高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物及其生產方法

專利名稱:高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物及其生產方法
本發明涉及由聚烯烴制成的高柔軟性紡粘型非織造織物。
紡粘型非織造織物已作成各成日用品或作為工業原料而得到廣泛應用，因為與其它干法或濕法粘合的非織造織物比起來，其機械性能如抗拉強度等比較好，這又是由于這些織物是用連續纖維制成的。
在市售的各種紡粘型非織造織物中，以聚酰胺如尼龍或聚酯如對苯二酸一乙二醇縮聚物等的柔軟度相當高。因此，近來人們已試圖將其用作與人體直接接觸的材料如尿布的用可棄層或表層。
然而，以聚烯烴制成的紡粘型非織造織物，盡管具有優異的防水和防化學侵蝕并且價廉等優點，但并不象以其它材料制成的類似織物那么軟，因此其應用僅限于某些特殊領域，例如土木工程中用作排水材料，農田中用作覆蓋材料以及用在其它特定領域如用作地毯基層。當然，聚烯烴紡粘型非織造織物材料在上述領域如作為用可棄尿布表層的應用在不斷增長，因為除柔軟度而外的其它性能均優于其它紡粘型非織造織物。若能提高其柔軟度再加上許多其它優良性能，那么其應用范圍可望在將來進一步擴大。
因此，本發明的主要目的是提供高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，第二個目的是提供柔軟度高機械強度好的聚烯烴紡粘型非織造織物，其手感好但強度高。
當用非織造織物作紙尿布的表層時，要求具有優良的機械強度如具有優良的耐磨性。但對柔軟性高耐磨性好的非織造織物來說，這是很難達到的。換句話說，如生產過程中進行軋花處理以使其具有耐磨性，則根據其軋花程度而使其變得耐磨，但同時也使其柔軟性相應降低。
因此，本發明的第三個目的是提出可使制成的非織造織物變得柔軟同時又保持其耐磨性的非織造織物生產方法。
為使非織造織物柔軟，將其進行起縐工藝處理。
當非織造織物由滾筒等向前導送過程中由壓載體從上往下壓時，非織造織物表層向前導送的速度大于其深層部分向前導送的速度快，這是由織物與壓載體接觸時產生的摩擦阻力造成的。進行起縐工藝的原理就是借助這種速度上的差異而使非織造織物產生縐紋。
但是，如起縐工藝中壓載體向非織造織物施加過大的壓力或非織造織物向前導送的速度太快，則纖維可能因工藝中產生的摩擦熱而熔化或產生裂縫或產生飛花時形成的外來物質摻混或產生靜電或產生飛花，從而使起縐操作難于加快速度。
本發明的第四個目的是提出不會因起縐工藝中產生的摩搽熱而使織物劣化并可加快起縐操作速度以提高生產率的非織造織物生產方法。
因此，本發明一方面提供高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，其特征是，該織物定義為(A)由細度為0.5～3旦的連續聚烯烴纖維制成，(B)其基本重量為30～15g/m2，和(c)其SM D× ST D= 2.5 g]]>或更低，其中SMD和STD分別為手感測定器在機器和橫截方向上測得的柔軟度。
本發明另一方面提供高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，其特征是，其最后的基本重量為30g/m2或更低，此基本重量是在機器方向上讓纖維網形成波紋狀縐紋而提供給非織物織物的，纖維網是在機器方向上將細度為0.5-3旦的聚烯烴連續纖維的軸取向形成的，該纖維網的徑向取向因子(機器方向上可加的最大抗拉載荷/橫截方向上可加的最大抗拉載荷)為3.0或更高且其基本重量為29g/m2或更低。
本發明再一方面提出由聚烯烴連續纖維定向流動生產非織造織物帶的方法，其步驟包括在其流動方向上將連續纖維的軸取向形成經向取向因子(連續纖維導送方向上即機器方向上可加的最大抗拉載荷/橫截方向上可加的最大抗拉載荷)為3.0或更高的纖維網;然后將纖維網起縐而使其在機器方向上形成波紋狀縐紋。
本發明又一方面提出非織造織物的生產方法，其步驟包括將潤滑劑涂于與壓載體接觸的接觸部位上游一部分非織造織物上，然后將壓載體壓向驅動表面上導送的非織造織物表面而形成柔軟性非織造織物。
圖1為本發明紡粘型非織造織物生產設備一實施例的投影圖;
圖2為生產本發明紡粘型非織造織物所用起縐機的截面圖;
