多孔无纺布制造技术

本发明专利技术提供一种用粘合热塑性聚合物纤网制成的多孔无纺纤网。该多孔无纺纤网带有许多基本上没有熔融－熔结边缘、特征是被拉开的自持孔。本发明专利技术还提供生产这种多孔无纺纤网的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及多孔无纺布。更具体地说，本专利技术涉及热塑性纤维的切缝多孔无纺布。多孔无纺布在用即弃制品中已有应用，例如尿布、卫生巾、失禁制品以及用即弃衣物。例如范·伊坦(Van Itan)等人的美国专利4,886,632公开了一种带有可透过流体的多孔无纺布面层的卫生巾。该面层在结构上包含卫生巾的吸收材料，并能保护使用者的皮肤免于同该吸收材料直接接触。另外，该面层还被设计成能迅速转移体液从而使之离开使用者的身体。这种多孔无纺纤网层，由于要与使用者的皮肤接触，故除了流体疏运功能之外还需具备类似布料的质地和手感。制作多孔无纺纤网的一种传统的方法是，让未粘合的纤网通过由一组互啮的辊形成的辊隙，这些辊带有三维的突块，该突块将纤维从本身排挤开，从而在纤网上形成了形状与突块根部周边一致的孔。开了孔的纤网随后进行粘合，以获得永久的物理整体性。这种方法所存在的本质缺陷是，这些孔的大小和形状严格对应于互啮辊表面上突块的大小和形状，因此要生产开孔大小和形状不同的多孔纤网，就需要各种不同组的互啮辊。而且，开了孔的、未粘合纤网在进行粘合时还必须小心，才能不搞乱已经形成的孔。另一种传统的方法是采用压花滚筒组件在无纺布上开孔，该组件在纤网上用机械方法冲出许多孔。然而这种方法也存在许多不利之处。同样，孔的大小和形状仍旧严格地由压花滚筒的凸起点的大小和形状决定。此外，由于开孔过程中产生许多小块的切除废料，故浪费了无纺布。这些切除块不仅需要彻底从布料上去除，而且还造成收集和处置的问题。加之，为了实现开孔而施于压花滚筒凸起点上的高压力使凸起点的某些部分很快磨损或磨耗，从而降低了凸起点的开孔效率并因而需要经常维修压花滚筒。虽然压花滚筒的使用寿命可以通过对滚筒进行加热，以辅助开孔过程的进行得到延长，但是热和压力的这种联合作用往往使生产出的孔带有坚硬的熔融-熔结边缘。这种熔融熔结孔由于形成了许多僵硬和锐利的边缘，对无纺布的组织和柔软性具有不利的影响。再一类方法是将切缝的、含有粘合纤维的未粘合或潜在粘合的无纺纤网拉伸，以便使切缝张开，然后将拉伸纤网加热，使粘合纤维熔融或活化，形成沿着整个纤网的纤维间的粘结点，从而使张开的切缝永久地固定下来。这种方法要求使用粘合纤维因而增加了纤网生产过程的复杂性。而且，纤网内的切缝拉开的程度受到严重的限制，因为无纺纤网是在未经充分粘合的情况下被拉伸的，它不具有足够的物理整体性来承受为使切缝充分张开所需要的高拉伸张力。一直存在着提供在无纺纤网上开孔的方法的要求，所述方法应是高效、较为简便的，而且能够灵活地兼容对带有不同开孔尺寸的多孔无纺纤网的广泛需要。专利技术简述根据本专利技术，提供一种生产热塑性聚合物多孔无纺纤网的方法，包括如下步骤按照预定的图案在粘合无纺纤网上切缝；将纤网加热到介于该热塑性聚合物软化点和液态含量为5％的大致初始熔融点之间的温度；在维持该无纺布的温度的同时，沿该切缝无纺纤网的至少一个平面方向将纤网拉伸，以形成网眼；然后在保持张力的情况下将开孔纤网冷却，其中此开孔方法既形成了网眼又不使其边缘处的纤维发生熔融熔结。按照本专利技术的方法生产出的多孔无纺纤网包含许多自持的孔，它们基本上没有熔融熔结现象，并且是被拉开的孔。本专利技术的多孔无纺纤网，由于通过控制能带有不同尺寸和形状的无熔结孔，尤其适合作为用即弃制品的网眼层。该无熔结的网眼保持了无纺纤网的理想质地和性能，从而使这种多孔纤网非常适用于接触皮肤和控制体液的用途。附图简述附图说明图1表示一个生产多孔无纺纤网的示范过程，它将切缝的无纺纤网置于炉内加热，然后沿垂直于机器方向将切缝无纺纤网拉伸。图2表示一个生产多孔无纺纤网的示范过程，它通过传导加热方法将切缝的无纺纤网加热，然后沿机器方向将切缝无纺纤网拉伸。图3～6表示适合本专利技术的示范性切缝图案。图7是一种示范性的、张开的网眼图案。专利技术详述本专利技术提供一种生产热塑性纤维的多孔无纺纤网的方法。