包含卷曲韧皮纤维的非织造织物制造技术

本发明专利技术涉及非织造织物，该非织造织物包含至少一部分平均长度大于约6mm的单根韧皮纤维，该韧皮纤维已经处理以产生卷曲，并且可以进一步涂覆一种或多种热塑性聚合物以确保与QAC消毒剂的相容性，并且通常具有降低的天然存在的果胶含量。这些非织造织物中韧皮纤维的涂覆和卷曲有利于形成干法成网、气流成网或湿法成网的非织造织物，该非织造织物具有与各种非织造产品应用中的性能相关的所需性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含卷曲韧皮纤维的非织造织物专利
本专利技术涉及非织造织物，其至少含有部分天然存在的纤维素纤维。更具体地说，本专利技术涉及含有韧皮纤维的非织造织物。
技术介绍
来源于植物的纤维素纤维长期以来一直用于生产传统纺织织造和编织织物、以及非织造纺织品。通常，天然存在的纤维素纤维具有三种基本类型：种子纤维(例如棉花和木棉)、叶纤维(例如蕉麻和剑麻)以及韧皮纤维(例如亚麻、大麻、黄麻和洋麻)。种子纤维的柔软性是众所周知的，并且结合棉纤维的长度使种子纤维是制造纱线和织物、特别是用于服装非常需要的。韧皮和叶纤维通常更粗糙、更硬，历史上常常将其更多地用于绳索、结网和编垫子(matting)。除了动物的头发和纤维以及丝绸外，几个世纪以来，天然存在的纤维素也是纺织加工纤维的来源。在过去的几个世纪中，纺织品和纤维的发展一直是出于一种愿望：对这些材料进行改性以提供新的或增强的性质或提高加工效率。尽管许多方法都依靠机械手段来改善纤维的加工性能，或依靠耕种(husbandry)来改善纤维性能，但还可以使用化学方法来改善纤维的美观性(例如通过染色)和柔软性(例如通过洗毛(scouring)或沤麻(retting)以去除与天然纤维表面相关的某些化学物质)。但是仍然对具有超出天然纤维所能达到的性能和经济性的纤维存在着需求和科学兴趣。1846年人造纤维的专利技术标志着合成纤维发展的开始。利用大自然作为专利技术提示，已将人造纤维(一种再生纤维素)开发为一种更具成本效益的丝绸纤维替代品。在1900年代，基于石油化学产品的合成纤维的发展产生了工业变革专利技术，一些主要的例子为：例如，聚酰胺、聚酯、聚芳酰胺和聚烯烃纤维等。具有聚合物化学特定性质的合成纤维的列表支持了整个人类工业中常用的纤维基材料的扩展。随之而来，伴随改进了多个世纪的纺织类产品以及20世纪和21世纪技术需求催生的新产品。长期以来，传统纺织面料成形技术一直依赖梳理作为纱线制造过程一部分的纤维分离、单根化和对齐的方法，这是该织物织造和编织的核心。事实上，纤维束的重复精梳(combing)、梳理(carding)的基本方面保持不变，而工业化进步已经导致加工速度提高、最终产品均匀性更好，并且改善了制造成本。纤维的高速梳理支持非织造纺织技术的发展以及价格实惠的一次性纤维基产品(例如一次性手术衣、婴儿尿布和过滤器)的开发。虽然允许直接由石油来源的聚合物树脂生产非织造织物的其它非织造技术(例如纺粘和熔喷)已在非织造纺织行业和该行业的商业产品中占有重要地位，但仍然对通过梳理工艺生产产品的需求和需要。例如，梳理相对于纺粘的优点是能够容易地将两种或更多种类型的纤维共混在一起，用于生产织物的目的，所述织物具有源自共混物中各纤维类型的功能性优点。例如，可以将牢固而疏水的聚酯纤维与较弱但亲水的人造丝纤维共混，以生产非织造织物，该非织造织物比同等人造丝非织造织物更结实、但具有容易吸收液体的能力。长期以来，非织造纺织技术一直以能够以有利的价格点来生产具有目标功能的纤维基产品而受到重视。在某些类型的非织造制造工艺的生产中使所选纤维进行共混的能力促进了对天然和合成纤维的强烈需求和兴趣，以生产具有特定性能和美学性质的非织造织物。此外，尽管合成纤维在纺织工业中保持重要地位，但可持续性和碳足迹问题已成为当今许多工业方面的普遍话题，也是传统和非织造纺织工业的焦点。为此，纤维素类型是在非织造织物制造中最优选的天然纤维。棉是传统纺织品中最常用的天然纤维，但是棉纤维与当前用于生产干法成网非织造织物的高速梳理机不兼容。木浆是用于非织造物的另一种纤维素纤维，但除特种纸和特定类型的非织造技术(称为顺应)外，其用途受到限制，在所述技术中浆纤维共混入由热塑性聚合物熔体纺成的成形纤维流中以制备吸收产品，例如Anderson等人的美国专利号4,100,324以及转让给金百利克拉克公司(Kimberly-Clark)的其它专利。从植物来源回收的韧皮纤维基本上是直的。然而，大多数非织造工艺(特别是干法成网技术，例如梳理)需要一定程度的纤维间内聚性，以支持高速加工和良好的效率以及最终织物性能。除了表面摩擦之外，该内聚性还涉及纤维形状的3D几何类型，易描述为沿单个纤维长度的起伏或波纹。在合成纤维制造时，卷曲的几何特性被施加到纤维上。在自然界中，遗传和生长条件会引起一种类型的卷曲，表现为：例如，棉纤维中的“扭曲的带”或卷积(convolution)，以及羊毛中的盘绕构造。尤其是在非织造加工中，已知纤维卷曲会影响生产效率，以及最终织物性能，例如，织物膨松度、膨松稳定性和耐磨性。另外，某些非织造加工技术需要一些最小纤维长度，从而以可接受的效率进行加工并为最终织物提供良好功能。用于天然和人造短纤维的非织造网状物成形方法包括湿法成形和干法成形。湿法成形与造纸工艺相似，并且可容纳典型长度为6-10mm长的天然纤维和2-4mm长的木纤维。干法成形的非织造工艺概述于[图1]。纤维捆2通过传送机4引入至混合料斗6中并且进行紧密共混8。共混纤维通过进料辊114以气动方式输送10并转移到干法梳理机16中然后，经梳理的纤维网状物被引领通过一系列的工作辊和剥离器辊，并且当对齐时，通过落纱辊(dofferroll)18从梳理机中取出。然后将纤维垫20输送到成形设备中，例如水力缠结[图2]或针刺设备[图3]。当进行水力缠结时[图2]，使来自梳理机22的纤维压实24并预湿26，然后在高压喷水器28之间通过，使纤维粘结在一起形成垫30。随后粘结的垫通过抽吸射流32脱水，并通过带有织物成形金属丝网格34的转鼓，然后通过燃气干燥器36。完成的非织造布料卷在织物卷绕机38上。当针刺时[图3]，来自梳理机40的纤维在针板42下方输送，使针快速通过纤维垫，直到纤维束缚为止。针刺毡通过剥离板44从针板上取下，然后在最后的织物卷起过程中通过牵伸辊46。因此，需要一种非织造织物，其使用浓度高达100重量％的天然韧皮纤维，具有大于6mm的平均纤维长度以及改善的纤维间内聚性，以帮助加工和织物性能。专利技术概述韧皮纤维的一个已知特征是：由于缺乏自然卷曲，该纤维自然是直的并且表现出较差的纤维间内聚性，导致在某些非织造织物形成过程中使用时，这些纤维的加工不是最佳。这些工艺依赖于在形成纤维无规阵列时纤维与纤维的接触，以形成非织造织物的基本结构，从而有助于最终织物形式的强度和完整性。如果纤维直且光滑，则这些纤维的表面摩擦不足会在制造期间使过多纤维损耗为废弃物。另外，在所得的无规纤维阵列中，直纤维可能与其他纤维解离，从而导致织物结构的强度和完整性降低。在某些实施方式中，本公开内容提供了解决方案，以通过利用掺入至少一小部分天然韧皮纤维的非织造织物来解决用于形成非织造织物的韧皮纤维的上述缺点，所述韧皮纤维已进行处理以提供平均至少1个卷曲/厘米纤维长度，并且可能有多达8个卷曲/厘米纤维长度的卷曲水平。本公开的一个方面是，在如此生产并显示出卷曲水平的非织造织物中，大多数卷曲韧皮纤维的平均长度为至少6mm。本公开的另一方面是，所有形式的所述韧皮纤维已进行处理，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含卷曲的植物基纤维的非织造织物，所述植物基纤维的平均长度大于约6mm。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 US 62/647,1191.一种包含卷曲的植物基纤维的非织造织物，所述植物基纤维的平均长度大于约6mm。


2.如权利要求1所述的非织造织物，其中，所述植物基纤维是韧皮纤维。


3.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述植物基纤维从亚麻、大麻、黄麻、苎麻、荨麻、鹰嘴豆、洋麻植物或其任意组合中提取。


4.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述纤维已经历化学或机械处理以赋予每厘米至少1个卷曲至最多8个卷曲的计划卷曲。


5.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述卷曲韧皮纤维已经历清洁以去除天然存在的果胶。


6.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述非织造织物包含5至49重量％的卷曲韧皮纤维。


7.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述非织造织物包含51至100重量％的卷曲韧皮纤维。


8.如权利要求2所述的非织造织物，所述非织造织物还包含天然短纤维、人造短纤维或它们的组合，所述短纤维是卷曲或未卷曲的。


9.如权利要求2所述的非织造织物，其中，所述非织造织物是干法成网、气流成网或湿法成网的非织造织物。


10.如权利要求9所述的非织造织物，其中，所述非织造织物通过热粘结、机械粘结、或粘合剂粘结中的一种或多种进行粘结。


11.如权利要求10所述的非织造织物，其中，热粘结包括轧光、热点粘结、热风粘结和声波粘结中的一种或多种。


12.如权利要求10所述的非织造织物，其中，所述机械粘结包括针刺和/或水力缠结。


13.如权利要求10所述的非织造织物，其中，所述粘合剂粘结包括涂覆、喷涂、浸渍蘸挤、凹版上胶辊、泡沫粘结、粉末粘结和热熔胶施涂中的一种或多种。


14.一种含有至少约5％韧皮纤维的韧皮纤维非织造织物，其中，所述韧皮纤维的平均长度大于约6mm，并且经涂覆以使得纤维与季铵(QAC)基消毒剂兼容。


15.如权利要求14所述的韧皮纤维非织造织物，其中，所述经涂覆的韧皮纤维已涂覆有热塑性树脂。


16.如权利要求15所述的韧皮纤维非织造织物，其中，所述经涂覆的韧皮纤维已涂覆有热塑性聚酯树脂。


17.如权利要求16所述的韧皮纤维非织造织物，其中，所述热塑性聚酯树脂是...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·芬尼斯，
申请(专利权)人：巴斯特纤维技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA