專利名稱：熱粘結(jié)性雙組分合成長纖維及用該纖維制取吸收性材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于制備吸收材料的可熱粘結(jié)的雙組分合成長纖維，以及該種纖維及含有該種纖維的吸收材料的制備方法。更具體講，本發(fā)明涉及包括一個(gè)外皮部分和一個(gè)芯部分的纖維，并且芯部分的熔點(diǎn)高于外皮部分的熔點(diǎn)。該纖維最好是實(shí)質(zhì)上具永久親水性。術(shù)語“親水性”是指該纖維具有對(duì)水的親合性，因此易于分散在水中或水質(zhì)混合物中。這種親合性可以由纖維表面存在有極性基團(tuán)來說明。術(shù)語“實(shí)質(zhì)上具永久親水性”是指當(dāng)該纖維在水中重復(fù)多次分散之后將能保持其親水性質(zhì)。這種性質(zhì)可通過向該纖維的外皮部分加入一種表面活性劑或一種親水性聚合物或共聚物而得到，或者所制成的纖維的外皮部分包含一種親水性聚合物或共聚物。本發(fā)明的纖維是用于制備“絨絮”，這是一種絨絮狀纖維材料，在衛(wèi)生吸收材料如用過即棄的尿布的生產(chǎn)中用作為吸收材料和/或液體導(dǎo)流芯。絨絮的生產(chǎn)是通過將所謂的“絮狀漿粕”進(jìn)行纖維分離及干法成形而成，所述絮狀漿粕包含天然和/或合成纖維在內(nèi)。
近年來趨向于使用強(qiáng)度更大、更薄和更輕的用過即棄的尿布及其他衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。在這種趨勢中有一個(gè)因素，就是發(fā)展了多種合成纖維，特別是熱粘合性(可熱粘結(jié)的)合成纖維，用于取代這些產(chǎn)品中的至少一些天然纖維素纖維。這些可熱粘結(jié)的合成纖維一般是用于將纖維素纖維粘結(jié)到一起，從而得到具有改進(jìn)強(qiáng)度的吸收性材料，并且可以生產(chǎn)更薄更輕的產(chǎn)品。敘述到這類纖維或其應(yīng)用或生產(chǎn)的專利例如有USP4189338(包含并排二部分纖維的無紡織物)，4234655(熱粘合性復(fù)合纖維)，4425126(應(yīng)用熱塑合成纖維的纖維狀材料)，4458042(含有由一種潤濕劑處理的聚烯烴漿粕的吸收劑材料)，4655877(含有熱塑性親水短纖維的吸收性網(wǎng)料結(jié)構(gòu))，還有歐洲專利申請(qǐng)0248598(聚烯烴型無紡織物)。
然而，在吸收性產(chǎn)品中使用這些合成纖維并非不存在缺陷。可能遇到的問題之一是難于將該合成纖維分布到由濕法制造的絮狀漿粕中，因?yàn)檫@些合成纖維一般都具有疏水本性。這類合成纖維具斥水性，因此若它們是比水輕的話，就趨向于在絮狀漿粕中形成聚集體，或者浮在濕的絮狀漿粕的表面。如果該等合成纖維在絨絮中分布不平均，于是在存在這些纖維的聚集體的部位由于熱粘結(jié)的纖維熔融到一起而使該吸收性產(chǎn)品中形成阻擋水分傳輸?shù)恼系K物。此外，目前在絨絮生產(chǎn)中所用的合成纖維一般都十分短，即通常比構(gòu)成該絨絮相當(dāng)大部分的纖維素纖維要更短。所以，該吸收性材料的支持結(jié)構(gòu)是由該材料中的纖維素纖維所形成，并且由于此種天然纖維素纖維的吸收性芯具有在應(yīng)力和彎曲作用(例如，作為尿布時(shí)所受的外力)下斷開的趨向，很容易成為吸液芯作用的障礙。單只由天然纖維素纖維所構(gòu)成的吸收芯，在受到應(yīng)力和彎曲時(shí)也很容易斷開而形成吸液芯作用的障礙。
在衛(wèi)生吸收性產(chǎn)品中常包含一種所謂的超吸收性聚合物，它們是采取粉末的細(xì)顆粒形式并且摻加到該吸收材料中，目的是減輕重量。但是，在這些材料中的超吸收性聚合物由于缺乏有效地保持這些小顆粒的結(jié)構(gòu)而趨向于從它們?cè)瓉硭诘牟课缓Y漏出來。
本發(fā)明的雙組分合成長纖維解決了上述的問題。本發(fā)明的雙組分纖維要比制備絨絮一般所用的其他纖維更長得多。在從含有該種雙組分纖維的絨絮制備吸收性產(chǎn)品時(shí)，是將該絨絮經(jīng)過熱處理(熱粘結(jié))，這時(shí)該雙組分纖維的外皮部分被熔融，同時(shí)該纖維的高熔點(diǎn)的芯部分保持不熔。因此該雙組分長纖維的芯部分通過其外皮部分的熔融而熔合到一起，在該吸收性材料中形成強(qiáng)度高而均勻的三維支持基體。因此該吸收性材料能夠承受彎折而不會(huì)由于吸收性芯的斷開而成為吸液芯作用的障礙。此外，由該種雙組分纖維所形成的基體結(jié)構(gòu)使得該材料具改進(jìn)的形狀保持性能，可耐受該吸收性產(chǎn)品使用中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。
在該熱粘結(jié)材料中由該雙組分纖維的高熔點(diǎn)部分所形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得所述超吸收性聚合物能保持在所要求的位置。這是又一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，使得超吸收性聚合物能更高效利用并有助于增大孔隙度，同時(shí)提供生產(chǎn)更輕吸收性材料的可能性。
另外，其中的低熔點(diǎn)外皮部分最好是制成實(shí)質(zhì)上具永久親水性，從而可將該纖維在ǔＪ褂玫鬧票父夢招圓牧系氖ㄐ踝唇芍芯確植伎??；瓜Ｍ諭旯さ牟分械南宋咔姿?，磦蝤对该产品的吸收及液体蕼Z夾災(zāi)飾薏煥饔?，亦即脫]邢蠛罅渴杷韻宋牟匪魷值牟煥饔謾 本發(fā)明涉及一種長度至少約3毫米的熱粘結(jié)性雙組分合成纖維，該纖維適用于摻混成絮狀漿粕并包含一個(gè)內(nèi)芯部分和一個(gè)外皮部分，其中.所述芯部分包含一種聚烯烴或一種聚酯，.所述外皮部分包含一種聚烯烴，.所述芯部分的熔點(diǎn)高于所述外皮部分的熔點(diǎn)。
如下文所述，該纖維最好實(shí)質(zhì)上具永久親水性。
在一種皮-芯型雙組分纖維中，其中的芯部分是由外皮部分所包圍，從而與并排或并列型雙組分纖維完全不同，后者的兩個(gè)部分都具有連續(xù)的縱向外表面。然而，在所謂的“非同心”的皮-芯型纖維中，芯部分的一小部分可能暴露到表面，如下文所述。
所述雙組分纖維的外皮部分是選自各種聚烯烴，而芯部分可以包含一種聚烯烴或聚酯。所述芯部分的熔點(diǎn)一般至少約150℃，較好為至少約160℃，而外皮部分的熔點(diǎn)一般約140℃或更低，較好為約135℃或更低。因此該纖維的兩個(gè)部分的熔點(diǎn)顯著不同，使得低熔點(diǎn)的外皮部分在熱粘結(jié)過程中發(fā)生熔融，而高熔點(diǎn)的芯部分實(shí)質(zhì)上保持原樣不變。當(dāng)在下文中給出特定的熔點(diǎn)時(shí)，必須記住這些材料同所有晶型聚合物一樣，實(shí)際上是在幾度范圍內(nèi)漸漸熔化。但這并不構(gòu)成問題，因?yàn)樵趯?shí)施中這兩個(gè)部分都是經(jīng)過選擇，使得它們的熔點(diǎn)有相當(dāng)大差別。
優(yōu)選的方式是所述纖維包括含有一種低熔點(diǎn)聚烯烴的外皮部分和含有一種聚烯烴的芯部分，所述外皮部分例如高密度聚乙烯(熔點(diǎn)約130℃)、低密度聚乙烯(熔點(diǎn)約110℃)、線型低密度聚乙烯(熔點(diǎn)約125℃)、聚1-丁烯(熔點(diǎn)約130℃)，所述芯部分例如聚丙烯(熔點(diǎn)約160℃)。所述外皮部分還可包含一種以丙烯為基礎(chǔ)和不超過7%乙烯所成的乙烯-丙烯共聚物(熔點(diǎn)約145℃)。
