在討論宏觀尺度紊流方面，在受控的宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行拉細(xì)與干燥。在最佳實(shí)施例中，拉細(xì)與干燥是在最小宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行，這樣有助于形成基本均勻的織物。“最小宏觀尺度紊流”在此只是指可允許形成所需均勻織物時(shí)所發(fā)生的紊流程度，它部分地取決于均勻的纖維間隔與取向。
某種紊流是不可避免的，甚至是必須的，例如在把絲條夾裹于運(yùn)動(dòng)中的氣流進(jìn)行拉細(xì)的情形下。最低氣流速度通過(guò)試驗(yàn)確定。此最低氣流速度遠(yuǎn)高于擠壓速度。
在某些情形下，宏觀尺度紊流大于最小的，但仍然是受控的。例如當(dāng)纖維或粒子在絲條形成之際與之混雜時(shí)，就要求較大程度的紊流來(lái)實(shí)現(xiàn)足以提供粘合的均勻織物的混雜程度。
宏觀尺度穩(wěn)流也是氣源性質(zhì)以及此氣源氣流在沖擊絲條簾時(shí)取向的函數(shù)。此外，絲條拉細(xì)的效率至少要部分取決于氣源氣流取向。氣流取向內(nèi)水平入射角與垂直入射角確定。
水平入射角最好參看圖1說(shuō)明。圖1是示意性透視圖，部分地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例對(duì)非織造物的制備。聚合物溶液擠壓通過(guò)噴絲板10面11中的許多噴絲孔，形成絲條簾12。隨著絲條簾12遇合沿箭頭14方向移動(dòng)的有小孔帶13，便形成了非織造織物15。線道16處于絲條簾12的平面中并與噴絲板10的面11平行，前頭17表示氣流相對(duì)于線道16的取向，流動(dòng)的方向即箭頭17的示向。線道16與箭頭17形成的角度18便是入射的水平角度。角度18相對(duì)于線道16的右側(cè)部分，相對(duì)觀察者面向噴絲板10，有小孔帶13朝向此觀察著運(yùn)動(dòng)時(shí)確定。各氣源的水平入射角為約70～110°，而以約90°為最佳。
垂直入射角可參考圖2清楚地說(shuō)明。圖2是沿圖1中2-2線截取的噴絲板10的具有噴射孔21這一小部分的橫剖圖。箭頭22表示從孔21擠出的絲條(未圖示)的中心線，流動(dòng)的方向與箭頭22的示向相同，箭頭23表示氣流相對(duì)于箭頭22的取向，流動(dòng)的方向與箭頭23的方向相同。箭頭23與22形成的角便是垂直入射。任何氣源的垂直入射角一般不大于約90°，較好不超過(guò)約60°，而最好不超過(guò)約45°。當(dāng)任何所給氣源涉及不止一種氣流時(shí)，此垂直入射角的最佳值是指絕對(duì)值。
宏觀尺度紊流部分地是氣源取向的函數(shù)。根據(jù)圖1與2，水平入射角在約90°時(shí)對(duì)宏觀尺度紊流(即織幅均勻性)的影響最小。類(lèi)似地，垂直入射角在約0°時(shí)對(duì)宏觀尺度紊流影響最小。隨著水平入射角偏離90°和/或垂下入射角增至0°以上時(shí)，通過(guò)減小氣源速度可使宏觀尺度紊流作某種程度的減少。
任何氣源的宏觀尺度紊流需要沿絲條簾的全寬作仔細(xì)的控制。這種控制，部分通過(guò)采用管道設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如采用了有漸減橫剖面的管道。此外，將蜂窩狀剖面與屏網(wǎng)或燒結(jié)的多孔金屬擋板結(jié)合，能有效地破壞否則將會(huì)形成的，有害的大尺度紊流。
當(dāng)受控的高速氣源從導(dǎo)管或管道口排出時(shí)，它夾裹著周?chē)沫h(huán)境空氣，且其速度隨著離管口距離的增加而減慢。在高速氣源與環(huán)境空氣間之間的動(dòng)量傳遞過(guò)程中，紊流的尺寸加大。小尺度的紊流有助于纖維于初始階段在氣源出口附近纏結(jié)，但在距此出口約50cm或更遠(yuǎn)處生成的紊流則不利于織物的均勻性，這是由于會(huì)在織物中形成重和輕的基重區(qū)。重要的是，必須將所述成形距離保持于這里規(guī)定的范圍內(nèi)。此外，一些環(huán)境空氣的裹入對(duì)于將大尺度紊流保持到最小是必不可少的。
現(xiàn)在討論絲條簾粘度，第一氣源的相對(duì)濕度為約30～100％，較好應(yīng)為約60～95％，而最好應(yīng)為約60～90％。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，潮濕氣源中的水珠存在會(huì)不利于絲條和纖維的形成，特別是會(huì)形成閃光條痕。為此，潮濕氣源中可能存在的任何水珠最好是使其直徑能小于絲條的直徑。最好是，潮濕氣流中基本上不存在水珠。
在實(shí)際工作中，通過(guò)使用撞擊分離器可成功地從潮濕氣源中除去水珠。此外，在沖擊絲條之前來(lái)加熱潮濕氣源所通過(guò)的所有通道是有幫助的。但是，通道的溫度應(yīng)使潮濕氣源的溫度保持在如前所述的可接收的范圍之內(nèi)。
第一氣源的溫度為約20～約100℃，更好為約40～約100℃，而最好為約60～約90℃。
粘度的要求可以參考圖3與4來(lái)理解。圖3具有縱軸線31的絲條在其從具有面34的噴絲板33(以局部剖面圖示明)出來(lái)時(shí)的一部分的透視圖。平面35垂直于軸線31，與噴絲板面34的距離記為d1。平面36也垂直于軸線31，與噴絲板向34的距離記為d2，且d2＞d1。絲條30的剖面37處于平面35與36之間。由于絲條30正被拉細(xì)，絲條的直徑隨著離開(kāi)噴絲板的距離增加而減小。結(jié)果，絲條30的部段37近似于反轉(zhuǎn)的平截頭錐，而更恰當(dāng)?shù)卣f(shuō)，是一個(gè)錐的倒截頭體。
圖3的絲條30的位于平面35和36之間的部段37以透視圖示明于圖4中。圖4中，絲條段40直軸線41，并由上平面42(即圖3中的平面35)與下平面43(即圖3中的平面36)所限定。這兩個(gè)平面都垂直于軸線41且相互平行。圖中示明了另兩個(gè)平面44與45，它們也垂直于軸41(或即與平面42和43平行)，分別離未示明的噴絲板面(即圖3中噴絲板33的面34)有距離d3與d4。上平面42與下平面43分別與噴絲板面有距離d1與d2。這樣，d1＞d3＞d4＞d2。點(diǎn)42A、42B、42C與42D處于上平面42。類(lèi)似地，點(diǎn)43A、43B與43C處于下平面43上；點(diǎn)44A、44B、44C在平面44中；而點(diǎn)45A、45B與45C處于平面45中。
參考圖4，粘度在經(jīng)向上的一致性保證了絲條在垂直于軸線41的平面中任何點(diǎn)處的粘度近似相同。這就是說(shuō)，絲條的粘度在點(diǎn)42A、42B、42C與42D處基本相同。此外，43A、43B與43C處的粘度基本相同，點(diǎn)44A、44B與44C處的粘度基本相同；同時(shí)，點(diǎn)45A、45B與45C處的粘度也基本相同。
但是，此絲條的粘度隨著離開(kāi)噴絲板距離的加大而遞增。再來(lái)參看圖4，這就是說(shuō)，絲條在任何點(diǎn)44A、44B與44C處的粘度大于其在任何點(diǎn)42A、42B與42C處的粘度；而在任何點(diǎn)45A、45B與45C處的粘度又大于在任何點(diǎn)44A、44B和44C處的粘度。最后，在任何點(diǎn)45A、45B與45C處的粘度則在于在任何點(diǎn)45A、45B與45C處的粘度。
上述的所有粘度關(guān)系可以用數(shù)學(xué)方法表示如下，其中hpn是在點(diǎn)n處的粘度 在這里所規(guī)定的主噴絲板的距離上，粘度隨離開(kāi)噴絲板的距離增加而增加的程度是個(gè)關(guān)鍵。但這種增加不能大到影響纖維斷裂，也不能小到使絲條在到達(dá)非織造織物將形成于其上的運(yùn)動(dòng)的有小孔面上之前未能充分地固化。“遞增地”一詞是粘度的增加相關(guān)聯(lián)，用來(lái)表述這樣的概念，即這種增加在從具有很薄的給定平面到噴絲板下游的下一個(gè)或相鄰的平面時(shí)是稍有增加或是難以覺(jué)察到的增加。于是可把這種粘度變化視作導(dǎo)數(shù)dy/dx，其中dy是由于主噴絲板的距離增加了一個(gè)趨于零的量dx而增加的粘度。
問(wèn)題在于如何測(cè)量絲條上任意給定點(diǎn)的粘度；或如何去測(cè)量或估計(jì)據(jù)此能計(jì)算或估算粘度的濃度與溫度。但是，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知，要想使制得的纖維具有所需的特性，包括不出現(xiàn)閃光條痕、所需的纖維直徑和所需的按分子取向的拉細(xì)，就必須要有上述的粘度條件。顯著地偏離這種粘度要求就會(huì)產(chǎn)生閃光條痕、使纖維斷裂、形成不規(guī)則的織物和/或形成具有高度變動(dòng)和不規(guī)則的直徑的纖維。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，纖維或粒子可以與絲條混雜到一起。采用第一與第二氣源時(shí)，可使纖維或粒子引入到第二氣源中。當(dāng)采用兩種(最好是兩種)第二氣流時(shí)，纖維或粒子則可包括到此一或兩種第二氣流之中。
另外，在制備共形的織物時(shí)，可以采用第一、第二與第三共三種氣源。一般要避免使用繼后的氣源，即第一與第二氣源之外的氣源，但這方向的第一個(gè)例外情形是，纖維或粒子包括在第三氣源之中，這時(shí)通常只需采用單個(gè)的第三氣源。當(dāng)采用載有纖維或載有粒子的第三氣源時(shí)，此第三氣源應(yīng)在環(huán)境溫度下并具有約5至約15m/s的速度。雖然也可采用加熱了的氣源，但這時(shí)必須避免將纖維軟化到會(huì)使超吸濕母體纖維相互過(guò)份地粘合和/或粘合到它們所混合的纖維或粒子上。
第二個(gè)例外涉及到由連續(xù)纖維來(lái)形成非織造織物。這種情形下，三種氣源都有助于紊流的控制，因而有助于改進(jìn)織物的均勻性。這三種氣源的特征簡(jiǎn)述如下。
第一氣源具有相對(duì)濕度約40～100％、溫度約20～約100℃、水平入射角約70～約110℃、垂直入射角不超過(guò)約90°。第一氣源的速度不大于約45m/s而最好為約5～約15m/s。此第一氣源的功能在于為前述所需的粘度增加提供必要的條件。這種情況下的第一氣源起到調(diào)節(jié)源的作用。
第二氣源的溫度從約20℃到約100℃，水平入射角為約70～約110℃，垂直入射角不超過(guò)約90°。第二氣源的速度一般不超過(guò)約45m/s，為約5～約15m/s，用來(lái)使絲條部分地干燥，但可能使絲條有少量的拉細(xì)。
最后，第三氣源與第一或第二氣源任一相比，有較低的溫度和較高的速度。第三氣源用來(lái)拉細(xì)和更全面地干燥纖維，所具有的溫度為約10～50℃，速度為約30～約245m/s，水平入射角為約70～110℃，垂直入射角為不超過(guò)約90°。
下面用實(shí)例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但這些例子不應(yīng)理解為以任何方式來(lái)限制本發(fā)明的精神或范圍。
例1用全部購(gòu)自Aldrich Chemical Company的5.9 kg丙烯酸、2.29kg氫氧化鈉、143g 3-氨基-1-丙醇乙烯醚和11.97g的過(guò)硫酸鉀，加入含有21.78kg蒸餾水和裝有攪拌器10加侖的夾套反應(yīng)器中。將加入的組份于室溫下混合，形成完全溶解的溶液。然后將反應(yīng)器加熱到60℃，保持4小時(shí)。攪拌器繼續(xù)工作。所形成的聚丙烯酸鈉鹽溶液包括73.8％(重量)的丙烯酸鈉、24.2％(重量)的丙烯酸和2％(重量)的3-氨基-1-丙醇乙烯醚。
例2將例1中制備成的聚合物溶液于具有6英寸(15.2 cm)寬包括120噴絲孔(每英寸20個(gè)噴絲孔或每cm約11.8個(gè)噴絲孔)的噴絲板的設(shè)備上制備非織造織物。各噴絲孔的直徑為0.46mm。噴絲板的結(jié)構(gòu)基本如美國(guó)專(zhuān)利No.3，755，527、No.7，395，571、No.3849241中所述，它們的內(nèi)容已綜合于此供參考。第一氣源分成兩束氣流，它們的出口與成排的擠壓孔平行且緊鄰。各第一氣流的出口寬約0.86mm。通向兩第一氣流出口的導(dǎo)管與垂直方向即與擠壓孔中心所在的平面成30°角。于是這兩束氣流的垂下入射角分別為30°與-30°，即各個(gè)這樣的角的絕對(duì)值為30°。各第一氣流的水平入射角為90°。
第二氣源也分成兩束第二氣流。第一個(gè)第二氣流引到絲條簾的背側(cè)且有-30°的垂直入射角和90°的水平入射角，并以其出口位于噴絲板下約5cm同時(shí)距絲條簾約2.5cm處。
第二個(gè)第二氣流引到絲條簾的前側(cè)且有約0°的垂直入射角和90°的水平入射角。這樣，排出此第二個(gè)第二氣流的第二氣流導(dǎo)管即大致平行于絲條簾。此第二個(gè)第二氣流的出口位于噴絲板梢下約5cm同時(shí)距絲條簾約10cm處。運(yùn)動(dòng)的有小孔面大致位于第二氣源出口之下的22～76cm，近似等于噴絲板梢下方的距離。在此絲網(wǎng)下線保持2～6英寸水柱(0.005～0.015大氣壓)真空。
將例1中的聚丙烯酸鈉共聚物溶液(26％的固體物質(zhì))在50℃，空氣壓力80psig(5.4大氣壓)下于兩升Buchi蒸壓器中加熱。