该方法包括如下步骤按照预定的图案在粘合无纺纤网上切缝，将纤网加热到适当的温度，沿该切缝无纺纤网的至少一个平面方向将该纤网拉伸，以张开切缝形成网眼，然后在保持张力的情况下将该纤网冷却。按照本专利技术，将纤网加热到介于该热塑性聚合物软化点和液态含量为5％的大致初始熔融点之间的温度。热塑性聚合物的软化温度可以按照ASTM D-648，在66psi(磅/平方英寸)压力下作为热挠曲温度来测定。所谓“液态含量为5％的初始熔融点”指的是在接近其熔融转变的、一般地说为结晶或半结晶的聚合物中对应于规定相变程度的温度。该初始熔融点，当采用差示扫描量热技术测定时，出现在低于熔融转变的温度，利用该聚合物中液态部分对固态部分不同的的比例来鉴别。举例说，聚丙烯纤网，希望加热到200°F～约300°F之间的温度。需要指出的是，当使用多组分共轭纤维时，纤网中的纤维需要加热到的温度是，使纤维的至少一种组分，最好全部组分都加热到上面规定的温度标准之内的温度。合适的粘合无纺纤网可以用任何适合将无纺纤网切缝的已知方法来切缝。例如，装有切割刀片的旋转模具或冲模都极为合适。切割刀片的尺寸、形状和排列图案可以迥然不同。按照本专利技术，该开孔过程的切缝步骤可以在加热步骤之前或之后进行。在该开孔过程中，可以有一个以上的拉伸步骤，而且该拉伸步骤也可以在加热步骤之前和/或之后进行，只要是在最终拉伸步骤之前对粘合纤网进行切缝就行。需要指出的是，如果拉伸步骤是在加热步骤之后进行，则应将无纺纤网的温度维持在高于该纤网软化点的温度。由于该切缝无纺纤网是充分粘合的纤网，故该纤网具有很高的物理整体性，它能经得起为生产充分地和均匀地张开的，或者说开孔的纤网所要求的高张力，即使在没有为了拉伸过程的顺利进行而对纤网进行预热时也是如此。已发现，当未加热的切缝无纺纤网进行拉伸时，随着切缝不断张大该纤网倾向于增加自身的蓬松度，从而使其组织更为柔软。作为本专利技术的另一种实施方案，将切缝纤网置于上面规定范围内的温度下进行热处理，然后再加张力，因为经过加热的纤网上的切缝用小得多的张紧力便可张开，因而可以进行高度的拉伸，获得更大的孔。该切缝无纺纤网的加热可以采用任何适合无纺布的已知加热方法进行。合适的加热方法包括用炉子加热、红外加热、传导加热和穿透空气加热。在这些合适的加热方法当中，穿透空气加热方法尤其令人满意，因为这类方法能使无纺纤网受到均匀而快速的热处理。简单地说，穿透空气加热方法是让加压的热空气流穿过无纺纤网层达到加热的，因此纤网加热又快又匀。不过，这种方法对于某些希望获得高蓬松无纺布的场合可能不那么令人满意，此时可以通过加压，例如置于压光机辊的辊隙之间，在没有外来热量的情况下施加足够的机械能以固定纤网中的孔，从而使热塑性无纺纤网中张开的切缝永久地固定在所希望的构型。现在来看图1，其中给出了一种生产本专利技术多孔无纺纤网的示范方法。粘合无纺纤网12从供料辊14喂入由包括切缝辊18和垫辊20的切缝辊组件16构成的辊隙之间。作为替代的方案，无纺纤网12可以直接地在线成形。切缝辊18上装有多把沿周向间隔排列的刀片，其中刀片的端部与垫辊20的表面在辊隙处呈密切接触，从而在纤网上造成按一定图形排列的切缝。具有薄而狭长端部的刀片，其长轴沿着辊18的圆周排列，从而顺着纤网前进的方向切出罅缝。切缝后的纤网随后通过加热装置22，例如炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产热塑性聚合物的多孔无纺纤网的方法，包括如下步骤：按照预定的图案在粘合无纺纤网上切缝，将所述纤网加热到介于所述热塑性聚合物软化点和液态含量为５％的大致初始熔融点之间的温度，沿所述无纺纤网的至少一个平面方向将所述纤网拉伸，以形成网眼，然后在保持张力的情况下将开孔纤网冷却，其中所述开孔方法既形成了所述的网眼又不使所述网眼边缘处的纤维发生熔融熔结。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RL利维，HL格里斯贝克三世，JS舒尔兹，LDLMB布朗恩，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]