按本發(fā)明的纖維還可包括一種包含聚4-甲基-1-戊烯(熔點(diǎn)約230℃)的芯部分和一種包含任何上述聚烯烴(即高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚1-丁烯或聚丙烯)的外皮部分。
另外的方式，所述芯部分可包含一種高熔點(diǎn)聚酯(即熔點(diǎn)高于約210℃)，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(熔點(diǎn)約255℃)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(熔點(diǎn)約230℃)、聚對(duì)苯二甲酸1，4-亞環(huán)己基二亞甲基酯(熔點(diǎn)約290℃)，或其他聚酯或包含上述結(jié)構(gòu)和/或其他聚酯的共聚酯。如果該纖維包括一種聚酯的芯，則其外皮可以包括前述的任何材料(例如，高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚1-丁烯、聚丙烯或這些材料的共聚物或混合物)，或者熔點(diǎn)約170℃或更低的其它材料。
此外，所述外皮部分可包含一種混合物，例如低密度聚乙烯和一種乙烯-醋酸乙烯共聚物或一種乙烯-丙烯酸共聚物(熔點(diǎn)約100℃)的混合物，詳見下文的解釋。
因此，該纖維的兩個(gè)部分的組成可以有多種變化，可以包括多種不同的基本材料，而每種情況下的確切組成顯然是取決于應(yīng)用該種纖維的材料，還取決于用于制備該吸收性材料的設(shè)備和生產(chǎn)方法。
該纖維最好是具備永久親水的表面性質(zhì)，通常是向外皮部分加入一種表面活性劑，或者是在外皮部分含有一種親水性聚合物或共聚物。然而，還可以通過用一種表面活性劑處理其表面，使得該纖維實(shí)質(zhì)上具永久親水性。
在向外皮部分加入一種表面活性劑的場合中，該表面活性劑一般可選自常用作乳化劑、表面活性劑或洗滌劑的化合物，并可以包含這些化合物的混合物。這些化合物的實(shí)例有甘油脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、多元醇酯、聚氧乙烯化的酰胺、非離子表面活性劑及陽離子表面活性劑。
這些化合物的具體實(shí)例是具有下式的聚乙二醇月桂醚
具下式的單硬脂酸甘油酯
具下式的芥酸酰胺
具下式的硬脂酸酰胺
具下式的磷酸三烷基酯
，R＝CnH2n+1具下式的磷酸烷基酯胺酯
具下式的磷酸月桂基酯鉀鹽
具下式的乙二胺-聚乙二醇
該化合物最好具有一個(gè)疏水部分，使它們與烯類聚合物具相容性，并且有一個(gè)親水部分使該纖維的表面具有可潤濕性。可以使用各種化合物的混合物，用以調(diào)節(jié)它們的親水性質(zhì)。在外皮部分的表面活性劑加入量按該纖維的總重量計(jì)通常為約0.1-5%，更好為約0.5-2%。這樣的表面活性劑用量足以使該纖維具有所需的親水性質(zhì)，同時(shí)對(duì)纖維的其他性質(zhì)無不利效應(yīng)。
該外皮部分可另外包含一種親水性聚合物或親水性共聚物。這種親水共聚物的實(shí)例有乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物。在此情況下，該外皮部分除可含有上述的表面活性劑外，還可包含如下的混合物例如約50-75%低密度聚乙烯和約50-25%該種親水性聚合物，并且醋酸乙烯或丙烯酸的含量按該纖維的總重量計(jì)一般分別約0.1-5%，優(yōu)選為約0.5-2%。
可以測定該纖維的親水性，例如可測定它們沉入水中所需的時(shí)間，例如按EurpoeanDisposableNon-wovenAssociation標(biāo)準(zhǔn)，10.1-72號(hào)。可將纖維放在水面上的一個(gè)金屬網(wǎng)中，若它們能在10秒之內(nèi)(最好在5秒之內(nèi))沉至水面之下，則可定義為具有親水性。
在所述雙組分纖維中，外皮部分和芯部分的重量比率最好在約10∶90至90∶10范圍。若外皮部分占該纖維總重量少于約10%，將會(huì)難于使該芯部分與材料中的其他纖維達(dá)到足夠的熱粘結(jié)效果。同樣，若芯部分占該纖維總重量少于約10%，將會(huì)使經(jīng)過熱粘結(jié)的芯部分不能為完工產(chǎn)品提供足夠的強(qiáng)度。更具體講，外皮和芯部分的重量比率一般是從約30∶70至70∶30，更好是從約40∶60至65∶35。
所述雙組分纖維的橫截面最好是圓形，因?yàn)殡p組分合成纖維的生產(chǎn)中一般使用的設(shè)備通常是制成基本上圓形截面的纖維。然而，橫截面也可以是橢圓或不規(guī)則形的。外皮部分和芯部分的構(gòu)型可以是同心的或非同心的(如

圖1所示)，后一種構(gòu)型有時(shí)稱之為“改型的并排”式或“偏心”式雙組分纖維。同心式構(gòu)型的特征在于其外皮部分具有基本上均勻的厚度，從而使芯部分大致上位于纖維的中心。非同心構(gòu)型的外皮部分的厚度不均勻，因此芯部分并不是位于纖維的中心。無論哪一種情況，芯部分基本上被外皮部分所包圍。但是，對(duì)于非同心雙組分纖維而言，芯部分可能有一部分暴露出來，于是在實(shí)施中可有不超過約20%的纖維表面是由芯部分所形成。所以非同心構(gòu)型纖維的外皮部分形成纖維表面的大部分，亦即至少80%。纖維的橫截面和各部分的構(gòu)型將取決于用于制備該纖維的設(shè)備、工藝條件以及兩個(gè)部分的分子量。
該纖維的纖度最好為約1-7分特，分特是10公里纖維長度的重量克數(shù)。在選擇纖維的纖度時(shí)，必須考慮該纖維的長度，并由于下文所述，本發(fā)明的雙組分纖維是相對(duì)較長的，并應(yīng)按此來確定纖度。因此該纖維的纖度一般為約1.5-5分特，較好為1.7-3.3分特，更好為約1.7-2.2分特。當(dāng)在同一個(gè)絨絮材料中使用的此類纖維多于一種時(shí)，例如使用不同長度的纖維，每種類型纖維的分特/長度比率可以恒定的，或是變化的。
這些纖維最好是經(jīng)過卷曲的，亦即具有波紋狀外形，以便在制備絮狀漿粕時(shí)易于加工。通常，它們是每厘米約有0-10個(gè)卷曲，最好是每厘米0-4個(gè)卷曲。
本發(fā)明的雙組分合成纖維的長度是相當(dāng)長的，它們比一般應(yīng)用于制備絨絮的其他纖維要長得多。例如一般用作絨絮主成分的天然纖維素漿粕纖維，通常其長度不超過3毫米。目前在制備絨絮中所用的熱粘結(jié)性合成纖維一般要比纖維素纖維更短，因此由纖維素纖維構(gòu)成該種材料的基本結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明的雙組分合成纖維要長得多，例如比纖維素纖維要長得多。因此，該雙組分纖維的高熔點(diǎn)芯部分就構(gòu)成了這種熱粘結(jié)性吸收材料的基本結(jié)構(gòu)，使之在強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性方面具改進(jìn)的性能。
所以，本發(fā)明的纖維是切成約3-24毫米長度，一般約為約5-20毫米，較好為約6-18毫米，更好為約10-14毫米，最好為約12毫米。特別優(yōu)選長度為約6毫米和約12毫米。所要求的長度是根據(jù)在該吸收性材料生產(chǎn)中所用的設(shè)備以及該材料本身的特性來選擇。雖然這些纖維比較長，但仍能以實(shí)質(zhì)上原長度通過生產(chǎn)絨絮所用錘式粉碎機(jī)的柵孔，因?yàn)檫@些孔一般具有約10-18毫米的直徑，見下文詳述。
