湿强度高的射流喷网法非织造材料制法及该非织造材料制造技术

一种水缠结法非织造材料，该材料在水缠结之后，还经过等离子体处理或电晕放电处理以提高材料湿强度。可以认为，这种处理以提高纤维与纤维间摩擦力的方式改善了纤维的表面。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有提高的湿强度的水缠结法非织造材料的制造方法。水缠结法或射流喷网法是二十世纪七十年代开始采用的方法，举例来说见加拿大专利841,938号。该方法包括形成一干法成网或湿法成网的纤维网，此后在高压下通过非常细的喷水嘴装置使纤维缠结。大多数喷水嘴行直接对着放在可移动金属丝网上的纤维网。此后干燥缠结的网。用于非织造材料的那些纤维可以是合成的或再生的短纤维，例如聚酯、聚酰胺、聚丙烯、人造纤维及类似物，浆粕纤维或浆粕纤维与短纤维的混合物。能以高质量，合理的费用来生产出射流喷网法非织造材料，该种材料具有高的吸收能力。这些材料尤其可用作家用或工业用的擦拭材料，健康保护的易处理材料等等。基于浆粕纤维与相对短的(＜25mm)合成或植物纤维混合物的射流喷网法非织造材料在干燥的情况下通常具有良好的强度性能。这类非织造材料的结合体系，在干燥的情况下为非织造材料中所有纤维之间的摩擦结合以及非织造材料中浆粕纤维之间的氢键结合。在水或其它极性溶剂中，浆粕纤维之间的氢键或多或少地消失，非织造材料的强度在湿的情况下就变得非常依赖于纤维之间的摩擦力了。通过加入各种粘合剂可以降低这种对极性溶剂的敏感性，举例来说，这些粘合剂如基于醋酸乙基乙烯酯、丙烯酸酯或苯乙烯丁二烯的一般类型的胶乳。湿强度树脂，例如聚酰胺表氯醇类湿强度树脂也能提高射流喷网法非织造材料的强度性能。利用各种粘合剂增强射流喷网法非织造材料会导致一些严重或不太严重的问题，这取决于非织造材料的使用场所及使用方法。某些化学粘合剂具有不良的耐常见溶剂性能，这对于用作揩布与溶剂一起进行清洁的非织造材料是一个显著的缺点。粘合剂增强常会引起材料硬挺，对某些需用柔软和可悬垂的非织造材料的场合，这也会成为一个显著的缺点。此外，从环境的观点看，粘合剂的加入通常是一种不太希望的化学处理。另一提高射流喷网法非织造材料湿强度的方法是通过热粘合，该法可用于材料中含有热塑性纤维的地方。这种情况下，材料中的热塑性纤维在通过提高温度和压力下的水缠结之后熔融。这种方法的缺点在于材料变得硬挺，而且熔融的热塑性纤维会局部性地形成硬区域，这会在如磨光这样的过程中划伤娇嫩的表面。热粘合的另一个缺点在于使用混合材料(例如纤维素/聚丙烯)会使纤维的再利用变得更加困难。也可以想到，在一开始与纤维制品连接时就提高合成纤维的摩擦力。但这引起了湿成形或泡沫成形过程中的问题，为了在成形过程中尽可能地保持均匀分散，就希望纤维与纤维之间的摩擦力尽可能最低。而且，如果希望在后续水缠结过程中获得良好的缠结效果，也要求有相对较低的纤维与纤维之间的摩擦力。近几年来，一些通过化学-物理方式作用于不同材料表面的新方法得到了发展。这些方法中提到了电子辐射法、紫外线法和等离子体法。这些方法的优点在于在气相中进行处理，因此材料是被柔和地处理，而且无需后续干燥或后处理。等离子体是包含有离子、电子、自由基、紫外线区内的光子、分子和原子的气体的概括性术语。等离子体为电中性、通常由放电过程产生，该过程中能源呈无线电或微波形态。等离子体处理方法可说是电晕放电处理法的进一步发展，二者基本不同点在于电晕放电处理在大气压力下进行，同时，在减压下在冷等离子体中进行辉光放电。等离子体处理可在不同气体的存在下完成，并据此能获得所希望的结果。现今等离子体处理法是用于如，给塑性组分提供可涂覆的表面。也可用于对纤维表面进行化学改性，目的在于提高纤维的吸湿性，以及提高纤维与填料之间的粘附性。US-A-5,108,780中公开了对嵌入热塑性基质中的增强纤维的等离子体处理。可以认为等离子体处理的作用是在纤维或材料表面上形成了自由基。当被处理的材料从等离子体反应器中移出，这些自由基相互间就会反应，或与等离子体相中的组分反应，或与大气中的分子如氧气反应。