自粘结纤维素非织造幅材以及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自粘结非织造幅材，在纤维素纤维彼此相交的点处彼此自粘结的至少一些纤维素纤维；以及离子液体。本发明专利技术还公开了制备此类幅材的方法，其中所述方法包括：使第一纤维素纤维中的至少一些与离子液体接触；将所述离子液体和所述第一纤维素纤维暴露于第一温度；以及将所述离子液体和所述第一纤维素纤维暴露于低于所述第一温度的第二温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
非织造幅材被用于多种多样的应用中。这种幅材通常通过聚集大量纤维并将纤维中的至少一些彼此粘结以形成幅材而制成。通常，此类纤维是彼此熔融粘结的，和/或添加能够将纤维结合在一起的粘结剂。
技术实现思路
总的来说，本文公开了包含至少一些纤维素纤维和离子液体的自粘结非织造幅材，所述至少一些纤维素纤维在纤维素纤维彼此相交的点处彼此自粘结。本专利技术还公开了制备这种幅材的方法。在以下具体实施方式中，这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将此广泛的
技术实现思路
理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，不论此类主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中呈现，或者另外是在申请过程中呈现。附图说明图1为本文所公开的示例性自粘结非织造幅材的一部分的侧视图。图2为图1的幅材的一部分的放大图。图3为示例性自粘结非织造幅材的一部分的光学显微图(320X)。图4为示例性纤维垫的一部分的光学显微图(240X)，利用该纤维垫可制备图3所示的一般类型的非织造幅材。在各图中，类似的参考标号指示类似的元件。一些元件可以相同或相等的倍数呈现；在此类情况下，参考标号可以仅指定一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类的元件。图1和图2未按比例绘制，并且用于示出本专利技术不同实施方案的目的。特别是，各个组件的尺寸仅用于例示性目的，并且不应推断各个组件的尺寸之间的关系。尽管在本公开中可能使用了例如“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”、“向下”、“第一”和“第二”等术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语仅以其相对含义进行使用。如本文所用，作为对特性或属性的修饰语，除非另外具体地定义，否则术语“大体”意指该特性或属性将能容易被普通技术人员识别，而不需要绝对精确或完美匹配(例如，对于可计量特性，在+/-20％内)。除非另外具体地定义，否则术语“基本上”意指高逼近程度(如，在可计量特性的+/-10％内)，但同样不需要绝对精确或完美匹配。术语诸如相同、相等、均匀、恒定、严格等应当理解成是在普通容差内，或在适用于特定情况的测量误差内，而非需要绝对精确或完全匹配。那些普通技术人员将会知道，本文中所使用的术语诸如“基本上不含”、“基本上没有”等并不排除存在一些含量极低(例如0.1％或更低)的材料，这可在例如使用经过惯常清洗工序的大规模生产设备时发生。具体实施方式术语表术语纤维素广义地涵盖多糖，包括例如天然纤维素、再生纤维素(粘胶纤维)等等。该术语还涵盖天然存在的纤维素衍生物，诸如半纤维素、甲壳质、脱乙酰壳多糖等等。其还涵盖已被部分衍生的纤维素，例如已被部分酯化、水解、硝化等的纤维素，或者其中一些羟基基团已被转变为醚基基团，只要保留有足够的羟基基团的纤维素，使得部分衍生的纤维素能够由本文所公开的离子液体活化。应用于两条纤维素纤维的术语自粘结意指在两条纤维的相交处，纤维通过在纤维之间延伸的纤维素粘结材料(例如，以本文稍后所述的“小珠”形式)彼此粘结。在至少一些实施方案中，纤维素粘结材料的至少一部分来源于粘结纤维中的至少一种。应用于两条纤维的术语“相交”、“交叉”等表示位置，在该位置处，两条纤维彼此直接接触或彼此紧密相邻(例如，在它们最接近的点处的彼此的距离在几微米内)。术语“幅材”表示彼此充分粘结的大量非织造纤维，所述大量纤维具有足够的机械完整性以便作为自支承层处理；例如，可用常规的卷对卷幅材处理设备处理。术语“垫”表示彼此未充分粘结以形成自支承幅材的大量纤维(例如，尚未粘结至彼此的大量气流成网纤维)。术语离子液体表示当在100℃或更低温度下以纯态(不存在稀释剂或溶剂)提供时采用包含阳离子和阴离子的液体形式的材料。可将此类离子液体视为液体形式的盐。术语离子液体不涵盖当在100℃或更低温度下以纯态提供时为固体的材料(诸如NaCl)。图1的侧透视图示出了本文所公开的示例性自粘结非织造幅材100的一部分，幅材100的一部分在图2中以放大视图示出。幅材100包含至少第一纤维素纤维110，该纤维素纤维被布置(任选地与第二非纤维素纤维120组合)成向纤维非织造幅材提供内部106以及第一主表面102和相背对的第二主表面104。第一纤维素纤维110中的至少一些通过自粘结111在第一纤维素纤维110彼此相交的点处彼此自粘结。活化和自粘结这种自粘结可通过使大量纤维素纤维与离子液体接触而实现，所述离子液体至少部分地溶解纤维素纤维中的一些但不是全部的纤维素材料。为便于本文中的描述，该过程将用缩略词“活化”表示，该过程可例如通过将纤维素纤维和/或离子液体升至高温来加速。在两条此类活化的纤维素纤维彼此相交的位置处，一条纤维的至少部分溶解的纤维素材料可与另一条纤维的类似的至少部分溶解的材料轻微地缠结。然后可处理(例如，通过冷却)已通过这种方式活化的纤维，使得至少部分溶解的纤维素材料被固化，从而在两条纤维之间的一个或多个相交点处形成两条纤维间的自粘结。这种纤维素自粘结不需要添加待使用的粘结剂或粘合剂，因此类似于两条热塑性纤维之间的熔融粘结，不同的是自粘结通过溶解/固化机制而非通过熔融/固化机制实现。应当理解，在一些情况下，活化过程可能只需要部分溶解例如仅纤维表面上的足够纤维素材料来实现所需的相交，使得随后的固化导致自粘结的形成。然而，在一些情况下，至少一些纤维素纤维(例如，直径相对小的纤维)可以大体上或基本上完全溶解，而至少一些其它纤维素纤维的至少一些部分(例如，直径相对大的纤维的核部分)保持不溶解。在这种情况下，本文所述的自粘结具体包括两条此类至少部分未溶解的纤维的彼此粘结，即使这种粘结至少部分地通过固化来源于一条或多条溶解纤维的纤维素材料而非仅通过固化来源于至少部分未溶解的纤维本身的纤维素材料进行。(本领域的普通技术人员将会知道，在许多情况下，可存在两种机制的组合)。然而，在任一种情况下，本文所述的活化/自粘结过程区别于其中纤维素材料基本上完全溶解并且然后再生以提供新形成的纤维的过程。相比于这种过程，本文所述的过程可提供纤维素纤维之间的粘结，同时通常或大体上以初始形式保留纤维素纤维中的至少一些的至少一些部分(例如，径向最向内的部分)。应当强调的是，不必使用小直径纤维素纤维和大直径纤维素纤维的组群来实现本文所述的效果。例如，一定组群的纤维素纤维可具有特定组成、表面处理等，这使得该组群相比于第二组群的纤维素纤维或多或少地能够由离子液体活化。并且，当然，一组纤维(例如，所述一组纤维为相对均匀的)可在仅限于一些纤维的一些部分被活化的条件(例如，时间、温度等)下暴露于离子液体。如上所述，第一纤维素纤维110中的至少一些通过自粘结111彼此自粘结。在一些实施方案中，此类自粘结111可发生在纤维110彼此(直接)接触的点处(例如，图2的示例性实施方案中所示的点113)。然而，在至少一些实施方案中，此类自粘结可至少部分地通过同样如图2的示例性实施方案中示出的呈“小珠”112形式的纤维素粘结材料提供。这种小珠可例如跨接在两条或更多条纤维素纤维的相邻部分之间以形成自粘结。术语“小珠”用于广义地涵盖一包任何形状或纵横比的纤维素粘结材料，需注意此类小珠在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自粘结非织造幅材，所述自粘结非织造幅材包含：至少第一纤维素纤维，其中所述幅材的至少一些纤维素纤维在所述第一纤维素纤维彼此相交的点处彼此自粘结；以及，约1重量％至约50重量％的离子液体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.28 US 61/985,0281.一种自粘结非织造幅材，所述自粘结非织造幅材包含：至少第一纤维素纤维，其中所述幅材的至少一些纤维素纤维在所述第一纤维素纤维彼此相交的点处彼此自粘结；以及，约1重量％至约50重量％的离子液体。2.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述第一纤维素纤维包括选自以下的纤维：纤维素纤维、再生纤维素纤维、以及部分衍生的纤维素纤维、以及它们的任意组合。3.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述第一纤维素纤维包括天然纤维，所述天然纤维选自：来源于棉花、羊毛、黄麻、龙舌兰、剑麻、椰子、大豆、大麻、亚麻、洋麻、竹子、马尼拉麻、赫纳昆纤维、菽麻、苎麻、剑麻、甲壳质、脱乙酰壳多糖的纤维，以及这些纤维的任意组合。4.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述非织造幅材包含约2重量％至约40重量％的离子液体。5.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述第一纤维素纤维之间的所述自粘结中的至少一些由纤维素粘结材料的小珠提供，所述小珠遍布于所述非织造幅材的至少一部分中，并且其中所述小珠中的至少一些跨接在所述第一纤维素纤维的相交点处第一纤维素纤维的相邻部分之间的间隙。6.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述离子液体为咪唑离子液体。7.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中所述幅材还包含至少第二非纤维素纤维，并且其中基于所述幅材的所述纤维材料的总重量计，所述幅材包含至少约40重量％的第一纤维素纤维。8.根据权利要求7所述的非织造幅材，其中所述至少第二非纤维素纤维包括至少一些在所述第二非纤维素纤维彼此接触的点处彼此熔融粘结的纤维。9.根据权利要求1所述的非织造幅材，其中在所述幅材与静止的21℃水接触约两小时后，至少约20重量％的所述离子液体呈保留在所述非织造幅材中的滞留离子液体的形式。10.一种用于制备至少包含至少第一纤维素纤维的自粘结非织造幅材的方法，所述方法包括：使所述第一纤维素纤维中的至少一些与离子液体接触；将所述离子液体和所述第一纤维素纤维暴露于第一温度，所述第一温度足够高以致使所述纤维中的至少一些的...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨帕·莫里西，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US