該纖維可應(yīng)用包含以下步驟的方法來制備.將芯和外皮部分的物料熔化，.最好向外皮部分加入一種表面活性劑或親水性聚合物或共聚物，.將低熔點(diǎn)的外皮部分和高熔點(diǎn)的芯部分進(jìn)行紡絲，成為雙組分長絲的紡成絲束，最好采用常規(guī)式熔紡方法，.將紡成的長絲絲束拉伸，
.最好將該纖維卷曲，.將該纖維干燥和緩冷退火處理，.將該纖維切斷至所需長度。
將外皮及芯部分的物料分別在各自的擠出機(jī)中熔化(這兩個(gè)部分各用一臺(tái)擠出機(jī))，在機(jī)中將物料分別混合，使得熔體在紡絲之前達(dá)到溫度平均和均質(zhì)。在擠出機(jī)中熔融物料的溫度遠(yuǎn)高于它們各自的熔點(diǎn)，一般高于其熔點(diǎn)約90℃以上，從而保證這些熔體的流動(dòng)性質(zhì)適于其后的紡絲步驟。
一般向熔融的外皮物料中加入適宜量的表面活性劑，按上述占紡成纖維總重的適宜百分含量。另外如上所述，該外皮物料可包含一種親水性聚合物或共聚物。對(duì)于生產(chǎn)濕法加工的絮狀漿粕，表面活性劑或親水性聚合物或共聚物是很重要的，因?yàn)槿缟纤觯仨毷乖撾p組分合成纖維的表面具實(shí)質(zhì)上的親水性，從而能使它們?cè)谛鯛顫{粕中均勻分布。也可以用一種潤濕劑處理紡成纖維的表面，但不一定能得到永久性效果，所以在該吸收性材料生產(chǎn)中，所要求的表面親水性質(zhì)有失去的危險(xiǎn)。通過在紡絲之前向外皮物料中加入表面活性劑或親水性聚合物或共聚物，使紡成的纖維具實(shí)質(zhì)上永久性的親水性，從而能保證達(dá)到絮狀漿粕中的雙組分纖維的均勻分布，并且使所存在的疏水性纖維不致妨害該吸收性產(chǎn)品的功能。
一般在紡絲之前將各熔融物料過濾，例如用金屬網(wǎng)過濾，以便將可能存在的未熔融或交聯(lián)的物質(zhì)除去。通常采用常規(guī)式熔紡(亦稱作“長紡法”)完成該纖維的紡絲，特別是采用中速常規(guī)法紡絲，但也可采用所謂的“短紡”或“短程紡絲”(Ahmed，M.，PolypropyleneFibres，ScienceandTechnology，1982).常規(guī)式紡絲是一種兩步驟工藝，其中第一步是熔體擠出和真正的紡成纖維，第二步是將紡成的纖維(“剛剛紡成”)拉伸。短紡是一步驟工藝，在一次操作中紡成纖維并加以拉伸。
如上所得的熔融外皮和芯部分是從各自的擠出機(jī)通過一個(gè)分布系統(tǒng)并通過紡絲板的孔而引出。生產(chǎn)雙組分纖維要比生產(chǎn)單組分纖維復(fù)雜得多，因?yàn)檫@兩個(gè)部分必須適當(dāng)?shù)胤植嫉礁鱾€(gè)孔。因此，對(duì)于雙組分纖維而言，使用特殊型的紡絲板來分布各自的部分，例如使用按USP3584339所述原理的紡絲板。紡絲板上的孔徑一般約0.4-1.2毫米，視所生產(chǎn)纖維的纖度而定。然后使擠出的熔體通過一個(gè)驟冷通道，用空氣流冷卻，同時(shí)拉伸成為雙組分長絲，然后收集成為長絲束。這種絲束一般至少有100條單絲，更常用的是至少有約700條單絲。關(guān)于紡絲速率，在驟冷通道之后的位置一般至少約200米/分鐘，更常用的是約500-2000米/分。
下一步是將單絲絲束拉伸，最好采用所謂的離線拉伸，即如上所述離開紡絲工藝過程另外進(jìn)行。一般采用一系列熱輥?zhàn)雍蜔犸L(fēng)烘爐來完成拉伸，這時(shí)是將若干個(gè)單絲束同時(shí)拉伸。各單絲絲束首先通過一套輥?zhàn)?，隨后通過一臺(tái)熱風(fēng)烘爐，然后再通過第二套輥?zhàn)?。熱輥?zhàn)拥臏囟纫话銥榧s70-130℃，熱風(fēng)烘爐的溫度一般為約80-140℃。第二套輥?zhàn)拥乃俾士煊诘谝惶纵佔(zhàn)樱瑥亩挂鸭訜岬慕z束按兩個(gè)速率的比值(稱之為拉伸比)而拉伸。還可以使用第二個(gè)烘爐和比第二套速率更快的第三套輥?zhàn)印Ｔ诖饲闆r下，拉伸比就是最后一套輥?zhàn)优c第一套輥?zhàn)拥乃俾时取ｎ惔?，可以使用更多套輥?zhàn)雍秃鏍t。本發(fā)明的纖維一般采用的拉伸比為約2.5∶1至4.5∶1，最好約3.0∶1至4.0∶1，從而得到如上所述的適當(dāng)纖度，即約1-7分特，一般約1.5-5分特，較好為約1.7-3.3分特，最好為約1.7-2.2分特。
該纖維最好是經(jīng)過卷曲，一般在所謂的填塞箱中進(jìn)行，以便具備更高的纖維-纖維摩擦力而更容易加工成為絮狀漿粕。由一對(duì)壓力輥將單絲絲束引入填塞箱的室中，在這里由于在該室內(nèi)絲束不再被向前拉伸而由壓力使絲束卷曲。卷曲的程度可通過填塞箱之前的輥?zhàn)拥膲毫?、該室中的壓力和溫度以及單絲絲束的粗細(xì)來調(diào)節(jié)。另外的方式，可將單絲由噴射空氣流的作用而通過一個(gè)噴咀，從而進(jìn)行空氣變形加工。
其后最好將卷曲的纖維進(jìn)行緩冷退火，以便減小在拉伸和卷曲加工后存在的張力，并且這些纖維還應(yīng)進(jìn)行干燥。緩冷和干燥可以同時(shí)進(jìn)行，一般是將從填塞箱引出的單絲絲束利用一個(gè)傳送帶而通過一個(gè)熱風(fēng)烘爐。烘爐內(nèi)的溫度取決于該雙組分纖維的組成，但顯然是應(yīng)遠(yuǎn)低于該外皮部分的熔點(diǎn)。
然后將經(jīng)過緩冷和干燥的單絲絲束引入一臺(tái)切斷機(jī)，將纖維切成所需的長度。一般是將纖維通過一個(gè)裝有徑向刀具的輪子，完成切斷工序。利用來自輥?zhàn)拥膲毫⒗w維壓向切刀，從而切斷成所需的長度，這個(gè)長度等于兩個(gè)刀具之間的距離。如上所述，本發(fā)明的纖維切成較長的長度，即約3-24毫米，一般約5-20毫米，較好約6-18毫米，特別優(yōu)選長度為約6毫米和約12毫米。
如上所述，本發(fā)明的熱粘結(jié)性雙組分長纖維是用于制造絨絮，亦即在衛(wèi)生吸收性產(chǎn)品的生產(chǎn)中用作為吸收性芯的絮狀纖維質(zhì)材料，所述衛(wèi)生吸收性產(chǎn)品例如有用過即棄的尿布、衛(wèi)生巾、成人處理便溺失禁產(chǎn)品等等。如上所述，在具優(yōu)等性能的吸收性材料用絨絮的制備中，應(yīng)用這種雙組分纖維可以提高強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性和更有效地利用超吸收性聚合物，從而可以生產(chǎn)更薄和更輕的產(chǎn)品和/或具更高吸收容量的產(chǎn)品。
用于制備吸收劑材料的絮狀漿粕中，相當(dāng)大一部分一般是纖維素漿粕纖維。如上所述，該絮狀漿粕還可含有其他的纖維，例如熱粘結(jié)性合成纖維。一般將纖維素纖維和合成纖維在一個(gè)制漿工廠中混合到一起，然后成形加工成為所謂的混合漿粕片，將之卷成卷筒狀并輸送到加工廠，在加工廠中生產(chǎn)出絨絮和吸收性產(chǎn)品?；炝掀怯谩皾皲仭狈椒ㄖ瞥桑菍⒑欣w維素纖維和合成纖維的混合料加工成為片狀料，然后通過傳送帶送至一臺(tái)干燥機(jī)，一般是一座烘爐，進(jìn)行干燥。也可以用干法制成纖維絨絮混合料，在此情況下，是在加工廠中將卷包裝的合成纖維取出并與漿粕纖維一起加工。然而，優(yōu)選的制備混料片方法是濕法，因?yàn)樵诩庸S中混料片可以卷裝形式直接喂入錘式粉碎機(jī)，從而使加工工藝簡化。