电晕放电处理法早就用于在形态学和化学性质上改善聚合物膜的表面，尤其是为了提高印花油墨的粘附力或给膜穿孔。电晕放电处理设备公开于如US-A-4,283,291中。再如，US-A-4,535,020和EP-A-0,483,859中公开了用电晕放电法处理吸收性产品如尿布和卫生餐巾的表面材料的方法，同时，材料也用表面活性剂处理以提高液体渗透性。由于电晕放电处理，材料获得了改善的永久的可湿性。EP-A-484,930中公开了熔喷法非织造材料作揩布的例子，经电晕放电处理，在重复使用中，使材料具有改善的永久吸收性能。本专利技术的目的在于提供一种射流喷网法非织造材料，通过对材料进行不添加粘合剂或热粘合剂的后处理，使该材料显示出提高的强度性能，尤其是湿条件下的强度性能。按照本专利技术，使材料在水缠结之后经过等离子体处理或电晕放电处理就能达到上述目的。可以认为，等离子体处理或电晕放电处理是以增加纤维与纤维之间摩擦力的方式来改善纤维表面的，这点可以用来解释经处理后材料的改善的强度性能。等离子体处理法已被证明是一种非常有效的用于改进上述类非织造材料中需改变的参数的方法，即改进湿条件下纤维与纤维间的摩擦力。在大气压力下，用电晕放电法进行表面改进也被证明使上述射流喷网法非织造材料的湿强度得到显著提高。组成材料的纤维可以是合成的或再生的短纤维，如聚酯、聚酰胺、聚丙烯、人造纤维或类似物，植物纤维，浆粕纤维或其混合物。浆粕纤维可以是化学浆粕纤维、机制浆粕纤维、热机制浆粕纤维、化学-机制浆粕纤维或化学-热机制浆粕纤维(CTMP)。加入机制浆粕纤维、热机制浆粕纤维、化学-机制浆粕纤维或化学-热机制浆粕纤维给材料提供了较高的体积密度以及改善的吸收性和柔软性，这些内容我们已在瑞典申请9500585-6中提到。但是强度性能变劣了，因此用于某些用途时就有必要通过后处理来提高材料强度。这样，等离子体处理法或电晕放电处理法就成为可选的方法。可使用的植物纤维的例子为叶纤维，如马尼拉麻纤维、菠萝纤维和新西兰麻纤维泰纳克斯(Phormium tenax)，韧皮纤维如亚麻、大麻和苧麻纤维，以及种籽纤维如棉纤维、木棉纤维和马利筋属纤维。在向湿成形或泡沫成形的材料中加入这种亲水性植物长纤维的过程中，加入分散剂也许是必要的，这种分散剂如一种75％双氢化牛脂烷基)二甲基氯化铵与25％丙二醇的混合物。这些内容已非常详细地描述于瑞典申请9403618-3中。材料中也可以包含某些来自纺织废料、非织造物废料及其类似物中的回收纤维成份。这点已在瑞典申请9402804-0中提到。由于这些材料的强度比基于新纤维原料的材料的强度低，等离子体处理法或电晕放电法就能成为提高这些材料强度性能的适用方法。制造干成形射流喷网法非织造材料过程中，干纤维在金属丝网上气流成网，此后使纤维网经水缠结处理。在湿成形或泡沫成形材料的制造过程中，纤维分散在液体中，或分散在含有发泡表面活性剂和水的发泡的液体中。瑞典申请9402470-0中描述了一个适用的这种发泡方法的例子。将纤维分散体在一金属丝网上排干水分，并伴随着能量输入进行水缠结，能量输入在200-800千瓦小时/吨是合适的。用一般的方法和机械制造厂提供的设备就可完成水缠结。干成形和湿成形射流喷网法非织造材料的生产如见CA 841,938。湿成形或泡沫成形纤维网的水缠结可以序列性地进行，即纤维网在金属丝网上排干水分后立刻进行，或在成形后已干燥并卷起的湿成形薄片上进行。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有提高的湿强度的水缠结法非织造材料的制造方法，其特征在于，水缠结后，材料需经过等离子体处理或电晕放电处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E米尔丁，U霍尔姆，
申请(专利权)人：莫恩里克公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]