用多种粘合技术制成的连续长丝纤维素非织造布制造技术

本发明专利技术涉及由一层或多层基本连续纤维素长丝的非织造网构成的非织造材料，其特征在于在各层内存在以下三种粘合机制的每一种以粘合基本连续纤维素长丝：a)氢键结合、b)长丝交缠和c)融合长丝粘合。还涉及这种材料的制造方法和各种用途。

Continuous filament cellulose nonwovens made by various bonding techniques

The invention relates to a nonwovens composed of one or more layers of nonwovens with basic continuous cellulose filaments. The nonwovens are characterized in that each of the following three bonding mechanisms exists in each layer to bond basic continuous cellulose filaments: a) hydrogen bonding, b) filament interweaving and C) fusion filament bonding. It also deals with the manufacturing method and various uses of the material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用多种粘合技术制成的连续长丝纤维素非织造布本专利技术涉及由基本连续长丝纤维素的粘合形成的非织造网，可通过网粘合的改变而增强其性质。通过工艺的组合粘合该网：在初始成网之前和过程中的长丝物理交缠（physicalintermingling）、长丝之间的氢键结合（在网干燥过程中发展）和经由融合长丝粘合（在纤维成形和成网工艺的过程中发展）。任选地，也可使用成网后步骤，如水刺、针刺、胶粘剂粘合和/或化学粘合。在处理纤维素纤维和水时天然发生氢键结合。氢键结合对非织造网的整体拉伸强度性能的贡献比其它粘合工艺的贡献小。可通过调节在长丝初始铺设成网之前和过程中的工艺条件来控制融合长丝的程度。对于基于莱赛尔的技术，在初始挤出之后但在例如经由喷射系统铺设之前将凝结液施加到长丝上可用于对融合长丝的程度施加高度控制。融合长丝粘合的控制，与其它粘合工艺组合，会产生具有性质增强的非织造网。这些增强用任何单一粘合技术无法再现。现有技术关于包含基本连续长丝纤维素的非织造网的粘合机制和性质关系的教导极少。关于包含热塑性纤维的非织造网有一些教导。例如，US4,741,941提出在熔喷和纺粘聚烯烃中存在物理缠结和融合长丝。US5,173,356提出物理缠结和融合或熔结长丝都提供一定强度或完整性。但是，融合预计不是非热塑性的纤维素长丝的特征。氢键结合是纸和非织造布工艺和产品中所用的纤维素纤维的公知粘合技术。例如，U.S.6,485,667教导了在升高的温度下使用压实气流成网浆生产仅通过氢键粘合的非织造网。U.S.9,309,627显示在氢键结合结构中使用木浆和莱赛尔纤维。U.S.6,675,702要求保护使用极高压压实的短纤维素纤维（即不是本专利技术的基本连续材料）的融合长丝粘合，但造成极低湿强度。U.S.9,339,581教导了将纤维素纤维与热塑性纤维共混既允许氢键结合又允许融合长丝粘合。问题非织造网用于许多用途。这些用途对柔软度、刚度、尺寸稳定性、水分管理和各种其它性质具有不同的要求。在一些情况下，用现有非织造技术无法实现最佳性质。特别地，希望实现特征的下列组合，用现有产品不可能达到：·轻质和吸收性·轻质、吸收性和足够拉伸强度·轻质、吸收性、足够强度和纯度（没有使用化学处理）·良好刚度和吸收性·良好刚度、吸收性和快速芯吸速率·可接受的柔软度、悬垂性和尺寸稳定性·没有不合意的附加化学处理以实现所需性质·可生物降解和/或可堆肥、吸收性和轻质·可持续来源、吸收性和轻质描述本专利技术的一个目的是提供包含基本连续纤维素纤维的非织造网，其提供比目前可实现的更宽范围的性质。这通过由一层或多层基本连续纤维素长丝的非织造网构成的非织造材料实现，其特征在于在各层内存在三种粘合机制的每一种以粘合基本连续纤维素长丝：a)由于纤维素中的羟基的存在，在水存在下天然产生的氢键结合、b)长丝交缠和c)融合长丝粘合。在本专利技术的一个优选实施方案中，层数为1。在本专利技术的另一优选实施方案中，层数为至少2，优选2至10，更优选2至6。