如上所述，含有該種熱粘結(jié)性雙組分長纖維的吸收性材料可按如下步驟制造.在絮狀漿粕生產(chǎn)方法中，通過在水中分散將雙組分纖維與非雙組分纖維混合，從而得到該雙組分纖維以實(shí)質(zhì)上無規(guī)則并且均勻的方式分布開來的絮狀漿粕混合物，.將雙組分纖維與非雙組分纖維的濕混合物成形，成為混料片，.將該混料片干燥并卷繞成為卷裝，.將已干燥的絮狀漿粕進(jìn)行纖維分離，.將該絨絮成形成為墊片狀，.任選向該絨絮墊片中加入一種超吸收性聚合物，.將該材料中的雙組分纖維的低熔點(diǎn)外皮部分進(jìn)行熱粘結(jié)。
該絨絮中的非雙組分纖維可包含多種不同類型的天然和/或合成纖維，視所要生產(chǎn)的具體吸收性材料而定。用于制備該絨絮的天然纖維素纖維一般包含漂白級(jí)的CTMP(預(yù)熱法木片化學(xué)磨木漿)、亞硫酸鹽漿或牛皮漿。
在該絨絮中雙組分纖維與非雙組分纖維的重量比最好在約1∶99至80∶20范圍。有必要使絨絮含有某一最低量的雙組分纖維，以便提高該熱粘合性雙組分纖維的支持結(jié)構(gòu)的特性。因此，認(rèn)為1%的雙組分纖維含量是必需的最低量。另方面，本發(fā)明的雙組分纖維并不必須構(gòu)成該絨絮的大部分。事實(shí)上，這些纖維的優(yōu)點(diǎn)之一，是與在產(chǎn)品中包含其他目前已有的熱粘結(jié)性合成纖維的情況相比，可以使用更少的量。因此，在該絨絮中，雙組分纖維與非雙組分纖維的重量比一般為約3∶97至50∶50，較好為約5∶95至20∶80，更好為約5∶95至15∶85，最好為約5∶95至8∶92。
如前所述，這種優(yōu)選制成的實(shí)質(zhì)上具永久親水性的雙組分纖維很容易以無規(guī)則和實(shí)質(zhì)上均勻的方式分布于濕的絮狀漿粕之中。
在濕法混合該絮狀漿粕的方法中，在某些情況下有可能將一定量的該表面活性劑從該雙組分合成纖維的表面除掉。但相信此情況不致使該纖維的親水性質(zhì)有永久性下降，因?yàn)橄嘈旁谠摾w維的外皮部分的內(nèi)部也存在該表面活性劑，這些表面活性劑隨后在短時(shí)間內(nèi)即可向外遷移至該纖維的表面，通常在24小時(shí)內(nèi)即可到達(dá)，從而能恢復(fù)該纖維的親水性。
然后將此濕的絮狀漿粕轉(zhuǎn)移到一個(gè)網(wǎng)上并形成一種混料片，再將之送入一臺(tái)干燥器中(一般是用烘爐)，其中的溫度要顯著低于該雙組分纖維的外皮部分的熔點(diǎn)。該混料片一般是干燥至水分含量為約6-9%。該混料片的重度一般為約550-750克/米2，更常用為約650克/米2，將之卷起成為卷裝，然后將該卷裝運(yùn)送至加工廠，通常在加工廠中完成制造該吸收性材料的其余步驟。
在加工廠中，一般將卷裝上退出的絮狀漿粕送入一臺(tái)錘式粉碎機(jī)(如圖4所示)，例如可通過一對(duì)喂料輥送入，在機(jī)內(nèi)將絮狀漿粕進(jìn)行纖維分離。但是，也可用其他方法進(jìn)行纖維分離，例如可應(yīng)用釘齒式粉碎機(jī)、鋸齒式粉碎機(jī)或盤式精磨機(jī)。在錘式粉碎機(jī)的機(jī)殼內(nèi)裝有許多固定在轉(zhuǎn)子上的錘。該轉(zhuǎn)子的直徑一般為800毫米，轉(zhuǎn)速通常為3000轉(zhuǎn)/分鐘。該錘式粉碎機(jī)一般用100千瓦的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在錘式粉碎機(jī)中，將纖維從絮狀漿粕上排出并通過機(jī)上的柵孔，從而完成纖維分離。柵孔的尺寸取決于所生產(chǎn)的絨絮類型，但一般直徑約為10-18毫米。該雙組分纖維的長度應(yīng)與柵孔的大小相配合，從而使纖維在錘式粉碎機(jī)中進(jìn)行纖維分離時(shí)能基本上保持原樣不變。這就是說，纖維的長度不可比柵孔的直徑大出很多。
然后在一個(gè)絨絮墊片成形櫥中將已分離的絨絮抽吸到一個(gè)絲網(wǎng)上，從而形成一個(gè)絨絮墊片，通常再通過一系列集結(jié)或壓印輥?zhàn)印Ｗ詈迷搲|片是經(jīng)壓縮的(即經(jīng)過集結(jié)或壓印)，但也可以是未經(jīng)壓縮的，視該吸收性材料的用途而定。另外的方式，也可在熱粘結(jié)當(dāng)中或之后進(jìn)行墊片的壓縮。
在熱粘結(jié)之前，通常將粉末狀或小顆粒狀的超吸收性聚合物加入到該吸收性材料之中，一般是在絨絮墊片成形櫥中將之通過噴咀而噴灑到絨絮墊片之中。使用超吸收性聚合物的目的是減小該吸收性產(chǎn)品的重量和尺寸，因?yàn)樵诋a(chǎn)品中絨絮的用量可以減少。所用超吸收性聚合物的類型并非十分重要，但一般使用一種經(jīng)化學(xué)交聯(lián)的聚丙烯酸鹽，最好是它們的鈉鹽或鈉銨鹽。通常這種超吸收劑在尿液、血液或其他體液中可吸收約60倍自身重量的液體，在純水中可吸收約200倍自身重量的水。它們還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是在遇水時(shí)形成一種凝膠，從而使該吸收性產(chǎn)品能在壓力下更有效地保持所吸收的液體。如上所述，該超吸收性聚合物是固定在吸收性材料中的應(yīng)有位置，因?yàn)樵跓嵴辰Y(jié)時(shí)由該雙組分纖維形成了穩(wěn)定的基體結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到對(duì)超吸收性聚合物的更高效利用，并且防止了該吸收劑的集聚現(xiàn)象，后者會(huì)由于在潤濕和溶脹時(shí)形成凝膠而成為障礙物。
通常1克超吸收性聚合物可以替代該吸收性材料中的約5克漿粕纖維(例如纖維素纖維)。該超吸收性聚合物的加入量一般約占該材料重量的10-70%，較好為約12-40%，更好為約12-20%。最好為約15%。
在加入超吸收性聚合物之后，即將該墊片熱粘結(jié)，例如用一種空氣貫通式烘爐、紅外線加熱或超聲波粘結(jié)，使得該櫸窒宋牡腿鄣悴糠鐘肫淥乃櫸窒宋橢遼僖恍┓撬櫸窒宋廴誆⑷酆?，同蕚涿双讬沃纤维的高熔点部焚|(zhì)抵噬媳３衷槐?，磦蝤栽崏酎收袌A牧現(xiàn)行緯梢桓鋈鬧С只澹 所示)。這種基體結(jié)構(gòu)除為該吸收性材料提供上述的改進(jìn)的特性之外，還使該吸收性產(chǎn)品能進(jìn)行熱成形，例如可制出供液體分布的溝槽或使產(chǎn)品具解剖學(xué)上要求的形狀。
然后，將經(jīng)熱粘結(jié)的吸收性材料例如用水噴射切割法制成適用于制造衛(wèi)生吸收材料的單元，例如用作為用過即棄的尿布、衛(wèi)生巾以及成人便溺失禁用品。另外的方式，可將吸收性材料在熱粘結(jié)之前先成形為單件的單元。剩下的邊角料可以送回至錘式粉碎機(jī)，再用于制備絨絮。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明作更全面說明。
圖1所示是雙組分纖維，其中(a)是兩部分同心構(gòu)型，(b)是非同心構(gòu)型。
圖2所示是在熱粘結(jié)之前，在絨絮中的雙組分長纖維和其他纖維。
圖3所示是在熱粘結(jié)之后，由雙組分纖維所形成的基體結(jié)構(gòu)。
圖4所示是用于生產(chǎn)該吸收性材料的錘式粉碎機(jī)和設(shè)備。
圖1a所示是具同心構(gòu)型的雙組分纖維8的橫截面，其中芯部分10是由實(shí)質(zhì)上均勻厚度的外皮部分12所包圍，使得這種雙組分纖維中的芯部分基本上位于中心。