圖3表明本發明所用起縐機的另一實施例，和圖4為經向取向因子和橫截向柔軟度的關系圖。
本發明聚烯烴紡粘型非織造織物由聚烯烴連續纖維制成，該纖維細度為0.5～3旦更優選為1～2.5旦。如纖維細度低于此范圍，則所得非織造織物的強度不夠高，而高于此范圍的纖維細度又不可能保證所得織物具有足夠的柔軟度。
制成連續纖維的聚烯烴包括乙烯，丙烯，1-丁烯，3-甲基-1-丁烯，3-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1-庚烯，1-己烯，1-辛烯或1-癸烯等α-烯烴的聚合物或共聚物;上述任何α-烯烴和不飽和羧酸如馬來酸或Nadic酸，任何不飽和羧酸酯或不飽和羧酸基團如酐的共聚物;以及上述物質的混合物;主要由上述任何物質構成并混入少量其它聚合物的聚烯烴也可用作本發明的聚烯烴。
本發明非織造織物的基本重量為30g/m2或更低更優選為26g/m2或更低，而為了保證足夠的強度和不透明度，將下限定為15g/m2。將由上述細度范圍的纖維制成的非織造織物的基本重量定為30～15g/m2的任何值均可生產出柔軟度高機械強度好的非織造織物。
本發明非織造織物機器方向上可經受高達4kg/5cm寬度或更高優選是高達5kg/5cm寬度或更高的抗拉強度，而橫截方向上可經受高達0.5kg/5cm寬度或更高優選是高達0.8kg/5cm寬度的抗拉強度。抗拉強度定在此范圍的非織造織物可同時達到足夠的柔軟度和抗拉強度。
這里所用“機器方向”和“橫截方向”分別表示生產過程中非織造織物的導送方向和此非織造織物導送方向的垂直方向。
SMD(g)和STD(g)分別表示由手感測定器在機器和橫截方向上測得的非織造織物柔軟度，優選的是分別為4.5或更低和2.5或更低，其中SM D× ST D]]>則為2.5g或更低，這證明本發明非織造織物是高柔軟性的。
以上定義的本發明高柔軟性非織造織物的生產方法如下有目的地在機器方向上將長絲取向以制成粗坯非織造織物，然后將此粗坯非織造織物起縐而使其在機器方向上形成縐紋狀縐紋。
在機器方向上將長絲取向可生產出橫截方向上柔軟性高的非織造織物，但這樣得到的非織造織物在機器方向上的柔軟性卻不夠高，因此需進行起縐工藝處理而使其在機器方向上形成皺紋狀縐紋以提高該方向上的柔軟性。
在機器方向上將長絲取向而使其在橫截方向上變軟的非織造織物可用已知技術制得。
更具體地說，已知在機器方向上將長絲強制取向以改善該方向上撕裂敏感性的技術，其中如圖1所示將熔化聚合物用噴嘴1擠出而抽成長絲。然后用從吸氣管3中吸入的空氣流將長絲集束到傳送表面4上。當長絲落到傳送表面4上時，這些長絲于其導送方向上取向以制成符合本發明要求的粗坯非織造織物。本發明可用的此粗坯織物也可由日本特許公告24991/1972所述方法制得，其中要適當調整長絲的移送速度和凝集面移動的速度。日本特許公開112273/1979和70060/1986也提出了在機器方向上將長絲取向而生產紡粘型非織造織物的技術。
這里所用的“在其導送方向將長絲取向”意為讓長絲的軸指向其導送方向，其中除了讓長絲的軸排列到平行于其導送方向的方向上而外，還包括使長絲相互絞結到一定程度并相對傾斜于其導送方向但整個仍指向其導送方向。
如果按照任何已知技術將長絲的軸在其導送方向上進行取向，則所得非織造織物在橫截方向上的柔軟度高但機器方向上的柔軟度低。這種使非織造織物在機器方向上的柔軟度變低的傾向隨長絲取向程度的提高而增大。還有，隨著取向程度的提高，在機器和橫截方向上可加給非織造織物而又不使其斷裂的抗拉載荷就變得不平衡。具體說來，在機器方向上可加的抗拉載荷增大而在橫截方向上可加的抗拉載荷減小。因此，若以織物成型和耐用的水準以及所用生產設備能力的觀點來平衡非織造織物的強度，那么提高橫截方向上柔軟度的能力就會受到限制。一般來說，可加給非織造織物的柔軟度最低下限為STD≥1.0g。這時，機器方向上的柔軟度SMD自然就是4.5或更高而且基本上是5g或更高。機器方向上可加的抗拉載荷高達4kg/5cm寬度或更高而且基本上高達6kg/5cm寬度或更高，而橫截方向上可加的抗拉載荷高達0.5kg/5cm寬度或更高而且基本上高達1kg/5cm寬度或更高。
如果長絲在機器方向上的取向程度用經向取向因子(如機器方向為長絲導送方向的話，其定義為“在機器方向上可加給長絲而又不使其斷裂的最大抗拉強度/在橫截方向上可加給長絲的最大抗拉強度)來表示，則本發明制成纖維網的經向取向因子為3.0或更高，因為長絲在機器方向上取向制成的纖維網在橫截方向上的柔軟度高，這種符合要求的柔軟度是將經向取向因子定為3.0或更高來加以保證的(見圖4)。
為了使粗坯非織造織物在機器方向上變得柔軟，需將其進行起縐工藝處理以使其在機器方向上形成波紋狀縐紋。這里所用的“在機器方向上形成波紋狀縐紋”意指在上述定義的機器方向上(長絲導送方向上)生成縐紋波而取代該方向的垂直方向上的縐紋波。將粗坯非織造織物起縐是按已知技術進行的，例如將由滾筒6傳送的粗坯非織造織物5的上表面壓在具有粗砂低狀表面并構成壓載體8的壓板7上，致使非織造織物在其導送方向即機器方向上因受壓產生摩擦力而形成波紋狀縐紋。
可將潤滑劑涂于與壓載體8接觸的接觸部位上游的一部分非織造織物上。
涂了潤滑劑之后可降低摩擦阻力并因此而限制了摩擦生熱。
非織造織物表面不會因該織物的起縐工藝而損壞。起縐工藝還使該非織造織物的導送速度增大，從而提高了生產率。
施涂潤滑劑可用噴涂方法進行，其中如圖2所示用噴槍9噴涂潤滑劑;用浸涂方法進行，其中如圖3所示將非織造織物5導入貯槽10以將其浸入其中的潤滑劑中或用凹版涂層法進行(未示出)，其中用蝕刻輥將貯槽中的潤滑劑涂在非織造織物上。
所用潤滑劑可減小非織造織物的摩擦阻力而又不會影響其性能，可采用水，表面活性劑水溶液或防水劑水溶液等以及涂層后可減小非織造織物的摩擦阻力并提高其性能的潤滑劑。
若采用非織造織物改性劑如表面活性劑作潤滑劑，則可將其均勻地涂于壓載體所覆蓋的整個非織造織物表面以使其得到均勻改性。
潤滑劑必須以適當的用量涂于非織造織物上，因為過量涂層會使非織造織物滑動并阻止其起縐。一般來說，涂層量為0.1～1g/cm2，當然所用潤滑劑的準確用量還要隨纖維的類型，非織造織物的基本重量或其導送速度而變化。
起縐工藝給非織造織物橫截方向帶來的柔軟程度要隨所進行的起縐程度而變化。但是，從所用設備的生產率和生產能力觀點來看還需對起縐程度加以限制。若需使最后的柔軟度值達到SMD≤4.5g且SM D× ST D]]>≤2.5g，則起縐優選采用4.5＜SMD≤7g且2.5＜SM D× ST D]]>≤3.5g的粗坯非織造織物。
起縐工藝可使粗坯非織造織物在橫截方向以及機器方向上均變得稍為柔軟。若橫截方向上的目的柔軟度要達到2.5g或更低，則可采用STD為2.8g的非織造織物，這可使所得非織造織物的最后柔軟度達到2.5g。
起縐工藝會影響可加給非織造織物而又不使其斷裂的最大抗拉強度，即起縐趨于減小該強度。因此，若最后的目的最大抗拉強度要在機器方向上達到4kg/5cm寬度或更高并在橫截方向上達到0.5kg/5cm寬度或更高，則安全的作法是將粗坯非織造織物的最大抗拉強度在機器方向上定為5kg/5cm寬度或更高優選為5.5kg/5cm或更高并在橫截方向上定為0.6kg/5cm寬度或更高優選為0.8kg/5cm寬度或更高。
起縐工藝還會影響基本重量，因此安全的作法是采用其基本重量比最終產品的基本重量低1g/m2或更低優選是低2g/m2或更低的粗坯非織造織物。
這樣制得的高柔軟性非織造織物可再進行已知的加工處理如進行軋花或針刺工藝處理或將其涂上親水試劑或疏水試劑。
若用本發明非織造織物進行軋花處理，則在起縐之前用凹凸軋花機對纖維網進行軋花工藝處理。若纖維網進行了上述工藝處理，那么即使進行軋花工藝處理也不會降低其柔軟度。
以下說明本發明試驗例。
試驗例1～16使聚丙烯長絲任意指向并以紡粘法制成非織造織物(對比例1)，且在其導送方向上(機器方向上)將聚丙烯長絲取向并采用紡粘法制成非織造織物(實施例2～16)。對每一例的各種性能進行測定。機器和橫截方向上織物的柔軟度用手感測定器測得。
表1表明了測定結果，從中可看出，若纖維的軸在機器方向取向，則所得非織造織物在橫截方向上要比使長絲任意指向制成的非織造織物柔軟。但是，這種非織造織物在機器方向上基本上沒有柔軟性。
然后，將非織造織物進行起縐工藝處理以使其在機器方向上縐成波紋狀并測定這樣得到的非織造織物的各種性能。
表1表明了測定結果。
試驗例7～16表明符合本發明要求的非織造織物。
此外，圖4作為經向取向因子和起縐非織造織物的橫截方向柔軟度的關系圖也證明試驗例7～16取得了好結果。
