單獨化的韌皮纖維的非織造織物的制作方法
【專利說明】單獨化的韌皮纖維的非織造織物
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年9月5日提交的美國臨時專利申請序列號61/697, 073和于 2013年3月11日提交的美國臨時專利申請序列號61/776, 247的權益，兩者均整體并入本 文。 發(fā)明領域
[0003] 本發(fā)明一般性地涉及非織造紡織物。更具體地，本發(fā)明涉及主要包含單獨化的韌 皮纖維的非織造紡織物。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 用于生產(chǎn)織造紡織品和非織造紡織品的纖維分為兩大類：人造的和天然的。通常 的人造纖維包括例如聚酯、尼龍和聚丙烯。將這樣的熱塑性聚合物熔紡成長絲，所述長絲可 如美國專利No. 2, 689, 199 (其通過引用整體并入本文）所述直接空氣成形為非織造紡織 品；或者切割成長度有限的纖維（通常稱為"短纖維"），進而可形成用于編造紡織品或針織 紡織品的線和紗。此外，短纖維可直接形成無規(guī)取向纖維網(wǎng)并隨后通過多種方式結合在一 起以形成非織造紡織物。這樣的短纖維在用于非織造網(wǎng)時一般是扭結的。
[0006] 最廣為人知的天然纖維是棉、毛和絲。毛和絲專用于織造紡織品。棉是織造紡織品 的主要纖維，但是其在非織造紡織品中也有較少應用。對于現(xiàn)代非織造紡織物生產(chǎn)而言，棉 的使用受限，因為當用非織造生產(chǎn)線的典型的高速梳理進行加工時其傾向于形成纖維束。
[0007] 木漿是最通常的天然纖維之一并且主要用于造紙業(yè)。然而，當與人造長絲或短 纖維和水刺網(wǎng)結合工藝組合時，木漿在非織造紡織品工業(yè)中是重要的存在。參見，例如， 美國專利No. 4, 442, 161和5, 284, 703,二者通過引用整體并入本文。木漿在織造紡織品 工業(yè)中不直接出現(xiàn)。而是，纖維素--構成木漿纖維和其他植物物質(zhì)的天然聚合物--形 成人造類長絲，稱為例如人造絲（rayon,有時稱為粘膠viscose)、TEXCEL k、萊賽爾 (lyocell)及其衍生物。這樣的人造纖維素纖維被用于織造紡織品和非織造紡織品兩者。 這樣的聚合物纖維通過化學溶解纖維素物質(zhì)并由纖維素溶液紡成長絲來形成。為了用于干 法成形網(wǎng)，通常將人造纖維素纖維卷曲并切成短纖維。濕法成形網(wǎng)不需要纖維卷曲。
[0008] 天然纖維的另一個主要類別是韌皮纖維。韌皮纖維存在于亞麻、大麻、黃麻、苧麻、 蕁麻、西班牙金雀花和洋麻植物等的莖中。通常，天然態(tài)韌皮纖維的長度為1米至4米。這些 長的天然態(tài)纖維包含單獨的纖維的束，所述單獨的纖維是直的并且長度為20mm至100mm。 成束的單獨的纖維通過一類稱為果膠（pectin)的植物樹脂膠合在一起。
[0009] 對于織造紡織品和繩索，韌皮纖維已使用了至少8, 000年。然而，這樣的紡織品和 繩索僅由天然態(tài)韌皮纖維束形成。用亞麻韌皮纖維束生產(chǎn)的織造紡織品的實例是亞麻布。 最近，如美國專利No. 7, 481，843中所提供的，生產(chǎn)了經(jīng)部分分離的韌皮纖維以形成用于織 造紡織品的紗和線。然而，紗和線不適于非織造織物。
[0010] 天然短纖維和人造短纖維的非織造網(wǎng)成形方法包括濕法成形。濕法成形類似于 造紙方法，不同之處在于形成水重量與纖維重量的比率比用木漿進行常規(guī)造紙的比率高得 多。濕法成形方法提供了通常為6mm至IOmm長的短纖維和通常為2mm至4mm長的木楽纖 維。然而，市場上目前并不能獲得包含單獨化的韌皮纖維的干法成形非織造網(wǎng)。