用Zenith計(jì)量泵將上述溶液通過(guò)加熱到約82℃的輸送管道泵吸入噴絲板內(nèi)。第一氣源是溫度約93℃、相對(duì)溫度(RH)79％的熱潮濕空氣，在此第一空氣間隙出口前方的壓力為6psig(0.41大氣壓)。第二氣源是加熱到260～316℃的壓縮空氣，其流率為300～400cfm(42.5～61．4升/秒)。噴絲板梢的溫度保持為82℃，擠壓率為每分每孔0.33～0.83g。
采用了四種不同的溶液擠壓率0.33、0.55、0.67與0.83g/min來(lái)形成非織造織物。生產(chǎn)出的各織物的基重為34～38g/m2。對(duì)這四種織物測(cè)量了它們的纖維尺寸分布。纖維尺寸分布的測(cè)量涉及到去測(cè)量橫過(guò)掃描電子顯微照片上任意畫(huà)出的一條直線上的各個(gè)纖維的直徑，且一般需求測(cè)量50根纖維的直徑。此測(cè)量結(jié)果集于表2-1中。
表2-1纖維直徑分布
表2-1中的數(shù)據(jù)按頻數(shù)相對(duì)于纖維直徑(μm)的關(guān)系繪成曲線圖。有助于直觀地考察纖維直徑頻數(shù)。
按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)191A，方法5102)測(cè)量了制得的非織造織物的抗拉性質(zhì)?？椢飾l抗拉試驗(yàn)給出了峰值負(fù)荷、百分拉紳率與能量的結(jié)果。
求得了這些非織造織物的抗拉特性。所有報(bào)導(dǎo)的值都經(jīng)過(guò)規(guī)一化處理以允許基重方向有差別。
為了幫助能直觀地考察這些抗拉特性的數(shù)據(jù)，已將這些數(shù)據(jù)標(biāo)繪成線條圖，以不同的線條分別表示MD數(shù)據(jù)、CD數(shù)據(jù)以及MD與CD數(shù)據(jù)的平均。
例3為了制備其成形織物，基本上重復(fù)例2中的步驟。用錘磨機(jī)將大型軟木漿粕板(Coosa CR-54，由Kimberly-clork Corporation在其Coosa Pines，Alabama，Mill制造)纖維化，然后用空氣于83m/s的速度下噴穿通過(guò)深度為2.5cm的矩形導(dǎo)管，以每立方米載氣體積纖維化的漿粕g數(shù)定義的稀釋率保持為約2.8～約8.5，以使絮凝作用最小化。然后將所得的氣載纖維流在載絲條的第一個(gè)第二氣流層與第二個(gè)第二氣流層匯合處住入載絲條的第一個(gè)第二氣流中。此氣載體纖維流的垂直與水平入射角都是約90°。這股纖維流從矩形導(dǎo)管出來(lái)到達(dá)距上述兩個(gè)第二氣流匯合處約10cm處。
在各種情況下，所得到的共成形織物都有很好的整體性和強(qiáng)度，但又是柔軟、膨松和吸濕的。這種織物包含50～70％(重量)的漿粕纖維并有約500g/m2的基重。即使是在對(duì)流恒溫器中經(jīng)熱處理使聚丙烯酸共聚物交聯(lián)化后，這種織物也還是很柔軟的、吸濕并具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，如表3.1所示。這類(lèi)共成形織物可用作拭布或其他吸濕制品的部件。表3-1峰值抗拉性質(zhì)
例4本例中，除Coosa漿粕外，在此漿粕流與載絲條的第一個(gè)第二氣流遇合之前將超吸濕粉料(Favor 880，購(gòu)自Stockhausen，Inc.)引入漿粕流中，此組成是約33％超吸濕纖維、33％漿粕和34％超吸濕粉。測(cè)量了整體基重。這種織物在織成后相當(dāng)柔軟。30分鐘后它芯吸0.9％Nacl水溶液至約23cm。
例5本例與例4類(lèi)似，但材料組成有別。用約3％超吸濕纖維、3％Coosa漿粕和約94％超吸濕粉料(Favor 880，購(gòu)自stockhausen，Inc.)。這樣的材料由于有相當(dāng)數(shù)量的超吸濕粉粒附著于超吸濕纖維之上而具有對(duì)SAM超吸濕料的優(yōu)越保持能力。
例6本例與例2類(lèi)似，不同的是第一氣流的相同濕度改變。根據(jù)SEM的測(cè)定，只當(dāng)相對(duì)濕度為30％～100％才能獲得滿意結(jié)果。
本發(fā)明已如上作了說(shuō)明，但對(duì)于本項(xiàng)技術(shù)有一般知識(shí)的人，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍內(nèi)是能夠容易地掌握本發(fā)明的眾多變化與改型的。
權(quán)利要求
1．制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，此方法包括下述步驟a)制備聚合物的水溶液，它含有分子量約300，000～約10，000，000的線性超吸濕母體聚合物約10～約75％(重量)，b)將溫度約20～約180℃和粘度約3～約1000Pa sec下的上述聚合物溶液擠壓通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板而形成許多絲條，所述噴絲孔的直徑為約0.20～約1.2mm；c)在足以使各絲條在其離開(kāi)噴絲板噴絲孔一段不超過(guò)的8cm的距離內(nèi)其粘度隨離開(kāi)噴絲板的距離增加而遞增，且基本上保持粘度在徑向上的均勻性的條件下，用第一氣源來(lái)拉細(xì)所述絲條，此時(shí)的氣源速率要足以形成具有所需拉細(xì)程度和平均纖維直徑且無(wú)顯著纖維斷裂的纖維。
2．權(quán)利要求1所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的相對(duì)濕度為約30～100％。
3．權(quán)利要求2所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的溫度為約20～約100℃、粘度為約150～約400m/s、水平入射角約70～約110°、垂直入射角不超過(guò)約90°。
4．權(quán)利要求1所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的相對(duì)濕度約60～約95％。
5．權(quán)利要求4所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的溫度為約20～約100℃、速度約30～約150m/s、水平入射角約70～約110°、垂直入射角不超過(guò)約90°。
6．權(quán)利要求1所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的相對(duì)濕度約65～90％。
7．權(quán)利要求6所述的制備具有基本連續(xù)的超吸溫細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中所述第一氣源的溫度約20～約100℃、速度低于維30m/s、水平入射角約70～約110°、垂直入射角約90°。
8．權(quán)利要求3所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟d)以溫度約140～約320℃而速度約60～約125m/s的第二氣源干燥所述線條來(lái)形成纖維，此第二氣源的水平入射角為約70～約110°、垂直入射角不超過(guò)約90°。
9．權(quán)利要求8所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟e)將所述纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上，按約0.4～約1.9cm2的尺度形成基本均勻的織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面距與此絲條接觸的最后氣源的出口約10～約60cm，這種纖維的平均纖維直徑為約0.1～約10μm且基本上無(wú)閃光條痕；其中前述的拉細(xì)與干燥步驟是在受控的宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行，而所述纖維的長(zhǎng)度相對(duì)于其直徑而言可視為連續(xù)的。
10．權(quán)利要求9所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟f)將所述均勻織物暴露于選自熱、電子束、微波與射頻幅射等的高能源之下，以在此織物的超吸濕母體聚合物中形成穩(wěn)定的交聯(lián)。
11．權(quán)利要求9所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟g)用潮濕化、致密化、壓花、粘合或?qū)訅夯蚴沁@些工藝的組合對(duì)上述穩(wěn)定化的織物進(jìn)行后處理。
12．權(quán)利要求5所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟d)以溫度約140～約320℃而速度約30～約150m/s的第二氣源干燥所述絲條形成纖維，此第二氣源的水平入射角約70～約110°，垂直入射角不超過(guò)約90°。
13．權(quán)利要求12所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟e)將所述纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上，按約1.9～約6.5cm2的尺度形成基本均勻的織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面距與此絲條接觸的最后氣源的出口約10～約100cm，這種纖維的平均纖維直徑為約10～約30μm且直徑基本均一；其中前述的拉細(xì)與干燥步驟是在最小宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行。
14．權(quán)利要求13所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟f)將所述均勻織物暴露于選自熱、電子束、微波與射頻輻射等的高能源之下，以在此織物的超吸濕母體聚合物中形成穩(wěn)定的交聯(lián)。
15．權(quán)利要求14所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟g)用潮濕化、致密化、壓花、粘合或?qū)訅夯蚴沁@些工藝的綜合對(duì)上述穩(wěn)定的織物進(jìn)行后處理。
16．權(quán)利要求7所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟d)以溫度約140～約320℃而速度小于約30m/s的第二氣源干燥所述絲條形成纖維，此第二氣源的水平入射角為約70～約110°，垂直入射角則不超過(guò)約90°。
17．權(quán)利要求16所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟e)用溫度約10～約50℃、速度約30～約240m/s、水平入射角約70～約110°而垂直入射角不超過(guò)約90°的第三氣源來(lái)拉細(xì)所述纖維。
18．權(quán)利要求17所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟f)將所述纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上，按約1.9～約6.5cm2的尺度形成基本均勻的織物，此運(yùn)動(dòng)的有小孔面距與此絲條接觸的最后氣源的出口約10～約100cm，這種纖維的平均纖維直徑為約10～約30μm且直徑基本均一；其中前述的拉細(xì)與干燥步驟是在最小宏觀尺度紊流的條件下進(jìn)行。
19．權(quán)利要求18所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟g)將所述均勻織物暴露于選自熱、電子束、微波與射頻輻射等的高能源之下，以在此織物的超吸濕母體聚合物中形成穩(wěn)定的交聯(lián)。
20．權(quán)利要求19所述的制備具有基本連續(xù)的超吸濕細(xì)纖維的非織造織物的方法，其中還包括下述步驟h)用潮濕化、致密化、壓花、粘合或?qū)訅夯蚴沁@些工藝的組合對(duì)上述穩(wěn)定化的織物進(jìn)行后處理。
21．基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，它包括a)包含有基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，所述超吸濕微纖維具有每克干燥吸濕性纖維能有10克0.9％(重量)氯化鈉溶液荷載的高的流體吸收性；b)所述纖維的平均纖維直徑為約0.1～約10μm，基本上沒(méi)有閃光條痕，且其所具長(zhǎng)度相對(duì)于其直徑而言可視作為連續(xù)的。
22．權(quán)利要求21所述的基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，它是按下述步驟形成的制備聚合物的水溶液，此溶液含有分子量約300，000～約10，000，000的線性超吸濕母體聚合物約10～約75％(重量)；將溫度約20～約180℃和粘度約3～約1000Pa sec下的上述聚合物溶液擠壓通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板而形成許多絲條，所述絲孔的直徑為約0.20～約1.2mm；在足以使各絲條在其離開(kāi)噴絲板噴絲孔后令其粘度隨離開(kāi)噴絲板的距離增加而遞增，且基本上保持粘度在徑向上的均勻性的條件下，用第一氣源來(lái)拉細(xì)所述絲條，此時(shí)的所述氣源速率要足以形成具有所需拉細(xì)程度和平均纖維直徑且無(wú)顯著纖維斷裂的纖維。
23．權(quán)利要求22所述的基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，其中所述織物取決于平均纖維直徑在約0.4～約1.9cm2的尺度上基本均勻。
24．基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，此織物包括a)包含有基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，所述超吸濕微纖維具有每克干燥吸濕性纖維能有10克0.9％(重量)氮化鈉水溶液荷載的高的流體吸收性；b)所述纖維具有的平均纖維直徑為約10～約100μm，基本上沒(méi)有閃光條痕，且其直徑基本均一。
25．權(quán)利要求24所述的基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，它是按下述步驟形成的制備聚合物的水溶液，此溶液含有分子量約300，000～10，000，000的線性超吸濕母體聚合物約10～約75％(重量)；將溫度約20～約180℃和粘度約3～約1000 Pa sec下上述聚合物溶液擠壓通過(guò)具有許多噴絲孔的噴絲板而形成許多絲條，所述絲孔的直徑為約0.20～約1．2mm；在足以使各絲條在其離開(kāi)噴絲板的噴絲孔后令其粘度隨離開(kāi)噴絲板的距離增加面遞增且基本上保持粘度在徑向上的均勻性的條件下，用第一氣源來(lái)拉細(xì)所述絲條，此時(shí)的所述氣源速率要足以形成具有所需拉細(xì)程度和平均纖維直徑且無(wú)顯著纖維斷裂的纖維。
26．權(quán)利要求25所述的基本連續(xù)的超吸濕微纖維的非織造織物，其中所述織物取決于平均纖維直徑在約1.9～約6.5cm2的尺度上基本均勻。
27．包含有權(quán)利要求23所述基本連續(xù)超吸濕微纖維的非織造織物的一次性吸濕產(chǎn)品。
28．權(quán)利要求27所述的一次性吸濕產(chǎn)品，它經(jīng)形成為能提供選自尿布、訓(xùn)練短褲、月經(jīng)用裝置、衛(wèi)生巾、止血塞、失禁產(chǎn)品與拭布中的一次性吸濕制品。
29．包含有權(quán)利要求26所述基本連續(xù)超吸濕微纖維的非織造織物的一次性吸濕產(chǎn)品。
30．權(quán)利要求29所述的一次性吸濕產(chǎn)品，它經(jīng)形成為能提供選自尿布、訓(xùn)練短褲、月經(jīng)用裝置、衛(wèi)生巾、止血塞、止禁產(chǎn)品與拭布中的一次性吸濕制品。
全文摘要
公開(kāi)了非織造織物和制備超吸濕纖維的新穎非織造織物的方法。在規(guī)定的條件下將超吸濕母體聚合物的水溶液擠壓通過(guò)噴絲板的許多噴絲孔形成一批絲條。在受控的宏觀尺度紊流以及足以使各絲條在其離開(kāi)噴絲孔不超過(guò)約8cm距離內(nèi)其粘度隨離開(kāi)噴絲板的距離增加而遞增且基本保持粘度在徑向上的均勻性等條件下,用規(guī)定的第一氣源來(lái)拉細(xì)所述絲條,而此氣源的速率要足以形成具有所述拉細(xì)程度和平均纖維直徑且無(wú)顯著纖維斷裂的纖維。拉細(xì)了的絲條用規(guī)定的第二氣源干操。所得的纖維無(wú)規(guī)地置放于運(yùn)動(dòng)的有小孔面上形成基本均勻的織物。此有小孔面離開(kāi)與絲條接觸的最后氣源約10—約100cm。這種纖維的平均直徑為約0.1—30μm且基本上無(wú)閃光條痕。所述的拉細(xì)與干燥步驟是在受控的宏觀尺度紊流下進(jìn)行。
文檔編號(hào)D04H3/02GK1285010SQ98813814
公開(kāi)日2001年2月21日 申請(qǐng)日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月31日
發(fā)明者J·秦, Y·李, W·L·范迪克, A·J·維斯尼斯基, P·R·R·瓦拉雅佩特, H·林 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司