纤维素基湿纤维的热粘合制造技术

本发明专利技术公开了由醋酸纤维素和／或三醋酸纤维素纤维以及可选其它选定物质纤维构成的纺织物，在以水润湿到选定水含量之后将其在选定温度和压力下砑光以将醋酸纤维素和／或三醋酸纤维素纤维与自身和／或与其它选定物质纤维相粘合。通过改变一个或多个这些参数，可改变由不同粘合度决定的砑光纺织物的物理性能，比如劲度或手感。通过改变纺织物在砑光转辊间的通过速度或转辊类型，也可改变其物理性能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纺织物和网织物中纤维的热粘合，特别是由纤维素酯、纤维素醚或由纤维素酯和/或纤维素醚构成的纤维与由其它物质构成的纤维构成的纤维混合物而构成的纺织物或网织物中纤维的热粘合。特别适宜的纤维素酯是醋酸纤维素和三醋酸纤维素。可将含有纤维素酯和/或纤维素醚，特别是醋酸纤维素和三醋酸纤维素(此后都统称为CA)或由它们构成的纺织物或网织物施以热粘合处理，从而使纺织物或网织物的CA纤维与自身和/或与纺织物或网织物中的其它纤维相粘合。除此之外，当需要将含CA纺织物或网织物的两层或多层相“联结”或“粘合”时，各层可借助现有工艺已知的如“砑光”热处理工艺粘合在一起。此类砑光工艺实施的对象一般是水份含量低的物料。砑光的实施是将纺织物或网织物在对织物施加压力的一副转辊间通过。典型地，实现砑光将其中一个或两个转辊都加热到选定温度。把涂层施用到纤维上的砑光工艺在Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering的Vol.6(Wiley-Interscience，John Wiley & Sons，New York 1986)，pp.639-640以及本书的Vol.2，pp.606-622中有描述。将物料的纤维与自身和/或与由其它物质构成的纤维相粘合的砑光工艺也以类似方式采用加热到适于待粘合纤维的选定温度的砑光转辊实施。在砑光工艺中，温度以及转辊施压的综合结果使纤维软化和/或熔化，并与自身或与纺织物或待砑光物料中的其它纤维相粘合。许多天然和人工的纤维对有热参与的粘合不太敏感，或者是粘合时所需的温度过高以至于如果强行砑光的话就会对由此类纤维构成的纺织物产生不利的影响。比如，为了达到纤维粘合，由醋酸纤维素构成的纺织物必须典型地在约220℃或更高的温度下砑光。比如，U.S.Pat.No.2,277,049公开了232℃的砑光温度(450°F，第三页左栏第68行)。但是，在这些温度下，纤维可能会因为纤维质量受损(比如失色、强度下降、纤维变脆以及类似的危害)而降解。比如，醋酸纤维素纺织物可在服装业有所应用，其中可取的是其褶皱特性。纤维变脆会使纤维变得僵硬而消失其褶皱特性。除此之外，高温粘合的结果是更高的能量消耗、因转辊变形而致的粘合不稳定以及耗费高的设备维护费用，比如密封材料，轴承，因所需的热而致的转辊变形引起了转辊偏心，结果是需要更频繁地更换转辊，以及类似的问题。为改进纤维素纤维的粘合，许多专利都给出了已在多种工艺中取得应用的方法。Bamber等(Bamber)的U.S.Pat.No.2,692,420描述了从(1)羊毛或可成毡的其它动物纤维和(2)醋酸纤维素纤维的混合物来制造毡。Bamber详述了制备这种毡时所遇到的困难，并提到用有机软化剂处理这种毡混物以便在成毡之前软化醋酸纤维素纤维，进而有利于成毡工艺。在Reed的U.S.Pat.No.2,277,049(引用见上)中，除公开了232℃的砑光温度之外，也公开了多种有机溶剂在软化棉混粘合纤维纺织物中粘合纤维上的用途。Reed发现这些有机溶剂是要不得的。除此之外，Reed也公开了以水润湿热砑光纺织物以软化此砑过光的纺织物。水润湿处理是砑光后工序而不会影响所用的砑光温度。Duckett等的U.S.Pat.No.5,783,39描述了应用丙酮蒸汽降低醋酸纤维素纤维的软化温度以降低砑光温度。虽然采用Duckett等的方法可能会实现较低的粘合温度，但丙酮蒸汽的采用会产生着火和爆炸的危险，这是工业操作所不希望的。Rohm的U.S.Pat.No.2,673,163描述了比如在熔体纺丝工艺中，在通过喷丝孔挤出之前将水添加到本体纤维素酯比如醋酸纤维素片中以降低纤维素酯的熔点。熔融物所引入的水分量比干酯的一般“补偿”水含量要高，其典型范围为0.5～10％。“对醋酸纤维素水解衍生物来讲优选的水分含量是8～9％，而对三醋酸纤维素是约6％。”(见Rohm第2列的第2～5行)已知醋酸纤维素纤维在约220℃的温度下粘合。虽然如Bamber所述采用有机软化剂可降低此温度，但是从工人安全，经济与环保的综合考虑出发，对醋酸酯纺织物应用这些有机物是不可行的。抛开有机化学增塑剂的应用，现有技术尚未找到一个令人满意的办法，以使醋酸纤维素或三醋酸纤维素能够与纺织物中的自身或者与纺织物或网织物中可能含有的其它物质的纤维相粘合的温度降低。在本专利技术中，水起到了增塑剂的作用。因此，本专利技术的一个目的是提供一种工艺，借此可以降低将纤维素酯和纤维素醚纤维与自身或与纺织物或网织物中所含其它物质的纤维相粘合所需的温度。本专利技术进一步的目的是提供一种工艺，应用了水以降低将纤维素醚和纤维素酯纤维与自身或与纺织物或网织物中所含其它物质的纤维相粘合所需的温度。本专利技术的另一个目的是提供一种工艺，借此将含有纤维素酯或纤维素醚纤维的纺织物或网织物在选定的温度下并在选定量水的存在下砑光，使纤维素酯/醚纤维与自身或与由其它物质构成的纤维在低于220℃的温度下相粘合；更会赋予砑光纺织物多种的物理特性，比如“手感”或“劲度”。本专利技术公开了一种工艺，以使纤维素酯和/或纤维素醚纺织物和网织物的纤维与自身和/或与纺织物或网织物中可能含有的其它选定物质构成的纤维相粘合。在此工艺中，将纺织物或网织物以水润湿，并在至少一副和可选多副的加热砑光转辊之间通过，温度约130℃～约210℃，优选约150℃～约190℃，所述转辊也在纺织物上施加约20～约5000psi，优选约50～约1000psi的压力。湿纺织物的水含量占纺织物干重的约20％～约600％。物料可以以工业可行的任何速度在砑光转辊之间通过。典型地，速度为约0.5～约200m/min。纺织物中所含的其它选定物质纤维可以选择自木材纸浆、亚麻以及类似天然产品的纤维素纤维，人造丝、聚酯、羊毛、棉、丝、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃以及为本领域熟练技术人员所已知并适于与醋酸纤维素和/或三醋酸纤维素纤维混合的类似聚合物。纺织物中它种纤维的量可以占纺织物总重量的约1％～约90％。附图说明图1显示了按本专利技术未采用水处理而在225℃和1000psi压力下进行砑光时，在两个醋酸纤维素纤维之间或在醋酸纤维素纤维和人造丝纤维之间形成的不连续型的粘合。图2显示了按本专利技术图1物料没要求润湿而只在较低的210℃温度和1000psi压力下进行砑光时产生的不连续粘合缺乏的现象。图3表示的是在170℃和1000psi压力下湿砑光的结果，并进一步表示出这些条件下醋酸酯流体的量。图4说明在150℃砑光后的水润湿纺织物中产生了比在225℃砑光的非润湿纺织物中所产生更多的纤维粘合。本文用到的概念“醋酸纤维素”、“醋酸酯”和“CA”指的是纤维素酯或醚，其中酯的酸链段或纤维素醚的“醚”链段是等于或小于5个碳原子的链烷或链烯链段，并且酯/或醚基团对纤维素羟基基团的取代度为约2.2～约2.65，数值3.0是理论最大值。概念“三醋酸纤维素”或“三醋酸酯”代表的是取代度约为2.65～3.0。链烷酸和链烯酸的例子包括丙酸、丁酸、丁烯酸、异丙酸、异丙烯酸、戊酸、新戊酸、甲酸、乙酸以及类似酸。可形成纤维素醚的醚基团例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丙烯基、丁烯基、戊基、新戊基、戊烯基以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砑光含有纤维素酯和／或纤维素醚纤维的纺织物的工艺，以借其将纺织物所含的所述纤维素酯／醚纤维与自身和／或与纺织物所含的由选定物质构成的其它纤维相粘合，所述工艺包括润湿此纺织物并将此纺织物在加热到１３０℃～２１０℃的至少一副的砑光转辊之间通过，其中所述转辊对通过其间的纺织物施加以约２０ｐｓｉ～约５０００ｐｓｉ的压力，并且其中所述的纺织物选择自织造、非织造和编结纺织物以及纤维的非织造网织物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EJ保尔斯，HW戴维斯，JR瓦尔登，
申请(专利权)人：塞拉尼斯阿希德特LLC公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]