圖1b所示是非同心構(gòu)型的雙組分纖維14的橫截面，其中芯部分16實(shí)質(zhì)上由具變化厚度的外皮部分18所包圍，使得這種雙組分纖維中的芯部分并不位于中心。
圖2所示是熱粘結(jié)之前該絨絮的結(jié)構(gòu)。按本發(fā)明的雙組分纖維20包含低熔點(diǎn)的外皮部分和高熔點(diǎn)的芯部分，它們?cè)诮q絮中的非雙組分纖維22中以實(shí)質(zhì)上無規(guī)則和均勻的方式排布。
圖3所示是圖2的同一結(jié)構(gòu)在熱粘結(jié)之后的情況。雙組分纖維的外皮部分已在熱粘結(jié)工序中熔融，將未變的芯部分熔合成為24，從而形成三維的支持基體。非雙組分纖維22則以無規(guī)則方式排布于該雙組分纖維所限定的空間里。有一些非雙組分纖維22已與雙組分纖維熔合而成為26。
在圖4中，從卷裝32退出的絮狀漿粕用噴咀34所噴的水潤濕，同時(shí)送入錘式粉碎機(jī)36中。已潤濕的絮狀漿粕通過喂料輥38而喂入錘式粉碎機(jī)36。該絮狀漿粕30包含本發(fā)明的雙組分纖維和其他非雙組分纖維的混合物。在錘式粉碎機(jī)36中包含粉碎機(jī)機(jī)殼40，一次空氣入口42和二次空氣入口44，固定于轉(zhuǎn)子48上的錘頭46，柵網(wǎng)50和已經(jīng)過纖維分離的物料54的出口52。由風(fēng)機(jī)56通過排出口60將已纖維分離的物料54送入絨絮墊片形成櫥62。通過噴咀61把超吸收性聚合物粉末分布在該絨絮墊片上。將絨絮墊片63通過絲網(wǎng)64并通過集結(jié)或壓印輥?zhàn)?6而送至另一個(gè)絲網(wǎng)72上，在空氣貫通烘爐68中由熱處理將該雙組分纖維熱粘結(jié)，在這里，借助于抽吸箱70將熱空氣透過該材料而引出。加工成形機(jī)74是用于從已經(jīng)過熱粘結(jié)的材料生產(chǎn)衛(wèi)生吸收性產(chǎn)品。
如上所述，絮狀漿粕卷裝32包含本發(fā)明的雙組分纖維和非雙組分纖維的干的混合物，它們是在紙漿廠中生產(chǎn)并運(yùn)送到加工成形工廠，在這個(gè)廠中進(jìn)行圖4所示的加工步驟。該絮狀漿粕送至錘式粉碎機(jī)加工之前，先用噴水方法打濕，以便消除靜電積聚。從紙漿廠得到的絮狀漿粕卷裝32的直徑例如一般為1000毫米，幅寬例如為500毫米，含水量約為6-9%，該片料的重度一般約650克/米2。將該絮狀漿粕在錘式粉碎機(jī)36中進(jìn)行纖維分離，在此機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)的錘頭46將絨絮通過柵網(wǎng)50上的孔而排出。裝設(shè)錘頭的轉(zhuǎn)子46一般的直徑例如為800毫米，并且轉(zhuǎn)速例如為3000轉(zhuǎn)/分鐘，由例如100千瓦的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。柵網(wǎng)50是由厚度3毫米的金屬板制成，上面有直徑10-18毫米的孔。在絮狀漿粕30中的雙組分纖維的長度基本上不大于柵網(wǎng)50上孔的直徑，從而使雙組分纖維以及更短的非雙組分纖維能夠基本上原樣不變地通過柵網(wǎng)50上的孔。然后借助于風(fēng)機(jī)56將已纖維分離的物料54通過排出出口60而進(jìn)入絨絮墊片形成櫥62，在這里，借助于將已纖維分離的物料54抽吸到絲網(wǎng)64上，形成絨絮墊片63。通常在絨絮墊片63形成到一半時(shí)，從噴咀61噴出超吸收性聚合物的粉末，于是超吸收性聚合物粉末基本上位于絨絮墊片63的中心層。通常將絨絮墊片63通過一系列輥?zhàn)?6，以便在熱粘結(jié)工序之前將墊片63集結(jié)或壓印。然后將墊片63經(jīng)過第二絲網(wǎng)72而通過空氣貫通烘爐63，在此將材料熱粘結(jié)，從而產(chǎn)生由該雙組分纖維的芯部分所形成的支持結(jié)構(gòu)，如圖3所示。然后將經(jīng)過熱粘結(jié)的材料送入加工成形機(jī)74，在這里制成衛(wèi)生吸收產(chǎn)品，如尿布等等。由以下非限定性實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明實(shí)例1可熱粘結(jié)、具永久親水性雙組分合成纖維之制備此種纖維之制備包含以下步驟.將一種表面活性劑加入到聚乙烯外皮部分，.將該纖維的兩個(gè)組分進(jìn)行皮-芯型常規(guī)式熔紡，得到紡成的單絲絲束，.將紡成的單絲絲束拉伸，.將已拉伸的單絲絲束卷曲，.將已拉伸的單絲絲束緩冷退火并干燥，.將纖維切斷。
該種雙組分纖維的外皮部分是由熔點(diǎn)為125℃、密度為0.940克/厘米3的聚乙烯(LLDPE-線型低密度聚乙烯，以辛烯為基礎(chǔ))所構(gòu)成，而芯部分是由熔點(diǎn)為160℃的全同立構(gòu)聚丙烯所構(gòu)成。在紡絲之前向該聚乙烯組分中加入一種表面活性劑，其方式是將表面活性劑混入熔融的聚乙烯中，從而使該雙組分纖維具永久親水性，而親水性的意義是如前述能于不超過5秒時(shí)間內(nèi)沉沒至水中為準(zhǔn)。該表面活性劑(ICI產(chǎn)品，Atmer
685，一種專利的非離子型表面活性劑混合物)的加入量為該雙組分纖維總重量的1%，這相當(dāng)于占該聚乙烯組分的2%(重量)，因?yàn)樵谠撾p組分纖維中，聚乙烯對(duì)聚丙烯的比率為50/50。Atmer
685是一種混合物，含有20%的表面活性劑和80%的聚乙烯，HLB(親水-親脂平衡值)值為5.6，25℃粘度為170毫帕.秒。
該聚乙烯組分是在245℃溫度和35巴壓力擠出，而聚丙烯組分是在320℃溫度和55巴壓力擠出。然后這兩個(gè)組分經(jīng)過皮-芯型常規(guī)式熔紡，所用紡絲速率為820米/分鐘，得到一種“剛剛紡成”的雙組分單絲絲束。
采用兩步拉伸操作對(duì)該種單絲進(jìn)行離線拉伸，拉伸時(shí)使用熱輥?zhàn)雍蜔峥諝夂鏍t的組合，兩者的溫度為110℃，拉伸比為3.6∶1。然后將經(jīng)過拉伸的單絲在一臺(tái)填塞箱拉伸器中進(jìn)行拉伸。然后將這些單絲在一臺(tái)烘爐中緩冷退火，溫度為115℃，其目的是減小該纖維在制造吸收性材料時(shí)的收縮率，也為了減少該纖維中的含水量(達(dá)到約5-10%)，下一步是切斷工序。
完工的雙組分纖維長度約12毫米，纖度約1.7-2.2分特，每厘米約2-4個(gè)卷曲。
實(shí)例2應(yīng)用CTMP(預(yù)熱法木片化學(xué)磨木漿)纖維及親水性、熱粘結(jié)性雙組分合成長纖維制造吸收性材料該種吸收性材料的制備包含以下步驟.在絮狀漿粕生產(chǎn)過程的濕階段將CTMP纖維和本發(fā)明的雙組分纖維混合，.將該絮狀漿粕干燥，.將該絮狀漿粕進(jìn)行纖維分離，.將該絨絮成形成為絨絮餅，.將該雙組分纖維的低熔點(diǎn)外皮部分熱粘結(jié)。
在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室水力碎漿機(jī)中(英式纖維離解機(jī))，將雙組分合成纖維(聚丙烯芯/聚乙烯外皮)與CTMP絮狀漿粕纖維混合，混合比為6∶94(3克雙組分纖維，47克CTMP纖維)。該雙組分纖維切成長度為12毫米，纖度約1.7-2.2分特，每厘米約2-4個(gè)卷曲，并且是按實(shí)例1的方式所制備。CTMP纖維的長度約1.8毫米，粗細(xì)約10-70微米(平均30±10微米)。CTMP纖維是由化學(xué)和機(jī)械聯(lián)合精煉方法所制成(與其他紙漿纖維不同之處是它們只經(jīng)過化Т恚?。该双讬沃纤维瓤r道 所述是在聚乙烯的外皮部分加有一種表面活性劑，所以是親水性的，因此很容易分散在濕的絮狀漿粕中。
在一臺(tái)鼓式烘干機(jī)中于60℃溫度將該絮狀漿粕干燥，這個(gè)溫度比該雙組分纖維的低熔點(diǎn)部分的熔點(diǎn)要低得多，干燥時(shí)間為4小時(shí)。經(jīng)干燥的絮狀漿粕(含水量6-9%)的重度為750克/米2。為了防止積聚靜電電荷，將已干燥的絮狀漿粕在50%相對(duì)濕度及23℃溫度調(diào)理過夜。
在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室用錘式粉碎機(jī)(H01型實(shí)驗(yàn)室纖維分離機(jī)，瑞典KamasIndustriAB出產(chǎn))中進(jìn)行纖維分離，該機(jī)用1.12千瓦馬達(dá)，轉(zhuǎn)子直徑220毫米，上面固定有錘頭，轉(zhuǎn)速約4500轉(zhuǎn)/分鐘，柵孔為2毫米厚金屬板上的直徑12毫米孔。絨絮向該錘式粉碎機(jī)中的喂入速率為3.5克/秒。該雙組分和CTMP纖維的長度都不超過12毫米，都能夠基本上原樣不變而通過錘式粉碎機(jī)中的柵孔。該纖維分離工序的能耗，對(duì)于CTMP+6%雙組分纖維的混合料為117兆焦/噸，而單獨(dú)分離CTMP絨絮時(shí)為98兆焦/噸。
然后，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)驗(yàn)室墊片成形設(shè)備將經(jīng)過纖維分離的混合物成形為餅狀絨絮。
然后將該絨絮在實(shí)驗(yàn)室熱空氣烘爐中在110-130℃溫度范圍(測量剛剛流過該試樣的空氣溫度)進(jìn)行熱粘結(jié)處理，歷時(shí)5秒。在熱粘結(jié)過程中，該雙組分纖維的低熔點(diǎn)外皮部分就熔融并與其他雙組分纖維及一些CTMP纖維相熔合，同時(shí)該雙組分纖維的高熔點(diǎn)組分保持原樣不變。該雙組分纖維的高熔點(diǎn)組分就在該吸收性材料中形成三維的支持基體，從而改進(jìn)墊片的整體牢固性(網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度)和形狀保持特性。在表1中示出對(duì)墊片整體牢固性的測定結(jié)果。該測試用墊片是在SCAN-C33標(biāo)準(zhǔn)型試片成形器中所形成，重量為1克，直徑為50毫米。此項(xiàng)測試是用Instron張力測試儀用PFI測定器所測出。
表1墊片整體牢固性未熱粘結(jié)已熱粘結(jié)干CTMP4.4牛頓5.3牛頓+6%雙組分纖維5.0牛頓14.0牛頓濕CTMP4.4牛頓4.3牛頓+6%雙組分纖維5.5牛頓9.1牛頓實(shí)例3應(yīng)用與實(shí)例1基本相同的方法制造各種具永久親水性、熱粘結(jié)性雙組分合成纖維。該等纖維的芯部分是由實(shí)例1所述的聚丙烯所構(gòu)成，該纖維中的皮/芯重量比率為50∶50。使用與實(shí)例1相同的表面活性劑，用量也相同，即占該雙組分纖維總重的1%。該等纖維的其他特性如下編號(hào)外皮組成長度(毫米)卷曲纖度(分特)1LLDPE6有卷曲2.22LLDPE12有卷曲2.23LLDPE18有卷曲2.24LLDPE6未卷曲2.2575%LLDPE12未卷曲3.225%EVALLDPE＝線型低密度聚乙烯，EVA＝乙烯-醋酸乙烯共聚物實(shí)例4包含各種不同雙組分合成纖維的試驗(yàn)片的實(shí)驗(yàn)室測試。
按與實(shí)例2基本相同的步驟制備各絨絮樣品，應(yīng)用實(shí)例3所述各纖維作為該雙組分合成纖維。所制絨絮樣品包含94%(重量)斯堪地納維亞云杉CTMP漿和6%(重量)各該合成纖維。此外，應(yīng)用纖維1和2制備分別含3%、4.5%、9%和12%(重量)該合成纖維的樣品。應(yīng)用100%CTMP漿制備參比絨絮樣品。
首先，應(yīng)用實(shí)例2所述的英式纖維離解機(jī)混合該CTMP纖維和該合成纖維來制備混料片。然后將此混料片以濕法壓榨至恒定厚度(膨松度＝1.5厘米3/克)并于60℃用鼓式干燥機(jī)干燥。即使用其中最長的合成纖維，該混料片的制備亦無困難。然后用實(shí)例2所述的Kamas H-101錘式粉碎機(jī)將該混料片進(jìn)行纖維分離，使用12毫米篩網(wǎng)，轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分鐘。
應(yīng)用SCAN-C38型結(jié)節(jié)測試儀測定該絨絮的結(jié)節(jié)含量。最長的纖維(樣品3)趨向于在該結(jié)節(jié)測試儀中形成束狀，因此不能完成測試。測定結(jié)果含有6%長度6毫米合成纖維的絨絮中，結(jié)節(jié)含量只有1%(樣品1和4)，而含有6%長度12毫米合成纖維的絨絮中，結(jié)節(jié)含量略高(樣品2，3)，分別為4%和7%。
應(yīng)用SCAN絮片成形裝置制成重1克的測試片。
在170℃溫度進(jìn)行熱粘結(jié)，經(jīng)初步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此溫度是適宜的。初步試驗(yàn)采用時(shí)間為1、2和4秒。采用1秒加熱時(shí)間得到最佳的總結(jié)果，于是用此時(shí)間進(jìn)行正式試驗(yàn)。
該等試驗(yàn)片的整體牢固性按實(shí)例2所述進(jìn)行測定。所得測試結(jié)果列于如下表2中，其中網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度數(shù)值是10個(gè)樣品的平均值。
表2.用不同合成纖維所制墊片之比較網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度(牛頓)熱粘結(jié)前熱粘結(jié)后樣品合成纖維(%)干態(tài)濕態(tài)干態(tài)濕態(tài)CTMP03.65.03.75.813.03.15.78.66.514.53.35.710.57.816.03.15.614.08.719.03.55.613.29.4112.03.45.720.011.823.03.76.510.87.624.53.66.311.48.826.03.76.312.08.929.03.86.113.810.1212.03.86.520.010.836.03.55.310.48.746.02.95.310.28.056.03.15.19.97.4從表2可以看到，在熱粘結(jié)之后，網(wǎng)絡(luò)的干態(tài)強(qiáng)度大大增加，這是由于加入本發(fā)明的雙組分合成纖維的結(jié)果。在此方面，樣品1和2的趨勢是比其他樣品有稍優(yōu)性能。樣品1(6%)與樣品4的結(jié)果相比表明，經(jīng)卷曲的纖維要優(yōu)于未經(jīng)卷曲的纖維。
這些試驗(yàn)片的網(wǎng)絡(luò)濕強(qiáng)度由于加入該合成纖維也得到增強(qiáng)，但增強(qiáng)程度不似網(wǎng)絡(luò)干強(qiáng)度那樣大。樣品1和2的趨勢是甚致在熱粘結(jié)之前即對(duì)網(wǎng)絡(luò)濕強(qiáng)度有所提高。
因此可以表明，加入相對(duì)少量的本發(fā)明雙組分合成纖維，所制吸收性墊片與未加該合成纖維的相似墊片相比，其強(qiáng)度大大增加。
實(shí)例5按實(shí)例3的纖維1和2的方式制備按本發(fā)明的雙組分合成纖維，不同之處是采用1.7分特的纖度。在制備試驗(yàn)片時(shí)，用實(shí)例4的相同步驟應(yīng)用這些纖維，所用的纖維素纖維包括斯堪地納維亞云杉CTMP漿(絨絮品級(jí))或是經(jīng)漂白的未經(jīng)處理的斯堪地納維亞牛皮漿(StoraFluffUD14320)。還制備了含100%CTMP或100%牛皮漿的參比樣品。
這些試驗(yàn)片的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度按上述來測定。表2中示出所得結(jié)果，其中網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度值是10個(gè)樣品的平均值。
表3.使用不同類型漿粕和不同長度合成纖維所制試驗(yàn)片之比較網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度(牛頓)漿粕混合成纖維長合成纖熱粘結(jié)前熱粘結(jié)后合料度(毫米)維(%)干態(tài)濕態(tài)干態(tài)濕態(tài)CTMP-03.45.24.45.1CTMP63.03.65.87.85.84.53.75.59.36.56.03.85.811.66.39.03.56.111.48.212.03.76.020.09.8CTMP123.04.15.29.47.14.53.85.99.78.46.04.26.210.77.69.04.06.012.38.912.03.76.420.010.2牛皮漿-3.04.95.65.85.5牛皮漿63.05.26.09.17.94.55.25.910.48.76.05.55.810.28.69.05.76.213.28.512.05.26.220.011.2牛皮漿123.05.86.69.98.64.55.86.99.98.66.05.66.810.08.39.05.46.617.09.412.05.46.520.011.3在熱粘結(jié)之前，牛皮漿試驗(yàn)片的網(wǎng)絡(luò)干強(qiáng)度要高于CTMP樣品的網(wǎng)絡(luò)干強(qiáng)度。但在熱粘結(jié)之后，這些數(shù)值近于相同。即使加入少量的該合成纖維，熱粘結(jié)后的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度亦能大大增加，而加入6%合成纖維時(shí)，與只含CTMP或牛皮漿纖維的試驗(yàn)片相比其強(qiáng)度幾乎增加一倍。
在熱粘結(jié)之前和之后，牛皮漿試驗(yàn)片的網(wǎng)絡(luò)濕強(qiáng)度要比CTMP試驗(yàn)片的濕強(qiáng)度高一些。在熱粘結(jié)之后，長度12毫米和6毫米的合成纖維對(duì)于CTMP和牛皮漿試驗(yàn)片的網(wǎng)絡(luò)濕強(qiáng)度都有改進(jìn)。在所有情況中，合成纖維含量在3-9%范圍的試驗(yàn)片在濕強(qiáng)度上的差異是很小的。
通過本實(shí)例的CTMP試片的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度測試結(jié)果與上述實(shí)例4中樣品1和2所得結(jié)果進(jìn)行比較，可以看到在大多數(shù)情況中，使用實(shí)例4的較粗合成纖維(其纖度為2.2分特)能達(dá)到較高的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種適用于摻混到絮狀漿粕的長度至少約3毫米的熱粘結(jié)性雙組分合成纖維，所述雙組分纖維包含內(nèi)芯部分和外皮部分，其中.所述芯部分包含一種聚烯烴或一種聚酯，.所述外皮部分包含一種聚烯烴，.所述芯部分的熔點(diǎn)高于所述外皮部分的熔點(diǎn)。
2.權(quán)利要求1的雙組分合成纖維，該纖維的外皮部分加有一種表面活性劑，從而使之實(shí)質(zhì)上具永久親水性，所述表面活性劑例如有甘油脂肪酸酯、脂肪酰胺、聚二醇酯、聚氧乙烯化的酰胺、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、或上述各種的混合物和/或通常用作為乳化劑、表面活性劑或洗滌劑的其他化合物。
3.權(quán)利要求2的雙組分合成纖維，其中該表面活性劑在該外皮部分的加入量為該纖維總重量的約0.1-5%，最好約0.5-2%。
4.權(quán)利要求2或3的雙組分纖維，其中該外皮部分包括一種乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物，或者其他種親水性共聚物或聚合物。
5.權(quán)利要求4的雙組分合成纖維，其中包括按該纖維重量計(jì)約0.1-5%，最好約0.5-2%的醋酸乙烯或丙烯酸。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述芯部分的熔點(diǎn)為至少150℃，外皮部分的熔點(diǎn)為140℃或更低。
7.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述芯部分的熔點(diǎn)為至少210℃，外皮部分的熔點(diǎn)為170℃或更低。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述外皮部分包含一種聚烯烴，例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯或前述各種的共聚物或混合物。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述芯部分包含一種高熔點(diǎn)烯烴，例如聚丙烯或聚(4-甲基-1-戊烯)，或一種聚酯，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯或聚(1，4-亞環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)，或前述各種的共聚物或混合物。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述芯部分(a)和外皮部分(b)分別包含.(a)聚丙烯和(b)高密度聚乙烯或低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯或聚1-丁烯，或.(a)聚(4-甲基-1-戊烯)或一種聚酯〔例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯或聚(1，4-亞環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)〕，和(b)聚丙烯或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯或聚1-丁烯。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中所述外皮芯部分的重量分布為約10∶90至90∶10，一般為約30∶70至70∶30，最好約40∶60至65∶35。
12.權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其長度為約3-24毫米，一般為約5-20毫米，最好為約6-18毫米。
13.權(quán)利要求12的雙組分合成纖維，其長度為約6毫米。
14.權(quán)利要求12的雙組分合成纖維，其長度為約12毫米。
15.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其纖度為約1-7分特，一般為約1.5-5分特，較好為約1.7-3.3分特，最好為約1.7-2.2分特。
16.權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，該纖維經(jīng)過變形加工，加工程度為每厘米約0-10個(gè)卷曲，最好每厘米約0-4個(gè)卷曲。
17.權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，該纖維具有圓形、橢圓形或不規(guī)則形橫截面，最好為圓形橫截面。
18.權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的雙組分合成纖維，其中該二個(gè)部分的排布為同心式或非同心式構(gòu)型。
19.一種適用于摻混到絮狀漿粕的長度至少約3毫米、并且其外皮部分包含一種聚烯烴，其芯部分包含一種聚烯烴或一種聚酯的熱粘結(jié)性皮-芯型雙組分合成纖維的制造方法，包括.將該芯及外皮部分的物料熔融，.最好向該外皮部分加入一種表面活性劑或一種親水性聚合物或共聚物，.將該低熔點(diǎn)外皮部分和高熔點(diǎn)芯部分紡絲，成為雙組分單絲的紡成絲束，.將該單絲絲束拉伸，.最好將該纖維卷曲，.將該纖維干燥并定形，.將該纖維切斷至所需長度。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述纖維是通過向其外皮部分加入一種表面活性劑而使之實(shí)質(zhì)上具永久親水性，所述表面活性劑例如有甘油脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、聚二醇酯、聚氧乙烯化的酰胺、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、或上述各種的混合物和/或通常用作為乳化劑、表面活性劑或洗滌劑的其他化合物。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述表面活性劑加入該外皮部分的量按該纖維總重計(jì)為約0.1-5%，最好為約0.5-2%。
22.權(quán)利要求20或21的方法，其中該纖維的外皮部分包括一種乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物，或其他親水性共聚物或聚合物。
23.權(quán)利要求22的方法，其中該纖維包括按該纖維總重計(jì)的約0.1-5%醋酸乙烯酯或丙烯酸，最好為約0.5-2%。
24.權(quán)利要求19-23中任一項(xiàng)的方法，其中該芯部分的熔點(diǎn)為至少150℃，該外皮部分的熔點(diǎn)為140℃或更低。
25.權(quán)利要求19-23中任一項(xiàng)的方法，其中該芯部分的熔點(diǎn)為至少210℃，該外皮部分的熔點(diǎn)為170℃或更低。
26.權(quán)利要求19-25中任一項(xiàng)的方法，其中該外皮部分包含一種聚烯烴，例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯或前述各種的共聚物或混合物。
27.權(quán)利要求19-26中任一項(xiàng)的方法，其中該芯部分包含一種高熔點(diǎn)聚烯烴，例如聚丙烯或聚(4-甲基-1-戊烯)，或一種聚酯，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、或聚(1，4-亞環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)，或者前述各種的共聚物或混合物。
28.權(quán)利要求19-27中任一項(xiàng)的方法，其中該芯部分(a)和外皮部分(b)分別包含.(a)聚丙烯和(b)高密度聚乙烯或低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯或聚1-丁烯，或.(a)聚(4-甲基-1-戊烯)或一種聚酯〔例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯或聚(1，4-亞環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)〕，以及(b)聚丙烯或高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯或聚(1-丁烯)。
29.權(quán)利要求19-28中任一項(xiàng)的方法，其中外皮芯部分的重量分布約10∶90至90∶10，一般為約30∶70至70∶30，最好為約40∶60至65∶35。
30.權(quán)利要求19-29中任一項(xiàng)的方法，其中是應(yīng)用常規(guī)式熔紡或短紡法來紡制該單絲，最好是應(yīng)用常規(guī)式熔紡法。
31.權(quán)利要求19-30中任一項(xiàng)的方法，其中該纖維具有圓形、橢圓形或不規(guī)則形橫截面，最好是圓形橫截面。
32.權(quán)利要求19-31中任一項(xiàng)的方法，其中該二個(gè)部分的排布為同心式或非同心式構(gòu)型。
33.權(quán)利要求19-32中任一項(xiàng)的方法，其中該單絲絲束是應(yīng)用離線拉伸方法進(jìn)行拉伸。
34.權(quán)利要求19-33中任一項(xiàng)的方法，其中的拉伸比為約2.5∶1至4.5∶1，最好為約3.0∶1至4.0∶1。
35.權(quán)利要求19-34中任一項(xiàng)的方法，其中該纖維是拉伸到纖度為約1-7分特，一般為約1.5-5分特，較好為約1.7-3.3分特，最好為約1.7-2.2分特。
36.權(quán)利要求19-35中任一項(xiàng)的方法，其中該纖維是經(jīng)過變形加工，加工程度為每厘米約0-10個(gè)卷曲，最好為每厘米約0-4個(gè)卷曲。
37.權(quán)利要求19-36中任一項(xiàng)的方法，其中該纖維切斷至約3-24毫米長度，一般為約5-20毫米，最好為約6-18毫米。
38.權(quán)利要求37的方法，其中該纖維切斷至長度約6毫米。
39.權(quán)利要求37的方法，其中該纖維切斷至長度約12毫米。
全文摘要
長度至少約3毫米的熱粘結(jié)性雙組分合成纖維及其制法，該纖維適于用作生產(chǎn)衛(wèi)生吸收性產(chǎn)品的絮狀漿粕并包括內(nèi)芯部分和外皮部分，其中芯部分是聚烯烴或聚酯，外皮部分是聚烯烴，并且芯部分的熔點(diǎn)高于外皮部分。在該纖維的外皮部分加入表面活性劑使之具永久親水性。該雙組分長纖維經(jīng)熱粘結(jié)后形成該吸收性產(chǎn)品的三維支持基體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)D04H1/72GK1037555SQ89103050
公開日1989年11月29日 申請(qǐng)日期1989年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月5日
發(fā)明者安德斯·斯塔夫·漢森, 比揚(yáng)·馬查, 彼得·斯洛斯 申請(qǐng)人:丹拿克朗有限公司