在本专利技术的一个可能的实施方案中，使用融合长丝粘合、氢键结合和长丝交缠将这些层的两个或更多个粘合在一起。在一个优选实施方案中，该材料内的所有层通过相同粘合技术粘合在一起；在另一优选实施方案中，只有2或3个层通过相同技术粘合在一起；在另一优选实施方案中，使用不同技术粘合层。网层和粘合的组合提供对材料成形（外观）、材料厚度/材料密度（在给定基重下，层数越高，可实现的厚度越高，且可实现的密度越低）、材料气孔率（与厚度相同的推理）和材料拉伸性能（层数越高，可实现的材料拉伸强度越高）的更宽范围的控制。在本专利技术的一个优选实施方案中，非织造材料进一步水刺(hydroentangled)和/或射流喷网(spunlaced)和/或针式处理（needled）和/或针刺(needlepunched)，和/或通过胶粘剂和/或其它化学粘合技术粘合。这些附加工艺提供甚至更大范围的可能的物理性质变化。在一个实施方案中，该材料可通过水刺另外加工，其可提供附加强度并除去任何松散粒子。这提供适用于医用伤口护理吸收垫的具有低粒子数的坚实材料。在另一实施方案中，该材料可经过额外的针刺工艺，这可提供非常致密的结构，以致当与其流体芯吸性质结合时，可用作记号笔的可生物降解的毡尖。在另一实施方案中，该材料可经过额外的胶粘剂粘合工艺，这可提供非常刚性的结构，其可用作建筑材料中的稀松布以允许抹灰材料更均匀铺展并提供让抹灰材料更牢固附着到墙壁上的基质。上述实施方案描述无意构成限制，它们意在描述通过水刺和/或射流喷网和/或针式处理和/或针刺，和/或通过胶粘剂和/或其它化学粘合技术额外加工可如何实现本专利技术的更广范围的物理性质改变。优选对非织造材料进一步施以后处理，如化学处理或等离子体工艺（也称为电晕工艺）以赋予或增强本专利技术的某些物理和化学性质。在一个实施方案中，该材料可用蜡化学处理，蜡会降低该材料的吸水量，甚至产生疏水材料。在另一实施方案中，该材料可经过表面等离子体处理，这赋予表面不同的化学和物理特性以允许更好附着到合成膜上，以产生在一面上具有极快流体芯吸性质并在另一面上具有防止流体穿透该材料的屏障的材料。上述实施方案描述无意构成限制，它们意在描述通过化学处理和/或等离子体处理额外加工可如何实现本专利技术的更广范围的物理和化学性质改变。在本专利技术的一个特定实施方案中，至少一个，优选所有的基本连续纤维素长丝的网由莱赛尔长丝构成。根据本专利技术的纤维素长丝网可含有已并入长丝中的添加剂。这样的添加剂以及将它们并入莱赛尔材料的方法原则上是技术人员已知的。这些添加剂用于改变该材料的现有化学和/或物理性质，或赋予该材料新的化学和/或物理性质。可以通过各种方法生产纤维素纤维。在一个实施方案中，莱赛尔纤维由溶解在N-甲基吗啉N-氧化物（NMMO）中的纤维素通过熔喷法纺成，原则上从例如EP1093536B1、EP2013390B1和EP2212456B1中获知。如果使用术语熔喷，要理解的是，其是指与用于生产合成热塑性纤维的方法相似或类似的方法（在压力下经喷嘴挤出长丝并通过基本平行于长丝方向流动的高速/高温延伸空气（extensionair）拉伸至所需程度，尽管将纤维素溶解在溶液中（即不是熔融热塑性塑料）并且纺丝&空气温度仅适中升高。因此术语“溶喷（solutionblown）”在此可能比术语“熔喷”（其已稍微普遍地用于这些类型的技术）更恰当。对本专利技术而言，这两个术语同义使用。在另一实施方案中，通过纺粘法形成网，其中借助较低温空气拉伸长丝。一般而言，纺粘合成纤维比熔喷合成纤维长，后者通常以离散的较短长度存在。通过溶喷莱赛尔法形成的纤维可以是连续或不连续的，取决于工艺条件，如延伸空气速度、空气压力、空气温度、溶液粘度、纤维素分子量和分布及其组合。在用于制造非织造网的一个实施方案中，在挤出后但在成网前，通过喷雾使纤维与非溶剂如水（或水/NMMO混合物）接触。随后将纤维收集在活动多孔载体上以形成非织造网，洗涤并干燥。新挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.由一层或多层基本连续纤维素长丝的非织造网构成的非织造材料，其特征在于在各层内存在以下三种粘合机制的每一种以粘合基本连续纤维素长丝：a) 氢键结合、b) 长丝交缠和c) 融合长丝粘合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由一层或多层基本连续纤维素长丝的非织造网构成的非织造材料，其特征在于在各层内存在以下三种粘合机制的每一种以粘合基本连续纤维素长丝：a)氢键结合、b)长丝交缠和c)融合长丝粘合。