[0011] 因此，需要采用長度大于4_長的天然纖維并且不限于濕法成形的非織造織物。 本發(fā)明旨在解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 根據(jù)本發(fā)明，本文描述了包含基于植物的纖維作為大部分的非織造織物。非織造 織物可包含人造纖維，例如基于石油的纖維和重構纖維素纖維，但是其程度比基于植物的 纖維小。在一個方面中，非織造織物包含單獨化的纖維作為大部分，所述單獨化的纖維是基 本直的，基于植物的，且基本不含果膠的并且平均長度大于6毫米（mm)。在另一個方面中， 非織造織物包含纖維作為大部分，所述纖維是非棉的，基于植物的，且基本不含果膠的并且 平均長度大于l〇mm。還有，在另一個方面中，非織造織物包含單獨化的纖維作為大部分，所 述單獨化的纖維是基本直的，基于植物的并且平均長度大于1〇_。
[0013] 可用于本發(fā)明的一類纖維是單獨化的韌皮纖維。韌皮纖維提取自亞麻、大麻、黃 麻、苧麻、蕁麻、西班牙金雀花、亞麻植物，但不限于此。上述單獨化的韌皮纖維可以以任意 組合使用。
[0014] 本發(fā)明中采用的單獨化的韌皮纖維通常是直的并且基本不含果膠。然而，常規(guī)的 "單獨化的"韌皮纖維可僅經(jīng)歷機械單獨化，而不經(jīng)歷大幅度移除果膠內(nèi)容物所需的化學單 獨化。酶單獨化是化學單獨化的非限制性實例。例如，單獨化的韌皮纖維的果膠含量為天 然纖維的果膠含量的按重量計小于10%，所述天然纖維是基本不含果膠的所述纖維的來 源。在另一個方面中，單獨化的韌皮纖維的果膠含量為天然纖維的果膠含量的按重量計小 于15%，所述天然纖維是基本不含果膠的所述纖維的來源。還有，在另一個方面中，單獨化 的韌皮纖維的果膠含量為天然纖維的果膠含量的按重量計小于20%，所述天然纖維是基本 不含果膠的所述纖維的來源。甚至在另一個方面中，單獨化的韌皮纖維的果膠含量為天然 纖維的果膠含量的按重量計小于〇. 1%，按重量計小于〇. 15%或按重量計小于0. 20%，所 述天然纖維是基本不含果膠的所述纖維的來源。
[0015] 通常，根據(jù)特定韌皮纖維的特征和植物莖在化學加工之前的切割長度，單獨化的 韌皮纖維的平均長度在約6mm至40mm的范圍中。在一個方面中，單獨化的韌皮纖維的平均 長度為至少7mm、至少8mm、至少9mm和至少10mm。在另一個方面中，單獨化的韌皮纖維的平 均長度大于12mm。
[0016] 非織造織物還可包含來源于一種或更多種來源的短纖維。短纖維包括但不限于纖 維素纖維和熱塑性纖維。纖維素短纖維的實例包括人造絲。熱塑性纖維包括非織造工業(yè)中 使用的常規(guī)聚合物纖維。這樣的纖維由包括但不限于以下的聚合物形成：聚酯，如聚對苯二 甲酸乙二醇酯；尼龍；聚酰胺；聚丙烯；聚烯烴如聚丙烯或聚乙烯；聚酯、尼龍、聚酰胺或聚 烯烴中兩種或更多種的共混物；聚酯、尼龍、聚酰胺或聚烯烴中任意兩種的雙組分復合物； 等等。當使用熱塑性纖維時，可使非織造織物熱結合以向非織造織物的至少一個表面施用 圖案。雙組分復合纖維的實例包括但不限于具有一種聚合物的芯和包含不同于芯聚合物的 聚合物的鞘的纖維，所述鞘完全地、基本地或部分地包圍所述芯。
[0017] 非織造織物可大部分由纖維形成，所述纖維包括單獨的韌皮纖維，所述單獨的韌 皮纖維的果膠含量為作為所述單獨的韌皮纖維來源的天然成束韌皮纖維的果膠含量的按 重量計小于10%。在另一個方面中，單獨的韌皮纖維包含的果膠含量為天然成束韌皮纖維 的果膠含量的按重量計小于20%。單獨的韌皮纖維在干燥狀態(tài)下形成非結合網(wǎng)。而且，這 樣的韌皮纖維的平均長度大于12_。在一個方面中，所述網(wǎng)通過使用機械梳理機的方法形 成。在另一個方面中，所述網(wǎng)通過使用機械梳理機與強制空氣流組合的方法形成。干燥網(wǎng) 可通過水刺來結合。此外，水刺網(wǎng)可用水性粘合劑處理并且暴露于熱以結合并干燥網(wǎng)。此 外，干燥網(wǎng)可通過機械針刺和/或使加熱空氣流經(jīng)過網(wǎng)來結合?；蛘?，干燥網(wǎng)可通過將向非 結合網(wǎng)施用水性粘合劑并將網(wǎng)暴露于熱來結合。
[0018] 在一個方面中，非織造織物包含基于總纖維重量約85重量百分比（重量％)的韌 皮纖維和約15重量％的再生纖維素纖維。在另一個方面中，非織造織物包含基于總纖維重 量約75重量％至約90重量％的韌皮纖維和約25重量％至約10重量％的再生纖維素纖維。 還有，在另一個方面中，非織造織物包含基于總纖維素重量約70重量％的韌皮纖維和約30 重量％的再生纖維素纖維。
[0019] 制造包含單獨化的纖維（其是基本直的，基于植物的，且基本不含果膠的并且平 均長度大于6mm)作為大部分的非織造織物的方法包括：化學處理由果膠成束的天然纖維 以基本移除果膠并形成基本單獨化的纖維。梳理基本單獨化的纖維以形成無規(guī)排列的纖維 網(wǎng)，然后結合以形成非織造織物。
[0020] 本文公開了包含本發(fā)明制造的非織造織物的層合制品。具體地，層合制品包含非 織造織物、膜和粘合劑。非織造織物包含單獨化的纖維作為大部分，所述單獨化的纖維是基 本直的，基于植物的，且基本不含果膠的并且平均長度大于6毫米（mm)。在另一個方面中， 非織造織物包含纖維作為大部分，所述纖維是非棉的，基于植物的，且基本不含果膠的并且 平均長度大于l〇mm。還有，在另一個方面中，非織造織物包含單獨化的纖維作為大部分，所 述單獨化的纖維是基本直的，基于植物的并且平均長度大于l〇mm?？捎糜诒景l(fā)明的一類纖 維是單獨化的韌皮纖維。此外，在織物與膜之間設置粘合劑。所述膜包括聚乙烯聚合物、聚 乙烯共聚物、聚丙烯聚合物、聚丙烯共聚物、聚氨酯聚合物、聚氨酯共聚物、苯乙烯-丁二烯 共聚物或線性低密度聚乙烯。
[0021] 在另一個方面中，層合制品包含第一非織造織物和與所述第一非織造植物結合的 另一織物。第一非織造織物是本發(fā)明的織物，并且另一織物是第二非織造織物或織造織物 中的至少一種。任選地，第二非織造織物是另外的本發(fā)明的非織造織物。
[0022] 制造上述層合制品的方法包括：化學處理由果膠成束的天然纖維以基本移除果膠 并形成基本單獨化的纖維，梳理所述基本單獨化的纖維以形成無規(guī)排列的纖維網(wǎng)，以及將 所述無規(guī)排列的纖維網(wǎng)結合以形成非織造織物。非織造織物包含單獨化的纖維作為大部 分，所述單獨化的纖維是基本直的，基于植物的，且基本不含果膠的并且平均長度大于6mm。 此外，非織造織物具有支撐表面。將粘合劑設置到非織造織物的支撐表面上或膜的表面上。 將膜設置到非織造織物的支撐表面上以使得粘合劑被放置在非織造織物與膜之間，從而使 膜與非織造織物結合以形成層合制品。任選地，壓縮非織造織物、粘合劑和膜以形成層合制 品。在壓縮期間可施加熱以幫助膜與非織造織物的結合，從而形成層合制品。
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