[发明专利]水刺成形的复合无纺布

说明书

技术领域

发明涉及一种用于制造无热结合的复合无纺幅材料的方法，所述幅材料包括连续纺丝纤丝和具有天然和/或合成纤维或人造纤维的潮湿或泡沫形成的短纤维。

背景技术

在聚合物纤丝变细时，在变细用的空气与纤丝之间的速度差导致产生静电荷。由于某些纤丝尤其是PLA纤丝的巨大静电累积，它们趋向于聚集并且当它们敷设在成形线上时如果能够实现纤丝完全敷设则幅成形不良。纤丝的静电还使得很难传送未结合的幅，这进一步导致不良和相对开放的纤丝幅。

已有普遍处理静电问题的不同方式。US7008205B1示出通过静电工艺分离纤丝的装置加强幅均匀性的工艺。US8029260公开了用于挤出纤维素纤维的仪器，并且还处理了阻止相邻熔融纤丝相互触碰的问题。通过包括能够挤出纤维素水溶液和水溶性溶剂连同压缩气体的一排喷嘴的设备解决了该问题，因此变细的纤丝不会粘附于相邻的熔融纤丝。

用于制造水刺交缠的很好集成的复合无纺材料的方法例如在WO2005/042819以及EP1694895B1中有描述。

压花技术用于棉纸转换加工中从而在多层棉纸产品中的层间形成体积。压花图案也用于加强和改进外观。压花也可用于影响转换加工产品的触觉。

其中材料在带突出图案的钢辊与橡胶辊之间被压花的压花工艺打破了材料中的纤维-纤维结合。由于材料的破坏，导致材料强度的弱化。

例如由聚乳酸PLA制成的无纺擦巾材料相对较硬和致密。另外，与由PLA聚合物树脂挤出的PLA纤丝的制造相关的许多问题是：在在线工艺中纤丝被变细并且作为层敷设、静电问题以及其他问题。与聚丙烯、PP无纺布为基础的材料相比，PLA为基础的材料坚硬的多，因为PLA纤维/纤丝具有比PP高的模量。这对于具有比PP高的模量的其它纤维/纤丝来说也是如此。当在无纺擦巾材料中使用这些种类的纤维或纤丝时，通常需要重的压花以便影响例如转换加工产品的触觉，这将弱化和破坏材料的强度。

发明内容

根据以下的方法制造复合无纺幅材料，所述方法包括：

-从喷丝头挤出连续纤丝；

-通过狭槽变细单元将纤丝拉为细连续纤丝；

-当敷设纤丝时无热结合地形成未结合的连续纤丝的幅；

-将包括连续纺丝纤丝的幅与包括天然和/或合成纤维或人造纤维的潮湿或泡沫成形的短纤维水刺交缠在一起从而集成和机械地结合以及形成未热结合的复合无纺幅材料；

通过以下步骤在连续纤丝的成形和敷设处产生潮湿的环境：在已湿润表面上敷设纤丝；保持狭槽变细单元的出口宽度开放超过65mm并且；在狭槽变细单元的出口处添加液体。狭槽变细单元的出口宽度优选保持开放超过70mm，并且更优选超过75mm。狭槽的出口还位于距离湿润表面或成形线大约15-30cm处，优选大约20cm处，这进一步产生了开放间隙和潮湿环境。

在纤丝变细时，由于变细用的空气与纤丝之间的速度差产生了静电荷。狭槽变细单元内连续纤丝的速度至少为成形线速度的10倍。连续纺丝纤丝从喷丝头挤出并且通过狭槽变细装置以大于2000m/min且小于6000m/min或5000m/min或3000m/min的速度拉出。连续纤丝具有小于80℃的玻璃态转化温度Tg。当仔细地选择纤丝速度并且留心纤丝速度与成形线速度之间速度差的重要性时在纤丝内产生进一步分子定向的能力。

由于纤丝尤其是PLA纤丝的巨大静电堆积，纤丝趋向于聚集并且当它们被敷设在成形线上时幅成形不良。纤丝的静电还使得很难传送未结合的幅，这导致不良和相对开放的纤丝幅。

通过使用已湿润表面，该润湿表面为成形线，其通过向成形线添加液体来湿润。它可通过喷雾被添加于成形线。表面可在敷设纺丝纤丝之前用水喷溅。还可用其它方式添加液体以便产生纤丝敷设其上的已湿润表面。人们可能用浸渍槽或将液体或潮湿材料以任何其它方式施加于成形线。

当通过狭槽变细单元将PLA纤丝拉为细连续纤丝时尤其是PLA纤丝看来产生了问题。它们更倾向于粘附于彼此，并且最难处理的是PLA纤丝的旋转、着陆。足够令人惊讶的是，由添加的液体形成的潮湿环境与开放的狭槽变细单元的组合赋予了意料不到的好效果。此外，纤丝相对于幅速度的速度也增加了效果。在不产生如上所述的潮湿环境的情况下，不可能在连续纤丝的成形和敷设处形成未结合的纤丝幅。

由于湿润表面和PLA纤丝在潮湿环境下的敷设，制造了良好的PLA纤丝幅，这使得可能制造水刺的PLA和短纤维例如PLA和纸浆复合物。可产生良好的成形并且所形成的幅可获得良好的强度且幅的质量稳定。