2.根据权利要求1的非织造材料，其中层数为至少2，优选2至10，更优选2至6。


3.根据权利要求1&2的非织造材料，其中使用融合长丝粘合、氢键结合和长丝交缠将两个或更多个层粘合在一起。


4.根据权利要求1的非织造材料，其进一步水刺和/或射流喷网和/或针式处理和/或针刺，和/或通过胶粘剂和/或其它化学粘合技术粘合。


5.权利要求1-4的非织造材料，其进一步经过后处理化学处理或等离子体工艺。


6.根据权利要求1的非织造材料，其中至少一个，优选所有的基本连续纤维素长丝的网由莱赛尔长丝构成。


7.一种制造由基本连续纤维素长丝构成的非织造材料的方法，其通过：
a.制备含纤维素的纺丝溶液
b.经由至少一个含有密排熔喷喷射喷嘴的喷丝头挤出所述纺丝溶液
c.使用高速空气料流拉细所述挤出纺丝溶液，
d.在移动表面上成网，
e.洗涤成型的网
f.干燥洗过的网
其特征在于在步骤c.和/或d.中，施加凝结液以控制融合长丝粘合。


8.根据权利要求7的方法，其中通过长丝纺丝喷嘴布置和长丝延伸空气的配置进一步控制融合长丝粘合。


9.根据权利要求7的方法，其中融合长丝粘合的程度可限制长丝交缠和氢键结合的量。


10.根据权利要求7的方法，其中使用具有最多两个压实步骤的方法控制每种类型的粘合的百分比，其中在步骤d.之后在纺成长丝仍被溶剂溶胀时进行这些压实步骤之一，并且在步骤e.之前或之中在已除去所有或大部分溶剂并且网已被水润湿时进行这些压实步骤之一。


11.根据权利要求7的方法，其中所述非织造材料用出自由水刺、射流喷网、针式处理、针刺、胶粘剂和其它化学粘合技术构成的工艺组的至少一种工艺处理。


12.根据权利要求11的方法，其中所述非织造材料在后续粘合/处理之前干燥。


13.根据权利要求7的方法，其中使用纤维素在水性氧化胺中的溶液纺成长丝，并且凝结液是水，优选具有不能溶解纤维素的氧化胺含量。


14.根据权利要求7的方法，其中使用至少两个喷丝头，使用优选2至10个，更...

【专利技术属性】
技术研发人员：T卡莱尔，M爱因兹曼，G高尔德哈尔姆，MJ海哈斯特，K梅耶，I萨格勒佛里克，
申请(专利权)人：连津格股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT