CN101313099A - 用于非织造产品的切片成形带 - Google Patents

Abstract

一种用于生产非织造产品的成形织物，其包括具有预定尺寸和形状的多个突起，其中所述突起布置成限定由此形成的非织造片的尺寸和形状的图案。

Description

用于非织造产品的切片成形带

技术领域

本发明一般而言涉及非织造产品的生产。更具体而言，本发明涉及一种用于制造非织造织物的成形织物或带。

背景技术

非织造产品的生产是本领域公知的。非织造产品用于从婴儿尿布到可以有利地采用工程质量的产品的高性能纺织品的广泛应用中。可以利用本发明来生产多种非织造产品，包括但不限于：土工织物、建筑材料例如MDF(中密度纤维板)、屋面材料和瓷砖衬垫材料、隔音天花板瓷砖和隔热及隔音材料；卫生和保健制品，例如绷带、带、无菌填塞物、尿布和卫生棉；和家庭用品，例如揩布、擦洗垫、织物软化剂片、餐垫、餐巾、毛巾、桌布和真空袋。在这些类型的产品中，产品的纤维或长丝结合成为粘合纤维网。非织造纤维网的单元纤维的缠绕，结合诸如化学粘合或热粘合的其它工艺，提供所期望的产品完整性、功能性和审美性。

这类产品由纤维直接生产，而不用诸如机织或针织操作的常规纺织方法。相反，它们通过诸如熔喷的非织造生产方法和工艺来生产。在用于制造非织造产品的熔喷工艺中，将热塑性成形聚合物置于挤出机内，然后使其穿过每英寸口模宽度上含有约20到40个小孔的线型口模。汇合的热空气流使挤出的聚合物流迅速变细以形成固化长丝。然后固化长丝被高速空气吹到接收屏(take-up screen)或者织造或非织造材料的另一层上，从而形成熔喷纤维网。

此外，非织造产品也可通过气流成网或梳理操作来生产，其中纤维网在沉积后通过针刺或水刺压实或加工成非织造产品。在水刺过程中，高压水射流直接垂直向下喷到非织造纤维网上以使纤维互相缠绕。在针刺过程中，缠绕是通过使用倒刺针的往复式床以机械方式来实现的，在针的进入行程期间，所述倒刺针迫使纤维网表面的纤维进一步进入其中。

非织造产品一般由通过纤维相互作用而锁定到位的纤维构成，以在需要或不需要化学粘结剂或长丝熔融的情况下提供牢固的粘合结构。该产品可以具有面密度(每单位面积的重量)高于产品平均面密度的缠绕纤维区和在相互随机缠绕的密集缠绕区之间延伸的互连纤维的重复图案。局部的缠绕区可以通过在相邻的缠绕区域之间延伸的纤维相互连接，以限定面密度比邻近高密度区的面密度低的区域。基本没有纤维的孔图案可以限定在密集的缠绕区和互连纤维之内或之间。然而，与本发明不同，这些图案不是用于将非织造纤维网分成多个单独或独立的非织造片。

在一些产品中，密集缠绕区布置成规则图案，并通过有序的纤维组连接，以提供外观类似于常规织造织物的非织造产品，但是其中的纤维随机地从缠绕区到缠绕区行进穿过该非织造产品。有序组的纤维可以基本相互平行或相对于彼此随机布置。实施方案包括具有复杂纤维结构的非织造产品，其中缠绕纤维区通过位于该非织造织物不同厚度区域中的有序纤维组互相连接，该非织造产品尤其适用于服装制品和工业制品，例如揩布。

如前所述，可以通过纤维的相互作用来加工非织造纤维网和将纤维在产品中锁定到位。“锁定到位”的意思是所述结构的单个纤维不仅没有从它们在所述图案结构中的各自位置移动的倾向，而且实际上它们还通过它们自身和/或与产品中其它纤维的相互作用来从物理上限制这种移动。在面密度高于产品平均面密度的缠绕纤维区中将纤维锁定到位，并且这种纤维相互作用也可以出现在其它地方。

“相互作用”的意思是纤维捻回、卷绕、来回加捻和在所述结构的所有方向上彼此经过以错综缠绕使它们互相锁定。

诸如针刺的机械缠绕工艺通过用称为针刺机或纤维锁定机(fiber locker)的装置内的大量倒钩针刺穿纤维网来将一层或多层纤维结合或固定到自身或底布。该作用将纤维从纤维层表面推进并穿过纤维网层的主体。虽然纤维网内的这种纤维缠绕改善强度性质，但是该工艺会很慢，针会损伤纤维并且针自身快速磨损。

为避免这些问题，已经开发出水刺(或“射流喷网”)工艺，其使用小直径、高内聚的高压水射流的能量来模仿旧式针刺机的缠绕作用。该方法涉及形成如上所述的纤维网，然后通过非常细的高压水射流来使纤维缠结。将几束水射流射向由可移动金属丝或织物支撑的纤维网。然后干燥所缠绕的纤维网。材料中所用的纤维可以是合成的或再生的人造短纤维(例如聚酯、聚酰胺、聚丙烯、粘胶纤维等)、纤维素或其它原料纤维，或这些材料任意组合的混合物。水刺材料可以用合理的成本高质量地生产，并具有高的吸收能力。它们可用作家用或工业用擦拭材料，用作医疗一次性材料和用于卫生用途等。

通过改变所用的初始材料和/或带/提花组件，水刺工艺可用于生产大量不同的产品。初始材料可由以相互的随机关系或以任何定向度布置的松散纤维的任何纤维网、垫、毡等构成。文中所用的术语“纤维”意思是包括所有种类的纤维材料，不管是天然的还是合成的，其包括例如类纤维(粘合中使用的一种合成的纤维状颗粒)、纤维素纤维和纺织短纤维。通过适当组合不同长度的纤维可以获得改善的性能。通过组合切段长度纤维和纤维束提供增强的制品，其中术语“束”包括长丝和各种形式的常规纺织纤维，其可以是直的或卷曲的，并且通过在初始材料中使用高度卷曲的和/或弹性的纤维来获得其它期望的产品。通过使用包含具有伸长、卷曲、收缩或长度以其它方式变化潜能的纤维的初始材料，以及随后处理提花的非织造结构以开发纤维的潜在性能从而改变纤维的自由长度，来制造特别期望的提花非织造产品。初始材料可包含不同类型的纤维，例如可收缩和不可收缩纤维，以在激活一种纤维的潜在性能时获得特定效果。

此外，可以使用热粘合将非织造产品中的纤维锁定到位。对于热粘合，为了使非织造纤维互相粘合，粘合材料是必须的。粘合材料包括粘合纤维、粘合粉和粘合纤维网。粘合纤维在热粘合中应用最广泛，包括单组分和双组分纤维。在施加热时，粘合纤维部分熔融，由此与其它纤维在纤维交织点处粘合。还使用粉状聚合物形式的粘合粉来使纤维互相粘合。在交叉铺网、气流成网过程中或作为后处理，将粘合粉施用在纤维层之间。对于粘合粉，在烘箱中短时受热通常足以将粉末熔融和熔合至非织造纤维，产生由相互粘合的纤维构成的非织造纤维网。最后，可以将粘合纤维网(其为低熔点、热塑性开放结构的织物)置于非织造纤维网之间。为了将非织造纤维网粘合到一起，施加热以使粘合纤维网完全熔融，并且使用轧光辊来挤压非织造纤维网并将非织造纤维网粘合起来。热粘合的方法包括例如热轧、带轧、烘箱粘合、超声粘合和辐射热粘合。所用的粘合方法对产品的性能例如孔隙度、厚度和吸收性具有显著影响。然而，所有的粘合方法都提供耐不良环境和多种溶剂的强力粘合点。

在用于生产非织造产品的所有前述方法和工艺中，环状成形织物或带在非织造纤维网的成形中起关键作用。通常，这些带采取由塑料单丝织造的筛网形式，但是当非织造产品制造过程中的温度条件使得使用塑料单丝不切实际或者不可能时，可以使用金属丝代替塑料单丝。

虽然这些制造和加工非织造产品的方法中的每一种都具有各自的优点，但是目前所有的制造系统都需要额外的加工来将非织造纤维网切割成或分离成期望的最终非织造产品的尺寸和形状。本发明旨在克服已知系统的该缺点。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种用于制造非织造产品的成形织物或带，其通过消除将非织造纤维网切割或纵切成较小的单个非织造片的步骤来简化非织造纤维的后加工。

本发明的另一目的在于提供一种用于制造非织造产品的成形织物或带，其能够在成形过程中切割或分割在其上形成的非织造纤维网。

本发明的再一目的在于提供一种用于制造非织造产品的成形织物或带，其具有作为涂覆物、挤出物、沉积物或作为附于所述织物或带的纤维网成形侧表面上的单独的材料条或材料块施加的不透过性材料，所述不透过性材料将非织造纤维网切割或纵切成单独的、分离的非织造片。

本发明的又一目的在于提供一种在用于制造非织造产品中使用的成形织物或带上形成多个单独的非织造片的方法。

本发明提供这些目的和优点以及其他目的和优点。在这方面，本发明涉及一种用于生产非织造产品的成形织物。在一个优选的实施方案中，该成形织物包括多个包含在成形织物的纤维网成形侧上的突起。所述的多个突起布置成图案或网格，并且限定其上形成的非织造片的尺寸和形状。该突起由例如包括聚合物树脂和热塑性材料的不透气材料构成。

本发明的另一方面是一种形成单独的非织造片的方法。该方法包括提供透气性成形织物。以期望的图案或网格的形式选择性地使透气性成形织物的纤维网成形表面上的多个区域不透空气，其中该期望的图案或网格限定其上形成的单独非织造片的形状和尺寸。在透气性成形织物的非纤维网成形表面附近提供真空箱，以给成形织物提供吸力，由此促进纤维朝向织物透气性区域沉积到成形织物上。通过将不透过性材料例如聚合物树脂或热塑性材料加入到成形织物的纤维网成形表面上来使得成形带上的多个区域不透气。

本公开内容所附并形成本公开内容一部分的权利要求中具体指出体现本发明特色的各种新颖性特征。为了更好地理解本发明、其操作上的优点和通过其使用获得的特定目的，参照所附描述性内容，其中本发明的优选实施方案在附图中示出，附图中相应的组成部分用相同的附图标记标出。

附图说明

结合附图，将会很好地理解以下详细说明，以下详细说明以举例方式给出，并且不用于将本发明仅限于此，其中类似的附图标记表示类似的元件和部件，在附图中：

图1是安装在用于制造非织造产品的设备上的本发明成形织物；

图2描述根据本发明一个实施方案制造的非织造产品的形状和构造；和

图3A～3E描述根据本发明一个实施方案的不透过性材料的各种截面形状。

具体实施方式

在下文中将参考附图更为全面地说明本发明，附图中显示本发明的优选实施方案。然而，本发明可以体现为多种不同的形式，并且不应该视为限于本文提出的图示实施方案。相反，提供这些图示的实施方案，使得本公开内容全面、完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

本发明涉及一种用于制造切割的或单独的非织造片的成形织物或带。本文中使用的术语“织物”和“带”可以互换使用。此外，术语“纤维网”指的是在成形织物上形成的非织造产品。最后，本文中使用的术语“片”是指任何非织造产品，所述非织造产品的尺寸小于形成其的成形织物上纤维网成形区域的尺寸。

通常，在成形织物上形成非织造纤维网，并且需要额外的加工将非织造纤维网切割或纵切成较小的单独的片。由于使用本发明的成形织物导致在制造过程中的纤维网成形阶段期间在织物上直接形成的分离的、单独的非织造片，因此本发明消除了对所形成的非织造纤维网的后处理切割或纵切。

本发明通过以例如气流成网、熔喷或射流喷网非织造生产工艺直接获得成形织物上的不同纤维分布，来获得切割的或个体化的非织造片。

如图1中所述，在非织造产品制造中使用的透气性成形织物10具有纵向(MD)纱线和横向(CD)纱线，例如在发明名称为“High-Speed Spun-Bond Production of Nonwoven Fabrics”的待决美国申请10/280,865(U.S.2003/0164199)中所公开的，该申请的公开内容通过引用并入本文。织物10包括成形织物10的纤维网成形表面25上的图案或网格20形式的不透性材料15。应该注意，织物可由纱线、纤维、线、束等织成，并且本文中使用的术语“纱线”意思是统称所有这些要素。此外，纱线可以是由合成或天然材料例如金属构成的。可以使用额外的结构作为成形织物的底布，例如挤出网眼(extruded mesh)、针织织物、MD或CD纱线阵列或适用于该目的的其他结构。

用于在成形织物10上形成图案或网格20的材料必须不透气。由于在成形织物10上具有不透气区域，因此在任一种前述非织造生产工艺过程中沉积在织物上的纤维通过位于成形织物10的非纤维网成形侧上的真空箱所产生的负压气流或吸力吸引至透气的织物区域。结果，沉积在织物上的纤维累积在织物的透气区域上，而不累积在因加入不透气材料而已变得不透气的织物区域上。由于织物不透气区域任一侧上的纤维彼此隔开而不相互作用，因此防止了非织造纤维网的这些部分在任一种前述缠结方法的过程中相互缠结。在纤维沉积到带上之后，利用前述公开方法中的任一种将纤维锁定到位。结果得到已经分离或切成单独的非织造块30的非织造纤维网。

如图1中所述，在与成形织物10上已经变得不透气的区域对应的区域中，在单独非织造片之间，形成间隙35来形成图案或网格20。应该注意，可以利用本领域熟知的任意方法将不透过性材料作为涂覆物施加到织物表面，或者可以通过挤出来沉积材料，或者可以通过如共同转让的共同未决申请(美国专利申请10/334,211(U.S.2004/016601A1)，发明名称为“Method of Fabricating a Belt and aBelt Used to Make Both Tissue and Towels and Nonwoven Articlesand Fabrics”，其公开内容通过引用并入本文)中所述的方法来沉积材料。还可以以具有各种形状和尺寸的材料条或材料块的形式来应用该不透过性材料，并且利用本领域技术人员已知的任何机械连接方法将其附于织物的纤维网成形侧，所述机械连接方法包括但不限于用涂层、用粘合剂粘结、缝合、熔体粘合或使用搭扣(即

)。

如图2中可见，在本发明的一个实施方案中，利用本发明成形织物形成的单独非织造片34由X和Y尺寸限定。这些尺寸限定了在所述带表面上的不透过性材料之间的织物上的区域。单独非织造片之间的间隙35的宽度取决于附着或施加至带25表面的不透过性材料的宽度。因此，可以通过改变不透过性材料在带表面上形成的图案或网格的尺寸和/或形状来在成形织物的尺寸范围内产生所述单独非织造片的各种尺寸和形状。本领域技术人员明白，单独的非织造片不一定是正方形或矩形的，而可以是如通过不透过性材料形成的期望图案所限定的任意形状。此外，可以将单个带设计为生产具有不同形状或尺寸的多个单独的非织造片。

为了确保单独非织造片在制造过程的成形阶段彼此充分分隔开，施加至织物表面的不透过性材料在表面上形成多个可以具有各种截面形状的突起(突出部分)。该突起确保突起任一侧上的纤维充分分开，并由此防止相互作用或相互缠结。对于突起而言的各种截面形状的例子包括但不限于：图3A中所示的薄的低型面矩形40；如图3B中所示的具有等长度侧边43的正方形42；如图3C中所示的高型面矩形45，其高度50等于沉积在织物上的纤维层的厚度；和具有设计为机械分开非织造纤维网的纤维的横截面的形状，例如但不限于图3D中的三角形55；和如图3E中所示的具有倒角40的矩形60。基本上，可以使用在织物表面上产生单独非织造片的任意形状或材料来形成突起。

重要的是，用于构成突起的材料必须是不透气的。突起可以由类似于共同转让、共同未决的但是用于不同目的的申请(专利名称为“Fabric with V-Guides”的美国专利申请10/631,937(U.S.2005/0025935)，该申请的公开内容通过引用并入本文)中所公开的热塑性材料构成；或者它们可由聚合物树脂材料形成，例如但不限于聚酰胺、聚酯、聚醚酮、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚酮或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。还可以利用硅氧烷、橡胶或类橡胶材料制成。如前所述，突起可以为涂覆物、挤出物、材料沉积物的形式，或者它们可以是机械连接至织物或以如前述美国专利申请10/334,211中所述方式形成的不透过性材料的预成形条或块。在热塑性材料的情况下，通过熔融一部分突起来包封一部分织物，可以将突起附于织物上。

重要的是，注意在将不透过性材料施加至织物的纤维网成形侧的情况下，织物背面或非纤维网成形侧上的相应部分一定不要因为加入不透过性材料而与所述带的其余部分相比具有任何表面不规则。这是因为织物的背面接触制造设备的各种辊和真空箱。因此，任何表面不规则都会对织物行进通过设备产生不利影响并泄漏真空，这降低气流系统的有效性。

尽管在本文中已经详细描述了本发明的优选实施方案和其变化方案，但是应该理解，本发明不限于这种具体的实施方案和变化方案，本领域技术人员可以在不背离如所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下进行其它改变和变型。

Claims (24)

1.一种用于生产非织造产品的成形织物，其包括具有预定尺寸和形状的多个突起，其中所述突起布置成图案或网格，并且其中所述图案限定由此形成的非织造片的尺寸和形状。

2.如权利要求1所述的成形织物，其中所述织物是织造的或非织造的。

3.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起在所述成形织物的纤维网成形侧上。

4.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起是不透气的。

5.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起是由聚合物树脂材料形成的。

6.如权利要求5所述的成形织物，其中所述聚合物树脂材料选自聚酰胺、聚酯、聚醚酮、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚酮和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。

7.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起是由热塑性材料、硅氧烷或橡胶形成的。

8.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起是单独的材料条或材料块。

9.如权利要求8所述的成形织物，其中所述多个突起附于所述成形织物上。

10.如权利要求9所述的成形织物，其中利用选自用粘合剂粘结、熔体粘合、缝合和搭扣的机械连接方式将所述多个突起附于所述成形织物上。

11.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起形成为涂覆物、挤出物或形成为树脂沉积物。

12.如权利要求1所述的成形织物，其中所述多个突起具有选自正方形、三角形、矩形和具有倒角的矩形的截面形状。

13.一种形成单独非织造片的方法，所述方法包括以下步骤：

提供透气性成形织物；

以所述成形织物的纤维网成形表面上的期望图案或网格的形式选择性地使所述成形织物上的多个区域不透气流；

在所述成形织物的非纤维网成形侧附近提供真空装置；

将纤维沉积到所述成形织物上；和

其中所述图案限定在所述成形织物上形成的单独非织造片的尺寸和形状。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述成形织物是织造的或非织造的。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述真空装置为所述成形织物提供吸力，由此促使所述纤维到所述成形织物的透气区域上。

16.如权利要求13所述的方法，其中通过将不透过性材料加入到所述成形织物的所述纤维网成形表面上来使得所述成形织物上的所述多个区域不透气。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述不透过性材料是由聚合物树脂材料形成的。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述聚合物树脂材料选自聚酰胺、聚酯、聚醚酮、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚酮和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述不透过性材料是由热塑性材料、硅氧烷或橡胶形成的。

20.如权利要求13所述的方法，其中所述图案或网格是由单独的不透过性材料条或不透过性材料块构成的。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述单独的不透过性材料条或不透过性材料块附于所述成形织物上。

22.如权利要求21所述的方法，其中利用选自用粘合剂粘结、熔体粘合、缝合和搭扣的机械连接方式将所述单独的不透过性材料条或不透过性材料块附于所述成形织物上。

23.如权利要求18所述的方法，其中所述不透过性材料形成为涂覆物、挤出物或形成为树脂沉积物。

24.如权利要求16所述的方法，其中所述不透过性材料具有选自正方形、三角形、矩形和具有倒角的矩形的截面形状。

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