然后，向用紡粘法制成的聚丙烯非織造織物(基本重量為25g/cm)上噴水之后用起縐機起縐。這時，改變噴水量和非織造織物導送速度等因素，這樣就可對起縐前后每一非織造織物的表面狀況，產生飛花狀況以及柔軟度從感官上進行評價。表2表明了試驗結果。
表中將產生飛花水平分為5級，分別是1(非常多)，2(多)，3(一些)，4(少許)和5(非常少)。柔軟度分為4級，分別是1(纖維基本上熔化并成為脆性片狀材料)，2(纖維部分熔化，某些部位出現孔并使纖維變脆)，3(有一些纖維部分熔化并變得稍為粗糙)和4(纖維非常軟)。
從表中可看出，若在非織造織物起縐時已向該織物噴灑過水，則加快此非織造織物的導送速度也不會在所得的非織造織物的表面上引起異常現象。但若不噴灑水并加速導送非織造織物，則會使所得的非織造織物的表面熔化或產生大量飛花。而噴灑過量的水又會在起縐機內引起非織造織物滑動，致使非織造織物起縐困難并因而難于使非織造織物變得更柔軟。
權利要求
1.高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，其特征是，該織物定義為(A)由細度為0.5～3旦的連續聚烯烴纖維制成，(B)其基本重量為30～15g/m2，和(c)SM D× ST D= 2.5 g]]>或更低，其中SMD和STD分別為手感測定器在機器和橫截方向上測得的柔軟度。
2.權利要求
1的高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，其中所說織物在機器方向上的最大抗拉強度為4kg/5cm寬度或更高，而橫截方向上的最大抗拉強度為0.5kg/5cm寬度或更高。
3.權利要求
1的高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物，其中所說聚烯烴為乙烯，丙烯，1-丁烯，3-甲基-1-丁烯，3-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1-庚烯，1-己烯，1-辛烯或1-癸烯等α-烯烴的聚合物或共聚物;上述任何α-烯烴和不飽和羧酸如馬來酸或Nadic酸，任何不飽和羧酸酯或不飽和羧酸基團如酐的共聚物;以及上述物質的混合物;任何這樣制得并混有少量其它聚合物的聚烯烴。
4.聚烯烴紡粘型非織造織物，其特征是，其最后的基本重量為30g/m2或更低，此基本重量是在機器方向上讓纖維網形成波紋狀縐紋而提供給非織物的，纖維網是在機器方向上將細度為0.5-3旦的聚烯烴連續纖維的軸取向形成的，該纖維網的徑向取向因子(機器方向上可加的最大抗拉載荷1橫截方向上可加的最大抗拉載荷)為3.0或更高且其基本重量為29g/m2或更低。
5.由聚烯烴連續纖維定向取向生產非織造織物帶的方法，其步驟包括在其流動方向上將連續纖維的軸取向形成經向取向因子(連續纖維導送方向上即機器方向上可加的最大抗拉載荷/橫截方向上可加的最大抗拉載荷)為3.0或更高的纖維網;然后將纖維網起縐而使其在機器方向上形成波紋狀縐紋。
6.權利要求
5的高柔軟性聚烯烴非織造織物的生產方法，其步驟包括將由噴嘴擠出而形成的聚烯烴連續纖維集束到傳送表面上并將所說的聚烯烴連續纖維的軸在所說的傳送表面移動的方向上即所說的連續纖維的導送方向上取向而形成經向取向因子為3.0或更高的纖維網;然后由滾筒接收所說的纖維網并在其導送過所說的滾筒時將壓載體壓向所說的纖維網而將其進行起縐工藝處理。
7.非織造織物的生產方法，其步驟包括將潤滑劑涂于與壓載體接觸的接觸部位上游一部分非織造織物上，然后將壓載體壓向驅動表面上導送的非織造織物表面而形成柔軟性非織造織物。
8.權利要求
7的柔軟性非織造織物的生產方法，其中所說的潤滑劑為水。
9.權利要求
7的柔軟性非織造織物的生產方法，其中所說的潤滑劑用量為0.1～1g/m2。
專利摘要
本發明為高柔軟性聚烯烴紡粘型非織造織物及其生產方法，該非織造織物定義為(A)由細度為0.5～3旦的連續聚烯烴纖維制成，(B)其基本重量為30～15g/m，
文檔編號D04H3/16GK87106614SQ87106614
公開日1988年7月27日 申請日期1987年9月29日
發明者小林是則, 田村尚三, 境孝信, 吉田好典 申請人:三井石油化學工業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan